Pengertian Gerak Dalam Fisika, Macam, dan Contohnya

Konsep gerak dalam fisika adalah salah satu topik penting di bawah Mekanika klasik. Pada dasarnya  segala sesuatu di alam semesta selalu bergerak, bahkan jika sesuatu itu benar-benar diam, itu masih milik bumi yang terus bergerak di sekitar porosnya dan mengelilingi matahari. Gerak berarti perubahan posisi suatu objek dengan mengacu pada waktu.

Dalam arti fisika, gerak adalah perubahan posisi suatu benda terhadap lingkungannya dalam interval waktu tertentu. Sebagai aturan, gerakan tubuh mematuhi hukum gerak Newton. Namun, gerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya harus diperlakukan dengan menggunakan teori relativitas, dan gerak benda yang sangat kecil (seperti elektron) harus diperlakukan dengan menggunakan mekanika kuantum. Terdapat bermacam-macam gerak dalam fisika dengan masing-masing contohnya. Misal gerak translasi contohnya gerak kereta.

Gerak dalam Fisika

Jika posisi suatu objek tidak berubah secara relatif dari kerangka acuan yang diberikan, objek tersebut dikatakan diam, tidak bergerak, stasioner, atau memiliki posisi konstan atau tidak berubah-ubah dengan mengacu pada sekelilingnya. Karena tidak ada kerangka referensi absolut, gerakan absolut tidak dapat ditentukan. Dengan demikian, segala sesuatu di alam semesta dapat dianggap bergerak.

Jadi, istilah gerak, secara umum, menandakan perubahan terus-menerus pada posisi atau konfigurasi sistem fisik dalam ruang. Sebagai contoh, seseorang dapat berbicara tentang gerakan gelombang atau tentang gerakan partikel kuantum, di mana konfigurasi terdiri dari probabilitas menduduki posisi tertentu.

Kuantitas utama yang mengukur gerakan tubuh adalah momentum. Momentum suatu benda meningkat dengan massa benda dan dengan kecepatannya. Momentum total semua objek dalam sistem yang terisolasi (yang tidak terpengaruh oleh kekuatan eksternal) tidak berubah seiring waktu, sebagaimana dijelaskan oleh hukum kekekalan momentum.

Gerakan suatu objek, dan dengan demikian momentumnya, tidak dapat berubah kecuali jika suatu gaya bekerja pada objek tersebut.

Pengertian Gerak dalam Fisika

Dalam fisika, gerak berarti perubahan terus menerus pada posisi tubuh relatif terhadap titik referensi, sebagaimana diukur oleh pengamat tertentu dalam kerangka referensi tertentu. Sampai akhir abad ke-19, hukum gerak Newton, yang ia anggap aksioma atau postulat dalam Principia-nya yang terkenal, adalah dasar dari apa yang kemudian dikenal sebagai fisika klasik.

Perhitungan lintasan dan kekuatan benda yang bergerak berdasarkan fisika Newton atau fisika klasik sangat sukses hingga fisikawan mulai dapat mengukur dan mengamati fenomena fisik yang sangat cepat.

Pada kecepatan yang sangat tinggi, persamaan fisika klasik tidak dapat menghitung nilai yang akurat. Untuk mengatasi masalah ini, ide-ide Henri Poincaré dan Albert Einstein tentang fenomena dasar gerak diadopsi sebagai pengganti Newton.

Sedangkan hukum gerak Newton memberikan asumsi bahwa nilai absolut ruang dan waktu dalam persamaan gerak, model Einstein dan Poincaré, yang sekarang disebut teori relativitas khusus, mengasumsikan nilai untuk konsep-konsep ini dengan titik nol sembarang.

Karena (misalnya) persamaan relativitas khusus menghasilkan hasil yang akurat pada kecepatan tinggi dan Newton tidak, model relativitas khusus sekarang diterima untuk menjelaskan benda yang bergerak (ketika kita mengabaikan gravitasi).

Namun, sebagai hal yang praktis, persamaan Newton jauh lebih mudah digunakan daripada persamaan relativitas khusus dan oleh karena itu lebih sering digunakan dalam fisika dan teknik terapan.

