Soal dan Pembahasan SBMPTN Saintek Fisika-Gerak Lurus, Melingkar, dan Parabola

Pada artikel kali ini akan dibahas soal-soal  SBMPTN fisika dengan fokus materi gerak lurus, melingkar, dan parabola. Adapun soal-soal tersebut berasal dari UMPTN, SNMPTN, SBMPTN, SPMB, UTUL UGM, SIMAK UI dll yang berhasil dikumpulkan dari berbagai sumber.

UMPTN 1993

1. Peluru ditembakkan condong ke atas dengan kecepatan awal v = 1,4 x 10³ m/s dan mengenai sasaran yang jarak mendatarnya sejauh 2x10⁵ m. Bila percepatan gravitasi 9,8 m/s², maka elevasinya adalah n derajat, dengan n sebesar . . .

A. 10   D. 60

B. 30   E. 75

C. 45

Pembahasan :

Diketahui :

v = 1,4 x 10³ m/s

x = 2x10⁵ m

g = 9,8 m/s²

Ditanya :

n (dalam derajat) atau sudut yang terbentuk antara condong pistol dan  garis horizontal.

Penyelesaian :

Jadi, jawaban dari persoalan dari soal nomor 1 adalah C. 45.

UMPTN 1995

2.  Seseorang mengendarai mobil dengan kecepatan 90 km/jam, tiba-tiba melihat seorang anak kecil di tengah jalan pada jarak 200 m di mukanyaa. Jika mobil direm dengan perlambatan maksimum sebesar 1,25 m/s², maka terjadi peristiwa . . .

A. Mobil tepat akan berhenti didepan anak itu.

B. Mobil langsung berhenti

C. Mobil berhenti jauh di muka anak itu.

D. Mobil berhenti sewaktu menabrak anak itu.

E. Mobil baru berhenti setelah menabrak anak itu.

Pembahasan :

Dik :

Vo = 90 km/jam = 25 m/s

s = 200 m

a = -1,25 m/s² (bernilai negatif karena perlambatan)

Dit :

Kapan mobil berhenti.

Penyelesaian :

Agar mobil berhenti maka kecepatan akhir (Va) harus sama dengan 0.

Va² = Vo² + 2as

0² = 25² + 2 . (-1,25) . s

0 = 625 - 2,5s

2,5s = 625

s = 250 m

Karena mobil baru akan berhenti setelah 250 m, maka mobil akan menabrak terlebih dahulu dan kemudian berhenti. Jadi, jawaban dari persoalan nomor 2 adalah E. Mobil baru berhenti setelah menabrak anak itu.

UMPTN 1997

3. Pada waktu bersamaan dua bola dilempar ke atas, masing-masing dengan kelajuan V₁ = 10 m/s (bola 1) dan V₂ = 20 m/s (bola 2). Jarak antara kedua bola saat mencapai titik tertinggi adalah . . .

A. 30 m   D. 15 m

B. 25 m   E. 10 m

C. 20 m

Pembahasan :

Dik : 

V₁ = 10 m/s

V₂ = 20 m/s

g = -10 m/s (bernilai negatif karena arah bola tidak searah dengan percepatan gravitasi)

Dit :

Jarak antara kedua bola jika bola 1 berada pada ketinggian maksimum.

Penyelesaian : 

Dicari tinggi maksimum bola 1

Vt² = Vo² + 2gh

0² = 10² + 2 . (-10) . h

20h = 100

h = 5 m

Cari waktu tempuh bola 1 menuju tinggi maksimum

Vt = Vo + at

0 = 10 + (-10) . t

10t = 10

t = 1 s

Cari ketinggian bola 2 setelah 1 sekon

h = Vo . t + ½ . g . t²

h = 10 . 1 + ½ . (-10) . 1²

h = 20 - 5

h = 15 m

Cari jarak antara kedua bola

s =  15 - 5

  = 10 m

Jadi, jawaban dari persoalan nomor 3 adalah E. 10 m

UMPTN 1997

4. Sebuah peluru ditembak dengan kecepatan awal 60 m/s dan dengan sudut elevasi 30⁰⁰. Ketinggian maksimum yang dicapai adalah . . . 

A. 30 m    D. 90 m

B. 45 m    E. 100 m

C. 50 m

Pembahasan :

Dik :

V = 60 m/s

n = 30⁰

Dit :

Ketinggian maksimum peluru.

Penyelesaian : 

Jadi, jawaban dari persoalan nomor 4 adalah B. 45 m.

