Kumpulan Soal dan Pembahasan Soal Ujian Nasional (UN) Fisika SMA Part 1 - Gerak Parabola

gammafisblog.blogspot.com - kali ini sahabat gammafisblog akan coba memberikan materi fisika kepada teman teman sma yang akan menghadapi ujian nasional. Artikel kali ini membahas tentang Gerak Parabola. Apa itu gerak paraboala? dan apasih sebernanya manfaat mempelajari gerak parabola? Untuk mendapatkan jawaban dari semua pertanayaan itu perhatikan baik baik pembahasan berikut ini.

Gerak Patrabola ?

Gerak parabola adalah gerak suatu benda yang lintasannya berbentuk parabola. salah satu contoh gerak parabola adalah gerak proyektil atau gerak peluru. dimana ketika kita menembakkan atau melempar suatu benda misalnya bola dengan sudut tertentu maka lama kelamaan benda tersebut akan jatuh dan lintasan yang dilalui oleh benda akan melengkung memebentuk kurva parabola, hal ini desebabkan oleh adanya gaya tarik gravitasi bumi dan kecepatan pada posisi tertinggi atau ketinggian maksimum adalah nol. Untuk menganalisis gerak parabola kita dapat mengaplikasin persamaan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dan GLB. Karena gerak parabola juga merupakan gerak yang berubah secara beraturan dengan besar percepatanya adalah g (dibawah pengaruh gravitasi).

Konsep dan Penurunan Rumus Gerak Parabola :

Perlu diingat bahwa :
Vf = Vi + at dan rf = ri + Vi*t + 1/2 at^2 dimana r adalah dimensi ruang (x,y,z)

Tinjau gerak parabola dari gambar diatas. kita amati gerak parabola dari berbagai berbagai komponen (x,y), disini kita amati kasus gerak parabola dalam dua dimensi (x,y).

Tinjau komponen Gerak arah sumbu X

Vxi = Vi Cos(xi),
Xi = 0
ax = 0, karena tidak ada perubahan kecepatan arah sumbu x
Xf = Vxi*t = Vi Cos(xi) t ... Persamaan 1

Tinjau Komponen Gerak arah sumbu Y

Vyi = Vi Sin(xi)
Yi = 0
ay = -g, percepatan bola dipengaruhi oleh percepatan grafitasi
Yf = Yi + Vyi *t + 1/2 ay*t^2 = Vi Sin(xi) t - 1/2 gt^2 ... Persamaan 2

dari persamaan 1 diperoleh t :
 t = Xf / (Vi Cos(xi))

subtitusikan t ke persamaan 2 maka di peroleh :

Yf = Vi Sin(xi) [ Xf / (Vi Cos(xi)) ] - 1/2 g [ Xf / (Vi Cos(xi)) ]^2 , karena tan x = sin x / cos x, maka

Yf = tan(xi) Xf - gXf^2 / ( 2 (Vi^2) (Cos^2(xi)) atau secara umum

Y = tan(xi) X - gX^2 / ( 2 (Vi^2) (Cos^2(xi)) ... persamaan 3

Mencai ketinggian maksimum (h) dan jarak terjauh / jangkauan maksimum :

Pada ketinggian maksimum/ titik puncak Vyf = 0, maka
Vyf = Vyi + ayt
0 = Vi Sin(xi) - gta, dimana ta adalah waktu untuk mencapai titik tertinggi
ta = Vi Sin(xi) / g

Subtitusikan t ke persamaan 3, maka diperoleh :
h = Vi sin(xi) [Vi sin(xi)/g] - 1/2 g [Vi Sin(xi) / g ]^2
h = Vi^2 Sin^2(xi) / (2g)

Jangkauan Maksimum R

R = Vxi tb = [Vi Cos(xi)] 2ta dimana tb = 2*ta, karena waktu yang dibutun untuk mencapai jangkauan maksimum adalah dua kali waktu yang dibutuhkan untuk mecapai titik tertinggi.
R = [Vi Cos(xi)] [ 2Vi sin(xi) / g ], ingat sin 2x = 2 Sin(x) Cos(x) sehingga

doperileh R :
R = [Vi^2 Sin(2x)] / g

Rangkuman :

posisi x(t)
Xf = Vxi*t = Vi Cos(xi) t

posisi y(t)
Y = tan(xi) X - gX^2 / ( 2 (Vi^2) (Cos^2(xi))

ketinggian maksimum (h)
h = Vi^2 Sin^2(xi) / (2g)

