Sebuah batu dilempar secara vertikal ke atas dengan kecepatan awal v0. Asumsikan ada gaya gesekan yang besarnya sebanding dengan -v, dengan v adalah kecepatan batu. Pernyataan yang benar di bawah ini adalah .... (1) percepatan dari batu sama dengan g hanya pada titik tertinggi lintasan saja (2) percepatan dari batu selalu lebih kecil daripada g (3) kecepatan batu setelah kembali ke titik asalnya lebih kecil dari v0 (4) sepanjang gerakannya, batu dapat mempunyai kecepatan yang lebih besar dari v0

Question

Jawaban yang benar adalah (1) dan (3).

Diketahui:

Sebuah batu dilempar vertikal ke atas

Kecepatan awal = v0

Ada gaya gesekan yang besarnya sebanding dengan -v

v adalah kecepatan batu

Ditanya:

Pernyataan yang benar = ...?

Jawab:

Konsep yang kita gunakan adalah gerak vertikal ke atas. Pada GVA, benda memiliki kecepatan awal v₀ dari tanah ke atas, percepatan gravitasi sebesar g, dan semakin lambat saat mencapai titik puncak sehingga memiliki tinggi maksimum (h_maks) dan waktu maksimum (t_maks).

Rumus yang berlaku pada GVA adalah:

(i). vt = v0 - (g . t)

(ii). h = (v0 . t) - (1/2 . g . t²)

(iii). vt² = v0² - (2 . g . h).

Keterangan:

v0 = kecepatan awal (m/s)

vt = kecepatan akhir (m/s)

h = ketinggian (m)

t = waktu jatuh (s).

Dari soal di atas, dikatakan terdapat gaya gesek yang besarnya sebanding dengan -v, maka diperoleh perlambatannya sesuai hukum II Newton adalah:

ΣF = m x a

f = m x a

f = m x (-kv), dimana a = -kv yang adalah perlambatan batu.

Sehingga, karena adanya perlambatan oleh gaya gesekan ini maka kecepatan akan memiliki nilai yang berbeda dengan v0. Analisis setiap pernyataan:

(1) Percepatan dari batu sama dengan g hanya pada titik tertinggi lintasan saja. ----> BENAR

Pada titik tertinggi lintasan, batu akan diam sesaat, sehingga percepatan yang bekerja hanyalah percepatan gravitasi (g) yang arahnya ke bawah.

(2) Percepatan dari batu selalu lebih kecil daripada g. ----> SALAH

Selama bergerak ke atas, batu mengalami perlambatan sebesar a' = g + a. Sedangkan selama bergerak ke bawah, batu mengalami perlambatan sebesar a' = g - a. Sehingga, percepatan dari batu tidak selalu lebih kecil daripada g.

(3) Kecepatan batu setelah kembali ke titik asalnya lebih kecil dari v0. ----> BENAR

Karena adanya perlambatan oleh gaya gesek sebesar a = -kv, maka kecepatan batu setelah kembali ke titik asalnya lebih kecil dari v0.

(4) Sepanjang gerakannya, batu dapat mempunyai kecepatan yang lebih besar dari v0. ----> SALAH

Karena adanya perlambatan oleh gaya gesek sebesar a = -kv, maka sepanjang gerakannya, batu tidak dapat mempunyai kecepatan yang lebih besar dari v0, senantiasa akan lebih kecil dari v0.

Jadi, pernyataan yang benar adalah (1) dan (3).

Mau pemahaman lebih dalam untuk soal ini?

Pertanyaan serupa