Soal Dan Pembahasan Gerak Parabola

SOAL DAN PEMBAHASAN GERAK PARABOLA Cara Pintar Cepat Pintar Fisika -S0AL LATIHAN DAN PEMBAHASAN GERAK PARABOLA

01. Seorang pemain bola menendang bola dari permukaan lapangan. Jika komponen vertikal dari kecepatan awal bola = 9 m/s dan komponen horizontal dari kecepatan awal bola =12m/s, tentukan besar kecepatan awal (vo) dan arah kecepatan awal bola Jawaban dari Pak Dimpun:

tanα=voyvx=912=34

α=37o vx=vxcos37o 12=vo.45⇒vo=15ms−1 atau

voy=vosin37o 9=vo.35⇒vo=15ms−1

02. Sebuah slang air yang bocor menyemprotkan air pada sudut 45o  dengan kecepatan awal sebesar 10 m/s. Air mengenai sebuah benda sejauh 5 meter pada ketinggian h. Berapa h ? Jawaban dari Pak Dimpun:

h=xtanα−gx22v2ocos2α h=5tan45o−10.522.102cos245o→h=2,5m

03. Sebuah meriam dimiringkan pada sudut 30o terhadap horizontal. menembakkan sebutir peluru dengan kecepatan sebesar 60 m/s. Tentukan: (a) ketinggian maksimum yang dapat dicapai peluru (b) kecepatan peluru pada ketinggian maksimum (c) lama peluru berada di udara (d) jarak horizontal yang dapat dicapai peluru (e) kecepatan peluru ketika mengenai permukaan tanah. Jawaban dari Pak Dimpun:

Meriam tersebut

(a) ketinggian maksimum yang dapat dicapai peluru

hmax=v2osin2α2g hmax=602sin230o2.10=45m (b) kecepatan peluru pada ketinggian maksimum

v=vo.cos30o=60.0,5=30ms−1 (c) lama peluru berada di udara

tu=2vosinαg=2.60sin30o10=6s (d) jarak horizontal yang dapat dicapai peluru

xmax=vocosα.tu=60.0,5.6=180m (e) kecepatan peluru ketika mengenai permukaan tanah sama dengan besar dengan kecepatan awal peluru, yaitu 60ms−1

04. Sebuah bola dilempar dari tepi sebuah bangunan setinggi 100 meter dengan laju awal 10 m/s.

Jika

(a)

kecepatan jarak

horizontal

pada 30o terhadap

dilempar

selang

(b) (c)

bola

waktu bola yang

bola ketika

dapat

horizontal, mencapai

menyentuh

dicapai

bola

diukur

tanah

permukaan dari

tentukan:

tepi

tanah bangunan

(d) ketinggian maksimum yang dicapai bola. Jawaban

dari

Pak

(a) selang waktu bola mencapai tanah

y=vosinα.t−12gt2

−100=10sin30o.t−1210.t2 t2−t−20=0 (t−5)(t+4)=0⇔t=5s (b) kecepatan bola ketika menyentuh permukaan tanah

vx=10ms−1 vy=vosinα−g.t vy=10sin30o−10.5=−45ms−1 v=v2x+v2y−−−−−−√=102+452−−−−−−−−√=2125−−−−√≈46,1m/s

Dimpun:

(c) jarak horizontal yang dapat dicapai bola diukur dari tepi bangunan

x=vx.t=10.5=50m (d) ketinggian maksimum yang dicapai bola.

H=100+hmax=100+v2osin2α2g H=100+10 2sin230o2.10=101,25m

05. Sebutir peluru ditembakkan pada arah horizontal dengan kecepatan awal sebesar 20 m/s. Jika pistol berada 5 meter di atas tanah, tentukan jarak horizontal yang dicapai peluru. Jawaban dari Pak Dimpun:

x=v2hg−−−√=202.510−−−√=20m

06. Sebuah bola dilempar ke bawah dari tepi puncak bangunan dengan sudut 60oterhadap horizontal. Jika kecepatan awal bola 203√ m/s dan bola mencapai tanah setelah 2,0 detik, hitung ketinggian

bangunan

tersebut!

Jawaban dari Pak Dimpun:

h=vosinα.t+12gt2=203√.123√.2+1210.22=80m

07. Sebuah bola dilempar horizontal dari ketinggian 10 m dan mendarat 30 m dari dasar bangunan.

Berapa

laju

awal

bola

tersebut

?

Jawaban dari Pak Dimpun:

x=vo2hg−−−√⇒30=vo2.1010−−−−√⇒vo=152√ms−1

08. Pada saat servis, seorang pemain tenis berusaha agar bola terpukul horizontal. Berapa laju minimum yang dibutuhkan agar bola bisa melewati net setinggi 1 meter dan berjarak sekitar 2,5 meter

dari

pemain,

jika

bola

dipukul

dari

ketinggian

1,5

meter?

Jawaban dari Pak Dimpun:

x=vo2Δhg−−−−−√⇒2,5=vo2.0,510−−−−−√⇒vo=2,510−−√≈7,9ms−1

09. Dari sebuah helikopter yang bergerak vertikal ke atas dengan laju 100 m/s ditembakkan sebutir peluru pada arah mendatar dengan laju 100 m/s. Peluru tersebut ditembakkan ketika helikopter berada pada ketinggian 50 meter di atas tanah. Pada jarak vertikal berapa peluru mencapai tanah dukur dari bagian bawah helikopter!

t=2hg−−−√=2.5010−−−−√=10−−√s H=h+y=h+v y.t=50+100.10−−√≈366m