SOAL DAN PEMBAHASAN CIRI-CIRI GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

Posted by on 2016-11-30 - 10:29 AM

Edukiper.com - Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda yang memiliki percepatan konstan sehingga kecepatannya berubah secara teratur. Selain percepatan konstan, gerak lurus berubah beraturan juga memiliki beberapa ciri-ciri lain yang membedakannya dengan jenis gerak lurus lainnya. Pada kesempatan ini, Edukiper membahas beberapa contoh soal tentang ciri-ciri GLBB. Soal tentang ciri-ciri gerak lurus berubah beraturan ini dihimpun dan disusun untuk membantu murid memahami ciri-ciri gera lurus berubah beraturan sehingga dapat meningkatkan pemahaman murid tentang konsep dasar GLBB.

Kumpulan Soal GLBB

Soal 1 :
Jika suatu benda bergerak lurus berubah beraturan, maka berlaku ....
A. Kecepatan awal benda sama dengan nol
B. Kecepatan benda konstan
C. Kecepatan benda berubah
D. Kecepatan benda tidak teratur
E. Kecepatan benda berubah secara teratur

Pembahasan :
Sesuai dengan namanya, gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak dengan kecepatan yang berubah secara teratur. Yang harus kita ingat, yang kecepatannya berubah tetapi perubahannya secara teratur. Perubahan kecepatannya teratur karena percepatannya konstan atau tetap.

Pada opsi C dikatakan bahwa kecepatannya berubah. Tetapi jawaban tersebut tidak bisa dijadikan sebagai ciri-ciri GLBB sebab tidak hanya GLBB yang kecepatannya berubah. Gerak lurus berubah tidak beraturan juga kecepatannya berubah.

Oleh karena itu, opsi C kurang tepat. Opsi jawaban yang paling tepat adalah opsi E karena pada jawaban tersebut dikatakan bahwa kecepatan benda berubah secara teratur. Berubah secara teratur merupakan kata kunci untuk GLBB.
Jawaban : E

Ssoal dan pembahasan GLBB

Soal 2
Gambar di atas merupakan ilustrasi untuk hasil pengamatan tetesan oli motor yang melaju pada jalan lurus. Dari gambar-gambar tersebut, yang menunjukkan motor bergerak dengan percepatan konstan adalah ....
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 1, 2 dan 3
E. Hanya 3

Pembahasan :
Pada soal ditanya kondisi untuk motor bergerak dengan percepatan konstan. Ketika benda bergerak dengan percepatan konstan, maka kecepatannya akan berubah secara teratur. Karena kecepatannya berubah secara teratur, maka akan ada perubahan jarak antara titik-titik tetesan olinya.

Jika motor dipercepat dengan percepatan tetap, maka semakin lama kecepatannya akan semakin besar. Karena kecepatannya meningkat, maka dalam waktu yang sama perpindahanya akan lebih besar. Dengan demikian, jarak antar tetesan akan semakin menjauh secara teratur seperti gambar (1).

Jika motor menglamai percepatan negatif (diperlambat), maka kecepatannya akan semakin kecil. Karena kecepatannya menurun, maka dalam waktu yang sama perpindahnnya akan lebih kecil. Dengan demikian, jarak antar tetesan oli juga akan semakin mendekat secara teratur seperti gambar (3).

Pada gambar (2), tampak bahwa jarak antar tetesan oli sama (kontinu). Hal itu menandakan bahwa kecepatan motor tidak berubah atau konstan sehingga dalam waktu yang sama motor menenmpuh jarak yang sama pula. Karena kecepatan konstan, berarti tidak mengalami percepatan.

