Burung merpati yang sedang terbang serta melakukan gerak lurus

SKRIPSI. Oleh Ricky Adhe Firmansyah NIM

KARAKTERISTIK DAN KERAGAMAN SIFAT KUALITATIF BURUNG MERPATI LOKAL

Tipe-Tipe dan Dimensi Pemerintahan Lokal

(Skripsi) Oleh. Arif Firmansyah

Karakteristik Abu Terbang dan Abu Dasar Dalam Geoteknik

KARAKTERISTIK ABU TERBANG PADA STABILITAS HRS-WC

KARAKTERISTIK BATA MERAH LOKAL BALI

JURNAL SKRIPSI PROGRAM SARJANA. Erwin Firmansyah

PERBAIKAN KARAKTERISTIK BATU BATA LEMPUNG DENGAN PENAMBAHAN ABU TERBANG

You're Reading a Free Preview
Pages 7 to 19 are not shown in this preview.

You're Reading a Free Preview
Pages 24 to 26 are not shown in this preview.

Contoh Soal GLB dan GLBB Beserta Pembahasannya – Gerak lurus beraturan (GLB) merupakan gerak lurus suatu objek, di mana dalam gerak ini kecepatannya tetap dikarenakan tidak adanya percepatan, sehingga jarak yang ditempuh dalam gerak lurus beraturan adalah kelajuan kali waktu.

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) didefinisikan gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Jadi, ciri utama GLBB yaitu bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat/lambat.

Kali Soalkimia.com akan membagikan terkait pertanyaan Gerak lurus Beraturan (GLB) dan Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) lengkap dengan penyelesaiannya dari berbagai penerbit buku untuk siswa pelajari dirumah sebagai persiapan ulangan harian dan ujian nasional.

1 – 10 Contoh Soal GLB dan GLBB beserta Pembahasan

1. Apa definisi dari jarak dan perpindahan ?

Jawaban : 

Pembahasan : 

Jarak adalah panjang lintasan sebenarnya yang ditempuh oleh benda yang
bergerak.

Perpindahan adalah perubahan kedudukan suatu benda yang dihitung dari posisi awal benda tersebut

2. Tentukan berapa jarak dan perpindahan benda yang bergerak dari A ke C kemudian berbalik ke B ? 

Jawaban : 

Pembahasan : 

Diketahui :

Panjang AC = 8

Panjang BC = 3

Ditanya : Jarak dan Perpindahan ?

Jarak yang ditempuh :

= panjang lintasan ACB

= lintasan AC + lintasan CB

= 8 + 3 =11

Perpindahan :

= kedudukan akhir – kedudukan awal

= XB – XA

= 2 – (-3)

= 5

3. Apa perbedaan antara kelajuan dan kecepatan ? mengapa kecepatan merupakan besaran skalar ? apakah secara konsep sama ? 

Jawaban : 

Pembahasan : 

Kelajuan adalah hasil bagi antara jarak yang ditempuh dengan waktu yang
diperlukan.

Kecepatan adalah perpindahan suatu benda dibagi waktu yang diperlukan . Kecepatan merupakan besaran vector karena kecepatan mempunyai besar dan arah sehingga hasil bagi antara perpindahan yang merupakan besaran vektor dengan waktu akan mengahasilkan besaran vektor juga.

4. Apa definisi dari GLB ? besaran apa saja yang terkandung dalam definisi itu jelaskan ?

Jawaban : 

Pembahasan : 

Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus dengan kecepatan yang tetap.

Di dalam gerak ini karena kecepatan tetap maka percepatan = 0, dan berlaku :

S = V x t

Maka : 

Dimana besaran itu adalah :

V = kecepatan dalam satuan meter per sekon (m/s)

S = jarak yang ditempuh dalam satuan meter (m)

t = waktu yang ditempuh dalam satuan sekon (s)

5. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap, selama 15 menit menempuh jarak 25 km. Berapa kecepatan mobil tersebut (dalam m/s) dan buat grafiknya ? 

Jawaban : 

Pembahasan : 

Diketahui :

Jarak yang ditempuh = 25 km = 25000 m

Waktu = 15 menit = 900 s

Ditanya : Kecepatan (m/s) dan Grafik S – t ?

Jawab :

S = V x t

6. Apa definisi dari GLBB ? besaran apa saja yang terkandung dalam definisi itu jelaskan ?

Jawaban : 

Pembahasan : 

GLBB adalah gerak yang lintasannya lurus dan kecepatannya setiap saat berubah secara beraturan (konstan) atau dengan kata lain mempunyai percepatan tetap.

