Dinamika 2 Gaya GesekCategory: Fisika XI SMA Written by fisikastudycenter

Fisikastudycenter.com - Contoh Soal dan Pembahasan tentang Dinamika Gerak, Materi Fisika kelas 2 (XI) SMA dengan melibatkan gaya gesek dalam beberapa kasus dinamika, variasi menentukan nilai gaya normal, gaya kontak dan penguraian gaya-gaya.

Rumus - Rumus Minimal Hukum Newton IΣ F = 0 → benda diam atau → benda bergerak dengan kecepatan konstan / tetap atau → percepatan gerak benda nol atau → benda bergerak lurus beraturan (GLB)

Hukum Newton IIΣ F = ma → benda bergerak dengan percepatan tetap→ benda bergerak lurus berubah beraturan (GLBB)→ kecepatan gerak benda berubah

Gaya GesekGaya Gesek Statis → fs = μs NGaya Gesek Kinetis → fk = μk Ndengan N = gaya normal, μs = koefisien gesek statis, μk = koefisien gesek kinetis

Gaya BeratW = mg

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal No. 1Perhatikan gambar berikut! 

Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 12

N ke arah kanan. Jika koefisien gesekan statis antara benda dan lantai adalah 0,2 dengan koefisien gesekan kinetis 0,1 tentukan besarnya :a) Gaya normal b) Gaya gesek antara benda dan lantaic) Percepatan gerak benda

PembahasanGaya-gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut: 

a) Gaya normal Σ Fy = 0N − W = 0N − mg = 0N − (10)(10) = 0N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantaiCek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:fsmaks = μs Nfsmaks = (0,2)(100) = 20 NTernyata gaya gesek statis maksimum masih lebih besar dari gaya yang menarik benda (F) sehingga benda masih berada dalam keadaan diam. Sesuai dengan hukum Newton untuk benda diam :Σ Fx = 0 F − fges = 012 − fges = 0fges = 12 N

c) Percepatan gerak bendaBenda dalam keadaan diam, percepatan benda NOL

Soal No. 2Perhatikan gambar berikut, benda mula-mula dalam kondisi rehat! 

Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 25 N ke arah kanan. Jika koefisien gesekan statis antara benda dan lantai adalah

0,2 dengan koefisien gesekan kinetis 0,1 tentukan besarnya :a) Gaya normal b) Gaya gesek antara benda dan lantaic) Percepatan gerak bendad) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekon

PembahasanGaya-gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut: 

a) Gaya normal Σ Fy = 0N − W = 0N − mg = 0N − (10)(10) = 0N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantaiCek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:fsmaks = μs Nfsmaks = (0,2)(100) = 20 NTernyata gaya yang gesek statis maksimum (20 N) lebih kecil dari gaya yang menarik benda (25 N), Sehingga benda bergerak. Untuk benda yang bergerak gaya geseknya adalah gaya gesek dengan koefisien gesek kinetis :fges = fk = μk Nfges = (0,1)(100) = 10 N

c) Percepatan gerak bendaHukum Newton II :Σ Fx = maF − fges = ma25 − 10 = 10aa = 15/10 = 1,5 m/s2

d) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekonS = Vo t + 1/2 at2

S = 0 + 1/2(1,5)(22)S = 3 meter

Soal No. 3Perhatikan gambar berikut, benda 5 kg mula-mula dalam kondisi tidak bergerak! 

