Rangkuman Materi, Contoh Soal & Pembahasan Gerak Benda Tingkat SMP

Gerak merupakan perubahan tempat kedudukan suatu benda dari titik acuannya atau dapat dikatakan bahwa sebuah benda dikatakan bergerak apabila benda itu berpindah kedudukan terhadap benda lainnya baik perubahan kedudukan yang mejauhi maupun yang mendekati. Titik acuan adalah suatu titik awal pengukuran perubahan kedudukan benda, sedangkan titik-titik yang dilalui oleh suatu benda pada saat bergerak disebut dengan lintasan. Bentuk lintasan bisa berupa lintasan lurus, melingkar, parabola, dan tidak beraturan.

Jarak Dan Perpindahan

Jarak adalah panjang seluruh lintasan yang ditempuh oleh benda pada saat bergerak, sedangkan perpindahan adalah selisih jarak benda bergerak dari kedudukan awal ke kedudukan akhir. Besaran untuk jarak adalah skalar dan besaran untuk perpindahan adalah vektor.

Kecepatan, Percepatan, Dan Kelajuan

Kecepatan

Kecepatan adalah kemampuan untuk menghitung perpindahan gerak yang ditempuh benda tiap satuan waktu. Besarannya berupa vektor. Kecepatan dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

 = kecepatan (km/jam atau m/s)

Δs = perpindahan (m)

t = waktu (s)

Besarnya perubahan perpindahan benda dalam selang waktu (perubahan waktu) tertentu disebut dengan kecepatan rata-rata, dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

 = kecepatan rata-rata (m/s)

Δs = perubahan perpindahan (m)

Δt = selang waktu (s)

Percepatan

Percepatan adalah perubahan kecepatan pada setiap waktu tertentu. Besaran percepatan adalah vektor. Percepatan bernilai posistif apabila kecepatan benda bertambah dalam selang waktu tertentu dan bernilai negatif apabila kecepatan benda berkurang dalam selang waktu tertentu. Percepatan dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

a = percepatan (m/s² )

v = kecepatan (m/s)

t = waktu (s)

Besarnya perubahan kecepatan pada setiap waktu tertentu disebut percepatan rata-rata. Dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

 = percepatan rata-rata (m/s² )

Δv = perubahan kecepatan (m/s)

Δt = perubahan waktu tempuh (s)

Kelajuan

Kelajuan adalah kemampuan suatu benda bergerak dalam menempuh jarak tertentu pada setiap satuan waktu. Besaran kelajuan sama dengan kecepatan yaitu skalar. Kelajuan dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

v = kelajuan (m/s)

s = jarak (m)

t = waktu (s)

Besarnya jarak total yang ditempuh benda selama melalui lintasan dalam waktu tertentu (waktu tempuh total) disebut dengan kelajuan rata-rata, dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

 = kelajuan rata-rata (m/s)

∑s = jarak total (m)

∑t = waktu tempuh total (s)

Gerak Lurus

Gerak lurus adalah gerak suatu benda yang lintasannya berupa garis lurus. Berdasarkan lintasannya gerak lurus dibagi menjadi dua jenis yaitu:

1. Gerak lurus beraturan (GLB): gerak benda pada lintasan garis lurus dengan kecepatan tetap/ konstan pada setiap waktunya karena tidak mengalami percepatan.
   Kecepatan = v = tetap
   Perecepatan = a = 0
   Dapat diperlihatkan pada grafik di bawah ini:
   
   sumber gambar : kompas
   Untuk mendeteksi atau mencatat gerak lurus beraturan digunakan alat yang disebut dengan ticker timer. Rumus yang sesuai untuk menghitung GLB adalah:
   
   Keterangan:
   v = kecepatan (m/s)
   s = jarak (m)
   t = waktu (s)Contoh GLB pada kehidupan sehari-hari yaitu:
   Gerak kereta api selama di lintasan dengan kecepatan tetap/ konstan.

2. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB): gerak benda pada lintasan garis lurus yang kecepatannya mengalami perubahan secara tetap dalam waktu tertentu.
   Kecepatan = v = berubah
   Percepatan = a = tetap/ konstan
   Dapat diperlihatkan pada grafik di bawah ini:
   
   Sumber gambar : fisikazone.com
   a. benda mengalami percepatan
   b. benda mengalami perlambatan
   Rumus yang sesuai untuk menghitung GLBB adalah:
   Keterangan:
   v₀ = kecepatan awal (m/s)
   v = kecepatan setelah waktu tertentu (m/s)
   s = jarak (m)
   t = waktu (s)
   a = percepatan/ perlambatan (m/s² )Contoh GLBB pada kehidupan sehari-hari, yaitu:
   1. Percepatan: mobil yang dipercepat dengan menginjak pedal gas
   2. Perlambatan: mobil yang diperlambat dengan menginjak pedal rem

Soal No.1

Adik naik sepeda dengan kecepatan tetap 6 m/s selama 10 menit. Maka jarak yang ditempuh adik adalah….

1. 2,0 km
2. 3,2 km
3. 3,6 km
4. 4,0 km

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Kecepatan (v) = 6 m/s
Waktu (t) = 10 menit = 600 sekon
menentukan jarak yang ditempuh adik
s = v. t
s = 6 m/s. 600 sekon = 3.600 m = 3,6 km
Jawaban C

Soal No.2

Yang merupakan peristiwa yang menunjukkan contoh dari GLBB diperlambat adalah…

1. Bola tenis menggelinding di atas tanah
2. Ayah bersepeda menuruni jalan turunan
3. Es meluncur di papan yang menurun
4. Bola menggelinding dipuncak bukit ke lembah

PEMBAHASAN :
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) diperlambat jika benda bergerak pada lintasan lurus dengan kecepatan yang berkurang.  Bola tenis yang menggelinding di atas tanah lama kelamaan akan berhenti. Contoh tersebut merupakan contoh GLBB diperlambat karena kecepatan benda akan berkurang.
Jawaban A

Soal No.3

Ibu berangkat dari kota Tasik ke kota Jakarta menggunakan mobil dengan melewati w kota terlebih dahulu

Tasik – Garut = 30 km, 1 jam

Garut – Bandung = 40 km, 2 jam

Bandung – Jakarta = 70 km, 4 jam

Maka kelajuan rata-rata yang ditempuh ibu adalah….

1. 15 km/jam
2. 20 km/jam
3. 25 km/jam
4. 30 km/jam

PEMBAHASAN :
Menentukan kelajuan rata-rata menggunakan rumus


Jawaban B

Soal No.4

Sebuah mobil mula-mula diam, setelah 10 detik kemudian kecepatannya menjadi 10 m/s. Maka percepatan mobil tersebut adalah…..

1. 1 m/s²
2. 2 m/s²
3. 3 m/s²
4. 4 m/s²

PEMBAHASAN :
Diketahui:
v_o = 0
v_t = 10 m/s
t = 10 s
Menentukan percepatan mobil

Jawaban A

Soal No.5

Andi setiap pagi berangkat ke sekolah berjalan kaki dengan jarak rumah ke sekolah 1,5 km. Andi berjalan dengan kecepatan konstan 1 m/s. Jika sekolah mulai di tutup gerbangnya jam 07.00. Maka andi paling lambat harus berangkat pukul…

1. 06.35
2. 06.40
3. 06.45
4. 06.50

PEMBAHASAN :
Diketahui:
s = 1,5 km = 1500 m
v = 1 m/s
menentukan waktu yang ditempuh Andi
v = s/t

Maka andi harus berangkat paling lambat 25 menit sebelum gerbang sekolah di tutup pukul 07.00 yaitu berangkat pada pukul 06.35
Jawaban A

Soal No.6

Angkutan perkotaan mampu menarik penumpang sepanjang 9 km selama 30 menit. Maka kelajuan dari angkot tersebut adalah….