Maka grafik hubungan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t) dapat ditunjukkan seperti berikut :

Dimana besaran tersebut adalah :

Vt = kecepatan pada detik ke t (m/s)

V0 = kecepatan awal (m/s)

a = percepatan (m/s²)

t = waktu (s)

7. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan mula-mula 20 m/s, kemudian dipercepat dengan  percepatan tetap 4 m/s². tentukan :

a. Kecepatan mobil setelah 15 sekon ?

b. Jarak yang ditempuh mobil setelah berjalan 20 sekon ?

Jawaban : 

Pembahasan : 

Diketahui :

V0 = 20 m/s

a = 4 m/s2

Ditanyakan :

• a) Vt setelah 15 sekon ?
• b) Jarak yang ditempuh setelah 20 sekon ?

Jawab :

8. Kelajuan kereta api berkurang secara beraturan dari 20 m/s menjadi 10 m/s, sepanjang 150m. Tentukan :

a. Berapa perlambatan kereta api ?

b. Berapa jauh kereta api ini masih bergerak ?

Jawaban : 

Pembahasan : 

Diketahui :

V0 = 20 m/s

Vt = 10 m/s

S = 150 m

Ditanyakan :

• a) Berapa perlambatan ?
• b) Berapa jarak kereta api masih berjalan ?

Jawab : 

9. Bagaimana cara menemukan tinggi maksimum (H) dari gambar di bawah jelaskan secara matematis! 

Jawaban : 

Pembahasan : 

Komponen gerak pada arah sumbu X adalah gerak lurus beraturan dengan kecepatan tetap, maka berlaku :

Vx = V0x = V0 cos α

maka jaraknya : X = V0 cos α . t Komponen gerak pada sumbu Y adalah gerak lurus berubah beraturan dengan kecepatan awal v0y = v0 sin α. Persamaan gerak menurut arah sumbu Y adalah :

Vy = V0y – gt

Vy = V0 sin α – g.t

Ketinggian yang dicapai peluru adalah :

Y = V0y . t – 1/2gt2

Y = V0 sin α.t – 1/2gt2

Tinggi maksimum yang dicapai peluru dalam gambar di atas pada titik H, maka komponen kecepatan vertikal di titik H = nol atau Vyp = 0, maka :

Vy = V0 sin α – g.t

10. Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 100 m/s, dengan sudut elevasi 30 derajat dari dasar tanah. jika percepatan gravitasinya 10 m/s², maka tentukan berapa tinggi maksimum yang dicapai peluru dan berapa waktu yang dibutuhkan peluru itu sampai di ketinggian maksimum ?

Jawaban : 

Pembahasan : 

Diketahui :

V0 = 100 m/s

α = 300 g = 10 m/s2

Ditanyakan :

• a) Tinggi maksimum peluru ?
• b) Waktu yang dibutuhkan ?

Jawab :

11 – 20 Contoh Soal GLB dan GLBB beserta Pembahasan

11. Benda yang mula-mula diam dipercepat dengan percepatan 4 m/s2 dan benda menempuh lintasan lurus. Tentukan (a) laju benda pada akhir detik ke 4, (b) jarak yang ditempuh dalam 4 detik.

Jawaban : 

Pembahasan :

a) laju benda pada akhir detik ke 4

Diketahui :

vo = 0 m/s (benda mula-mula diam karenanya laju awal = 0 m/s)

a = 4 m/s2

t = 4 s

Ditanya : vt

vt = vo + at = 0 m/s + (4 m/s2)(4 s) = 16 m/s

b) jarak yang ditempuh dalam 4 detik

s = vot + ½ at2

= (0 m/s)(4 s) + ½ (4 m/s2)(4s)2

= 0 + (2 m/s2)( 16 s2) = 32 m

12. Batu bermassa 200 gram dilempar lurus ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s, Jika percepatan gravitasi ditempat tersebut adalah 10 m/s2, dan gesekan udara diabaikan, tentukan :

a) Tinggi maksimum yang bisa dicapai batu

b) Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai ketinggian maksimum

c) Lama batu berada diudara sebelum kemudian jatuh ke tanah

Jawaban :

Pembahasan

a) Saat batu berada di titik tertinggi, kecepatan batu adalah nol dan percepatan yang digunakan adalah percepatan gravitasi. Dengan rumus GLBB:

c) Lama batu berada di udara adalah dua kali lama waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi.

t = (2)(5) = 10 sekon

13. Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan awal 72 km/jam kemudian direm hingga berhenti pada jarak 8 meter dari tempat mulainya pengereman.

Tentukan nilai perlambatan yang diberikan pada mobil tersebut!

Jawaban :

14. Perhatikan grafik berikut ini.

Jawaban :

Pembahasan :

15. Seekor semut bergerak dari titik A menuju titik B pada seperti terlihat pada gambar berikut.

Jawaban :

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

16. 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.