SNMPTN 2010

5. Seorang supir sedang mengendari mobil yang bergerak dengan kecepatan tetap 25 m/s . Ketika sopir melihat seorang anak yang tiba-tiba menyebrang jalan, diperlukan waktu 0,10 s bagi supir untuk bereaksi dan mengerem. Akibatnya mobil melambat dengan percepatan 5 m/s² dan berhenti. Jarak total yang ditempuh mobil sejak sopir melihat anak menyebrang hingga mobil berhenti adalah . . .

A. 11 m        D. 48 m 

B. 37 m        E. 65,25 m

C. 38,25 m

Pembahasan :

Dik : 

V = 25 m/s

t = 0,10 s

a = -5 m/s²

Dit :

Jarak total dimulai dari supir melihat anak sampai mobil berhenti.

Penyelesain :

Jarak yang ditempuh sebelum supir bereaksi (sebelum direm)

s = V . t

s = 25 . 0,10

s = 2,5 m

Jarak yang ditempuh setelah supir bereaksi (setelah direm)

Vt² = Vo² + 2as

0² = 25² + 2 . (-5) . s

10s = 625

s = 62,5 m

Jadi, jawaban dari persoalan nomor 5 adalah E. 62,5 m.

UTBK 2019

6. Sebuah peluru ditembakkan dari titik A, agar peluru mencapai titik B maka besar kecepatan awal Vo peluru dititik A adalah . . .

A. 4√3 / 3 m/s

B. 5√3 / 3 m/s

C. 2√3 m/s

D. 8√3 / 3 m/s

E. 3√3 m/s

Pembahasan :

Dik :

ha = 20 m

hb = 5 m

x = 4 m

Dit : 

Keceptan awal (Vo) agar bola dapat mendarat di titik B.

Penyelesaian :

Tinjau vertikal

Voy = 0

Voy bernilai 0 karena jika diamati secara vertikal benda bergerak jatuh bebas kebawah, artinya benda tidak memiliki kecepatan awal dibidang vertikal.

h = ha - hb

h = 20 - 5

h = 15 m 

h = Voy. t  + ½ . g. t²

15 = 0 . t + ½ . (10) . t² 

t² = 3

t = √3 s

Tinjau horizontal

Vox = s / t

Vox = 4 / √3 m/s

Vox memiliki kecepatan awal karena jika diamati secara horizontal, agar benda dapat menuju titik B diperlukan gaya atau kecepatan dibidang horizontal.

Vo = √Voy² + Vox²

Vo = √0² + (4 / √3)²

Vo = √16 / 3

Vo = 4 / √3 m/s

Jadi, jawaban dari persoalan nomor 6 adalah A. 4 / √3 m/s.

SBMPTN 2013

7. Sebuah batu dilempar vertikal ke atas dengan laju awal 30 m/s dari puncak sebuah gedung yang tingginya 80 m. Jika besar percepatan gravitasi 10 m/s², maka waktu yang diperlukan batu untuk mencapai dasar gedung adalah . . .

A. 7 s    D. 10 s

B. 8 s    E. 12 s

C. 9 s

Pembahasan :

Dik :

Vo = 30 m/s

h = 80 m

g = 10 m/s²

Dit :

Waktu yang diperlukan batu mencapai tanah dimulai dari dilempar diatas gedung yang tingginya 80 m.

Penyelesaian :

Hitung terlebih dahulu waktu yang diperlukan saat mencapai tinggi maksimum dan tinggi maksimum itu sendiri

Vt = Vo + at

0 = 30 + (-10) . t

10t = 30

t = 3 s

Vt² = Vo² + 2gh

0 = 30² + 2 . (-10) . h (Vt bernilai 0 karena kecepatan batu disaat dititik maksimum adalah 0)

20h = 900

h = 45 m

Ketinggian total diperoleh dengan menjumlahkan tinggi gedung dan ketinggian maksimum yang ditempuh batu, didapat yaitu 125 m.

h = Vo . t + ½ . g . t²

125 = 0 . t + ½ . 10 . t²

5t² = 125

t² = 25

t = 5 s

Waktu tempuh total diperoleh dengan menjumlahkan waktu naik dan waktu turun, maka akan diperoleh waktu tempuh total adalah 8 sekon. Jadi, jawaban dari persoalan nomor 7 adalah B. 8 s.

SPMB 2002

8. Sebuah mobil mula-mula diam. Kemudian mobil ini dihidupkan dan mobil bergerak degan percepatan  tetap 2 m/s², setelah mobil bergerak selama 10 s mesinnya dimatikan, mobil mengalami perlambatan tetap dan mobil berhenti setelah 10 s kemudian. Jarak yang masih ditempuh mobil mulai dari saat mesin dimatikan sampai berhenti adalah . . .