Dengan demikian, gambar yang menunjukkan motor bergerak dengan percepatan tetap adalah gambar (1) dan gambar (3).
Jawaban : B

Soal 3
Berikut beberapa penyataan tentanggerak lurus:
(1) Kecepatan setelah t detik > kecepatan awal
(2) Kecepatan setelah t detik < kecepatan awal
(3) Kecepatan akhir = kecepatan awal
(4) Kecepatannya semakin cepat seiring waktu

Dari keempat pernyataan tersebut, pernyataan yang tepat untuk benda yang mengalami percepatan positif konstan adalah ....
A. 1 dan 2
B. 1 dan 4
C. 1, 2, dan 3
D. 2 dan 3
E. 3 dan 4

Pembahasan :
Berdasarkan nilainya, percepatan dibedakan menjadi percepatan positif dan percepatan negatif. Percepatan positif adalah percepatan yang nilainya positif. Percepatan positif artinya benda bergerak dipercepat. Sedangkan percepatan negatif artinya benda diperlambat.

Ketika benda bergerak dengan percepatan positif yang konstan, itu artinya benda dipercepat secara teratur. Dengan demikian, kecepatan benda akan meningkat secara teratur seiring dengan bertambahnya waktu.

Karena kecepatannya semakin cepat seiring waktu, maka kecepatan benda setelah t detik (Vt) atau kecepatan benda pada titik tertentu selama geraknya akan lebih besar dari kecepatan awalnya (Vt > Vo).

Dengan demikian, pernyataan yang tepata adalah (1) dan (4).
Jawaban : B

Soal 4
Perubahan kecepatan persatuan waktu disebut ....
A. Percepatan
B. Selisih kecepatan
C. Perpindahan
D. Jarak tempuh
E. Posisi benda

Pembahasan :
Perubahan kecepatan adalah selisih antara kecepatan akhir dengan kecepatan awal. Selisih kecepatan persatuan waktu disebut percepatan. Percepatan menunjukkan besarnya perubahan (naik atau turun) kecepatan persatuan waktu.

Secara matematis percepatan ditulis sebagai berikut:
a = ΔV
Δt

Keterangan :
ΔV = perubahan kecepatan = Vt - Vo
a = percepatan benda (m/s2)
t = waktu (s).

Dari rumus di atas dapat kita lihat bahwa besar percepatan berbanding lurus dengan perubahan kecepatan. Jika Vt > Vo, maka percepatan akan bernilai positif (benda dipercepat). Sebaliknya, jika Vt < Vo, maka percepatan akan bernilai negatif (benda diperlambat).
Jawaban : A

Soal dan pembahasan GLBB

Soal 5
Dari gambar di atas, grafik V-vs-t yang menunjukkan gerak lurus berubah beraturan adalah ....
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 1, 2, dan 3
D. 2 dan 3
E. Hanya 2

Pembahasan :
Salah satu ciri-ciri gerak lurus berubah beraturan dapat terlihat dari bentuk grafiknya. Seperti yang kita tahu, pada GLBB kecepatan benda berubah secara teratur sehingga ada dua kemungkinan yang terjadi, yaitu:
1. Benda dipercepat (a = +)
2. Benda diperlambat (a = -)

Ketika benda dipercepat, maka kecepatan benda akan meningkat seiring waktu sehingga grafik V-vs-t akan menunjukkan garis miring ke atas seperti gambar nomor (1). Pada grafik tersebut jelas terlihat bahwa Vt > Vo sehingga grafiknya miring ke atas.

Sebaliknya, ketika benda diperlambat, maka kecepatan benda akan menurun seiring waktu sehingga grafik V-vs-t akan menunjukkan garis miring ke bawah seperti gambar nomor (2). Pada grafik tersebut jelas terlihat bahwa Vo > Vt sehingga grafiknya miring ke bawah.

Grafik ketiga menunjukkan nilai kecepatan yang konstan atau tetap setiap waktunya. Itu artinya, grafik tersebut bukan merupakan grafik GLBB melainkan grafik gerak lurus beraturan (GLB).

Jadi, grafik V-vs-t yang menunjukkan GLBB adalah (1) dan (2).
Jawaban : A

Soal 6
Berikut beberapa peristiwa yang terjadi di alam:
(1) Buah kelapa jatuh dari pohon
(2) Gerakan jarum jam
(3) Batu dilempar vertikal ke atas
(4) Bola dilempar miring ke atas dengan sudut elevasi tertentu.

