Fisika - GLB dan GLBB

Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Setelah mempelajari materi pembelajaran gerak lurus beraturan (GLB) diharapkan dapat :

• menjelaskan karakterisktik gerak lurus beraturan (GLB) melalui percobaan dan pengukuran besaran-besaranterkait
• menerapkan besaran-besaran fisika dalam gerak lurus beraturan (GLB) dalam bentuk persamaan dan menggunakannyadalam pemecahan masalah sehari-hari.

          Kemampuan Prasyarat :

          Sebelum mempelajari materi gerak lurus beraturan (GLB)  harus sudah menguasai konsep tentang :

• pengertian gerak lurus
• besaran-besaran yang berkaitan dengan gerak lurus
• konversi satuan dari besaran-besaran yang berkaitan dengan gerak lurus

Pengertian Gerak Lurus Beraturan
Gerak lurus beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu benda dengan kecepatan tetap.
Kecepatan tetap artinya baik besar maupun arahnya tetap. Kecepatan tetap yaitu benda menempuh jarak yang sama untuk selang waktu yang sama. Misalnya sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap 75 km/jsm atau 1,25 km/menit, berarti setiap menit mobil itu menempuh jarak 1,25 km. Karena kecepatan benda tetap, maka kata kecepatan pada gerak lurus beraturan dapat diganti dengan kata kelajuan. Dengan demikian, dapat juga kita definisikan, gerak lurus beraturan sebagai gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kelajuan tetap.
Grafik perpindahan terhadap waktu (s-t) pada

GLB ( Gerak Lurus Beraturan )

Grafik perpindahan terhadap waktu pada GLB ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tampak pada gambar bahwa grafik jarak/perpindahan (s) terhadap waktu (t) berbentuk garis lurus miring ke atas melalui titik asal koordinat O (0,0). Apabila ditinjau dari kemiringan grafik, maka tan α = v

Dengan demikian jika grafik jarak terhadap waktu (s-t) dari dua benda yang bergerak beraturan berbeda kemiringannya, maka grafik dengan sudut kemiringan besar menunjukkan kecepatan lebih besar.

Grafik Kecepatan terhadap Waktu (v-t) pada GLB
Grafik kecepatan terhadap waktu pada GLB ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tampak pada gambar bahwa grafik v-t berbentuk garis lurus mendatar. Bentuk ini menunjukkan bahwa pada GLB, kecepatan suatu benda selalu tetap untuk selang waktu kapanpun.




Hubungan jarak, kecepatan, dan selang waktu pada GLB
Pada gerak lurus beraturan kecepatan suatu benda selalu tetap. Jika diperhatikan kembali grafik v-t pada GLB, maka jarak/perpindahan (s) merupakan luas daerah yang dibatasi oleh v dan t.
Pada gambar di bawah ini tampak bahwa jarak/perpindahan sama dengan luas persegipanjang dengan panjang t dan lebar v.

Secara matematis : s = v. t
Contoh Soal Untuk memahami konsep gerak lurus beraturan :
Dua sepeda motor bergerak saling mendekati pada lintasan lurus dengan arah berlawanan. Sepeda motor A bergerak ke barat dengan kecepatan tetap 30 km/jam, sedangkan sepeda motor B bergerak ke timur dengan kecepatan 45 km/jam. Sebelum bergerak, kedua sepeda motor terpisah sejauh 150 km.
(a). kapan dan dimana kedua sepeda motor berpapasan?
(b). gambarkan grafik hubungan v-t untuk kedua sepeda motor itu?
(c). tentukan jarak tempuh kedua sepeda motor saat berpapasan menggunakan grafik v-t tersebut.
Pembahasan :

(a). Misalkan kedua sepeda motor berpapasan di titik O. dari gambar di atas diperoleh AO + BO = 150 km atau 150 km = 30km/jam.t + 45km/jam.t, sehingga diperoleh t = 150 km/75 km/jam = 2 jam.
Jadi AO = 30 km/jam.2 jam = 60 km, sedangkan BO = 45 km/jam.2 jam=90 km.
Kesimpulan, kedua sepeda motor berpapasan setelah bergerak selama 2 jam. Tempat berpapasan adalah setelah sepeda motor A bergerak ke arah barat sejah 60 km atau setelah sepeda motor B bergerak ke arah timur sejauh 90 km.
(b). Grarik v-t untuk kedua sepeda motor

(c). Jarak tempuh sepeda motor A = luas bangun A = panjang X lebar = 2 jam X 30 km/Jam = 60 km.  Jarak tempuh sepeda motor B = luas bangun B = panjang X lebar = 2 jam X 45 km/jam = 90 km.

