Jawaban soal uk bab 3 fisika kelas xi

Membedah Tuntas GLBB: Panduan Jawaban Soal UK Bab 3 Fisika Kelas XI

Bab 3 dalam buku Fisika Kelas XI biasanya menjadi gerbang awal bagi siswa untuk memahami konsep gerak yang lebih kompleks, khususnya Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). GLBB adalah fondasi penting untuk mempelajari topik-topik fisika selanjutnya, seperti gerak parabola, gerak melingkar, dan bahkan dinamika. Oleh karena itu, pemahaman yang mendalam terhadap materi ini sangat krusial, terutama saat menghadapi Uji Kompetensi (UK) yang menguji pemahaman tersebut.

Artikel ini akan menjadi panduan komprehensif bagi Anda yang sedang mempersiapkan diri atau baru saja menyelesaikan UK Bab 3. Kita akan mengupas tuntas berbagai tipe soal yang mungkin muncul, mulai dari konsep dasar hingga aplikasi perhitungan, serta menyajikan pendekatan penyelesaian yang efektif.

Memahami Esensi Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Sebelum melangkah ke soal-soal, mari kita segarkan kembali ingatan kita tentang GLBB. GLBB adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan percepatan yang konstan dan tidak nol. Berbeda dengan Gerak Lurus Beraturan (GLB) yang kecepatannya konstan, pada GLBB, kecepatan benda terus berubah secara teratur.

Perubahan kecepatan ini disebabkan oleh adanya percepatan (a). Jika percepatan positif, kecepatan benda akan bertambah seiring waktu (gerak dipercepat). Sebaliknya, jika percepatan negatif (sering disebut perlambatan), kecepatan benda akan berkurang seiring waktu (gerak diperlambat).

Besaran-besaran Kunci dalam GLBB:

Untuk menganalisis GLBB, kita perlu menguasai beberapa besaran fisika dan rumus-rumusnya:

1. Kecepatan Awal (v₀): Kecepatan benda pada saat awal pengamatan.
2. Kecepatan Akhir (vₜ): Kecepatan benda pada saat akhir pengamatan (setelah selang waktu tertentu).
3. Percepatan (a): Laju perubahan kecepatan. Satuan SI adalah meter per sekon kuadrat (m/s²).
4. Waktu (t): Lama terjadinya gerak. Satuan SI adalah sekon (s).
5. Perpindahan (Δx atau s): Perubahan posisi benda. Satuan SI adalah meter (m).

Rumus-Rumus Fundamental GLBB:

Tiga rumus utama yang menjadi tulang punggung penyelesaian soal GLBB adalah:

• Rumus 1 (Menghubungkan Kecepatan Akhir, Kecepatan Awal, dan Percepatan):
  $v_t = v_0 + at$
  Rumus ini digunakan untuk mencari kecepatan akhir jika diketahui kecepatan awal, percepatan, dan waktu.

• Rumus 2 (Menghubungkan Perpindahan, Kecepatan Awal, Waktu, dan Percepatan):
  $s = v_0t + frac12at^2$
  Rumus ini digunakan untuk mencari perpindahan benda jika diketahui kecepatan awal, waktu, dan percepatan.

• Rumus 3 (Menghubungkan Kecepatan Akhir, Kecepatan Awal, Perpindahan, dan Percepatan):
  $v_t^2 = v_0^2 + 2as$
  Rumus ini sangat berguna ketika waktu tidak diketahui atau tidak perlu dicari.

Pentingnya Grafik dalam GLBB:

Memahami grafik hubungan antara kecepatan-waktu (v-t) dan perpindahan-waktu (s-t) sangat membantu dalam memvisualisasikan GLBB.

• Grafik v-t:

  • GLB: Garis lurus horizontal (kemiringan nol).
  • GLBB Dipercepat: Garis lurus miring ke atas (kemiringan positif = percepatan positif).
  • GLBB Diperlambat: Garis lurus miring ke bawah (kemiringan negatif = percepatan negatif).
  • Luas di bawah grafik v-t merepresentasikan perpindahan.

• Grafik s-t:

  • GLB: Garis lurus miring dengan kemiringan konstan.
  • GLBB Dipercepat: Kurva parabola terbuka ke atas.
  • GLBB Diperlambat: Kurva parabola terbuka ke bawah.

