BAB 1B


B. GERAK PARABOLA


RUMUS RUMUS PADA GERAK PARABOLA

Vy  = Vo sin α – gt  ….. (1)
Vx  = Vo cos   ….           (2)

Pada ketinggian maksimum (h max)  maka 
Vy = Vo sin α – gt
  0  =  Vo sin α – gt
     maka     t  = Vo sin α / g …….(3)

 h max = Vo sin α. t  – (½ g) t2
                =  Vo sin α. Vo sin α / g  – (½ g) (Vo sin α / g) 2
             =  (Vo sin α)2 /g - (½ g) (Vo sin α / g) 2
             =  (Vo sin α)2 /g - ½ (Vo sin α) 2 / g
             =  (Vo sin α) 2 / 2g
h max  =  (Vo sin α) 2 / 2g   ………(4)

S  = Vo Cos α.t = Vo Cos α. Vo sin α / g
     =  Vo2 Cos α. sin α/g
 S =  Vo2 . sin 2 α/g  …………… .(5)

 1.  Sebuah  Benda dtembakkan Vertikal  keatas dengan kecepatan awal 100 m/s.
     Percepatan grafitasi bumi 10 m/s2 ,
     Berapakah :  a).  waktu untuk mencapai tinggi maksimum ?
                              b).  tinggi maksimum yang dicapai  oleh benda ?

     Diketahui :     Vo = 100 m/s
                              g = 10 ms-2    
      Ditanya   :  a).  t  = ……?            
                          b).  h max

      Jawab  :   a).   t  = Vo sin α / g 
                                 =  (100 m/s). sin 90o / 10 ms-2    
                                 =  10 s
                      
                      b).  h max  =  (Vo sin α) 2 / 2g  
                                         =  [(100 m/s). sin 90o]2 / 2. 10 ms-2    
                                         =  [(100 m/s). 1 ]2 / 20. Ms-2
                                         =  10.000 m2.s-2 /20. ms-2
                                         =  500 m

2.  Sebuah  mobil Tank  alat  tempur menembakkan peluru dari moncong
     meriam dengan kecepatan awal 150 m/s  membentuk sudut elevasi
     60o (g = 10 ms-2). 
     Berapakah  :  a). tinggi maksimum yang dapat dicapai oleh peluru
                            b). Waktu yang diperlukan oleh peluru untuk mencapai
                                 titik sasaran
                      c).  Jauh sasaran yang bisa dicapai oleh peluru
Diketahui :    Vo = 150 m/s
                        g  = 10 ms-2
                        α  =  600
 ditanya    :    a). h max   = …?
                       b).  t tota   = …?
                       c).  S…?
Jawab :  a).  Waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi :
                        t  = Vo sin α / g
                           = 150 ms-1. Sin 600 / 10 ms-2
                                   = 15  s. ½ V3
                           = 12,75 s
                            h max  =  (Vo sin α) 2 / 2g  
                                    =  (150 ms-1. Sin 600)2 /2. 10 ms-2 
                                    =  ( 150 ms-1. ½ V3)2/ 20 ms-2 
                                    =  (75 V3) m2 s-2 / 20 ms-2 
                                        =  16875 m/20
                                        =  843,75 m
                   b). t total  = t naik + t turun
                          t naik =  t turun  = 12.75 s
                             maka   t total  =  t naik + t turun
                                                    =  2t naik = 2t turun
                                                             =  2. 12,75 s
                                                    =  25,5 s
                   c).  S = Vo2 . sin 2 α/g 
                             =  (150 ms-1)2 sin 1200/10 ms-1
                             =  22500 m2 s-2. ½ v3  /10 ms-1
                             =  2250 . ½ v3  m
                             =  1912,5 m

3. Sebuah benda di jatuhkan dari Puncak suatu menara tanpa kecepatan
    Awal. Setelah 3 detik benda menyentu tanah  (g = 10 ms-1) , berapakah  
    tinggi menara itu dari permukaan tanah ?.   
      Diketahui :  t = 3 s
                         g = 10 m.s-2
                       Vo = 0            
       Ditanya :  h  =  …?
      Jawab :  Yturun = h turun = Vo t + ½ g t2
                                =  0. 3 s  + ½ .10 m.s-2 (3 s)2
                                =  0  + 5.9 m
                                =  45 m
4. Sebuah benda di jatuhkan dari pesawat terbang yang melaju  horizontal
    dengan kecepatan 720 km/jam pada ketinggian 490 m. Berapa jauh jautuhnya
    benda tersebut dari tempat pertama kali pesawat menjatuhkan benda itu?
    (g = 9,8 ms-2)
    Diketahui :  Vo = 720 km/jam 
                             =  720.000m/3600 s
                             =  200 ms-1
                           h = 490 m
                           g = 9,8 ms-2
    Ditanya  :  S = …?
    Jawab  :  untuk mencari  jarak (S) maka lebih dulu kita mencari waktu yang
                     diperlukan benda jatuh sampai diatas tanah.
                     Benda itu merupakan benda jatuh bebas, mengapa?
                     Karena kecepatan pesawat 200 ms-1 arahnya mendatar,
                     Sedangkan arah vertical (turun) kecepatannya nol (Voy = 0)

                    h turun = y = Voy.t  + ½ gt2
                    490 m  = 0. t + ½ .9,8 ms-2. t2
                          t2  = 2. 490 m/ 9,8 ms-2
                               = 980/9,8 s-2
                               = 100 s2
                           t   = 10 s
           maka  S = vox.t  = Vo.t 
                          = 200 ms-1. 10 s
                          = 2000 m

5.  Sebuah peluru ditembakkan dari sebuah senapan dengan sudut elevasi α
     berkecepatan awal itu 1,4.103 m/s mengenai suatu tempat sandaran yang
     berjarak  2.105 m dari tempat senapan berada.
     Berapa besar sudut elevasi yang dibentuk oleh peluru itu?.
     Diketahui : Vo = 1,4.103 m/s
                         S  = 2.105 m
                         g = 10 ms-2
     Ditanya : α = …?
     Jawab :              S = Vo2 . sin 2 α/g 
                      2.105 m  = (1,4.103 m/s)2 sin 2 α/10 ms-2
                      2.105 m  =  1,96.106 m2s-2. sin 2 α/10 ms-2
             2.105 m. 10 ms-2  = 1,96.106 m2s-2 sin 2 α
                              sin 2 α  =  2.106 m. 10 ms-2 / 1,96.106 m2s-2
                                    sin 2 α  =  2/1,9
                                          =  1,09
                                    2 α  =  900
                         Maka    α  = 450


Tidak ada komentar: