Pembahasan Soal UN Fisika SMA tentang Kinematika Gerak Lurus

#Pembahasan Fisika Sekolah Asik

Kode A/B UN 2015
1. Perhatikan tabel data tiga benda bergerak lurus berubah beraturan secara mendatar berikut:

Benda	Kecepatan Awal (m/s)	Kecepatan Akhir (m/s)	Waktu (s)	Jarak (m)
A	0	20	10	100
B	5	25	10	P
C	Q	30	5	125

Jika percepatan ketiga benda sama, maka besar P dan Q berturut-turut adalah ....
A. 250 m dan 10 m/s
B. 200 m dan 10 m/s
C. 150 m dan 15 m/s
D. 150 m dan 20 m/s
E. 100 m dan 20 m/s

Penyelesaian:
Untuk menyelesaikan soal seperti ini, peserta didik harus hafal tiga rumus tentang GLBB.
Perhatikan benda A;
Diketahui:
$v_{0}$ = 0
$v_{t}$ = 20 m/s
$t$ = 10 s
$s$ = 100 m
dari data di atas kita bisa mencari nilai percepatan $a$ dengan rumus:
$v_{t}=v_{0}+a.t$
$20 = 0+a.10$
$a$ = 2 m/s

Perhatikan benda B;
Diketahui:
$v_{0}$ = 5 m/s
$v_{t}$ = 25 m/s
$t$ = 10 s
$a$ = 2 $m/s^{2}$
Ditanyakan: Jarak $s$ (P)
Jawab:
$s=v_{0}.t+\frac{1}{2}.a.t^{2}$
$s=5.10+\frac{1}{2}.2.10^{2}$
$s$ = 50 + 100
$s$ = 150 m
jadi nilai P adalah 150

Perhatikan benda C;
Diketahui:
$v_{t}$ = 30 m/s
$t$ = 5 s
$s$ = 125 s
$a$ = 2 $m/s^{2}$
Ditanyakan: Kecepatan Awal $v_{0}$ (Q)
Jawab:
Untuk mencari kecepatan awal, bisa digunakan rumus:
$v_{t}=v_{0}+a.t$
$30=v_{0}+2.5$
$v_{0}=20$ m/s
jadi nilai Q adalah 20
Jawaban: (D)

Kode K/Q UN 2014
2. Sebuah benda bergerak lurus dengan kecepatan konstan 36 km/jam selama 5 sekon, kemudian dipercepat dengan percepatan 1 $m/s^{2}$ selama 10 sekon dan diperlambat dengan perlambatan 2 $m/s^{2}$ sampai benda berhenti. Grafik (v - t) yang menunjukkan perjalanan benda tersebut adalah ....

Penyelesaian:
Misalkan benda bergerak dari A - B - C - D
Dari A ke B benda GLB dengan $v_{A}$ = $v_{B}$ = 36 km/jam = 10 m/s sema 5 sekon, jadi $t_{A}$ = 0 dan $t_{B}$ = 5
Dari B ke C benda dipercepat dengan $a$ = 1 $m/s^{2}$ selama 10 sekon, jadi $t_{B}$ = 5 dan $t_{C}$ = 15
$v_{C}=v_{B}+a.t$
$v_{C}=10+1.10$
$v_{C}=20$ m/s
Dari C ke D benda diperlambat sampai berhenti dengan perlambatan $a$ = -2 $m/s^{2}$, maka diperoleh $v_{C}=20$ m/s dan $v_{D}=0$ m/s.
$v_{D}=v_{C}+a.t$
$0=20-2.t$
$t$ = 10 s, jadi $t_{C}$ = 15 dan $t_{D}$ = 25
Maka berdasarkan data di atas, grafik yang sesuai adalah grafik (B)
Jawaban: (B)

Kode A/J/T UN 2013
3. Sebuah benda 2kg jatuh bebas dari ketinggian 20 m di atas tanah. Berapa lama waktu yang diperlukan oleh benda untuk mencapai tanah ? (g = 10 $m/s^{2}$)
A. 20 sekon
B. 18 sekon
C. 10 sekon
D. 5 sekon
E. 2 sekon

