Contoh Gerakan Linear Pecutan Seragam (GLBB)
Gerakan Linear Pecutan Seragam (GLBB) merupakan topik penting dalam fizik yang kerap muncul dalam pelajaran sekolah menengah. GLBB ialah gerakan objek dalam garis lurus dengan pecutan malar. Dalam artikel ini, kita akan membincangkan definisi, formula asas dan beberapa contoh masalah GLBB serta penyelesaiannya.
Takrif Gerakan Linear Pecutan Seragam (GLBB)
Gerakan Linear Pecutan Seragam (GLBB) ialah gerakan objek di sepanjang garis lurus dengan pecutan malar. Pecutan malar bermaksud kadar perubahan halaju objek kekal malar dari semasa ke semasa. GLBB boleh dibahagikan kepada dua jenis:
1. GLBB Dipecut: Objek mengalami pecutan positif (kelajuan meningkat).
2. GLBB Nyahpecut: Objek mengalami pecutan negatif (kelajuan berkurangan).
Formula Asas untuk GLBB
Beberapa formula asas dalam GLBB yang sering digunakan ialah:
1. Formula halaju akhir (v):
\[ v = v_0 + pada \]
Di mana:
– \( v \) = halaju akhir (m/s)
– \( v_0 \) = halaju awal (m/s)
– \( a \) = pecutan (m/s²)
– \( t \) = masa (s)
2. Formula jarak:
\[ s = v_0 t + \frac{1}{2} pada^2 \]
Di mana:
– \( s \) = jarak yang dilalui (m)
– \( v_0 \) = halaju awal (m/s)
– \( a \) = pecutan (m/s²)
– \( t \) = masa (s)
3. Formula untuk kelajuan dan jarak yang dilalui:
\[ v^2 = v_0^2 + 2 sebagai \]
Di mana:
– \( v \) = halaju akhir (m/s)
– \( v_0 \) = halaju awal (m/s)
– \( a \) = pecutan (m/s²)
– \( s \) = jarak yang dilalui (m)
Contoh Masalah dan Penyelesaian GLBB
Berikut adalah beberapa contoh masalah GLBB berserta langkah-langkah untuk menyelesaikannya.
Contoh Soalan 1
Soalan:
Sebuah kereta bergerak dengan halaju awal 20 m/s dan mengalami pecutan 2 m/s². Kira halaju kereta selepas 5 saat!
Penyelesaian:
Ia diketahui:
– Halaju awal (\( v_0 \)) = 20 m/s
– Pecutan (\( a \)) = 2 m/s²
– Masa (\( t \)) = 5 saat
Menggunakan formula halaju akhir:
\[ v = v_0 + pada \]
\[ v = 20 + (2 \darab 5) \]
\[ v = 20 + 10 \]
\[ v = 30 \, \text{m/s} \]
Jadi, halaju kereta selepas 5 saat ialah 30 m/s.
Contoh Soalan 2
Soalan:
Sebuah objek yang bergerak dengan halaju awal 10 m/s mengalami pecutan -3 m/s². Tentukan jarak yang dilalui oleh objek itu dalam 4 saat.
Penyelesaian:
Ia diketahui:
– Halaju awal (\( v_0 \)) = 10 m/s
– Pecutan (\( a \)) = -3 m/s²
– Masa (\( t \)) = 4 saat
Menggunakan formula jarak:
\[ s = v_0 t + \frac{1}{2} pada^2 \]
\[ s = (10 \times 4) + \frac{1}{2} (-3) (4)^2 \]
\[ s = 40 + \frac{1}{2} (-3) \times 16 \]
\[ s = 40 – 24 \]
\[ s = 16 \, \text{m} \]
Jadi, jarak yang dilalui oleh objek itu dalam 4 saat ialah 16 meter.
Contoh Soalan 3
Soalan:
Sebuah motosikal yang pada mulanya pegun (kelajuan awal 0 m/s) dipecutkan pada kadar 5 m/s². Tentukan laju motosikal itu selepas menempuh jarak 50 meter.
Penyelesaian:
Ia diketahui:
– Halaju awal (\( v_0 \)) = 0 m/s
– Pecutan (\( a \)) = 5 m/s²
– Jarak yang dilalui (\( s \)) = 50 meter
Menggunakan formula laju dan jarak:
\[ v^2 = v_0^2 + 2 sebagai \]
\[ v^2 = 0 + 2 \kali 5 \kali 50 \]
\[ v^2 = 500 \]
\[ v = \sqrt{500} \]
\[ v = 22,36 \, \text{m/s} \]
Jadi, kelajuan motosikal itu selepas menempuh jarak 50 meter ialah 22,36 m/s.
Contoh Soalan 4
Soalan:
Sebuah objek bergerak dengan halaju awal 15 m/s dan mengalami nyahpecutan sebanyak 4 m/s² sehingga ia berhenti. Berapa lama masa yang diperlukan untuk objek itu berhenti?
Penyelesaian:
Ia diketahui:
– Halaju awal (\( v_0 \)) = 15 m/s
– Halaju akhir (\( v \)) = 0 m/s
– Pecutan (\( a \)) = -4 m/s²
Menggunakan formula halaju akhir:
\[ v = v_0 + pada \]
\[ 0 = 15 + (-4)t \]
\[ -15 = -4 t \]
\[ t = \frac{15}{4} \]
\[ t = 3,75 \, \text{saat} \]
Jadi, masa yang diperlukan untuk objek itu berhenti ialah 3,75 saat.
Contoh Soalan 5
Soalan:
Sebuah kereta bergerak dengan halaju awal 25 m/s dan mengalami pecutan 3 m/s² selama 6 saat. Tentukan jarak yang dilalui oleh kereta dalam tempoh ini.
Penyelesaian:
Ia diketahui:
– Halaju awal (\( v_0 \)) = 25 m/s
– Pecutan (\( a \)) = 3 m/s²
– Masa (\( t \)) = 6 saat
Menggunakan formula jarak:
\[ s = v_0 t + \frac{1}{2} pada^2 \]
\[ s = (25 \times 6) + \frac{1}{2} (3) (6)^2 \]
\[ s = 150 + \frac{1}{2} (3) \times 36 \]
\[ s = 150 + 54 \]
\[ s = 204 \, \text{m} \]
Jadi, jarak yang dilalui oleh kereta itu dalam 6 saat ialah 204 meter.
Kesimpulannya
Gerakan Linear Pecutan Seragam (GLBB) merupakan konsep penting dalam fizik yang menggambarkan gerakan sesuatu objek dengan pecutan malar. Memahami formula asas GLBB dan berupaya mengaplikasikannya dalam pelbagai situasi merupakan kemahiran penting dalam fizik. Melalui contoh-contoh di atas, kita dapat melihat bagaimana formula ini digunakan untuk mengira kelajuan, jarak dan masa di bawah pelbagai keadaan gerakan. Dengan latihan yang mencukupi, pemahaman tentang GLBB ini dapat diperkukuh dan diaplikasikan kepada masalah fizik yang lebih kompleks.
