Gerak Lurus
Kinematika Gerak Lurus
Fisika SMA — Gerak Lurus, Gerak Lurus Beraturan (GLB), Jarak Henti, Gerak Vertikal, dan Contoh Soal Literasi
Daftar Isi
A. Pengantar & Apersepsi
Bayangkan situasi ini:
" Saat seseorang naik sepeda motor melewati jalan yang sangat sepi, lurus, dan panjang. Paman kalian mempertahankan posisi jarum spedometer tetap lurus di angka 80 km/jam selama beberapa menit. Namun, setelah keluar dari jalan tol dan masuk ke jalan raya kota, paman kalian harus sering menginjak pedal gas saat lampu hijau dan menginjak pedal rem saat lampu merah."
Pertanyaan Apersepsi
" Saat seseorang naik sepeda motor melewati jalan yang sangat sepi, lurus, dan panjang. Paman kalian mempertahankan posisi jarum spedometer tetap lurus di angka 80 km/jam selama beberapa menit. Namun, setelah keluar dari jalan tol dan masuk ke jalan raya kota, paman kalian harus sering menginjak pedal gas saat lampu hijau dan menginjak pedal rem saat lampu merah."
- Apa perbedaan jenis gerakan mobil saat berada di dalam jalan tol yang sepi dengan saat berada di jalan raya kota?
📖 LIHAT JAWABAN
✖ Tutup Jawaban
- Saat berada di jalan tol yang sepi dan lurus dengan kecepatan tetap (80 km/jam), mobil melakukan Gerak Lurus Beraturan (GLB) karena kecepatannya konstan dan tidak ada percepatan. Sementara itu, saat di jalan raya kota di mana mobil harus melaju kencang (dipercepat) atau mengerem hingga berhenti (diperambat) secara teratur pada lintasan lurus, mobil melakukan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) karena kecepatannya berubah secara teratur akibat adanya percepatan atau perlambatan.
Definisi Gerak Lurus:
Gerak Lurus adalah gerak suatu benda yang lintasannya berbentuk garis lurus. Gerak lurus dibedakan menjadi:
Gerak Lurus adalah gerak suatu benda yang lintasannya berbentuk garis lurus. Gerak lurus dibedakan menjadi:
- Gerak Lurus Beraturan (GLB) — kecepatan tetap (percepatan = 0)
- Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) — percepatan tetap
Dalam kehidupan sehari-hari:
✅ Mobil melaju di jalan tol yang lurus
✅ Orang berjalan di koridor yang lurus
✅ Bola menggelinding di lantai datar
✅ Kereta api bergerak di rel yang lurus
✅ Mobil melaju di jalan tol yang lurus
✅ Orang berjalan di koridor yang lurus
✅ Bola menggelinding di lantai datar
✅ Kereta api bergerak di rel yang lurus
B. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Bayangkan situasi ini:
" Jika kamu naik motor di jalan tol yang sepi dan lurus dengan kecepatan konstan \(60\text{ km/jam}\), artinya dalam waktu 1 jam kamu menempuh jarak \(60\text{ km}\). "
Pertanyaan Apersepsi
" Jika kamu naik motor di jalan tol yang sepi dan lurus dengan kecepatan konstan \(60\text{ km/jam}\), artinya dalam waktu 1 jam kamu menempuh jarak \(60\text{ km}\). "
- Jika kamu berjalan selama 2 jam dengan kecepatan yang sama, berapa jarak yang kamu tempuh?
📖 LIHAT JAWABAN
✖ Tutup Jawaban
- Jawaban yang Diharapkan: Jaraknya menjadi \(120\text{ km}\)"
- Jembatan ke Materi: Tepat sekali. Karena kecepatannya tidak berubah (beraturan), maka penambahan jaraknya pun berpola tetap setiap jamnya. Konsep penambahan jarak yang stabil inilah ciri utama dari GLB yang akan kita formulasikan ke dalam rumus."
Definisi GLB:
Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap (konstan). Percepatan benda = 0.
Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan tetap (konstan). Percepatan benda = 0.
