Gurumuda.Net

Menu

Soal gerak parabola dan pembahasan

10 Soal gerak parabola dan pembahasan

1. Air terjun seringkali menjadi tempat tujuan wisata karena fenomenanya menarik dan suasana lingkungannya indah. Pernyataan manakah di bawah ini yang betul sehubungan dengan air terjun.

A. Jarak antara kaki tebing sampai air terjun mencapai tanah hanya tergantung pada kecepatan air ketika meluncur dari tebing.

B. Jarak antara kaki tebing sampai air terjun mencapai tanah dipengaruhi oleh pada kecepatan air ketika meluncur dari tebing dan masa jenis air.

C. Jarak antara kaki tebing sampai air terjun mencapai tanah dipengaruhi oleh pada kecepatan air ketika meluncur dari tebing dan tinggi tebing.

D. Jarak antara kaki tebing sampai air terjun mencapai tanah hanya dipengaruhi oleh tinggi tebing dan masa jenis air.

E. Jarak antara kaki tebing sampai air terjun mencapai tanah dipengaruhi oleh pada kecepatan air ketika meluncur dari tebing, masa jenis air, dan tinggi tebing.

Pembahasan

Gerak parabola terdiri dari gerak vertikal dan gerak horisontal. Untuk kasus air terjun, gerak horisontal dianalisa seperti gerak lurus beraturan dan gerak vertikal dianalisa seperti gerak jatuh bebas.

Jarak antara kaki tebing sampai air terjun mencapai tanah disebut Jarak horisontal, dihitung menggunakan rumus gerak lurus beraturan:

s = v t

Jarak (s) bergantung pada kecepatan air (v) dan selang waktu (t). Selang waktu bergantung pada tinggi tebing, semakin tinggi tebing semakin lama air mencapai tanah.

Jawaban yang benar C.

2. Sebuah bola kasti menjalani gerak lintasan peluru. Pernyataan yang benar mengenai kecepatan bola pada titik tertinggi adalah:

A. Kecepatan bola nol

B. Kecepatan pada arah horisontal minimum dan kecepatan pada arah vertikal nol

C. Kecepatan pada arah horisontal maksimum dan kecepatan pada arah vertikal nol

D. Kecepatan pada arah horisontal sama dengan kecepatan pada arah horisontal awal dan kecepatan pada arah vertikal maksimum

E. Kecepatan pada arah horisontal sama dengan kecepatan pada arah horisontal awal dan kecepatan pada arah vertikal nol

Pembahasan

Gerak parabola merupakan perpaduan gerak arah horisontal dan gerak arah vertikal, sehingga ada kecepatan vertikal dan kecepatan horisontal. Pada titik tertinggi, kecepatan arah vertikal bernilai nol, seperti pada gerak vertikal ke atas. Sedangkan di titik tertinggi, kecepatan arah horisontal = kecepatan awal arah horisontal. Kecepatan arah horisontal bernilai konstan karena merupakan Gerak Lurus Beraturan.

Jawaban yang benar E.

3. Sebuah pesawat pembom menjatuhkan bom dari suatu ketinggian tertentu. Bom dilepaskan di atas permukaan tanah yang sangat luas dan datar dari pesawat tanpa kecepatan awal dan dalam keadaan posisi pesawat mendatar. Apabila setelah melepaskan bom pesawat tidak mengubah arah dan besar kecepatan, pernyataan manakah yang betul.

A. Pada saat bom mencapai tanah, pesawat sudah berada jauh di depan lokasi bom mencapai tanah.

B. Pada saat bom mencapai tanah, pesawat berada berada di belakang lokasi bom mencapai tanah.

C. Pada saat bom mencapai tanah, pesawat tepat berada di atas lokasi bom mencapai tanah.

D. Pada saat bom mencapai tanah, lokasi pesawat tidak bisa ditentukan.

E. Pada saat bom mencapai tanah, lokasi pesawat tergantung pada masa bom yang dijatuhkan.

Pembahasan3 - Pembahasan Soal GERAK PARABOLA 1

Salah satu lintasan gerak parabola seperti pada gambar di samping.

Karena gerak parabola merupakan perpaduan gerak vertikal (gerak jatuh bebas) dan gerak horisontal (gerak lurus beraturan) maka selang waktu A-B = selang waktu A-C dan selang waktu A-D.

