Home PEMBAHASAN UN FISIKA Pembahasan Soal Un Fisika Wacana Grafik Glbb

Pembahasan Soal Un Fisika Wacana Grafik Glbb

by CerdaskanKita

– Gerak Lurus Berubah Beraturan. Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika perihal grafik gerak lurus beruba beraturan (GLBB). Gerak lurus berubah beraturan merupakan gerak lurus yang kecepatannya berubah secara teratur dan terdapat percepatan konstan. Percepatan tersebut sanggup berupa percepatan atau perlambatan. Jika benda mengalami percepatan (a bernilai positif), maka benda meningkat. Sebaliknya, apabila benda mengalami perlambatan (a bernlai negatif), maka kecepatan benda menurun. Hubungan antara v dan t dalam gerak lurus sanggup dilukiskan melalui grafik. Pada hari ini ini, edutafsi akan membahas sedikit soal ujian nasional perihal grafik GLBB.

Soal 1 : Konsep Dasar GLBB

Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 20 meter di atas permukaan tanah. Jika percepatan gravitasi di tempat itu merupakan 10 m/s2, maka usang waktu yang diharapkan oleh benda untuk mencapai tanah merupakan ….
A. 20 sekon
B. 18 sekon
C. 10 sekon
D. 5 sekon
E. 2 sekon

Pembahasan :
Dik : vo = 0, m = 2 kg, h = 20 m, g = 10 m/s2
Dit : t = …. ?

Gerak jatuh bebas merupakan salah satu jenis gerak lurus berubah beraturan dalam arah vertikal. Salah satu ciri gerak jatuh bebas yang harus diingat merupakan kecepatan awal benda sama dengan nol (vo = 0) dan percepatan benda bertanda positif alasannya ialah menuju sentra bumi sebagai sumber gravitasi.

Berdasarkan konsep GLBB, berlaku persamaan :
⇒ h = vo.t + ½ g.t2
⇒ 20 = 0 .t + ½ (10).t2
⇒ 20 = 5t2
⇒ t2 = 20/5
⇒ t2 = 4
⇒ t = √4
⇒ t = 2 sekon

Penyelesaian ringkas :
⇒ t = √2h/g
⇒ t = √2(20)/10
⇒ t = √4
⇒ t = 2 sekon

Jadi, waktu yang merupakan 2 sekon.

Jawaban : E

Soal 2 : Menentukan Perlambatan yang Dialami Benda

Perhatikan gambar di bawah ini!

 Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika perihal grafik gerak lurus beruba bera PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG GRAFIK GLBB

Gambar tersebut mengatakan grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t) dari sebuah benda yang bergerak lurus. Berdasarkan grafik tersebut, besar perlambatan yang dialami benda merupakan ….
A. 2,5 m/s2
B. 3,5 m/s2
C. 4,0 m/s2
D. 5,0 m/s2
E. 6,0 m/s2

Pembahasan :
Grafik v-vs-t dari suatu gerak lurus sanggup dijadikan sebagai contoh dalam memilih jenis gerak lurus yang dilakukan oleh benda. Berikut sedikit patokan yang sanggup dipakai dikala melihat grafik gerak lurus:
1). Untuk GLB (v konstan) grafiknya sejajar sumbu x
2). Untuk GLBB dipercepat, grafiknya naik
3). Untuk GLBB diperlambat, grafiknya turun.

Baca Juga:   Soal Dan Pembahasan Analisis Vektor

Jika diperhatikan grafiknya, maka ada tiga jenis gerak lurus yang dilakukan benda tersebut, yaitu :
1). Dari titik A ke B, grafik naik : GLBB dipercepat
2). Dari titik B ke C, grafik sejajar sumbu x : GLB (v konstan)
3). Dari titik C ke D, grafik turun : GLBB diperlambat.

Karena yang ditanya dalam soal merupakan perlambatan yang dialami benda, maka kondisi gerak yang kita tinjau merupakan kondisi ketiga, yaitu ketika benda bergerak dari titik C ke D. Berdasarkan grafik, maka diperoleh data sebagai berikut.

Jika vc menyatakan kecepatan di titik C, vd menyatakan kecepatan di titik D, dan t menyatakan waktu yang diharapkan untuk begerak dari titik C ke D, maka,
Dik : vc = 5 m/s, vd = 0, dan t =17 – 15 = 2 sekon
Dit : a = … ?

Berdasarkan konsep GLBB, diperoleh :
⇒ vd = vc − a.t
⇒ 0 = 5 − a(2)
⇒ 2a = 5
⇒ a = 5/2
⇒ a = 2,5 m/s2

Penyelesaian ringkas :
Karena kecepatan selesai sama dengan nol, maka:
⇒ a = vc/t
⇒ a = 5/2
⇒ a = 2,5 m/s2

Jadi, perlambatan yang dialami oleh benda tersebut merupakan 2,5 m/s2.

