Kumpulan Contoh Soal TERLENGKAP! Kumpulan 32 Soal Fisika Gerak (GLB, GLBB, Parabola) + Kunci Jawaban!
Pilihan Ganda
1. 1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan konstan 72 km/jam. Jika mobil tersebut bergerak selama 15 menit, berapakah jarak yang ditempuh mobil?
A. 18 km
B. 12 km
C. 15 km
D. 20 km
2. 2. Sebuah benda mula-mula diam, kemudian bergerak dengan percepatan 4 m/s². Berapakah kecepatan benda setelah 5 detik?
A. 10 m/s
B. 15 m/s
C. 20 m/s
D. 25 m/s
3. 3. Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika g = 10 m/s², ketinggian maksimum yang dicapai bola adalah…
A. 10 m
B. 20 m
C. 25 m
D. 30 m
4. 4. Sebuah mobil bergerak dari keadaan diam dengan percepatan tetap 2 m/s². Jarak yang ditempuh mobil setelah 4 detik adalah…
A. 8 m
B. 16 m
C. 24 m
D. 32 m
5. 5. Benda yang bergerak lurus dengan kecepatan konstan dikatakan mengalami gerak…
A. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
B. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
C. Gerak Parabola
D. Gerak Melingkar
6. 6. Sebuah batu dijatuhkan dari ketinggian 45 m tanpa kecepatan awal. Jika g = 10 m/s², waktu yang dibutuhkan batu untuk sampai ke tanah adalah…
A. 2 s
B. 3 s
C. 4 s
D. 5 s
7. 7. Percepatan adalah perubahan kecepatan per satuan waktu. Satuan SI untuk percepatan adalah…
A. m/s
B. m/s²
C. km/jam
D. N
8. 8. Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 50 m/s dan sudut elevasi 30° terhadap horizontal. Jika g = 10 m/s², komponen kecepatan awal pada arah vertikal adalah…
A. 25 m/s
B. 25√3 m/s
C. 50 m/s
D. 50√3 m/s
9. 9. Gaya yang menyebabkan benda bergerak melingkar dan selalu mengarah ke pusat lingkaran disebut gaya…
A. Gravitasi
B. Normal
C. Sentripetal
D. Gesek
10. 10. Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Momentum benda tersebut adalah…
A. 10 kg m/s
B. 20 kg m/s
C. 5 kg m/s
D. 2 kg m/s
11. 11. Hukum I Newton menyatakan bahwa benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan jika resultan gaya yang bekerja padanya adalah nol. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum…
A. Aksi-Reaksi
B. Kelembaman (Inersia)
C. Percepatan
D. Kekekalan Energi
12. 12. Sebuah mobil dengan massa 1000 kg mengalami percepatan 2 m/s². Gaya yang bekerja pada mobil tersebut adalah…
A. 500 N
B. 1000 N
C. 2000 N
D. 4000 N
13. 13. Dua benda memiliki massa yang sama. Benda A bergerak dengan kecepatan 2v, dan benda B bergerak dengan kecepatan v. Perbandingan energi kinetik benda A dan benda B adalah…
A. 1 : 1
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 4 : 1
14. 14. Sebuah benda bermassa 0,5 kg jatuh bebas dari ketinggian 10 m. Energi potensial benda saat berada di ketinggian tersebut (g = 10 m/s²) adalah…
A. 5 J
B. 10 J
C. 25 J
D. 50 J
15. 15. Pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB), percepatan benda adalah…
A. Nol
B. Konstan dan tidak nol
C. Berubah-ubah
D. Sebanding dengan waktu
16. 16. Sebuah benda bergerak melingkar dengan jari-jari lintasan 2 m dan kecepatan sudut 5 rad/s. Kecepatan linier benda adalah…
A. 2,5 m/s
B. 5 m/s
C. 10 m/s
D. 20 m/s
17. 17. Gerak parabola adalah perpaduan antara gerak lurus beraturan (GLB) pada sumbu X dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) pada sumbu Y. Pernyataan ini…
A. Benar
B. Salah
C. Tergantung kondisi
D. Tidak relevan
18. 18. Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian h. Jika kecepatan benda saat menyentuh tanah adalah v, maka ketinggian h tersebut adalah… (dengan g = percepatan gravitasi)
A. v²/g
B. v²/(2g)
C. 2v²/g
D. gv²/2
19. 19. Jika sebuah gaya 10 N bekerja pada benda bermassa 5 kg selama 2 detik, maka impuls yang dialami benda adalah…
A. 5 Ns
B. 10 Ns
C. 20 Ns
D. 50 Ns
20. 20. Sebuah benda bergerak dengan persamaan posisi x(t) = 2t² + 3t – 5, di mana x dalam meter dan t dalam detik. Kecepatan benda pada t = 2 s adalah…
A. 7 m/s
B. 9 m/s
C. 11 m/s
D. 13 m/s
Isian Singkat
1. 21. Gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kecepatan konstan disebut…
2. 22. Rumus untuk mencari percepatan (a) jika diketahui perubahan kecepatan (Δv) dan selang waktu (Δt) adalah…
3. 23. Satuan SI untuk momentum adalah…
4. 24. Pada gerak vertikal ke atas, kecepatan benda di titik tertinggi adalah…
5. 25. Grafik kecepatan terhadap waktu (v-t) untuk Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dengan percepatan positif adalah berupa garis lurus yang…
Uraian
1. 26. Sebuah mobil bergerak lurus dengan kecepatan awal 10 m/s. Setelah 5 detik, kecepatannya menjadi 20 m/s. Hitunglah: a) Percepatan mobil, b) Jarak yang ditempuh mobil selama 5 detik tersebut!