Ciri-ciri GLB:
-
Lintasan berbentuk garis lurus
-
Kecepatan tetap (besar dan arah tidak berubah)
-
Percepatan = 0
-
Jarak tempuh berbanding lurus dengan waktu
Rumus GLB:
Kecepatan
\[
v = \frac{s}{t}
\]
Jarak
\[
s = v \times t
\]
Waktu
\[
t = \frac{s}{v}
\]
Grafik GLB:
- Grafik s - t (jarak vs waktu): berupa garis lurus miring (kemiringan = kecepatan)
- Grafik v - t (kecepatan vs waktu): berupa garis mendatar (kecepatan konstan)
C. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Bayangkan situasi ini:
" Kalian sedang naik motor dari posisi berhenti kemudian bergerak. Begitu bergerak, apa yang terjadi pada jarum spidometer motor tersebut? "
Pertanyaan Apersepsi
" Kalian sedang naik motor dari posisi berhenti kemudian bergerak. Begitu bergerak, apa yang terjadi pada jarum spidometer motor tersebut? "
- Apakah langsung menunjuk angka 40, atau bergerak naik perlahan dari angka 0?
📖 LIHAT JAWABAN
✖ Tutup Jawaban
- Jawaban yang Diharapkan: Jarum spidometer bergerak naik perlahan dari 0, 10, 20, sampai 40. Motor terasa semakin lama semakin cepat"
- Jembatan ke Materi: Tepat sekali. Gerak motor yang kecepatannya berubah secara teratur (makin lama makin cepat) inilah yang disebut Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Dipercepat. Hari ini kita akan menghitung seberapa besar perubahan kecepatan tersebut, yang dinamakan percepatan"
Definisi GLBB:
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan berubah secara beraturan (konstan).
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan berubah secara beraturan (konstan).
Ciri-ciri GLBB:
-
Lintasan berbentuk garis lurus
-
Percepatan Tetap (a) Percepatan atau perlambatan benda bernilai konstan (tidak berubah) setiap waktu.
-
Kecepatan Berubah Beraturan:Kecepatan benda bisa bertambah secara teratur (GLBB dipercepat) atau berkurang secara teratur (GLBB
Rumus GLBB:
Kecepatan
\[
v_t = v_0 + a\times t
\]
Jarak
\[
s_t = v_0\times t + \frac{1}{2} a \times t^2
\]
Waktu
\[
t = \frac{v_t -v_0}{a}
\]
- v0 = Kecepatan awal (m/s)
- vt = Kecepatan akhir (m/s)
- a = percepatan (m/2
- t = waktu (s)
- s = Jarak (m)
Grafik GLBB:
- Grafik s - t (jarak vs waktu): berupa garis lengkung (parabola)
- Grafik v - t (kecepatan vs waktu): berupa garis lurus miring (kecepatan berubah konstan)
- Grafik a - t percepatan vs waktu): Membentuk garis horizontal lurus
D. Jarak Henti
Bayangkan situasi ini:
" Bayangkan kalian sedang menyetir mobil dengan kecepatan cukup kencang. Tiba-tiba, sebuah ranting pohon besar jatuh di tengah jalan di depan kalian. Antara momen mata kalian melihat ranting itu jatuh, sampai kaki kalian menginjak pedal rem. "
Pertanyaan Apersepsi
" Bayangkan kalian sedang menyetir mobil dengan kecepatan cukup kencang. Tiba-tiba, sebuah ranting pohon besar jatuh di tengah jalan di depan kalian. Antara momen mata kalian melihat ranting itu jatuh, sampai kaki kalian menginjak pedal rem. "
- Apakah mobil langsung berhenti seketika? Atau mobil sebenarnya masih sempat maju beberapa meter?
📖 LIHAT JAWABAN
✖ Tutup Jawaban
- Jawaban yang Diharapkan: Mobil masih sempat maju beberapa meter, karena otak kita butuh waktu sekian detik untuk kaget dan memerintahkan kaki menginjak rem"
- Jembatan ke Materi: Luar biasa, analisis yang tepat. Jarak saat kita baru berpikir/bereaksi itu disebut Jarak Reaksi (menggunakan konsep GLB). Jadi, mobil tidak langsung berhenti saat mata melihat bahaya."
Definisi Jarak Henti:
Jarak Henti adalah jarak total yang ditempuh oleh benda dari saat pengemudi menyadari bahaya sampai benda berhenti total.
