02 kinematika 1

Upload: rio-dharmawan

Post on 10-Feb-2018

223 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    1/19

    19

    KKIINNEEMMAATTIIKKAAII::ggeerraakklluurruussbbeerraattuurraann&&

    eerraakklluurruussbbeerruubbaahh bbeerraattuurraann

    BBAABB22FFiissiikkaaDDaassaarrII

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    2/19

    20

    1. PENDAHULUAN

    Dalam ilmu fisika, gerak benda, mulai gerak kelereng sampai gerak rotasi planet

    ataupun gerak roket yang ditembakkan dari peluncurnya sampai gerak buah apel yang

    jatuh dari pohonnya dipelajari dalam cabang ilmu fisika yang disebut dengan

    MEKANIKA (klasik).Secara umum Mekanika dibagi dalam dua pokok bahasan, yaitu DINAMIKA, yang

    mempelajari gerak benda dan penyebab benda itu bergerak, dan KINEMATIKA yang

    hanya mempelajari gerak benda saja dan tidak perlu diketahui penyebab dari gerak

    benda.

    Ilmu Kinematika mempelajari bagaimana sebuah benda bergerak, hal ini biasanya

    melibatkan besaran-besaran seperti jarak, perpindahan, kecepatan, percepatan, bentuk

    lintasan dll. Gerak lurus adalah gerak benda yang lintasannya berbentuk garis lurus.

    Namun demikian kadangkala benda yang nampaknya bergerak tidak lurus

    sesungguhnya bergerak lurus jika kita lihat gerak benda dari titik pusat massanya,

    contoh berikut merupakan bentuk dari kasus ini berikut dimana seorang pesenam lantai

    melakukan salto berulang. Gerak titik pusat massanya sesungguhnya bergerak lurus,

    meskipun bagian-bagian tubuhnya mungkin bergerak melingkar atau lebih kompleks.

    KINEMATIKA

    DINAMIKA

    MEKANIKA

    Hukum Newton I, II dan III

    Usaha-Energi

    Momentum dan impuls

    dll

    Gerak Lurus

    GLBB

    GLB

    Gerak Parabol

    Gerak Melingkar

    dll

    Gambar 2.1 Hubungan antar sub pokok bahasan dalam Mekanika

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    3/19

    21

    Pada kebanyakan kasus kita dapat menganggap gerak benda diwakili oleh gerak dari

    pusat massanya :

    2. BESARAN-BESARAN MEKANIK

    2.1 Perpindahan dan Jarak

    Di bawah ini adalah lintasan yang ditempuh dua rombongan Mahasiswa dari kampus

    sebagai posisi awal ke gunung Tangkuban Parahu sebagai tujuan akhir dengan rute

    yang berbeda :

    JARAK dari KAMPUS ke Tangkuban Parahu adalah seluruh lintasan yang dilewati

    rombongan. Jarak antar dua rombongan masing-masing berbeda, rombongan I (garis

    putus-putus) mungkin menempuh jaraj lebih jauh dibanding rombongan kedua (garis

    tebal). Akan tetapi PERPINDAHAN adalah jarak dari titik (posisi) akhir ke titik (posisi)awal saja, tidak peduli bentuk lintasannya seperti apa (garis lurus tipis). Sehingga

    perpindahan rombongan I, II maupun III sama jauhnya.

    KAMPUS

    Gg.Tangkuban

    Parahu

    I

    II

    III

    Gambar 2.3 Rombongan Mahasiswa yang Menempuh tiga Jalur

    Gambar 2.2 Gerak seorang Pesenam dapat diwakili olehgerak pusat masssanya

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    4/19

    22

    Posisi sebuah benda (titik) dapat dinyatakan

    dalam vektor posisi sebagai berikut :

    kjir zyx rrr ++=

    dalam dua dimensi :

    jir yx rr +=

    jika benda berpindah dari suatu posisi, misalkan r1

    ke posisi yang lain r2, maka vektor perpindahannya

    adalah :

