Bahan Ajar A. Pendahuluan 1. Deskripsi Singkat Materi gerak pada benda untuk kelas 8 adalah pelajaran yang membahas tentang pergerakan benda dalam kehidupan sehari-hari. Dalam bahan ajar ini, siswa akan mempelajari konsep dasar gerak, seperti kecepatan, percepatan, dan waktu reaksi. Mereka akan belajar bagaimana mengukur dan menghitung jarak tempuh, kecepatan rata-rata, dan percepatan dengan menggunakan rumus-rumus sederhana. Melalui contoh-contoh praktis dan ilustrasi visual, bahan ajar ini akan membantu siswa memahami prinsip-prinsip dasar gerak dan menerapkannya dalam situasi nyata. 2. KD, IPK dan Tujuan Pembelajaran Kompetensi Dasar: 3.2 Menganalisis gerak lurus, pengaruh gaya terhadap gerak berdasarkan Hukum Newton, dan penerapannya pada gerak benda dan gerak makhluk hidup Indikator Pencapaian Kompetensi • Mendeskripsikan konsep gerak lurus • Menganalisis perbedaan antara kelajuan dan kecepatan • Menghitung kelajuan, kecepatan, dan percepatan pada beberapa contoh kasus dengan menggunakan rumusan gerak lurus beraturan Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti proses pembelajaran diharapkan: 1. melalui video pembelajaran Peserta didik dapat Mendeskripsikan konsep gerak lurus 2. Melalui diskusi kelompok dan kajian literatur Menganalisis perbedaan antara kelajuan dan kecepatan 3. Peserta didik dapat Memecahkan Permasalahan dalam kehidupan Sehari-hari yang berkaitan dengan gerak lurus B. Uraian Materi ➢ Gerak Gerak adalah perpindahan atau pergeseran benda. Secara umum, benda dikatakan bergerak apabila terjadi perubahan posisi dari satu titik ke titik lain. Artinya, benda bergerak ketika posisinya berubah. Gerak merupakan salah satu gejala alam yang terjadi setiap saat di lingkungan sekitar kita. Dalam kehidupan sehari-hari makhluk hidup atau suatu benda tidak pernah terlepas dari adanya pergerakan, seperti halnya ketika kita sedang berjalan, berlari, bersepeda, olahraga, dan lain-lain. Contohnya adalah bola yang menggelinding dari dataran tinggi menuju dataran rendah. Bola yang posisi awalnya di dataran tinggi, bergerak menjauh dari titik awal menuju daerah yang lebih rendah karena adanya gaya gravitasi dan bentuk bola yang bulat. Contoh lainnya adalah matahari yang bergerak dari timur ke barat. Sebenarnya yang bergerak bukan matahari yang mengitari bumi, tetapi bumi yang bergerak karena rotasi yang bergerak menuju porosnya. Sehingga, kita melihat bahwa matahari sedang
menjauhi titik awalnya. Menurut ilmu fisika, gerak diartikan sebagai perpindahan posisi benda dari keadaan awal (semula) ke keadaan akhir terhadap suatu acuan tertentu. Posisi tersebut merupakan besaran vektor, yang menyatakan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan berhubungan dengan perpindahan, dan kecepatan. Sementara, kedudukan benda dinyatakan dalam suatu besar dan arah. Sedangkan, jarak yang ditempuh suatu benda merupakan panjang seluruh lintasan yang dilewati. ➢ Jarak dan perpindahan Setiap hari kamu berangkat dari rumah ke sekolah kemudian kembali lagi ke rumah. Misalnya, jika diukur jarak rumah ke sekolah 2 km, maka jarak tempuh yang kamu lakukan setiap hari adalah 4 km. Namun perpindahan yang kamu lakukan bernilai nol km. Mengapa demikian? Ada perbedaan makna antara jarak dan perpindahan. Jarak merupakan panjang lintasan yang ditempuh, sedangkan perpindahan merupakan jumlah lintasan yang ditempuh dengan memperhitungkan posisi awal dan akhir benda, atau dengan kata lain perpindahan merupakan jarak lurus resultan dari posisi awal sampai posisi akhir. Jarak adalah total panjang lintasan tempuh suatu benda pada selang waktu tertentu. Jarak termasuk besaran skalar yang berarti memiliki nilai. Sedangkan perpindahan merupakan perubahan posisi suatu benda pada selang waktu tertentu. Perindahan termasuk besaran vektor yang berarti memiliki nilai dan arah. Ilustrasinya dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Jarak yaitu total lintasan tempuh dari titik A ke B, dan titik B ke C. Sedangkan perpindahan yaitu perubahan posisi dari titik awal ke titik akhir, atau dari titik A ke C, dengan arah perpindahannya ke arah timur laut.
