Pembahasan Soal Fisika Gerak Lurus Berubah Beraturan

Pembahasan Soal Fisika Gerak Lurus Berubah Beraturan - Tutorial tentang mata pelajaran fisika kita kali ini akan mengdiskusikan tentang "Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)".

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) merupakan gerak benda pada lintasan garis lurus dan memiliki kecepatan setiap saat berubah dengan teratur dimana gerak benda tersebut dapat mengalami percepatan ataupun perlambatan.

Untuk dapat menjawab soal-soal dibawah ini terlebih dahulu kita akan berkenalan dengan beberapa rumus umum yang sering digunakan dalam Gerak Lurus Berubah Beraturan.

Rumus - Rumus GLBB

1. Rumus Jarak Tempuh / Perpindahan

S = V₀.t � 1 2a.t²

Dimana :

V₀ = kecepatan mula-mula (m/s)
a = percepatan (m/s²)
t = waktu (s)
S = Jarak tempuh/perpindahan (m)

2. Rumus Kecepatan

V_t = V₀ � a.t

Dimana :

V_t = Kecepatan sesaat benda pada t detik (m/s)
V₀ = Kecepatan awal benda (m/s)
a = percepatan (m/s²)
t = waktu (s)

3. Rumus Percepatan

a = ?V t
a = V_t - V₀ t

Dimana :

V_t = Kecepatan sesaat benda pada t detik (m/s)
V₀ = Kecepatan awal benda (m/s)
a = percepatan (m/s²)
t = waktu (s)

4. Rumus Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas adalah gerak benda yang jatuh dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal di sekitar bumi

V_t = v2.g.h

Dimana :

V_t = Kecepatan sesaat benda pada t detik (m/s)
g = percepatan gravitasi bumi(m/s²)
h = ketinggian benda (m)

5. Rumus Gerak Vertikal ke Atas
Gerak vertikal ke atas adalah gerak suatu benda yang dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal tertentu (v0) dan percepatan g saat kembali turun.Di titik tertinggi benda, kecepatan benda adalah nol. Persamaan yang berlaku di titik tertinggi adalah sebagai berikut.

h_max = V₀² 2g

Dimana :

V₀ = Kecepatan awal benda (m/s)
g = percepatan gravitasi bumi(m/s²)
h_max = ketinggian maximum benda (m)

6. Rumus Gerak Vertikal ke Bawah
Gerak Vertikal ke bawah adalah gerak suatu benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan awal dan dipengaruhi oleh percepatan. Hal ini berbeda dengan Gerak Jatuh Bebas tanpa kecepatan awal di sekitar bumi.

h = V₀ t + 1 2gt²

Dimana :

V₀ = Kecepatan awal benda (m/s)
g = percepatan gravitasi bumi(m/s²)
h = ketinggian benda (m)
t = waktu (s)

7. Rumus Hubungan antara Vt dengan s

V_t² = V₀² + 2.a.s

Dimana :

V₀ = kecepatan mula-mula (m/s)
V_t = Kecepatan sesaat benda pada t detik (m/s)
a = percepatan (m/s²)
s = Jarak tempuh/perpindahan (m)

Latihan Soal GLBB

Soal No.1

Sebuah benda bergerak dari keadaan diam dengan percepatan tetap 10 m/s2. Jika v kecepatan sesaat setelah 5 detik dari bergerak dan s jarak yang ditempuh setelah 5 detik, maka tentukanlah besar v dan s tersebut.

Pembahasan

V₀ = 0
t = 5 s
a = 10 m/s² .

V_t = V₀ + at
V_t = 0 + 10 (5)
V_t = 50 m/s

s =V₀.t + � a.t²
s = 0 + � (10).(5)²
s = 125 m

Soal No.2

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

Pembahasan

V₀ = 0 m/s (benda mula-mula diam karenanya laju awal = 0 m/s)
a = 4 m/s²
t = 4 s

Laju yang ditempuh benda dalam 4 detik
V_t = V₀ + a.t
V_t = 0 + 4 . 4
V_t = 16 m/s

Jarak yang ditempuh dalam 4 detik

S = V₀.t � 1 2a.t²
S = 0.4 + 1 2.4.4²
S = 32 m

Soal No.3

Sebuah bola dilempar vertikal ke bawah dari sebuah gedung dengan kecepatan awal 10 m/s dan jatuh mengenai tanah dalam waktu 2 detik. Tentukanlah tingi bangunan tersebut.

Pembahasan

V_o = 10 m/s
t = 2 s

h = V_o.t + � g.t²
h = 10 (2) + � (10).(2)²
h = 20 + 20
h = 40 m

Jadi, tinggi bangunan itu adalah 40 meter.

Soal No.4

Sebuah mobil mengalami perlambatan secara teratur dari kecepatan 10 m/s menjadi 5 m/s. Berapakah perlambatan yang dialami mobil tersebut jika jarak yang ditempuh adalah 250 m.

Pembahasan

V₀ = 10 m/s
V_t = 5 m/s
s = 250 m

V_t² = V₀² + 2.a.s
5² = 10² + 2.a.250
25 = 100 + 500.a
500 a = -75
a = -75/100
a = -0.15 m/s²
Jadi mobil tersebut mengalami perlambatan sebesar 0.15 m/s²

Soal No.5

Berapakah tinggi maksimum sebuah batu jika dilempar ke atas dengan kecepatan 10 m/s dan gravitasi bumi 10 m/s²

Pembahasan

Soal tersebut berkenaan dengan Gerak Vertikal ke Atas, dimana pada ketinggian maksimum kecepatannya adalah 0, maka :

V₀ = 6 m/s
g = 10 m/s²

h_max = V₀² 2g
h_max = 10² 2.10
h_max = 5 m

Soal No.6

Bola bermassa 1.2 kg dilontarkan dari tanah dengan lajur 16 m/s. Tentukan waktu yang diperlukan bola untuk tiba kembali di tanah ?

Pembahasan

V₀ = 0
V_t = 16 m/s

V_t = V₀ + a.t
V_t = V₀ + g.t ( a disini sama dengan g)
V_t = g.t
t = V_t g
t = 16 10 = 1.6 s
Waktu kembali ke tanah = Waktu melayang di udara
Waktu kembali ke tanah = 2.t
Waktu kembali ke tanah = 2x1.6 s
Waktu kembali ke tanah = 3.2 s

Soal No.7

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 ?

Pembahasan

Sebelum mesin mobil mati
V_o = 0
a = 2 m/s2
t = 20 s
V_t = Vo + a.t
V_t = 0 + 2 . 20
V_t = 40 m/s2

Setelah mesin mobil mati
V_o = 40 m/s²
V_t = 0
t = 10s
V_t = Vo + at
V_t = 40 + a. 10
a = -4
S =V₀ .t + � a t²
S = 40. 10 + � (-4) .10²
S = 200 m

Jadi, mobil tersebut telah menempuh jarak sejauh 200m sejak mulai bergerak hingga berhenti menempuh jarak 200 m