Pohon mangga di depan rumah Tomi sedang berbuah lebat. Suatu hari Tomi ingin memakan buah mangga tersebut, tetapi mangga yang sudah matang tersebut cukup tinggi. Tomi mencoba menjatuhkan buah mangga dengan menggunakan batu yang dilempar oleh ketapel tepat di bawah buah tersebut. Karet ketapel memiliki konstanta pegas 1.500 N/m. Tomi mengarahkan batu bermassa 0,4 kg ditarik dengan ketapel ini sejauh 20 cm, kemudian dilepaskan vertikal ke atas. Jika gesekan dengan udara diabaikan, apakah batu tersebut berhasil mengenai buah mangga?

Pembahasan

Diketahui: k = 1500 N / m m = 0 , 4 kg Δ x = 20 cm = 0 , 2 m h p o h o n ​ = 10 m h or an g ​ = 150 cm = 1 , 5 m Ditanya:apakah batu tersebut berhasil mengenai buah mangga Jawab: Saat Tomi menarik ketapel, ketapel menegang sehingga menghasilkan energi potensial. Jika Tomi melepas tarikannya, batu pada ketapel akan bergerak naik karena energi potensial pada ketapel diubah menjadi energi kinetik, sehingga dapat dirumuskan: Δ Ep 2 1 ​ ⋅ k ⋅ Δ x 2 v ​ = = = = = = ​ Δ E k 2 1 ​ ⋅ m ⋅ v 2 m k ⋅ Δ x 2 ​ ​ 0 , 4 1500 ⋅ 0 , 2 2 ​ ​ 150 ​ 12 , 25 m / s ​ Selanjutnya batu dari ketapel tersebut terlempar naik sehingga berlaku gerak vertikal ke atas dengan tinggi maksimum yang bisa ditempuhnya dirumuskan: h ma x ​ ​ = = = ​ 2 g v 2 ​ 2 ⋅ 10 12 , 2 5 2 ​ 7 , 5 m ​ Jadi tinggi maksimum yang bisa dicapai ketapel adalah 7,5 m. Sementara tinggi buah mangga di pohon berjarak: Δ h ​ = = = ​ h p o h o n ​ − h or an g ​ 10 − 1 , 5 8 , 5 m ​ Karena posisibuah mangga lebih tinggi daripada tinggi maksimum lemparan ketapel, maka batu tersebut tidak sampai. Jadi,batu tersebut tidak berhasil mengenai buah mangga.