Berikut ini ,Soal UN UAS dan UASBN LKS Materi Gerak Parabola (Fisika) Kurikulum 2013, beserta kunci Jawabannya, untuk siswa SMA/SMK/MA/MAK/Sederajat,
1. Seorang stuntman melaju mengemudikan sepeda motor mengarah ke ujung tebing setinggi 50 m. Berapa kecepatan yang mesti dijangkau motor tersebut ketika melaju dari ujung tebing mengarah ke landasan dibawahnya sejauh 90 m dari tebing? Abaikan gesekan udara.
Pembahasan:
Gambarkan terlebih dahulu lintasan gerak parabola objek tersebut. Perhatikan gambar dibawah ini:
soal gerak parabola
Kemudian anda identifikasi komponen-komponen yang diketahui,
x_{max} = 90 m \qquad a_x = 0 \qquad y_c = y_0 = 0 \newline \newline a_y = -g = – 9,8 m/s^2 \qquad y_b = -50 m.
V_{y0} = 0, jadi anda tahu bahwa V_{x0} = V_0
Dengan formula untuk mencari elevasi benda, kita dapat mendapatkan masa-masa tempuh:
y = V_{y0} t – \frac{1}{2} gt^2 \newline \newline y = 0 – \frac{1}{2} gt^2 \newline \newline y = – \frac{1}{2} gt^2 \newline \newline t^2 = \frac{2y}{-g} \Longrightarrow t = \sqrt{\frac{2y}{-g}} = \sqrt{\frac{2 (-50 m)}{- 9,8 m/s^2}} \newline \newline t = 3,19 s
Dengan formula* untuk menggali jarak tempuh, kita dapat mendapatkan kecepatan motor:
x = V_{x0} \times t \newline \newline V_{x0} = \frac{x}{t} = \frac{90 m}{3.19 s} = 28,21 \: m/s.
Jadi, kecepatan yang mesti dijangkau harus sebesar 28,21 m/s atau selama 100 km/h (101,55 km/h).
2. Sebuah bola ditendang menyusun sudut (\theta_0 = 37^{\circ}) dengan kecepatan . Hitunglah
(a) elevasi maksimum bola,
b) masa-masa tempuh bola sampai bola tiba di tanah
(c) seberapa jauh bola menjangkau tanah,
(d) kecepatan bola di elevasi maksimum, dan (e) percepatan saat elevasi maksimum. Abaikan gesekan udara dan rotasi pada bola.
Pembahasan:
Gambarkan terlebih dahulu lintasan gerak parabola objek tersebut. Perhatikan gambar dibawah ini.
contoh soal gerak parabola
Kita cari kedua komponen kecepatannya:
V_{x0} = V_0 \cos 37^{\circ} = 20 m/s \times 0,799 = 16 m/s \newline \newline V_{y0} = V_0 \sin 37^{\circ} = 20 m/s \times 0,602 = 12 m/s.
(a) Dengan memakai rumus kecepatan komponen vertikal, anda mendapat selang masa-masa tempuh ketika bola menjangkau titik tertinggi.
V_y = V_{y0} – gt \newline \newline 0 = V_{y0} – gt \newline \newline V_{y0} = gt \newline \newline t = \frac{V_{y0}}{g} = \frac{12 m/s}{9,8 m/s^2} = 1,22 s
Kemudian, anda pakai formula untuk mencari elevasi benda:
y = V_{y0} t – \frac{1}{2} gt^2 \newline \newline y = 12 m/s \cdot 1,22 s – \frac{1}{2} \cdot 9,8 m/s^2 \cdot (1,22 s)^2 \newline \newline y = 7.35 m.
(b) dan (c):
Pertama, anda* p
akai formula* untuk menggali* jarak tempuh maksimum:
x_{max} = (V_0^2 \sin 2 \theta_0)/g \newline \newline x_{max} = ((20 \: m/s)^2 \sin 2(37^{\circ}))/(9,8 m/s^2 \newline \newline x_{max} = 39,2 m.
Kemudian, saya dan anda bisa* mencari jarak tempuh bola maksimum:
x_{max} = V_{max} \times t_{max} \newline \newline t_{max} = \frac{x_{max}}{V_x} = \frac{39,2 \: m}{16 \: m/s} = 2,45 s.
(d) Di titik tertinggi, tidak ada* komponen kecepatan vertikal. Jadi kecepatan bola ketika* di titik tertinggi merupakan*:
V_{max} = V_{x0} = V_0 \cos 37^{\circ} = 16 m/s.
(e) Besarnya percepatan sama di masing-masing* lintasan, yaitu* sebesar 9,8 \: m/s^2 ke bawah.
