A. Subtopik 1: Posisi, Kecepatan, dan Laju
Jawaban:
1. Perbedaan Posisi dan Perpindahan:
– Posisi adalah lokasi objek pada titik tertentu.
– Perpindahan adalah perubahan posisi objek, dihitung sebagai jarak terpendek dengan arah tertentu dari posisi awal ke akhir.
– Membedakan keduanya penting untuk analisis gerak karena perpindahan mencakup arah dan jarak terpendek, bukan jalur total yang ditempuh.
2. Kecepatan Rata-rata:
– Definisi: Kecepatan rata-rata adalah perpindahan dibagi waktu yang ditempuh.
– Rumus: {Kecepatan Rata-rata} = {Perpindahan}/{Waktu}}
– Contoh: Jika Anda berjalan 2 km ke timur dalam 30 menit, kecepatan rata-rata Anda adalah 4 km/jam.
B. Subtopik 2: Kecepatan Seketika dan Laju Seketika
Jawaban:
1. Perbedaan Kecepatan Rata-rata dan Kecepatan Seketika:
– Kecepatan Rata-rata: Total perpindahan dibagi waktu total.
– Kecepatan Seketika: Kecepatan pada satu titik waktu tertentu.
– Pentingnya: Kecepatan seketika penting saat menganalisis perubahan cepat dalam gerak, seperti akselerasi atau perlambatan.
2. Pengaruh Laju Seketika dalam Gerak Satu Dimensi:
– Laju seketika menunjukkan seberapa cepat objek bergerak pada titik waktu tertentu.
– Ini membantu mengidentifikasi perubahan cepat dalam kecepatan, seperti percepatan atau perlambatan, sehingga memberikan gambaran detail tentang karakteristik gerak.
C. Subtopik 3: Model Analisis: Partikel dengan Kecepatan Konstan
Jawaban:
1. Model Partikel dengan Kecepatan Konstan:
– Digunakan untuk memudahkan prediksi gerak tanpa perubahan kecepatan.
– Contoh: Menghitung waktu tempuh mobil di jalan tol atau pesawat dengan kecepatan tetap.
2. Grafik Posisi-Waktu untuk Kecepatan Konstan:
– Grafik berupa garis lurus; kemiringannya menunjukkan kecepatan konstan.
– Manfaatnya untuk Mempermudah prediksi posisi objek di masa depan dengan memperpanjang garis, membantu perencanaan gerak.
D. Subtopik 4: Percepatan
Jawaban:
1. Perbedaan percepatan dan kecepatan:
– Kecepatan: Perubahan posisi per satuan waktu.
– Percepatan: Perubahan kecepatan per satuan waktu.
– Percepatan konstan: Objek mempercepat atau melambat secara stabil.
2. Pentingnya tanda percepatan:
– Positif: Mempercepat objek.
– Negatif: Memperlambat objek.
– Pengaruh: Menentukan apakah objek bergerak lebih cepat atau melambat, penting untuk analisis gerak.
E. Subtopik 5: Diagram Gerak (5 Menit)
Jawaban:
1. Penggunaan diagram gerak:
– Posisi: Grafik posisi-waktu menunjukkan perubahan posisi.
– Kecepatan: Grafik kecepatan-waktu menunjukkan perubahan kecepatan.
– Percepatan: Grafik percepatan-waktu menunjukkan perubahan percepatan.
2. Analisis diagram gerak:
– Memahami hubungan antara posisi, kecepatan, dan percepatan.
– Mengidentifikasi perubahan kecepatan dan percepatan.
– Menemukan pola gerak dan memprediksi gerak di masa depan.
F. Subtopik 6: Model Analisis: Partikel dengan Percepatan Konstan
Jawaban:
1. Percepatan konstan sebagai asumsi:
– Sederhana: Memudahkan perhitungan dengan persamaan dasar.
– Contoh nyata: Mobil dengan akselerasi tetap saat lepas landas atau pesawat saat fase awal penerbangan.
2. Integrasi persamaan gerak:
– Persamaan: v = u + at , s = ut² + 1/2², v= u² + 2as
– Penggunaan: Digunakan untuk menghitung kecepatan akhir, jarak, dan waktu berdasarkan kecepatan awal dan percepatan.
G. Subtopik 7: Benda Jatuh Bebas
Jawaban:
1. Hukum gravitasi dan gerak jatuh bebas:
– Hukum gravitasi menyebabkan benda jatuh dengan percepatan konstan (sekitar 9,8 m/s² di Bumi).
– Faktor lain: Hambatan udara dapat mempengaruhi gerak benda.
2. Ketinggian awal dan percepatan gravitasi:
– Ketinggian awal: Semakin tinggi, semakin lama waktu jatuh.
– Percepatan gravitasi: Mempengaruhi kecepatan jatuh. Waktu jatuh dapat dihitung dengan rumus
H. Subtopik 8: Persamaan Kinematik yang Diderivasi dari Kalkulus untuk Strategi Pemecahan Masalah
Jawaban:
1. Derivasi persamaan kinematik dari kalkulus:
– Persamaan kinematik diperoleh dengan mengintegrasikan kecepatan untuk mendapatkan posisi dan mendiferensiasikan posisi untuk mendapatkan kecepatan. Misalnya, v=u+at dan s=ut+1/2 at² digunakan untuk menghitung gerak dengan percepatan konstan.
– Penerapan: Memungkinkan analisis gerak dalam berbagai kondisi, termasuk percepatan variabel.
2. Contoh penggunaan persamaan kinematik:
– Menghitung jarak tempuh mobil yang mulai bergerak dari keadaan diam dengan percepatan konstan. Misalnya, dengan percepatan 2 m/s² selama 5 detik, jarak tempuh adalah 25 meter.
– Strategi: Memudahkan perhitungan waktu, kecepatan, dan jarak dalam berbagai situasi, seperti perhitungan jarak rem atau waktu pencapaian kecepatan.