Dari keempat kejadian tersebut, yang merupakan gerak lurus berubah beraturan diperlambat adalah ....
A. 1 dan 2
B. 2 dan 3
C. 1, 2, dan 3
D. 3 saja
E. 3 dan 4

Pembahasan :
(1) Buah kelapa jatuh dari pohon
Buah yang jatuh dari pohon bergerak karena adanya perngaruh gaya gravitasi bumi. Buah kelapa yang jatuh dari pohon merupakan contoh gerak jatuh bebas dan gerak jatuh bebas (GJB) merupakan contoh gerak lurus berubah beraturan yang dipercepat.

(2) Gerakan jarum jam
Jarum jam bergerak dengan bagian pangkalnya berada pada satu titik tumpuh yang tetap sedangkan lintasannya membentuk lingkaran menunjuk angka-angka dalam jam. Dilihat dari lintasannya, maka gerak jarum jam termasu gerak melingkar beraturan.

(3) Batu dilempar ke atas
Ketika batu dilempar lurus ke atas dengan gaya tertentu sehingga batu bergerak ke atas dengan kecepatan awal tertentu. Ini merupakan contoh gerak lurus berubah beraturan yang diperlambat karena gerak batu melawan gravitasu sehingga batu mengalami perlambatan.

(4) Bola dilmpar miring ke atas
Ketika bola dilempar miring ke atas dengan sudut elevasi tertentu, maka bola akan bergerak dengan lintasan menyerupai parabola sehingga gerak seperti itu disebut gerak parabola. Meskipun gerak parabola merupakan perpaduan antara GLBB dan GLB namun tetap saja gerak ini tidak dapat digolongkan sebagai GLBB yang diperlambat.

Jadi, kejadian yang menunjukkan gerak lurus berubah beraturan diperlambat adalah batu dilempat vertikal ke atas.
Jawaban : 3

Soal 7
Jika sebuah benda bergerak vertikal ke atas dengan kecepatan awal Vo, maka pernyataan yang tepat terkait waktu geraknya adalah .....
A. Waktu naik = waktu turun
B. Waktu naik > waktu turun
C. Waktu naik < waktu turun
D. Waktu melayang = waktu naik - waktu turun
E. Waktu melayang < waktu turun

Pembahasan :
Ketika sebuah benda bergerak vertikal ke atas, maka semakin ke atas kecepatan benda akan semakin berkurang. Saat benda mencapai ketinggian maksimum, kecepatan benda akan sama dengan nol dan benda berhenti untuk sesaat.

Sesaat kemudian, benda akan kembali turun akibat gravitasi. Waktu yang dibutuhkan oleh benda untuk bergerak dari bawah ke titik tertinggi disebut waktu naik. Sedangkan waktu dari titik tertinggi ke bawah disebut waktu turun.

Karena panjang lintasan yang harus ditempuh saat naik dan turun adalah sama panjang yaitu sesuai dengan ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda, maka waktu yang dibutuhkan untuk naik akan sama dengan waktu yang dibutuhkan untuk turun.

Jadi, jika posisi awal benda adalah posisi akhir benda saat kembali jatuh, maka berlaku:
waktu naik = waktu turun

Lama waktu yang dibutuhkan oleh benda untuk bergerak naik dan bergerak turun kembali ke posisi awalnya disebut sebagai waktu melayang di udara. Itu artinya, lama waktu benda melayang di udara adalah sebagai berikut:

Waktu melayang = waktu naik + waktu turun
Waktu melayang = 2 x waktu naik

Dengan demikian, pernyataan yang benar adalah opsi A.
Jawaban : A

Soal 8
Rumus dasar yang paling tepat untuk benda bergerak lurus beraturan diperlambat adalah ....
A. Vt = Vo - at
B. Vt = Vo + at
C. Vt = Vo + gt
D. Vt2 = Vo2 + 2as
E. Vt = gt

Pembahasan :
Benda yang bergerak lurus berubah beraturan diperlambat memiliki percepatan yang bernilai negatif atau disebut juga sebagai perlambata (a = -). Karena a bernilai negatif, maka tanda operasi yang digunakan dalam rumus berubah menjadi tanda kurang sebagai berikut:

