INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG FAKULTAS MATEMATIKA & ILMU PENGETAHUAN ALAM

PROGRAM STUDI FISIKA Jl. Ganesha No 10, Bandung 40132, Indonesia

SOLUSI MODUL TUTORIAL FISIKA DASAR 1A (FI-1101) KE 1 TOPIK : Kinematika

PERTANYAAN 1. Diketahui tiga vektor A, B, dan C, dengan A+B = C. Manakah dari pernyataan berikut yang mungkin

benar? (a) C = A+B, (b) C=A-B, (c) C=0, (d) C2 = A2 + B2, (e) C2 < A2 + B2, (f) C2 > A2 + B2, (g) C2 = A2 + B2

4AB.

2. Gambar di samping menunjukkan kecepatan sebuah partikel yang bergerak pada lintasan lurus. Titik 1 adalah titik tertinggi pada kurva; titik 4 adalah titik terendah; titik 2 dan 6 memiliki ketinggian yang sama. Ke manakah arah gerak partikel saat (a) waktu t=0 dan (b) titik 4? (c) pada titik manakah dari keenam titik pada kurva partikel bergerak mundur? (d) urutkanlah (dari besar ke kecil) keenam titik pada kurva menurut besar percepatan partikel.

3. Sebuah bola dijatuhkan dari atas sebuah gedung setinggi h dan mencapai tanah dengan kecepatan vf. Dari permukaan tanah, bola kedua dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal yang sama dengan vf. Bola pertama dilepaskan dari atas gedung bersamaan dengan dilemparnya benda kedua. Dengan mengabaikan gesekan udara, apakah kedua bola bertemu pada ketinggian h/2, di atas h/2, atau di bawah h/2? Jelaskan.

4. Sebuah koin di atas meja diberikan kecepatan awal arah horizontal sehingga jatuh meninggalkan tepi meja dan menyentuh lantai. Sesaat koin tersebut meninggalkan tepi meja, sebuah bola dilepas dari ketinggian yang sama dan jatuh ke atas lantai. Jelaskan kenapa kedua benda tersebut menyentuh lantai pada saat yang bersamaan, padahal koin tersebut memiliki kecepatan awal. Abaikan hambatan udara.

5. Pada benda yang bergerak melingkar beraturan, (a) apakah kecepatannya konstan? (b) apakah percepatannya konstan?

SOAL

1. Diberikan tiga buah vector kjia 321

, kjib 34

, dan kjic 42

. Tentukan (a). cba , (b). cba , (c). cba

2. Dua buah vektor A dan B memiliki besar yang sama. Agar besar A+B seratus kali lebih besar dari A-B, berapakah sudut antara kedua vektor?

3. Posisi partikel titik bergerak sepanjang garis lurus didefinisikan sebagai x=t3-6t2-15t+40, dimana x dalam meter dan t dalam detik. Tentukan : (a) waktu t saat kecepatan bernilai nol. (b) posisi dan jarak tempuh partikel pada waktu itu. (c) percepatan pada waktu itu (d) jarak tempuh partikel dari t=4 detik ke t=6 detik (e) Sketsakan grafik untuk posisi, kecepatan, dan percepatannya.

4. Sebuah partikel bergerak menempuh suatu jarak tertentu dalam lintasan berupa garis lurus. Mula-mula ia bergerak dengan kecepatan v0 = 1 m/s dan menempuh setengah perjalanan. Setengah perjalanan sisanya ditempuh dengan kecepatan v1= 2 m/s selama t detik dan kecepatan v2 = 3 m/s selama t detik pula. Tentukan kecepatan rata-rata partikel.

5. Sebuah mobil mula-mula dalam keadaan diam, lalu bergerak dipercepat dengan percepatan a = 5 m/s2 sampai selang waktu tertentu, kemudian bergerak dengan kecepatan konstan, dan akhirnya diperlambat dengan perlambatan a =- 5 m/s2 hingga berhenti. Jika total waktu perjalanan mobil adalah 25 detik dan kecepatan rata-rata mobil adalah = 20 m/s, berapa lamakah mobil bergerak dengan kecepatan konstan?

6. Dua mobil bergerak melalui jalan yang sama dan berangkat dari titik awal yang sama secara bersamaan. Kurva kecepatan kedua mobil diberikan pada gambar di samping. (a) Tentukanlah kapan dan di mana mobil A berhasil menyusul

mobil B. (b) Sketsakan kurva posisi kedua mobil terhadap waktu dalam

satu gambar. Ambil selang waktu sejak kedua mobil berangkat hingga sesaat setelah mobil A menyusul mobil B.

(c) Jika setelah menempuh jarak 60 m mobil A melambat dengan besar perlambatan yang sama dengan besar percepatan ketika awal perjalanan, kapan dan di manakah mobil B berhasil menyusul kembali mobil A?

7. Suatu benda dilempar (dengan kecepatan v) dari permukaan bumi sehingga mengalami gerak parabola.

Dengan sudut elevasi berapakah benda tersebut harus dilempar sehingga jaraknya terhadap pelempar selalu bertambah?

8. Misalkan seseorang A menembakkan peluru dengan kecepatan awal 0V dengan sudut elevasi terhadap

permukaan tanah dan lintasan peluru diasumsikan parabola seperti dalam gambar di samping. Kemudian seseorang yang lain yaitu B adalah penumpang sebuah bis yang bergerak dengan kecepatan u yang tetap sepanjang horisontal.

Tentukan kecepatan peluru dan jarak yang ditempuh peluru hingga mencapai tanah menurut B.

9. Gambar di samping menujukkan percepatan partikel yang bergerak melingkar beraturan searah jarum jam dengan radius 2,50 m pada suatu waktu. Tentukanlah (a) percepatan radial, (b) laju partikel, dan (c) percepatan tangensial.

10. Sebuah batu diikatkan pada ujung sebuah tali kemudian diputar

melingkar dengan kecepatan konstan pada bidang vertical. Titik pusat lingkaran ada 1,5 m di atas tanah. Berapakah jarak yang dijangkau oleh batu jika ia dilepaskan dari posisi A seperti pada gambar?

A

B

u

A

0V

B