Soal 1: Percepatan Positif
Soal:
Sebuah mobil awalnya bergerak dengan kecepatan 10 m/s dan kemudian mempercepat hingga mencapai kecepatan 30 m/s dalam waktu 4 detik. Berapakah percepatan rata-rata mobil tersebut?
A) 2 m/s²
B) 4 m/s²
C) 5 m/s²
D) 7 m/s²
E) 10 m/s²
Jawaban: C) 5 m/s²
Pembahasan:
Percepatan rata-rata \( a \) dapat dihitung menggunakan rumus:
\[
a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v_{\text{akhir}} – v_{\text{awal}}}{\Delta t}
\]
Diketahui:
– Kecepatan awal, \( v_{\text{awal}} = 10 \, \text{m/s} \)
– Kecepatan akhir, \( v_{\text{akhir}} = 30 \, \text{m/s} \)
– Selang waktu, \( \Delta t = 4 \, \text{detik} \)
Percepatan rata-rata:
\[
a = \frac{30 \, \text{m/s} – 10 \, \text{m/s}}{4 \, \text{detik}} = \frac{20 \, \text{m/s}}{4 \, \text{detik}} = 5 \, \text{m/s}^2
\]
Jadi, percepatan rata-rata mobil tersebut adalah 5 m/s².
Soal 2: Percepatan Negatif (Deselerasi)
Soal:
Sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan 20 m/s mulai mengerem dan berhenti dalam waktu 4 detik. Berapakah percepatan negatif (deselerasi) yang dialami mobil?
A) -2 m/s²
B) -4 m/s²
C) -5 m/s²
D) -6 m/s²
E) -10 m/s²
Jawaban: C) -5 m/s²
Pembahasan:
Percepatan negatif dapat dihitung menggunakan rumus percepatan:
\[
a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v_{\text{akhir}} – v_{\text{awal}}}{\Delta t}
\]
Diketahui:
– Kecepatan awal, \( v_{\text{awal}} = 20 \, \text{m/s} \)
– Kecepatan akhir, \( v_{\text{akhir}} = 0 \, \text{m/s} \)
– Selang waktu, \( \Delta t = 4 \, \text{detik} \)
Perubahan kecepatan:
\[
\Delta v = 0 \, \text{m/s} – 20 \, \text{m/s} = -20 \, \text{m/s}
\]
Percepatan negatif:
\[
a = \frac{-20 \, \text{m/s}}{4 \, \text{detik}} = -5 \, \text{m/s}^2
\]
Jadi, deselerasi yang dialami mobil adalah -5 m/s².
Soal 3: Percepatan Sentripetal
Soal:
Sebuah pesawat bergerak melingkar dengan kecepatan konstan 60 m/s di lintasan dengan jari-jari 300 meter. Berapakah percepatan sentripetal yang dialami oleh pesawat?
A) 4 m/s²
B) 6 m/s²
C) 8 m/s²
D) 10 m/s²
E) 12 m/s²
Jawaban: E) 12 m/s²
Pembahasan:
Percepatan sentripetal \( a_c \) dapat dihitung dengan rumus:
\[
a_c = \frac{v^2}{r}
\]
Diketahui:
– Kecepatan, \( v = 60 \, \text{m/s} \)
– Jari-jari lintasan, \( r = 300 \, \text{meter} \)
Percepatan sentripetal:
\[
a_c = \frac{(60 \, \text{m/s})^2}{300 \, \text{meter}} = \frac{3600 \, \text{m}^2/\text{s}^2}{300 \, \text{meter}} = 12 \, \text{m/s}^2
\]
Jadi, percepatan sentripetal yang dialami oleh pesawat adalah 12 m/s².