Jika sudut yang terbentuk antara gaya F = 25 N dengan garis mendatar adalah 37o, koefisien gesek kinetis permukaan lantai adalah 0,1 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 tentukan nilai:a) Gaya normalb) Gaya gesekc) Percepatan gerak benda(sin 37o = 0,6 dan cos 37o = 0,8)

PembahasanGaya-gaya pada benda diperlihatkan gambar berikut: 

a) Gaya normalΣ Fy = 0N + F sin θ − W = 0N = W − F sin θ = (5)(10) − (25)(0,6) = 35 N

b) Gaya gesekJika dalam soal hanya diketahui koefisien gesek kinetis, maka dipastikan benda bisa bergerak, sehingga fges = fk :fges = μk N fges = (0,1)(35) = 3,5 N

c) Percepatan gerak bendaΣ Fx = maF cos θ − fges = ma(25)(0,8) − 3,5 = 5a5a = 16,5a = 3,3 m/s2

Soal No. 4Perhatikan gambar berikut, balok 100 kg diluncurkan dari sebuah bukit! 

Anggap lereng bukit rata dan memiliki koefisien gesek 0,125. Percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan sin 53o = 0,8, cos 53o = 0,6. Tentukan nilai dari :a) Gaya normal pada balokb) Gaya gesek antara lereng dan balokc) Percepatan gerak balok

PembahasanGaya-gaya pada balok diperlihatkan gambar berikut: 

a) Gaya normal pada balokΣ Fy = 0N − W cos θ = 0N − mg cos 53o = 0N − (100)(10)(0,6) = 0N = 600 Newton

b) Gaya gesek antara lereng dan balokfges = μk Nfges = (0,125)(600) = 75 newton

c) Percepatan gerak balokΣ Fx = maW sin θ − fges = mamg sin 53o − fges = ma(100)(10)(0,8) − 75 = 100aa = 725/100 = 7,25 m/s2

Soal No. 5Balok A massa 40 kg dan balok B massa 20 kg berada di atas permukaan licin didorong oleh gaya F sebesar 120 N seperti diperlihatkan gambar berikut! 

Tentukan :a) Percepatan gerak kedua balokb) Gaya kontak yang terjadi antara balok A dan B

Pembahasana) Percepatan gerak kedua balokTinjau sistem :Σ F = ma120 = (40 + 20) aa = 120/60 m/s2

b) Gaya kontak yang terjadi antara balok A dan BCara pertama, Tinjau benda A : 

Σ F = maF − Fkontak = mA a120 − Fkontak = 40(2)Fkontak = 120 − 80 = 40 Newton

Cara kedua, Tinjau benda B : 

Σ F = maFkontak = mB aFkontak = 20(2) = 40 Newton

Soal No. 6Balok A dan B terletak pada permukaan bidang miring licin didorong oleh gaya F sebesar 480 N seperti terlihat pada gambar berikut! 

Tentukan :a) Percepatan gerak kedua balokb) Gaya kontak antara balok A dan B

Pembahasana) Percepatan gerak kedua balokTinjau Sistem :Gaya-gaya pada kedua benda (disatukan A dan B) terlihat pada gambar berikut: 

Σ F = maF − W sin 37o = ma480 − (40 + 20)(10)(0,6) = (40 + 20) aa = 120/60 = 2 m/s2

b) Gaya kontak antara balok A dan B

Cara pertama, tinjau balok A Gaya-gaya pada balok A terlihat pada gambar berikut :

Σ F = maF − WA sin 37o − Fkontak = mA a480 − (40)(10) (0,6) − Fkontak = (40)(2)480 − 240 − 80 = Fkontak

Fkontak = 160 Newton

Cara kedua, tinjau benda B

Σ F = maFkontak − WB sin 37o = mB aFkontak − (20)(10)(0,6) =(20)(2)Fkontak = 40 + 120 = 160 Newton

Soal No. 7

Balok A beratnya 100 N diikat dengan tali mendatar di C (lihat gambar). Balok B beratnya 500 N. Koefisien gesekan antara A dan B = 0,2 dan koefisien gesekan antara B dan lantai = 0,5. Besarnya gaya F minimal untuk menggeser balok B adalah....newtonA. 950 B. 750C. 600 D. 320E. 100 (Sumber Soal : UMPTN 1993)

PembahasanfAB → gaya gesek antara balok A dan BfBL → gaya gesek antara balok B dan lantai

fAB = μAB NfAB = (0,2)(100) = 20 N

fBL = μBL NfBL = (0,5)(100 + 500) = 300 N

Tinjau benda B

Σ Fx = 0F − fAB − fBL = 0F − 20 − 300 = 0F = 320 Newton

Soal No. 8Benda pertama dengan massa m1 = 6 kg dan benda kedua dengan massa m2 = 4 kg dihubungkan dengan katrol licin terlihat pada gambar berikut ! 

