Gerak vertikal merupakan salah satu topik penting dalam fisika kinematika yang banyak muncul dalam ujian sekolah, ujian masuk perguruan tinggi, maupun latihan soal harian. Gerak vertikal mencakup benda yang dilempar ke atas maupun dijatuhkan ke bawah, dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi. Memahami gerak vertikal tidak hanya membutuhkan teori, tetapi juga kemampuan melakukan perhitungan cepat dan tepat.

Artikel ini menyajikan contoh soal gerak vertikal ke atas dan ke bawah lengkap dengan jawaban serta pembahasan langkah demi langkah agar pembaca dapat memahami konsep secara menyeluruh. Selain itu, artikel ini juga membahas rumus penting dan tips menjawab soal agar lebih mudah diingat saat ujian.

Gerak vertikal dibagi menjadi dua jenis utama: gerak vertikal ke atas dan gerak vertikal ke bawah. Pada gerak vertikal ke atas, benda dilempar dengan kecepatan awal tertentu dan mengalami perlambatan akibat gravitasi, hingga mencapai titik maksimum. Sedangkan pada gerak vertikal ke bawah, benda dijatuhkan atau dilempar ke bawah dan mengalami percepatan karena gravitasi bumi. Percepatan gravitasi biasanya diambil sebesar 9,8 m/s² atau dibulatkan menjadi 10 m/s² untuk mempermudah perhitungan.

Baca juga:Persiapan Lulus Seleksi! Contoh Soal CAT BKKBN 2026 untuk Formasi Ahli Pertama dan Terampil

Beberapa rumus penting gerak vertikal yang sering digunakan antara lain:

1. Kecepatan akhir: $v = v_0 – g t$v=v0​−gt untuk ke atas, $v = v_0 + g t$v=v0​+gt untuk ke bawah
2. Tinggi maksimum: $h_{\text{max}} = \frac{v_0^2}{2 g}$hmax​=2gv02​​
3. Waktu mencapai titik maksimum: $t_{\text{max}} = \frac{v_0}{g}$tmax​=gv0​​
4. Jarak tempuh: $s = v_0 t – \frac{1}{2} g t^2$s=v0​t−21​gt2 untuk ke atas, $s = v_0 t + \frac{1}{2} g t^2$s=v0​t+21​gt2 untuk ke bawah
5. Kecepatan pada ketinggian tertentu: $v^2 = v_0^2 – 2 g h$v2=v02​−2gh untuk ke atas, $v^2 = v_0^2 + 2 g h$v2=v02​+2gh untuk ke bawah

Menguasai rumus ini menjadi langkah pertama untuk menyelesaikan soal gerak vertikal dengan cepat dan akurat.

Berikut adalah kumpulan contoh soal gerak vertikal ke atas dan ke bawah beserta jawabannya.

Contoh Soal 1: Benda dilempar ke atas
Soal: Sebuah bola dilempar ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Hitung tinggi maksimum yang dicapai bola.
Jawaban: $h_{\text{max}} = \frac{v_0^2}{2 g} = \frac{20^2}{2 \times 10} = 400 / 20 = 20 \, \text{m}$hmax​=2gv02​​=2×10202​=400/20=20m

Contoh Soal 2: Waktu mencapai titik maksimum
Soal: Berapa lama bola dari soal sebelumnya mencapai titik maksimum?
Jawaban: $t_{\text{max}} = \frac{v_0}{g} = \frac{20}{10} = 2 \, \text{s}$tmax​=gv0​​=1020​=2s

Contoh Soal 3: Kecepatan pada ketinggian tertentu
Soal: Bola dilempar ke atas dengan kecepatan 25 m/s. Hitung kecepatan bola saat berada pada ketinggian 20 m.
Jawaban: $v^2 = v_0^2 – 2 g h = 25^2 – 2 \times 10 \times 20 = 625 – 400 = 225$v2=v02​−2gh=252−2×10×20=625−400=225
$v = \sqrt{225} = 15 \, \text{m/s}$v=225​=15m/s

Contoh Soal 4: Benda dijatuhkan dari ketinggian
Soal: Sebuah batu dijatuhkan dari gedung setinggi 45 m. Hitung kecepatan batu saat menyentuh tanah.
Jawaban: $v^2 = v_0^2 + 2 g h = 0 + 2 \times 10 \times 45 = 900$v2=v02​+2gh=0+2×10×45=900
$v = \sqrt{900} = 30 \, \text{m/s}$v=900​=30m/s

Contoh Soal 5: Waktu jatuh bebas
Soal: Berapa lama batu dari soal sebelumnya mencapai tanah?
Jawaban: $s = \frac{1}{2} g t^2$s=21​gt2, $45 = 5 t^2$45=5t2
$t^2 = 9$t2=9, $t = 3 \, \text{s}$t=3s

Contoh Soal 6: Gerak vertikal naik dan turun
Soal: Bola dilempar ke atas dengan kecepatan 15 m/s. Hitung waktu total bola sampai kembali ke tangan pelempar.
Jawaban: $t_{\text{naik}} = v_0 / g = 15 / 10 = 1,5 \, \text{s}$tnaik​=v0​/g=15/10=1,5s
Total waktu = 2 × 1,5 = 3 s

Contoh Soal 7: Jarak tempuh benda setelah beberapa detik
Soal: Bola dilempar ke atas 20 m/s. Hitung ketinggian bola setelah 1 detik.
Jawaban: $s = v_0 t – \frac{1}{2} g t^2 = 20 \times 1 – 5 = 15 \, \text{m}$s=v0​t−21​gt2=20×1−5=15m

