Pembahasan Fisika UN: Gerak Parabola

Pembahasan soal-soal Ujian Nasional SMA-IPA bidang studi Fisika dengan materi pembahasan Gerak Parabola.

Soal tentang Gerak Parabola UNAS 2004

Sebuah peluru meriam ditembakkan dengan kecepatan awal 60 m/s dan sudut elevasi 53°. Bila g = 10 m/s² maka posisi peluru pada detik ke-1 adalah ….

A.   x = 36 m, y = 64 m
B.   x = 64 m, y = 43 m
C.   x = 36 m, y = 43 m
D.   x = 32 m, y = 32 m
E.   x = 43 m, y = 36 m

Pembahasan

Data-data yang diketahui pada soal: 

v_o = 60 m/s 
g  = 10 m/s² 
t   = 1 s
α  = 53°

Sudut α = 53° merupakan sudut segitiga siku-siku yang bisa digambarkan sebagai berikut:

Gerak horizontal pada gerak parabola merupakan gerak lurus beraturan (GLB), sehingga: 

x = v_o cos α . t
   = 60 . cos 53° . 1
   = 60 . 3/5 . 1
   = 36

Sedangkan gerak vertikal pada gerak parabola merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB), sehingga: 

y = v_o sin α − ½gt²
   = 60 . sin 53° − ½ . 10 . 1²
   = 60 . 4/5 − 5
   = 48 − 5
   = 43

Jadi, posisi peluru pada detik ke-1 adalah x = 36 m, y = 43 m (C).

Soal tentang Gerak Parabola UN 2015

Sebuah bola ditendang dengan lintasan seperti pada gambar di bawah ini.

Tinggi maksimum bola adalah …. (g = 10 m/s²)

A.   10 m
B.   10√2 m
C.   20 m
D.   20√2 m
E.   40 m

Pembahasan

Data-data yang diketahui pada soal: 

g = 10 m/s² 

v_o = 20√2 m/s 
v_o² = 800 m²/s²

α  = 45°

sin α  = ½√2
sin² α = (½√2)²
           = ½

Tinggi maksimum bola dirumuskan sebagai:


      
       = 20

Jadi, tinggi maksimum bola tersebut adalah 20 m (C).

Soal tentang Gerak Parabola UNAS 2005

Sebuah benda dilempar dengan kecepatan awal v_o dan sudut elevasi 60°. Ketika benda mencapai tinggi maksimum, jarak mendatar yang ditempuhnya 10√3 meter. Kecepatan awal benda tersebut adalah ... m/s.

A.   10√3
B.   20
C.   40
D.   20√3
E.   40√3

Pembahasan

Data-data yang diketahui pada soal: 

x = 10√3 m
α  = 60°
sin 2α  = sin 120°
            = sin (180 − 60)°
            = sin 60°
            = ½√3

Jarak mendatar ketika benda mencapai tinggi maksimum sama dengan setengah jarak tempuh maksimum.

         x = ½ x_m
       

     v_o² = 400
       v_o = 20

Jadi, kecepatan awal benda tersebut adalah 20 m/s (B).

Soal tentang Gerak Parabola UNAS 2003

Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan 40 m/s. Jika sudut elevasinya 60° dan percepatan gravitasinya 10 m/s² maka peluru mencapai titik tertinggi setelah ….

A.   1 sekon
B.   √3 sekon
C.   ½√3 sekon
D.   3 sekon
E.   2√3 sekon

Pembahasan

Data-data pada soal: 

v_o = 40 m/s 
g = 10 m/s²
α  = 60°
sin α  = ½√3

Waktu yang diperlukan untuk mencapai tinggi maksimum dirumuskan:


     
      = 2√3

Jadi, peluru tersebut mencapai titik tertinggi setelah 2√3 sekon (E).

Soal tentang Gerak Parabola UNAS 2008

Sebuah peluru dengan massa 20 gram ditembakkan pada sudut elevasi 60° dan kecepatan 40 m/s seperti pada gambar.

Jika gesekan dengan udara diabaikan maka energi kinetik peluru pada titik tertinggi adalah ….

A.   0 joule
B.   4 joule
C.   8√2 joule
D.   12 joule
E.   24 joule

Pembahasan

Data-data yang diketahui pada soal: 

m = 20 gram = 0,02 kg 
v_o = 40 m/s
α  = 60°
cos α  = ½

Di titik tertinggi, kecepatan gerak peluru ke arah vertikal sama dengan nol (v_y = 0) sehingga yang berperan hanya kecepatan ke arah horizontal (v_x). 

v_x = v_o cos α
    = 40 . cos 60° m/s
    = 40 . ½ m/s
    = 20 m/s

Energi kinetik di titik tertinggi adalah 

E_k = ½mv_x²
     = ½ . 0,02. 20²
     = 4

Jadi, energi kinetik peluru di titik tertinggi adalah 4 joule (B).

Pembahasan soal Gerak Parabola lainnya bisa dilihat di:
Pembahasan Fisika UN 2015 No. 7
Pembahasan Fisika UN 2016 No. 6
Pembahasan Fisika UN 2017 No. 7
Pembahasan Fisika UN 2018 No. 5
Pembahasan Fisika UN 2019 No. 8

Simak juga, Pembahasan Fisika UN: Gaya dan Hukum Newton.

Dapatkan pembahasan soal dalam file pdf  di sini.

Demikian, berbagi pengetahuan bersama Kak Ajaz. Silakan bertanya di kolom komentar apabila ada pembahasan yang kurang jelas. Semoga berkah.