contoh soal dan jawaban GLB dan GLBB
Soal no.1
Setelah dihidupkan, Sebuah mobil bergerak dengan percepatan 2m/s2. Setelah berjalan selama 20 s, mesin mobil mati dan berhenti 10 s kemudian. Berapa jarak yang ditempuh oleh mobil tersebut ? (GLBB)
Penyelesaian :
Sebelum mesin mobil mati
Vo = 0
a = 2 m/s2
t = 20 s
Vt = Vo + a.t
Vt = 0 + 2 . 20
Vt = 40 m/s2
Setelah mesin mobil mati
Vo = 40 m/s2
Vt = 0
t = 10s
Vt = Vo + a.t
Vt = 40 + a. 10
a = -4
S =Vo. t + ½ .a. t.2
S = 40. 10 + ½ (-4) .102
S = 196 m
Jadi, mobil tersebut telah menempuh jarak sejauh 196 m sejak mulai bergerak hingga berhenti menempuh jarak 196 m
Penyelesaian :
Sebelum mesin mobil mati
Vo = 0
a = 2 m/s2
t = 20 s
Vt = Vo + a.t
Vt = 0 + 2 . 20
Vt = 40 m/s2
Setelah mesin mobil mati
Vo = 40 m/s2
Vt = 0
t = 10s
Vt = Vo + a.t
Vt = 40 + a. 10
a = -4
S =Vo. t + ½ .a. t.2
S = 40. 10 + ½ (-4) .102
S = 196 m
Jadi, mobil tersebut telah menempuh jarak sejauh 196 m sejak mulai bergerak hingga berhenti menempuh jarak 196 m
SOAL NO.2
Sebuah lokomotif mula-mula diam, kemudian bergerak dengan percepatan 2 m/s2. Berapa lama waktu yang dibutuhkan ketika lokomotif menempuh jarak 900 m? (GLBB)
Penyelesaian :
Harga a = konstan, berarti benda melakukan gerak GLBB
Diketahui : Vo = 0 (diam)
S = 900 m
a = 2 m/2 S = Vo. t + ½ a.t2
900 = 0 + ½ (2). t2
t2 = 900
t = 30 sekon
3. Kereta api Ladoya bergerak lurus beraturan pada rel lurus yogya-bandung sejauh 5 km dalam selang waktu 5 menit. (a) Hitunglah kecepatan kereta (b) berapa lama kereta itu menempuh jarak 50 km ?
Penyelesaian :
(a) Pada soal di atas, diketahui perpindahan (s) = 5 km dan waktu tempuh (t) = 4 menit. Sebelum menghitung kecepatan, kita harus mengkonversi satuan sehingga sesuai dengan Sistem Internasional (SI). Terserah, mana yang ingin dikonversi, ubah menit ke jam atau km di ubah ke meter dan menit di ubah ke detik.
Misalnya yang di ubah adalah satuan menit, maka 4 menit = 0,07 jam.
Ingat bahwa pada GLB, kecepatan benda sama setiap saat, demikian juga dengan kecepatan rata-rata.
v = s / t = 5 km / 0,07 jam = 75 km/jam
(b) Untuk menghitung waktu, persamaan kecepatan di atas dibalik
t = s / v = 50 km / 75 km/jam = 0,67 jam = 40 menit.
Penyelesaian :
Harga a = konstan, berarti benda melakukan gerak GLBB
Diketahui : Vo = 0 (diam)
S = 900 m
a = 2 m/2 S = Vo. t + ½ a.t2
900 = 0 + ½ (2). t2
t2 = 900
t = 30 sekon
3. Kereta api Ladoya bergerak lurus beraturan pada rel lurus yogya-bandung sejauh 5 km dalam selang waktu 5 menit. (a) Hitunglah kecepatan kereta (b) berapa lama kereta itu menempuh jarak 50 km ?
