Pembahasan soal GLB dan GLBB

PEMBAHASAN SOAL GLB DAN GLBB

Berikut ini adalah pembahasan soal-soal fisika sma tentang gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Pada bahasan soal gerak lurus berubah beratuan (GLBB) mencakup bahasan soal tentang gerak vertikal ke atas, gerak vertikal ke bawah dan gerak jatuh bebas. Jadi dalam pembahasan soal ini, membahas tentang: menghitung jarak, kecepatan, waktu pada gerak lurus beraturan (GLB), menghitung jarak, kecepatan, percepatan pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB), menghitung ketinggian maksimum, waktu untuk mencapai ketinggian maksimum, waktu, kecepatan pada gerak jatuh bebas, gerak vertikal ke atas dan gerak vertikal ke bawah.

Nomor 1
Sebuah batu dijatuhkan dengan kecepatan awal nol dari sebuah puncak menara. Batu tersebut mencapai tanah dalam waktu 20 detik. Hitunglah ketinggian puncak menara (g = 10 m/s2)

Pembahasan
Untuk menghitung ketinggian jatuh bebas gunakan rumus:
h = 1/2 g t2 = = 1/2 . 10 m/s2 . 202
h = 5 m/s2 . 400 s2 = 2000 m

Nomor 2
Sebuah mobil mula-mula memiliki kecepatan 72 km/jam. Kemudian mesin mobil dimatikan sehingga mobil berhenti dalam waktu 80 sekon. Berapakah perlambatan mobil tersebut?

Pembahasan
Gunakan persamaan GLBB
v = vo + a . t
a = (v - vo) / t
a = (0 - 20 m/s) / 80 s = - 20/80 m/s2
a = - 0,25 m/s2 (negatif menunjukkan gerak mobil diperlambat)

Nomor 3
Benda jatuh bebas adalah benda yang memiliki:
1) kecepatan awal nol
2) percepatan = percepatan gravitasi bumi
3) Gerak diperlambat
Pernyataan yang benar adalah...
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 1, 2, dan 3
D. 2 saja
E. 3 saja

Pembahasan
Ciri-ciri gerak jatuh bebas:
1) awal diam atau kecepatan awal nol
2) besar percepatan sebesar percepatan gravitasi bumi
3) gerak dipercepat
Jawaban: A

Nomor 4
Berikut ini adalah ciri-ciri gerak vertikal ke atas:
1) Kecepatan awal nol
2) Gerak dipercepat
3) Ketika mencapai ketinggian maksimum kecepatan benda nol

Pembahasan
Ciri-ciri gerak vertikal ke atas adalah:
1) awal bergerak atau kecepatan awal tidak nol
2) gerak diperlambat sebesar percepatan gravitasi bumi
3) ketika mencapai ketinggian maksimum, benda diam sesaat atau kecepatan = nol.
Jawaban: D

Nomor 5
Sebuah bola dilempar dengan kecepatan awal 5 m/s. Jika percepatan gravitasi = 10 m/s2, waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian maksimum adalah...
A. 0,5 s
B. 2 s
C. 5 s
D. 10 s
E. 15

Pembahasan
Untuk menghitung waktu untuk mencapai ketinggian maksimum gunakan:
t = vo / g = (5 m/s) / (10 m/s2) = 0,5 s
Jawaban: A

Nomor 6
Gerakan sebuah mobil digambarkan oleh grafik kecepatan - waktu dibawah ini:

Percepatan mobil ketika bergerak semakin cepat adalah...
A. 0,5 m/s2.
B. 1,0 m/s2.
C. 1,5 m/s2.
D. 2,0 m/s2.
E. 3,0 m/s2.

Pembahasan
Berdasarkan grafik, mobil semakin cepat mulai detik 20 hingga 30, besar percepatannya adalah:
menghitung percepatan mobil
Jawaban: D

Nomor 7
Seorang anak menjatuhkan sebuah batu dari ketinggian 20 meter. Satu detik kemudian dia melemparkan batu lain ke bawah. Anggap tidak ada gesekan dan gravitasi bumi = 10 m/s2. Jika kedua batu itu mencapai tanah secara bersamaan, maka kelajuan awal batu adalah...
A. 5 m/s
B. 10 m/s
C. 15 m/s
D. 20 m/s
E. 25 m/s

Pembahasan
Waktu tempuh batu pertama sampai ke tanah adalah:
Menghitung waktu gerak jatuh bebas 
Karena batu kedua dilempar satu detik kemudian maka waktu batu kedua sampai ke tanah = 2 - 1 = 1 s.
Maka kecepatan awalnya:
h = v0 . t + 1/2 . g .t2.
20 m = v0 . 1s + 1/2 . 10 m/s2 . (1s)2.
20 = v0 + 5 
v0 = 15 m/s
Jawaban: C
Nomor 8
Gerak sebuah benda dijelaskan oleh grafik hubungan antara kecepatan dan waktu seperti digambarkan grafik dibawah ini:
Contoh soal menghitung jarak berdasarkan grafik