Jika lantai licin dan m2 ditarik gaya ke kanan F = 42 Newton, tentukan :a) Percepatan benda pertamab) Percepatan benda keduac) Tegangan tali T

Pembahasana) Percepatan benda pertamaHubungan antara percepatan benda pertama (a1) dan percepatan benda kedua (a2) adalah:a1 = 2a2 ataua2 = 1/2a1

Tinjau m2 

F − 2T = m2a2

42 − 2T = 4a2

42 − 2T = 4(1/2)a1

42 − 2T = 2a1     (Pers. 1)

Tinjau m1 

T = m1a1

T = 6 a1    (Pers. 2)

Gabung Pers. 1 dan Pers. 242 − 2T = 2a1

42 − 2(6a1) = 2a1

42 = 14 a1

a1 = 42/14 = 3 m/s2

b) Percepatan benda keduaa2 = 1/2a1

a2 = 1/2(3) = 1,5 m/s2

c) Tegangan tali TT = 6a1 = 6(3) = 18 Newton

Soal No. 9Massa A = 4 kg, massa B = 6 kg dihubungkan dengan tali dan ditarik gaya F = 40 N ke kanan dengan sudut 37o terhadap arah horizontal! 

Jika koefisien gesekan kinetis kedua massa dengan lantai adalah 0,1 tentukan:a) Percepatan gerak kedua massab) Tegangan tali penghubung antara kedua massa

PembahasanTinjauan massa B : 

Nilai gaya normal N :Σ Fy = 0N + F sin 37o = W

N + (40)(0,6) = (6)(10)N = 60 − 24 = 36 N

Besar gaya gesek :fgesB = μk NfgesB = (0,1)(36) = 3,6 N

Hukum Newton II:Σ Fx = maF cos 37o − fgesB − T = ma(40)(0,8) − 3,6 − T = 6 a28,4 − T = 6 a → (persamaan 1)

Tinjauan gaya-gaya pada massa A

Σ Fx = maT − fgesA = maT − μk N = maT − μk mg = maT − (0,1)(4)(10) = 4 aT = 4a + 4 → Persamaan 2

Gabung 1 dan 2 28,4 − T = 6 a28,4 − ( 4a + 4) = 6 a24,4 = 10aa = 2,44 m/s2

b) Tegangan tali penghubung antara kedua massaT = 4a + 4 T = 4(2,44) + 4T = 13,76 Newton

Soal No. 10Diberikan gambar sebagai berikut!

Jika massa katrol diabaikan, tentukan:a) Percepatan gerak kedua bendab) Tegangan tali penghubung kedua benda

PembahasanTinjau A 

Σ Fx = maT − WA sin 37o = mA aT − (5)(10)(0,6) = 5 aT − 30 = 5a → (Persamaan 1) 

Tinjau B 

Σ Fx = maWB sin 53o − T = mB a(10)(0,8) − T = 10 aT = 80 − 10 a → (Persamaan 2)

Gabung 1 dan 2T − 30 = 5a (80 − 10 a) − 30 = 5 a

15 a = 50a = 50/15 = 10/3 m/s2

b) Tegangan tali penghubung kedua bendaT − 30 = 5aT − 30 = 5( 10/3) T = 46,67 Newton

Soal No. 11Diberikan gambar sebagai berikut: 

Massa balok A = 6 kg, massa balok B = 4 kg. Koefisien gesekan kinetis antara balok A dengan B adalah 0,1 dan koefisien gesekan antara balok A dengan lantai adalah 0,2. Tentukan besar gaya F agar balok A bergerak lurus beraturan ke arah kanan, abaikan massa katrol!