Penyelesaian :
(a) Pada soal di atas, diketahui perpindahan (s) = 5 km dan waktu tempuh (t) = 4 menit. Sebelum menghitung kecepatan, kita harus mengkonversi satuan sehingga sesuai dengan Sistem Internasional (SI). Terserah, mana yang ingin dikonversi, ubah menit ke jam atau km di ubah ke meter dan menit di ubah ke detik.
Misalnya yang di ubah adalah satuan menit, maka 4 menit = 0,07 jam.
Ingat bahwa pada GLB, kecepatan benda sama setiap saat, demikian juga dengan kecepatan rata-rata.
v = s / t = 5 km / 0,07 jam = 75 km/jam
(b) Untuk menghitung waktu, persamaan kecepatan di atas dibalik
t = s / v = 50 km / 75 km/jam = 0,67 jam = 40 menit.
SOAL NO.3
Setelah dihidupkan, Sebuah mobil bergerak dengan percepatan 2m/s2. Setelah berjalan selama 20 s, mesin mobil mati dan berhenti 10 s kemudian. Berapa jarak yang ditempuh oleh mobil tersebut ? (GLBB)
Penyelesaian :
Sebelum mesin mobil mati
Vo = 0
a = 2 m/s2
t = 20 s
Vt = Vo + at
Vt = 0 + 2 . 20
Vt = 40 m/s2
Setelah mesin mobil mati
Vo = 40 m/s2
Vt = 0
t = 10s
Vt = Vo + at
Vt = 40 + a. 10
a = -4
S =Vo t + ½ a t2
S = 40. 10 + ½ (-4) .102
S = 200 m
Jadi, mobil tersebut telah menempuh jarak sejauh 200m sejak mulai bergerak hingga berhenti menempuh jarak 200 m
Penyelesaian :
Sebelum mesin mobil mati
Vo = 0
a = 2 m/s2
t = 20 s
Vt = Vo + at
Vt = 0 + 2 . 20
Vt = 40 m/s2
Setelah mesin mobil mati
Vo = 40 m/s2
Vt = 0
t = 10s
Vt = Vo + at
Vt = 40 + a. 10
a = -4
S =Vo t + ½ a t2
S = 40. 10 + ½ (-4) .102
S = 200 m
Jadi, mobil tersebut telah menempuh jarak sejauh 200m sejak mulai bergerak hingga berhenti menempuh jarak 200 m
Soal No. 4
Seekor semut bergerak dari titik A menuju titik B pada seperti terlihat pada gambar berikut.
Seekor semut bergerak dari titik A menuju titik B pada seperti terlihat pada gambar berikut.
Jika r = 2 m, dan lama perjalanan semut adalah 10 sekon tentukan:
a) Kecepatan rata-rata gerak semut
b) Kelajuan rata-rata gerak semut
Pembahasan
Terlebih dahulu tentukan nilai perpindahan dan jarak si semut :
Jarak yang ditempuh semut adalah dari A melalui permukaan lengkung hingga titik B, tidak lain adalah seperempat keliling lingkaran.
Jarak = 1/4 (2πr) = 1/4 (2π x 2) = π meter
Perpindahan semut dilihat dari posisi awal dan akhirnya , sehingga perpindahan adalah dari A tarik garis lurus ke B. Cari dengan phytagoras.
Perpindahan = √ ( 22 + 22 ) = 2√2 meter.
a) Kecepatan rata-rata = perpindahan : selang waktu
Kecepatan rata-rata = 2√2 meter : 10 sekon = 0,2√2 m/s
b) Kelajuan rata-rata = jarak tempuh : selang waktu
Kelajuan rata-rata = π meter : 10 sekon = 0,1 π m/s
Soal No. 5
Pesawat Burung Dara Airlines berangkat dari kota P menuju arah timur selama 30 menit dengan kecepatan konstan 200 km/jam. Dari kota Q berlanjut ke kota R yang terletak 53o terhadap arah timur ditempuh selama 1 jam dengan kecepatan konstan 100 km/jam.
a) Kecepatan rata-rata gerak semut
b) Kelajuan rata-rata gerak semut
Pembahasan
Terlebih dahulu tentukan nilai perpindahan dan jarak si semut :
Jarak yang ditempuh semut adalah dari A melalui permukaan lengkung hingga titik B, tidak lain adalah seperempat keliling lingkaran.