Pengertian Gerak Fisika Menurut Para Ahli

Adapun definisi gerak dalam fisika menurut para ahli, antara lain:

Encyclopedia Britannica

Gerak, dalam fisika, berubah seiring waktu berdasarkan posisi atau orientasi tubuh. Gerak di sepanjang garis atau kurva disebut translasi.

Gerak yang mengubah orientasi tubuh disebut rotasi. Dalam kedua kasus semua titik dalam tubuh memiliki kecepatan yang sama (kecepatan diarahkan) dan percepatan yang sama (laju waktu perubahan kecepatan). Jenis gerak yang paling umum menggabungkan translasi dan rotasi.

Wikipedia

Dalam fisika, gerak adalah perubahan posisi suatu benda dari waktu ke waktu. Gerak secara matematis dijelaskan dalam hal perpindahan, jarak, kecepatan, akselerasi, kecepatan, dan waktu. Gerakan tubuh diamati dengan melampirkan kerangka acuan ke pengamat dan mengukur perubahan posisi tubuh relatif terhadap kerangka itu.

Macam Gerak di Fisika dan Contohnya

Berikut ini macam-macam gerak dalam fisika, antara lain:

1. Gerak Berdasarkan Posisi Tiap-Tiap Partikel Atau Titik Dalam Suatu Benda

Dibedakan menjadi dua, yaitu:

• Gerak Translasional

Gerak translasi merupakan gerak berpindahnya suatu benda dari satu tempat ke tempat yang lain, di mana masing-masing partikel atau titik dalam benda selama selang waktu yang tertentu menempuh jarak dan bentuk lintasan yang sama.

Dalam gerak translasi, benda bergerak sepanjang garis tanpa rotasi apa pun. Garisnya bisa lurus atau melengkung. Secara skematis, pada grafik tipikal dengan sumbu x dan y, jika suatu titik bergeser dari titik asal pada (0, 0) ke titik (3, 4), teorema Pythagoras dapat digunakan untuk menunjukkan bahwa titik tersebut telah mengalami 5 unit gerak linier (akar kuadrat dari 3² + 4² adalah 5).

Sebuah mobil yang bergerak dalam garis lurus memiliki gerakan transnasional. Demikian pula, sebuah pesawat bergerak lurus dalam gerakan translasional. Contoh gerak translasi lainnya misalnya yaitu gerak kereta, gerakan burung, gerakan serangga, gerakan molekul gas, gerakan penghapus saat digunakan untuk membersihkan papan tulis.

• Gerakan Putar (Rotasional)

Gerak rotasi atau gerak putar merupakan gerakan suatu benda dimana setiap titik atau posisi partikel pada benda memiliki jarak yang tetap terhadap suatu sumbu tertentu.

Bumi yang berputar mengelilingi matahari adalah contoh dari gerak rotasi. Gerakan bulan di sekitar bumi juga merupakan contoh gerakan melingkar. Contoh lain gerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari misalnya gerak elektron di sekitar nukleus.

2. Gerak Berdasarkan Titik Acuannya

Dibedakan menjadi dua, yaitu:

• Gerak Semu

Gerak semu merupakan gerak suatu benda yang sebenarnya diam tapi seolah-olah tampak bergerak. Gerak semu ini biasanya terjadi jika seorang pengamat berada pada tempat yang bergerak dengan kecepatan tinggi. Contohnya yaitu gerakan matahari yang seolah-olah mengelilingi bumi padahal yang terjadi adalah sebaliknya.

• Gerak Relatif

Gerak relatif merupakan gerak suatu benda jika diamati dari titik acuan tertentu, tapi belum tentu bergerak jika diamati pada titik acuan yang lain. Contohnya yaitu seseorang yang sedang naik kereta api. Orang tersebut bisa dikatakan bergerak jika titik acuannya ialah stasiun tapi dikatakan diam jika acuannya adalah kereta api.

