Soal 1
Hitung percepatan sebuah benda yang mula-mula diam lalu setelah dipercepat menempuh jarak 30 m dalam waktu 5 s.
Jawab:
Benda mula-mula diam artinya kecepatan awal benda ini nol (v0 = 0).
Diketahui: v0 = 0, t = 5 s, x0 = 0 dan x = 30 m.
Maka dengan menggunakan
x = x0 + v0t+ ½ at2
30 m = 0 + 0.t + ½ a(5s)2
a = (60 m)/(25s2) = 2,4 m/s2
Soal 2
Sebuah benda bergerak dengan kecepatan 25 m/s. Setelah menempuh jarak 500 m kecepatannya menjadi 10 m/s. Hitung perlambatan benda tersebut.
Jawab:
Benda mula-mula bergerak dengan kecepatan 25 m/s kemudian menjadi 10 m/s ini berarti v0 = 25 m/s dan v = 10 m/s.
Diketahui: v0 = 25 m/s, v = 10 m/s, x0 = 0 dan x = 500 m
Kita gunakan hubungan
v2 = v02 + 2a(x – x0)
(10 m/s)2 = (25 m/s)2 + 2a(500 m – 0)
100 m2/s2 = 625 m2/s2 + (1000m)a
a = (–525 m2/s2)/(1000 m) = –0,525 m/s2
Soal 3
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal v0. Setelah 10 detik, mobil tersebut menempuh jarak 200 m dan kecepatannya pada waktu itu 25 m/s. Hitung v0! Hitung juga percepatan mobil!
Jawab:
Diketahui: x0 = 0, v = 25 m/s, t = 10 s, x = 200 m
Dengan menggunakan:
v = v0 + at
25 m/s = v0 + a(10 s)
a = (25 m/s – v0)/(10 s)
dan x = x0 + v0t + ½ at2
200 m = 0 + v0(10 s) + ½ [(25 m/s – v0)/(10s)](10s)2
200 m = (10s)v0 + 125 m – (5s)v0
75 m = (5s)v0
v0 = 15 m/s
dan percepatan mobil adalah
a = (25 m/s – v0)/(10 s) = (25 m/s – 15 m/s)/(10 s) = 1 m/s2
jadi kecepatan awal mobil 15 m/s dan percepatannya 1 m/s2.
Soal 4
Mobil A bergerak dari P ke titik Q melalui lintasan lurus dipercepat dengan percepatan 5 m/s2. Mula-mula mobil A diam. Mobil B pada waktu yang sama bergerak juga dipercepat dari Q dengan arah yang sama dengan gerak mobil A dan besarnya 1 m/s2. Kecepatan mula-mula mobil B 10 m/s. Jika PQ = 100 m. Hitung kapan dan di mana kedua mobil bertemu!
Jawab:
Karena mobil A dan B berangkat dalam waktu yang bersamaan maka tA = tB = t.
Diketahui:
Mobil A: x0A = 0, tA = t,v0A = 0 dan aA = 5 m/s2.
Mobil B: x0B = 100 m, tB = t, v0B = 10 m/s dan aB = 1 m/s2.
Kedua mobil akan bertemu, artinya posisi kedua mobil sama,
xA = xB
x0A + v0AtA + ½ aAtA2 = x0B + v0BtB + ½ aBtB2
0 + 0.t + ½ (5 m/s2)t2 = 100 m + (10 m/s)t + ½ (1 m/s2)t2
½ (5 m/s2)t2 = 100 m + (10 m/s)t + ½ (1 m/s2)t2
2t2 – 10t – 100 = 0
t2 – 5t – 50 = 0
(t + 5)(t – 10) = 0
t1 = -5 s dan t2 = 10 s
karena waktu tidak ada yang negatif maka kita ambil yang positif. Jadi kedua mobil akan bertemu setelah 10 detik. Posisi mobil itu ketika bertemu dapat dicari sebagai berikut:
xA = x0A + v0A.tA + ½ aAtA2
= 0 + 0 + ½ (5 m/s2)(10 s)2 = 250 m
Jarak ini diukur dari titik P di mana A mulai bergerak.
Soal 5
Sama seperti soal 4. Tetapi mobil A dan B bergerak saling berhadapan. Mobil B berangkat 8 detik lebih dahulu dan jarak PQ = 160 m.
Jawab:
Karena mobil B berangkat 8 detik lebih dahulu maka tB = tA + 8. Kecepatan dan percepatan B harus diberi tanda negatif karena arahnya ke kiri.
Diketahui:
Mobil A: x0A = 0, tA = t,v0A = 0 dan aA = 5 m/s2.
Mobil B: x0B = 160 m, tB = tA + 8, v0B = –10 m/s dan aB = –1 m/s2.
Kedua mobil akan bertemu, artinya posisi kedua mobil sama,
xA = xB
x0A + v0AtA + ½ aAtA2 = x0B + v0BtB + ½ aBtB2
0 + 0.t + ½ (5 m/s2)t2 = 160 m – (10 m/s)(tA + 8) – ½ (1 m/s2)(tA + 8)2
½ (5 m/s2)t2 = 160 m – (10 m/s)tA – 80 m – ½ (1 m/s2)(tA2 + 16tA + 64)
3tA2 – 18tA – 48 = 0
tA2 – 6tA – 16 = 0
(tA – 2)(tA + 8) = 0
t1 = -8 s dan t2 = 2 s
karena waktu tidak ada yang negatif maka kita ambil yang positif. Jadi kedua mobil akan bertemu setelah 2 detik setelah mobil A berangkat. Posisi mobil itu ketika bertemu dapat dicari sebagai berikut:
xA = x0A + v0A.tA + ½ aAtA2
= 0 + 0 + ½ (5 m/s2)(2 s)2 = 10 m
Jarak ini diukur dari titik P di mana A mulai bergerak.
0Comments
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!