2. 27. Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 30 m/s. Jika g = 10 m/s², tentukan: a) Waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai titik tertinggi, b) Ketinggian maksimum yang dicapai bola!
3. 28. Sebuah benda bermassa 2 kg ditarik dengan gaya 20 N pada bidang datar yang licin. Jika benda tersebut mula-mula diam, berapa kecepatan benda setelah menempuh jarak 9 meter?
4. 29. Sebuah peluru ditembakkan dari tanah dengan kecepatan awal 40 m/s dan sudut elevasi 37° (sin 37° = 0,6; cos 37° = 0,8). Jika g = 10 m/s², tentukan jangkauan horizontal maksimum yang dicapai peluru!
5. 30. Dua buah benda, A dan B, bermassa masing-masing 2 kg dan 3 kg. Benda A bergerak ke kanan dengan kecepatan 10 m/s dan benda B bergerak ke kiri dengan kecepatan 5 m/s. Keduanya bertumbukan lenting sempurna. Tentukan kecepatan masing-masing benda setelah tumbukan!
Mencocokkan
1. 31. Cocokkan jenis gerak berikut dengan karakteristiknya:
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
3. Gerak Parabola
A. Kecepatan konstan, percepatan nol.
B. Percepatan konstan, kecepatan berubah.
C. Kombinasi GLB horizontal dan GLBB vertikal.
2. 32. Cocokkan besaran fisika berikut dengan satuan SI-nya:
1. Kecepatan
2. Percepatan
3. Gaya
4. Momentum
A. Newton (N)
B. meter per sekon (m/s)
C. kilogram meter per sekon (kg m/s)
D. meter per sekon kuadrat (m/s²)
Kunci Jawaban dan Pembahasan
Pilihan Ganda
1. A
Pembahasan: Kecepatan = 72 km/jam = 72 ÷ 3,6 m/s = 20 m/s. Waktu = 15 menit = 15 × 60 s = 900 s. Jarak = kecepatan × waktu = 20 m/s × 900 s = 18.000 m = 18 km.
2. C
Pembahasan: Karena benda mula-mula diam, v₀ = 0. Menggunakan rumus GLBB: vₜ = v₀ + at = 0 + (4 m/s² × 5 s) = 20 m/s.
3. B
Pembahasan: Pada titik tertinggi, kecepatan akhir (vₜ) = 0. Menggunakan rumus vₜ² = v₀² – 2gh ⇨ 0² = 20² – 2 × 10 × h ⇨ 0 = 400 – 20h ⇨ 20h = 400 ⇨ h = 20 m.
4. B
Pembahasan: Karena bergerak dari diam, v₀ = 0. Menggunakan rumus s = v₀t + ½at² = (0 × 4) + (½ × 2 × 4²) = 0 + (1 × 16) = 16 m.
5. B
Pembahasan: Definisi Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan kecepatan konstan (percepatan nol).
6. B
Pembahasan: Menggunakan rumus h = v₀t + ½gt². Karena dijatuhkan tanpa kecepatan awal, v₀ = 0. Jadi, 45 = 0 + ½ × 10 × t² ⇨ 45 = 5t² ⇨ t² = 9 ⇨ t = 3 s.
7. B
Pembahasan: Percepatan (a) didefinisikan sebagai Δv/Δt. Satuan kecepatan adalah m/s dan satuan waktu adalah s, sehingga satuan percepatan adalah (m/s)/s = m/s².
8. A
Pembahasan: Komponen kecepatan awal pada arah vertikal (v₀y) = v₀ sin θ = 50 × sin 30° = 50 × 0,5 = 25 m/s.
9. C
Pembahasan: Gaya sentripetal adalah gaya yang diperlukan agar benda dapat bergerak melingkar dan arahnya selalu menuju pusat lingkaran.
10. B
Pembahasan: Momentum (p) = massa (m) × kecepatan (v) = 2 kg × 10 m/s = 20 kg m/s.
11. B
Pembahasan: Hukum I Newton sering disebut juga Hukum Kelembaman atau Inersia, yang menjelaskan kecenderungan benda untuk mempertahankan keadaan geraknya.