Strategi Menghadapi Soal UK GLBB

Setiap soal UK, meskipun bervariasi, biasanya memiliki pola. Berikut adalah strategi efektif untuk menjawab soal-soal GLBB:

1. Baca Soal dengan Teliti: Pahami konteks masalah, identifikasi benda yang bergerak, dan apa yang ditanyakan.
2. Identifikasi Besaran yang Diketahui dan Ditanya: Buat daftar besaran-besaran fisika yang sudah diberikan dalam soal (v₀, vₜ, a, t, s) dan besaran apa yang diminta untuk dicari.
3. Gambar Diagram Sederhana (Opsional tapi Dianjurkan): Gambarkan lintasan benda dan arah geraknya. Ini membantu memvisualisasikan situasi.
4. Tentukan Jenis Gerak: Apakah ini GLB atau GLBB? Jika GLBB, apakah dipercepat atau diperlambat? Informasi ini akan menentukan rumus mana yang digunakan. Perhatikan kata kunci seperti "diam", "berhenti", "meningkat", "berkurang", "konstan".
5. Perhatikan Satuan: Pastikan semua satuan konsisten (misalnya, semua dalam SI: meter, sekon, m/s, m/s²). Jika ada satuan yang berbeda, lakukan konversi terlebih dahulu.
6. Pilih Rumus yang Tepat: Berdasarkan besaran yang diketahui dan ditanya, pilih salah satu dari tiga rumus fundamental GLBB atau modifikasinya.
7. Substitusikan Nilai dan Hitung: Masukkan nilai-nilai yang diketahui ke dalam rumus yang dipilih dan lakukan perhitungan matematika.
8. Periksa Jawaban: Pastikan jawaban yang diperoleh masuk akal secara fisik. Perhatikan tanda positif/negatif pada percepatan dan kecepatan.

Contoh Soal dan Pembahasannya (Simulasi Soal UK)

Mari kita bedah beberapa tipe soal yang umum muncul dalam UK Bab 3 GLBB.

Tipe Soal 1: Menghitung Kecepatan Akhir

Soal: Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s. Mobil tersebut kemudian dipercepat secara konstan sebesar 2 m/s² selama 5 detik. Berapakah kecepatan akhir mobil tersebut?

Pembahasan:

• Diketahui:
  • Kecepatan awal ($v_0$) = 10 m/s
  • Percepatan ($a$) = 2 m/s²
  • Waktu ($t$) = 5 s
• Ditanya: Kecepatan akhir ($v_t$)
• Rumus yang Digunakan: Rumus 1: $v_t = v_0 + at$
• Penyelesaian:
  $v_t = 10 , textm/s + (2 , textm/s^2)(5 , texts)$
  $v_t = 10 , textm/s + 10 , textm/s$
  $v_t = 20 , textm/s$
• Jawaban: Kecepatan akhir mobil tersebut adalah 20 m/s.

Tipe Soal 2: Menghitung Perpindahan

Soal: Sebuah sepeda motor mula-mula dalam keadaan diam. Kemudian, pengendara memutar gas sehingga motor mengalami percepatan konstan sebesar 3 m/s² selama 8 detik. Berapakah jarak yang ditempuh motor tersebut selama waktu tersebut?

Pembahasan:

• Diketahui:
  • Kecepatan awal ($v_0$) = 0 m/s (karena mula-mula diam)
  • Percepatan ($a$) = 3 m/s²
  • Waktu ($t$) = 8 s
• Ditanya: Perpindahan ($s$)
• Rumus yang Digunakan: Rumus 2: $s = v_0t + frac12at^2$
• Penyelesaian:
  $s = (0 , textm/s)(8 , texts) + frac12(3 , textm/s^2)(8 , texts)^2$
  $s = 0 + frac12(3 , textm/s^2)(64 , texts^2)$
  $s = frac12(192 , textm)$
  $s = 96 , textm$
• Jawaban: Jarak yang ditempuh motor tersebut adalah 96 meter.

Tipe Soal 3: Menghitung Percepatan (Diketahui Kecepatan Awal, Akhir, dan Perpindahan)

Soal: Sebuah bola menggelinding menuruni bidang miring yang licin. Kecepatan awal bola adalah 2 m/s dan setelah menempuh jarak 10 meter, kecepatannya menjadi 6 m/s. Berapakah percepatan yang dialami bola tersebut?

Pembahasan:

• Diketahui:
  • Kecepatan awal ($v_0$) = 2 m/s
  • Perpindahan ($s$) = 10 m
  • Kecepatan akhir ($v_t$) = 6 m/s
• Ditanya: Percepatan ($a$)
• Rumus yang Digunakan: Rumus 3: $v_t^2 = v_0^2 + 2as$
• Penyelesaian:
  $(6 , textm/s)^2 = (2 , textm/s)^2 + 2a(10 , textm)$
  $36 , textm^2/texts^2 = 4 , textm^2/texts^2 + 20a , textm$
  $36 – 4 = 20a$
  $32 = 20a$
  $a = frac3220 , textm/s^2$
  $a = 1.6 , textm/s^2$
• Jawaban: Percepatan yang dialami bola tersebut adalah 1.6 m/s².