PembahasanTinjau B 

Benda bergerak lurus beraturan → a =0Σ Fx = 0T − fBA =0T = fBA = μBA N = μBA mg= (0,1)(4)(10) = 4 N

Tinjau A 

Σ Fx = 0F − T − fAB − fAL = 0

dengan fAL = μAL N = (0,2)(10)(10) = 20 N(Gaya normal pada A adalah jumlah berat A ditambah berat B, karena ditumpuk)Sehingga :F − 4 − 4 − 20 = 0F = 28 Newton

Soal No. 12Sebuah elevator bermassa 400 kg bergerak vertikal ke atas dari keadaan diam dengan percepatan tetap 2 m/s2. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2 , maka tegangan tali penarik elevator adalah....A. 400 newtonB. 800 newtonC. 3120 newtonD. 3920 newtonE. 4720 newton(Sumber Soal : Proyek Perintis I 1981)

Pembahasan

Σ Fy = maT − W = maT − (400)(9,8) =(400)(2)T = 800 + 3920 = 4720 Newton

Soal No. 13 Dari soal nomor 12, tentukan tegangan tali penarik elevator jika gerakan elevator adalah ke bawah!

PembahasanElevator bergerak ke bawah :Σ Fy = maW − T = ma(400)(9,8) − T = (400)(2)T = 3920 − 800 = 3120 Newton 

Soal No. 14 Perhatikan susunan dua buah benda berikut ini:

Koefisien gesekan kinetis antara massa pertama dengan lantai adalah 0,1 , massa benda pertama = 4 kg dan massa benda kedua 6 kg. Tentukan :a) Percepatan gerak benda pertamab) Percepatan gerak benda kedua

Pembahasana) Percepatan gerak benda pertamaHubungan percepatan benda pertama dan benda kedua adalah :a1 =2a2

ataua2 = 1/2a1

Tinjau benda pertama

Σ Fx = m1a1

T − f = 4 a1

T − μk N = 4a1

T − (0,1)(4)(10) = 4 a1

T = 4a1 + 4 → Persamaan 1

Tinjau benda kedua 

Σ Fy = m2a2

W − 2T = (6)(1/2 a1)60 − 2T = 3a1 → Persamaan 2

Gabung Persamaan 2 dan Persamaan 160 − 2T = 3 a1

60 − 2(4a1 + 4) = 3a1

60 − 8a1 − 8 = 3a1

52 = 11a1

a1 = 52/11 m/s2

b) Percepatan gerak benda keduaa2 = 1/2 a1

a2 = 1/2 ( 52/11 ) = 26/11 m/s2

Soal No. 15 Balok m bermassa 10 kg menempel pada dinding kasar dengan koefisien gesekan kinetis 0,1. Balok mendapat gaya horizontal F2 = 50 N dan gaya vertikal F1 . 

Tentukan besar gaya vertikal F1 agar balok bergerak vertikal ke atas dengan percepatan 2 m/s2 ! 

PembahasanTinjauan gaya yang bekerja pada m :

Σ Fx = 0N − F2 = 0N − 50 = 0N = 50 Newton

Σ Fy = maF1 − W − f = maF1 − mg − μk N = maF1 − (10)(10) − (0,1)(50) = 10(2)F1 = 20 + 100 + 5 = 125 Newton

Soal Latihan

Soal Latihan No.1 Benda bermassa 4 kg diberi kecepatan awal 10 m/s dari ujung bawah bidang miring seperti gambar. 