Gerak Lurus Berubah Beraturan

(GLBB)

Setelah mempelajari materi pembelajaran ini diharapkan  dapat menyimpulkan karakteristik gerak lurus berubah beraturan (GLBB) melalui percobaan dan pengukuran besaran-besaran terkait, serta menerapkan besaran-besaran fisika pada gerak lurus berubah beraturan dalam bentuk persamaan dan menggunakannya dalam pemecahan masalah.

Pengertian Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
GLBB didefinisikan sebagai gerak suatu benda pada lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Maksud dari percepatan tetap yaitu percepatan percepatan yang besar dan arahnya tetap.

Grafik Percepatan Terhadap Waktu
Benda yang melakukan GLBB memiliki percepatan yang tetap, sehingga grafik percepatan terhadap waktu (a-t) berbentuk garis mendatar sejajar sumbu waktu t.


Grafik Kecepatan Terhadap Waktu pada GLBB yang dipercepat

Pada GLBB yang dipercepat kecepatan benda semakin lama semakin bertambah besar. Sehingga grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) pada GLBB yang dipercepat berbentuk garis lurus condong ke atas dengan gradien yang tetap. Jika benda melakukan GLBB yang dipercepat dari keadaaan diam (kecepatan awal =Vo = 0), maka grafik v-t condong ke atas melalui O(0,0), seperti gambar di bawah ini :

Jika benda melakukan GLBB dipercepat dari keadaan bergerak (kecepatan awal = Vo ≠ 0 ), maka grafik v-t condong ke atas melalui titik potong pada sumbu v, yaitu (0,Vo), seperti gambar di bawah ini :

Jika anda melempar batu vertikal ke atas, maka batu itu akan mengalami pengurangan kecepatan yang sama dalam selang waktu sama. Jadi batu itu dikatakan mengalami perlambatan atau percepatan negatif. Jadi pada GLBB diperlambat, benda mengawali gerakan dengan kecepatan tertentu dan selanjutnya selalu mengalami pengurangan kecepatan. Grafik kecepatan terhadap waktu untuk GLBB diperlambat akan berbentuk garis lurus condong ke bawah, seperti gambar di bawah ini.

Kecepatan pada suatu saat dari benda yang melakukan gerak lurus berubah beraturan dirumuskan sebagai berikut :

sedangkan untuk menghitung besar perpindahan yang dialami benda yang bergerak lurus berubah beraturan

Biologi - Sistem Gerak Pada Manusia

Manusia memiliki kemampuan untuk bergerak dan melakukan aktivitas, seperti berjalan, berlari, menari dan lain-lain. Bagaimana manusia dapat melalakukan gerakan ? Kemampuan melakukan gerakan tubuh pada manusia didukung adanya sistem gerak, yang merupakan hasil kerja sama yang serasi antar organ sistem gerak, seperti rangka (tulang), persendian, dan otot.

Fungsi rangka (tulang) adalah sebagai alat gerak pasif, yang hanya dapat bergerak bila dibantu oleh otot. Berdasarkan bentuknya tulang dibedakan menjadi tulang pipa, tulang pipih, tulang pendek, sedangkan berdasarkan pada zat penyusun dan sturkturnya tulang dibedakan menjadi tulang rawan dan tulang keras.

Fungsi persendian adalah menghubungkan antara tulang yang satu dengan tulang yang lainnya.

Fungsi otot adalah sebagai alat gerak aktif, yang dapat menggerak- kan organ lain sehingga terjadi suatu gerakan.

Untuk lebih jelasnya dalam membahas system gerak ini, akan diuraikan satu persatu, sebagai berikut yaitu rangka (tulang), sendi dan otot.

A.   Rangka (Tulang)

Rangka atau tulang pada tubuh manusia termasuk salah satu alat gerak pasif karena tulang baru akan bergerak bila digerakkan oleh otot. Sedangkan unsur pembentuk tulang pada manusia adalah unsur kalsium dalam bentuk garam yang direkatkan oleh kalogen. Dalam perkembangannya bentuk tulang dan rangka tubuh yang disusun nya dapat mengalami kelainan yang disebabkan oleh gangguan yang dibawa sejak lahir, infeksi penyakit, faktor gizi atau posisi tubuh yang salah. Hubungan antar tulang yang satu dengan tulang yang lainnya, dihubung- kan oleh persendian (sendi). Pada manusia terdapat tiga (3) bentuk persendian, yaitu sendi mati, sendi kaku dan sendi gerak

1.   Macam-Macam Organ Penyusun Sistem Gerak
 

Fungsi Rangka Pada Manusia

Kerangka pada tubuh manusia memiliki fungsi yang sangat penting, yaitu :