Tipe Soal 4: Soal Cerita dengan Konsep Perlambatan

Soal: Sebuah mobil balap melaju dengan kecepatan 30 m/s. Pengemudi kemudian mengerem sehingga mobil mengalami perlambatan konstan. Setelah menempuh jarak 100 meter, mobil berhenti. Berapakah perlambatan yang dialami mobil tersebut?

Pembahasan:

• Diketahui:
  • Kecepatan awal ($v_0$) = 30 m/s
  • Perpindahan ($s$) = 100 m
  • Kecepatan akhir ($v_t$) = 0 m/s (karena mobil berhenti)
• Ditanya: Perlambatan ($a$)
• Rumus yang Digunakan: Rumus 3: $v_t^2 = v_0^2 + 2as$
• Penyelesaian:
  $(0 , textm/s)^2 = (30 , textm/s)^2 + 2a(100 , textm)$
  $0 = 900 , textm^2/texts^2 + 200a , textm$
  $-900 = 200a$
  $a = frac-900200 , textm/s^2$
  $a = -4.5 , textm/s^2$
  Tanda negatif menunjukkan bahwa ini adalah perlambatan.
• Jawaban: Perlambatan yang dialami mobil tersebut adalah 4.5 m/s².

Tipe Soal 5: Soal dengan Informasi Tambahan (Mencari Waktu Pengereman)

Soal: Sebuah truk yang bermassa 5000 kg sedang bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Sopir menginjak rem, dan truk tersebut melambat dengan percepatan konstan sebesar -4 m/s². Berapa lama waktu yang dibutuhkan truk untuk berhenti?

Pembahasan:

• Diketahui:
  • Kecepatan awal ($v_0$) = 20 m/s
  • Percepatan ($a$) = -4 m/s² (perlambatan)
  • Kecepatan akhir ($v_t$) = 0 m/s (karena truk berhenti)
  • Massa truk (5000 kg) – Informasi ini tidak relevan untuk mencari waktu berhenti dalam konteks GLBB, jadi abaikan.
• Ditanya: Waktu ($t$)
• Rumus yang Digunakan: Rumus 1: $v_t = v_0 + at$
• Penyelesaian:
  $0 , textm/s = 20 , textm/s + (-4 , textm/s^2)t$
  $-20 , textm/s = -4t , textm/s^2$
  $t = frac-20 , textm/s-4 , textm/s^2$
  $t = 5 , texts$
• Jawaban: Waktu yang dibutuhkan truk untuk berhenti adalah 5 detik.

Tips Tambahan untuk Sukses UK

• Latihan Soal Bervariasi: Kerjakan berbagai macam soal dari buku, modul, maupun sumber online. Semakin banyak latihan, semakin terbiasa Anda mengenali pola soal.
• Pahami Konsep di Balik Rumus: Jangan hanya menghafal rumus. Pahami bagaimana rumus tersebut diturunkan dan kapan harus menggunakannya. Ini akan membantu Anda mengatasi soal yang sedikit berbeda dari contoh.
• Manfaatkan Waktu Ujian dengan Baik: Baca soal dengan cermat, rencanakan strategi, dan jangan terburu-buru dalam menghitung. Jika menemui soal yang sulit, jangan panik, coba fokus pada soal lain terlebih dahulu lalu kembali lagi.
• Tinjau Kembali Materi Sebelum Ujian: Luangkan waktu untuk membaca ulang catatan, rangkuman materi, dan contoh soal yang pernah dibahas.

Kesimpulan

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) merupakan konsep fundamental dalam fisika yang menguji kemampuan analisis gerak dengan percepatan konstan. Dengan memahami ketiga rumus dasar GLBB, strategi penyelesaian soal yang terstruktur, dan latihan yang konsisten, Anda akan dapat menjawab soal-soal UK Bab 3 dengan percaya diri. Ingatlah untuk selalu cermat dalam membaca soal, mengidentifikasi besaran yang diketahui dan ditanya, serta memilih rumus yang tepat. Selamat belajar dan semoga sukses dalam UK Anda!

>

Artikel ini berusaha mencapai sekitar 1.200 kata dengan mencakup:

1. Pendahuluan yang menekankan pentingnya materi.
2. Penjelasan konsep dasar GLBB.
3. Identifikasi besaran-besaran kunci.
4. Pemaparan tiga rumus utama GLBB.
5. Penjelasan singkat tentang grafik GLBB.
6. Strategi umum menghadapi soal UK.
7. Pembahasan mendalam lima tipe soal yang berbeda, termasuk analisis diket, ditanya, rumus, dan penyelesaian langkah demi langkah.
8. Tips tambahan untuk sukses.
9. Kesimpulan yang merangkum poin-poin penting.

Semoga artikel ini bermanfaat!