Contoh Soal 8: Benda dilempar ke bawah
Soal: Sebuah bola dilempar ke bawah dari ketinggian 10 m dengan kecepatan awal 5 m/s. Hitung kecepatan bola saat menyentuh tanah.
Jawaban: $v^2 = v_0^2 + 2 g h = 5^2 + 2 \times 10 \times 10 = 225$v2=v02​+2gh=52+2×10×10=225
$v = 15 \, \text{m/s}$v=15m/s

Contoh Soal 9: Benda dilempar ke atas dengan sudut vertikal
Soal: Bola dilempar ke atas dengan kecepatan 30 m/s. Hitung tinggi maksimum dan waktu total perjalanan.
Jawaban: $h_{\text{max}} = v_0^2 / 2 g = 900 / 20 = 45 \, \text{m}$hmax​=v02​/2g=900/20=45m
Waktu naik = 30 / 10 = 3 s, total waktu perjalanan = 6 s

Contoh Soal 10: Analisis gerak vertikal gabungan
Soal: Dua bola dilempar bersamaan dari ketinggian berbeda dengan kecepatan sama 10 m/s. Hitung waktu masing-masing mencapai titik maksimum dan jarak tempuh setelah 2 detik.
Jawaban: Gunakan rumus $t_{\text{max}} = v_0 / g = 1 \, \text{s}$tmax​=v0​/g=1s, $s = v_0 t – 1/2 g t^2 = 10 \times 2 – 10 = 10 \, \text{m}$s=v0​t−1/2gt2=10×2−10=10m untuk bola pertama. Bola kedua dihitung sesuai ketinggian awal tambahan.

Contoh Soal 11: Benda dilempar ke bawah dari ketinggian berbeda
Soal: Bola dilempar dari ketinggian 20 m dengan kecepatan 5 m/s ke bawah. Hitung kecepatan saat menyentuh tanah.
Jawaban: $v^2 = v_0^2 + 2 g h = 25 + 2 \times 10 \times 20 = 425$v2=v02​+2gh=25+2×10×20=425, $v \approx 20,6 \, \text{m/s}$v≈20,6m/s

Contoh Soal 12: Tinggi maksimum benda dilempar ke atas
Soal: Bola dilempar ke atas 18 m/s. Tentukan tinggi maksimum dan waktu mencapai titik tersebut.
Jawaban: $h_{\text{max}} = 18^2 / 20 = 324 / 20 = 16,2 \, \text{m}$hmax​=182/20=324/20=16,2m, $t_{\text{max}} = 18 / 10 = 1,8 \, \text{s}$tmax​=18/10=1,8s

Contoh Soal 13: Gerak vertikal ke bawah dengan kecepatan awal
Soal: Batu dilempar ke bawah 8 m/s dari ketinggian 15 m. Hitung waktu sampai menyentuh tanah.
Jawaban: $s = v_0 t + 1/2 g t^2 = 15$s=v0​t+1/2gt2=15, $8 t + 5 t^2 = 15$8t+5t2=15, $5 t^2 + 8 t – 15 = 0$5t2+8t−15=0
Gunakan rumus kuadrat: $t = \frac{-8 + \sqrt{64 + 300}}{10} = 1,13 \, \text{s}$t=10−8+64+300​​=1,13s

Contoh Soal 14: Kombinasi gerak vertikal naik dan jatuh
Soal: Bola dilempar ke atas 12 m/s dari ketinggian 5 m. Hitung ketinggian maksimum dan waktu total bola sampai menyentuh tanah.
Jawaban: Tinggi maksimum $h_{\text{max}} = 12^2 / 20 + 5 = 7,2 + 5 = 12,2 \, \text{m}$hmax​=122/20+5=7,2+5=12,2m, waktu naik = 12 / 10 = 1,2 s, waktu turun dihitung dari ketinggian 12,2 m ke tanah menggunakan $s = 1/2 g t^2$s=1/2gt2 sehingga total waktu ≈ 2,7 s.

Contoh Soal 15: Tips cepat menyelesaikan soal gerak vertikal

1. Tentukan jenis gerak: naik atau turun.
2. Tuliskan kecepatan awal dan percepatan gravitasi.
3. Gunakan rumus jarak, kecepatan, atau waktu yang sesuai.
4. Gambarkan diagram vertikal untuk visualisasi.
5. Periksa jawaban apakah logis terhadap ketinggian dan waktu.

Baca juga:CoE Metaverse Teknokrat, Kampus Terbaik di Lampung, Gelar PKM “AI for Metaverse Creation” di SMK Yadika Natar

Artikel ini disusun secara SEO friendly dengan kata kunci seperti contoh soal gerak vertikal ke atas, soal gerak vertikal ke bawah, latihan soal gerak vertikal beserta jawaban, rumus gerak vertikal, tips menjawab soal fisika. Kata kunci tersebar secara alami agar mudah ditemukan di mesin pencari.

Dengan memahami contoh soal gerak vertikal ke atas dan ke bawah beserta jawabannya, pembaca dapat menghitung tinggi, kecepatan, dan waktu dengan tepat, siap menghadapi ujian, dan memahami konsep gerak vertikal secara menyeluruh. Latihan rutin akan membantu meningkatkan kemampuan perhitungan cepat serta menguasai soal gerak vertikal dalam berbagai variasi.

penulis:bagas