1.   sebagai penegak tubuh

2.   sebagai pembentuk tubuh

3.   sebagai tempat melekatnya otot (otot rangka)

4.   sebagai pelindung bagian tubuh yang penting

5.   sebagai tempat pembentukkan sel darah merah

6.   sebagai alat gerak pasif

Kerangka manusia dapat dikelompokan menjadi 3 yaitu :

1.   Bagian Tengkorak

2.   Bagian Badan

3.   Bagian Anggota Gerak

1.    Bagian Tengkorak (Kepala)

tersusun dari tulang pipih yang berfungsi sebagai tempat pembuatan sel-sel darah merah dan sel-sel darah putih, terdiri dari :

1 tulang dahi 2 tulang tapis 2 tulang hidung 2 tulang ubun-ubun 2 tulang pipi

2 tulang langit-langit 2 tulang baji 2 tulang pelipis 2 tulang air mata 2 tulang rahang atas

1 tulang lidah 1 tulang tengkorak 2 tulang rahang bawah

2.    Bagian Badan

Bagian badan terbagi menjadi 5 kelompok, yaitu :

a.   Ruas-ruas tulang belakang ( 33 ruas )

b.   Tulang rusuk ( 12 pasang )

7 pasang tulang rusuk sejati

3 pasang tulang rusuk palsu

2 pasang tulang rusuk melayang

c.   Tulang dada, terdiri dari :

tulang hulu

tulang badan

tulang pedang-pedangan

d.   Gelang bahu terdiri dari :

2 tulang selangka (kiri dan kanan)

2 tulang belikat (kiri dan kanan)

e.   Gelang panggul terdiri dari :

2 tulang duduk (kiri dan kanan)

2 tulang usus (kiri dan kanan)

2 tulang kemaluan (kiri dan kanan) 

3.    Bagian Anggota Gerak

Anggota gerak dapat dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :

a.   anggota gerak atas (tangan kiri dan kanan) terdiri dari :

2 tulang pengumpil

2 tulang lengan atas

2 tulang hasta

16 tulang pergelangan tangan

10 tulang telapak tangan

28 ruas tulang jari tangan

b.   anggota gerak bawah (kaki kiri dan kanan) terdiri dari :

2 tulang paha

2 tulang tempurung lutut

2 tulang kering

2 tulang betis

14 tulang pergelangan kaki

10 tulang telapak kaki

28 ruas tulang jari kaki 

2.   Jenis dan Fungsi Tulang 
       

Menurut jenisnya tulang pada manusia dapat dibedakan menjadi 2, yaitu :

a.   Tulang Rawan

Tulang rawan tersusun dari sel-sel tulang rawan, ruang antar sel tulang rawan banyak mengandung zat perekat dan sedikit zat kapur, bersifat lentur.

Tulang rawan banyak terdapat pada tulang anak kecil dan pada orang dewasa banyak terdapat pada ujung tulang rusuk, laring, trakea, bronkus, hidung, telinga, antara ruas-ruas tulang belakang.

Mengapa bila anak-anak mengalami patah tulang, cepat menyambung kembali ? Hal ini dikarenakan pada anak-anak masih banyak memiliki tulang rawan, sehingga bila patah mudah menyambung kembali.

Proses perubahan tulang rawan menjadi tulang keras, disebut osifikasi. 
                

Gb. Tulang rusuk

b.   Tulang Keras

Tulang keras dibentuk oleh sel pembentuk tulang (osteoblas)ruang antar sel tulang keras banyak mengandung zat kapur, sedikit zat perekat, bersifat keras.

Zat kapur tersebut dalam bentuk kalsium karbonat (CaCO₃)dan kalsium fosfat ( Ca(PO₄)₂) yang diperoleh atau dibawa oleh darah.

Dalam tulang keras terdapat saluran havers yang didalamnya terdapat pembuluh darah yang berfungsi mengatur kehidupan sel tulang.

Tulang keras berfungsi untuk menyusun sistem rangka.

