20 Contoh soal GLBB, pengertian, rumus, dan pengerjaannya

Brilio.net - Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) merupakan salah satu jenis gerak yang sering dibahas dalam fisika. GLBB terjadi ketika sebuah benda mengalami percepatan konstan, sehingga kecepatannya berubah secara teratur seiring waktu.

Melalui contoh soal GLBB, kamu dapat mempelajari lebih dalam tentang cara kerja gerak ini beserta rumus-rumus yang digunakan untuk menghitungnya. Pada gerak GLBB, benda dapat mengalami percepatan atau perlambatan tergantung pada besar dan arah gaya yang bekerja padanya.

Supaya lebih memahami apa itu GLBB, berikut ini ulasan lengkap 20 Contoh soal GLBB, pengertian, rumus, dan pengerjaannya, brilio.net himpun dari berbagai sumber Jumat (6/9).

Definisi Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

foto: freepik.com

GLBB singkatan dari Gerak Lurus Berubah Beraturan, salah satu jenis gerak dalam fisika di mana suatu benda bergerak pada lintasan lurus dengan percepatan konstan. Artinya, kecepatan benda tersebut berubah secara teratur seiring waktu.

Karakteristik utama GLBB:

1. Lintasan gerak berbentuk garis lurus
2. Percepatan benda konstan (tetap)
3. Kecepatan benda berubah secara teratur

Rumus-rumus dasar GLBB:

1. Kecepatan akhir:

v = v + a · t

Di mana:
v = kecepatan akhir
v = kecepatan awal
a = percepatan
t = waktu

2. Perpindahan:

s = v · t + ½ a · t²

Di mana:
s = perpindahan (jarak tempuh)
v = kecepatan awal
a = percepatan
t = waktu

3. Kecepatan rata-rata:

v = (v + v) / 2

Di mana:
v = kecepatan rata-rata
v = kecepatan akhir
v = kecepatan awal

4. Persamaan kecepatan tanpa waktu:

v² = v² + 2 · a · s

Di mana:
v = kecepatan akhir
v = kecepatan awal
a = percepatan
s = perpindahan

Contoh soal GLBB dan pembahasannya.

foto: freepik.com

Soal 1
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s dan mengalami percepatan 2 m/s². Berapa kecepatan mobil setelah 5 detik?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 10 m/s
- a = 2 m/s²
- t = 5 s

Menggunakan rumus v = v + a · t
v = 10 + 2 · 5 = 10 + 10 = 20 m/s

Jadi, kecepatan mobil setelah 5 detik adalah 20 m/s.

Soal 2
Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 30 m/s. Berapa ketinggian maksimum yang dicapai bola? (g = 10 m/s²)

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 30 m/s
- v (di titik tertinggi) = 0 m/s
- g = 10 m/s² (ke bawah, maka a = -10 m/s²)

Menggunakan rumus v² = v² + 2as
0² = 30² + 2(-10)s
0 = 900 - 20s
20s = 900
s = 45 m

Jadi, ketinggian maksimum yang dicapai bola adalah 45 meter.

Soal 3
Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Direm dengan perlambatan 0,5 m/s². Berapa jarak yang ditempuh kereta api sampai berhenti?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 72 km/jam = 20 m/s
- v (akhir) = 0 m/s
- a = -0,5 m/s² (perlambatan)

Menggunakan rumus v² = v² + 2as
0² = 20² + 2(-0,5)s
0 = 400 - s
s = 400 m

Jadi, jarak yang ditempuh kereta api sampai berhenti adalah 400 meter.

Soal 4
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 5 m/s dan mengalami percepatan 2 m/s². Berapa jarak yang ditempuh mobil setelah 10 detik?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 5 m/s
- a = 2 m/s²
- t = 10 s

Menggunakan rumus s = vt + ½at²
s = 5 · 10 + ½ · 2 · 10²
s = 50 + 100 = 150 m

Jadi, jarak yang ditempuh mobil setelah 10 detik adalah 150 meter.

