Latihan Soal Fisika Kecepatan: Uji Pemahaman Gerak Lurusmu!

A. Pilihan Ganda

1. Sebuah mobil bergerak sejauh 120 km dalam waktu 2 jam. Berapa kecepatan rata-rata mobil tersebut?
   • A. 30 km/jam
   • B. 40 km/jam
   • C. 50 km/jam
   • D. 60 km/jam
   Jawaban: D. 60 km/jam
   Penjelasan: Kecepatan rata-rata = Jarak / Waktu = 120 km / 2 jam = 60 km/jam.
2. Manakah dari pernyataan berikut yang paling tepat mendefinisikan kecepatan?
   • A. Perubahan posisi tanpa memperhatikan arah.
   • B. Laju perubahan posisi per satuan waktu.
   • C. Jarak yang ditempuh per satuan waktu.
   • D. Perpindahan yang ditempuh per satuan waktu.
   Jawaban: D. Perpindahan yang ditempuh per satuan waktu.
   Penjelasan: Kecepatan adalah besaran vektor yang didefinisikan sebagai perpindahan per satuan waktu, sehingga memiliki besar dan arah. Pilihan C adalah definisi kelajuan.
3. Satuan internasional (SI) untuk kecepatan adalah…
   • A. km/jam
   • B. m/s
   • C. cm/s
   • D. mil/jam
   Jawaban: B. m/s
   Penjelasan: Dalam sistem internasional (SI), panjang diukur dalam meter (m) dan waktu dalam detik (s), sehingga kecepatan diukur dalam meter per detik (m/s).
4. Seorang atlet berlari ke arah utara sejauh 40 meter dalam 5 detik, kemudian berbalik arah berlari ke selatan sejauh 20 meter dalam 3 detik. Berapa kelajuan rata-rata atlet tersebut?
   • A. 2.5 m/s
   • B. 5 m/s
   • C. 7.5 m/s
   • D. 10 m/s
   Jawaban: C. 7.5 m/s
   Penjelasan: Kelajuan rata-rata = Total Jarak / Total Waktu. Total jarak = 40 m + 20 m = 60 m. Total waktu = 5 s + 3 s = 8 s. Kelajuan rata-rata = 60 m / 8 s = 7.5 m/s.
5. Sebuah benda bergerak dengan persamaan posisi x(t) = 3t² – 2t + 5, di mana x dalam meter dan t dalam detik. Kecepatan benda pada saat t = 2 detik adalah…
   • A. 8 m/s
   • B. 10 m/s
   • C. 12 m/s
   • D. 14 m/s
   Jawaban: B. 10 m/s
   Penjelasan: Kecepatan adalah turunan pertama dari posisi terhadap waktu: v(t) = dx/dt = d/dt (3t² – 2t + 5) = 6t – 2. Pada t = 2 s, v(2) = 6(2) – 2 = 12 – 2 = 10 m/s.
6. Perbedaan utama antara kelajuan dan kecepatan adalah…
   • A. Kelajuan tidak memiliki satuan, kecepatan memiliki satuan.
   • B. Kelajuan adalah besaran skalar, kecepatan adalah besaran vektor.
   • C. Kelajuan selalu positif, kecepatan bisa negatif.
   • D. Kelajuan hanya digunakan untuk gerak lurus, kecepatan untuk gerak melingkar.
   Jawaban: B. Kelajuan adalah besaran skalar, kecepatan adalah besaran vektor.
   Penjelasan: Kelajuan hanya memiliki besar (nilai), sedangkan kecepatan memiliki besar dan arah.
7. Sebuah mobil yang awalnya diam, dipercepat dengan percepatan konstan 2 m/s². Berapa kecepatan mobil setelah 5 detik?
   • A. 5 m/s
   • B. 10 m/s
   • C. 15 m/s
   • D. 20 m/s
   Jawaban: B. 10 m/s
