Pembahasan Soal Ujian Nasional Kinematika Gerak Lurus

Posted by on 06 April 2016 - 11:35 AM

Ujian Nasional Fisika - Kinematika Gerak Lurus. Pada pembahasan kali ini akan dibahas beberapa soal ujian nasional bidang study fisika tentang kinematika gerak lurus. Biasanya ada dua atau lebih soal tentang gerak lurus yang keluar dalam ujian nasional. Dari beberapa soal yang pernah keluar dalam ujian nasional fisika, model soal gerak lurus yang paling sering muncul adalah mengenali karakteristik gerak lurus, menentukan jarak tempuh berdasarkan grafik, menganalisis grafik gerak lurus berubah beraturan, dan menganalisis bentuk lintasan gerak lurus.

Kumpulan Soal Ujian Nasional Gerak Lurus

  1. Mobil bermassa 800 kg bergerak lurus dengan kecepatan awal 36 km/jam. Setelah menempuh jarak 150 m kecepatan menjadi 72 km/jam. Waktu tempuh mobil tersebut adalah ....
    1. 5 sekon
    2. 10 sekon
    3. 17 sekon
    4. 25 sekon
    5. 35 sekon

    Pembahasan :
    Untuk menjawab soal di atas, karena opsi jawaban yang diberikan dalam satuan sekon, maka kita harus mengubah satuan kecepatan ke dalam m/s.

    Untuk mengubahnya, perhatikan cara berikut :
    1 km/jam = 103 m  = 10/36 m/s
    36 x 102 s

    Dari soal kita ketahui :
    ⇒ m = 800 kg
    ⇒ vo = 36 km/jam = 36 x 10/36 = 10 m/s
    ⇒ vt = 72 km/jam = 72 x 10/36 = 20 m/s
    ⇒ s = 150 m

    Karena kecepatannya berubah, maka mobil bergerak lurus berubah beraturan. Untuk mengetahui waktu tempuh mobil untuk mencapai jarak 150 m, maka kita dapat memanfaatkan rumus umum GLBB berikut ini :
    vt = vo + at
    vt2 = vo2 + 2as
    s = vo.t + ½at2

    Dengan :
    vt = kecepatan akhir (m/s)
    vo = kecepatan awal (m/s)
    t = waktu tempuh (s)
    a = percepatan (m/s2)
    s = jarak tempuh (m)

    Dari ketiga rumus di atas, untuk menghitung waktu tempuh kita harus mengetahui percepatannya. Karena percepatan belum diketahui, maka kita harus mencarinya terlebih dahulu.

    Dengan rumus kedua :
    ⇒ vt2 = vo2 + 2as
    ⇒ (20)2 = (10)2 + 2a(150)
    ⇒ 400 = 100 + 300a
    ⇒ 300 = 300a
    ⇒ a = 1 m/s2

    Selanutnya, kita dapat menghitung waktu tempuh menggunakan rumus pertama :
    ⇒ vt = vo + at
    ⇒ 20 = 10 + 1(t)
    ⇒ 20 = 10 + t
    ⇒ t = 20 - 10
    ⇒ t = 10 sekon
    Jawaban : B

    Untuk pembahasan lebih lanjut tentang gerak lurus berubah beraturan, kamu bisa cek pembahasan contoh soal tentang GLBB melalui link berikut ini :

    Read more : Contoh Soal dan Pembahasan Gerak Lurus Berubah Beraturan.

  1. Grafik v-t sebuah mobil yang bergerak GLBB diperlihatkan pada gambar.

    Pembahasan Soal Ujian Nasional Kinematika Gerak Lurus

    Perlajuan yang sama terjadi pada ...
    1. A-B dan B-C
    2. A-B dan C-D
    3. B-C dan C-D
    4. C-D dan D-E
    5. D-E dan E-F

    Pembahasan :
    Jika diketahui grafik kecepatan terhadap waktu seperti soal di atas, maka percepatan dapat dihitung menggunakan rumus berikut :
    a = Δv
    Δt

    Dengan :
    a = percepatan (m/s2)
    Δv = perubahan kecepatan (m/s)
    Δt = perubahan waktu (s)

    Dari gambar grafik di atas, ada 6 titik yang diberikan dengan demikian ada 5 lintasan yaitu lintasan A-B, B-C, C-D, D-E, dan E-F.