Jangkauan Maksimum R
R = [Vi^2 Sin(2x)] / g

Keterangan Gambar :

Gambar a ( soal No 1)

Gambar b ( soal No 2)

Gamabr c ( soal No 3)

Conto Soal :

1. Soal Ujian Nasional (UN) Fisika 2015 No 7

Seorang pemain sepak bola menendang bola yang lintasannya seperti gambar (Gambar a)!
(g = 10 m/s^2) Jarak terjauh yang dicapai bola adalah :
A. 0.10 m
B. 0.45 m
C. 0.90 m
D. 1.80 m
E. 3.60 m

( Jawaban : E )
Solusi :
Diketahui :
Vi = 6 m/s
g = 10 m/s2
sudut = 45 drajat
ditanya Jarak terjauh (R) = ... ?
Jawab :
Gunakan persamaan gerak parabola untuk jangkan maksimum yang dicapai benda
R = [Vi^2 Sin(2x)] / g

Subtitusikan nilai yang telah diketahui, maka diperoleh :

R = [ (6^2) Sin(2*45) ] / 10 = 36*(1) / 10 = 3.60 m

Jadi, jarak maksimum yang dicapai bola adalah 3.60 m ( Jawaban : E )

2. Soal Ujian Nasional (UN) Fisika 2015 No 7

Sebuah bola ditendang dengan lintasian seperti pada gambar (Gambar b) (g = 10 m/s2)
Tinggi maksimum yang dicapai bola adalah ...
A. 10 m
B. 10 Akar 2 m
C. 20 m
D. 20 Akar 2 m
E. 40 m

( Jawaban : C )
Solusi :
Diketahui :
Vi = 20 Akar 2 m/s
g = 10 m/s2
sudut = 45 drajat
ditanya Jarak terjauh (R) = ... ?

Jawab :
Gunakan persamaan gerak parabola untuk tinggi maksimum yang dicapai benda
h = Vi^2 Sin^2(xi) / (2g)

Subtitusikan nilai yang telah diketahui, maka diperoleh :

h = (20 Akar 2)^2 Sin^2(45) / (2*10) = 800 (0.5)/20 = 400 / 20 = 20 m

Jadi, jarak maksimum yang dicapai bola adalah 20 m ( Jawaban : C )

3. Soal Ujian Nasional (UN) Fisika 2015 No 4

Peluru di tembakan denga sudut elevasi dan kecapatan awalnya seperti pada gambar (Gambar c). Jarak horizontal pada ketinggian yang sama ketika peluru ditembakkan  (R) adalah ...
(Sin 60 = 0.87 dan g = 10 m/s2 )
A. 180 m
B. 360 m
C. 870 m
D. 900 m
E. 940 m

( Jawaban : C )
Solusi :
Diketahui :
Vi = 100 m/s
g = 10 m/s2
sudut = 30 drajat
ditanya Jarak terjauh (R) = ... ?
Jawab :
Gunakan persamaan gerak parabola untuk jangkan maksimum yang dicapai benda
R = [Vi^2 Sin(2x)] / g

Subtitusikan nilai yang telah diketahui, maka diperoleh :

R = [ (100^2) Sin(2*30) ] / 10 = 10000*(0.87) / 10 = 870 m

Jadi, jarak maksimum yang dicapai bola adalah 870 m ( Jawaban : C )

Lebih lengkapnya teman teman dapat mendownload soalnya melalui link berikut :
Soal Ujian Nasional (UN) Fisika SMA Tahun 2015.

itulah pembahan kita kali ini mengenai gerak parabola, semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi teman teman, terutama bagi teman teman yang sebentar lagi akan ujian naisonal. jangan lupa share artikel ini agar semua teman teman kita bisa paham mengenai materi gerak parabola dan bisa menjawab soal ujian dengan baik dan bagi teman teman yang masih ingin bertannya silahkan bertanya, saya akan coba menjelaskannya. terimakasih.

Share this post