Rumus GLBB diperlambat:
(1) Vt = Vo - at
(2) Vt2 = Vo2 - 2as
(3) s = Vo.t - ½a.t2

Untuk gerak GLBB yang diperlambat dalam arah vertikal, maka simbol yang digunakan dalam rumusnya berubah menjadi sebagi berikut:
(1) Vt = Vo - gt
(2) Vt2 = Vo2 - 2gh
(3) h = Vo.t - ½g.t2

Jadi,  rumus yang paling tepat adalah Vt = Vo - at.
Jawaban : A

Soal 9
Pernyataan berikut tepat untuk sebuah benda yang bergerak jatuh bebas dari ketinggian tertentu, kecuali ...
A. Benda mengalami percepatan sebesar percepatan gravitasi
B. Kecepatan awal benda nol
C. Kecepatan benda maksimum sesaat sebelum menyentuh tanah
D. Benda mengalami perlambatan
E. Semakin ke bawah, kecepatan benda semakin besar

Pembahasan :
Gerak jatuh bebas merupakan salah satu jenis gerak lurus berubah beraturan dalam arah vertikal. Salah ciri utama gerak jatuh bebas adalah kecepatan awal benda sama dengan nol. Artinya, benda jatuh tanpa kecepatan awal.

Saat benda bergerak jatuh bebas, arah gerak benda searah dengan arah gravitasi bumi sehingga benda mengalami percepatan sebesar percepatan gravitasi (a = +g). Karena dieprcepat, maka semakin ke bawah kecepatan benda akan semakin besar.

Kecepatan benda akan terus meningkat seiring waktu dan mencapai kecepatan maksimum pada titik terendah sesaat sebelum menyentuh tanah. Setelah menyentuh tanah, kecepatannya akan berkurang atau hilang dan benda pun berhenti.

Jadi, pernyataan yang tidak tepat adalah benda mengalami perlambatan.
Jawaban : D

Soal 10
Sebuah benda bergerak lurus berubah beraturan dalam arah vertikal ke atas. Pernyataan berikut sesuai untuk kasus tersebut, kecuali ...
A. Semakin ke atas, kecepatan benda semakin kecil
B. Pada titik tertinggi, kecepatan benda nol
C. Benda mengalami perlambatan sebesar -g
D. Semakin ke atas, kecepatan benda semakin besar
E. Semakin besar kecepatan awal, semakin tinggi ketinggian maksimumnya

Pembahasan :
Ketika sebuah benda bergerak vertikal ke atas dengan kecepatan awal Vo, maka kecepatan benda semakin ke atas akan semakin berkurang sebab arah gerak melawan arah gravitasi sehingga benda mengalami perlambatan.

Karena mengalami perlambatan, maka semakin ke atas kecepatan benda akan semakin kecil dan kecepatan tersebut akan sama dengan nol saat benda mencapai titik tertingginya. Pada titik tersebut, benda berhenti untuk sesaat dan kembali turun akibat tarikan gravitasi.

Karena benda mengalami perlembatan konstan sebesar percepatan gravitasi, maka titik tertinggi yang dapat dicapai benda berbanding lurus dengan kecepatan awal dan berbanding terbali dengan percepatan gravitasi. Secara matematis ditulis sebagai berikut :
h max = Vo2 / 2g

Karena percepatan gravitasi nilainya konstan, maka ketinggian maksimum yang dapat ditempuh benda ebrgantung pada besar kecepatan awalnya. Semakin besar kecepatan awalnya, maka akan semakin tinggi ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda.

Dengan demikian, pernyataan yang tidak benar adalah semakin ke atas kecepatannya semakin besar.
Jawaban : D
Seluruh konten yang diterbitkan di edukiper.com dilindungi undang-undang hak cipta. Dilarang menerbitkan ulang konten dalam bentuk dan cara apapun.

Related Post:

Advertisements

0 comments :

Post a Comment