Soal dan penyelesaian percepatan gerak partikel

Soal 1
Sebuah mobil balap dapat dipercepat dari 0 sampai dengan 90 km/jam dalam 5 s. Berapakah percepatan rata-rata selama perode ini?

Solusi
Kita akan mendapatkan percepatan rata-rata adalah

Karena 1 jam = 3600 sekon dan 1 km = 1000 m, maka

Soal 2

Sebuah mobil sedang bergerak ke kanan. Pada suatu jalan lurus, yang kita pilih sebagai sumbu x positif. Kemudian pengemudi mobil itu menginjak pedal rem. Jika kecepatan awal (ketika pengemudi menginjak rem) adalah v₁ = 15,0 m/s dan dibutuhkan waktu 5,0 s untuk memperlambat mobil ke kecepatan v₂ = 5,0 m/s, berapakah percepatan rata-rata mobil?

Solusi:

Tanda negatif muncul karena kecepatan akhir lebih kecil daripada kecepatan awalnya. Dalam kasus ini arah percepatan adalah ke kiri (pada arah x negatif), walaupun kecepatannya selalu mengarah ke kanan. Kita menyatakan bahwa percepatannya 2 m/s² ke kiri dalam gambar di tunjukan oleh panah warna ungu.

Soal 3
Pada saat t = 5 s sebuah benda bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Pada saat t = 8 s kecepatannya adalah – 1 m/s. Carilah percepatan rata-rata untuk selang waktu ini!

Solusi:
Dari soal jelas bahwa selama 5 detik benda bergerak ke kanan dengan kecepatan 5 m/s dan saat 8 detik benda berbalik arah ke kiri dengan kecepatan 1 m/s. Dengan menggunakan persamaan percepatan rata-rata dengan mudah kita peroleh

Tanda negatif muncul karena kecepatan akhir lebih kecil daripada kecepatan awalnya. Dalam kasus ini arah percepatan adalah ke kiri (pada arah x negatif), dan kecepatannya selalu mengarah ke kiri. Kita menyatakan bahwa percepatannya 2 m/s² ke kiri.

Soal 4
Sebuah benda bergerak lurus dengan percepatan seperti tampak pada gambar (2) di bawah ini!. (a) tentukan percepatan rata-rata dari t = 0 sampai t = 4 s; dari t = 4 s sampai t = 8 s; dari t = 8 s sampai t = 12 s. (b) Gambarlah grafik percepatan terhadap waktu!