Teladan Soal Gerak Vertikal Ke Atas Beserta Jawabannya

by

Soal Gerak Vertikal ke Atas (GVA) – Tutorial fisika kali ini akan membicarakan soal-soal yang berhubungan gerak vertikal ke atas yang sering diujiankan.

Pada materi atau tutorial sebelumnya, kita telah mengupas soal soal gerak, yakni : gerak vertikal ke Bawah, Gerak Jatuh Bebas, Gerak Parabola.

Bagi anda yang memerlukan latihan soal gerak-gerak tersebut, mampu mendatangi :

Namun sebelum kita masuk ke latihan soal, terlebih dahulu kita akan mengetahui beberapa poin penting dari GVA.

Apa itu Gerak Vertikal ke Atas ?

Gerak Vertikal ke Atas (GVA) adalah gerak benda yang mempunyai lintasan vertikal ke atas (sumbu y) dan mempunyai kecepatan permulaan (V0≠0). Gerak Vertikal ke Atas ini tergolong ke dalam kelompok Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

Pada Gerak Vertikal ke Atas (GVA), kecepatan benda  akan kian berkurang karena berlawanan arah dengan gaya gravitasi. Ketika mencapai ketinggian tertentu, maka benda tersebut akan berhenti dan jatuh kembali ke tanah.

Ciri-Ciri Gerak Vertikal ke Atas

Berikut ini yaitu ciri-ciri dari gerak vertikal ke atas :

  • Memiliki lintasan garis lurus vertikal ke atas.
  • Adanya kecepatan awal
  • Semakin usang kecepatan benda kian menurun. (terjadi perlambatan)
  • Karena dipengaruhi gravitasi, maka percepatan yang dipakai ialah percepatan gravitasi, tetapi nilainya negatif (a= -g)

Rumus-Rumus Gerak Vertikal ke Atas

1. Kecepatan sehabis t detik

Vt = V0 – g . t

  Balok besi dengan massa 85 kg ditarik menggunakan katrol.

Vt2 = V02 – 2 . g . h

2. Ketinggian benda

h = V0.t –

1/2

g.t2

Keterangan :

  • g yakni percepatan gravitasi (m/s2)
  • h ialah ketinggian benda (m)
  • t adalah waktu (s)
  • V0 yaitu kecepatan permulaan benda (m/s)
  • Vt ialah kecepatan pada saat t (m/s)

Contoh Soal Gerak Vertikal ke Atas (GVA)

Soal No.1

Sebuah kerikil dilemparkan secara vertikal ke atas dengan kecepatan awal (V0) 20 m/s. Ketinggian maksimum bola adalah (g = 10 m/s2) ……. ?
A. 10 m
B. 20 m
C. 40 m
D. 100 m

Pembahasan

Ketika sebuah objek meraih ketinggian maksimum, maka Vt = 0. Dengan demikian kita mampu mencari ketinggian maksimum dengan persamaan :
Vt2 = V02 – 2 . g . h
02 = 202 – 2 . 10 . h
0 = 400 – 20h
20h = 400
h =

400/20

= 20 m

Jawab : B

Soal No.2

Sebuah benda dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan permulaan 10 m/s. Maka waktu yang diharapkan benda itu untuk mencapai ketinggian maksimum adalah…….
A. 1 s
B. 20 s
C. 4 s
D. 10 s

Pembahasan

Di titik tertinggi, kecepatan simpulan Vt = 0 dan percepatan gravitasi bernilai negatif karena bertentangan dengan arah gerak benda, maka :
Vt = V0 – g . t
0 = 10 – 10 . t
10 t = 10
t = 1 s

Jawab : A

Soal No.3

Sebuah benda dilemparkan ke atas dengan kecepatan permulaan 20 m/s. Berapakah ketinggian benda tersebut saat kecepatannya menjadi 5 m/s?
A. 18,75 m
B. 20 m
C. 4 m
D. 18 m