Jawaban yang benar C.

4. Dalam sebuah adegan akrobat, seorang pengendara motor mengendari motor pada permukaan datar. Ujung permukaan datar tersebut adalah sebuah jurang/tebing. Kecepatan motor pada saat tepat meninggalkan permukaan datar adalah 9 m/s. Posisi horisontal orang pada saat 5 s sejak meninggalkan permukaan datar adalah:

A. 4,5 m

B. -1,2 m

C. 45 m

D. -4,5 m

E. -1,5 m

Pembahasan

Posisi horisontal dihitung menggunakan rumus GLB, s = v t

s = (9 m/s)(5 s) = 45 m

Jawaban yang benar C.

5. Sebuah bola ditendang dari ketinggian 50 cm di atas tanah membentuk sudut elevasi tertentu. Apabila tidak ada gesekan oleh udara, maka pernyataan yang betul tentang nilai kecepatan bola ketika menyentuh tanah adalah:

A. Nilai kecepatan bola dalam arah horisontal ketika menyentuh tanah lebih besar daripada nilai kecepatan dalam arah horisontal ketika ditendang.

B. Nilai kecepatan bola dalam arah vertikal ketika menyentuh bola sama dengan kecepatan dalam arah vertikal ketika ditendang.

C. Nilai kecepatan bola ketika menyentuh tanah lebih besar daripada nilai kecepatan bola ketika ditendang.

D. Nilai kecepatan bola ketika menyentuh tanah lebih kecil daripada nilai kecepatan bola ketika ditendang

E. Nilai kecepatan bola dalam arah vertikal dan horisontal ketika menyentuh tanah sama dengan nilai kecepatan arah horizontal dan vertikal ketika ditendang

Pembahasan

Lintasan bola seperti gambar AB, vB > vA. Sedangkan jika lintasan seperti gambar CD, vC = vD.

3 - Pembahasan Soal GERAK PARABOLA 2

3 - Pembahasan Soal GERAK PARABOLA 3

Jawaban yang benar C.

6. Seorang mahasiswa dibonceng temannya naik motor. Pada saat motor bergerak dengan kecepatan tetap, mahasiswa yang dibonceng melemparkan bola vertikal ke atas. Lintasan gerak bola yang dilemparkan itu dilihat oleh mahasiswa lain yang berada di pinggir jalan berbentuk:

A. Vertikal ke atas kemudian turun melengkung ke depan

B. Vertikal ke atas kemudian jatuh lagi vertikal ke bawah

C. Lintasan peluru melengkung baik ketika naik maupun ketika turun

D. Melengkung ketika naik dan vertikal lurus ke bawah letika turun

Pembahasan

Gerak lurus beraturan (horisontal) + gerak vertikal ke atas (vertikal) = gerak parabola.

Jawaban yang benar C.

7. Seorang pemain bola menerima umpan dari temannya dan langsung menendangnya. Bola ditendang dari permukaan tanah. Komponen kecepatan horisontal dan komponen kecepatan vertikal ketika ditendang bertutur-turut adalah 16 m/s dan 12 m/s. Waktu yang diperlukan oleh bola untuk mencapai tanah adalah

A. 1,53 s

B. 2,53 s

C. 1,23 s

D. 2,45 s

E. 5,13 s

Pembahasan

Diketahui:

Untuk menghitung waktu, tinjau gerak pada arah vertikal

Komponen kecepatan vertikal (vy) = +12 m/s (+ arah ke atas)

Perpindahan (y) = 0 (bola kembali ke tanah)

Percepatan gravitasi (g) = –10 m/s2 (- arah ke bawah)

Ditanya: Waktu mencapai tanah (t)

Jawab:

y = vy t + 1/2 g t2

0 = 12 t + 1/2 (-10) t2

0 = 12 t – 5 t2

12 t = 5 t2

12 = 5 t

t = 12 / 5

t = 2,4 s

Jawaban yang benar D.

