Panduan Lengkap GLBB dan Parabola: Contoh Soal dan Pembahasan

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dan parabola merupakan materi penting dalam fisika dan matematika yang sering muncul di ujian sekolah maupun seleksi masuk perguruan tinggi. Pemahaman konsep dasar, rumus, dan penerapan dalam soal sangat penting agar siswa dapat menyelesaikan masalah dengan tepat.

Artikel ini membahas pengertian GLBB dan parabola, rumus dasar, strategi menyelesaikan soal, serta menyajikan contoh soal lengkap dengan jawaban dan pembahasan agar siswa lebih siap menghadapi ujian.

Baca juga:Contoh Soal OSN SMA Matematika Strategi, Pembahasan, dan Tips Sukses

Pengertian Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

GLBB adalah gerak benda sepanjang lintasan lurus dengan percepatan tetap. Dalam GLBB, kecepatan benda berubah secara konstan setiap satuan waktu. Ada dua jenis GLBB:

1. GLBB dipercepat – Kecepatan benda bertambah setiap detik.
2. GLBB diperlambat – Kecepatan benda berkurang setiap detik.

Beberapa konsep penting dalam GLBB:

• Kecepatan awal (v₀): kecepatan benda pada awal gerak
• Kecepatan akhir (v): kecepatan benda setelah bergerak selama waktu tertentu
• Percepatan (a): perubahan kecepatan per satuan waktu
• Jarak (s): perpindahan benda selama gerak

Rumus dasar GLBB:

1. $v = v_0 + at$v=v0​+at
2. $s = v_0t + \frac{1}{2}at^2$s=v0​t+21​at2
3. $v^2 = v_0^2 + 2as$v2=v02​+2as

Pengertian Parabola

Parabola adalah kurva yang dibentuk oleh titik-titik yang memiliki jarak sama terhadap fokus dan garis direktriks. Dalam fisika, parabola sering muncul pada gerak parabola, yaitu gerak benda yang dilempar dengan sudut tertentu terhadap horizontal dan dipengaruhi gaya gravitasi.

Beberapa konsep penting gerak parabola:

• Kecepatan awal (v₀) dibagi menjadi komponen horizontal (v₀x) dan vertikal (v₀y)
• Waktu terbang (t): total waktu benda berada di udara
• Jarak horizontal (x): $x = v_{0x} t$x=v0x​t
• Tinggi maksimum (y max): $y_{\text{max}} = \frac{v_{0y}^2}{2g}$ymax​=2gv0y2​​
• Percepatan gravitasi (g): biasanya 9,8 m/s²

Strategi Menyelesaikan Soal GLBB dan Parabola

1. Identifikasi jenis gerak – Tentukan apakah GLBB atau gerak parabola.
2. Tulis data yang diketahui – Catat semua informasi dari soal.
3. Pilih rumus yang tepat – Sesuaikan rumus GLBB atau parabola dengan data soal.
4. Perhatikan satuan – Pastikan semua satuan konsisten, misalnya meter, detik, m/s².
5. Hitung secara sistematis – Kerjakan langkah demi langkah agar tidak terjadi kesalahan.

Baca juga:Mahasiswa Teknokrat Berprestasi sebagai Juara KTI dan Best Expo di PIMPI 2025 IPB University, Memberikan Dampak Positif

Contoh Soal GLBB

Soal 1

Sebuah mobil bergerak lurus dengan kecepatan awal 10 m/s dan percepatan 2 m/s². Berapa kecepatan mobil setelah 5 detik?

Jawaban dan Pembahasan:
Gunakan rumus $v = v_0 + at$v=v0​+at
$v = 10 + 2 \times 5 = 10 + 10 = 20$v=10+2×5=10+10=20 m/s
Jadi, kecepatan mobil setelah 5 detik adalah 20 m/s.

Soal 2

Sebuah benda bergerak dengan kecepatan awal 0 m/s dan percepatan 4 m/s². Berapa jarak yang ditempuh setelah 3 detik?

Jawaban dan Pembahasan:
Gunakan rumus $s = v_0t + \frac{1}{2}at^2$s=v0​t+21​at2
$s = 0 \times 3 + \frac{1}{2} \times 4 \times 3^2 = 2 \times 9 = 18$s=0×3+21​×4×32=2×9=18 m
Jadi, jarak yang ditempuh benda adalah 18 meter.

Soal 3

Sebuah mobil yang bergerak lurus mulai dari kecepatan 30 m/s dan diperlambat dengan percepatan 5 m/s² hingga berhenti. Berapa jarak yang ditempuh mobil sebelum berhenti?

