Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten/kota – Gerak lurus

Gerak Jatuh Bebas
1. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.5
Perhatikan gambar berikut!Gerakan kelapa jatuh (gambar I) dan gerak bola yang dilempar vertikal ke atas hingga titik tertinggi oleh seorang siswa (gambar II) memiliki jenis gerak….Pembahasan
Gambar 1 = gerak jatuh bebas = gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dipercepat
Gambar 2 = gerak vertikal ke atas = gerak lurus berubah beraturan (GLBB) diperlambat
Jawaban yang benar adalah A.

Grafik Gerak Lurus
2. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.12
Jika benda dilempar ke atas dari permukaan bumi, maka grafik besar percepatan yang dialami benda adalah….Pembahasan
Ketika benda dilempar ke atas dari permukaan bumi, percepatan yang dialami benda adalah percepatan gravitasi bumi. Besar percepatan gravitasi bumi bernilai konstan yakni 9,8 m/s² dan arah percepatan gravitasi bumi selalu menuju pusat bumi.
Percepatan konstan ditandai oleh garis lurus sejajar sumbu t dan tegak lurus dengan sumbu a.
Jawaban yang benar adalah D.
3. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.13Sebuah benda bergerak dengan laju yang digambarkan seperti pada grafik di samping ini. Jarak yang ditempuh benda selama 20 detik adalah….

1. 600 m
2. 500 m
3. 200 m
4. 100 m

Pembahasan
Jarak tempuh selama 0 – 10 sekon = luas persegi + luas segitiga
Luas persegi = (20-0)(10-0) = (20)(10) = 200 meter
Luas segitiga = (1/2)(10-0)(40-20) = (1/2)(10)(20) = (5)(20) = 100 meter
Jarak tempuh selama 0 – 10 sekon = 200 meter + 100 meter = 300 meter
 
Jarak tempuh selama 10 – 20 sekon = luas segitiga
Luas segitiga = (1/2)(20-10)(40-0) = (1/2)(10)(40) = (5)(40) = 200 meter

Jarak tempuh benda selama 0 – 20 sekon :
300 meter + 200 meter = 500 meter

Jawaban yang benar adalah B.

4. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.14
Gerak tiga buah benda, masing-masing digambarkan dengan grafik di bawah ini.Pernyataan yang benar untuk gerak ketiga benda adalah….Pembahasan
Grafik benda 1 = Grafik percepatan (a) dan waktu (t)
Berdasarkan grafik, benda bergerak dengan percepatan konstan atau bendabergerak lurus berubah beraturan. Percepatan konstan ditunjukkan oleh garis lurus yang memotong sumbu percepatan (a).

Grafik benda 2 = Grafik kecepatan (v) dan waktu (a)
Berdasarkan grafik, benda bergerak dengan kecepatan konstan atau benda bergerak lurus beraturan. Kecepatan konstan ditunjukkan oleh garis lurus yang memotong sumbu kecepatan (v).

Grafik benda 3 = Grafik perpindahan (x) dan waktu (a)
Berdasarkan grafik, tampak perpindahan benda selalu tetap. Ini artinya benda tidak bergerak atau benda diam. Benda diam ditunjukkan oleh garis lurus yang memotong sumbu perpindahan (x).

Jawaban yang benar adalah A.
5. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.19
Posisi sebuah benda yang bergerak di sepanjang sumbu x ditunjukkan oleh grafik berikut ini.Grafik tersebut menunjukkan bahwa benda bergerak dengan laju konstan pada selang waktu antara….

1. 5 s/d 15 detik dan 25 s/d 35 detik
2. 0 s/d 5 detik dan 35 s/d 40 detik
3. 15 s/d 25 detik
4. 0 s/d 5 detik, 15 s/d 25 detik dan 35 s/d 40 detik

Pembahasan
5 s/d 15 detik dan 25 s/d 35 detik = jarak benda selalu tetap atau benda diam
0 s/d 5 detik, 15 s/d 25 detik dan 35 s/d 40 detik = jarak benda selalu berubah secara teratur selang waktu yang sama atau benda bergerak dengan laju konstan.
Jawaban yang benar adalah D.

Kecepatan
6. Soal Olimpiade Sains Nasional fisika SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.7
Seorang pemburu dengan mobilnya sedang mengejar seekor rusa. Mobil melaju dengan kecepatan 72 km/jam dan rusa berlari dengan kecepatan 64,8 km/jam. Ketika jarak antara mobil dan rusa 2012 m sang pemburu menembakkan senapannya. Peluru keluar dari laras senapan dengan laju 200 m/s terhadap laras senapan. Peluru mengenai rusa setelah waktu….

1. 0,5 sekon
2. 1 sekon
3. 1,25 sekon
4. 1,5 sekon

Pembahasan
Diketahui :
Kelajuan mobil (v_b) = 72 km/jam = (72)(1000 m) / 3600 s = 20 m/s
Kelajuan rusa (v_r) = 64,8 km/jam = (64,8)(1000 m) / 3600 s = 64800 m / 3600 s = 18 m/s
Ketika senapan ditembakkan, jarak antara mobil dan rusa (s) = 202 meter
Kelajuan peluru (v_p) = 20 m/s + 200 m/s = 220 m/s
Senjata dipegang pemburu yang berada di dalam mobil yang bergerak dengan kelajuan 20 m/s sehingga kelajuan peluru ditambahkan juga dengan kelajuan mobil. 
Ditanya : Peluru mengenai rusa setelah selang waktu….
Jawab :
Anggap saja mobil dan rusa bergerak lurus dengan kecepatan tetap.
Rumus kecepatan : v = s / t atau s = v t
Keterangan rumus : v = kelajuan, s = jarak, t = waktu

Jarak tempuh rusa = 202 + X_r = 202 + v_r t = 202 + 18 t
Jarak tempuh peluru = Y_p = v_p t = 220 t

Ketika peluru mengenai rusa, jarak tempuh peluru = jarak tempuh rusa.
Jarak tempuh rusa = Jarak tempuh peluru
202 + 18 t = 220 t
202 = 220 t – 18 t
202 = 202 t
t = 202/202
t = 1 sekon
Jawaban yang benar adalah B.