Contoh tulang keras :

tulang paha

tulang lengan

tulang betis

tulang selangka

3.   Bentuk Tulang

Menurut bentuknya tulang terbagi 3 macam, yaitu :

a.   Tulang pipa

Bentuknya bulat, panjang dan tengahnya berongga

Contohnya :

tulang paha

tulang lengan atas

tulang jari tangan

Berfungsi sebagai tempat pembentukan sel darah merah

b.    Tulang pipih

Bentuknya pipih ( gepeng )

Contohnya :

tulang belikat

tulang dada

tulang rusuk

Berfungsi sebagai tempat pembentukan sel darah merah dan sel darah putih

c.   Tulang pendek

Bentuknya pendek dan bulat

Contohnya :

ruas-ruas tulang belakang

tulang pergelangan tangan

tulang pergelangan kaki

Berfungsi sebagai tempat pembentukan sel darah merah dan sel darah putih

4.   Persendian

Pada kerangka tubuh manusia terdapat kurang lebih 200 tulang yang saling berhubungan. Hubungan antar tulang disebut sendi atau artikulasi. Pada sistem gerak manusia, persendian mempunyai peranan penting dalam proses terjadinya gerak.

Menurut sifat gerakannya persendian (sendi) dapat dibedakan menjadi tiga (3 macam) yaitu :

a.    Sendi Mati

yaitu persendian yang tidak memiliki celah sendi sehingga tidak memungkinkan terjadinya pergerak kan, misalnya persendian antar tulang tengkorak.

b.   Sendi Kaku

yaitu persendian yang terdiri dari ujung-ujung tulang rawan, sehingga masih memungkinkan terjadinya gerak yang sifatnya kaku, misalnya persendian antara ruas- ruas tulang sendi kaku

c.   Sendi Gerak

yaitu persendian yang terjadi pada tulang satu dengan tulang yang lain tidak dihubungkan dengan jaringan sehingga terjadi gerakan yang bebas.

Sedangkan sendi gerak dapat dibedakan menjadi 6 macam, tetapi pada saat ini hanya akan dibahas 4 macam sendi, diantaranya :

1)   Sendi Engsel

yaitu persendian yang dapat digerakan kesatu arah.

Contohnya :

persendian antara tulang paha dengan tulang betis

persendian antara tulang lengan dengan tulang hasta

2)   Sendi Putar

yaitu persendian yang dapat digerakan secara berputar

Contohnya :

persendian antara tulang leher dengan tulang atlas

persendian antara hasta dengan tulang pengumpil

3)   Sendi Peluru

yaitu persendian yang dapat digerakan kesegala arah

Contohnya :

persendian antara gelang bahu dengan tulang lengan atas

persendian antara gelang panggul dengan tulang paha

4)   Sendi Pelana

yaitu persendian yang dapat digerakan kedua arah

Contohnya :

persendian pada ibu jari tangan

persendian antara tulang pergelangan tangan dengan Tulang tapak tangan

B.   Otot

Coba perhatikan apa yang akan terjadi apabila manusia tidak Memiliki otot ?

Manusia tidak akan dapat melakukan pergerakan, sebab otot merupakan alat gerak aktif yang sangat penting bagi manusia.

Menurut jenisnya, ada 3 macam otot, yaitu :

a. Otot polos

b. Otot lurik

c. Otot jantung 
 

1.   Ciri-Ciri Otot

a.    Ciri-ciri otot polos

1)   bentuknya gelondong, kedua ujungnya meruncing dan dibagian tengahnya menggelembung

2)   mempunyai satu inti sel

3)   tidak memiliki garis-garis melintang (polos)

4)   bekerja diluar kesadaran, artinya tidak dibawah pe tah otak, oleh karena itu otot polos disebut sebagai otot tak sadar.

5)   terletak pada otot usus, otot saluran peredaran darah otot saluran kemih, dll.

b.    Ciri-ciri otot lurik

1)    bentuknya silindris, memanjang

2)    tampak adanya garis-garis melintang yang tersusun seperti daerah gelap dan terang secara berselang-seling ( lurik )

3)    mempunyai banyak inti sel

4)    bekerja dibawah kesadaran, artinya menurut perintah otak, oleh karena itu otot lurik disebut sebagai otot sadar.

5)    terdapat pada otot paha, otot betis, otot dada, otot

c.    Ciri-ciri otot jantung

1)   otot jantung ini hanya terdapat pada jantung. Struk turnya sama seperti otot lurik, gelap terang secara berselang seling dan terdapat percabangan sel.

2)   kerja otot jantung tidak bisa dikendalikan oleh kemauan kita, tetapi bekerja sesuai dengan gerak jantung. Jadi otot jantung menurut bentuknya seper Ti otot lurik dan dari proses kerjanya seperti otot polos, oleh karena itu disebut juga otot spesial.

