KINEMATIKA, DINAMIKA PARTIKEL, FLUIDA STATIS

▶ Persamaan gerak benda, gerak parabola, hk. I Newton, hk. Archimedes

2. Sebuah benda bermassa 100 gram bergerak pada bidang xy menurut x(t) = 2t² - 2t + 1 dan y(t) = 3t - 4. Besar gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah ....

———————————————————

m = 100 g = 0,1 kg

x(t) = 2t² - 2t + 1

aₓ(t) = x''(t)

aₓ(t) = 4

y(t) = 3t - 4

a_y (t) = y''(t)

a_y (t) = 0

a = √[(aₓ)² + (a_y)²]

a = 4 m/s²

F = __ ?

F = m a

F = 0,1 · 4

F = 0,4 N ✔

3. Sebuah peluru ditembakkan dari ketinggian 20 meter dengan kecepatan 60 m/s terhadap arah horizontal, pada saat t = 2 s, maka posisi peluru adalah

———————————————————————

h₀ = 20 m

v₀ = 60 m/s

v₀ₓ = 60 m/s

v₀y = 0

g = 10 m/s²

t = 2 s

posisi peluru dalam sumbu x :

x = v₀ₓ t

x = 60 · 2

x = 120 m ✔

posisi peluru dalam sumbu y :

y = h₀ - v₀y + ½ g t²

y = 20 - 0 + ½ · 10 · 2²

y = 0 m ✔

4. Sebuah batu digantung dengan seutas tali ringan. Batu itu dibenamkan pelan-pelan ke dalam kolam renang hingga batu itu berada 1 meter di bawah permukaan air kolam. Tegangan tali selama pembenaman batu itu....

————————————————————————

T = tegangan tali

w = berat batu

Saat batu belum masuk air dan didiamkan

∑ F = 0

T - w = 0

T = w

Tegangan tali sama dengan berat batu.

Saat batu tercelup sebagian ke air, misalnya setengahnya. Maka akan ada gaya angkat Archimedes (didiamkan)

∑ F = 0

T - w - Fa = 0

T = w + Fa

Tegangan tali  semakin besar karena ditambah dengan gaya angkat. Menurut archimedes, gaya angkat dirumuskan sebagai berikut :

Fa = ρ g Vₓ

dengan Vₓ adalah persentase volume benda yang tercelup. Semakin besar volume benda yang tercelup, semakin besar gaya angkat, semakin besar tegangan tali.

Saat benda sudah tercelup seluruhnya, maka nilai Fa mencapai nilai maksimum dan tidak akan bertambah lagi, sehingga nilai tegangan tali juga akan tetap.

Jawaban : C