Benda mengalami gaya gesek dari bidang sebesar 16 N dan sinα =0,85. Benda berhenti setelah menempuh jarak (A) 3 m (B) 4 m (C) 5 m (D) 6 m (E) 8 m (Sumber Soal : UM UGM 2009)

Soal Latihan No. 2Lima buah benda (sebutlah balok), masing-masing bermassa 2 kg, 3 kg, 4 kg, 5 kg dan 6 kg, dihubungkan dengan tali-tali tanpa massa (halus), lalu ditarik mendatar di atas lantai dengan gaya sebesar 40 N seperti gambar di bawah. 

Koefisien gesek antara masing-masing benda dan lantai 0,1, percepatan gravitasi 10 m/s2. Tentukan besar tegangan tali penghubung benda :a) 2 kg dan 3 kg b) 4 kg dan 5 kg(Sumber gambar : UM UGM 2008) 

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-xi-sma/11-dinamika-2-gaya-gesek#ixzz2FDJA24Fy

GLB - GLBB Gerak LurusCategory: Fisika X SMA Written by fisikastudycenter

Fisikastudycenter.com- Contoh Soal dan Pembahasan tentang Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dan Gerak Lurus Beraturan (GLB), termasuk gerak vertikal ke atas dan gerak jatuh bebas, materi fisika kelas 10 (X) SMA. Mencakup penggunaan rumus-rumus GLBB/GLB dan membaca grafik V-t.

 

Soal No. 1Batu bermassa 200 gram dilempar lurus ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s. 

 

Jika percepatan gravitasi ditempat tersebut adalah 10 m/s2, dan gesekan udara diabaikan, tentukan :a) Tinggi maksimum yang bisa dicapai batub) Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai ketinggian maksimum c) Lama batu berada diudara sebelum kemudian jatuh ke tanah

Pembahasana) Saat batu berada di titik tertinggi, kecepatan batu adalah nol dan percepatan yang digunakan adalah percepatan gravitasi.  Dengan rumus GLBB:

b) Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai titik tertinggi:

c) Lama batu berada di udara adalah dua kali lama waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi.

t = (2)(5) = 10 sekon

Soal No. 2Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan awal 72 km/jam kemudian direm hingga berhenti pada jarak 8 meter dari tempat mulainya pengereman. Tentukan nilai perlambatan yang diberikan pada mobil tersebut! 

PembahasanUbah dulu satuan km/jam menjadi m/s kemudian gunakan persamaan untuk  GLBB diperlambat: 

 

Soal No. 3Perhatikan grafik berikut ini.  

 

Dari grafik diatas tentukanlah:a. jarak tempuh gerak benda dari t = 5 s hingga t = 10 sb. perpindahan benda dari  t = 5 s hingga t = 10 s

PembahasanJika diberikan graik V (kecepatan) terhadap t (waktu) maka untuk mencari jarak tempuh atau perpindahan cukup dari luas kurva grafik V-t. Dengan catatan untuk jarak, semua luas bernilai positif, sedang untuk menghitung perpindahan, luas diatas sumbu t bernilai positif, di bawah bernilai negatif. 

 

Soal No. 4Seekor semut bergerak dari titik A menuju titik B pada seperti terlihat pada gambar berikut. 

Jika r = 2 m, dan lama perjalanan semut adalah 10 sekon tentukan:a) Kecepatan rata-rata gerak semutb) Kelajuan rata-rata gerak semut

PembahasanTerlebih dahulu tentukan nilai perpindahan dan jarak si semut :Jarak yang ditempuh semut adalah dari A melalui permukaan lengkung hingga titik B, tidak lain adalah seperempat keliling lingkaran.Jarak = 1/4 (2πr) = 1/4 (2π x 2) = π meter 

Perpindahan semut dilihat dari posisi awal dan akhirnya , sehingga perpindahan adalah dari A tarik garis lurus ke B. Cari dengan phytagoras.Perpindahan = √ ( 22 + 22 ) = 2√2 meter.

a) Kecepatan rata-rata = perpindahan : selang waktu Kecepatan rata-rata = 2√2 meter : 10 sekon = 0,2√2 m/s

b) Kelajuan rata-rata = jarak tempuh : selang waktuKelajuan rata- rata = π meter : 10 sekon = 0,1 π m/s 

Soal No. 5Pesawat Burung Dara Airlines berangkat dari kota P menuju arah timur selama 30 menit dengan kecepatan konstan 200 km/jam. Dari kota Q berlanjut ke kota R yang terletak 53o terhadap arah timur ditempuh selama 1 jam dengan kecepatan konstan 100 km/jam. 

