Jawaban:

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum energi mekanik, yang menyatakan bahwa energi kinetik dan energi potensial gravitasi suatu benda selalu mempunyai jumlah yang sama dan konstan, selama benda tersebut hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan gesekan diabaikan. Dengan demikian, persamaan yang dapat digunakan adalah:

mgh1 = 1/2 mv^2 + mgh2

di mana m adalah massa bola, g adalah percepatan gravitasi bumi, h1 dan h2 adalah ketinggian bola pada awal dan akhir pergerakan, dan v adalah kecepatan bola pada akhir pergerakan.

Kita sudah diberikan nilai massa bola, yaitu m = 0,345 kg. Selanjutnya, kita juga sudah diberikan nilai ketinggian awal bola, yaitu h1 = 7 m, dan ketinggian akhir bola, yaitu h2 = 3 m. Oleh karena itu, kita dapat menyelesaikan persamaan di atas untuk mencari kecepatan bola pada ketinggian 3 m:

mgh1 = 1/2 mv^2 + mgh2

0,345 kg x 9,8 m/s^2 x 7 m = 1/2 x 0,345 kg x v^2 + 0,345 kg x 9,8 m/s^2 x 3 m

23,205 J = 0,172125 v^2 + 10,764 J

12,441 J = 0,172125 v^2

v^2 = 72,365 m^2/s^2

v = √(72,365) m/s

v ≈ 8,5 m/s

Jadi, kecepatan bola saat berada pada ketinggian 3 m dari tanah adalah sekitar 8,5 m/s.