    Nah, tugas kita adalah melihat lintasan mana yang percepatannya sama. Untuk itu kita harus memeriksa percepatan masing-masing lintasan terlebih dahulu.

    Lintasan A-B :
    ⇒ a = VB - VA
    tB - tA
    ⇒ a = 25 - 20
    20 - 0
    ⇒ a = 5
    20
    ⇒ a = 0,25 m/s2

    Lintasan B-C :
    ⇒ a = VC - VB
    tC - tB
    ⇒ a = 45 - 25
    40 - 20
    ⇒ a = 20
    20
    ⇒ a = 1 m/s2

    Lintasan C-D :
    ⇒ a = VD - VC
    tD - tC
    ⇒ a = 35 - 45
    50 - 40
    ⇒ a = -10
    10
    ⇒ a = -1 m/s2

    Lintasan D-E :
    ⇒ a = VE - VD
    tE - tD
    ⇒ a = 25 - 35
    70 - 50
    ⇒ a = -10
    20
    ⇒ a = -0,5 m/s2

    Lintasan E-F :
    ⇒ a = VF - VE
    tF - tE
    ⇒ a = 0 - 25
    90 - 70
    ⇒ a = -25
    20
    ⇒ a = -1,25 m/s2

    Ingat bahwa percepatan terdiri dari dua yaitu percepatan dan perlambatan. Tanda negatif menunjukkan bahwa benda diperlambat.

    Jika dilihat berdasarkan besar harga percepatannya (nilai mutlaknya), maka lintasan yang mempunyai perlajuan sama adalah B-C dan C-D.
    Jawaban : B

    Masih bingung cara menganalisis grafik gerak lurus? Jika ya, berikut kami lampirkan link pembahasan cara menganalisis bentuk grafik lurus.

    Read more : Cara Menganalisis Grafik Gerak Lurus.

  1. Tetesan oli yang bocor jatuh dari mobil yang bergerak lurus dilukiskan seperti pada gambar.
  2. Pembahasan Soal Ujian Nasional Kinematika Gerak Lurus

    Yang menunjukkan mobil bergerak dengan percepatan tetap adalah ....
    1. 1 dan 3
    2. 2 dan 3
    3. 2 dan 4
    4. 1, 2, dan 3
    5. 2, 3, dan 4

    Pembahasan :
    Bergerak dengan percepatan tetap merupakan salah satu ciri-ciri gerak lurus berubah beraturan. Karena berubah secara teratur, maka kecepatan mobil setiap detiknya berbeda.

    Perubahan kecepatan mobil bisa saja semakin cepat atau semakin lambat. Kita anggap waktu yang dibutuhkan oli untuk menetes seragam. Jika kecepatan semakin cepat, maka jarak antara tetesan oli akan semakin renggang karena dalam waktu yang sama jarak tempuh mobil semakin besar tiap detiknya.

    Sebaiknya, jika mobil mengalami perlambatan sehingga kecepatannya menurun, maka jarak antara tetesan oli akan semakin rapat  karena jarak tempuh mobil akan semakin kecil tiap detiknya.

    Berdasarkan anlisis tersebut, maka gambar lintasan yang menunjukkan mobil bergerak dengan percepatan tetap adalah gambar 2 dan 3.

    Pada gambar 2, mobil mengalami percepatan tetap sehingga jarak tetesan olinya semakin renggang. Sebaliknya, pada gambar 3 mobil mengalami perlambatan tetap sehingga jarak tetesan olinya semakin rapat.

    Pada gambar 1, jarak antar tetesan olinya cenderung sama itu artinya mobil bergerak dengan kecepatan tetap (GLB). Pada gambar 4, jarak tetesannya tidak teratur berarti mobil bergerak dengan percepatan berubah-ubah.

    Jawaban : B

    Untuk informasi lebih lanjut tentang ciri-ciri gerak lurus berubah beraturan dan jenis-jenisnya, berikut kami lampirkan link pembahasan tentang arakteristik GLBB.

    Read more : Ciri-ciri dan Rumus Umum Gerak Lurus Berubah Beraturan.

