SOAL KINEMATIKA

Perhatikan tabel data kecepatan dari tiga benda yang bergerak lurus berikut!

• benda A untuk t = 2 s sampai t = 4 s

• benda B untuk t = 2 s sampai t = 4 s

• benda B untuk t = 4 s sampai t = 6 s

• benda C untuk t = 2 s sampai t = 4

Answer explanation

Selang waktu pada tabel data di atas sama semua yakni 2 s, sehingga untuk menentukan percepatan hanya diperhatikan perubahan kecepatannya (a = Δv/Δt).

Sebuah mobil balap A sedang mengejar mobil balap B dengan kelajuan konstan 60 m/s. mobil balap A tertinggal dari mobil balap B sejauh 600 m di lintasan lurus. Ketika itu mobil balap B melaju dengan kelajuan konstan 30 m/s, maka waktu yang dibutuhkan untuk menyusul mobil balap B adalah ....

• 36 sekon

• 30 sekon

• 24 sekon

•  20 sekon

Answer explanation

S_A = S_B + 600

V_A . t_A = V_B . t_B + 600 (waktu tempuh kedua mobil balap sama t_A = t_B = t)

60t = 30t + 600

2t = t + 20 (semua suku dibagi dengan 30)

t = 20 s

Mobil polisi mula-mula diam, kemudian melaju dengan percepatan 4 m.s-2 akan menangkap sepeda motor pencuri yang berada di depannya sejauh 300 m. Sepeda motor pencuri bergerak dengan kelajuan konstan sebesar 25 m.s-1, maka polisi akan berhasil mengejar pencuri dalam selang waktu ....

• 7,5 s

• 10,0 s

• 17,5 s

• 20,0 s

Answer explanation

 Sm = 300 + Sp

v₀ t + ½ a t² = 300 + v_p t

0 + ½ 4 t² = 300 + 25 t

2t² – 25 t – 300 = 0

(2t – 40) (t + 7,5) = 0 (ambil yang t bernilai positif)

2t = 40

t = 20 s

Berikut adalah grafik hubungan kecepatan (v) terhadap waktu (t) dua mobil A dan B yang bergerak dari posisi dan lintasan yang sama

Dari pernyataan-pernyataan berikut:

(1) mobil A dan B sama-sama berhenti pada detik ke-60

(2) percepatan mobil A lebih besar dibanding percepatan mobil B

(3) mobil A menempuh perjalanan lebih dekat daripada mobil B

(4) mobil A dan B bertemu setalah bergerak 40 sekon

Pernyataan yang benar berkaitan dengan grafik di atas ditunjukkan oleh nomor ....

• (1) dan (2)

• (1) dan (3)

• (2) dan (3)

• (2) dan (4)

Answer explanation

Pada grafik hubungan kecepatan terhadap waktu (v – t), berlaku percepatan (a) adalah gradien dari grafik tersebut (ingat materi persamaan garis pada matematika). Sehingga semakin curam grafiknya, maka percepatan benda semakin besar.

Pernyataan 2 (benar)

Grafik mobil A lebih curam daripada grafik mobil B, sehingga percepatan mobil A lebih besar daripada percepatan mobil B (a_A > a_B)

Pernyataan 3 (benar)

Jarak tempuh pada grafik kecepatan terhadap waktu (v – t) sama dengan luas daerah di bawah grafik

S_A = ½ . 40 . 60 (luas segitiga)

S_A = 1200 m

S_B = ½ (36 + 60) . 40 (luas trapesium)

S_B = ½ . 96 . 40

S_B = 1920 m

Seorang sopir sedang mengendarai sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan tetap 25 m/s. ketika sopir melihat seorang anak yang tiba-tiba menyeberang jalan, diperlukan 0,10 s bagi sopir untuk bereaksi dan mengerem. Akibatnya, mobil melambat dengan percepatan tetap 5,0 m/s² dan berhenti. Jarak total yang ditempuh mobil tersebut sejak sopir melihat anak menyeberang hingga berhenti adalah ....