Jarak yang ditempuh benda hingga detik ke 8 adalah...
A. 60 m
B. 50 m
C. 45 m
D. 40 m
E. 30 m
Pembahasan
Jarak = luas daerah dibawah grafik.
Jarak = Luas persegi panjang + luas trapesium
Jarak = p x l + 1/2 (a + b) x t
Jarak = 5 x 4 + 1/2 (5 + 10) x 4
Jarak = 20 + 2. 15 = 50 m
Jawaban: B

Nomor 9 (UN 2016)
Perhatikan grafik kecepatan terhadap waktu dari pergerakan benda berikut ini!
Contoh soal glbb
Jarak yang ditempuh benda dari t = 2 sekon ke t = 10 sekon adalah...
A. 32 m
B. 40 m
C. 44 m
D. 56 m
E. 60 m

Pembahasan
Untuk menghitung jarak berdasarkan gravik v-t dengan menghitung luas dibawah kurva. Antara t = 2 s sampai t = 10 s dapat dibentuk 2 bangun yaitu persegi panjang (bawah) dan trapesium (atas). Jadi,
Luas persegi panjang = P x L = 8 x 4 = 32
Luas Trapesium = 1/2 (jumlah sisi sejajar) x Tinggi = 1/2 (8 + 4) x 4 = 24
Jadi jarak yang ditempuh = 32 m + 24 m = 56 m
Jawaban: D

Nomor 10 (UN 2016)
Perhatikan grafik berikut!
Grafik v-t
Jarak total yang ditempuh benda adalah...
A. 10 m
B. 20 m
C. 25 m
D. 40 m
E. 80 m

Pembahasan
Pada grafik tersebut, dapat dibagi dua trapesium atas dan bawah.
Luas trapesium atas = 1/2 (jumlah sisi sejajar) x Tinggi = 1/2 (6 + 4) x 5 = 25
Luas Trapesium bawah = 1/2 (4 + 2) x 5 = 15
Jadi jarak tempuh total = 25 m + 15 m = 40 m
Jawaban: D

Nomor 11 (UN 2016)
Kelereng P dilempat ke atas dan 2 sekon kemudian ditempat yang sama kelereng Q juga dilempar ke atas. Kecepatan awal kedua kelereng sama yaitu 40 m/s. Jika kemudian kelereng P jatuh menabrak kelereng Q yang bergerak ke atas, maka tinggi kedua kelereng dari tanah saat bertabreakan adalah..
A. 80 m
B. 75 m
C. 60 m
D. 35 m
E. 20 m

Pembahasan
Hitung terlebih dahulu ketinggian maksimum kelereng P:
hmaks P = vo2 / 2.g = 402 / 20 = 80 m
Hitung waktu untuk mencapai ketinggian maksimum
tm = vo/g = 40 /10 = 4 s
Ini menunjukkan ketika kelereng P berada di ketinggian Maksimum (h = 80 m), kelereng Q berada pada ketinggian 40 m karena dilempar 2 sekon kemudian. Sehingga kelereng Q bertabrakan dengan kelereng P 1 sekon setelahnya atau pada t = 3 s. Jadi ketinggiannya:
h = v0t - 1/2 g t2 = 40 . 3 - 1/2 . 10 . 32 = 120 - 45 = 75 m.
Jawaban: B
Nomor 12
Sebuah mobil mula-mula diam. Kemudian mobil itu dihidupkan dan mobil bergerak dengan percepatan tetap 2 m/s2. Setelah mobil bergerak selama 10 s mesinnya dimatikan, mobil mengalami perlambatan tetap dan mobil berhenti 10 s kemudian. Jarak yang ditempuh mobil mulai dari saat mesin dimatikan sampai berhenti adalah...
A. 210 m
B. 200 m
C. 195 m
D. 100 m
E. 20 m

Pembahasan
Pada 10 sekon pertama:
vt = v0 + at = 0 + 2 . 10 = 20 m/s
Pada 10 sekon berikutnya jarak yang ditempuh mobil adalah luas daerah yang diarsir:

Contoh soal kinematika SBMPTN dan pembahasan
S = 1/2 x Alas x Tinggi = 1/2 x 10 x 20 = 100 m
Jawaban: D

Nomor 13
Sebuah kereta mendapat percepatan 2 m/s2 selama 10 sekon dari keadaan diam, lalu diperlambat dengan perlambatan 4 m/s2 sampai berhenti. Jarak total yang ditempuh kereta tersebut adalah...
A. 50 m
B. 100 m
C. 150 m
D. 200 m
E. 250 m