Untuk lebih memahami penjelasan mengenai jarak dan perpindahan, kita kerjakan contoh soal berikut ini. Seorang anak berjalan lurus dengan kecepatan konstan sejauh 2 meter ke barat, kemudian belok ke selatan sejauh 6 meter, dan belok lagi ke timur sejauh 10 meter. Tentukan jarak dan perpindahan anak tersebut. Dalam menjawab soal tersebut, kita perlu mengilustrasikannya ke dalam sebuah gambar sebagai berikut: Jarak = 2 + 6 + 10 = 18 meter Perpindahannya yaitu panjang lintasan dari titik awal (misalkan A) ke titik akhir (misalkan B). Maka kita bisa menggunakan teorema Pythagoras. ➢ Kelajuan dan Kecepatan Berdasarkan buku Modul Pembelajaran Fisika oleh Nany Else Josephine, kecepatan merupakan perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu, sedangkan kelajuan didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Istilah kecepatan dan kelajuan dikenal dalam perubahan suatu gerak. Perbedaan kelajuan dan kecepatan adalah kelajuan merupakan besaran skalar, sementar kecepatan termasuk besaran vektor. Kelajuan adalah kemampuan menempuh jarak tertentu pada setiap detiknya. Bisa dirumuskan dengan : v = s/t Dimana : v = kelajuan (m/s) S = jarak tempuh (m) t = waktu (s) Kecepatan adalah kemampuan mengukur perpindahan gerak benda tiap satuan waktu. Bisa dirumuskan dengan :
v = ΔS/t Dimana : v = kecepatan (km/jam) (m/s) ΔS = perpindahan (m) t = waktu (s) Besaran vektor memperhitungkan arah gerak, sedangkan besaran skalar hanya memiliki besar tanpa memperhitungkan arah gerak benda. Secara matematis, perbedaan kelajuan dan kecepatan dapat ditulis dalam rumus: Kelajuan = jarak : waktu Kecepatan = perpindahan : waktu Jadi, kelajuan berbeda dengan kecepatan. Ingat! Pada Gerak Lurus Beraturan (GLB), kecepatan dan kelajuan memiliki nilai, simbol (v) dan satuan (m/s) yang sama ➢ Percepatan adalah perubahan kecepatan kecepatan pada setiap waktu. Percepatan bisa dirumuskan dengan : a = Δv/t Dimana : a = percepatan (m/s²) Δv = perubahan kecepatan (m/s) Δs= perubahan waktu (s) v2= kecepatan akhir (m/s) v1= kecepatan awal (m/s) Percepatan tidak hanya dimiliki benda yang bergerak horizontal, pada benda yang bergerak vertikal pun memiliki percepatan yaitu percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi atau disebut juga gaya gravitasi adalah gaya tarik benda oleh bumi sehingga benda mengalami percepatan konstan yaitu 9,8 m/s² atau 10 m/s². ➢ Gerak lurus Gerak lurus adalah gerak benda pada lintasan lurus. Gerak Lurus dibedakan menjadi dua : a.Gerak Lurus Beraturan (GLB) Gerak Lurus Beraturan terjadi apabila kecepatan gerak suatu benda konstan. b.Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Gerak Lurus Berubah Beraturan terjadi apabila suatu benda bergerak dengan percepatan yang konstan. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak yang memiliki perubahan kecepatan selalu tetap pada setiap detiknya.
➢ Gaya Gaya adalah tarikan atau dorongan. Gaya dapat mengubah kecepatan, bentuk, dan arah. Gaya dibagi menjadi 2 yaitu: gaya sentuh dan gaya tak sentuh. a) Gaya sentuh Gaya otot dan gaya gesek adalah contoh gaya sentuh. Gaya otot adalah gaya yang ditimbulkan oleh koordinasi otot oleh rangka tubuh. Contoh Seorang anak menggunakan ketapel akan menarik karet ketapel ke arah belakang. Gaya gesek adalah gaya yang diakibatkan oleh adanya 2 benda yang saling bergesekan. Gaya gesek selalu berlawanan arah dengan gaya yang diberikan pada benda. Misalnya antara kaki meja dengan lantai ketika meja didorong. b) Gaya tak sentuh adalah gaya yang tidak membutuhkan sentuhan langsung pada benda yang dikenainya. Contohnya Besi akan tertarik dan menempel pada magnet. Hal ini dipengaruhi oleh gaya magnet. ➢ Hukum Newton 1. Hukum I Newton Hukum I menyatakan bahwa sifat inersia (kelembaban) benda yang tidak mengalami resultan gaya (∑F = 0) akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan. Sifat kelembaman adalah sifat benda yang memiliki kecenderungan untuk mempertahankan keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan tetap. Contoh, ketika berada didalam mobil, kemudian sopir mengerem dengan mendadak, maka badan kita akan bergerak ke depan. Hal ini badan kita mempertahankan keadaan untuk tetap diam. 2. Hukum II Newton menyatakan bahwa percepatan gerak benda berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massanya. Atau dalam bentuk persamaan: a = ∑F/m Dimana : a = percepatan (m/s²) ∑F = gaya (N) m = massa benda (kg) Contoh Hukum II Newton yaitu saat memindahkan meja yang ringan akan lebih cepat daripada memindahkan lemari yang berat jika gaya dorong kita sama. Hal ini karena meja memiliki massa yang lebih kecil daripada lemari. Semakin kecil massa benda, maka semakin besar percepatannya. Begitu pula sebaliknya.
