Materi dan pembahasan soal kinematika gerak lurus

MATER KINEMATIKA GERAK LURUS

JARAK

Jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh oleh benda yang bergerak mulai dari posisi awal dan selesai pada posisi akhir.

PERPINDAHAN

Perpindahan adalah jarak terpendek dari posisi akhir dan posisi awal dari sebuah benda.

KELAJUAN RATA-RATA

 

KECEPATAN RATA-RATA

 

PERCEPATAN RATA-RATA

Keterangan:
v2 = kecepatan kedua (m/s).
v1 = kecepatan pertama (m/s).
t2 = waktu kedua (s).
t1 = waktu (s).

GERAK LURUS BERATURAN

Yaitu gerak yang lintasannya lurus dengan kecepatan tetap.


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

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak yang lintasannya lurus dengan percepatan tetap.



Keterangan:
v = kecepatan (m/s)
v0 = kecepatan awal (m/s)
a = percepatan (m/s²)
t = waktu (s)
s = jarak (m)
Catatan!
a positif jika geraknya dipercepat.
a negatif jika geraknya diperlambat.

CONTOH GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

Gerak jatuh bebas

Ciri-ciri:
1) Kecepatan awal nol (v0 = 0).
2) Gerak dipercepat sebesar percepatan gravitasi.



Keterangan:
v = kecepatan (m/s).
g = percepatan gravitasi (10 m /s²).
h = ketinggian/jarak vertikal (m).

Gerak vertikal ke atas

Ciri-ciri:
1) Kecepatan awal ≠ 0
2) Gerak diperlambat sebesar percepatan gravitasi.
3) Pada saat mencapai ketinggian maksimum, kecepatan benda nol.



Keterangan:
v = kecepatan (m/s).
v0 = kecepatan awal (m/s).
g = percepatan gravitasi (10 m/s²).
h = ketinggian/jarak vertikal (m).

Gerak vertikal ke bawah

Ciri-ciri:
1) Kecepatan awal ≠ 0.
2) Gerak dipercepat sebesar percepatan gravitasi.

CONTOH SOAL KINEMATIKA GERAK LURUS DAN PEMBAHASAN

Pembahasan soal jarak dan perpindahan

Nomor 1
Sebuah benda bergerak dengan lintasan sebagai berikut:

Perpindahan yang dialami benda sebesar...
A.23 m
B.21 m
C.19 m
D.17 m
E.15 m


Nomor 2
Seorang anak kesekolah naik sepeda dengan lintasan seperti gambar.

Besar perpindahan anak tersebut dari keberangkatannya sampai tiba di sekolah adalah...
A.300 m
B.400 m
C.500 m
D.700 m
E.900 m


Nomor 3
Seorang anak berjalan lurus 1 meter ke barat, kemudian belok ke selatan sejauh 3 meter dan belok lagi ke timur sejauh 5 meter. Perpindahan anak tersebut dari posisi awal adalah...
A.18 meter arah barat daya
B.14 meter arah selatan
C.10 meter arah tenggara
D.6 meter arah timur
E.5 meter arah tenggara

Pembahasan
Gambar perjalanan anak sebagai berikut:



Nomor 4
Seorang anak berjalan lurus 2 meter ke barat, kemudian belok ke selatan sejauh 6 meter, dan belok lagi ke timur sejauh 10 meter. Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal...
A.18 meter arah barat daya
B.14 meter arah selatan
C.10 meter arah tenggara
D.6 meter arah timur
E.2 meter arah tenggara

Pembahasan
Gambar perjalanan anak sebagai berikut:

Pembahasan soal kecepatan rata-rata dan kelajuan rata-rata

Nomor 1
Gambar dibawah melukiskan perjalanan dari A ke C melalui B.

Jarak AB 40 km ditempuh dalam waktu 0,5 jam. Jarak BC 30 km ditempuh dalam waktu 2 jam. Besar kecepatan rata-rata perjalanan itu adalah...
A.95 km/jam
B.48 km/jam
C.35 km/jam
D.28 km/jam
E.20 km/jam



Nomor 2
Hadi setiap pagi joging mengeliligi tanah lapang yang berukuran 100 m x 400 m sebanyak 12 kali dalam waktu 1 jam. Kecepatan rata-rata dan kelajuan rata-rata gerak hadi adalah...
A.0 km/jam dan 12 km/jam
B.0 km/jam dan 6 km/jam
C.6 km/jam dan 12 km/jam
D.6 km/jam dan 6 km/jam
E.12 km/jam dan 12 jam/jam

Pembahasan soal gerak lurus berubah beraturan

Nomor1
Mobil bermassa 800 kg bergerak lurus dengan kecepatan awal 36 km/jam. Setelah menempuh jarak 150 m kecepatannya menjadi 72 km/jam. Waktu tempuh mobil adalah...
A.5 sekon
B.10 sekon
C.17 sekon
D.25 sekon
E.35 sekon


Nomor 2
Gambar berikut 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


Nomor 3
Kecepatan sebuah mobil yang bergerak lurus ditampilkan dengan grafik v – t seperti gambar.

