Soal Pembahasan Gerak Jatuh Bebas

Benda yang bergerak jatuh bebas memiliki :

(1) Kecepatan awal nol

(2) Percepatan tetap

(3) Geraknya dipercepat beraturan

(4) Kecepatannya tergantung pada massa benda

Yang benar adalah pernyataan …….

A . (4) saja

B . (2) dan (4)

C . (1) dan (3)

D . (1), (2) dan (3)

E . semuanya benar

Kunci : D

Benda yang bergerak jatuh bebas memiliki :

(1) Kecepatan awal nol

(2) Percepatan tetap

(3) Geraknya dipercepat beraturan

2. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 45 m, waktu yang dibutuhkan saat menyentuh tanah adalah …..

  1. 2 s             d. 7 s
  2. 3 s             e. 9 s
  3. 5 s

Jawaban: B

Gerak jatuh bebas

  • Kecepatan awal, v0 = 0
  • Posisi awal dari permukaan tanah/ketinggian, h = 45 m.
  • Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2

Waktu yang dibutuhkan benda untuk menyentuh tanah adalah:

t = √2h/g

= √(2(45m)/(10m/s2))

= 3 s.

3. Bola tenis jatuh dari ketinggian 5 m. Jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s2, maka kecepatan benda saat menyentuh tanah adalah …..

  1. 5 m/s      d. 50 m/s
  2. 10 m/s   e.  100 m/s
  3. 20 m/s

Jawaban: B

Gerak jatuh bebas:

  • Kecepatan awal, v0 = 0
  • Posisi awal dari permukaan tanah/ketinggian, h = 5 m.
  • Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2

Kecepatan benda saat menyentuh tanah adalah:

vt = √2gh

= √(2(10m/s2)(5m))

= 10 m/s.

4. Sebuah benda dilemparkan ke bawah dengan kecepatan awal v0.

Jarak dari posisi lempar supaya kecepatan benda menjadi 2 kali kecepatan semula adalah …..

  1. v02/g       d. 3v02/2g
  2. 2v02/g     e.2v02/3g
  3. V02/2g

Jawaban: D

Gerak vertikal ke bawah:

  • Kecepatan awal = v0.
  • Percepatan gravitasi = g
  • Kecepatan benda saat t, vt = 2 v0

Jarak dari posisi lempar supaya kecepatan benda menjadi 2 kali kecepatan semula adalah:

h = vt2 – v02/2g

= (2v0)2 – v02/2g

= 4v02 – v02/2g

= 3v02/2g

5. Pada waktu bersamaan dua buah bola dilempar ke atas masing-masing dengan kelajuan v1 = 10 m/s (bola I) dan v2 = 20 m/s (bola II). Jarak antara kedua bola pada saat bola I mencapai titik tertinggi adalah …..

  1. 30 m     d. 15 m
  2. 25 m     e. 10 m
  3. 20 m

Jawaban: E

Gerak vertikal ke atas:

  • Kelajuan awal bola I, v01 = 10 m/s
  • Kelajuan awal bola II, v02 = 20 m/s
  • Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2

Bola I mencapai titik tertinggi (vt1 = 0), maka berlaku:

v01 – gt1 = vt1

v01 – gt1 = 0

t1 = v01/g

t1 = 10 m/s/10 m/s2

t1 = 1 s

h1 – h2 = v02t – 1/2 gt2 – (v01t – 1/2 gt2)

= (v02 – v01)t

= (20 m/s – 10 m/s) (1 s)

= 10 m.

6. Terdapat dua buah batu yang akan dilempar. Batu pertama dilemparkan ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 60 m/s. Batu kedua dilemparkan ke bawah dari sebuah gedung dengan kecepatan awal 40 m/s. Jika jarak kedua batu 400 m, kedua batu tersebut akan bertemu setelah bergerak selama …..

  1. 2 s
  2. 3 s
  3. 4 s
  4. 6 s
  5. 10 s

Jawaban: C

Sketsa kasus kombinasi gerak vertikal ke bawah dan gerak vertikal ke atas:

Misal titik C adalah titik bertemunya kedua batu tersebut, maka berlaku:

AC = v01t – 1/2 gt2

BC = v02 t + 1/2 gt2

AB – BC = v02 t + 1/2 gt2

Subsitusi persamaan (i) ke persamaan (ii), diperoleh:

AB = (v02 + v 01)t ó ∆h (v02 + v01)t … (iii)

Jadi, kedua batu akan bertemu setelah bergerak selama:

t = ∆h/v01 + v02

= 400m/(60m/s) + (40m/s)

= 4 s.

Facebook Twitter

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *