Contoh Soal Gerak Lurus Beraturan (GLBB)

Soal No. 1

1. Batu 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 :

1. Tinggi maksimum yang bisa dicapai batu
2. Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai ketinggian maksimum
3. Lama batu berada diudara sebelum kemudian jatuh ke tanah

Pembahasan

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

2) Waktu yang diperlukan batu untuk mencapai titik tertinggi:
3) Lama batu berada di udara adalah dua kali lama waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi.

t = (2)(5) = 10 sekon

Soal No. 2

Sebuah 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!

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

Soal No. 3

Perhatikan grafik berikut ini.

Dari grafik diatas tentukanlah:

• a. jarak tempuh gerak benda dari t = 5 s hingga t = 10 s
• b. perpindahan benda dari  t = 5 s hingga t = 10 s

  Pembahasan
  Jika 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. 4

Seekor 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 semut
• b) Kelajuan rata-rata gerak semut

Pembahasan
Terlebih 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 waktu
  Kelajuan rata- rata = π meter : 10 sekon = 0,1 π m/s

Soal No.5

Pesawat 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 53^o terhadap arah timur ditempuh selama 1 jam dengan kecepatan konstan 100 km/jam.

Tentukan:

• a) Kecepatan rata-rata gerak pesawat
• b) Kelajuan rata-rata gerak pesawat

Pembahasan
Salah satu cara :
Terlebih dahulu cari panjang PQ, QR, QR’, RR’, PR’ dan PR

• PQ = V_PQ x t_PQ = (200 km/jam) x (0,5) jam = 100 km
• QR = V_QR x t_QR = (100 km/jam) x (1 jam) = 100 km
• QR’ = QR cos 53^o = (100 km) x (0,6) = 60 km
• RR’ = QR sin 53^o = (100 km) x (0,8) = 80 km
• PR’ = 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 km
• Perpindahan pesawat = PR = 80√5 km
• Selang 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/jam
b) Kelajuan rata-rata = jarak : selang waktu = 200 km : 1,5 jam = 133,3 km/jam