Pembahasan
Pada 10 sekon pertama kereta mendapat percepatan 2 m/s2, maka:
vt = v0 + a.t = 0 + 2 . 10 = 20 m/s
Waktu yang diperlukan untuk berhenti dari kecepatan 20 m/s adalah:
vt = v0 + a . t
0 = 20 - 4 . t
t = 5 sekon
Jarak tempuh adalah luas yang diarsir:
Contoh soal kinematika SBMPTN dan pembahasan
S = 1/2 x Alas x Tinggi = 1/2 x 15 x 20 = 150 m
Jawaban: C

Nomor 14
Besar kecepatan suatu partikel yang mengalami perlambatan konstan ternyata berubah dari 30 m/s menjadi 15 m/s setelah menempuh jarak sejauh 75 m. Partikel tersebut akan berhenti setelah menempuh lagi jarak sejauh...
A. 15 m
B. 20 m
C. 25 m
D. 30 m
E. 50 m

Pembahasan
Menghitung percepatan
vt2 = v02 + 2 a s
152 = 302 + 2 . a . 75
150 a = 225 - 900 = - 675
a = - 4,5 m/s2 (negatif menunjukkan perlambatan).
Menghitung jarak
vt2 = v02 + 2 a s
0 = 152 + 2 . (- 4,5) .S
9S = 225
 S = 25 m
Jawaban: C

Nomor 15
Sebuah mobil dengan kecepatan 36 km/jam direm mendadak sehingga terbentuk bekas dijalan sepanjang 20 m. Waktu pengeraman yang dibutuhkan sampai mobil berhenti sebesar ...
A. 2 s
B. 4 s
C. 6 s
D. 8 s
E. 10 s

Menghitung perlambatan:
vt2 = v02 + 2 a s
02 = 102 + 2 . a .20
-40 a =100
a = - 2,5 m/s2 (negatif menunjukkan perlambatan).
Waktu yang diperlukan mobil untuk berhenti:
vt = v0 + a . t
0 = 10 - 2,5 t
t = 4 sekon

Nomor 16
Gambar melukiskan grafik percepatan benda sebagai fungsi waktu. Bila pada keadaaan mula-mula benda berkecepatan 4 m/s, maka besar kecepatan benda pada t = 15 s adalah...
Contoh soal kinematika SBMPTN dan pembahasan
A. 12 m/s
B. 25 m/s
C. 40 m/s
D. 64 m/s
E. 70 m/s

Pembahasan
Pada grafik a - t, luas daerah yang diarsir adalah kecepatan (v). Kecepatan pada t = 15 sekon adalah:
Contoh soal kinematika SBMPTN dan pembahasan
v = v0 + luas
v = 4 + (6 x 6) + 6 x 4) + (3 x 2) = 70 m
Jawaban: E

Nomor 17
Grafik dibawah ini menggambarkan gerakan dua benda yang arah geraknya sama. Tepat pada saat t = 2 s. Pernyataan dibawah yang benar adalah...

Contoh soal kinematika SBMPTN dan pembahasan
  1. Jarak tempuh kedua benda sama besar
  2. Kecepatan benda lebih besar dari benda B
  3. Kecepatan kedua benda sama besar
  4. Benda B menyusul benda A

Pembahasan
Pada saat t = 2 sekon maka:
  1. Jarak tempuh kedua benda tidak sama, karena jarak tempuh B lebih besar dari jarak tempuh A (salah)
  2. Karena jarak B lebih  besar dari jarak A maka untuk waktu yang sama kecepatan B lebih besar dari kecepatan A (salah).
  3. Kecepatan kedua benda tidak sama (salah).
  4. Pada t = 2 s, karena jarak kedua benda sama maka B akan menyusul A (benar)
Jawaban: D

Nomor 18
Sebuah lift bergerak ke atas dengan percepatan 3 m/s2, kemudian bola dilepaskan 1,7 m diatas lantai lift tersebut. Jika percepatan gravitasi g = 9,8 m/s2, maka waktu yang diperlukan bola untuk jatuh dilantai lift adalah..
A. 0,25 s
B. 0,52 s
C. √5 s
D. √7,5 s
E. √10 s

Pembahasan
Percepatan lift terhadap tanah adalah aLT = 3 m/s2
Percepatan tanah terhadap lift adalah aTL = - 3 m/s2
Percepatan bola terhadap tanah aBT = -g = - 9,8 m/s2
Percepatan bola terhadap lift = aBL = aBT + aTL = - 9,8 - 3 = -12,8 m/s2
Waktu yang diperlukan bola sampai di lift adalah:
h = 1/2 aBL . t2
1,7 = 1/2 (12,8) t2
t2 = 17/64
t = 0,52 s
Jawaban: B
Pembahasan soal GLB dan GLBB Pembahasan soal GLB dan GLBB Reviewed by Johan Akhmadin on Sunday, August 30, 2015 Rating: 5
Powered by Blogger.