8. Sebuah bola ditendang dari permukaan tanah. Bola melambung dengan kecepatan awal 20 m/s dan memberntuk sudut elevasi 30o. Apabila gesekan oleh udara diabaikan, pernyataan yang benar mengenai bola tersebut adalah:

A. Kecepatan bola ketika ditendang sama dengan kecepatan ketika tepat menyentuk kembali tanah.

B. Kecepatan bola dalam arah horisontal di titik tertinggi lebih kecil daripada kecepatan bola dalam arah horisontal ketika ditendang.

C. Kelajuan bola ketika ditendang sama dengan kelajuan bola ketika tepat menyentuh tanah.

D. Komponen kecepatan dalam arah vertikal ketika bola ditendang sama dengan kecepatan dalam arah vertikal ketika bola tepat menyentuh tanah.

E. Komponen kecepatan dalam arah vertikal ketika bola ditendang lebih besar daripada kecepatan dalam arah vertikal ketika tepat menyentuh tanah.

Pembahasan

Kecepatan merupakan besaran vektor sehingga selain mempunyai besar, juga mempunyai arah. Kecepatan awal arahnya ke atas, kecepatan akhir arahnya ke bawah, sehingga walaupun besar kecepatan awal = besar kecepatan akhir, tetapi arah kecepatan berbeda.

Sedangkan kelajuan merupakan besaran skalar sehingga hanya mempunyai besar saja, arah tidak diperhitungkan.

Jawaban yang benar C.

9. Seorang guru melakukan demonstrasi di depan kelas. Demonstrasinya adalah meluncurkan kelereng secara mendatar dari tepi permukaan meja. Guru meluncurkan tiga kelereng dari tiga meja dengan ketinggian yang berbeda. Kecepatan kelereng ketika meninggalkan meja adalah sama.

Pernyataan yang betul untuk peristiwa yang ditunjukkan melalui kelerang adalah:

A. Jarak horisontal tiga kelerang ketika menyetuh lantai dihitung dari kaki meja adalah sama.

B. Kelereng yang diluncurkan dari meja yang paling tinggi mencapai jarak horisontal paling jauh dibandingkan dengan jarak horizontal yang dicapai oleh dua kelerang yang lain.

C. Kelereng yang diluncurkan dari meja yang paling rendah mencapai jarak horisontal paling jauh dibandingkan dengan jarak horizontal yang dicapai oleh dua kelerang yang lain.

D. Kelereng yang diluncurkan dari meja yang memiliki ketinggian menengah mencapai jarak horisontal paling jauh dibandingkan dengan jarak horizontal yang dicapai oleh dua kelerang yang lain.

E. Jarak horizontal kelereng tidak dipengaruhi oleh ketinggian tempat kelereng tersebut diluncurkan.

Pembahasan

Jarak horisontal dihitung menggunakan rumus

s = v t

v sama, sedangkan t makin besar jika ketinggian besar. Jadi jarak horisontal paling besar dimiliki oleh kelereng yang diluncurkan dari meja yang paling tinggi.

Jawaban yang benar B.

10. Grafik yang menunjukkan kecepatan dalam arah vertikal sebagai fungsi waktu dari benda yang menempuh gerekan parabola adalah

3 - Pembahasan Soal GERAK PARABOLA 4

3 - Pembahasan Soal GERAK PARABOLA 5

3 - Pembahasan Soal GERAK PARABOLA 6

Pembahasan

Perhatikan grafik C.

Kecepatan dalam arah vertikal

Mula-mula benda bergerak ke atas, semakin ke atas kecepatannya semakin berkurang akibat adanya perlambatan gravitasi hingga bernilai nol di titik tertinggi. Arah gerakan ke atas sehingga kecepatannya bertanda positif.

Setelah mencapai titik tertinggi, benda bergerak ke bawah, makin lama makin cepat akibat adanya percepatan gravitasi. Arah gerakan ke bawah sehingga kecepatannya bertanda negatif.

Jawaban yang benar C.

Sumber soal :

Soal Tes Formatif MODUL 1 KB 3. GERAK PARABOLA
DAR2/Profesional/184/1/2022
PENDALAMAN MATERI FISIKA
MODUL 1: KINEMATIKA
Penulis: Drs. Tarsisius Sarkim, M.Ed., Ph.D
KEMENTRIAN PENDIDIKAN, KEBUDAYAAN, RISTEK,
DAN TEKNOLOGI
2022

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.