Penyelesaian:
Dalam Gerak Jatuh Bebas, persamaan untuk mwntkan waktu adalah:
$t=\sqrt{\frac{2h}{g}}$
$t=\sqrt{\frac{2.20}{10}}$
$t=\sqrt{4}$
$t=2s$
Jawaban: (E)

Kode L/N UN 2013
4. Sebuah benda dijatuhkan dari atap gedung yang tingginya 30 m di atas permukaan tanah, kedudukan bola dari atas tanah setelah 2 s adalah ....
A. 10 m
B. 15 m
C. 20 m
D. 25 m
E. 30 m

Penyelesaian:
Misal benda jatuh bebas dari ketinggian $h_{0}$ = 30 m
Maka ketinggian benda dari atas tanah setelah bergerak t sekon adalah:
$y=h_{0}-\frac{1}{2}.g.t^{2}$
$y=30-\frac{1}{2}.10.2^{2}$
$y=30-20$
$y=10m$
Jawaban: (A)

Kode D.21 UN 2012
5. Perhatikan grafik kecepatan v terhadap waktu t untuk benda yang bergerak lurus berikut !

Jarak yang ditempuh benda selama 12 detik adalah ....
A. 8 m
B. 10 m
C. 12 m
D. 24 m
E. 36 m
Penyelesaian:
Pada grafik v terhadap t, jarak yang ditempuh adalah luas daerah di bawah grafik (daerah yang diarsir)

dari grafik di atas, jarak = luas trapesium A + luas trapesium B
$s=\left ( \frac{8+4}{2}x4 \right )+\left (\frac{4+2}{2}x4\right )$
$s=24+12$
$s=36m$
Jawaban: (E)

Kode P.45 UN 2011
6. Seorang anak ke sekolah naik sepeda dengan lintasan seperti pada gambar.

Besar perpindahan anak terseut dari keberangkatannya sampai tiba di sekolah adalah ....
A. 300 m
B. 400 m
C. 500 m
D. 700 m
E. 900 m
Penyelesaian:
Dari gambar soal dapat dibuat rute perjalanan anak sebagai berikut:

dari rute di atas anak berjalan lurus dari A ke B sejauh 500 - 100 = 400 m, kemudian berbelok 90 derajat ke C sejauh 300 m, maka perpindahan yang dialami anak;
$\Delta s=\sqrt{AB^{2}+BC^{2}}$
$\Delta s=\sqrt{400^{2}+300^{2}}$
$\Delta s=500m$
Jawaban: (C)

Kode P.46 UN 2011
7.Grafik berikut ini melukiskan hubungan antara kecepatan dan waktu dari sebuah benda yang bergerak lurus. Kecepatan benda setelah 5 detik adalah ....

A. -9 m/s
B. -6 m/s
C. -4 m/s
D. -3 m/s
E. -2 m/s
Penyelesaian
Dari grafik kita bisa menghitung besar percepatan;
$a=\frac{v_{2}-v_{1}}{t_{2}-t_{1}}$
$a=\frac{0-6}{2-0}$
$a=-3$ $m/s^{2}$
Setelah dapat nilai $a$, baru kita mencari nilai $v$ dengan rumus:
$v=v_{0}+a.t$
$v=6-3x5$
$v=-9$ $m/s$
Jawaban: (A)

Kode P.45 UN 2010
8. Kecepatan (v) benda yang bergerak lurus terhadap waktu (t) diperlihatkan pada grafik v - t berikut:

Benda akan berhenti setelah bergerak selama ....
A. 4 sekon
B. 5 sekon
C. 8 sekon
D. 10 sekon
E. 20 sekon

Penyelesaian:
Benda selama bergerak dari $v_{0}=20$ sampai berhenti $v=0$ mengalami percepatan konstan (tetap) yaitu $a=\frac{\Delta v}{\Delta t}$, maka:
$\frac{10-20}{4-0}=\frac{0-20}{t-0}$
$\frac{-10}{4}=\frac{-20}{t}$
$10xt=4x20$
$t=8s$
Jawaban: (C)