Postingan ini membahas contoh soal kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata yang disertai penyelesaiannya atau pembahasannya. Kelajuan rata-rata adalah jumlah jarak yang ditempuh dalam selang waktu tertentu. Kecepatan rata-rata adalah besarnya perpindahan sebuah benda dalam selang waktu tertentu. Rumus kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata sebagai berikut:
→ kelajuan rata-rata =→ kecepatan rata-rata =
Kelajuan adalah besaran skalar sedangkan kecepatan adalah besaran vektor. Perbedaan secara fisis ini berlaku juga pada kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata. Dengan demikian kelajuan rata-rata tidak memiliki arah sedangkan kecepatan rata-rata mempunyai arah.
Contoh soal kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata
Contoh soal 1
Seseorang berlari sejauh 60 m ke timur dalam waktu 60 s, kemudian 20 m ke barat dalam waktu 40 s. Laju rata-rata dan kecepatan rata-rata orang tersebut adalah …
A. 0,2 m/s dan 0,8 m/s ke timur
B. 0,8 m/s dan 0,2 m/s ke barat
C. 0,3 m/s dan 0,4 m/s ke timur
D. 0,8 m/s dan 0,4 m/s ke timur
E. 0,4 m/s dan 0,8 m/s ke barat
Penyelesaian soal / pembahasan
Perjalanan benda dari A ke C digambarkan sebagai berikut:
Berdasarkan gambar diatas, diperoleh
- jarak = 60 m + 20 m = 80 m
- perpindahan (AC) = 60 m – 20 m = 40 m.
- Waktu = 60 s + 40 s = 100 s
Maka kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata sebagai berikut.
→ kelajuan rata-rata =→ Kelajuan rata-rata =
→ Kecepatan rata-rata =
→ Kecepatan rata-rata =
Jadi kelajuan rata-rata = 0,8 m/s dan kecepatan rata-rata = 0,4 m/s ke timur (arah kecepatan rata-rata = arah perpindahan). Soal ini jawabannya D.
Contoh soal 2
Gambar dibawah ini melukiskan perjalanan dari A ke C melalui B.
Jarak AB adalah 40 km ditempuh dalam waktu 0,5 jam. Jarak BC 30 km ditempuh dalam waktu 2 jam. Besar kecepatan rata-rata perjalanan itu adalah …
A. 95 km/jam
B. 48 km/jam
C. 35 km/jam
D. 28 km/jam
E. 20 km/jam
Penyelesaian soal / pembahasan
Cara menghitung kecepatan rata-rata soal diatas sebagai berikut.
→ Perpindahan = √→ Perpindahan = √
→ kecepatan rata-rata =
→ kecepatan rata-rata =
Soal ini jawabannya E.
Contoh soal 3
Hadi setiap pagi joging mengelilingi tanah lapang yang berukuran 100 m x 400 m sebanyak 12 kali dalam waktu 1 jam. Kecepatan rata-rata dan kelajuan rata-rata gerak Hadi adalah …
A. 0 km/jam dan 12 km/jam
B. 0 km/jam dan 6 km/jam
C. 6 km/jam dan 12 km/jam
D. 6 km/jam dan 6 km/jam
E. 12 km/jam dan 12 km/jam
Penyelesaian soal / pembahasan
Untuk menjawab soal ini kita hitung terlebih dahulu keliling lapangan dengan menggunakan rumus keliling persegi panjang yaitu 2 x (p + l) = 2 x (400 m + 100 m) = 2 x 500 m = 1.000 m = 1 km. Dengan demikian kita peroleh jarak dan perpindahan Hadi sebagai berikut:
- Jarak = 12 x 1 km = 12 km
- Perpindahan = 0 km (karena Hadi kembali ke posisi awal)
Jadi kelajuan rata-rata dan kecepatan rata-rata Hadi sebagai berikut:
→ kelajuan rata-rata =→ kelajuan rata-rata =
→ kecepatan rata-rata =
→ kecepatan rata-rata =
Soal ini jawabannya A.
Contoh soal 4
Sebuah robot berpindah 14 meter ke timur dalam waktu 4 sekon kemudian berbelok 8 meter ke utara dalam waktu 4 sekon dan berbelok lagi 8 meter ke barat dalam waktu 2 sekon. Laju dan kecepatan rata-rata robot adalah …
A. 2 m/s dan 0,5 m/s arah timur laut
B. 3 m/s dan 0,5 m/s arah barat laut
C. 3 m/s dan 1 m/s arah timur laut
D. 3 m/s dan 1 m/s arah barat laut
E. 4 m/s dan 2 m/s arah tenggara
Penyelesaian soal / pembahasan
Gambar perjalanan robot digambarkan sebagai berikut:
Berdasarkan gambar diatas kita peroleh jarak dan perpindahan yang ditempuh robot yaitu:
→ jarak = 14 m + 8 m + 8 m = 30 m→ perpindahan = √
→ Waktu = 4 s + 4 s + 2 s = 10 s
Jadi laju dan kecepatan rata-rata robot:
→ kelajuan rata-rata =→ kecepatan rata-rata =
Jadi kelajuan rata-rata robot = 3 m/s dan kecepatan rata-rata robot = 1 m/s arah timur laut (arah kecepatan rata-rata = arah perpindahan). Soal ini jawabannya C.
Contoh soal 5
Martin berangkat ke Bandung pukul 07.00 WIB dan harus tiba di Jakarta pukul 10.00 WIB. Jika jarak Bandung-Jakarta 240 km, maka laju rata-rata mobil yang dikendarai Martin supayan tidak terlambat adalah …
A. 30 km/jam
B. 60 km/jam
C. 80 km/jam
D. 100 km/jam
E. 120 km/jam
Penyelesaian soal / pembahasan
Berdasarkan soal diatas kita peroleh selang waktu dari jam 07.00 WIB hingga 10.00 WIB yaitu 3 jam. Jadi laju rata-rata mobil Martin agar tidak terlambat sebagai berikut:
→ laju rata-rata =→
Soal ini jawabannya C.
Contoh soal 6
Diketahui jarak Surabaya – Yogyakarta adalah 325 km. Sebuah mobil berangkat dari Surabaya pada pukul 13.00 dan sampai di Yogyakarta pada pukul 23.00. Kecepatan rata-rata mobil tersebut adalah …
A. 10 km/jam
B. 32,5 km/jam
C. 65 km/jam
D. 162,5 km/jam
E. 325 km/jam
Penyelesaian soal / pembahasan
Pada soal ini jarak sama dengan perpindahan yaitu 325 km. Selanjutnya waktu yang dibutuhkan mobil sampai di Yogyakarta adalah 23.00 – 13.00 = 10 jam. Maka kecepatan rata-rata mobil sebagai berikut:
→ Kecepatan rata-rata =→ Kecepatan rata-rata =
Soal ini jawabannya B.
Tq