Pembahasan Fisika UN: Gerak Lurus

Pembahasan soal-soal Ujian Nasional SMA-IPA bidang studi Fisika dengan materi pembahasan Gerak Lurus.

Soal tentang Gerak Lurus UN 2014

Sebuah benda melakukan gerak lurus dengan kecepatan 4 m/s selama 2 s, kemudian diperlambat 2 m/s² selama 2 s sehingga kecepatannya berkurang, selanjutnya dipercepat 3 m/s² selama 2 s. Berdasarkan perjalanan tersebut, bentuk grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t) yang benar adalah ….

Pembahasan

Perjalanan benda tersebut jika dihubungkan dengan grafiknya adalah sebagai berikut:

Pada 2 detik pertama (detik ke-0 sampai detik ke-2) benda bergerak lurus dengan kecepatan tetap 4 m/s. Grafiknya berbentuk garis lurus pada v = 4 sejajar sumbu t dari detik ke-0 sampai detik ke-2.

Pada 2 detik kedua (detik ke-2 sampai detik ke-4) kecepatan benda mengalami penurunan karena ada perlambatan sebesar 2 m/s². Kecepatan benda pada akhir detik ke-4 adalah:

v₁ = v_o − at
     = 4 − 2.2
     = 0

Grafiknya berbentuk garis miring turun dari v = 4 m/s pada detik ke-2 sampai v = 0 pada detik ke-4.

Pada 2 detik ketiga (detik ke-4 sampai detik ke-6) kecepatan benda naik karena ada percepatan sebesar 3 m/s². Kecepatan benda pada akhir detik ke-6 adalah: 

v₂ = v₁ + at
     = 0 + 3.2
     = 6

Grafiknya berbentuk garis miring naik dari v = 0 pada detik ke-4 sampai v = 6 m/s pada detik ke-6.

Jadi, grafik kecepatan terhadap waktu untuk perjalanan benda tersebut adalah opsi (E).

Soal tentang Gerak Lurus UN 2011

Perhatikan grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t) dari sebuah benda yang bergerak lurus.

Besar perlambatan yang dialami benda adalah ….

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

Perlambatan terjadi pada grafik CD, terjadi selama 2 detik dari kecepatan v = 5 m/s sampai berhenti (v = 0). Besar perlambatannya adalah:

  v = v_o − at
  0 = 5 − a.2
2a = 5
  a = 2,5

Jadi, besar perlambatan yang dialami oleh benda tersebut adalah 2,5 m/s² (A).

Soal tentang Gerak Lurus UN 2010

Kecepatan (v) benda yang bergerak lurus terhadap waktu (t) seperti diperlihatkan pada grafik v-t.

Jarak yang ditempuh benda dalam waktu 10 s adalah ….

A.   5 m
B.   24 m
C.   80 m
D.   250 m
E.   500 m

Pembahasan

Grafik tersebut menunjukkan bahwa benda mengalami gerak lurus berubah beraturan dengan percepatan:


   
    = 5

Jarak yang ditempuh benda tersebut selama 10 s adalah: 

s = v_ot + ½ at²
   = 0 + ½ . 5 . 10²
   = 250

Jadi, jarak yang ditempuh benda tersebut adalah 250 m (D).

Soal tentang Gerak Lurus UN 2012

Perhatikan grafik kecepatan v terhadap t untuk benda yang bergerak lurus berikut.

Jarak yang ditempuh benda selama 10 detik adalah .…

A.   16 m
B.   20 m
C.   24 m
D.   28 m
E.   36 m

Pembahasan

Selain menggunakan rumus gerak lurus, jarak juga merupakan luas daerah yang dibatasi oleh grafik dengan sumbu t.

Pada detik ke-0 sampai detik ke-8, lintasan benda terhadap sumbu t membentuk bangun trapesium sehingga jarak yang ditempuh sama dengan luas trapesium. 

s = ½ × (jumlah sisi sejajar) × tinggi\
   = ½ × (4 + 8) × 4
   = 24

Pada detik ke-8 sampai detik ke-10, lintasan benda membentuk bangun segitiga sehingga jarak yang ditempuh sama dengan luas segitiga. 

s = ½ × alas × tinggi
   = ½ × 2 × 4
   = 4

Dengan demikian, jarak yang ditempuh sampai detik ke-10 adalah jumlah luas trapesium dan luas segitiga. 

s = 24 + 4
   = 28

Jadi, jarak yang ditempuh benda tersebut adalah 28 m (D).

Soal tentang Gerak Lurus UN 2013

Dari puncak sebuah menara setinggi 45 m dijatuhkan sebuah batu. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s², kecepatan batu pada saat tepat menyentuh tanah adalah ….

A.   25 m/s
B.   30 m/s
C.   35 m/s
D.   40 m/s
E.   45 m/s

Pembahasan

Peristiwa pada soal di atas adalah tentang gerak jatuh bebas. Kecepatan gerak jatuh bebas memenuhi rumus:


   
    = 30

Jadi, kecepatan batu saat mencapai tanah adalah 30 m/s (B).

Pembahasan soal Gerak Lurus lainnya bisa dilihat di:
Pembahasan Fisika UN 2014 No. 3
Pembahasan Fisika UN 2015 No. 6
Pembahasan Fisika UN 2016 No. 3 dan 4
Pembahasan Fisika UN 2017 No. 3 dan 4
Pembahasan Fisika UN 2017 No. 8
Pembahasan Fisika UN 2017 No. 20
Pembahasan Fisika UN 2018 No. 3
Pembahasan Fisika UN 2019 No. 7

Simak juga, Pembahasan Fisika UN: Gerak Melingkar.

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.