3. Gerak Berdasarkan Bentuk Lintasannya

Dibedakan menjadi , yaitu:

• Gerak Lurus

Gerak lurus merupakan gerak suatu benda dengan lintasan berupa garis lurus. Berdasarkan pada besarnya kecepatan linearnya, gerak lurus bisa dibedakan menjadi dua, yaitu: 

• Gerak Lurus Beraturan (GLB), yaitu gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan konstan (tetap).Contohnya yaitu seseorang yang mengendarai sepeda motor pada jalan raya yang lurus dengan kecepatan tetap.
• Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), yaitu gerak suatu benda pada lintasan yang lurus dengan kecepatan yang berubah-ubah secara beraturan. Contohnya yaitu seseorang yang mengendarai sepeda motor pada jalan raya yang lurus tapi dengan kecepatan yang kadang ditambah atau dikurangi secara berkala.

Dengan mendasarkan pada nilai percepatannya, GLBB bisa dibedakan menjadi dua, yaitu: 

1. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dipercepat, yaitu gerak benda pada lintasan yang lurus dengan percepatan yang selalu bertambah selama selang waktu tertentu.
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) diperlambat, yaitu gerak benda pada lintasan yang lurus dengan percepatan yang selalu berkurang selama selang waktu tertentu.

• Gerak Parabola

Gerak parabola merupakan gerak suatu benda yang membentuk lintasan parabola (setengah lingkaran). Galileo berpendapat bahwa gerak parabola bisa terjadi karena hasil perpaduan antara gerak lurus beraturan pada sumbu horizontal dan gerak lurus berubah beraturan pada sumbu vertikal. 

Contoh gerak parabola misalnya seorang pemain bola basket yang melakukan tembakan 3 point ke arah keranjang bola.

• Gerak Melingkar

Gerak melingkar merupakan gerak suatu benda yang lintasannya berupa lingkaran mengelilingi suatu titik tetap (sumbu putar). Contoh gerak melingkar yaitu gerakan jarum jam analog.

Berdasarkan besarnya kecepatan sudutnya, gerak melingkar bisa dibedakan menjadi dua yaitu: 

• Gerak Melingkar Beraturan (GMB), yaitu gerak suatu benda yang lintasannya berupa lingkaran dengan kecepatan sudut tetap.
• Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB), yaitu gerak suatu benda yang lintasannya berupa lingkaran dengan kecepatan sudut tetap berubah-ubah secara beraturan.

Selain macam-macam gerak di atas, ada pula yang namanya gerak resiprokal dan gerak berosilasi.

Gerakan Maju-Mundur (Reciprocating)

Gerak resiprokal terkait dengan bentuk gerak lain, khususnya gerak berosilasi. Dalam bentuk gerak ini, sebuah objek ditranslasi, atau dipindahkan secara linear, dalam satu arah dan kemudian kembali di sepanjang jalur yang sama di arah yang berlawanan sampai kembali ke titik awalnya; siklus ini kemudian diulang.

Salah satu contohnya adalah gergaji listrik. Contoh lainnya misalnya seseorang yang mengemudi ke tempat kerja dan kemudian pulang ke rumah di rute yang sama delapan jam kemudian, dan kemudian mengulanginya hari demi hari.

Hal tersebut mungkin tampak seperti upaya yang sangat berbeda, tetapi dalam kenyataannya mereka hanya berbeda dalam skala waktu dan jarak; gergaji dapat bergerak melalui amplitudo hanya setengah meter dan menempuh seluruh jalur keluar masuknya beberapa kali per detik, sementara seorang komuter dapat melakukan perjalanan 20 mil dua kali sehari.

Gerakan Berosilasi

Hal-hal yang bergerak secara timbal balik, tetapi dengan unsur-unsur gerak rotasi seperti berayun, dikatakan berosilasi.

Sebuah pendulum, yang berayun dari titik tetap lampiran dan menelusuri busur, adalah contoh klasik. Sprinkler atau kipas berosilasi melakukan hal yang sama, kecuali bahwa ini berosilasi dalam bidang horizontal daripada bidang vertikal dan didukung oleh motor daripada gravitasi.

Itulah tadi penjelasan serta pengulasan secara lengkap kepada segenap pembaca terkait dengan pengertian gerak dalam fisika menurut para ahli, macam, dan contohnya. Semoga melalui materi ini bisa memberikan wawasan dan menambah pengetahuan bagi segenap pembaca sekalian. Trimakasih,