Jarak Henti adalah jarak total yang ditempuh oleh benda dari saat pengemudi menyadari bahaya sampai benda berhenti total.
Jarak henti terdiri dari dua komponen:
Jarak Reaksi (\(s_r\)):
Jarak yang ditempuh selama waktu reaksi (waktu dari sadar bahaya sampai menginjak rem).
\[ s_r = v \times t_r \]
\(t_r\) = waktu reaksi (rata-rata 0,5 - 1,5 detik)
Jarak yang ditempuh selama waktu reaksi (waktu dari sadar bahaya sampai menginjak rem).
\[ s_r = v \times t_r \]
\(t_r\) = waktu reaksi (rata-rata 0,5 - 1,5 detik)
Jarak Pengereman (\(s_p\)):
Jarak yang ditempuh selama proses pengereman (dari rem diinjak sampai berhenti).
\[ s_p = \frac{v^2}{2a} \]
\(a\) = perlambatan saat pengereman
Jarak yang ditempuh selama proses pengereman (dari rem diinjak sampai berhenti).
\[ s_p = \frac{v^2}{2a} \]
\(a\) = perlambatan saat pengereman
Jarak Henti Total:
\[ s_{total} = s_r + s_p = (v \times t_r) + \frac{v^2}{2a} \]
Semakin tinggi kecepatan, semakin panjang jarak henti!
\[ s_{total} = s_r + s_p = (v \times t_r) + \frac{v^2}{2a} \]
Semakin tinggi kecepatan, semakin panjang jarak henti!
Faktor yang Mempengaruhi Jarak Henti:
- Kecepatan awal — semakin cepat, jarak henti semakin panjang
- Kondisi jalan — jalan basah/lunak memperpanjang jarak henti
- Kondisi rem — rem aus memperpanjang jarak henti
- Waktu reaksi pengemudi — pengemudi mengantuk/mabuk memperpanjang jarak henti
- Ban kendaraan — ban botak memperpanjang jarak henti
E. Gerak Vertikal
Bayangkan situasi ini:
" Seorang guru melakukan demonstrasi dengan menjatuhkan sebuah penghapus karet dan selembar kertas secara bersamaan dari ketinggian yang sama dirung hampa udara dan ruang kelas. "
Pertanyaan Apersepsi
" Seorang guru melakukan demonstrasi dengan menjatuhkan sebuah penghapus karet dan selembar kertas secara bersamaan dari ketinggian yang sama dirung hampa udara dan ruang kelas. "
- Mana yang akan menyentuh lantai duluan? Mengapa?
📖 LIHAT JAWABAN
✖ Tutup Jawaban
- Jawaban yang Diharapkan: Penghapus karet akan jatuh duluan, sedangkan kertas akan melayang-layang dulu di udara baru jatuh."
- Jembatan ke Materi: "Benar. Tapi tahukah kalian, jika kita menjatuhkannya di ruang hampa udara (tidak ada angin sama sekali), kedua benda itu sebenarnya akan jatuh dalam waktu yang bersamaan? Di dalam fisika, gerak benda jatuh bebas seperti ini hanya dipengaruhi oleh gravitasi bumi, bukan berat bendanya. Mari kita buktikan lewat rumus hari ini."
1. Gerak Jatuh Bebas (GJB)
Gerak Jatuh Bebas:
Gerak benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu tanpa kecepatan awal (\(v_0 = 0\)) dan hanya dipengaruhi oleh gravitasi (\(g\)).
Rumus: \[ v_t = g \times t \] \[ h = \frac{1}{2} g \times t^2 \] \[ v_t^2 = 2 \times g \times h \]
Gerak benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu tanpa kecepatan awal (\(v_0 = 0\)) dan hanya dipengaruhi oleh gravitasi (\(g\)).
Rumus: \[ v_t = g \times t \] \[ h = \frac{1}{2} g \times t^2 \] \[ v_t^2 = 2 \times g \times h \]
2. Gerak Vertikal ke Atas (GVA)
Gerak Vertikal ke Atas:
Gerak benda yang dilempar ke atas dengan kecepatan awal \(v_0\) dan dipengaruhi oleh gravitasi \(g\) yang memperlambat gerak benda.