• 11,00 m

• 37,00 m

• 38,25 m

• 65,00 m

Answer explanation

Ada dua gerakan yang dilakukan mobil

Gerakan pertama

Gerakan saat sopir melihat anak sampai menginjak rem (waktu responnya 0,10 s)

s₁ = v . t

s₁ = 25 . 0,1

s₁ = 2,5 m

Gerakan kedua

Gerakan mobil saat mulai di rem hingga berhenti (perlambatan 5 m/s²)

v² = v₀² – 2as₂

0 = 25² – 2 . 5 s₂

10 s₂ = 625

s₂ = 62,5 m

sehingga jarak total yang ditempuh mobil

s_tot = s₁ + s₂

s_tot = 2,5 + 62,5

s_tot = 65,00 m

Pada lintasan yang lurus dan panjang, 2 buah sepeda, A dan B di kayuh ke arah yang sama. Sepeda A mulai dari titik S bergerak dari keadaan diam dengan percepatan tetap 2 m.s^-2. Sepeda B melintas titik S dalam waktu yang bersamaan dengan sepeda A, namun dengan kecepatan tetap 8 m.s^-1. Setelah bergerak selama 10 s sejak melintasi S, jarak antara sepeda A dan B adalah ....

• 20 m

• 50 m

• 60 m

• 80 m

Answer explanation

Sepeda A bergerak dipercepat, sedangkan sepeda B bergerak dengan kecepatan konstan. dalam waktu yang sama

s_A – s­_B = ( ½ a_A . t²) – (v_B . t)

s_A – s­_B = ( ½ 2 . 10²) – (8 . 10)

s_A – s­_B = 100 – 80

s_A – s­_B = 20 m

Seekor lalat terbang ke Barat dengan kecepatan 15 m/s selama 15 sekon, kemudian kembali ke Timur dengan kecepatan 8 m/s selama 8 sekon. Kecepatan rata-rata dan kelajuan rata-rata lalat tersebut berturut-turut adalah ....

• 7 m/s dan 12,56 m/s

• 12,56 m/s dan 7 m/s

• 7 m/s dan 11,5 m/s

• 11,5 m/s dan 7 m/s

Answer explanation

Sebuah kereta mainan melaju pada lintasan lurus mengikuti kecepatan seperti pada gambar. Pernyataan yang benar adalah ....

• kereta berbalik arah di t = 4 detik

• perpindahan kereta pada selang waktu 0 ⩽ t ⩽ 8 detik adalah 120 m

• jarak yang ditempuh kereta selang waktu 0 ⩽ t ⩽ 8 detik adalah 80 m

• percepatan benda pada t = 6 detik adalah 0 m/s²

Answer explanation

Kereta berhenti sejenak kemudian berbalik arah pada saat t = 6s (kecepatan sama dengan nol, dan bergerak ke arah sumbu x negatif) pilihan A salah

Jarak yang di tempuh dari 0 – 6 s (berada di sumbu x positif atau anggap ke kanan)

s₁ = ½ (4+6) . 20 (luas trapesium)

s₁ = 100 m

Jarak yang di tempuh dari 6 – 8 s (berada di sumbu x negatif atau anggap ke kiri)

s₁ = ½ 2 . 20 (luas segitiga)

s₁ = 20 m

perpindahan

s = s₁ – s₂

s = 100 – 20

s = 80 cm (pilihan B salah)

jarak

s = s₁ + s₂

s = 100 + 20

s = 120 cm (pilihan C salah)

Karena pada saat t = 6s benda berhenti, maka percepatan kereta sama dengan nol pilihan D benar

percepatan benda pada t = 6 detik adalah 0 m/s²

• bergerak dengan percepatan berubah

• bergerak dengan kecepatan konstan

• berhenti sementara

• bergerak diperlambat

Answer explanation

 Kecepatan dari t_A ke t_B semakin mendekati sumbu x artinya benda bergerak diperlambat. Grafik di bawah sumbu x menunjukkan arahnya berlawanan dengan grafik di atas sumbu x

Besar kecepatan suatu partikel 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 lagi jarak sejauh ....

• 15 m

• 20 m

• 25 m

• 30 m

Answer explanation