    kji

    kjikji

    rrr

    zyx

    1z1y1x2z2y2x

    12

    rrr

    )rrr()rrr(

    ++=

    ++++=

    =

    kurva tebal pada gambar di samping menunjukan

    lintasan benda yang berpindah dari titik sati ke titik

    dua, vektor perpindahannya ditunjukan oleh vektor

    rberupah anak panah dengan garis lurs terputus-

    putus. Masing-masing komponen vektor

    perpindahan tentu saja merupakan variabel bergantung waktu, sehingga jika kita

    tuliskan secara eksplisit :

    kjir (t)r(t)r(t)r zyx ++=

    2.2 Kecepatan Rata-Rata

    Kecepatan rata-rata (vrata-rata) adalah sebuah besaran fisika yang menunjukan

    perpindahan posisi benda tiap selang waktu :

    Kecepatan rata-rata ini tidak menggambarkan kecepatan benda pada suatu posisi atau

    pada t tertentu, namun hanya menunjukan kecepatan rata-rata benda selama selang

    t

    aktu

    nPerpindaharata-rata

    rv ==

    x

    y

    r

    rx

    ry

    benda titik

    x

    y

    r2

    r1r

    Gambar 2.4 Posisi Benda DalamDiagram Kartesius

    Gambar 2.5 Perpindahan BendaDari r1ke r2

    (1)

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    5/19

    23

    waktu t tersebut, jadi kecepatan rata-rata hanya menunjukan rata-rata kecepatan yang

    ditempuh benda dari satu posisi ke posisi lain tanp bisa memberikan rincian kecepatan

    yang dialami benda selama perjalanannya.

    Seorang atlet marathon yang berlari dengan kecepatan rata-rata5 m/detik, tidak berarti

    disetiap tempat atau setiap saat ia berlari 5 m/s, mungkin saja pada saat tertentu lebih

    cepat atau lebih lambat, namun rata-rata (total perpindahan dibagi dengan total waktu

    yang diperlukan) atlet tersebut bergerak dengan kecepatan rata-rata 5 m/s.

    2.3 Kecepatan Sesaat

    Kecepatan rata-rata menunjukkan kecepatan benda dalam suatu lintasan tertentu atau

    selang waktu tertentu, tapi tidak memberikan kecepatan pada satu titik tertentu atau

    pada posisi tertentu. Kecepatan pada suatu posisi tertentu ditunjukkan oleh kecepatan

    sesaat. Kecepatan sesaat dapat diperoleh dari definisi kecepatan rata-rata namun

    dengan membuat selang waktu t sangat kecil sehingga menuju nol dengan demikian :

    yaitu turunan (derivasi) pertama terhadap waktu dari perpindahan. Secara grafis

    kecepatan sesaat adalah garis singgung dari kurva lintasan benda pada suatu waktu

    dalam grafik (r-t)

    dt

    d

    t

    lim

    0t

    rrv ==

    t

    r

    r2

    r1r

    Kecepatan pada t=5 s

    0 1 2 3 4 5

    Gambar 2.6 Kecepatan sesaat adalah garis singgungpada kurva perpindahan terhadap waktu

    (2)

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    6/19

    24

    dengan demikian jika vektor perpindahan dinyatakan oleh (tanda kita hilangkan

    untuk mempermudah) :

    kjir zyx rrr ++=

    maka, kecepatan sesaat (selanjutnya kita sebut kecepatan saja) :

    kjirvdtdr

    dtdr

    dtdr

    dtd zyx ++==

    kjiv zyx vvv ++=

    Kecepatan ini benar-benar menunjukan kecepatan pada suatu titik/posisi tertentu.

    2.4 Percepatan Rata-Rata dan Percepatan Sesaat

    Percepatan rata-rata (arata-rata) didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dibagi waktu

    yang dibutuhkan untuk merubah kecepatan itu dalam suatu selang waktu tertentu.

    t12

    =

    vva

    Jika percepatan bernilai negatif berarti kecepatan melambat menurut waktu,

    mungkin sesunguhnya lebih tepat dikatakan perlambatan. Namun jika bernilai

    postif maka berarti kecepatan makin lama makin bertambah.

