MEDIA PEMBELAJARAN FISIKA

header ads
Sesungguhnya pada langit dan bumi, benar-benar terdapat tanda-tanda kekuasan-Nya bagi orang-orang yang beriman. (QS Al - Jaatsiyah: 3)

Soal Dan Pembahasan Fisika : Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم



Untuk materi GLBB bisa dipelajari di: Materi GLBB

===================================================
Benda yang semula diam kemudian didorong sehingga bergerak dengan percepatan tetap 4 m/s2. Berapakah besar kecepatan benda tersebut setelah bergerak 6 s?

Penyelesaian : 
Diketahui : v0 = 0; a = 4 m/s; t = 6 s
Ditanyakan : vt = ?
Jawab : 
vt = v0 + a.t
vt = 0 + 4. 6
vt = 24 m/s

================================================
Mobil yang semula bergerak lurus dengan kecepatan 6 m/s berubah menjadi 12 m/s dalam waktu 6 s. Bila mobil itu mengalami percepatan tetap, berapakah jarak yang ditempuh dalam selang waktu 5 s itu ?

Penyelesaian :
Diketahui : v0 = 6 m/s; vt = 12 m/s; t = 5 s
Ditanya : s = ? 
Jawab:
Untuk menyelesaikan soal ini kita harus mencari persamaan percepatannya dahulu:
Vt = V0 + a.t
12 = 6 + a . 5
12 – 6 = 5a
a = 6/5
a = 1,2 m/s2

setelah dapat percepatan a, maka dapat dihitung jarak yang ditempuh mobil dalam waktu 5 s;
s = v0.t + ½ a. t2
s = 6. 5  + ½ 1,2. 52
s = 30  + 15  
s = 45 m

==================================================
Mobil yang bergerak GLBB diawali oleh grafik v  –  t seperti pada gambar dibawah ini.
Hitunglah jarak total yang ditempuh oleh mobil berdasarkan grafik diatas!

Penyelesaian:
Soal seperti ini agak berbeda dengan soal-soal sebelumnya. Oleh karenanya sebelum menjawab pertanyaan diatas, ada baiknya  kalian  perhatikan penjelasan berikut ini:
Dari grafik tersebut tampak selama perjalanannya, mobil mengalami 2 macam gerakan. 
5 sekon pertama dari 0 – 5 pada sumbu t, mobil bergerak dengan kecepatan tetap, yakni 30 m/s. Ini berarti mobil mengalami GLB.  
Satu  sekon berikutnya dari 5  -  6 mobil mengalami perlambatan, mula-mula bergerak dengan kecepatan awal 30 m/s kemudian berhenti. Artinya mobil mengalami GLBB diperlambat. 

Maka untuk mencari Jarak total yang ditempuh mobil dapat dihitung dengan menggunakan 2 cara sebagai berikut :

Cara Pertama:

Jarak yang ditempuh selama 5 sekon pertama (GLB)
Diketahui : v = 30 m/s; t = 5 s; 
s1 = v . t
s1= 30  x 5 
s1= 150 m
Jarak yang ditempuh selama 2 sekon berikutnya (GLBB)

Diketahui : v0 = 30 m/s; vt = 0; t = 1 s
vt = v0 + a. t
vt = 30  + a. 1
a = -30 m/s2

Jarak yang ditempuh mobil selama 1 sekon terakhir kita hitung dengan menggunakan persamaan GLBB kedua,
s2 = v0.t + ½ a. t2
s2 = 30 x 1 + ½ (-30). 12
s2 = 30 - 15
s2 = 15 m

Jarak total yang ditempuh mobil :
s = s1 +s2
s = 150  + 15  = 165 m

Cara Kedua:

Jarak total yang ditempuh mobil dapat ditemukan dengan cara menghitung daerah di bawah kurva grafik. Bila kita perhatikan grafik di atas berbentuk trapesium dengan tinggi 30 m/s dan panjang sisi sisi sejajar 5 m dan 6 m. Nah, jarak total yang ditempuh mobil sama dengan luas trapesium itu. 
Jadi jarak total = luas trapesium
S = 30 (6 +5) x ½
S = 30 x 11 x ½ 
S = 165 m

==================================================
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!

Penyelesaian:
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

=================================================
Besar kecepatan suatu partikel yang mengalami perlambatan konstan ternyata berubah dari 30 m/s menjadi 15 m/s setelah menempuh jarak sejauh 75 m.  Setelah menempuh jarak berapakah Partikel tersebut akan berhenti?

Penyelesaian:
Diketahui: vo = 30 m/s; vt = 15 m/s; s = 75 m
Vt2 = Vo2− 2aS
152 = 302− 2a(75)
225 = 900 − 150 a
150 a = 900 − 225
a = 675 /150 = 4, 5 m/s2
Besar perlambatannya adalah 4,5 m/s2 (Kenapa tidak negatif? Karena dari awal 
perhitungan tanda negatifnya sudah dimasukkan ke dalam rumus, jika ingin hasil 
a nya negatif, gunakan persamaan Vt2 = Vo2 + 2aS

Data berikutnya:
Vo = 15 m/s
Vt = 0 m/s (hingga berhenti)
Jarak yang masih ditempuh:
Vt2 = Vo2- 2aS
02 = 152 − 2(4,5)S
0 = 225 − 9S
9S = 225
S = 225/9 = 25 m

================================================

Sumber: Modul Pembelajaran Fisika SMA










Posting Komentar

0 Komentar