BAB 1A

A. GERAK LURUS 

  
1. Partikel bergerak dengan posisi yang berubah tiap detik  sesuai persamaan :
     S = (4t2 − 4t + 1) i + (3t2 + 4t − 8) j.   S dalam satuan m dan t dalam satuan  s.
     i dan j masing-masing adalah  vektor satuan yang arahnya ke sumbu X dan
     kearah sumbu Y.  
     Tentukan:
       a. posisi dan jarak titik dari titik acuan pada t = 2s,
       b. kecepatan rata-rata dari t = 2s s.d t = 3s,
       c. kecepatan dan laju saat t = 2s!
   
     Penyelesaian :    
       Diketahui persamaan suatu gerak    S = (4t2 − 4t + 1) i + (3t2 + 4t − 8) j
         a). Untuk t = 2s, maka posisi benda adalah 
                 S = (4.22 − 4.2 + 1) i + (3.22 + 4.2 − 8) j
                    = 9 i + 12 j
                 maka   jaraknya    S = akar (9)2 + (12)2 = V (9)2 + (12)2
                                                   = V (81) + (144) =  V 225   = 15 m

        b). Pada saat  t = 2 s Kecepatan  benda  adalah    S2 = 9 i + 12 j
             Pada saat t =3 s, maka  kecepatan benda adalah
                 S3  = (4.32 − 4.3 + 1) i + (3.32 + 4.3 − 8) j
                      = 25 i + 31 j
             Maka Kecepatan rata-ratanya adalah 
                 S3 – S2 = (25i + 31j )- ( 9 i + 12 j)
                             = 16 i + 19 j
             Besarnya nilai kecepatan yaitu   v  =  akar dari (16)2 + (19)2
                                                                       =  V (16)2 + (19)2
                                                                       =  V 617
                                                                       =  24,8 m/s                                
       c). Kecepatan adalah besaran Vektor punya arah ke sumbu x (i) dan
            sumbu y (j). Kecepatan (V) merupakan turunan dari S yaitu
                    V = ds/dt = d (4t2 − 4t + 1) i + (3t2 + 4t − 8) j / dt
                       = (2.4t – 4)I + (2.3t + 4)j
                       = (8t – 4)I + (6t + 4)j
              Maka pada saat t = 2 s nilai kecepatannya adalah
                     V =  (8t – 4)I + (6t + 4)j
                        = (8.2 - 4 )I + (6.2 + 4)j = 12i + 16j
  
         Sedangkan laju adalah besaran scalar (besaran  yang punya nilai  tetapi
         tidak mempunya arah). Maka laju merupakan nilai mutlak dari kecepatan
         yang besarnya  yaitu :
                  V  =  akar dari (12)2 + (16)2
                      =  V144 + 256
                      = V400
                      = 20 m/s

2. Kecepatan benda berubah sesuai persamaan  V = (10t + 2)i + (24t − 5)j.
    Yang mana v dalam m/s dan t dalam s.
     Berapakah besarnya :
       a. percepatan benda pada t = 2 s,
       b. posisi benda pada t = 2 s jika  posisi awalnya di titik pusat  koordinat?

      Diketahui : v =  (10t + 2)i + (24t − 5)j.
      Ditanya  :   a) a =…?        b). x = ….?
      Jawab :   a).   a  = dv/dt 
                                   = d (10t + 2)i + (24t − 5)j /dt 
                                   = 10i + 24j
                                      Karena hasilnya a = 10i + 24j (tidak mengandung
                                      komponen t), maka besarnya percepatan tidak
                                      tergantung waktu (t). Jadi besarnya  percepatan tetap. 
                                      Sedangkan nilai besarnya percepatan yaitu :
                                 a  =  akar dari (10)2 + (24)2  = V 100 + 576
                                     =  V 676 = 26 m/s2
                     (b).  x  =  xo + ∫ vdt  = 0 +  ∫ (10t + 2)i + (24t − 5)j dt
                                 =  (10 t2/2 + 2t)i + (24 t2/2 – 5t)j
                                 = ( 5 t2 + 2t)i  + (12 t2 -5t)j  
                                maka pada saat t = 2 sekon posisi benda berada pada
                            x  = ( 5 t2 + 2t)i  + (12 t2 -5t)j  
                                = (5.22 + 2.2)i + (12.22 – 5.2)j
                                = (20 + 4)i + (48 – 10)j
                                = 24i + 38j
 3. Sebuah partikel bergerak dengan kecepatan V = (4 − 6t2) m/s,  t dalam satuan s.
     Pada saat t = 2 s partikel benda berada 4 m dari titik acuan.
     Berapakah jarak partikel dari titik acuan pada saat t = 5 s.    
     Diketahui  :  V = (4 − 6t2) m/s
                           Pada saat  t = 2  posisi benda (s) = 4 m dari titik acuan (so)
     Ditanya  S = ….? Saat t = 5 s
     Jawab :   S = So + ∫ V dt  = So + ∫ (4 − 6t2) dt 
                         = So + (4t – 2.t3)
                         = So + (4t – 2.t3)
                            Pada saat t = 2 m maka  S = 4 m,  berarati :
                       S =  So + (4t – 2.t3)
                  4 m  =  So + (4t – 2 t3)
                  4 m  =  So + (4.2 -2.23)
                   4 m  = So + (8 – 16) = So - 8 m
                      So  =  4 m + 8 m
                           =  12 m
                           Pada saat t = 5 s  maka          
                     S = So + (4t – 2.t3)
                        = 12 m + (4.5 – 2. 53
                        = 12 m + 20m – 2. 125 m
                        = - 218 m
       
4. Bola voli dilemparkan vertikal ke atas sehingga memenuhi persamaan
     Y = 20+10t − 5t2. Tentukan ketinggian maksimum   yang dicapai bola itu?. 
     [ kunci jawaban  Y max = 25 m ]



        DAFTAR ISI

                              

Tidak ada komentar: