Jawaban:

Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum energi mekanik yang menyatakan bahwa energi kinetik (Ek) dan energi potensial gravitasi (Ep) pada suatu objek adalah sama dengan energi total (E) objek tersebut.

E = Ek + Ep

Kita dapat menggunakan persamaan di atas untuk menghitung kecepatan sesaat benda saat menumbuk tanah dengan menghitung energi total saat benda jatuh ke permukaan tanah.

Pertama, kita harus menghitung energi potensial gravitasi (Ep) benda saat berada di ketinggian 10 m. Dalam sistem satuan SI, energi potensial gravitasi dapat dihitung dengan persamaan:

Ep = mgh

dimana m adalah massa benda (dalam kg), g adalah percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s²), dan h adalah ketinggian benda (dalam meter).

Ep = (10 kg) x (9,8 m/s²) x (10 m)

Ep = 980 J

Selanjutnya, kita dapat menggunakan energi total (E) untuk menghitung kecepatan sesaat benda ketika menumbuk tanah. Karena energi total benda konstan, maka energi kinetik benda pada saat menumbuk tanah sama dengan energi total dikurangi energi potensial gravitasi benda pada saat berada di ketinggian 10 m.

E = Ek + Ep

Ek = E - Ep

Ek = 980 J - 0 J

Ek = 980 J

Kita dapat menghitung kecepatan sesaat benda menggunakan persamaan energi kinetik:

Ek = 1/2 mv²

dimana m adalah massa benda (dalam kg) dan v adalah kecepatan benda (dalam m/s).

v = √(2Ek/m)

v = √(2 x 980 J / 10 kg)

v = √(196)

v = 14 m/s

Jadi, kecepatan sesaat benda saat menumbuk tanah adalah 14 m/s.