Tentukan:

a) Kecepatan rata-rata gerak pesawatb) Kelajuan rata-rata gerak pesawat

PembahasanSalah satu cara :Terlebih dahulu cari panjang PQ, QR, QR', RR', PR' dan PR 

PQ = VPQ x tPQ = (200 km/jam) x (0,5) jam = 100 kmQR = VQR x tQR = (100 km/jam) x (1 jam) = 100 kmQR' = QR cos 53o = (100 km) x (0,6) = 60 kmRR' = QR sin 53o = (100 km) x (0,8) = 80 kmPR' = PQ + QR' = 100 + 60 = 160 km

PR = √[ (PR' )2 + (RR')2 ]PR = √[ (160 ) 2 + (80)2 ] = √(32000) = 80√5 km

Jarak tempuh pesawat = PQ + QR = 100 + 100 = 200 kmPerpindahan pesawat = PR = 80√5 kmSelang waktu = 1 jam + 0,5 jam = 1,5 jam

a) Kecepatan rata-rata = perpindahan : selang waktu = 80√5 km : 1,5 jam = 53,3 √5 km/jamb) Kelajuan rata-rata = jarak : selang waktu = 200 km : 1,5 jam = 133,3 km/jam

Soal No. 6Diberikan grafik kecepatan terhadap waktu seperti gambar berikut: 

Tentukan besar percepatan dan jenis gerak dari:a) A - Bb) B - Cc) C - D

PembahasanMencari percepatan (a) jika diberikan grafik V-t :

a = tan θ 

dengan θ adalah sudut kemiringan garis grafik terhadap horizontal dan tan suatu sudut adalah sisi depan sudut dibagi sisi samping sudut. Ingat : tan-de-sa

a) A - Ba = (2 − 0) : (3− 0) = 2/3 m/s2

(benda bergerak lurus berubah beraturan / GLBB dipercepat) b) B - Ca = 0 (garis lurus, benda bergerak lurus beraturan / GLB)c) C - Da = (5 − 2) : (9 − 7) = 3/2 m/s2

(benda bergerak lurus berubah beraturan / GLBB dipercepat) 

Soal No. 7Dari gambar berikut : 

Tentukan:a) Jarak tempuh dari A - Bb) Jarak tempuh dari B - Cc) Jarak tempuh dari C - Dd) Jarak tempuh dari A - D

Pembahasana) Jarak tempuh dari A - BCara PertamaData :Vo = 0 m/sa = (2 − 0) : (3− 0) = 2/3 m/s2

t = 3 sekonS = Vo t + 1/2 at2 S = 0 + 1/2 (2/3 )(3)2 = 3 meter 

Cara KeduaDengan mencari luas yang terbentuk antara titik A, B dang angka 3 (Luas Segitiga = setengah alas x tinggi) akan didapatkan hasil yang sama yaitu 3

meter

b) Jarak tempuh dari B - CCara pertama dengan Rumus GLBS = Vt S = (2)(4) = 8 meter

Cara kedua dengan mencari luas yang terbentuk antara garis B-C, angka 7 dan angka 3 (luas persegi panjang)

c) Jarak tempuh dari C - DCara PertamaData :Vo = 2 m/sa = 3/2 m/s2

t = 9 − 7 = 2 sekonS = Vo t + 1/2 at2 S = (2)(2) + 1/2 (3/2 )(2)2 = 4 + 3 = 7 meter 

Cara kedua dengan mencari luas yang terbentuk antara garis C-D, angka 9 dan angka 7 (luas trapesium)  

S = 1/2 (jumlah sisi sejajar) x tinggi S = 1/2 (2+5)(9-7) = 7 meter.

d) Jarak tempuh dari A - DJarak tempuh A-D adalah jumlah dari jarak A-B, B-C dan C-D

Soal No. 8Mobil A dan B dalam kondisi diam terpisah sejauh 1200 m.