Rumus: \[ v_t = v_0 - g \times t \] \[ h = v_0 \times t - \frac{1}{2} g \times t^2 \] \[ v_t^2 = v_0^2 - 2 \times g \times h \]
Di titik tertinggi: \(v_t = 0\)
\[ t_{maks} = \frac{v_0}{g} \] \[ h_{maks} = \frac{v_0^2}{2g} \]
Gerak benda yang dilempar ke atas dengan kecepatan awal \(v_0\) dan dipengaruhi oleh gravitasi \(g\) yang memperlambat gerak benda.
Rumus: \[ v_t = v_0 - g \times t \] \[ h = v_0 \times t - \frac{1}{2} g \times t^2 \] \[ v_t^2 = v_0^2 - 2 \times g \times h \]
Di titik tertinggi: \(v_t = 0\)
\[ t_{maks} = \frac{v_0}{g} \] \[ h_{maks} = \frac{v_0^2}{2g} \]
3. Gerak Vertikal ke Bawah (GVB)
Gerak Vertikal ke Bawah:
Gerak benda yang dilempar ke bawah dengan kecepatan awal \(v_0\) dan dipengaruhi oleh gravitasi \(g\) yang mempercepat gerak benda.
Rumus: \[ v_t = v_0 + g \times t \] \[ h = v_0 \times t + \frac{1}{2} g \times t^2 \] \[ v_t^2 = v_0^2 + 2 \times g \times h \]
Gerak benda yang dilempar ke bawah dengan kecepatan awal \(v_0\) dan dipengaruhi oleh gravitasi \(g\) yang mempercepat gerak benda.
Rumus: \[ v_t = v_0 + g \times t \] \[ h = v_0 \times t + \frac{1}{2} g \times t^2 \] \[ v_t^2 = v_0^2 + 2 \times g \times h \]
Nilai Percepatan Gravitasi:
Di permukaan Bumi, \(g = 9,8 \text{ m/s}^2\) atau sering dibulatkan menjadi \(10 \text{ m/s}^2\).
Di permukaan Bumi, \(g = 9,8 \text{ m/s}^2\) atau sering dibulatkan menjadi \(10 \text{ m/s}^2\).
F. Rangkuman Rumus Kinematika Gerak Lurus
| Jenis Gerak | Rumus | Keterangan |
|---|---|---|
| GLB | \(s = v \times t\) | Kecepatan tetap |
| GLBB | \(v_t = v_0 \pm at\) \(s = v_0t \pm \frac{1}{2}at^2\) \(v_t^2 = v_0^2 \pm 2as\) |
Percepatan tetap |
| Jatuh Bebas | \(v_t = gt\) \(h = \frac{1}{2}gt^2\) \(v_t^2 = 2gh\) |
\(v_0 = 0\) |
| Vertikal ke Atas | \(v_t = v_0 - gt\) \(h = v_0t - \frac{1}{2}gt^2\) \(v_t^2 = v_0^2 - 2gh\) |
\(g\) memperlambat |
| Vertikal ke Bawah | \(v_t = v_0 + gt\) \(h = v_0t + \frac{1}{2}gt^2\) \(v_t^2 = v_0^2 + 2gh\) |
\(g\) mempercepat |
| Jarak Henti | \(s_{total} = (v \times t_r) + \frac{v^2}{2a}\) | \(t_r\) = waktu reaksi |
G. Contoh Soal Literasi
Literasi:
Soal-soal berikut disajikan dalam bentuk cerita kehidupan sehari-hari untuk melatih kemampuan literasi sains dan penerapan konsep fisika dalam kehidupan nyata.
Soal-soal berikut disajikan dalam bentuk cerita kehidupan sehari-hari untuk melatih kemampuan literasi sains dan penerapan konsep fisika dalam kehidupan nyata.
Soal Literasi 1 (GLB - Perjalanan ke Sekolah)
Cerita:
Setiap pagi, Rina berangkat ke sekolah dengan berjalan kaki. Jarak rumah Rina ke sekolah adalah 1.200 meter.
Rina berjalan dengan kecepatan tetap 1,5 m/s. Agar tidak terlambat, Rina harus tiba di sekolah sebelum pukul 07.00.