Jawaban : A

Soal 3 : Menentukan Jarak yang Ditempuh Benda

Grafik di bawah ini merupakan grafik sebuah benda yang bergerak lurus.

 Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika perihal grafik gerak lurus beruba bera PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG GRAFIK GLBB

Berdasarkan grafik di atas, maka jarak yang ditempuh benda antara 0 hingga dengan 8 sekon merupakan ….
A. 72 meter
B. 64 meter
C. 48 meter
D. 24 meter
E. 12 meter

Pembahasan :
Berdasarkan grafik, dari detik ke-0 hingga detik ke-8, benda melaksanakan dua jenis gerak lurus, yaitu:
1). Dari t = 0 ke t = 4, benda bergerak GLBB dipercepat (ada percepatan)
2). Dari t = 4 ke t = 8, benda bergerak GLB (kecepatannya konstan).

Kondisi pertama:
Dik : vo = 0, t = 4, vt = 12 m/s
Dit : s1 = … ?

Pertama kita cari dahulu percepatannya :
⇒ vt = vo + at
⇒ 12 = 0 + a(4)
⇒ 12 = 4a
⇒ a = 3 m/s2

Selanjutnya kita tentukan jarak tempuh untuk kondisi pertama. Berdasarkan konsep GLBB, jarak tempuh sanggup dihitung dengan:
⇒ s1 = vo.t + ½ a.t2
⇒ s1 = 0.(4) + ½ 3.(4)2
⇒ s1 = 0 + 24
⇒ s1 = 24 m

Kondisi kedua :
Dik : v = 12 m/s, t = 8 – 4 = 4 s
Dit : s1 = … ?

Berdasarkan konsep GLBB, jarak tempuh sanggup dihitung dengan rumus:
⇒ s2 = v. t
⇒ s2 = 12 (4)
⇒ s2 = 48 m

Jarak tempuh dari t = 0 hingga kemudian t = 8 s merupakan :
⇒ s = s1 + s2
⇒ s = 24 + 48
⇒ s = 72 m

Penyelesaian ringkas :
Jika grafik v-t diketahui, maka jarak tempuh sanggup dihitung dengan menentuan luas kawasan di bawah grafik. Pada grafik di soal, kawasan di bawah grafik mulai t = 0 hingga kemudian t = 8 s berbentuk trapesium, sesampai kemudian jarak tempuhnya akan sama dengan luas trapesium.
⇒ s = Luas trapesium
⇒ s = ½(sisi sejajar) . t
⇒ s = ½(8 + 4) . 12
⇒ s = 6 (12)
⇒ s = 72 m

Baca Juga:   Pembahasan Soal Un Fisika Ihwal Impuls Gaya

Jadi, jarak yang ditempuh benda mulai dari t = 0 hingga t = 8 s merupakan 72 meter.

Jawaban : A

Soal 4 : Menentukan Waktu Berhenti

Kecepatan benda (v) yang bergerak lurus terhadap waktu (t) diperlihatkan oleh grafik v-t berikut ini!

 Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika perihal grafik gerak lurus beruba bera PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG GRAFIK GLBB

Berdasarkan grafik tersebut, benda akan berhenti sesudah bergerak selama ….
A. 20 sekon
B. 10 sekon
C. 8 sekon
D. 5 sekon
E. 4 sekon

Pembahasan :
Dik : vo = 20 m/s , vt = 0, v1 = 10 m/s, t1 = 4 s
Dit : t = …. ?

Jika dilihat grafiknya yang turun maka sanggup disimpulkan bahwa benda bergerak lurus berubah beraturan diperlambat dengan kecepatan awal 20 m/s. Artinya lama-kelamaan kecepatan benda akan menjadi nol (benda berhenti). Jika benda dimisalkan berhenti pada detik ke-t, maka t sanggup dihitung dengan memakai konsep GLBB.

Untuk memilih nilai t, maka kita harus mengetaui terlebih dahulu perlambatan yang dialami oleh benda. Untuk memilih besar perlambatannya, perhatikan grafik pada koordinat (4, 10). Pada titik itu, sanggup kita lihat bahwa keepatan benda pada t = 4 s merupakan 10 m/s. Berdasarkan nlai tersebut, maka:
⇒ v1 = vo − a.t1
⇒ 10 = 20 − a(4)
⇒ 10 – 20 = -4a
⇒ -10 = -4a
⇒ 4a = 10
⇒ a = 2,5 m/s2.

Selanjutnya, kita hitung waktu biar benda berhenti atau nilai t sebagai berikut:
⇒ vt = vo − a.t
⇒ 0 = 20 − 2,5(t)
⇒ 2,5t = 20
⇒ t = 20/2,5
⇒ t = 8 sekon

Penyelesaian ringkas :
Berdasarkan perbandingan geometri:
⇒ t/20 = 4/10
⇒ t x 10 = 20 x 4
⇒ 10t = 80
⇒ t = 8 sekon

Jadi, benda tersebut akan berhenti sesudah bergerak selama 8 sekon.