 

Kedua mobil kemudian bergerak bersamaan saling mendekati dengan kecepatan konstan masing-masing VA = 40 m/s dan VB = 60 m/s. Tentukan:a) Jarak mobil A dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil Bb) Waktu yang diperlukan kedua mobil saling berpapasanc) Jarak mobil B dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil A

PembahasanWaktu tempuh mobil A sama dengan waktu tempuh mobil B, karena berangkatnya bersamaan. Jarak dari A saat bertemu misalkan X, sehingga jarak dari B (1200 − X)

tA = tBSA/VA = S

B/VB ( x )/40 = ( 1200 − x ) /60 6x = 4( 1200 − x )6x = 4800 − 4x10x = 4800x = 480 meter

b) Waktu yang diperlukan kedua mobil saling berpapasanx = VA t480 = 40tt = 12 sekon

c) Jarak mobil B dari tempat berangkat saat berpapasan dengan mobil ASB =VB t = (60) (12) = 720 m

Soal No. 9Diberikan grafik kecepatan terhadap waktu dari gerak dua buah mobil, A dan B. 

Tentukan pada jarak berapakah mobil A dan B bertemu lagi di jalan jika keduanya berangkat dari tempat yang sama!

PembahasanAnalisa grafik:Jenis gerak A → GLB dengan kecepatan konstan 80 m/sJenis gerak B → GLBB dengan percepatan a = tan α = 80 : 20 = 4 m/s2

Kedua mobil bertemu berarti jarak tempuh keduanya sama, misal keduanya bertemu saat waktu tSA = SB

VA t =VoB t + 1/2 at2

80t = (0)t + 1/2 (4)t2 2t2 − 80t = 0t2 − 40t = 0t(t − 40) = 0t = 0 sekon atau t = 40 sekonKedua mobil bertemu lagi saat t = 40 sekon pada jarak :SA = VA t = (80)(40) = 3200 meter

Soal No. 10 (Gerak Vertikal ke Bawah / Jatuh Bebas)Sebuah benda jatuh dari ketinggian 100 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 tentukan:a) kecepatan benda saat t = 2 sekonb) jarak tempuh benda selama 2 sekonc) ketinggian benda saat t = 2 sekond) kecepatan benda saat tiba di tanahe) waktu yang diperlukan benda hingga tiba di tanah

Pembahasana) kecepatan benda saat t = 2 sekonData :t = 2 sa = g = 10 m/s2

Vo = 0 m/sVt = .....!

Vt = Vo + at Vt = 0 + (10)(2) = 20 m/s

c) jarak tempuh benda selama 2 sekonS = Vot + 1/2at2

S = (0)(t) + 1/2 (10)(2)2

S = 20 meter

c) ketinggian benda saat t = 2 sekonketinggian benda saat t = 2 sekon adalah tinggi mula-mula dikurangi jarak yang telah ditempuh benda.S = 100 − 20 = 80 meter

d) kecepatan benda saat tiba di tanahVt

2 = Vo2 + 2aS

Vt2 = (0) + 2 aS

Vt = √(2aS) = √[(2)(10)(100)] = 20√5 m/s

e) waktu yang diperlukan benda hingga tiba di tanahVt = V0 + at20√5 = (0) + (10) tt = 2√5 sekonSoal No. 11Besar kecepatan suatu partikel yang mengalami perlambatan konstan ternyata berubah dari 30 m/s menjadi 15 m/s setelah menempuh jarak sejauh 75 m. Partikel tersebut akan berhenti setelah menempuh jarak....A. 15 mB. 20 mC. 25 mD. 30 mE. 50 m