   Penjelasan: Menggunakan rumus GLBB: v = v₀ + at. Karena awalnya diam, v₀ = 0. Jadi, v = 0 + (2 m/s²)(5 s) = 10 m/s.
8. Jika sebuah objek bergerak dengan kecepatan konstan, maka…
   • A. Percepatannya positif.
   • B. Percepatannya negatif.
   • C. Percepatannya nol.
   • D. Percepatannya tidak dapat ditentukan.
   Jawaban: C. Percepatannya nol.
   Penjelasan: Kecepatan konstan berarti tidak ada perubahan kecepatan. Percepatan adalah laju perubahan kecepatan. Jika kecepatan tidak berubah, maka percepatan adalah nol.
9. Grafik posisi (s) terhadap waktu (t) untuk gerak lurus beraturan (GLB) adalah…
   • A. Garis lurus horizontal.
   • B. Garis lurus miring ke atas.
   • C. Garis lengkung parabola.
   • D. Garis lurus miring ke bawah.
   Jawaban: B. Garis lurus miring ke atas.
   Penjelasan: Pada GLB, posisi berubah secara linear terhadap waktu, sehingga grafik s-t adalah garis lurus dengan kemiringan (gradien) yang konstan, yang menyatakan kecepatan. Jika kecepatan positif, garis miring ke atas.
10. Sebuah sepeda motor bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Jika dinyatakan dalam m/s, kecepatan tersebut adalah…
    • A. 10 m/s
    • B. 20 m/s
    • C. 30 m/s
    • D. 40 m/s
    Jawaban: B. 20 m/s
    Penjelasan: Untuk mengubah km/jam ke m/s: 72 km/jam = 72 * (1000 m / 3600 s) = 72 * (10/36) m/s = 2 * 10 m/s = 20 m/s.
11. Apa yang dimaksud dengan kecepatan sesaat?
    • A. Kecepatan rata-rata pada interval waktu yang sangat singkat mendekati nol.
    • B. Kecepatan maksimum yang dapat dicapai benda.
    • C. Kecepatan pada awal pergerakan.
    • D. Kecepatan pada akhir pergerakan.
    Jawaban: A. Kecepatan rata-rata pada interval waktu yang sangat singkat mendekati nol.
    Penjelasan: Kecepatan sesaat adalah kecepatan suatu benda pada titik waktu tertentu, yang didefinisikan sebagai limit dari kecepatan rata-rata ketika interval waktu mendekati nol (turunan posisi terhadap waktu).
12. Sebuah kereta api bergerak ke timur dengan kecepatan 80 km/jam. Apa yang akan terjadi jika kereta tersebut tiba-tiba mengurangi kecepatannya menjadi 60 km/jam?
    • A. Kereta mengalami percepatan positif.
    • B. Kereta mengalami percepatan nol.
    • C. Kereta mengalami perlambatan.
    • D. Kereta mengubah arah gerak.
    Jawaban: C. Kereta mengalami perlambatan.
    Penjelasan: Perlambatan adalah percepatan negatif, yaitu ketika kecepatan benda berkurang.
13. Sebuah benda dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Berapa kecepatan benda setelah 1 detik (asumsi g = 10 m/s²)?
    • A. 0 m/s
    • B. 10 m/s
    • C. 20 m/s
    • D. 30 m/s
    Jawaban: B. 10 m/s
    Penjelasan: Menggunakan rumus GLBB: v = v₀ – gt (karena melawan gravitasi). v = 20 m/s – (10 m/s²)(1 s) = 20 – 10 = 10 m/s.