    Sebagaimana kecepatan rata-rata, percepatan rata-rata tidak menunjukkan nilaipada satu posisi tertentu. Besaran yang dapat menunjukkan percepatan pada

    titik tertentu adalah percepatan sesaat (selanjutnya kita sebut percepatan saja) :

    dt

    d

    tlim

    0t

    vva =

    =

    yaitu turunan pertama terhadap waktu dari kecepatan, atau turunan kedua

    terhadap waktu dari perpindahan :

    2

    2

    dtd ra=

    (3)

    (4)

    (5)

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    7/19

    25

    3. GERAK LURUS

    Menurut bentuk lintasannya gerak dibagi menjadi beberapa jenis penting, seperti gerak

    melingkar, gerak parabola, dan gerak lurus. Dalam banyak kasus sebuah benda dapat

    bergerak lurus sekaligus bergerak melingkar. Memang ada gerak yang lebih kompleks

    seperti brownian atau turbulensi, namun gerak yang lebih kompleks tidak kita pelajaridi Fisika Dasar ini.

    Dari ketiga jenis gerak di atas, gerak lurus adalah gerak yang lintasannya paling

    sederhana, sedangkan gerak parabolik dan melingkar merupakan gabungan dari dua

    gerak lurus, seperti yang akan kita pelajari nanti.

    Untuk kemudahan, secara umum gerak lurus dibagi dalam dua kategori, yaitu gerak

    lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB), GLBB ini memiliki

    beberapa jenis seperti gambar di bawah :

    Gerak lurus berubah beraturan memiliki bermacam variasi seperti GLBB dipercepat

    seperti mobil yang memacu mobilnya pada saat-saat awal, dan GLBB diperlambat,

    seperti kereta yang hendak menghentikan geraknya. Variasi GLBB lainnya adalah gerak

    vertikal ke atas (GVA) contohnya adalah benda yang di lempar ke atas tegak lurus

    permukaan bumi, gerak vertikal ke bawah (GVB), yaitu benda yang di lempar lurus

    menuju bumi dan gerak jatuh bebas (GJB) seperti apel yang jatuh dari pohonnya.

    Dalam pembahasan kita, tanda vektor berupa cetak tebal (bold) dapat kita abaikan saat

    kita bekerja pada 1 dimensi saja.

    Gerak MenurutLintasannya

    Gerak Lurus

    GLB

    GLBB

    GVAGVBGJB

    GerakParabolik

    GerakMelingkar

    Gambar 2.7 Jenis Gerak Menurut BentukLintasannya

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    8/19

    26

    3.1 Gerak Lurus Beraturan (GLB)

    Gerak Lurus Beraturan artinya gerak benda yang lintasannya lurus dan kecepatannya

    tetap, sehingga nilai percepatannya nol karena kecepatannya tetap. Mengapa ? karena :

    ,dt

    dva=

    jika v konstan (tidak bergantung waktu), maka turunan terhadap waktunya nol :

    0dt

    dva ==

    hal ini menjadi ciri khusus dari GLB yang perlu diingat yaitu bahwa a = 0, dalam hal ini

    berlaku :

    dt. vdr=

    Dalam hal ini r = s

    tvs

    tv

    )t(tv

    dtvs

    12

    t

    t

    2

    1

    =

    =

    =

    =

    dengan :

    v = kecepatan benda (m/s)

    s = jarak (m)

    t = waktu tempuh benda (s)

    perhatikan dalam penurunan di atas, ketika kita melakukan integrasi v terhadap dt, v

    dapat keluar dari integrasi karena kita anggap konstan, yang merupakan ciri utama

    dalam GLB. Namun hal tersebut tidak berlaku jika kecepatan tidak konstan dan berubah

    menurut waktu, seperti yang akan kita lihat dalam kasus GLBB.

    dtdrv =

    7

    (6)

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    9/19

    27

    Sebuah benda yang bergerak GLB akan memiliki jarak tempuh sama dalam selang

    waktu yang sama, misalnya sebuah mobil yang bergerak lurus dengan kecepatan 5 m/s

    kita hitung jarak tempuhnya setiap tiga detik, maka akan diperoleh gambaran sebagai

    berikut :