Jawaban dan Pembahasan:
Gunakan rumus $v^2 = v_0^2 + 2as$v2=v02​+2as
Karena berhenti, $v = 0$v=0
$0 = 30^2 + 2(-5)s$0=302+2(−5)s
$0 = 900 – 10s \Rightarrow s = 90$0=900−10s⇒s=90 m
Jadi, mobil menempuh 90 meter sebelum berhenti.

Contoh Soal Parabola

Soal 4

Sebuah bola dilempar dengan kecepatan 20 m/s pada sudut 30° terhadap horizontal. Hitung komponen kecepatan horizontal dan vertikal.

Jawaban dan Pembahasan:
Komponen horizontal: $v_x = v_0 \cos\theta = 20 \cos 30° = 20 \times 0,866 = 17,32$vx​=v0​cosθ=20cos30°=20×0,866=17,32 m/s
Komponen vertikal: $v_y = v_0 \sin\theta = 20 \sin 30° = 20 \times 0,5 = 10$vy​=v0​sinθ=20sin30°=20×0,5=10 m/s
Jadi, $v_x = 17,32$vx​=17,32 m/s dan $v_y = 10$vy​=10 m/s.

Soal 5

Bola dilempar dengan kecepatan awal vertikal 10 m/s. Berapa tinggi maksimum yang dicapai?

Jawaban dan Pembahasan:
Gunakan rumus $y_{\text{max}} = \frac{v_{0y}^2}{2g}$ymax​=2gv0y2​​
$y_{\text{max}} = \frac{10^2}{2 \times 9,8} = \frac{100}{19,6} \approx 5,10$ymax​=2×9,8102​=19,6100​≈5,10 m
Jadi, tinggi maksimum bola adalah 5,10 meter.

Soal 6

Sebuah benda dilempar horizontal dari ketinggian 45 m dengan kecepatan 15 m/s. Berapa waktu benda mencapai tanah?

Jawaban dan Pembahasan:
Gerak vertikal diperlakukan sebagai GLBB dengan $v_0 = 0$v0​=0
$y = \frac{1}{2} g t^2 \Rightarrow 45 = 0,5 \times 9,8 \times t^2$y=21​gt2⇒45=0,5×9,8×t2
$t^2 = \frac{45}{4,9} \approx 9,18 \Rightarrow t \approx 3,03$t2=4,945​≈9,18⇒t≈3,03 detik
Jadi, benda mencapai tanah dalam 3,03 detik.

Soal 7

Hitung jarak horizontal benda pada soal sebelumnya.

Jawaban dan Pembahasan:
Jarak horizontal: $x = v_x \times t = 15 \times 3,03 \approx 45,45$x=vx​×t=15×3,03≈45,45 m
Jadi, benda menempuh 45,45 meter sebelum menyentuh tanah.

Soal 8

Sebuah peluru dilempar dengan kecepatan awal 25 m/s pada sudut 45°. Hitung lama waktu peluru berada di udara.

Jawaban dan Pembahasan:
$t_{\text{total}} = \frac{2 v_0 \sin\theta}{g} = \frac{2 \times 25 \times \sin 45°}{9,8}$ttotal​=g2v0​sinθ​=9,82×25×sin45°​
$\sin 45° = 0,707 \Rightarrow t = \frac{35,35}{9,8} \approx 3,61$sin45°=0,707⇒t=9,835,35​≈3,61 detik
Jadi, peluru berada di udara selama 3,61 detik.

Soal 9

Hitung jarak horizontal maksimum peluru soal sebelumnya.

Jawaban dan Pembahasan:
$x = v_x \times t_{\text{total}} = v_0 \cos\theta \times t = 25 \times 0,707 \times 3,61 \approx 63,8$x=vx​×ttotal​=v0​cosθ×t=25×0,707×3,61≈63,8 m
Jadi, jarak horizontal maksimum adalah 63,8 meter.

Soal 10

Sebuah benda dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 15 m/s. Berapa kecepatan benda saat kembali ke tanah?

Jawaban dan Pembahasan:
Kecepatan benda saat kembali ke tanah sama dengan kecepatan awal tetapi arah berlawanan.
$v = 15$v=15 m/s (ke bawah)

Kesimpulan

GLBB dan parabola merupakan konsep penting dalam fisika dan matematika. Dengan memahami rumus dasar, strategi menyelesaikan soal, dan berlatih mengerjakan contoh soal, siswa dapat menguasai materi, meningkatkan kemampuan analisis, dan siap menghadapi ujian. Latihan rutin dan pemahaman konsep menjadi kunci sukses dalam menyelesaikan soal GLBB dan parabola.

Penulis:kiara salsabilla