Sebuah balon udara terbang vertikal atas dengan kelajuan tetap 5 m/s Pada ketinggian 30 m orang yang ada dalam balon udara melemparkan benda secara horizontal dengan kecepatan 10 m/s. Ketika benda sampai di tanah jarak horizontal yang telah ditempuh benda adalah... A. 20 m B. 25 m C. 30 m D. 40 m E. 50 m

<p>Jawaban yang benar adalah C. 30 m.</p><p>&nbsp;</p><p>Diketahui:</p><p>vb = 5 m/s (balon udara)</p><p>h0 = 30 m</p><p>vp = 10 m/s (benda)</p><p>&nbsp;</p><p>Ditanya:</p><p>x = ...?</p><p>&nbsp;</p><p>Jawab:</p><p>Konsep yang kita gunakan adalah gerak jatuh bebas. Pada sebuah benda yang mengalami gerak jatuh bebas, maka berlaku beberapa persamaan berikut:</p><p>&nbsp;</p><p>(i). vt = g . t</p><p>(ii). h = 1/2 . g . t²</p><p>(iii). vt² = 2 . g . h</p><p>(iv). x = v0x . t</p><p>&nbsp;</p><p>dimana:</p><p>vt = kecepatan akhir (m/s)</p><p>h = ketinggian (m)</p><p>t = waktu jatuh (s)</p><p>x = jarak mendatar (m)</p><p>v0x = kecepatan awal arah mendatar (m/s).</p><p>&nbsp;</p><p>Berdasarkan informasi pada soal, saat benda mencapai jarak horizontal di tanah, ini artinya h = 0 maka diperoleh:</p><p>h = h0 + (vb . t) - (1/2 . g . t²)</p><p>0 = 30 + 5t - (1/2 . 10 . t²)</p><p>0 = 30 + 5t - 5t²</p><p>5t² - 5t - 30 = 0 (bagi 5)</p><p>t² - t - 6 = 0</p><p>(t - 3) (t + 2) = 0</p><p>t = 3 s (memenuhi)</p><p>atau</p><p>t = -2 s (tidak memenuhi).</p><p>&nbsp;</p><p>Sehingga, ketika benda sampai di tanah jarak horizontal yang telah ditempuh benda adalah:</p><p>x = v0x . t</p><p>x = vp . t</p><p>x = 10 . 3</p><p>x = 30 m.</p><p>&nbsp;</p><p>Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah C.</p>