    Jika dilukiskan dalam grafik kecepatan terhadap waktu, mobil tersebut akan

    membentuk garis lurus dengan kemiringan

    , nilai dari berhubungan dengan

    kecepatan benda, dimana tangen dari sama

    dengan besarnya kecepatan dari gerak

    benda. Dalam setiap t dari garfik ini kita bisa

    lihat bahwa nilai selalu sama saat t=0 s, t=3

    s, t=6 s dan seterusnya (karena kurva

    berbentuk lurus), hal ini menunjukkan

    kecepatan benda j sama pada setiap saat,

    maka gerak ini kita namakan gerak lurus

    dengan kecepatan (tetap) beraturan atau

    dengan kata lain GLB.

    Kita juga dapat melihat gerak mobil di atas dari sisi lain menggunakan grafik kecepatan

    terhadap waktu. Dalam grafik v-t, kurva GLB akan menunjukan garis lurus dengan

    kemiringan 0 (tanpa kemiringan), hal ini karena kecepatan konstan setiap saat.

    t = 0 t = 3 t = 6 t = 9 t = 12

    15 m 15 m 15 m 15 m

    Gambar 2.8 Mobil yang bergerak dengan GLB menempuh jarakyang sama setiap selang waktu yang sama

    t

    s

    tan = 5

    Gambar 2.9a Dalam kurva s-t kemiringanadalah kecepatan

    3 6 9

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    10/19

    28

    dalam diagram kecepatan (v) terhadap

    waktu (t), luas di bawah kurva merupakan

    jarak yang ditempuh benda. Dari gambar

    2.9b dapat kita lihat bahwa luas yang

    diperoleh dari t=0 hingga t=3 adalah 15 m,

    demikian juga luas dari t=3 hingga t=6 juga

    15 m.

    3.2 Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

    Dalam gerak lurus berubah beraturan, kata berubah yang dimaksud adalah berkaitan

    dengan kecepatannya, hal ini jelas berbeda dengan GLB yang mensyaratkan tetapnya

    keepatan. Karena terjadi perubahan kecepatan secara beraturan maka dalam GLBB

    terdapat faktor percepatan yang terlibat. Ada tiga persamaan penting dalam gerak lurus

    berubah beraturan, yang penurunannya akan kita akhirkan, yaitu :tavv ot +=

    at2

    1tvs 2o +=

    2asvv 2o2t +=

    vt = Kecepatan pada saat tvo= Kecepatan awal

    a = percepatant = waktus = perpindahan

    8

    (10)

    9

    Gambar 2.9b Dalam kurva v-t luas daerahdi bawah kurva adalah jarak tempuh

    t

    v

    Luasdaerah=jarak

    5

    3 6 9 12

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    11/19

    29

    Ketiga persamaan di atas (8), (9) dan (10) diperoleh sebagai berikut :

    Kita mengetahui dari definisi percepatan

    atau :

    Jika dilakukan integrasi dari tosampai t :

    Sehingga kita peroleh persamaan (8) :

    tavv 0 +=

    Persamaan (9) diperoleh dari :

    dt

    drv =

    atau bisa kita tuliskan sebagai :dtvdr =

    kita substistusikan persamaan (8) pada v sehingga :

    t)dta(vdr 0 +=

    jka kita lakukan integrasi dari to ke t :

    +=t

    t

    0

    S

    S 00

    t)dta(vdr

    20 ta21tvs +=

    Karena s=r, maka :

    dt

    dva=

    dtadv =

    ta.vv

    t)(tavv

    dtadv

    0

    00

    v

    v

    t

    t0 0

    =

    =

    =

    20 ta

    2

    1tvs +=

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    12/19

    30

    Penurunan (10) diperoleh dari substitusi persamaan (8) terhadap persamaan (9), dengan

    mengeleminasi t.

    a

    vvt

    tavv

    ot

    ot

    =

    +=

    kita substitusi t kepada persamaan (9) :

    a

    vva

    2

    1

    a

    vvvs

    2

    ototo

    +

    =

    2a

    vv2vv

    a

    vvvs

    2oto

    2t

    2oto

    ++

    =

    2a

    vvvs

    2o

    2t

    2o ++=

    atau :