Soal 5
Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 80 m. Berapa waktu yang diperlukan benda untuk mencapai tanah? (g = 10 m/s²)

Pembahasan:
Diketahui:
- s = 80 m
- v = 0 m/s (jatuh bebas)
- g = 10 m/s² (a = 10 m/s²)

Menggunakan rumus s = vt + ½at²
80 = 0 + ½ · 10 · t²
80 = 5t²
t² = 16
t = 4 s

Jadi, waktu yang diperlukan benda untuk mencapai tanah adalah 4 detik.

Soal 6
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 90 km/jam. Tiba-tiba pengemudi melihat rintangan di jalan dan menginjak rem. Jika jarak aman berhenti adalah 100 m, berapa perlambatan minimum yang harus diberikan?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 90 km/jam = 25 m/s
- v (akhir) = 0 m/s
- s = 100 m

Menggunakan rumus v² = v² + 2as
0² = 25² + 2a · 100
0 = 625 + 200a
-625 = 200a
a = -3,125 m/s²

Jadi, perlambatan minimum yang harus diberikan adalah 3,125 m/s².

Soal 7
Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s. Berapa waktu yang diperlukan bola untuk kembali ke posisi awal? (g = 10 m/s²)

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 40 m/s
- v (akhir) = -40 m/s (ke bawah sama dengan kecepatan awal)
- g = 10 m/s² (a = -10 m/s²)

Menggunakan rumus v = v + at
-40 = 40 + (-10)t
-80 = -10t
t = 8 s

Jadi, waktu yang diperlukan bola untuk kembali ke posisi awal adalah 8 detik.

Soal 8
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 15 m/s dan mengalami percepatan 3 m/s². Berapa kecepatan mobil setelah menempuh jarak 100 m?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 15 m/s
- a = 3 m/s²
- s = 100 m

Menggunakan rumus v² = v² + 2as
v² = 15² + 2 · 3 · 100
v² = 225 + 600 = 825
v = √825 ≈ 28,7 m/s

Jadi, kecepatan mobil setelah menempuh jarak 100 m adalah sekitar 28,7 m/s.

Soal 9
Sebuah benda bergerak dengan kecepatan awal 20 m/s dan mengalami perlambatan 4 m/s². Berapa jarak yang ditempuh benda sampai berhenti?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 20 m/s
- v (akhir) = 0 m/s
- a = -4 m/s²

Menggunakan rumus v² = v² + 2as
0² = 20² + 2(-4)s
0 = 400 - 8s
8s = 400
s = 50 m

Jadi, jarak yang ditempuh benda sampai berhenti adalah 50 meter.

Soal 10
Sebuah pesawat terbang memerlukan kecepatan 100 m/s untuk lepas landas. Jika pesawat dipercepat dari keadaan diam dengan percepatan 5 m/s², berapa panjang landasan minimum yang diperlukan?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 0 m/s
- v = 100 m/s
- a = 5 m/s²

Menggunakan rumus v² = v² + 2as
100² = 0² + 2 · 5 · s
10000 = 10s
s = 1000 m

Jadi, panjang landasan minimum yang diperlukan adalah 1000 meter.

Soal 11
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Tiba-tiba pengemudi melihat lampu merah dan mengerem dengan perlambatan 2 m/s². Berapa waktu yang diperlukan mobil untuk berhenti?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 72 km/jam = 20 m/s
- v (akhir) = 0 m/s
- a = -2 m/s²

Menggunakan rumus v = v + at
0 = 20 + (-2)t
2t = 20
t = 10 s

Jadi, waktu yang diperlukan mobil untuk berhenti adalah 10 detik.

Soal 12
Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 25 m/s. Berapa kecepatan bola setelah 3 detik? (g = 10 m/s²)

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 25 m/s
- t = 3 s
- g = 10 m/s² (a = -10 m/s²)

Menggunakan rumus v = v + at
v = 25 + (-10) · 3
v = 25 - 30 = -5 m/s

Jadi, kecepatan bola setelah 3 detik adalah 5 m/s ke bawah (tanda negatif menunjukkan arah ke bawah).