14. Dalam grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t), kemiringan grafik menunjukkan…
    • A. Posisi
    • B. Jarak
    • C. Perpindahan
    • D. Percepatan
    Jawaban: D. Percepatan
    Penjelasan: Kemiringan (gradien) grafik v-t adalah perubahan kecepatan dibagi perubahan waktu, yang merupakan definisi dari percepatan (a = Δv/Δt).
15. Sebuah mobil bergerak lurus dengan kecepatan awal 10 m/s. Setelah 4 detik, kecepatannya menjadi 30 m/s. Berapa percepatan mobil tersebut?
    • A. 2.5 m/s²
    • B. 5 m/s²
    • C. 7.5 m/s²
    • D. 10 m/s²
    Jawaban: B. 5 m/s²
    Penjelasan: Percepatan = (Perubahan Kecepatan) / Waktu = (v – v₀) / t = (30 m/s – 10 m/s) / 4 s = 20 m/s / 4 s = 5 m/s².
16. Pernyataan yang benar tentang gerak lurus beraturan (GLB) adalah…
    • A. Kecepatannya berubah secara beraturan.
    • B. Percepatannya konstan dan tidak nol.
    • C. Kecepatannya konstan dan percepatannya nol.
    • D. Perpindahannya selalu nol.
    Jawaban: C. Kecepatannya konstan dan percepatannya nol.
    Penjelasan: GLB didefinisikan sebagai gerak dengan kecepatan yang konstan. Jika kecepatan konstan, maka tidak ada perubahan kecepatan, sehingga percepatannya nol.
17. Dua mobil A dan B bergerak berlawanan arah. Mobil A bergerak dengan kecepatan 60 km/jam, dan mobil B bergerak dengan kecepatan 80 km/jam. Berapa kecepatan relatif mobil A terhadap mobil B?
    • A. 20 km/jam
    • B. 70 km/jam
    • C. 140 km/jam
    • D. 100 km/jam
    Jawaban: C. 140 km/jam
    Penjelasan: Ketika dua benda bergerak berlawanan arah, kecepatan relatifnya adalah jumlah dari besar kecepatan masing-masing. Kecepatan relatif = |vA| + |vB| = 60 km/jam + 80 km/jam = 140 km/jam.
18. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian tertentu. Kecepatannya akan…
    • A. Konstan.
    • B. Berkurang.
    • C. Bertambah secara linear.
    • D. Bertambah secara kuadratik.
    Jawaban: C. Bertambah secara linear.
    Penjelasan: Benda jatuh bebas mengalami percepatan gravitasi (g) yang konstan. Oleh karena itu, kecepatannya akan bertambah secara linear seiring waktu (v = gt jika v₀=0).
19. Untuk mengukur kecepatan sebuah objek, alat apa yang paling tepat digunakan?
    • A. Neraca
    • B. Termometer
    • C. Speedometer
    • D. Amperemeter
    Jawaban: C. Speedometer
    Penjelasan: Speedometer adalah alat yang dirancang khusus untuk mengukur kelajuan (besar dari kecepatan) kendaraan.
20. Sebuah mobil memerlukan waktu 10 menit untuk menempuh jarak 12 km. Berapa kecepatan mobil dalam m/s?
    • A. 10 m/s
    • B. 12 m/s
    • C. 15 m/s
    • D. 20 m/s
    Jawaban: D. 20 m/s
    Penjelasan: Waktu = 10 menit = 10 * 60 s = 600 s. Jarak = 12 km = 12 * 1000 m = 12000 m. Kecepatan = Jarak / Waktu = 12000 m / 600 s = 20 m/s.

