Contoh Soal Fisika Gerak GLBB Berbagai Tingkat Kesulitan

Fisika merupakan salah satu mata pelajaran yang menuntut pemahaman konsep dan kemampuan berhitung secara tepat. Salah satu materi penting dalam fisika adalah Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), yang sering muncul dalam ujian maupun olimpiade fisika. GLBB membahas pergerakan benda dengan percepatan tetap, sehingga kecepatan benda tidak konstan. Pada artikel ini, kita akan membahas konsep GLBB, rumus-rumus penting, dan memberikan contoh soal dari tingkat mudah hingga sulit beserta pembahasannya.

baca juga:Contoh Soal Ujian Sterilisasi dan Desinfeksi untuk Praktikum Rumah Sakit dan Klinik

Pengertian Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda dengan lintasan lurus dan percepatan tetap. Percepatan tetap artinya perubahan kecepatan setiap satuan waktu selalu sama. GLBB terbagi menjadi dua jenis:

1. GLBB dipercepat – kecepatan benda bertambah secara konstan setiap detik.
2. GLBB diperlambat – kecepatan benda berkurang secara konstan setiap detik.

Rumus Dasar GLBB

Dalam GLBB, terdapat beberapa rumus penting yang wajib dihafal:

1. Rumus kecepatan:

$$v = v_0 + a t$$v=v0​+at

Keterangan:

• $v$v = kecepatan akhir (m/s)
• $v_0$v0​ = kecepatan awal (m/s)
• $a$a = percepatan (m/s²)
• $t$t = waktu (s)

2. Rumus posisi:

$$s = s_0 + v_0 t + \frac{1}{2} a t^2$$s=s0​+v0​t+21​at2

Keterangan:

• $s$s = posisi akhir (m)
• $s_0$s0​ = posisi awal (m)
• $v_0$v0​ = kecepatan awal (m/s)
• $a$a = percepatan (m/s²)
• $t$t = waktu (s)

3. Rumus kecepatan dan perpindahan:

$$v^2 = v_0^2 + 2 a (s – s_0)$$v2=v02​+2a(s−s0​)

Rumus ini sangat berguna untuk soal yang tidak menyertakan waktu.

Contoh Soal GLBB Tingkat Mudah

Soal tingkat mudah biasanya hanya menguji pemahaman dasar rumus GLBB.

Contoh Soal 1

Sebuah mobil bergerak dari keadaan diam dengan percepatan 2 m/s². Berapa kecepatan mobil setelah 5 detik?

Pembahasan:
Diketahui: $v_0 = 0$v0​=0, $a = 2 \text{ m/s²}$a=2 m/s², $t = 5 \text{ s}$t=5 s
Gunakan rumus $v = v_0 + a t$v=v0​+at:$$v = 0 + (2)(5) = 10 \text{ m/s}$$v=0+(2)(5)=10 m/s

Jawaban: 10 m/s

Contoh Soal 2

Sebuah benda bergerak dengan kecepatan awal 4 m/s dan percepatan 3 m/s². Hitung jarak yang ditempuh benda setelah 6 detik!

Pembahasan:
Diketahui: $v_0 = 4$v0​=4, $a = 3$a=3, $t = 6$t=6
Gunakan rumus $s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2$s=v0​t+21​at2:$$s = 4(6) + \frac{1}{2}(3)(6^2) = 24 + 54 = 78 \text{ m}$$s=4(6)+21​(3)(62)=24+54=78 m

Jawaban: 78 m

Contoh Soal GLBB Tingkat Sedang

Soal tingkat sedang mengkombinasikan beberapa rumus sekaligus dan kadang tidak menyertakan satu variabel, misalnya waktu.

Contoh Soal 3

Sebuah kereta memiliki kecepatan awal 10 m/s dan dipercepat dengan percepatan 2 m/s². Hitung kecepatan kereta setelah menempuh jarak 150 m!

