Selang air yang bocor menyemprotkan air di atas tanah pada

Berikut ini adalah pertanyaan dari HtusSadiah8743 pada mata pelajaran Ujian Nasional untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Selang air yang bocor menyemprotkan air di atas tanah pada sudut 60° dengan kecepatan awalnya sebesar 10 m/s. Pada ketinggian maksimum air mengenai sebuah kaleng yang berada sejauh 6 meter di depannya. Tentukan berapa ketinggian maksimum yang dicapai air mengenai kaleng tersebut!

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Untuk menentukan ketinggian maksimum yang dicapai oleh air mengenai kaleng tersebut, kita perlu menggunakan hukum kekekalan momentum dan hukum gravitasi Newton. Dengan menggunakan kedua hukum tersebut, kita bisa menyelesaikan masalah ini dengan menggunakan rumus-rumus fisika dasar.

Untuk mempermudah perhitungan, kita asumsikan bahwa sudut kemiringan tanah adalah 0°, sehingga air yang bocor akan menyemprot ke arah horizontal. Jadi, ketinggian maksimum air yang dicapai adalah sama dengan ketinggian awal air ketika keluar dari lubang bocor.

Kita sebut ketinggian awal tersebut sebagai h, kecepatan awal air sebagai v, dan jarak tempuh air sebelum mengenai kaleng sebagai x. Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum, kita bisa menuliskan persamaan berikut:

m * v = m * 0 + m * v * sin(60°)

Di mana m adalah massa air yang bocor per satuan waktu. Karena massa air tidak berubah selama proses semprotan, maka persamaan di atas dapat dituliskan sebagai berikut:

v = v * sin(60°)

Dengan menggunakan nilai sinus 60° yaitu 0.866, maka kecepatan akhir air ketika mengenai kaleng adalah sebesar 0.866 * 10 m/s = 8.66 m/s.

Selanjutnya, kita perlu menggunakan hukum gravitasi Newton untuk menentukan ketinggian maksimum yang dicapai oleh air. Hukum gravitasi Newton menyatakan bahwa gaya gravitasi yang diberikan benda terhadap benda lain berkaitan dengan massa kedua benda tersebut dan jarak antara kedua benda tersebut. Persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut:

F = G * (m1 * m2) / r^2

Di mana F adalah gaya gravitasi, G adalah konstanta gravitasi, m1 dan m2 adalah massa kedua benda, dan r adalah jarak antara kedua benda tersebut.

Kita bisa menggunakan persamaan tersebut untuk menentukan ketinggian maksimum air yang dicapai oleh air ketika mengenai kaleng. Dengan menggunakan nilai G sebesar 6.67 x 10^-11 m^3/(kg * s^2), m1 sebesar massa air yang bocor per satuan waktu, m2 sebesar massa kaleng, dan r se

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh phael12345 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, 05 Mar 23