Jika Rina berangkat pukul 06.45, apakah Rina akan tiba tepat waktu? Berapa lama waktu yang dibutuhkan Rina?
Penyelesaian:
Diketahui: \(s = 1.200\) m, \(v = 1,5\) m/s
Waktu yang dibutuhkan: \[ t = \frac{s}{v} = \frac{1.200}{1,5} = 800 \text{ detik} = 13 \text{ menit } 20 \text{ detik} \] Rina berangkat pukul 06.45, maka tiba pukul 06.45 + 13 menit 20 detik = 06.58.20.
Karena 06.58.20 < 07.00, maka Rina tiba tepat waktu.
Diketahui: \(s = 1.200\) m, \(v = 1,5\) m/s
Waktu yang dibutuhkan: \[ t = \frac{s}{v} = \frac{1.200}{1,5} = 800 \text{ detik} = 13 \text{ menit } 20 \text{ detik} \] Rina berangkat pukul 06.45, maka tiba pukul 06.45 + 13 menit 20 detik = 06.58.20.
Karena 06.58.20 < 07.00, maka Rina tiba tepat waktu.
Soal Literasi 2 (Jarak Henti - Keselamatan Berkendara)
Cerita:
Pak Budi mengendarai mobil dengan kecepatan 72 km/jam (20 m/s) di jalan raya.
Tiba-tiba, seorang anak kecil menyeberang di depan mobilnya pada jarak 30 meter.
Waktu reaksi Pak Budi adalah 0,8 detik dan perlambatan maksimum mobil saat pengereman adalah 5 m/s².
Apakah Pak Budi dapat berhenti tepat sebelum menabrak anak tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui: \(v = 20\) m/s, \(t_r = 0,8\) s, \(a = 5\) m/s²
Jarak reaksi: \[ s_r = v \times t_r = 20 \times 0,8 = 16 \text{ m} \] Jarak pengereman: \[ s_p = \frac{v^2}{2a} = \frac{20^2}{2 \times 5} = \frac{400}{10} = 40 \text{ m} \] Jarak henti total: \[ s_{total} = s_r + s_p = 16 + 40 = 56 \text{ m} \] Karena jarak henti (56 m) > jarak anak (30 m), maka Pak Budi tidak dapat berhenti tepat waktu dan akan menabrak anak tersebut.
Diketahui: \(v = 20\) m/s, \(t_r = 0,8\) s, \(a = 5\) m/s²
Jarak reaksi: \[ s_r = v \times t_r = 20 \times 0,8 = 16 \text{ m} \] Jarak pengereman: \[ s_p = \frac{v^2}{2a} = \frac{20^2}{2 \times 5} = \frac{400}{10} = 40 \text{ m} \] Jarak henti total: \[ s_{total} = s_r + s_p = 16 + 40 = 56 \text{ m} \] Karena jarak henti (56 m) > jarak anak (30 m), maka Pak Budi tidak dapat berhenti tepat waktu dan akan menabrak anak tersebut.
Soal Literasi 3 (Gerak Vertikal - Lomba Panjat Pinang)
Cerita:
Dalam sebuah lomba panjat pinang, seorang peserta melempar tali ke atas dengan kecepatan awal 15 m/s.
Tali tersebut bergerak vertikal ke atas. Jika percepatan gravitasi \(g = 10\) m/s²,
a. Berapa ketinggian maksimum yang dicapai tali?
b. Berapa waktu yang dibutuhkan tali untuk mencapai titik tertinggi?
Penyelesaian:
Diketahui: \(v_0 = 15\) m/s, \(g = 10\) m/s²
a. Ketinggian maksimum: \[ h_{maks} = \frac{v_0^2}{2g} = \frac{15^2}{2 \times 10} = \frac{225}{20} = 11,25 \text{ m} \] b. Waktu mencapai titik tertinggi: \[ t_{maks} = \frac{v_0}{g} = \frac{15}{10} = 1,5 \text{ detik} \]
Diketahui: \(v_0 = 15\) m/s, \(g = 10\) m/s²
a. Ketinggian maksimum: \[ h_{maks} = \frac{v_0^2}{2g} = \frac{15^2}{2 \times 10} = \frac{225}{20} = 11,25 \text{ m} \] b. Waktu mencapai titik tertinggi: \[ t_{maks} = \frac{v_0}{g} = \frac{15}{10} = 1,5 \text{ detik} \]
Soal Literasi 4 (GLBB - Atlet Lari)
Cerita:
Seorang atlet lari sedang berlatih untuk persiapan lomba. Ia memulai lari dari keadaan diam
dan mencapai kecepatan 10 m/s dalam waktu 4 detik dengan percepatan tetap.
a. Berapa percepatan atlet tersebut?
b. Berapa jarak yang ditempuh selama 4 detik pertama?
