TUGAS FISIKASOAL DAN PEMBAHASAN

KINEMATIKA GERAKOleh : Nova Nurul Mustopa

Kelas : XI IPA 7

Soaluntuk no 1-3!Partikelbergerakdenganposisi yang berubahtiapdetiksesuaipersamaan : r

= (4t2 − 4t + 1) i + (3t2 + 4t− 8) j. denganr dalam m dan t dalam s. i danj masing-masingadalahvektorsatuanarahsumbu X danarahsumbu Y.

1.      Posisidanjaraktitikdarititikacuanpada t = 2s adalah….a.       10 mb.      11 mc.       12 md.      13 me.       14 mf.       15 m

Pembahasanr = (4t2 − 4t + 1) i + (3t2 + 4t − 8) jr2 = (4.22 − 4.2 + 1) i + (3.22 + 4.2 − 8) jr2 = 9 i + 12 j

jarak : = = = 15 m

2.      Kecepatan rata-rata dari t = 2s s.d t = 3s adalah…a.       20 ms-1

b.      22,4 ms-1

c.       23,6 ms-1

d.      24,8 ms -1 e.       26,0 ms-1

Pembahasanr2       = 9 i + 12 jr3       = (4.32 − 4.3 + 1) i + (3.32 + 4.3 − 8) j= 25 i + 31 j

Kecepatan rata-ratanyamemenuhi:v    =

      =  = 16 i + 19 jBesarnya׀ v 24,8=  = ‌׀ ms-1

3.      Kecepatan dan laju saat t = 2sadalah ….a.       15 ms-1

b.      20 ms -1 c.       25 ms-1

d.      27,5 ms-1

e.       10 ms-1

Pembahasan

V =

     = {(4t2  - 4t + 1)i + (3t2  - 4t + 8)j }= (8t − 4)i + (6t + 4)j

untuk t = 2s:v2      = (8.2 − 4)i + (6.2 + 4)j      = 12 i + 16 jlajusesaatnyasamadenganbesarkecepatansesaat

V2׀ = = = 20 ms-1

4.     

Kecepatansuatubendaberubahtiapsaatmemenuhigrafik v - t sepertipadaGambardibawah. Jikamula-mulabendaberadapadaposisi 30 m arahsumbu x dangerakbendapadaarahsumbu x positif, makatentukanposisibendapada t = 8 s!

a.       200 mb.      220 mc.       230 md.      250 me.       270 m

PembahasanGerakbendapadaarahsumbu x, berartir (t)  = x (t)x0          = 30 mPada t = 8 s posisinyamemenuhi :x      = x0 + luas (daerahterarsir)        = 30 + (20 + 40) .         = 270 m

5.      Sebuahgerakpartikeldapatdinyatakandenganpersamaanr = (t3 − 2t2) i + (3t2) j. Semuabesaranmemilikisatuandalam SI. Tentukanbesarpercepatangerakpartikeltepatsetelah 2s dariawalpengamatan!

a.       5 ms-1

b.      10 ms -1 c.       15 ms-1

d.      20 ms-1

e.       25 ms-1

Pembahasanr     = (t3 − 2t2) i + (3t2) jKecepatansesaatdiperoleh:v    =      =   {(t3-2t2)i + (3t2)} = (3t2− 4t) i + (6t) jPercepatansesaatnya :a    =  = (6t - 4)i + 6jUntuk t = 2s:a2      = (6.2 - 4) i + 6j = 8i + 6jJadibesarpercepatannyamemenuhi:

=  =  10 ms-1

UntukSoal no 6-9! Sebuahpartikelbergeraklurusdenganpercepatana = (2 − 3t2). a dalam m/s2 dan t dalam s. Padasaat t = 1s, kecepatannya 3 m/s danposisinya m darititikacuan.

6.      Tentukankecepatanpada t = 2s!a.       0 ms-1

b.      1 ms-1

c.       -1ms-1

d.      2 ms-1

e.       -2 ms -1 Pembahasana     = (2 − 3t2)t      = 1s, v1 = 3 m/s dan S1 = mKecepatanpartikelmerupakan integral daripercepatan

partikel.v      = v0 +

       = v0 + = v0 + 2t –t3

Untuk t = 1s:3 = v0 + 2.1 − 13

v0 = 2 m/sjadi : v = 2 + 2t − t3

danuntuk t = 2s diperoleh:v(2) = 2 + 2 . 2 − 23= −2 m/s

7.      Tentukanposisipada t = 2s!a.       5mb.      7 mc.       10 md.      12 me.       15 m

PembahasanS     = S0 +

       = S0 + = S0 + 2t + t2 − t4Untuk t = 1s:       = S0 + 2.1 + 12− .14berarti S0 = −1mJadi : S = −1 + 2t + t2–t4

danuntuk t = 2s diperoleh:S(2) = -1 + 2.2 + 22− . 24= 5 m

Soaluntuk no 8 dan 9!Benda yang bergerakmelingkarkecepatansudutnyaberubahsesuaipersamaan ω = (3t2 − 4t + 2) rad/s dan t dalam s. Padasaat t = 1s, posisisudutnyaadalah 5 rad. Setelahbergerakselama t = 2s

8.        Tentukanpercepatansudutnya!a.       2 rad.s-2

b.      4 rad.s-2

c.       6 rad.s-2

d.      8 rad.s-2

e.       10 rad.s-2

PembahasanPercepatansudutsesaatnyaadalahdeferensialdariω.α =α = = 6t − 4untuk t = 2s:d(2) = 6.2 − 4 = 8 rad/s2

9.        Tentukanposisisudutnya!a.       8 radb.      10 radc.       12 radd.      14 rade.       20 rad

Pembahasanθ = θ0 +θ = θ0 + = θ0 + t3 − 2t2 + 2tuntuk t = 1s5 = θ0 + 13 − 2.12 + 2.1 berarti θ0 = 4 radBerartiuntuk t = 2s dapatdiperoleh:θ = 4 + t3 − 2t2 + 2t= 4 + 23 − 2.22 + 2.2 = 8 rad

Soaluntuknomor 10-13!Sebuahbatudiikatdengantalisepanjang 20 cm kemudiandiputarsehinggabergerakmelingkardengankecepatansudut ω = 4t2 - 2 rad/s. Setelahbergerak 2s.

10.  Tentukankecepatan linier batu!a.       1,2 m/sb.      1,8 m/sc.       2,0 m/sd.      2,4 m/se.       2,8 m/s

PembahasanR     = 2 cm = 0,2 mω     = 4t2− 2t      = 2sKecepatansudutpada t = 2 s memenuhi:ω     = 4.22− 2 = 14 rad/sBerartikecepatanliniernyasebesar:v      = ω R = 14 . 0,2 = 2,8 m/s