Soal 13
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s dan mengalami percepatan 2 m/s². Berapa jarak yang ditempuh mobil selama 6 detik?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 10 m/s
- a = 2 m/s²
- t = 6 s

Menggunakan rumus s = vt + ½at²
s = 10 · 6 + ½ · 2 · 6²
s = 60 + 36 = 96 m

Jadi, jarak yang ditempuh mobil selama 6 detik adalah 96 meter.

Soal 14
Sebuah benda jatuh dari ketinggian 120 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², berapa kecepatan benda saat menyentuh tanah?

Pembahasan:
Diketahui:
- s = 120 m
- v = 0 m/s (jatuh bebas)
- g = 10 m/s² (a = 10 m/s²)

Menggunakan rumus v² = v² + 2as
v² = 0² + 2 · 10 · 120
v² = 2400
v = √2400 ≈ 49 m/s

Jadi, kecepatan benda saat menyentuh tanah adalah sekitar 49 m/s.

Soal 15
Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan awal 15 m/s dan mengalami percepatan 0,5 m/s². Berapa waktu yang diperlukan untuk mencapai kecepatan 30 m/s?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 15 m/s
- v = 30 m/s
- a = 0,5 m/s²

Menggunakan rumus v = v + at
30 = 15 + 0,5t
15 = 0,5t
t = 30 s

Jadi, waktu yang diperlukan untuk mencapai kecepatan 30 m/s adalah 30 detik.

Soal 16
Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Berapa ketinggian bola setelah 3 detik? (g = 10 m/s²)

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 20 m/s
- t = 3 s
- g = 10 m/s² (a = -10 m/s²)

Menggunakan rumus s = vt + ½at²
s = 20 · 3 + ½ · (-10) · 3²
s = 60 - 45 = 15 m

Jadi, ketinggian bola setelah 3 detik adalah 15 meter.

Soal 17
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 90 km/jam. Pengemudi melihat rintangan dan mengerem dengan perlambatan 5 m/s². Berapa jarak yang ditempuh mobil sampai berhenti?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 90 km/jam = 25 m/s
- v (akhir) = 0 m/s
- a = -5 m/s²

Menggunakan rumus v² = v² + 2as
0² = 25² + 2(-5)s
0 = 625 - 10s
10s = 625
s = 62,5 m

Jadi, jarak yang ditempuh mobil sampai berhenti adalah 62,5 meter.

Soal 18
Sebuah benda bergerak dengan kecepatan awal 5 m/s dan mengalami percepatan 3 m/s². Berapa kecepatan benda setelah menempuh jarak 20 m?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 5 m/s
- a = 3 m/s²
- s = 20 m

Menggunakan rumus v² = v² + 2as
v² = 5² + 2 · 3 · 20
v² = 25 + 120 = 145
v = √145 ≈ 12 m/s

Jadi, kecepatan benda setelah menempuh jarak 20 m adalah sekitar 12 m/s.

Soal 19
Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dan mencapai ketinggian maksimum 80 m. Berapa kecepatan awal bola tersebut? (g = 10 m/s²)

Pembahasan:
Diketahui:
- h (maksimum) = 80 m
- v (di titik tertinggi) = 0 m/s
- g = 10 m/s² (a = -10 m/s²)

Menggunakan rumus v² = v² + 2as
0² = v² + 2(-10)80
0 = v² - 1600
v² = 1600
v = √1600 = 40 m/s

Jadi, kecepatan awal bola tersebut adalah 40 m/s.

Soal 20
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan awal 20 m/s. Setelah 10 detik, kecepatannya menjadi 50 m/s. Berapakah percepatan mobil tersebut dan berapa jarak yang ditempuh selama waktu tersebut?

Pembahasan:
Diketahui:
- v = 20 m/s
- v = 50 m/s
- t = 10 s

Langkah 1: Menghitung percepatan
Menggunakan rumus v = v + at
50 = 20 + a(10)
30 = 10a
a = 3 m/s²

Langkah 2: Menghitung jarak tempuh
Menggunakan rumus s = vt + ½at²
s = 20 · 10 + ½ · 3 · 10²
s = 200 + 150 = 350 m

Jadi, percepatan mobil tersebut adalah 3 m/s² dan jarak yang ditempuh selama 10 detik adalah 350 meter.