Jarak = 1/4 (2πr) = 1/4 (2π x 2) = π meter
Perpindahan semut dilihat dari posisi awal dan akhirnya , sehingga perpindahan adalah dari A tarik garis lurus ke B. Cari dengan phytagoras.
Perpindahan = √ ( 22 + 22 ) = 2√2 meter.
a) Kecepatan rata-rata = perpindahan : selang waktu
Kecepatan rata-rata = 2√2 meter : 10 sekon = 0,2√2 m/s
b) Kelajuan rata-rata = jarak tempuh : selang waktu
Kelajuan rata-rata = π meter : 10 sekon = 0,1 π m/s
Soal No. 5
Pesawat Burung Dara Airlines berangkat dari kota P menuju arah timur selama 30 menit dengan kecepatan konstan 200 km/jam. Dari kota Q berlanjut ke kota R yang terletak 53o terhadap arah timur ditempuh selama 1 jam dengan kecepatan konstan 100 km/jam.
Tentukan:
a) Kecepatan rata-rata gerak pesawat
b) Kelajuan rata-rata gerak pesawat
Pembahasan
Salah satu cara :
Terlebih dahulu cari panjang PQ, QR, QR', RR', PR' dan PR
a) Kecepatan rata-rata gerak pesawat
b) Kelajuan rata-rata gerak pesawat
Pembahasan
Salah satu cara :
Terlebih dahulu cari panjang PQ, QR, QR', RR', PR' dan PR
PQ = VPQ x tPQ = (200 km/jam) x (0,5) jam = 100 km
QR = VQR x tQR = (100 km/jam) x (1 jam) = 100 km
QR' = QR cos 53o = (100 km) x (0,6) = 60 km
RR' = QR sin 53o = (100 km) x (0,8) = 80 km
PR' = PQ + QR' = 100 + 60 = 160 km
PR = √[ (PR' )2 + (RR')2 ]
PR = √[ (160 )2 + (80)2 ] = √(32000) = 80√5 km
Jarak tempuh pesawat = PQ + QR = 100 + 100 = 200 km
Perpindahan pesawat = PR = 80√5 km
Selang waktu = 1 jam + 0,5 jam = 1,5 jam
a) Kecepatan rata-rata = perpindahan : selang waktu = 80√5 km : 1,5 jam = 53,3 √5 km/jam
b) Kelajuan rata-rata = jarak : selang waktu = 200 km : 1,5 jam = 133,3 km/jam
Soal No. 6
Diberikan grafik kecepatan terhadap waktu seperti gambar berikut:
QR = VQR x tQR = (100 km/jam) x (1 jam) = 100 km
QR' = QR cos 53o = (100 km) x (0,6) = 60 km
RR' = QR sin 53o = (100 km) x (0,8) = 80 km
PR' = PQ + QR' = 100 + 60 = 160 km
PR = √[ (PR' )2 + (RR')2 ]
PR = √[ (160 )2 + (80)2 ] = √(32000) = 80√5 km
Jarak tempuh pesawat = PQ + QR = 100 + 100 = 200 km
Perpindahan pesawat = PR = 80√5 km
Selang waktu = 1 jam + 0,5 jam = 1,5 jam
a) Kecepatan rata-rata = perpindahan : selang waktu = 80√5 km : 1,5 jam = 53,3 √5 km/jam
b) Kelajuan rata-rata = jarak : selang waktu = 200 km : 1,5 jam = 133,3 km/jam
Soal No. 6