Penyelesaian:
Diketahui: \(v_0 = 0\) m/s, \(v_t = 10\) m/s, \(t = 4\) s
a. Percepatan: \[ a = \frac{v_t - v_0}{t} = \frac{10 - 0}{4} = 2,5 \text{ m/s}^2 \] b. Jarak yang ditempuh: \[ s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 = 0 \times 4 + \frac{1}{2} \times 2,5 \times 4^2 = 0 + 1,25 \times 16 = 20 \text{ m} \]
Diketahui: \(v_0 = 0\) m/s, \(v_t = 10\) m/s, \(t = 4\) s
a. Percepatan: \[ a = \frac{v_t - v_0}{t} = \frac{10 - 0}{4} = 2,5 \text{ m/s}^2 \] b. Jarak yang ditempuh: \[ s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 = 0 \times 4 + \frac{1}{2} \times 2,5 \times 4^2 = 0 + 1,25 \times 16 = 20 \text{ m} \]
Soal Literasi 5 (Jatuh Bebas - Menyelamatkan Burung)
Cerita:
Seorang petugas penyelamat hewan melihat seekor burung kecil jatuh dari sarangnya di ketinggian 20 meter.
Petugas tersebut ingin menangkap burung tepat sebelum menyentuh tanah.
a. Berapa waktu yang dibutuhkan burung untuk mencapai tanah?
b. Berapa kecepatan burung saat menyentuh tanah? (\(g = 10\) m/s²)
Penyelesaian:
Diketahui: \(h = 20\) m, \(g = 10\) m/s², \(v_0 = 0\)
a. Waktu jatuh: \[ h = \frac{1}{2} g t^2 \Rightarrow t = \sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{\frac{2 \times 20}{10}} = \sqrt{4} = 2 \text{ detik} \] b. Kecepatan saat menyentuh tanah: \[ v_t = g \times t = 10 \times 2 = 20 \text{ m/s} \]
Diketahui: \(h = 20\) m, \(g = 10\) m/s², \(v_0 = 0\)
a. Waktu jatuh: \[ h = \frac{1}{2} g t^2 \Rightarrow t = \sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{\frac{2 \times 20}{10}} = \sqrt{4} = 2 \text{ detik} \] b. Kecepatan saat menyentuh tanah: \[ v_t = g \times t = 10 \times 2 = 20 \text{ m/s} \]
H. Latihan Soal Interaktif
Jawablah soal-soal berikut dengan mengetik jawaban pada kotak yang tersedia, lalu klik "Cek" untuk mengetahui hasilnya.
1
Kecepatan Rata-rata Kereta Api
Soal: Sebuah kereta api meninggalkan stasiun dan bergerak menuju stasiun lain dengan kecepatan 72 km/jam dalam waktu 2 jam. Kemudian, kereta itu bergerak menuju stasiun berikutnya dengan kecepatan 53 km/jam dalam waktu 3 jam. Berapakah kecepatan rata-rata kereta api tersebut selama perjalanan?
✅ Jawaban: Jarak total = (72 × 2) + (53 × 3) = 144 + 159 = 303 km, Waktu total = 2 + 3 = 5 jam, Kecepatan rata-rata = 303/5 = 60,6 km/jam
2
Perpindahan Pesawat Boeing 737-900
Soal: Grafik kecepatan (v) terhadap waktu dari sebuah pesawat Boeing 737-900 yang bergerak lurus beraturan dalam selang waktu 60 sekon. Benda bergerak dari titik (0s,0 m/s) ke (20s,40 m/s), ke (40s,40 m/s), ke (60s,0 m/s). Tentukanlah perpindahan yang ditempuh pesawat tersebut!