Jarak yang ditempuh mobil ketika bergerak lurus berubah beraturan adalah...
A.500 m
B.800 m
C.1000 m
D.1600 m
E.1800 m


Nomor 4
Seseorang mengendarai mobil dengan kecepatan 90 km/jam, tiba-tiba melihat anak kecil ditengah jalan dengan jarak 200 m di depannya. Jika mobil direm dengan perlambatan maksimum sebesar 1,25 m/s² maka terjadi peristiwa...
A.Mobil tepat berhenti didepan anak itu
B.Mobil langsung berhenti
C.Mobil berhenti jauh didepan anak itu
D.Mobil berhenti sewaktu menabrak anak itu
E.Mobil menabrak setelah menabrak anak itu


Nomor 5
Grafik (v-t) menginformasikan gerak mobil dari diam. Kemudian bergerak hingga berhenti selama 8 sekon seperti gambar.

Jarak yang ditempuh mobil antara t = 5 s sampai t = 8 s adalah...
A.60 m
B.50 m
C.35 m
D.20 m
E.15 m

Pembahasan:
agar lebih mudah menghitung jarak dari grafik (v-t) caranya adalah menghitung luas dibawah kurvanya.
a. Menghitung jarak dari C ke D.
SCD = luas jajaran genjang
SCD = ½ . (jumlah sisi sejajar) . tinggi
SCD = ½ . (20 + 40) . 1 = 30 m
b.Menghitung jarak dari D ke E.
SDE = luas segitiga
SDE = ½ . alas . tinggi
SDE = ½ . 2 . 20 = 20 m
c.Menghitung jarak total.
S = SCD + SDE = 30 m + 20 m = 50 m
Jawaban: B

Nomor 6
Sebuah benda bergerak memenuhi persamaan (v-t) dibawah ini.

Percepatan dari t = 2 s sampai t = 4 s adalah...
A.0,0 m/s²
B.0,5 m/s²
C.1,0 m/s²
D.1,5 m/s²
E.2,0 m/s²

Pembahasan:
Grafik dari t = 2 s sampai t = 4 s merupakan grafik gerak lurus beraturan sehingga percepatan nol

Pembahasan soal gerak jatuh bebas dan gerak vertikal ke atas

Nomor 1
Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s² maka waktu yang diperlukan oleh benda untuk mencapai tanah adalah...
A.40 s
B.10 s
C.4 s
D.2 s
E.1 s


Nomor 2
Dari puncak sebuah menara setinggi 45 m dijatuhkan sebuah batu. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², kecepatan batu pada saat tepat menyentuh tanah adalah..
A.25 m/s
B.30 m/s
C.35 m/s
D.40 m/s
E.45 m/s


Nomor 3
Bola bermassa 1,2 kg dilontarkan dari tanah dengan laju 16 m.s^-1. Waktu yang diperlukan bola untuk tiba kembali di tanah adalah.....
A.0,8 s
B.1,2 s
C.1,6 s
D.2,8 s
E.3,2 s

 

Soal latihan kinematika gerak lurus

Nomor 1
Fitria melakukan perjalanan napak tilas dimulai dari titik A ke titik B : 600 m arah utara; ke titik C 400 m arah barat; ke titik D 200 m arah selatan; dan kemudian berakhir di titik E 700 m arah timur. Besar perpindahan yang dialami Fitria adalah...
A.100 m
B.300 m
C.500 m
D.1.500 m
E.1.900 m

Nomor 2
Seorang anak berjalan lurus 10 meter ke barat kemudian belok ke selatan sejauh 12 meter, dan belok lagi ke timur sejauh 15 meter. Perpindahan yang dilakukan anak tersebut dari posisi awal.....
A.18 meter arah barat daya
B.14 meter arah selatan
C.13 meter arah tenggara
D.12 meter arah timur
E.10 meter arah tenggara

Nomor 3
Seorang siswa terjun dari papan kolam renang setinggi 8 meter dari permukaan air tanpa kecepatan awal. Jika massa siswa 50 kg dan g = 10 m/s² maka kecepatan siswa saat menyentuh permukaan air adalah...
A. 16 m/s
B. 4 √10 m/s
C. 4 √5 m/s
D. 4 √2 m/s
E. 4 m/s

Nomor 4
Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 25 m di atas tanah (g = 10 m/s²). Kecepatan benda itu saat berada pada ketinggian 5 m diatas tanah adalah...
A. 65 m/s
B. 50 m/s
C. 20 m/s
D. 10 m/s
E. 5 m/s

Nomor 5
Sebuah benda dijatuhkan dari ujung sebuah menara tanpa kecepatan awal. Setelah 2 detik benda sampai tanah (g = 10 m/s²). Tinggi menara adalah...
A. 40 m
B. 25 m
C. 20 m
D. 15 m
E. 10 m