    2asvv 2o2t +=

    Pada GLBB dipercepat gerak mobil pada gambar 2.8 menunjukan perbedaan :

    Dengan kasus yang sama seperti sebelumnya kita anggap kecepatan awal vo adalah 5

    m/s dan percepatan 2 m/s2. Dari ilustrasi pada gambar 2.10 dengan menggunakan

    persamaan (10) dapat lihat bahwa perubahan jarak tempuh total setiap selang 3 detik

    adalah 24 meter, 66 meter, dan 126 meter dan seterusnya, semakin lama, jarak yang bisa

    ditempuh lebih besar

    t

    t = 0 t = 3s t = 6s t = 9s

    24 m 42 m60 m

    Gambar 2.10 Mobil yang bergerak dengan GLBB dipercepatmenempuh jarak yang makin jauh setiap selang waktu yang sama

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    13/19

    31

    Secara grafis dalam diagram s-t suatu benda yang bergerak dipercepat/diperlambat

    dilukiskan sebagaimana gambar 2.11. Benda yang bergerak dipercepat kurvanya akan

    berbentuk parabolik dengan cekungan menghadap y positif. Sedangkan GLBB yang

    diperlambat bentuk kurva akan menurun parabolik.

    Dalam diagram kecepatan terhadap waktu v-t, kurva GLBB dipercepat akan

    membentuk garis linier dengan kemiringan tertentu. Kemiringan ini berkaitan dengan

    percepatan dari benda di mana tangen dari kemiringan kurva adalah percepatan benda.

    Untuk GLBB dengan kasus diperlambat arah kemiringan bernilai negatif yang berarti

    kurva menurun menurut waktu.

    a= tan

    v

    t

    vt

    vo

    3 6 9

    Gb 2.12 Dalam kurva v-t gerak GLBB

    dipercepat akan menempuh luasarsiran yang makin bertambah untukselang waktu berbeda

    0

    500

    1000

    1500

    2000

    2500

    0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

    t (s)

    jarak(m)

    a -

    Gambar 2.11 Bentuk kurva dalam gerak GLBBDalam diagram s-t

    a +

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    14/19

    32

    Berikut sebuah contoh soal

    Kereta api bergerak pada rel lurus dengan kecepatan 40 m/s dapatdirem hingga berhenti dalam waktu 60 detik. Tentukanpercepatan yang dialaminya. Tentukan pula jarak yang ditempuhkereta api saat mulai direm hingga berhenti sama sekali

    Jawab :

    Kata kunci untuk memecahkan persoalaan ini adalah dengan menentukan jenis

    gerak dari kereta api, dalam hal ii kata direm sudah menunjukan bahwa jenis

    gerak adalah GLBB diperlambat.

    Berlaku :

    tavv 0 +=

    atau

    2

    0

    m/s3

    2

    60

    400t

    v-va

    =

    =

    =

    Melalui persamaan (9):

    Jadi jarak yang harus

    ditempuh kereta

    sebelum berhenti

    adalah 1200 meter.

    Dalam grafik terlihat

    saat kecepatan nol,

    kereta telah

    menempuh 1200

    meter.

    m1200

    )60)(3

    2(

    2

    1(40)(60)

    t2

    1t

    2

    2o

    =

    +=

    += avs

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    1200

    1400

    0 10 20 30 40 50 60

    s

    v

    x

    t

    Gb 2.13 kurva GLBB diperlambat. Pada saat v = 0 m/syaitu ketika kereta berhenti, jarak yang telah

    ditempuh dari saat mulai pengereman adalah 1,2 km

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    15/19

    33

    Selain jenis gerak GLBB dipercepat dan diperlambat, terdapat beberapa varian lain dari

    GLBB. Beberapa jenis gerak yang merupakan sejenis GLBB adalah sebagai berikut:

    3.3 Gerak Jatuh Bebas (GJB)Gerak Jatuh Bebas (GJB) termasuk dalam GLBB, hanya saja benda bergerak karena

    dijatuhkan ke bawah dengan kecepatan awal nol (bukan dilempar ke bawah). Dalam

    kasus ini percepatan yang bekerja adalah percepatan gravitasi bumi (g), sehingga

    persamaan GLBB pada persamaan (8), (9) dan (10) di atas dapat kita modifikasi menjadi

    persamaan berikut :

    gtv t =

    2

    gt2

    1

    h=

    2ghv2t =

    Contoh dari GJB adalah sebuah apel yang jatuh dari ketinggian pohon. Apel yang jatuh

    tentu tanpa kecepatan awal. Ia jatuh semata-mata karena gaya gravitasi bumi. Mari kita

    analisis sebuah benda yang bergerak jatuh bebas dari ketinggian tertentu.

    Contoh kasus :

    Sebuah bom dijatuhkan dari pesawat pembom B-29 dari ketinggian 3 km dari atas tanah,

    berapakah kecepatan bom saat menyentuh tanah dan berapa waktu yang diperlukan untukmenyentuh tanah dari mulai dilepaskan

    Jawab :

    Untuk menjawab waktu yang diperlukan bom untuk mencapai tanah, kita bisa

    menggunakan persamaan (12) :

    detik201020002

    g2ht

    gt2

    1h 2

    ===

    =

    Dalam 20 detik diperkirakan bom tersebut telah menyentuh tanah, dengan

    mengabaikan hambatan dari udara dan gaya angkat serta tiupan angin

    (11)

    (12)

    (13)

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    16/19

    34

    Kecepatan saat menyentuh tanah dapat dihitung menggunakan persamaan (13)

    m/s20020001022ghv

    2ghv2t

    ===

    =

    dari grafik di bawah terlihat bahwa dalam jarak 2000 meter dari pesawat kecepatan

    benda telah mencapai 200 m/s.

    3.4 Gerak Vertikal ke Bawah (GVB)

    Gerak benda yang dilemparkan vertikal ke bawah (GVB) adalah juga GLBB.

    Perbedaannya dengan kasus GJB, jika benda dilempar dari ketinggian tertentu ke bawah

    maka benda memiliki kecepatan awal (vo tidak nol). Dalam hal ini percepatan yang

    berpengaruh pada gerak benda adalah percepatan gravitasi yang bernilai positif karena

    searah dengan arah kecepatan awal.

    gtvv ot +=

    2o gt

    21tvh +=

    2ghvv 2o2t +=

    (14)

    (15)

    (16)

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    010020

    030

    040050

    060

    070

    080

    090

    0

    1000

    1100

    1200

    1300

    1400

    1500

    1600

    1700

    1800

    1900

    2000

    2100

    2200

    2300

    2400

    2500

    jarak dari pesawat (m)

    k

    ecepatan(m/s)

    Gb 2.14 kurva ini menunjukan pertambahankecepatan benda yang jatuh bebas, pada saat jarak

    2000 m kecepatan mencapai 200 m/s

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    17/19

    35

    3.5 Gerak Vertikal ke Atas (GVA)

    GVA juga seperti GVB tapi benda yang dilempar dengan kecepatan vodari bawah ke

    atas, sehingga percepatan gravitasinya negatif karena berlawanan dengan arah gerak

    benda.

    gtvv ot =

    2o gt

    2

    1tvh =

    2ghvv 2o2t =

    Contoh kasus :

    Sebuah bola dilemparkan tegak lurus ke atas dengan kecepatan 20 m/s, hitunglah waktu yang

    diperlukan untuk mencapai ketinggian maksimum sebelum jatuh kembali ke tanah, hitung juga

    ketinggian maksimum yang bisa dicapai bola

    Jawab :

    Pada saat ketinggian benda maksimum, kecepatannya mulai nol vt=0, sehingga dari

    persamaan (17) :

    2detikt

    10t200

    gtvv

    maks

    maks

    ot

    =

    =

    =

    jadi waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian maksimum adalah 2 detik.

    Ketinggian maksimum dapat kita hitung melalui persamaan (18) :

    meter20

    2102

    1(20)(2)

    gt2

    1tvh

    2

    2maksmaksomaks

    =

    =

    =

    ketinggian maksimum yang mungkin diperoleh adalah 20 meter dari posisi bola saat

    dilemparkan.