Jawaban : C

Soal 5 : Mengidentifikasi Grafik GLBB yang sesuai

Sebuah benda bergerak lurus dengan kecepatan konstan 36 km/jam selama 5 sekon, kemudian dipercepat dengan percepatan 1 m/s2 selama 10 sekon dan diperlembat dengan perlambatan 2 m/s2 hingga benda berhenti. Grafik v-t yang mengatakan perjalanan benda tersebut merupakan ….

 Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika perihal grafik gerak lurus beruba bera PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG GRAFIK GLBB

Pembahasan :
Dik : v1 = 36 km/jam = 36.000/3600 m/s = 10 m/s, t1 = 5 s, a2 = 1 m/s2, t2 = 10 s, a3 = -2 m/s2.
Dit : Grafik v-vs-t = …. ?

Penggunaan nomor 1, 2, dan 3 pada besaran-besaran di atas hanya sebagai petunjuk kondisinya alasannya ialah dalam soal ada tiga kondisi, yaitu kondisi 1 (benda bergerak dengan v konstan), kondisi 2 (benda dipercepat) dan kondisi 3 (benda diperlambat hingga kemudian berhenti).

Kondisi pertama :
Benda bergerak lurus dengan kecepatan konstan sebesar 36 km/jam atau sama dengan 10 m/s. Kecepatan konstan, artinya kecepatannya tetap dan tak mengalami percepatan. Gerak lurus menyerupai itu disebut gerak lurus beraturan (GLB). Karena benda bergerak dengan kecepatan konstan selama 5 sekon, maka grafiknya lurus sejajar sumbu x hingga kemudian detik ke-5 atau pada titik t = 5. Semua opsi masih mengatakan grafik yang tepat.

Baca Juga:   Pembahasan Soal Ujian Nasional Wacana Fluida

Kondisi kedua :
Pada kondisi kedua, benda mengalami percepatan sebesar 1 m/s2. Karena percepatan tersebut bekerja selama 10 sekon (benda telah bergerak selama 15 sekon), maka pada detik ke-15 atau pada t = 15, kecepatan bendanya menjadi:
⇒ v2 = v1 + a2.t2
⇒ v2 = 10 + 1(10)
⇒ v2 = 20 m/s

Dari perhitungan di atas, ternyata kecepatan benda pada detik ke-15 merupakan 20 m/s. Itu artinya kecepatannya lebih besar dari kecepatan pertama. Oleh alasannya ialah itu, grafiknya akan terlihat naik dari titik kecepatan 10 menuju titik 20. Dari kelima opsi yang tersedia, grafik yang memenuhi kondisi kedua ini merupakan opsi B dan C.

Kondisi ketiga :
Selanjutnya, benda mengalami perlambatan sebesar -2 hingga berhenti. Saat berhenti tentu saja kecepatan benda sama dengan nol. Itu artinya untuk kondisi ketiga, v3 = 0. Untuk kondisi ini kita harus mencari waktunya, yaitu waktu berapa usang perlambatan bekerja biar kecepatannya menjadi nol dan benda berhenti.

Dengan memakai rumus yang sama, diperoleh:
⇒ v3 = v2 + a3.t3
⇒ 0 = 20 + (-2) t3
⇒ 2t3 = 20
⇒ t3 = 10 sekon

Dari perhitungan teresebut, ternyata waktu yang diharapkan biar kecepatan benda menjadi nol (benda berhenti) merupakan 10 sekon. Nah, alasannya ialah benda sebelumnya sudah bergerak 15 sekon, maka benda akan berhenti di detik ke-25 atau pada t = 25 sekon. Grafiknya akan turun dari titik kecepatan 20 ke titik 0 (yaitu sempurna pada titik t = 25).

Dari opsi B dan C, yang mengatakan kondisi tersebut merupakan opsi B. Dengan demikian, dari kelima grafik tersebut, grafik v-vs-t yang sesuai untuk benda dalam soal merupakan grafik B.

Penyelesaian ringkas :
Karena grafik v-vs-t, maka kita tinjau nilai v dan t untuk masing-masing kondisi. Berdasarkan ulasan di atas diperoleh v1 = 10 m/s, v2 = 20 m/s, v3 = 0 lagikan t1 = 5 s, t2 = 10 s, dan t3 = 10 s. Selanjutnya cari grafik yang mengatakan titik kordinat sebagai berikut (5, 10), (15, 20), dan (25, 0). Grafik yang memenuhi merupakan grafik B.

Jawaban : B

Demikianlah pembahasan soal ujian nasional (UN) bidang studi fisika perihal grafik gerak lurus berubah beraturan. Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share yang tersedia di bawah ini. Terimakasih.

You may also like