Hierarki Indikator
| Elemen: | Dinamika |
| Subelemen: | Hubungan Gaya dan Gerak (Hukum Newton) |
| Kompetensi: | Mengaitkan hubungan antara gaya dan gerak pada peristiwa yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari |
| Indikator: | Menganalisis keterkaitan gaya yang bekerja terhadap perubahan kondisi gerak benda pada peristiwa sehari-hari. (9) |
25FISDINHGNF04SA-000000-0102
Bentuk Soal: Pilihan Ganda
Seorang nelayan tradisional menggunakan perahu motor untuk melaut di perairan yang terkenal dengan arus lautnya yang kuat. Perahu nelayan bergerak dengan kecepatan konstan 6 m/s ke arah utara menuju lokasi penangkapan ikan. Tiba-tiba, arus laut yang kuat dari arah barat memberikan gaya horizontal sebesar 300 N selama 4 detik ke arah timur. Massa perahu beserta muatannya adalah 150 kg. Selama gaya arus bekerja, mesin perahu tetap memberikan gaya dorong konstan ke utara sehingga kecepatan ke utara tetap 6 m/s.
Simulasi Gerak Kapal & Arus
Waktu: 0.0s
Waktu (t) 0.0 s
Kecepatan Utara (\(v_y\)) 6 m/s
Gaya Arus (\(F_x\)) 0 N
Kecepatan Timur (\(v_x\)) 0 m/s
Kecepatan Resultan (\(v_R\)) 6 m/s
Arah (\(\theta\)) \(0^\circ\)
Status: Kapal bergerak lurus ke utara. Gaya arus belum aktif.
Setelah 4 detik gaya arus bekerja, kondisi gerak perahu adalah....
Pembahasan Sistematis
📌 Diketahui
\(v_y = 6 \text{ m/s}\) (ke utara)
\(F_x = 300 \text{ N}\) (ke timur)
\(m = 150 \text{ kg}\)
\(t = 4 \text{ s}\)
\(F_x = 300 \text{ N}\) (ke timur)
\(m = 150 \text{ kg}\)
\(t = 4 \text{ s}\)
❓ Ditanya
Kondisi gerak perahu setelah 4 detik?
🧮 Langkah 1
Percepatan horizontal (timur):
\[
a_x = \frac{F_x}{m} = \frac{300}{150} = 2 \text{ m/s}^2
\]
🧮 Langkah 2
Kecepatan horizontal setelah 4 s:
\[
v_x = a_x \cdot t = 2 \cdot 4 = 8 \text{ m/s}
\]
🧮 Langkah 3
Kecepatan resultan:
\[
v_R = \sqrt{8^2 + 6^2} = \sqrt{100} = 10 \text{ m/s}
\]
🧮 Langkah 4
Arah gerak:
\[
\tan \theta = \frac{8}{6} = \frac{4}{3} \Rightarrow \theta = 53^\circ
\]
🧠 Langkah 5
Setelah gaya arus berhenti, sesuai Hukum I Newton, perahu bergerak lurus dengan kecepatan konstan.
✅
Kesimpulan:
\(v_R = 10 \text{ m/s}\), arah \(53^\circ\) ke timur dari utara, bergerak lurus dengan kecepatan konstan.
Jawaban yang benar adalah A.
\(v_R = 10 \text{ m/s}\), arah \(53^\circ\) ke timur dari utara, bergerak lurus dengan kecepatan konstan.
Jawaban yang benar adalah A.