(Soal SPMB 2003)

PembahasanData pertama:Vo = 30 m/sVt = 15 m/sS = 75 m

Dari ini kita cari perlambatan partikel sebagai berikut:Vt2 = Vo2 − 2aS152 = 302 − 2a(75)225 = 900 − 150 a150 a = 900 − 225a = 675 /150 = 4, 5 m/s2

Besar perlambatannya adalah 4,5 m/s2 (Kenapa tidak negatif? Karena dari awal perhitungan tanda negatifnya sudah dimasukkan ke dalam rumus, jika ingin hasil a nya negatif, gunakan persamaan Vt2 = Vo2 + 2aS)

Data berikutnya:Vo = 15 m/sVt = 0 m/s (hingga berhenti)

Jarak yang masih ditempuh:Vt2 = Vo2 − 2aS02 = 152 − 2(4,5)S0 = 225 − 9S9S = 225S = 225/9 = 25 mSoal No. 12Sebuah benda dijatuhkan dari ujung sebuah menara tanpa kecepatan awal. Setelah 2 detik benda sampai di tanah (g = 10 m s2). Tinggi menara tersebut … A. 40 m B. 25 m C. 20 m D. 15 m E. 10 m (EBTANAS 1991)

PembahasanData:νo = 0 m/s (jatuh bebas)t = 2 sg = 10 m s2

S = .....!

S = νo t + 1/2 gt2

S = (0)(2) + 1/2 (10)(2)2

S = 5(4) = 20 meter

Soal No. 13Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian h di atas tanah. Setelah sampai di tanah kecepatannya 10 m s–1, maka waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian 1/2 h dari tanah (g = 10 m. s−2 ) adalah.....A. 1/2 √2 sekonB. 1 sekonC. √2 sekonD. 5 sekonE. 5√2 sekon(Soal Ebtanas 2002)

PembahasanData:Untuk jarak tempuh sejauh  S1 =  hνo = 0 ms–1 νt = 10 m s–1

νt = νo + at10 = 0 + 10tt = 1 sekon  -> t1

Untuk jarak tempuh sejauh S2 = 1/2 ht2 =......

Perbandingan waktu tempuh:

Soal No. 14Sebuah batu dijatuhkan dari puncak menara yang tingginya 40 m di atas tanah. Jika g = 10 m s–2, maka kecepatan batu saat menyentuh tanah adalah.… A. 20√2 m s–1

B. 20 m s–1

C. 10√2 m s–1

D. 10 m s–1

E. 4√2 m s–1

(Ebtanas Fisika 1996)

PembahasanJatuh bebas, kecepatan awal nol, percepatan a = g = 10 m s–2

Soal No. 15Mobil massa 800 kg bergerak lurus dengan kecepatan awal 36 km.jam–1 setelah menempuh jarak 150 m kecepatan menjadi 72 km. jam–1. Waktu tempuh mobil adalah...A. 5 sekonB. 10 sekonC. 17 sekonD. 25 sekonE. 35 sekon(Ujian Nasional 2009)

PembahasanData soal:m = 800 kgνo = 36 km/jam = 10 m/sνt = 72 km/jam = 20 m/sS = 150 m t = ..........

Tentukan dulu percepatan gerak mobil (a) sebagai berikut:νt

2 = νo2 + 2aS

202 = 102 + 2a(150)400 = 100 + 300 a400 − 100 = 300 a300 = 300 aa = 300/300 = 1 m/s2

Rumus kecepatan saat t:νt = νo + at

20 = 10 + (1)tt = 20 − 10 = 10 sekonCatatan:Massa mobil (m) tidak diperlukan dalam perhitungan.

Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-x-sma/243-glb-glbb-gerak-lurus#ixzz2FDKhTygO