✅ Jawaban: Perpindahan = luas grafik = ½ × 20 × 40 + 20 × 40 + ½ × 20 × 40 = 400 + 800 + 400 = 1600 m
3
Kelajuan Rata-rata Mobil Kedua
Soal: Mobil pertama dapat menempuh jarak 180 km dengan kelajuan 60 km/jam. Mobil kedua mulai berangkat satu jam kemudian dan tiba di tempat tujuan dengan waktu yang bersamaan dengan mobil pertama. Tentukanlah kelajuan rata-rata mobil kedua!
✅ Jawaban: Waktu mobil pertama = 180/60 = 3 jam, Waktu mobil kedua = 3 - 1 = 2 jam, Kelajuan mobil kedua = 180/2 = 90 km/jam
4
Kereta Api A dan B Berpapasan
Soal: Kereta api A dan B yang terpisah sejauh 6 km, bergerak berlawanan arah. Kecepatan setiap kereta api adalah 60 km/jam untuk kereta api A dan 40 km/jam untuk kereta api B. Tentukanlah kapan dan di mana kedua kereta api tersebut berpapasan?
✅ Jawaban: Waktu = 6/(60+40) = 6/100 = 0,06 jam, Jarak dari A = 60 × 0,06 = 3,6 km, Jarak dari B = 40 × 0,06 = 2,4 km
5
Mobil Dipercepat dari Keadaan Diam
Soal: Sebuah mobil bergerak dipercepat dari keadaan diam. Jika percepatan mobil 20 m/s², tentukanlah kecepatan mobil tersebut setelah 5 sekon!
✅ Jawaban: v = v₀ + at = 0 + 20 × 5 = 100 m/s
6
Atlet Balap Sepeda
Soal: Tonton Suprapto atlet balap sepeda Jawa Barat dapat mengayuh sepedanya dengan kecepatan awal 10 km/jam pada suatu perlombaan. Atlet tersebut dapat mencapai garis finish dalam waktu 2 jam dengan percepatan 20 km/jam². Tentukanlah panjang lintasan yang ditempuh atlet tersebut!
✅ Jawaban: s = v₀t + ½at² = 10 × 2 + ½ × 20 × 4 = 20 + 40 = 60 km
7
Benda Bergerak dengan Percepatan 8 m/s²
Soal: Sebuah benda bergerak dengan percepatan 8 m/s². Jika kecepatan awal benda 6 m/s, tentukanlah kecepatan benda setelah menempuh jarak 4 m!
✅ Jawaban: v² = v₀² + 2as = 6² + 2 × 8 × 4 = 36 + 64 = 100, v = 10 m/s
8
Benda Dijatuhkan dari Gedung
Soal: Sebuah benda dijatuhkan dari sebuah gedung yang memiliki ketinggian 45 m (g = 10 m/s²). Tentukan:
a. waktu tempuh benda hingga mencapai tanah, dan
b. kecepatan saat menyentuh tanah!
a. waktu tempuh benda hingga mencapai tanah, dan
b. kecepatan saat menyentuh tanah!
✅ Jawaban: a. t = √(2h/g) = √(2×45/10) = √9 = 3 s, b. v = gt = 10 × 3 = 30 m/s
9
Benda Dilemparkan dari Gedung
Soal: Sebuah benda dilemparkan dari sebuah gedung yang tingginya 20 m. Benda tersebut tiba di tanah pada selang waktu 5 sekon (g = 10 m/s²). Tentukanlah kecepatan yang diberikan kepada benda tersebut!
✅ Jawaban: h = v₀t + ½gt², 20 = v₀ × 5 + ½ × 10 × 25, 20 = 5v₀ + 125, 5v₀ = -105, v₀ = -21 m/s (ke bawah)
10
Benda Dilemparkan Vertikal ke Atas
Soal: Sebuah benda dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Tentukanlah:
a. waktu untuk mencapai tinggi maksimum, dan
b. tinggi maksimum!
a. waktu untuk mencapai tinggi maksimum, dan
b. tinggi maksimum!
✅ Jawaban: a. t = v₀/g = 10/10 = 1 s, b. h = v₀²/2g = 100/20 = 5 m
Komentar