    (18)

    (19)

    (17)

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    18/19

    36

    SOAL-SOAL

    1. Bagaimanakah bentuk persamaan untuk GJB, GVA, GVB. (Turunkan dari

    persamaan 2, 3 dan 4)

    2. Speedometer sebuah Volkswagen pada saat berangkat menunjukkan 22.685 km pada

    saat tiba kembali menunjukkan 22.800 km. Jika waktu yang diperlukan untuk

    berpergian adalah 5 jam. Hitunglah laju rata-rata VW tersebut (dalam m/s)

    3. Sebuah mobil bergerak selama 5 menit dengan laju 25 km/jam, kemudian selama 10

    menit dengan laju 50 km/jam dan kemudian selama 2 menit dengan laju 20 km/jam.

    Tentukkanlah jarak total yang ditempuh mobil tersebut dan kecepatan rata-ratanya

    dalam satuan m/s

    4. Seorang pelari jarak menengah mampu menempuh lintasan lomba lari sejauh 4 lap

    dalam waktu 240 detik. Jika diameter lintasan 50 m dan kelilingnya 150 meter.

    Tentukan (a) Laju rata-rata (b) Besarnya kecepatan rata-rata

    5. Gerakan benda pada sumbu-x dilukiskan secara grafis pada gambar di bawah.

    Lukiskan dan jelaskan gerak benda tersebut

    6. Data di bawah ini melukiskan posisi suatu benda sepanjang sumbu x sebagai fungsidari waktu. Gambarkanlah data tersebut dan carilah kecepatan sesaat dari bendatersebut pada : (a) t = 5,0 s (b) t = 16,0 s dan (c) 3,0 s

    Waktu(s) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

    Posisi(cm) 0 4,0 7,0 11,3 14,5 16,8 18,6 19,0 20,0 19,5 18,5 16,2 13,5 10,3 6,5

    grafik gerak benda

    -3

    -2

    -1

    0

    1

    23

    4

    0 2 4 6 8 10

    waktu (detik)

    posisix(m)

  • 7/22/2019 02 Kinematika 1

    19/19

    37

    7. Sebuah benda bergerak lurus dipercepat beraturan dengan kecepatan awal 8 m/s.

    Dalam waktu 60 detik benda menempuh jarak 1000 m. Dalam waktu 60 detik ini (a)

    berapakah kecepatan rata-rata benda (b) berapakah kecepatan akhirnya (c)

    berapakah kecepatannya

    8. Sebuah mobil, dari keadaan diam bergerak dengan percepatan tetap 5 m/s2 .

    Tentukan laju yang ditempuh mobil itu setelah 10 detik kemudian.

    9. Sebuah balok bergerak di atas bidang miring dengan percepatan konstan. Jika balok

    itu mula-mula diam dan dalam waktu 3 detik dapat mencapai kecepatan 5 m/s,

    tentukan (a) percepatan dan (b) jarak yang ditempuh dalam 5 detik pertama

    10.Kereta api bergerak pada rel lurus dengan kecepatan 30 m/s dapat direm hingga

    berhenti dalam waktu 44 detik. Tentukan percepatan yang dialaminya. Tentukan

    pula jarak yang ditempuh kereta api saat mulai direm hingga berhenti sama sekali

    11.Kecepatan kereta api berkurang dari 15 m/s hingga 7 m/s dalam jarak 90 m.

    Tentukanlah (a) Percepatan (perlambatan) kereta api (b) Jarak yang ditempuh dari

    mulai pengereman sampai berhenti

    12.Bola jatuh bebas dari ketinggian 50 m (a) Berapakah laju bola sesaat sebelum sampai

    di tanah (b) berapak waktu yang diperlukan bola untuk mencapai tanah

    13.Sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan 35 m/s. (a) hitunglah

    ketinggian maksimum yang dapat dicapai bola (b) waktu yang dapat dicapai bola

    untuk mencapai ketinggian maksimum itu (c) kecepatan pada t = 30 s