B. Isian Singkat

1. Jelaskan perbedaan mendasar antara kelajuan dan kecepatan!
   Jawaban: Kelajuan adalah besaran skalar yang hanya memiliki besar (nilai), sedangkan kecepatan adalah besaran vektor yang memiliki besar dan arah.
2. Tuliskan rumus untuk menghitung kecepatan rata-rata!
   Jawaban: Kecepatan rata-rata (v) = Perpindahan (Δs) / Selang waktu (Δt).
3. Sebuah benda bergerak sejauh 50 meter dalam 5 detik. Berapa kelajuannya?
   Jawaban: Kelajuan = Jarak / Waktu = 50 m / 5 s = 10 m/s.
4. Apa arti dari kecepatan negatif dalam fisika?
   Jawaban: Kecepatan negatif menunjukkan bahwa arah gerak benda berlawanan dengan arah positif yang telah ditetapkan (misalnya, bergerak ke kiri jika kanan positif, atau bergerak ke bawah jika atas positif).
5. Sebutkan dua jenis gerak lurus yang sering dipelajari dalam fisika kinematika!
   Jawaban: Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

C. Uraian

1. Sebuah partikel bergerak sepanjang sumbu X. Posisinya diberikan oleh persamaan x(t) = 4t³ – 2t² + 5t – 1, di mana x dalam meter dan t dalam detik. a. Tentukan persamaan untuk kecepatan partikel. b. Hitung kecepatan partikel pada saat t = 3 detik. c. Tentukan persamaan untuk percepatan partikel. d. Hitung percepatan partikel pada saat t = 3 detik.
   Pembahasan:
   a. Kecepatan (v) adalah turunan pertama dari posisi terhadap waktu: v(t) = dx/dt = d/dt (4t³ – 2t² + 5t – 1) = 12t² – 4t + 5.b. Pada t = 3 detik: v(3) = 12(3)² – 4(3) + 5 = 12(9) – 12 + 5 = 108 – 12 + 5 = 101 m/s.c. Percepatan (a) adalah turunan pertama dari kecepatan terhadap waktu: a(t) = dv/dt = d/dt (12t² – 4t + 5) = 24t – 4.d. Pada t = 3 detik: a(3) = 24(3) – 4 = 72 – 4 = 68 m/s².
2. Sebuah mobil bergerak dari kota A ke kota B yang berjarak 200 km dalam waktu 2 jam. Setelah itu, mobil berhenti selama 30 menit di kota B, lalu melanjutkan perjalanan ke kota C sejauh 150 km dalam waktu 1 jam 30 menit. a. Hitung kecepatan rata-rata mobil dari kota A ke kota B. b. Hitung kecepatan rata-rata mobil dari kota B ke kota C. c. Hitung kecepatan rata-rata keseluruhan perjalanan (dari A ke C, termasuk waktu berhenti).
   Pembahasan:
   a. Kecepatan rata-rata A ke B = Jarak AB / Waktu AB = 200 km / 2 jam = 100 km/jam.b. Kecepatan rata-rata B ke C = Jarak BC / Waktu BC = 150 km / 1.5 jam = 100 km/jam.c. Total jarak = Jarak AB + Jarak BC = 200 km + 150 km = 350 km.Total waktu = Waktu AB + Waktu berhenti + Waktu BC = 2 jam + 0.5 jam + 1.5 jam = 4 jam.Kecepatan rata-rata keseluruhan = Total Jarak / Total Waktu = 350 km / 4 jam = 87.5 km/jam.
3. Jelaskan konsep Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Berikan contoh nyata untuk masing-masing gerak tersebut!
   Pembahasan:
   Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan yang konstan. Ini berarti besar dan arah kecepatannya tidak berubah sepanjang waktu. Oleh karena itu, percepatan benda pada GLB adalah nol. Contoh GLB: Mobil yang melaju di jalan tol dengan cruise control pada kecepatan 100 km/jam di jalur lurus. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan percepatan yang konstan. Ini berarti kecepatannya berubah secara beraturan (bisa bertambah atau berkurang) seiring waktu. Contoh GLBB: Buah apel yang jatuh bebas dari pohon (mengalami percepatan gravitasi konstan), atau mobil yang sedang mengerem secara perlahan hingga berhenti.
4. Gambarkan dan jelaskan perbedaan grafik posisi (s) terhadap waktu (t) dan grafik kecepatan (v) terhadap waktu (t) untuk sebuah benda yang bergerak dengan: a. Kecepatan konstan (GLB). b. Percepatan konstan positif (GLBB).
   Pembahasan:
   a. Untuk kecepatan konstan (GLB):- Grafik s-t: Berupa garis lurus miring ke atas (jika kecepatan positif) atau ke bawah (jika kecepatan negatif). Kemiringan grafik menunjukkan nilai kecepatan yang konstan.- Grafik v-t: Berupa garis lurus horizontal di atas sumbu t (jika kecepatan positif) atau di bawah sumbu t (jika kecepatan negatif). Ini menunjukkan bahwa kecepatan tidak berubah seiring waktu.b. Untuk percepatan konstan positif (GLBB):- Grafik s-t: Berupa kurva parabola yang terbuka ke atas. Ini menunjukkan bahwa posisi bertambah semakin cepat seiring waktu.- Grafik v-t: Berupa garis lurus miring ke atas (jika percepatan positif dan kecepatan awal positif). Kemiringan grafik menunjukkan nilai percepatan yang konstan dan positif.
5. Sebuah pesawat terbang melaju di landasan pacu dengan kecepatan awal 0 m/s dan dipercepat secara konstan. Setelah menempuh jarak 800 meter, pesawat mencapai kecepatan lepas landas 80 m/s. a. Berapa percepatan konstan pesawat tersebut? b. Berapa waktu yang dibutuhkan pesawat untuk mencapai kecepatan lepas landas?
   Pembahasan:
   Diketahui: v₀ = 0 m/s, s = 800 m, v = 80 m/s.a. Menggunakan rumus GLBB: v² = v₀² + 2as(80)² = (0)² + 2 * a * 8006400 = 1600aa = 6400 / 1600 = 4 m/s²Jadi, percepatan konstan pesawat adalah 4 m/s².b. Menggunakan rumus GLBB: v = v₀ + at80 = 0 + 4 * tt = 80 / 4 = 20 sJadi, waktu yang dibutuhkan adalah 20 detik.

D. Menjodohkan