Berikut ini adalah pertanyaan dari arvitaasrah pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas
Jawaban dan Penjelasan
Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.
Jawaban:
a. Untuk mencari waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik teratas (titik B), kita dapat menuliskan persamaan yang menyatakan gaya yang bekerja pada batu sebagai berikut:
F = ma
ma = mg
a = g
x = x0 + v0t + (1/2)at^2
Di mana x adalah posisi batu pada waktu t, x0 adalah posisi batu saat t = 0 (saat dilemparkan), v0 adalah kecepatan awal batu saat t = 0, dan a adalah percepatan batu.
0 = 50 + 20t - (1/2)(-9.8)t^2
t^2 + 4t - 10 = 0
Dengan menggunakan rumus akar-akar, kita dapat menemukan t = 1.73 s dan t = -5.77 s. Karena t harus bernilai positif, maka waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik teratas adalah t = 1.73 s.
b. Untuk mencari tinggi maksimum yang dicapai (titik B), kita dapat menggunakan persamaan posisi yang telah kita tuliskan di atas:
x = x0 + v0t + (1/2)at^2
Kita dapat mengganti x0 dengan 50 m (tinggi gedung), v0 dengan 20 m/s (kecepatan awal batu), a dengan -g (-9.8 m/s^2 karena arah percepatan adalah ke atas), dan t dengan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik teratas (t = 1.73 s). Kemudian, kita dapat memecahkan persamaan tersebut untuk x:
x = 50 + 20(1.73) - (1/2)(-9.8)(1.73)^2
x = 50 + 34.6 + 16.3
x = 101 m
Maka, tinggi maksimum yang dicapai oleh batu adalah x = 101 m.
c. Untuk mencari waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian semula pada saat dilemparkan titik (C), kita dapat menggunakan persamaan posisi yang telah kita tuliskan di atas:
x = x0 + v0t + (1/2)at^2
Kita dapat mengganti x dengan 50 m (tinggi gedung), x0 dengan 50 m (tinggi gedung), v0 dengan 20 m/s (kecepatan awal batu), dan a dengan -g (-9.8 m/s^2 karena arah percepatan adalah ke atas). Kemudian, kita dapat memecahkan persamaan tersebut untuk t:
50 = 50 + 20t - (1/2)(-9.8)t^2
t^2 - 4t - 10 = 0
Dengan menggunakan rumus akar-akar, kita dapat menemukan t = 2.45 s dan t = -4.05 s. Karena t harus bernilai positif, maka waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian semula pada saat dilemparkan adalah t = 2.45 s.
d. Untuk mencari kecepatan batu pada posisi tersebut (titik C), kita dapat menggunakan persamaan kecepatan yang menyatakan perubahan kecepatan seseorang sebagai fungsi waktu sebagai berikut:
v = v0 + at
Di mana v adalah kecepatan batu pada waktu t, v0 adalah kecepatan awal batu saat t = 0, dan a adalah percepatan batu.
Kita dapat mengganti v0 dengan 20 m/s (kecepatan awal batu), a dengan -g (-9.8 m/s^2 karena arah percepatan adalah ke atas), dan t dengan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian semula pada saat dilemparkan (t = 2.45 s). Kemudian, kita dapat memecahkan persamaan tersebut untuk v:
v = 20 - (-9.8)(2.45)
v = 20 + 24.11
v = 44.11 m/s
Maka, kecepatan batu pada posisi tersebut adalah v = 44.11 m/s.
e. Untuk mencari kecepatan dan posisi batu pada saat t = 5 s, kita dapat menggunakan persamaan posisi dan kecepatan yang telah kita tuliskan di atas.
Untuk mencari posisi batu, kita dapat mengganti x0 dengan 50 m (tinggi gedung), v0 dengan 20 m/s (kecepatan awal batu), a dengan -g (-9.8 m/s^2 karena arah percepatan adalah ke atas), dan t dengan 5 s. Kemudian, kita dapat memecahkan persamaan x = x0 + v0t + (1/2)at^2 untuk x:
x = 50 + 20(5) - (1/2)(-9.8)(5)^2
x = 50 + 100 + 122
x = 272 m
Untuk mencari kecepatan batu, kita dapat mengganti v0 dengan 20 m/s (kecepatan awal batu), a dengan -g (-9.8 m/s^2 karena arah percepatan adalah ke atas), dan t dengan 5 s. Kemudian, kita dapat memecahkan persamaan v = v0 + at untuk v:
v = 20 - (-9.8)(5)
v = 20 + 49
v = 69 m/s
Maka, kecepatan batu pada saat t = 5 s adalah v = 69 m/s dan posisi batu pada saat tersebut adalah x = 272 m.
f. Untuk mencari waktu yang dibutuhkan untuk mencapai dasar gedung, kita dapat menggunakan persamaan posisi yang telah kita tuliskan di atas:
x = x0 + v0t + (1/2)at^2
Kita dapat mengganti x dengan 0 (karena pada saat batu mencapai dasar gedung, posisi batu tidak diukur dari dasar gedung), x0 dengan 50 m (tinggi gedung), v0 dengan 20 m/s (kecepatan awal batu), dan a dengan -g (-9.8 m/s^2 karena arah percepatan adalah ke atas). Kemudian, kita dapat memecahkan persamaan tersebut untuk t:
0 = 50 + 20t - (1/2)(-9.8)t^2
t^2 + 4t - 10 = 0
Dengan menggunakan rumus akar-akar, kita dapat menemukan t = 1.73 s dan t = -5.77 s. Karena t harus bernilai positif, maka waktu yang dibutuhkan untuk mencapai dasar gedung adalah t = 5.77 s.
g. Untuk mencari kecepatan sesaat sebelum mencapai tanah, kita dapat menggunakan persamaan kecepatan yang telah kita tuliskan di atas:
v = v0 + at
Kita dapat mengganti v0 dengan kecepatan batu pada saat t = 5 s (v = 69 m/s), a dengan -g (-9.8 m/s^2 karena arah percepatan adalah ke atas), dan t dengan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai dasar gedung (t = 5.77 s). Kemudian, kita dapat memecahkan persamaan tersebut untuk v:
v = 69 - (-9.8)(5.77)
v = 69 + 56.34
v = 125.34 m/s
Maka, kecepatan sesaat sebelum mencapai tanah adalah v = 125.34 m/s.
Semoga jawaban ini membantu!
Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh alifananta5 dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.
Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact
Last Update: Sun, 26 Mar 23