Jawaban :

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

17. Diberikan grafik kecepatan terhadap waktu seperti gambar berikut:

Jawaban :

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)

18. Dari gambar berikut :

Jawaban :

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)(2) + 1/2 (3/2 )(2)2 = 4 + 3 = 7 meter

Cara kedua dengan mencari luas yang terbentuk antara garis C-D, angka 9 dan angka 7 (luas trapesium)

S = 1/2 (jumlah sisi sejajar) x tinggi

S = 1/2 (2+5)(9-7) = 7 meter.

d) Jarak tempuh dari A – D

Jarak tempuh A-D adalah jumlah dari jarak A-B, B-C dan C-D

Simak Juga : Soal Dinamika Rotasi dan Kesetimbangan Benda Tegar [+Jawaban]

19. 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

Jawaban :

Pembahasan

(a) 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)

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

20. Diberikan grafik kecepatan terhadap waktu dari gerak dua buah mobil, A dan B.

Jawaban :

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

21 – 25 Contoh Soal GLB dan GLBB beserta Pembahasan

21. Sebuah benda jatuh dari ketinggian 100 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 tentukan:

• (a) kecepatan benda saat t = 2 sekon
• (b) jarak tempuh benda selama 2 sekon
• (c) ketinggian benda saat t = 2 sekon
• (d) kecepatan benda saat tiba di tanah
• (e) waktu yang diperlukan benda hingga tiba di tanah

Jawaban :

Pembahasan

(a) kecepatan benda saat t = 2 sekon

Data :

t = 2 s

a = g = 10 m/s2

Vo = 0 m/s

Vt = …..!

Vt = Vo + at

Vt = 0 + (10)(2) = 20 m/s

(b) jarak tempuh benda selama 2 sekon

S = Vot + 1/2at2

S = (0)(t) + 1/2 (10)(2)2

S = 20 meter

(c) ketinggian benda saat t = 2 sekon

ketinggian benda saat t = 2 sekon adalah tinggi mula-mula dikurangi jarak yang telah ditempuh benda.

S = 100 − 20 = 80 meter

(d) kecepatan benda saat tiba di tanah

Vt2 = Vo2 + 2aS

Vt2 = (0) + 2 aS

Vt = √(2aS) = √[(2)(10)(100)] = 20√5 m/s

(e) waktu yang diperlukan benda hingga tiba di tanah

Vt = V0 + at

20√5 = (0) + (10) t

t = 2√5 sekon

22. 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 jarak….

A. 15 m

B. 20 m

C. 25 m

D. 30 m

E. 50 m

Jawaban : C

Pembahasan

Data pertama:

Vo = 30 m/s

Vt = 15 m/s

S = 75 m

Dari ini kita cari perlambatan partikel sebagai berikut:

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

23. Sebuah benda dijatuhkan dari ujung sebuah menara tanpa kecepatan awal. Setelah 2 detik benda sampai di tanah (g = 10 m s2). Tinggi menara tersebut …

A. 10 m

B. 20 m

C. 25 m

D. 30 m

E. 40 m

Jawaban : B

Pembahasan

Data:

νo = 0 m/s (jatuh bebas)

t = 2 s

g = 10 m s2

S = …..!

S = νo t + 1/2 gt2

S = (0)(2) + 1/2 (10)(2)2

S = 5(4) = 20 meter

24. Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian h di atas tanah. Setelah sampai di tanah kecepatannya 10 m s–1, maka waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian 1/2 h dari tanah (g = 10 m. s−2 ) adalah…..

A. 1/2 √2 sekon

B. 1 sekon

C. √2 sekon

D. 5 sekon

E. 5√2 sekon

(Soal Ebtanas 2002)

Jawaban : A

Pembahasan

Data:

Untuk jarak tempuh sejauh S1 = h

νo = 0 ms–1

νt = 10 m s–1

νt = νo + at

10 = 0 + 10t

t = 1 sekon -> t1

Untuk jarak tempuh sejauh S2 = 1/2 h
t2 = ?

25. Mobil massa 800 kg bergerak lurus dengan kecepatan awal 36 km.jam–1 setelah menempuh jarak 150 m kecepatan menjadi 72 km. jam–1. Waktu tempuh mobil adalah…

A. 5 sekon

B. 10 sekon

C. 17 sekon

D. 25 sekon

E. 35 sekon

Jawaban : B

Pembahasan

Data soal:

m = 800 kg

νo = 36 km/jam = 10 m/s

νt = 72 km/jam = 20 m/s

S = 150 m

t = ……….

Tentukan dulu percepatan gerak mobil (a) sebagai berikut:

νt2 = νo2 + 2aS

202 = 102 + 2a(150)

400 = 100 + 300 a

400 − 100 = 300 a

300 = 300 a

a = 300/300 = 1 m/s2

Kecepatan saat t:

νt = νo + at

20 = 10 + (1)t

t = 20 − 10 = 10 sekon

Sudah selesai membaca soal vektor ini ? Ayo lihat dulu Daftar Soal Fisika