12. C
Pembahasan: Menggunakan Hukum II Newton: F = ma = 1000 kg × 2 m/s² = 2000 N.
13. D
Pembahasan: Energi kinetik (EK) = ½mv². EK_A = ½m(2v)² = ½m(4v²) = 4 (½mv²). EK_B = ½mv². Jadi EK_A : EK_B = 4 : 1.
14. D
Pembahasan: Energi potensial (EP) = mgh = 0,5 kg × 10 m/s² × 10 m = 50 J.
15. B
Pembahasan: GLBB adalah gerak benda pada lintasan lurus dengan percepatan konstan (tetap) dan tidak nol.
16. C
Pembahasan: Kecepatan linier (v) = kecepatan sudut (ω) × jari-jari (r) = 5 rad/s × 2 m = 10 m/s.
17. A
Pembahasan: Gerak parabola memang merupakan kombinasi dari GLB horizontal (kecepatan konstan, percepatan nol) dan GLBB vertikal (dipengaruhi gravitasi, percepatan = g).
18. B
Pembahasan: Menggunakan rumus GLBB: v² = v₀² + 2gh. Karena dijatuhkan (v₀=0), maka v² = 2gh ⇨ h = v²/(2g).
19. C
Pembahasan: Impuls (I) = Gaya (F) × waktu (Δt) = 10 N × 2 s = 20 Ns.
20. C
Pembahasan: Kecepatan adalah turunan pertama dari posisi terhadap waktu: v(t) = dx/dt = d(2t² + 3t – 5)/dt = 4t + 3. Pada t = 2 s, v(2) = (4 × 2) + 3 = 8 + 3 = 11 m/s.
Isian Singkat
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
2. a = Δv/Δt
3. kg m/s
4. Nol (0)
5. Meningkat (atau ‘miring ke atas’)
Uraian
1. a) Percepatan (a) = (vₜ – v₀) / t = (20 m/s – 10 m/s) / 5 s = 10 m/s / 5 s = 2 m/s². b) Jarak (s) = v₀t + ½at² = (10 m/s × 5 s) + (½ × 2 m/s² × (5 s)²) = 50 m + (1 × 25 m) = 75 m.
2. a) Pada titik tertinggi, vₜ = 0. Menggunakan vₜ = v₀ – gt ⇨ 0 = 30 – 10t ⇨ 10t = 30 ⇨ t = 3 s. b) Ketinggian maksimum (h) = v₀t – ½gt² = (30 × 3) – (½ × 10 × 3²) = 90 – (5 × 9) = 90 – 45 = 45 m.
3. Pertama, cari percepatan (a) menggunakan Hukum II Newton: F = ma ⇨ 20 N = 2 kg × a ⇨ a = 10 m/s². Kedua, cari kecepatan akhir (vₜ) menggunakan rumus GLBB: vₜ² = v₀² + 2as. Karena mula-mula diam, v₀ = 0. Jadi, vₜ² = 0² + (2 × 10 m/s² × 9 m) = 180. Maka, vₜ = √180 = 6√5 m/s (sekitar 13,42 m/s).
4. Waktu total di udara (T) = 2v₀ sin θ / g = (2 × 40 × 0,6) / 10 = 48 / 10 = 4,8 s. Jangkauan horizontal (R) = v₀ cos θ × T = 40 × 0,8 × 4,8 = 32 × 4,8 = 153,6 m.
5. Menggunakan Hukum Kekekalan Momentum: m_A v_A + m_B v_B = m_A v_A’ + m_B v_B’ ⇨ (2 × 10) + (3 × -5) = 2v_A’ + 3v_B’ ⇨ 20 – 15 = 2v_A’ + 3v_B’ ⇨ 5 = 2v_A’ + 3v_B’ (Persamaan 1).
Untuk tumbukan lenting sempurna, koefisien restitusi (e) = 1: v_A’ – v_B’ = -(v_A – v_B) ⇨ v_A’ – v_B’ = -(10 – (-5)) ⇨ v_A’ – v_B’ = -15 ⇨ v_A’ = v_B’ – 15 (Persamaan 2).
Substitusi Persamaan 2 ke Persamaan 1: 5 = 2(v_B’ – 15) + 3v_B’ ⇨ 5 = 2v_B’ – 30 + 3v_B’ ⇨ 35 = 5v_B’ ⇨ v_B’ = 7 m/s (ke kanan).
Substitusi v_B’ ke Persamaan 2: v_A’ = 7 – 15 = -8 m/s (ke kiri).
Jadi, setelah tumbukan, benda A bergerak ke kiri dengan kecepatan 8 m/s, dan benda B bergerak ke kanan dengan kecepatan 7 m/s.
Mencocokkan
1. 1-A, 2-B, 3-C
2. 1-B, 2-D, 3-A, 4-C