Jawaban:

Sebuah benda dilemparkan vertikal ke atas dari sebuah menara setinggi 15m di atas tanah dengan kecepatan awal 10m/s. Berapa waktu yang diperlukan untuk sampai di tanah dan berapa kecepatannya sesaat sampai di tanah?

Jawaban

Pendahuluan

Gerak merupakan perubahan suatu titik jika dibandingkan titik awal benda tersebut. Ada beberapa jenis gerak, diantaranya gerak lurus, gerak parabola dan gerak melingkar. Gerak lurus adalah pergerakan suatu benda dalam lintasan lurus. Gerak lurus ini dibagi menjadi 2 berdasarkan ada atau tidaknya percepatan. Gerak lurus tanpa adanya perecepatan disebut gerak lurus beraturan. Sedangkan gerak lurus yang mengalami percepatan disebut gerak lurus berubah beraturan.

Percepatan adalah perubahan kecepatan suatu objek dalam waktu tertentu. Percepatan suatu benda dihitung dengan rumus:

Δv = a x Δt

a = percepatan (m/s^{2}s

2

)

Δv = perubahan kecepatan (m/s)

Δt = perubahan waktu (s)

Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak lurus suatu objek, di mana kecepatannya berubah setiap satuan waktu dengan percepatan tetap.

s = v₀ x t + ¹/₂ a x t

keterangan:

s = jarak yang ditempuh (m)

v₀ = kecepatan awal benda (m/s)

t = waktu (s)

a = percepatan (m/s^{2}s

2

)

Untuk mencari kecepatan pada waktu tertentu pada GLBB digunakan rumus

vt = v₀ + a t

vt = kecepatan pada titik tertinggi (m/s)

v₀ = kecepatan awal benda (m/s)

a = percepatan (m/s^{2}s

2

)

t = waktu (s)

Pada GLBB juga terdapat gerak keatas atau gerak vertikal. Pada gerak vertikal ini digunakan rumus:

vt = v₀ - gt

h = v₀ x t - ¹/₂g x t²

Keterangan:

vt = kecepatan pada titik tertinggi (m/s)

v₀ = kecepatan awal benda (m/s)

g = gravitasi (9.8 m/s^{2}s

2

)

t = waktu (s)

h = ketinggian yang dicapai benda

Selain gerak vertikal keatas ada juga gerak jatuh bebas. Gerak jatuh bebas adalah gerak dimana suatu benda bergerak dengan kecepatan awal 0 dan mengalami percepatan karena gaya gravitasi. Pada gerak vertikal bebas digunakan rumus

t² = \frac{2h}{g}

g

2h

t = waktu (s)

h = ketinggian yang dicapai benda

g = gravitasi (9.8 m/s^{2}s

2

)

Pembahasan

Untuk menjawab soal diatas pertama harus dicari waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai ketinggian maksimum. Untuk mencari waktu yang dibutuhkan digunakan rumus

vt = v₀ - gt

pada saat ketinggian benda mencapai titik tertingginya kecepatan benda adalah 0, sehingga

0 = 10 - 10 t

10 = 10 t

t = 1 s

* gravitasi bumi 9.8m/s², tetapi dapat menggunakan 10 m/s² jika besarnya tidak dituliskan

Setelah diketahui waktu untuk mencapai ketinggian maksimum, langkah kedua adalah mencari ketinggian maksimum benda dengan rumus

h = v₀ x t - ¹/₂g x t²

h = 10 x 1 - ¹/₂ 10 x 1²

h = 10 - ¹/₂ 10

h = 10 - 5

h = 5 m

Setelah di ketahui titik tertingginya akan bisa dihitung waktu untuk mencapai tanah. ketinggian awal gerak jatuh bebas 20 meter (15 tinggi awal + 5 m ketinggian bola dilempar)

t² = \frac{2h}{g}

g

2h

t² = \frac{2 x 20 }{10}

10

2x20

t² = \frac{40 }{10}

10

40

t² = 4

t = 2

Benda akan mencapai tanah dalam waktu 2 detik. Kecepatan benda saat sampai ke tanah

vt = v₀ + a t

vt = 0 + 10 2

vt = 20 m/s

Kesimpulan

Waktu yang dibutuhkan benda untuk sampai ke tanah 3 detik dari saat bola dilempar atau 2 detik dari saat bola mencapai titik tertingginya.

Kecepatan benda saat sampai di tanah 20 m/s.

Pelajari lebih lanjut

1. Materi tentang benda yang dilempar keatas yomemimo.com/tugas/4552418

2. Materi tentang benda yang dilempar keatas yomemimo.com/tugas/16853511

3. Materi tentang GLBB yomemimo.com/tugas/682438

-----------------------------

Detil Jawaban

Kelas : 8

Mapel : IPA

Bab : Gerak

Kode : 8.6.1

Kata Kunci: GLBB, gravitasi, kecepatan