Contoh Soal Pembahasan Gerak Jatuh Bebas

Gerak jatuh bebas adalah sesuatu yang merujuk kepada salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang hanya dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi, berikut ini akan disajikan Contoh Soal Pembahasan Gerak Jatuh Bebas. Mudah-mudahan saja Contoh Soal Pembahasan Gerak Jatuh Bebas ini bermanfaat banyak.

Soal No. 1) Benda yang bergerak jatuh bebas memiliki :
(1) Kecepatan awal nol
(2) Percepatan tetap
(3) Geraknya dipercepat beraturan
(4) Kecepatannya tergantung pada massa benda

Yang benar adalah pernyataan …….
A . (4) saja
B . (2) dan (4)
C . (1) dan (3)
D . (1), (2) dan (3)
E . semuanya benar
Jawaban: D

Pembahasan:
Benda yang bergerak jatuh bebas memiliki :
(1) Kecepatan awal nol
(2) Percepatan tetap
(3) Geraknya dipercepat beraturan

Soal No. 2) Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 45 m, waktu yang dibutuhkan saat menyentuh tanah adalah …..
a. 2 s
b. 3 s
c. 5 s
d. 7 s
e. 9 s
Jawaban: B

Pembahasan:
Gerak jatuh bebas

1. 1. • Kecepatan awal, v₀ = 0
      • Posisi awal dari permukaan tanah/ketinggian, h = 45 m.
      • Percepatan gravitasi, g = 10 m/s²

Waktu yang dibutuhkan benda untuk menyentuh tanah adalah:
t = √2h/g
= √(2(45m)/(10m/s²))
= 3 s.

Soal No. 3) Bola tenis jatuh dari ketinggian 5 m. Jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s², maka kecepatan benda saat menyentuh tanah adalah….
a. 5 m/s
b. 10 m/s
c. 20 m/s
d. 50 m/s
e. 100 m/s
Jawaban: B

Pembahasan:
Gerak jatuh bebas:

1. 1. • Kecepatan awal, v₀ = 0
      • Posisi awal dari permukaan tanah/ketinggian, h = 5 m.
      • Percepatan gravitasi, g = 10 m/s²

Kecepatan benda saat menyentuh tanah adalah:
v_t = √2gh
= √(2(10m/s²)(5m))
= 10 m/s.

Soal No. 4) Sebuah benda dilemparkan ke bawah dengan kecepatan awal v₀.
Jarak dari posisi lempar supaya kecepatan benda menjadi 2 kali kecepatan semula adalah …..

1. 1. 1. v₀²/g       d. 3v₀²/2g
      2. 2v₀²/g     e.2v₀²/3g
      3. V₀²/2g

Jawaban: D

Gerak vertikal ke bawah:

1. 1. • Kecepatan awal = v₀.
      • Percepatan gravitasi = g
      • Kecepatan benda saat t, v_t = 2 v₀

Jarak dari posisi lempar supaya kecepatan benda menjadi 2 kali kecepatan semula adalah:
h = v_t² – v₀²/2g
= (2v₀)² – v₀²/2g
= 4v₀² – v₀²/2g
= 3v₀²/2g

Soal No. 5) Pada waktu bersamaan dua buah bola dilempar ke atas masing-masing dengan kelajuan v₁ = 10 m/s (bola I) dan v₂ = 20 m/s (bola II). Jarak antara kedua bola pada saat bola I mencapai titik tertinggi adalah …..

1. 1. 1. 30 m     d. 15 m
      2. 25 m     e. 10 m
      3. 20 m

Jawaban: E

Gerak vertikal ke atas:

1. 1. • Kelajuan awal bola I, v₀₁ = 10 m/s
      • Kelajuan awal bola II, v₀₂ = 20 m/s
      • Percepatan gravitasi, g = 10 m/s²

Bola I mencapai titik tertinggi (v_t1 = 0), maka berlaku:
v₀₁ – gt₁ = v_t1
v₀₁ – gt₁ = 0
t₁ = v₀₁/g
t₁ = 10 m/s/10 m/s²
t₁ = 1 s
h₁ – h₂ = v₀₂t – 1/2 gt² – (v₀₁t – 1/2 gt²)
= (v₀₂ – v₀₁)t
= (20 m/s – 10 m/s) (1 s)
= 10 m.