Home / Fokus UN / Fokus UN Fisika : Kinematika

Fokus UN Fisika : Kinematika

Kinematika
Kinematika mempelajari benda bergerak tanpa membahas penyebab benda tersebut dapat bergerak. Pada kinematika akan dibahas gerak lurus, gerak melingkar, dan gerak parabola.
1) Gerak Lurus
Gerak lurus yang memiliki lintasan berupa garis lurus disebut gerak lurus. Terdapat dua macam gerak lurus, yaitu gerak lurus beraturan: (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

a.gerak lurus beraturan (GLB)
GLB adalah gerak suatu benda dengan lintasan berupa garis lurus dengan kecepatan tetap. Persamaan GLB sebagai berikut:

V=\frac{s}{t}

keterangan :

V = kecepatan (m/s)

s = jarak (m)

t = waktu (s)

b.gerak lurus berubah beraturan(GLBB)
GLBB yaitu, gerak suatu benda dengan lintasan berupa garis lurus dengan kecepatan yang berubah seccara beraturan karena mengalami percepatan tetap. Persamaan GLBB sebagi berikut.

\begin{matrix} V_{t}=V_{0}+at\\ V_{t}^{2}=V_{0}^{2}+2aS\\ S=V_{0}t+\frac{1}{2}at^{2} \end{matrix}

Keterangan :

Vt = kecepatan akhir (m/s)

V0 = kecepatan awal (m/s)

a = percepatan (m/s2)

t = waktu (s)

s = jarak (m)

Gerak lurus berubah beraturan memiliki dua kemungkinan, yaitu dipercepat atau diperlambat. Gerak lurus berubah beraturan dipercepat memiliki kecepatan semakin besar dan percepatannya bernilai positif. Sementara itu, gerak lurus berubah beraturan diperlambat memiliki kecepatan semakinkecil dan percepatannya yang bernilai negatif.
Benda yang mengalami gerak jatuh bebas, gerak verikal kebawah,dan grak vertikal keatas memiliki percepatan yang sama, yaitu sebesar percepatan gravitasi. Pada gerak jatuh bebas persamaannya:

\begin{matrix} V_{t}=gt\\ V_{t}^{2}=2gh\\ h=\frac{1}{2}gt^{2} \end{matrix}

Pada gerak vertikal kebawah persamaannya:

\begin{matrix} V_{t}=V_{0}+gt\\ V_{t}^{2}=V_{0}^{2}+2gh\\ h=V_{0}t+\frac{1}{2}gt^{2} \end{matrix}

Pada gerak vertikal keatas persamaannya:

\begin{matrix} V_{t}=V_{0}-gt\\ V_{t}^{2}=V_{0}^{2}-2gh\\ h=V_{0}t-\frac{1}{2}gt^{2} \end{matrix}

keterangan :

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = jarak tempuh benda (m)

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Perhatikan grafik berikut!

Jarak total yang di tempuh benda adalah … (UN 2016)
A. 10 m
B. 20 m
C. 25 m
D. 40 m
E. 80 m

Pembahasan :

Gerak lurus berubah beraturan dipercepat ditunjukan dengan adannya pertambahan kecepatan, begitupun sebaliknya gerak lurus berubah beraturan diperlambat ditunjukan dengan adanya pengurangan kecepatan. jika dilihat pada grafik GLBB terjadi pada detik 4 ke 6 dan 6 ke 8. sementara detik 0 ke 4 dan 8 ke 10 adalah merupakan gerak lurus beraturan (GLB).

untuk menentukan jarak total bisa dilakukan dengan menggunakan metode luas atau perhitungan secara biasa, dalam kasus ini lebih mudah menentukan jarak dengan menggunakan metode menghitung luasnya.

metode luas :

kita bisa membagi 2 luas pada daerah tersebut menjadi 2 buah luas trapesium ,

\begin{matrix} L_{1}=\frac{(a+b)}{2}\ast t\\ L_{1}=\frac{(4+6)}{2}\ast 5\\ L_{1}=25 \end{matrix}

dan untuk luas yang dibawah sumbu x

\begin{matrix} L_{2}=\frac{(a+b)}{2}\ast t\\ L_{1}=\frac{(4+2)}{2}\ast 5\\ L_{1}=15 \end{matrix}

sehingga luas totalnya adalah L1 + L2 = 25 + 15 = 40 m. sehingga jawabannya D.

metode perhitungan biasa :

untuk detik 0 hingga 4 (GLB)

\begin{matrix} s=v\ast t\\ s=5\ast 4\\ s=20m \end{matrix}

untuk detik 4 hingga 6 (GLBB)

\begin{matrix} a=\frac{(V_{1}-V_{0})}t\\ a=\frac{(0-5)}2=-2,5 m/s^{2}\\ sehingga\\ s=V_{0}t+\frac{1}{2}at^{2}\\ s=5\ast 2+\frac{1}{2}(-2,5)2^{2}\\ s=10-5=5 m \end{matrix}

untuk detik 6 hingga 8 (GLBB)

\begin{matrix} a=\frac{(V_{1}-V_{0})}t\\ a=\frac{(5-0)}2=2,5 m/s^{2}\\ sehingga\\ s=V_{0}t+\frac{1}{2}at^{2}\\ s=0\ast 2+\frac{1}{2}(2,5)2^{2}\\ s=0+5=5 m \end{matrix}

untuk detik 8 hingga 10 (GLB)

\begin{matrix} s=vt\\ s=5\ast 2\\ s=10m \end{matrix}

sehingga jarak totalnya adalah 20 + 5 + 5 + 10 = 40 m.

2. Sebuah benda bergerak lurus dengan kecepatan konstan 36 km/jam selama 5 detik, kemudian dipercepat dengan percepatan 1 m/s2 selama 10 detik dan diperlambat dengan perlambatan 2 m/s2 sampai berhenti. Grafik (v-t) yang menunjukan perjalanan benda tersebut… (UN 2014)

Pembahasan :

pertama benda memulai dengan percepatan konstan maka garis awal adalah garis mendatar dengan memulai dari kecepatan 36 km/jam atau sama dengan 10 m/s. kemudian dipercepat maka grafiknya linear ke atas hingga detik ke 15. kemudian dilanjutkan dengan perlambatan 2 m/s2. hingga berhenti untuk menentukan waktu dari saat memulai perlambatan hingga berhenti harus di cari menggunakan rumus GLBB.

\begin{matrix} v_{1}=v_{0}-at\\ t=\frac{(v_{1}-v_{0})}{a}\\ t=\frac{(0-20)}{-2}=10detik \end{matrix}

sehingga akan berhenti setelah detik ke 25. maka jawaban yang tepat adalah B.

Check Also

Transformator Tenaga Listrik | Definisi dan Jenis Transformator

kelas-fisika.com – Transformator Tenaga Listrik | Definisi dan Jenis Transformator Definisi Transformator Transformator atau Trafo …

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Powered by themekiller.com