A. 210 m

B. 200 m

C. 195 m

D. 100 m

E. 20 m

Pembahasan :

Dik :

a = 2 m/s²

t₁ = 10 s (saat mesin hidup) 

t₂ = 10 s (saat mesin mati)

Dit :

Jarak yang ditempuh dimuali dari saat mesin dimatikan

Penyelesaian :

Cari kecepatan sesaat sebelum mesin dimatikan

Vt₁ = Vo₁ + a₁. t₁

Vt₁ = 0 + 2 . 10

Vt₁ = 20 m/s

Vt₁ = Vo₂

Hitung perlambatan yang dialami mobil saat mesin mulai dimatikan

Vt₂ = Vo₂ + a . t

0 = 20 + a . 10 (Vt₂ bernilai 0 karena disaat mobil berhenti kecepatannya sama dengan 0)

-10a = 20 

a = -2 m/s²

Hitung jarak yang ditempuh saat mesin mulai dimatikan

Vt₂² = Vo₂² + 2as

0 = 20² + 2 . (-2) . s

4s = 400

s = 100 m

Jadi, jawaban dari persoalan nomor 8 adalah D. 100 m.

SNMPTN 2010

9. Jika kecepatan rata-rata sebuah benda sama dengan nol, maka . . .

A.  Benda bergerak dengan kecepatan tetap

B. Jarak yang ditempuhnya sama dengan nol

C. Benda bergerak bolak-balik

D. Perpindahan benda itu sama dengan nol

E. Kelajuan rata-rata benda sama dengan nol

Penyelesaian :

Karena hanya diketahui kecepatan rata-ratanya adalah 0, maka :

Jadi, jawaban dari persoalan nomor 9 adalah D. Perpindahan benda itu sama dengan nol.

SBMPTN 2016

10. Sebuah bola ditembakkan dari tanah ke udara dari tanah ke udara. Pada ketinggian 9,1 m komponen kecepatan bola dengan arah x adalah 7,6 m/s dan dalam arah y adalah 6,1 m/s. Jika percepatan gravitasi g adalah 9.8 m/s² maka ketinggian maksimum yang dapat dicapai bola kira-kira sama dengan . . .

A. 14 m

B. 13 m

C. 12 m

D. 11 m

E. 10 m

Pembahasan :

Dik :

h = 9,1 m

Vx = 7,6 m/s 

Vy = 6,1 m/s

g = 9,8 m/s²

Dit :

Ketinggian makimum yang dapat dicapai bola

Penyelesaian :

Tinjau vertikal

Vty² = Voy² + 2gh

0² = 6,1² + + 2 . (-9,8) . h

19.6h = 37.21

h = 1,89 m atau 1,9 m

Ketinggian maksimum = 9,1 + 1,9

Ketinggian maksimum = 11 m

Jadi, jawaban dari persoalan nomor 10 adalah D. 11 m.

UMPTN 1991

11. Sebuah peluru ditembakkan dengan arah horizontal dan kecepatan awal v dan pada ketinggian h dari permukaan tanah. Jika gesekan dengan udara diabaikan, jarak horizontal yang ditempuh peluru bergantung pada . . .

1) Kecepatan awal v

2) Ketinggian h

3) Percepatan gravitasi

4) Massa peluru

 .

Penyelesaian :

Dengan mengingat rumus  h = Voy . t + ½ . g . t² dan x = Vox . √2g / h maka dapat disimpulkan bahwa massa peluru tidak mempengaruhi jarak horizontal yang akan ditempuh peluru, 1, 2, dan 3 benar.

Jadi, jawaban dari persoalan nomor 11 adalah A. Pernyataan 1, 2, dan 3 benar.

SBMPTN 2018

12. Sebuah partikel bergerak melingkar dengan kecepatan sudut berubah dari 2 rad/s menjadi 6 rad/s, posisi yang ditempuh 2 radian. Besarnya percepatan sudut adalah . . .
A. 2 rad/s²

B. 4 rad/s²

C. 6 rad/s²

D. 8 rad/s²

E. 12 rad/s²

Pembahasan :

Dik :

⍵₀ = 2 rad/s 

⍵₁ = 6 rad/s

s = 2 radian

Dit :

Percepatan sudut (dalam radian) atau α

Penyelesaian :

⍵₁² = ⍵₀² + 2αs

6² = 2² + 2 . α . 2

36 = 4 + 4α

4α = 32

α = 8 rad/s²

Jadi, jawaban dari persoalan nomor 12 adalah D. 8 rad/s².

Silahkan bertanya melalui kolom komentar bagi yang sekiranya belum jelas ^^ .

Bagikan Artikel ini