Diberikan grafik kecepatan terhadap waktu seperti gambar berikut:
Tentukan besar percepatan dan jenis gerak dari:
a) A - B
b) B - C
c) C - D
Pembahasan
Mencari percepatan (a) jika diberikan grafik V-t :
a = tan θ
dengan θ adalah sudut kemiringan garis grafik terhadap horizontal dan tan suatu sudut adalah sisi depan sudut dibagi sisi samping sudut. Ingat : tan-de-sa
a) A - B
a = (2 − 0) : (3− 0) = 2/3 m/s2
(benda bergerak lurus berubah beraturan / GLBB dipercepat)
b) B - C
a = 0 (garis lurus, benda bergerak lurus beraturan / GLB)
c) C - D
a = (5 − 2) : (9 − 7) = 3/2 m/s2
(benda bergerak lurus berubah beraturan / GLBB dipercepat)
Soal No. 7
Dari gambar berikut :
a) A - B
b) B - C
c) C - D
Pembahasan
Mencari percepatan (a) jika diberikan grafik V-t :
a = tan θ
dengan θ adalah sudut kemiringan garis grafik terhadap horizontal dan tan suatu sudut adalah sisi depan sudut dibagi sisi samping sudut. Ingat : tan-de-sa
a) A - B
a = (2 − 0) : (3− 0) = 2/3 m/s2
(benda bergerak lurus berubah beraturan / GLBB dipercepat)
b) B - C
a = 0 (garis lurus, benda bergerak lurus beraturan / GLB)
c) C - D
a = (5 − 2) : (9 − 7) = 3/2 m/s2
(benda bergerak lurus berubah beraturan / GLBB dipercepat)
Soal No. 7
Dari gambar berikut :
Tentukan:
a) Jarak tempuh dari A - B
b) Jarak tempuh dari B - C
c) Jarak tempuh dari C - D
d) Jarak tempuh dari A - D
Pembahasan
a) Jarak tempuh dari A - B
Cara Pertama
Data :
Vo = 0 m/s
a = (2 − 0) : (3− 0) = 2/3 m/s2
t = 3 sekon
S = Vo t + 1/2 at2
S = 0 + 1/2 (2/3 )(3)2 = 3 meter
Cara Kedua
Dengan mencari luas yang terbentuk antara titik A, B dang angka 3 (Luas Segitiga = setengah alas x tinggi) akan didapatkan hasil yang sama yaitu 3 meter
b) Jarak tempuh dari B - C
Cara pertama dengan Rumus GLB
S = Vt
S = (2)(4) = 8 meter
Cara kedua dengan mencari luas yang terbentuk antara garis B-C, angka 7 dan angka 3 (luas persegi panjang)
c) Jarak tempuh dari C - D
Cara Pertama
Data :
Vo = 2 m/s
a = 3/2 m/s2
t = 9 − 7 = 2 sekon
S = Vo t + 1/2 at2
S = (2)(3) + 1/2 (3/2 )(2)2 = 6 + 3 = 9 meter
Cara kedua dengan mencari luas yang terbentuk antara garis C-D, angka 9 dan angka 7 (luas trapesium)
d) Jarak tempuh dari A - D
Jarak tempuh A-D adalah jumlah dari jarak A-B, B-C dan C-D
Soal No. 8
Mobil A dan B dalam kondisi diam terpisah sejauh 1200 m.