Pembahasan:
Gunakan rumus $v^2 = v_0^2 + 2 a s$v2=v02​+2as:$$v^2 = 10^2 + 2(2)(150) = 100 + 600 = 700$$v2=102+2(2)(150)=100+600=700 $$v = \sqrt{700} \approx 26,46 \text{ m/s}$$v=700​≈26,46 m/s

Jawaban: 26,46 m/s

Contoh Soal 4

Sebuah benda bergerak dengan kecepatan awal 5 m/s dan diperlambat dengan percepatan 1 m/s². Berapa jarak yang ditempuh benda hingga berhenti?

Pembahasan:
Kecepatan akhir $v = 0$v=0, $v_0 = 5$v0​=5, $a = -1$a=−1 (diperlambat)
Gunakan rumus $v^2 = v_0^2 + 2 a s$v2=v02​+2as:$$0 = 5^2 + 2(-1) s$$0=52+2(−1)s $$0 = 25 – 2s$$0=25−2s $$2s = 25 \implies s = 12,5 \text{ m}$$2s=25⟹s=12,5 m

Jawaban: 12,5 m

Contoh Soal GLBB Tingkat Sulit

Soal tingkat sulit biasanya melibatkan konsep lebih kompleks seperti GLBB dengan perubahan arah, soal kombinasi waktu dan jarak, atau soal dengan satuan berbeda.

Contoh Soal 5

Sebuah mobil melaju dengan kecepatan 20 m/s. Setelah 5 detik, kecepatannya menjadi 50 m/s. Hitung percepatan mobil dan jarak yang ditempuh selama 5 detik tersebut.

Pembahasan:
Kecepatan awal $v_0 = 20$v0​=20, kecepatan akhir $v = 50$v=50, waktu $t = 5$t=5

1. Hitung percepatan: $a = \frac{v – v_0}{t} = \frac{50 – 20}{5} = 6 \text{ m/s²}$a=tv−v0​​=550−20​=6 m/s²
2. Hitung jarak ditempuh: $s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2$s=v0​t+21​at2:

$$s = 20(5) + \frac{1}{2}(6)(5^2) = 100 + 75 = 175 \text{ m}$$s=20(5)+21​(6)(52)=100+75=175 m

Jawaban: percepatan 6 m/s², jarak 175 m

Contoh Soal 6

Sebuah benda bergerak dari posisi 0 m dengan percepatan 2 m/s². Kecepatan benda saat menempuh jarak 100 m adalah?

Pembahasan:
Gunakan rumus $v^2 = v_0^2 + 2 a s$v2=v02​+2as, dengan $v_0 = 0$v0​=0:$$v^2 = 0 + 2(2)(100) = 400$$v2=0+2(2)(100)=400 $$v = \sqrt{400} = 20 \text{ m/s}$$v=400​=20 m/s

Jawaban: 20 m/s

Tips Cepat Menguasai Soal GLBB

1. Kuasi hafal rumus utama GLBB:
   Rumus kecepatan, posisi, dan kecepatan vs jarak adalah kunci utama.
2. Buat diagram gerak:
   Visualisasi membantu memahami percepatan, jarak, dan kecepatan.
3. Perhatikan tanda percepatan:
   Positif untuk dipercepat, negatif untuk diperlambat.
4. Latihan soal bertingkat:
   Mulai dari mudah, sedang, hingga sulit.
5. Periksa satuan:
   Selalu pastikan satuan kecepatan, percepatan, dan jarak konsisten (m, s, m/s²).

baca juga:Universitas Teknokrat Indonesia Kenalkan Metaverse & AI di SMKN 3 Kotabumi, Dorong Siswa Manfaatkan Teknologi untuk Karier

Kesimpulan

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah salah satu materi penting yang memerlukan pemahaman rumus dan latihan soal. Dengan menguasai rumus dasar GLBB dan membiasakan diri mengerjakan soal dari tingkat mudah hingga sulit, Anda akan lebih siap menghadapi ujian atau kompetisi fisika. Soal-soal GLBB tidak hanya menguji kemampuan berhitung, tetapi juga kemampuan analisis konsep gerak benda.

Dengan latihan teratur dan strategi belajar yang tepat, GLBB bisa dikuasai dengan cepat. Mulailah dari soal dasar, pahami pola perhitungan, lalu lanjutkan ke soal yang lebih kompleks dan aplikatif.

penulis:putra