GLB dan GLBB: Rumus Gerak Lurus dan Contoh Soal

GLB (gerak lurus beraturan) adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap, sehingga jarak yang ditempuh sebanding dengan waktu: $s = v\,t$. GLBB (gerak lurus berubah beraturan) adalah gerak lurus dengan percepatan tetap, sehingga kecepatannya bertambah atau berkurang secara teratur: $v_t = v_0 + a\,t$.

Jarak dan Perpindahan, Kelajuan dan Kecepatan

Sebelum memakai rumus, bedakan dua pasang besaran berikut.

• Jarak adalah panjang seluruh lintasan yang ditempuh. Nilainya tidak pernah negatif.
• Perpindahan adalah perubahan posisi dari titik awal ke titik akhir, $\Delta x = x_{\text{akhir}} - x_{\text{awal}}$. Nilainya bisa positif, negatif, atau nol.
• Kelajuan rata-rata = jarak total ÷ waktu total.
• Kecepatan rata-rata = perpindahan ÷ waktu total. Kecepatan memiliki arah.

Contohnya, dari gerbang sekolah Lina berjalan 60 m ke timur lalu 20 m ke barat dalam 40 s. Jaraknya 80 m, tetapi perpindahannya hanya 40 m ke timur. Kelajuan rata-ratanya $80 : 40 = 2$ m/s, sedangkan kecepatan rata-ratanya $40 : 40 = 1$ m/s ke timur.

Apa Itu GLB? Ciri dan Grafiknya

Pada GLB, benda menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama. Kereta yang melaju stabil di rel lurus tanpa menambah atau mengurangi kecepatan mendekati GLB.

Ciri-ciri GLB:

1. Lintasannya lurus.
2. Kecepatannya tetap, baik besar maupun arahnya.
3. Percepatannya nol.

Jika posisi awal tidak di nol, posisi benda ditulis $x = x_0 + v\,t$. Pada grafik posisi terhadap waktu (x–t), GLB berbentuk garis lurus miring dan kemiringannya sama dengan kecepatan. Garis mendatar berarti benda diam, sedangkan garis yang turun berarti benda bergerak ke arah negatif. Pada grafik kecepatan terhadap waktu (v–t), GLB berupa garis mendatar.

Apa Itu GLBB? Dipercepat dan Diperlambat

Pada GLBB, kecepatan berubah dengan nilai yang sama setiap sekon. Perubahan kecepatan tiap sekon disebut percepatan, $a = \Delta v / \Delta t$, dengan satuan m/s².

• GLBB dipercepat: kecepatan bertambah, misalnya motor yang mulai melaju dari lampu merah. Percepatan searah gerak.
• GLBB diperlambat: kecepatan berkurang, misalnya mobil yang direm. Percepatan berlawanan arah gerak, sehingga nilainya ditulis negatif.

Pada grafik v–t, GLBB berbentuk garis lurus miring. Luas daerah di bawah grafik v–t sama dengan jarak yang ditempuh. Benda yang jatuh bebas juga mengalami GLBB dengan percepatan gravitasi sekitar 9,8 m/s², yang sering dibulatkan menjadi 10 m/s² dalam soal.

Perbedaan GLB dan GLBB

Aspek	GLB	GLBB
Kecepatan	Tetap	Berubah secara teratur
Percepatan	Nol	Tetap, tidak nol
Grafik x–t	Garis lurus miring	Kurva melengkung (parabola)
Grafik v–t	Garis mendatar	Garis lurus miring
Rumus jarak	$s = v\,t$	$s = v_0\,t + \tfrac12 a t^2$
Contoh	Kereta melaju stabil di rel lurus	Bola menggelinding menuruni papan miring

Eksplorasi Visual: Grafik Posisi–Waktu GLB

Visual di atas menampilkan garis $y = mx + b$. Untuk GLB, baca sumbu mendatar sebagai waktu $t$ (s) dan sumbu tegak sebagai posisi $x$ (m). Dengan begitu, gradien m mewakili kecepatan $v$ dan titik potong b mewakili posisi awal $x_0$. Persamaan $y = mx + b$ menjadi $x = x_0 + v\,t$.

Misalnya m = 3 dan b = 2. Pada t = 4 s, posisi benda $x = 2 + 3(4) = 14$ m. Perpindahannya 12 m, bukan 14 m, karena benda berangkat dari posisi 2 m. Huruf m pada grafik adalah gradien, sedangkan satuan m berarti meter; bedakan keduanya dari konteks.

Contoh Soal GLB, GLBB, dan Pembahasannya

Contoh 1: GLB dengan satuan km/jam

Bus melaju lurus dengan kecepatan tetap 72 km/jam selama 15 s. Berapa jarak yang ditempuh?

Pembahasan: ubah kecepatan ke m/s lebih dulu: $72\ \text{km/jam} = \dfrac{72.000\ \text{m}}{3.600\ \text{s}} = 20$ m/s. Jarak $s = v\,t = 20 \times 15 = 300$ m.

Contoh 2: GLBB dipercepat

Motor mula-mula diam, lalu dipercepat tetap 2 m/s² selama 5 s. Tentukan kecepatan akhir dan jarak yang ditempuh.

Pembahasan: $v_t = 0 + 2(5) = 10$ m/s dan $s = 0 + \tfrac12(2)(5^2) = 25$ m. Cek dengan rumus ketiga: $v_t^2 = 0 + 2(2)(25) = 100$, sehingga $v_t = 10$ m/s.

Contoh 3: GLBB diperlambat sampai berhenti

Mobil melaju 20 m/s, lalu direm dengan perlambatan tetap 4 m/s² sampai berhenti. Berapa lama dan berapa jauh mobil bergerak sejak direm?

Pembahasan: ambil $a = -4$ m/s². Waktu berhenti: $0 = 20 - 4t$, jadi $t = 5$ s. Jarak: $s = 20(5) - \tfrac12(4)(5^2) = 100 - 50 = 50$ m. Cek: $0 = 20^2 - 2(4)s$ memberi $s = 400 : 8 = 50$ m.

Kesalahan yang Sering Terjadi

Ringkasan

• GLB: kecepatan tetap, percepatan nol, $s = v\,t$.
• GLBB: percepatan tetap, $v_t = v_0 + at$, $s = v_0 t + \tfrac12 a t^2$, dan $v_t^2 = v_0^2 + 2as$.
• Jarak berbeda dari perpindahan; kelajuan berbeda dari kecepatan.
• Kemiringan grafik x–t adalah kecepatan; luas di bawah grafik v–t adalah jarak.

Materi Terkait

• Hukum Newton 2: penyebab percepatan pada GLBB.
• Gerak Parabola: gabungan GLB mendatar dan GLBB tegak.
• Usaha dan Energi: cara energi untuk menghitung kecepatan.
• Lihat semua materi di halaman mapel Fisika.

Sumber belajar

• OpenStax College Physics 2e — Time, Velocity, and Speed
• OpenStax College Physics 2e — Motion Equations for Constant Acceleration in One Dimension
• OpenStax College Physics 2e — Graphical Analysis of One-Dimensional Motion

Penjelasan dan contoh disusun ulang untuk materi ini; sumber dapat dibuka untuk belajar lebih lanjut.