Pembahasan

Pertama cari terlebih dulu waktu yang diperlukan benda dapat ditentukan dengan persamaan kecepatan berikut :
Vt = V0 – g . t
5 = 20 – 10t
10t = 20 – 5
10t = 15
t = 1,5 s

Berarti ketinggiannya dapat diperoleh:
Cara pertama
h = V0.t –

1/2

g.t2
h = 20 . 1,5 –

1/2

10 . (1,5)2
h = 30 – (5 . 2,25)
h = 30 – 11,25
h = 18,75 m

Cara Kedua
Vt2 = V02 – 2 . g . h
52 = 202 – 2 . 10 . h
25 = 400 – 20h
20h = 400 – 25
20h = 375
h =

375/20

h = 18,75 m

  Resultan Gaya

Jawab : A

Soal No.4

Sebuah bola dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 30 m/s. Jika percepatan gravitasinya ialah 10 m/s2 , berapa waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik tertingginya, dan berapakah ketinggian maksimumnya?
A. 3 s
B. 4 s
C. 5 s
D. 18s

Pembahasan

Di titik tertinggi, kecepatan selesai Vt = 0 , maka :
Vt = V0 – g . t
0 = 30 – 10 . t
10 t = 30
t =

30/10

= 3 s

Jawab : A

Soal No.5

Seorang atlit melemparkan lembingnya ke atas dengan kecepatan permulaan 30 m/s. Lembing tersebut meraih puncak tertinggi dalam 5 detik, berapa ketinggian yang dicapai ?
A. 25 m
B. 4 m
C. 50 m
D. 18 m

Pembahasan

h = V0.t –

1/2

g.t2
h = 30 . 5 –

1/2

10 . 52
h = 150 –

1/2

. 250
h = 150 – 125
h = 25 m

Jawab : A

Soal No.6 (UMPTN 1997)

Pada waktu bersama-sama dua bola dilempar ke atas, masing-masing dengan kelajuan VA = 10 m/s (Bola A) dan VB = 20 m/s (Bola B). Jarak antara kedua bola pada saat Bola A mencapai titik tertinggi adalah :
A. 30 m
B. 25 m
C. 20 m
D. 10 m

Pembahasan

Pertama-tama kita cari waktu yang dibutuhkan Bola A untuk mencapai ketinggian maksimum. Ingat bahwa sewaktu ketinggian maksimum maka kecepatannya Vt adalah 0, maka:
Vt = V0 – g . t
0 = 10 – 10 . t
10t = 10
t = 1 s

Lalu kita cari ketinggian Bola A :
hA = V0.t –

1/2

g.t2
hA = 10 . 1 –

1/2

10 . 12
h = 10 – 5
h = 5 m

Ketinggian Bola B :
hB = V0.t –

1/2

g.t2
hB = 20 . 1 –

1/2

10 . 12
hB = 20 – 5
hB = 15 m

Jarak antara ke-2 bola = hB – hA
Jarak antara ke-2 bola = 15 – 5
Jarak antara ke-2 bola = 10 m

Jawab : D

Soal No.7

Sebuah benda dilemparkan ke atas. Pada saat ketinggian benda tersebut 9,1 m, maka kecepatan benda tersebut ialah 7,6 m/s dalam arah x dan 6,1 m/s dalam arah y. Apabila percepatan gravitasinya g = 9,8 m/s2, maka ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda tersebut yakni…..
A. 11,5 m
B. 14 m
C. 12 m
D. 11 m

  Sejumlah gas ideal berada di dalam ruangan tertutup mula-mula bersuhu 27°C.

Pembahasan

h = 9,1 m
Vx = 7,6 m/s
Vy = V0 = 6,1 m/s
g = 9,8 m/s2

Pada ketika ketinggian maksimum, kecepatan benda = 0, maka :
Vt = 0

Vt2 = V02 – 2 . g . h
02 = 6,12 – 2 . (9,8) . h
0 = 37,21 – 19,6h
19,6h = 37,21
h = 1,89 m

Ketinggian maksimum = 9,1 m + 1,9 m
Ketinggian maksimum = 11 m

Jawab : D