Fisika

Pertanyaan

sebuah batu yang dilemparkan secara horizontal dari puncak sebuah menara menumbuk tanah pada jarak 18 m dari dasar menara .tentukanlah:
a. kelajuan batu yang harus dilemparkan ,jika tinggi menara 24 m
b. kelajuan batu tepat sebelum mengenai tanah

1 Jawaban

  • Dik : Xmax (jarak maksimum dalam sumbu x) = 18 m
    Dit : V₀ (kelajuan awal) jika h (ketinggian) = 24 m
            Vt (kelajuan akhir) sebelum mengenai tanah
    Jawab : 
    a. Kelajuan batu yang harus dilemparkan merupakan kecepatan benda dalam sumbu x (horizontal), sehingga yang dicari ialah Vₓ₀. Dengan data yang ada, pertama kita cari kecepatan awal dengan rumus
                  
                    X = Vₓ₀ x t
                    dengan : X = jarak tempuh benda dalam sumbu x
                                   Vₓ₀ = kecepatan awal benda dalam sumbu x
                                    t = waktu tempuh benda

                   Namun, waktu tempuh harus dicari dahulu. Dengan keterangan yang kita miliki waktu tempuh dapat dicari dengan rumus

                   h = Vy₀ + 1/2.gt²
                   dengan, h = ketinggian
                                  Vy₀ = kecepatan awal dalam sumbu y
                                  g = percepatan gravitasi (9,8 m/s²)
                                  t =waktu tempuh
                   Selanjutnya, masukkan nilai2 yang diketahui, dan karena batu dilemparkan secara horizontal, maka batu tidak memiliki kecepatan vertikal (Vy₀), sehingga Vy₀ = 0 m/s, maka dapat kita hitung
                   24 = 0 + 1/2.9,8.t²
                   24 = 4,9.t²
                   t² = 24/4,9 = 4,8979 s²
                   t = √4,9879 = 2,2131
                   Maka, waktu tempuh benda sampai ke tanah sebesar 2,2131 s

                   Selanjutnya, besar waktu tempuh di substitisikan ke persamaan jarak tempuh untuk mendapatkan besar kecepatan awal benda dalam sumbu x, sehingga
                    18 = Vₓ₀ x t
                    18 = Vₓ₀ x 2,2131
                     Vₓ₀ = 18/2,2131 = 8,1333
                   Karena dalam sumbu vertikal benda tersebut tidak mengalami kecepatan, maka kecepatan awal benda tersebut sama dengan kecepatan awal benda dalam sumbu x (Vₓ₀) yaitu 8,1333 m/s
             
    b. Kelajuan batu tepat sebelum mengenai tanah
        Kelajuan batu tepat sebelum tanah (Vt) memiliki 2 komponen, yaitu komponen x dan komponen y. Kelajuan pada komponen x (Vₓ) sama dengan kelajuan awal pada komponen x (Vₓ₀) yaitu 8,1333 m/s

        Kelajuan pada komponen y dapat ditentukan dengan rumus ini.
        Vty² = V₀y² + 2gh
        dengan, Vty² = kelajuan akhir benda dalam sumbu y
                       V₀y² = kelajuan awal benda dalam sumbu y
                        g = percepatan gravitasi (9,81 m/s)
                       h = ketinggian benda
        Benda tidak mengalami kelajuan awal dalam sumbu y, sehingga V₀y² = 0 m/s., dan Vty sama dengan Vy. Dengan data2 yang ada, dapat kita masukkan
        Vty² = 0 + 2.9,81.24
        Vty² = 470,88
        Vty = √470,88 = 21,6997 m/s
        Vty sama dengan Vy = 21,6997 m/s

        Vₓ₀ sebesar 8,1333 m/s sama nilainya dengan Vx, karena kelajuan awal hanya mengalami kelajuan saat bergerak horizontal, sehingga kelajutan batu tepat sebelum mengenai tanah ialah

       Vt = √(Vₓ² + Vy²)
           = √(8,1333² + 21,6997²)
           = √(66,1505688 + 470,88)
           = √537,0305688
           = 23,1739 m/s
    Jadi, kelajuan batu tepat sebelum mengenai tanah sebesar 23,1739 m/s
               
    Semoga jawaban kakak membantu, silahkan dicek lagi, jika ada kesalahan langsung beritahu kakak
                  

Pertanyaan Lainnya