Contoh lainnya saat mendorong meja, mengangkat beban, menimba air, mempercepat kayuhan sepeda, menendang bola, menginjak gas atau rem mobil, melempar benda, mengejar seseorang, memukul bola tenis, lepas landas pesawat, dan juga menendang dalam bela diri. 3. Hukum III Newton menyatakan bahwa ketika benda pertama memberi gaya aksi (Faksi) pada benda kedua, maka benda kedua akan memberi gaya reaksi (Freaksi) yang sama besar pada benda pertama tetapi berlawanan arah. Atau bisa dirumuskan : Faksi = – Freaksi. Contoh Hukum III Newton yaitu pada saat kita berenang. Ketika berenang, tangan mengayuh ke belakang (melakukan gaya aksi), dan air akan mendorong kita melaju ke depan (melakukan gaya reaksi). Latihan: C. Penutup ➢ Rangkuman • Gerak adalah perpindahan atau pergeseran benda. Secara umum, benda dikatakan bergerak apabila terjadi perubahan posisi dari satu titik ke titik lain • Jarak merupakan panjang lintasan yang ditempuh • perpindahan merupakan jumlah lintasan yang ditempuh dengan memperhitungkan posisi awal dan akhir benda • kecepatan merupakan perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu • kelajuan didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. • Percepatan adalah perubahan kecepatan pada setiap waktu • Gerak lurus adalah gerak benda pada lintasan lurus • Gerak Lurus Beraturan (GLB) terjadi apabila kecepatan gerak suatu benda konstan • Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) terjadi apabila suatu benda bergerak dengan percepatan yang konstan • Gaya adalah tarikan atau dorongan • Gaya dibagi menjadi 2 yaitu: gaya sentuh dan gaya tak sentuh • Hukum I menyatakan bahwa sifat inersia (kelembaban) benda yang tidak mengalami resultan gaya (∑F = 0) akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan • Hukum II Newton menyatakan bahwa percepatan gerak benda berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massanya • Hukum III Newton menyatakan bahwa ketika benda pertama memberi gaya aksi (Faksi) pada benda kedua, maka benda kedua akan memberi gaya reaksi (Freaksi) yang sama besar pada benda pertama tetapi berlawanan arah ➢ Tes Formatif
1. Sebuah mobil bergerak sejauh 80 km ke arah timur, kemudian berbalik arah sejauh 30 km ke arah barat Tentukanlah: a. jarak dan perpindahan yang ditempuh mobil tersebut! b. jarak dan perpindahan yang ditempuh mobil tersebut, Jika mobil bergerak dari A-BC-A 2. Sebuah sepeda motor bergerak dengan kecepatan 20 km/jam. Jtentukan jarak yang ditempuh oleh sepeda motor tersebut dalam 10 menit. 3. Sebuah mobil berpindah dari kota A ke kota B pada sebesar 70 km dalam waktu 4 jam tentukan kelajuan dari mobil tersebut. 4. Diketahui sebuah mobil melaju dengan kecepatan awal yaitu 2 m/s. Setelah mobil melaju 10 sekon, kecepatan mobil tersebut bertambah menjadi 4 m/s. Hitunglah percepatan mobil tersebut!
DAFTAR PUSTAKA Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. 2017. Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTS Kelas VII Buku Siswa. Jakarta. Fauziyyah, Risya.” Perbedaan Jarak dan Perpindahan.”/ Kompas.com/,2023. Diakses pada 4 Juni 2023.URL: https://www.kompas.com/skola/read/2020/10/05/194745469/perbedaan-jarak-dan perpindahan?page=all#:~:text=Dilansir%20dari%20Khan%20Academy%2C%20jarak ,skalar%20yang%20berarti%20memiliki%20nilai.&text=Sedangkan%20perpindahan %20merupakan%20perubahan%20posisi%20suatu%20benda%20pada%20selang%20 waktu%20tertentu. Kabar harian, “Perbedaan Kelajuan dan Kecepatan.”/ Kumparan.com/2021. Diakses pada 4 Juni 2023. URL: https://kumparan.com/kabar-harian/perbedaan-kelajuan-dankecepatan-beserta-contoh-soalnya-1wzeHLl2pmp/full Anonim. “Gerak pada Benda Materi IPA Kelas 8 K-13”./Matra Pendidikan/2020. Diakses pada 4 Juni 2023. URL: https://www.matrapendidikan.com/2020/08/gerakbenda-materi-ipa-kelas-8.html Silmi Nurul Utami, "Bunyi Hukum Newton II dan Contoh Penerapannya dalam Kehidupan"/ kompas.com. Diakses pada 4 Juni 2023. URL: https://www.kompas.com/skola/read/2022/01/12/164427769/bunyi-hukum-newton-iidan-contoh-penerapannya-dalam-kehidupan?page=all.