1. 5 m/s
2. 6 m/s
3. 7 m/s
4. 8 m/s

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Jarak yang ditempuh (s) = 9 km = 9.000 m
Waktu (t) = 30 menit = 30 x 60 sekon = 1.800 sekon
Menentukan kelajuan

Jawaban A

Soal No.7

Seorang pelari bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Perubahan kedudukan perlari tersebut setelah 30 detik adalah….

1. 115m
2. 130 m
3. 145 m
4. 150 m

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Kecepatan (v) = 5 m/s
Waktu (t) = 30 detik

s = v. t = 5 m/s. 30 s = 150 m
Maka setelah 30 detik pelari akan mengalami perubahan kedudukan 150 meter
Jawaban D

Soal No.8

Sebuah mobil bergerak dengan kelajuan 10 m/s. Jika mobil tersebut mengurangi kelajuannya hingga berhenti setelah 5 detik. Maka besarnya perlambatan mobil tersebut adalah….

PEMBAHASAN :
Diketahui:
v_o = 10 m/s
v_t = 0
t = 5 detik
Menentukan perlambatan (a)
v_t = v_o + at
0 = 10 + a. 5
-10 = 5a
a = -10/5 = -2 m/s²
Tanda negatif artinya mobil mengalami perlambatan. Sedangkan nilai percepatannya a = 2 m/s²
Jawaban D

Soal No.9

Sebuah benda yang mula-mula diam, kemudian dipercepat 0,2 m/s². Setelah bergerak selam 10 detik. Maka jarak yang ditempuh benda tersebut adalah….

PEMBAHASAN 
Diketahui:
v_o = 0
a = 0,2 m/s²
t = 10 s
Menentukan jarak yang ditempuh
s = v_o.t + ½at²
s = 0. 10 + ½.0,6.(10)²
s = 10 meter
Jawaban B

Soal No.10

Arya mengendarai sepeda dengan kecepatan 3 m/s kemudian di rem sampai berhenti dalam waktu 3 detik. Maka jarak yang ditempuh sepeda selama pengereman adalah….

1. 2 meter
2. 3,5 meter
3. 4,5 meter
4. 6 meter

PEMBAHASAN :
Diketahui :
v_o = 3 m/s
v_t = 0
t = 3 detik
Menentukan jarak yang ditempuh selama pengereman
s = v_o.t + ½ at² (dengan a = (v_t – v_o)/t)
s = v_o.t + ½ ((v_t – v_o)/t)t²
s = v_o.t + ½v_t.t – ½v_o.t
s = v_o.t – ½v_o.t + ½v_t.t
s = ½v_o.t + ½v_t.t
s = ½(v_o + v_t)t
s = ½(3 m/s + 0) 3 s
s = 4,5 meter
Jawaban C

Soal No.11

Perhatikan gambar berikut ini!

Kecepatan Kecil

Kecepatan Sedang

Kecepatan Tinggi

Pada gambar ticker timer di atas menunjukkan gerak benda jenis …

1. Gerak lurus beraturan
2. Gerak lurus berubah beraturan
3. GLBB diperlambat
4. GLBB dipercepat

PEMBAHASAN :
Jenis-jenis gerak benda sebagai berikut:

1. Gerak lurus beraturan, ciri-cirinya adalah jarak antar titik sama sehingga waktu tidak berubah. Maka kecepatan dan waktu tetap sedangkan percepatan = 0.
2. Gerak lurus berubah beraturan, ciri-cirinya adalah jarak antar titik berubah-ubah (rapat-renggang/renggang-rapat) secara teratur atau kecepatan berubah tapi percepatan tetap.
3. GLBB diperlambat, ciri-cirinya adalah jarak antar titik dari rapat ke renggang, waktu berubah dari kecil ke besar sehingga kecepatan berubah semakin lambat.
4. GLBB dipercepat, ciri-cirinya adalah jarak antar titik dari renggang ke rapat, dan waktu berubah dari besar ke kecilsehingga kecepatan berubah semakin cepat.

Maka jawaban yang tetap adalah gerak lurus beraturan (GLB)
Jawaban A

Soal No.12

Sekelompok siswa melakukan studi tour dengan lama perjalanan selama 3 jam. Waktu keberangkatan dari sekolah pukul 09.00 WIB. Maka para siswa tersebut akan tiba pukul …

1. 10.00 WIB
2. 11.00 WIB
3. 12.00 WIB
4. 13.00 WIB

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Lama perjalanan = 3 jam
Waktu pemberangkatan = 09.00 WIB
Menentukan waktu tiba siswa study tour:
Waktu tiba = lama perjalanan + waktu pemberangkatan = 3 jam + 09.00 WIB = 12.00 WIB
Maka para siswa study tour akan tiba pukul 12.00 WIB
Jawaban C

Soal No.13

Dalam gerak lurus beraturan (GLB) terdapat hubungan antara jarak, waktu, kecepatan, dan percepatan. Grafik yang mewakili jenis GLB kecuali …

PEMBAHASAN :
Dalam gerak lurus beraturan (GLB) terdapat tiga jenis grafik, yaitu:

1. Grafik hubungan jarak dan waktu
   
2. Grafik hubungan kecepatan dan waktu
   
3. Grafik hubungan percepatan dan waktu
   

Maka jawaban yang tidak sesuai adalah grafik pada pilihan A
Jawaban B

Soal No.14

Terdapat tiga buah mobil yang bergerak selama 30 menit. Mobil X menempuh jarak 20 km, mobil Y menempuh jarak 30 km, dan mobil Z menempuh jarak 15 km. Mobil yang bergerak paling cepat adalah …

1. Mobil X
2. Mobil Y
3. Mobil Z
4. Mobil X dan Z

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Waktu tempuh mobil (t) = 30 menit = 0,5 jam
Jarak tempuh mobil X (s_X ) = 20 km
Jarak tempuh mobil Y (s_Y )= 30 km
Jarak tempuh mobil Z (s_Z ) = 15 km

Rumus untuk menghitung kecepatan adalah:

Kecepatan mobil X:

Kecepatan mobil Y:

Kecapatan mobil Z:

Mobil yang bergerak lebih cepat adalah mobil Y
Jawaban A

Soal No.15

Berikut ini adalah pernyataan-pernyataan mengenai benda bergerak:

1. 1 dan 2
2. 2 dan 4
3. 1 dan 3
4. 2 dan 3

PEMBAHASAN :
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda pada lintasan garis lurus yang kecepatannya mengalami perubahan secara tetap dalam waktu tertentu.

Kecepatan = v = berubah

Percepatan = a = tetap/ konstan

GLBB mengalami perlambatan bila kecepatan berkurang, sedangkan GLBB mengalami percepatan bila kecepatan bertambah.

Berikut ini adalah pernyataan-pernyataan mengenai benda bergerak:

1. Bola digelindingkan di bidang yang miring → gerak bola akan semakin cepat, GLBB dipercepat
2. Bola dilempar tegak lurus ke atas → gerak bola akan semakin lambat, GLBB diperlambat
3. Bola dijatuhkan dari atas gedung → gerak bola akan semakin cepat, GLBB dipercepat
4. Bola digelindingkan di atas lapangan yang datar → gerak bola akan semakin lambat, GLBB diperlambat

Maka jawaban yang tepat adalah pernyataan 2 dan 4
Jawaban B

Soal No.16

Perhatikan gambar ilustrasi di bawah ini!