a) Jarak tempuh dari A - B
b) Jarak tempuh dari B - C
c) Jarak tempuh dari C - D
d) Jarak tempuh dari A - D
Pembahasan
a) Jarak tempuh dari A - B
Cara Pertama
Data :
Vo = 0 m/s
a = (2 − 0) : (3− 0) = 2/3 m/s2
t = 3 sekon
S = Vo t + 1/2 at2
S = 0 + 1/2 (2/3 )(3)2 = 3 meter
Cara Kedua
Dengan mencari luas yang terbentuk antara titik A, B dang angka 3 (Luas Segitiga = setengah alas x tinggi) akan didapatkan hasil yang sama yaitu 3 meter
b) Jarak tempuh dari B - C
Cara pertama dengan Rumus GLB
S = Vt
S = (2)(4) = 8 meter
Cara kedua dengan mencari luas yang terbentuk antara garis B-C, angka 7 dan angka 3 (luas persegi panjang)
c) Jarak tempuh dari C - D
Cara Pertama
Data :
Vo = 2 m/s
a = 3/2 m/s2
t = 9 − 7 = 2 sekon
S = Vo t + 1/2 at2
S = (2)(3) + 1/2 (3/2 )(2)2 = 6 + 3 = 9 meter
Cara kedua dengan mencari luas yang terbentuk antara garis C-D, angka 9 dan angka 7 (luas trapesium)
d) Jarak tempuh dari A - D
Jarak tempuh A-D adalah jumlah dari jarak A-B, B-C dan C-D
Soal No. 8
Mobil A dan B dalam kondisi diam terpisah sejauh 1200 m.
 |  |
Kedua mobil kemudian bergerak bersamaan saling mendekati dengan kecepatan konstan masing-masing VA = 40 m/s dan VB = 60 m/s.
Tentukan:
a) Jarak mobil A dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil B
b) Waktu yang diperlukan kedua mobil saling berpapasan
c) Jarak mobil B dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil A
Pembahasan
Waktu tempuh mobil A sama dengan waktu tempuh mobil B, karena berangkatnya bersamaan. Jarak dari A saat bertemu misalkan X, sehingga jarak dari B (1200 − X)
a) tA = tB
SA/VA = SB/VB
( x )/40 = ( 1200 − x )/60
6x = 4( 1200 − x )
6x = 4800 − 4x
10x = 4800
x = 480 meter
b) Waktu yang diperlukan kedua mobil saling berpapasan
x = VA t
480 = 40t
t = 12 sekon
c) Jarak mobil B dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil A
SB =VB t = (60)(12) = 720 m
Soal No. 9
Diberikan grafik kecepatan terhadap waktu dari gerak dua buah mobil, A dan B.
Tentukan pada jarak berapakah mobil A dan B bertemu lagi di jalan jika keduanya berangkat dari tempat yang sama!
Pembahasan
Analisa grafik:
Jenis gerak A → GLB dengan kecepatan konstan 80 m/s
Jenis gerak B → GLBB dengan percepatan a = tan α = 80 : 20 = 4 m/s2
Kedua mobil bertemu berarti jarak tempuh keduanya sama, misal keduanya bertemu saat waktu t
SA = SB
VA t =VoB t + 1/2 at2
80t = (0)t + 1/2 (4)t2
2t2 − 80t = 0
t2 − 40t = 0
t(t − 40) = 0
t = 0 sekon atau t = 40 sekon
Kedua mobil bertemu lagi saat t = 40 sekon pada jarak :
SA = VA t = (80)(40) = 3200 meter
Pembahasan
Analisa grafik:
Jenis gerak A → GLB dengan kecepatan konstan 80 m/s
Jenis gerak B → GLBB dengan percepatan a = tan α = 80 : 20 = 4 m/s2
Kedua mobil bertemu berarti jarak tempuh keduanya sama, misal keduanya bertemu saat waktu t
SA = SB
VA t =VoB t + 1/2 at2
80t = (0)t + 1/2 (4)t2
2t2 − 80t = 0
t2 − 40t = 0
t(t − 40) = 0
t = 0 sekon atau t = 40 sekon
Kedua mobil bertemu lagi saat t = 40 sekon pada jarak :
SA = VA t = (80)(40) = 3200 meter
Jika masih kurang masih ada lagi tapi di download dulu, buka dengan aplikasi adobede reader atau foxit reader : download DISINI
Yap semoga dapat membantu belajar Teman semua..
Tidak ada komentar:
Posting Komentar