LIRIK LAGU : Pembahasan Soal Un Fisika Wacana Grafik Glbb

- Gerak Lurus Berubah Beraturan. Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika wacana grafik gerak lurus beruba beraturan (GLBB). Gerak lurus berubah beraturan ialah gerak lurus yang kecepatannya berubah secara teratur dan mempunyai percepatan konstan. Percepatan tersebut sanggup berupa percepatan atau perlambatan. Jika benda mengalami percepatan (a bernilai positif), maka benda meningkat. Sebaliknya, jikalau benda mengalami perlambatan (a bernlai negatif), maka kecepatan benda menurun. Hubungan antara v dan t dalam gerak lurus sanggup dilukiskan melalui grafik. Pada kesempatan ini, edutafsi akan membahas beberapa soal ujian nasional wacana 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 ialah 10 m/s², maka usang waktu yang diharapkan oleh benda untuk mencapai tanah ialah ....
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 ialah kecepatan awal benda sama dengan nol (vo = 0) dan percepatan benda bertanda positif sebab 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 ialah 2 sekon.

Jawaban : E

Soal 2 : Menentukan Perlambatan yang Dialami Benda

Perhatikan gambar di bawah ini!

soal ujian nasional bidang studi fisika wacana grafik gerak lurus beruba bera PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG GRAFIK GLBB" border="0" data-original-height="208" data-original-width="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhp3IN0IHwLXTvzngVSvDCFYENjqfybbQLiyRPmt8B0C8BR5D1hhkdSqB_yDaCBu1Ie59owHJKxbTPyPd8busO91swEiC3Aw0x-VTiTH_bC60ADexxgDTVfO2g6Hm3sNrI_MEoK-X_gYBYD/s1600/pembahasan-unbk-fisika-tentang-grafik-glbb-1-image.jpg" title="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 ialah ....
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 beberapa patokan yang sanggup dipakai ketika 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.

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

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

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

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

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

Jawaban : A

Soal 3 : Menentukan Jarak yang Ditempuh Benda

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

soal ujian nasional bidang studi fisika wacana grafik gerak lurus beruba bera PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG GRAFIK GLBB" border="0" data-original-height="200" data-original-width="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEivDQNXrVcxIGyb65qUybSoMJlrtNzWRuuqCiOQdEvtBDL-xxJA65QTpDIOxqodvapTGv6ulCB9I7WM6CGqs3_mbjqb9NHU06Q_Qcd_Q8nnHKMSRwdopZpJhCvS1qnq_EyJYG6kQEpXNxhb/s1600/pembahasan-unbk-fisika-tentang-grafik-glbb-3-image.jpg" title="PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG GRAFIK GLBB" />

Berdasarkan grafik di atas, maka jarak yang ditempuh benda antara 0 hingga dengan 8 sekon ialah ....
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 dulu percepatannya :
⇒ v_t = v_o + 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 t = 8 s ialah :
⇒ s = s1 + s2
⇒ s = 24 + 48
⇒ s = 72 m

Penyelesaian ringkas :
Jika grafik v-t diketahui, maka jarak tempuh sanggup dihitung dengan menentuan luas tempat di bawah grafik. Pada grafik di soal, tempat di bawah grafik mulai t = 0 hingga t = 8 s berbentuk trapesium, sehingga 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

Jadi, jarak yang ditempuh benda mulai dari t = 0 hingga t = 8 s ialah 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!

soal ujian nasional bidang studi fisika wacana grafik gerak lurus beruba bera PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG GRAFIK GLBB" border="0" data-original-height="200" data-original-width="400" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi9cXgIHDdy27mFb5b0VnqxAxCz2THBi4H18QtZA-RDo_s0VWYxDPngVtkak49iLIaN8pcivR9hyF06nAqaew6W0134nvAUowPDRWRVjjADg_rSg7YdKtX6HhT0cyLb7tGVKaPNMtSzJTib/s1600/pembahasan-unbk-fisika-tentang-grafik-glbb-2-image.jpg" title="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 ialah 10 m/s. Berdasarkan nlai tersebut, maka:
⇒ v₁ = v_o − a.t₁
⇒ 10 = 20 − a(4)
⇒ 10 - 20 = -4a
⇒ -10 = -4a
⇒ 4a = 10
⇒ a = 2,5 m/s².

Selanjutnya, kita hitung waktu supaya benda berhenti atau nilai t sebagai berikut:
⇒ v_t = v_o − 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 ialah ....

soal ujian nasional bidang studi fisika wacana grafik gerak lurus beruba bera PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA TENTANG GRAFIK GLBB" border="0" data-original-height="300" data-original-width="600" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiYSmiLzhkt88uk3PHUITIUFgPkp3oiYEL5clYP8G8nUXgLn9kDHDQIJLHzszVNXl-CkFtLXNOTFShyphenhyphen142uLbC8a8zteePVCpUwPe3E0OvSsvS8WuEQiZqL76wRtRXvF_y082W6kXS7-rUT/s1600/pembahasan-unbk-fisika-tentang-grafik-glbb-4-image.jpg" title="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 sebab dalam soal ada tiga kondisi, yaitu kondisi 1 (benda bergerak dengan v konstan), kondisi 2 (benda dipercepat) dan kondisi 3 (benda diperlambat hingga 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 tidak mengalami percepatan. Gerak lurus ibarat itu disebut gerak lurus beraturan (GLB). Karena benda bergerak dengan kecepatan konstan selama 5 sekon, maka grafiknya lurus sejajar sumbu x hingga detik ke-5 atau pada titik t = 5. Semua opsi masih mengatakan grafik yang tepat.

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 ialah 20 m/s. Itu artinya kecepatannya lebih besar dari kecepatan pertama. Oleh sebab itu, grafiknya akan terlihat naik dari titik kecepatan 10 menuju titik 20. Dari kelima opsi yang tersedia, grafik yang memenuhi kondisi kedua ini ialah 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 supaya 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 supaya kecepatan benda menjadi nol (benda berhenti) ialah 10 sekon. Nah, sebab 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 ialah opsi B. Dengan demikian, dari kelima grafik tersebut, grafik v-vs-t yang sesuai untuk benda dalam soal ialah 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 sedangkan 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 ialah grafik B.

Jawaban : B

Demikianlah pembahasan soal ujian nasional (UN) bidang studi fisika wacana 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.