2.   Gerak dan Kerja Otot

a.   Kerja Otot Manusia

Otot manusia bekerja dengan cara berkontraksi sehingga otot akan memendek, mengeras dan bagian tengahnya menggelembung  membesar). Karena memendek maka tulang yang dilekati oleh otot tersebut akan tertarik atau terangkat. Kontraksi satu macam otot hanya mampu untuk menggerakkan tulang kesatu arah tertentu. Agar tulang dapat kembali ke posisi semula, otot tersebut harus mengadakan relaksasi dan tulang harus ditarik ke posisi semula. Untuk itu harus ada otot lain yang berkontraksi yang merupakan kebalikan dari kerja otot pertama. Jadi, untuk menggerakkan tulang dari satu posisi ke posisi yang lain, kemudian kembali ke posisi semula diperlukan paling sedikit dua macam otot dengan kerja yang berbeda.

Berdasarkan cara kerjanya, otot dibedakan menjadi otot antagonis dan otot sinergis. otot antagonis menyebabkan terjadinya gerak antagonis, yaitu gerak otot yang berlawanan arah. Jika otot pertama berkontraksi dan otot yang kedua berelaksasi, sehingga menyebabkan tulang tertarik / terangkat atau sebaliknya. Otot sinergis menyebabkan terjadinya gerak sinergis, yaitu gerak otot yang bersamaan arah. Jadi kedua otot berkontraksi bersama dan berelaksasi bersama.

1)   Gerak Antagonis

Contoh gerak antagonis yaitu kerja otot bisep dan trisep pada lengan atas dan lengan bawah.

Otot bisep adalah otot yang mempunyai dua tendon (dua ujung) yang melekat pada tulang dan terletak di lengan atas bagian depan.

Otot trisep adalah otot yang mempunyai tiga tendon (tiga ujung) yang melekat pada tulang dan terletak di lengan atas bagian belakang.

Untuk mengangkat lengan bawah, otot bisep berkontraksi dan otot trisep berelaksasi.

Untuk menurunkan lengan bawah, otot trisep berkontraksi dan otot bisep berelaksasi.

2)   Gerak Sinergis

Gerak sinergis terjadi apabila ada 2 otot yang bergerak dengan arah yang sama.

Contoh : gerak tangan menengadah dan menelungkup.

Gerak ini terjadi karena kerja sama antara otot pronator teres dengan otot pro nator kuadratus.

Contoh lain gerak sinergis adalah gerak tulang rusuk akibat kerja sama otot-otot antara tulang rusuk ketika kita bernapas.

C.   Kelainan Tulang dan Otot

1.   Kelainan Pada Tulang (rangka)

Kelainan dan gangguan pada tulang dapat disebabkan oleh beberapa Faktor, misalnya karena kelainan yang dibawa sejak lahir, infeksi penyakit, karena makanan atau kebiasaan posisi tubuh yang salah. Beberapa contoh kelainan pada tulang dan rangka, antara lain :

a.   Kifosis

Yaitu kelainan tulang punggung membengkok ke depan, dikarenakan kebiasaan duduk/bekerja dengan posisi membungkuk.

b.   Skoliosis

Yaitu kelainan tulang punggung membengkok ke samping, ini dapat tejadi pada orang yang menderita sakit jantung yang menahan rasa sakitnya, sehingga terbiasa miring dan mengakibatkan tulang pung- gungnya menjadi miring.

c.   Lordosis

Yaitu kelainan tulang punggung membengko ke belakang, dikarenakan kebiasaan tidur yang pinggangnya diganjal bantal.

d.   Rakhitis

Yaitu kelainan pada tulang akibat kekurangan vitamin D, sehingga kakinya berbentuk X atau O

e.   Polio

Yaitu kelainan pada tulang yang disebabkan oleh virus, sehingga keadaan tulangnya mengecil dan abnormal.

2.   Kelainan Pada Otot

Kelainan otot pada manusia dapat diakibatkan adanya gerak dan kerja otot. Hal Ini dapat terjadi akibat gangguan faktor luar maupun faktor dalam.

Faktor luar dapat diakibatkan karena kecelakaan dan serangan penyakit, sedang faktor dalam bisa terjadi karena bawaan atau kesalahan gerak akibat otot yang tidak pernah dilatih.

Beberapa contoh kelainan pada otot, diantaranya :

1)    tetanus kelainan otot yang tegang terus menerus yang disebabkan oleh racun bakteri.

2)    atrofi otot kelainan yang menyebabkan otot mengecil akibat serangan virus polio atau karena otot tidak difungsikan lagi untuk bergerak, akibat lumpuh

3)    kaku leher (stiff) Kelainan yang terjadi karena gerak hentakan yang menyebabkan otot Trapesius meradang.

4)    kram kelainan otot yang terjadi karena aktivitas otot yang terus menerus sehingga otot menjadi kejang.

5)    keseleo (terkilir) kelainan otot yang terjadi jika gerak sinergis salah satu otot bekerja berlawanan arah.