Dari gambar di atas gerak benda pada gambar I dan gambar II memperlihatkan …

1. Gambar I: GLBB dipercepat
   Gambar II: GLBB diperlambat
2. Gambar I: GLBB diperlambat
   Gambar II: GLBB dipercepat
3. Gambar I: GLB dipercepat
   Gambar II: GLB diperlambat
4. Gambar I: GLB diperlambat
   Gambar II: GLB dipercepat

PEMBAHASAN :
Gambar I memperlihatkan kelapa jatuh dari pohonnya sehingga gerak kelapa akan semakin cepat → GLBB dipercepat

Gambar II memperlihatkan bola dilempar tegak lurus ke atas sehingga gerak bola akan semakin lambat → GLBB diperlambat
Jawaban A

Soal No.17

Di suatu jalan raya terlihat sebuah mobil kijang sedang mengalami kerusakan/ mogok, tepatnya di depan sebuah ruko. Beberapa saat kemudian mobil kijang tersebut dibawa oleh sebuah mobil derek menuju ke sebuah bengkel. Pernyataan yang benar menurut konsep gerak menurut ilmu fisika adalah …

1. Mobil derek bergerak terhadap mobil kijang
2. Mobil derek bergerak terhadap ruko
3. Ruko tidak bergerak terhadap mobil derek
4. Mobil kijang tidak bergerak terhadap ruko

PEMBAHASAN :
Menurut konsep ilmu fisika sebuah benda bergerak apabila benda tersebut berpindah kedudukan dari titik acuannya baik menjauhi ataupun mendekati. Titik acuan adalah suatu titik awal pengukuran perubahan kedudukan benda, sedangkan titik-titik yang dilalui oleh suatu benda pada saat bergerak disebut dengan lintasan. Pada keterangan di atas titik acuannya adalah sebuah ruko.
Jawaban B

Soal No.18

Perhatikan gambar ticker timer di bawah ini!

Pada gambar di atas terlihat hasil pengukuran ticker timer pada sebuah kendaraan yang sedang bergerak. Jenis gerak kendaraan tersebut adalah …

1. Gerak lurus beraturan
2. Gerak lurus berubah beraturan diperlambat
3. Gerak lurus berubah beraturan diperlambat kemudian dipercepat
4. Gerak lurus berubah beraturan dipercepat

PEMBAHASAN :
Jarak titik-titik pada ticker timer semakin lama semakin merenggang. Hal ini memperlihatkan kendaraan tersebut bergerak dipercepat secara GLBB.
Jawaban D

Soal No.19

Seorang pengemudi ojek online dituntut agar selalu tepat waktu Ketika mengantarkan pesanan untuk pelanggannya. Apabila jarak yang ditempuh ojek online tersebut adalah 5 km dengan kecepatan kendaraan yang ditentukan maksimal 20 km/jam. Maka pesanan tersebut akan sampai dalam waktu …

1. 15 menit
2. 20 menit
3. 25 menit
4. 30 menit

PEMBAHASAN :
Rumus kecepatan sebagai berikut:

Diketahui:
Jarak tempuh = s = 5 km
Kecepatan tetap = v = 20 km/jam

Untuk menghitung waktu sebagai berikut:

Jawaban A

Soal No.20

Seorang traveler melakukan perjalanan dari Garut ke Bandung, berangkat pukul 07.00 WIB dan tiba pukul 09.00 WIB. Jarak Garut-Bandung sekitar 60 km. Maka kelajuan rata-rata kendaraan dari garut menuju Bandung adalah …

1. 10 km/jam
2. 20 km/jam
3. 30 km/jam
4. 40 km/jam

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Waktu tempuh = t = 07.00 WIB – 09.00 WIB = 2 jam
Jarak tempuh = s = 60 km
Untuk menghitung kelajuan rata-rata sebagai berikut:

Jawaban C

Soal No.21

Seorang atlet berlari dengan kecepatan 30 m/s selama 15 detik. Berapa jarak yang berhasil ditempuh oleh atlet tersebut …

1. 350 m
2. 450 m
3. 550 m
4. 650 m

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Kecepatan = v = 30 m/s
Waktu tempuh = t = 15 detik (sekon)

Menentukan jarak tempuh sebagai berikut:
s = v x t
s = 30 m/s x 15 sekon
s = 450 m
Jawaban B