  1. Informasi dari gerak sebuah mobil mulai dari bergerak sampai berhenti disajikan dengan grafik (v-t) seperti gambar.

    Pembahasan Soal Ujian Nasional Kinematika Gerak Lurus

    Jarak tempuh mobil dari t = 2sekon hingga t = 5 sekon adalah ....
    1. 225 m
    2. 150 m
    3. 115 m
    4. 110 m
    5. 90 m

    Pembahasan :
    Secara umum, jarak tempuh dapat dihitung dengan rumus berikut :
    s = v.t

    Dengan :
    s = jarak tempuh (m)
    v = kecepatan (m/s)
    t = waktu (s)

    Berdasarkan rumus di atas, dapat kita simpulkan bahwa jarak tempuh adalah hasil kalai kecepatan dengan waktu. Dengan demikian, jika diketahui grafik kecepatan terhadap waktu (v-t), maka jarak tempuh merupakan luas grafiknya.
    s = luas grafik

    Luas grafik bergantung pada bentuk grafik yang diberikan. Umumnya bentuk grafik pada gerak lurus adalah persegi, segitiga, atau trapesium.

    Pada soal, bentuk grafik dari t = 2 sekon hingga t = 5sekon merupakan perpaduan antara dua bentuk trapesium. Misalkan saja luas I dan luas II seperti pada gambar di bawah ini.

    Pembahasan Soal Ujian Nasional Kinematika Gerak Lurus

    Untuk mengetahui jarak total yang ditempuh dari t = sekon ke t = 5 sekon, maka kita harus menentukan luas masing-masing bentuk yang sudah kita tentukan di atas.

    Luas Trapesium I :
    ⇒ L1 = ½(jumlah sisi sejajar) x t
    ⇒ L1 = ½(30 + 50) x (4 - 2)
    ⇒ L1 = 40 x 2
    ⇒ L1 = 80

    Luas trapesium II :
    ⇒ L2 = ½(jumlah sisi sejajar) x t
    ⇒ L2 = ½(50 + 20) x (5 - 4)
    ⇒ L2 = 35 x 1
    ⇒ L2 = 35

    Dengan demikian, jarak yang ditempuh dari t = 2 sekon ke t = 5 sekon adalah :
    ⇒ s = L1 + L2
    ⇒ s = 80 + 35
    ⇒ s = 115 m
    Jawaban : C
  1. Seseorang mengadakan perjalanan menggunakan mobil dari kota A ke kota B, diperlihatkan oleh grafik di bawah ini.

    Pembahasan Soal Ujian Nasional Kinematika Gerak Lurus

    Sumbu y sebagai komponen kecepatan dan sumbu x sebagai komponen waktu. Jarak yang ditempuh kendaraan tersebut selama selang waktu dari menit ke 30 sampai menit ke 60 adalah ...
    1. 10 km
    2. 15 km
    3. 20 km
    4. 30 km
    5. 40 km

    Pembahasan :
    Dari gambar jelas terlihat bahwa dari menit ke 30 sampai ke 60, kecepatan mobilnya tetap yaitu 40 km/jam. Karena kecepatan teta, bentuk grafiknya merupakan persegi.

    Karena bentuk grafik persegi, maka jarak tempuhnya sama dengan luas persegi. Tetapi perlu diperhatikan bahwa satuan waktu pada grafik tersebut masih dalam menit sedangkan kecepatannya dalam satuan km/jam.

    Kita ubah kecepatannya terlebih dahulu :
    ⇒ v = 40 km/jam
    ⇒ v = 40/60 km/menit

    Dengan demikian, jarak tempuhnya adalah :
    ⇒ s = luas persegi
    ⇒ s = v x (Δt)
    ⇒ s = 40/60 x (60 - 30)
    ⇒ s = 40/60 (30)
    ⇒ s = 120/60
    ⇒ s = 20 km.
    Jawaban : C


Edutafsi.com adalah blog bahan belajar sekolah yang ditujukan untuk membantu murid belajar. Dukung edutafsi untuk terus berkembang dengan like laman facebook edutafsi dan follow IG Tafsi Junior. Terimakasih telah berkunjung ke blog ini. Semoga bermanfaat.

Advertisements

0 comments :

Post a Comment