Contoh soal menentukan selang waktu gerak parabola

1. Bola disepak ke atas membentuk sudut 30o terhadap permukaan lapangan dengan kecepatan awal 10 m/s. Tentukan selang waktu bola mencapai ketinggian maksimum! Percepatan gravitasi = 10 m/s2
Pembahasan
Diketahui :
Sudut (θ) = 30o
Kecepatan awal (vo) = 10 m/s
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : Selang waktu bola mencapai ketinggian maksimum
Jawab :
Contoh soal menentukan selang waktu gerak parabola 1Kecepatan awal bola pada arah vertikal :
voy = vo sin θ = (10 m/s)(sin 30o) = (10 m/s)(0,5) = 5 m/s

Selang waktu bola mencapai ketinggian maksimum dihitung menggunakan rumus gerak vertikal ke atas.
Dalam menyelesaikan soal gerak vertikal ke atas, besaran vektor yang arahnya ke atas diberi tanda positif, besaran vektor yang arahnya ke bawah diberi tanda negatif.
Diketahui :
Kecepatan awal (vo) = 5 m/s (positif karena arah kecepatan awal ke atas)
Percepatan gravitasi (g) = -10 m/s2 (negatif karena arah percepatan gravitasi ke bawah)
Kecepatan akhir (vt) = 0 (pada ketinggian maksimum, benda diam sesaat sebelum berbalik arah)
Ditanya : Selang waktu (t)
Jawab :
Diketahui vo, g dan vt, ditanya t sehingga digunakan rumus vt = vo + g t
vt = vo + g t
0 = 5 + (-10)t
0 = 5 – 10 t
5 = 10 t
t = 5/10 = 0,5 sekon
Selang waktu bola mencapai ketinggian maksimum adalah 0,5 sekon.

2. Bola dilempar ke atas membentuk sudut 30o terhadap horisontal dengan kecepatan awal 8 m/s. Berapa selang waktu bola bergerak parabola! Percepatan gravitasi = 10 m/s2
Pembahasan
Diketahui :
Sudut (θ) = 30o
Kecepatan awal (vo) = 8 m/s
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : Selang waktu bola bergerak parabola
Jawab :
Contoh soal menentukan selang waktu gerak parabola 2Kecepatan awal bola pada arah vertikal :
voy = vo sin θ = (8 m/s)(sin 30o) = (8 m/s)(0,5) = 4 m/s

Terlebih dahulu hitung selang waktu benda mencapai ketinggian maksimum menggunakan rumus gerak vertikal ke atas.
Dalam menyelesaikan soal gerak vertikal ke atas, besaran vektor yang arahnya ke atas diberi tanda positif, besaran vektor yang arahnya ke bawah diberi tanda negatif.
Diketahui :
Kecepatan awal (vo) = 4 m/s (positif karena arah kecepatan awal ke atas)
Percepatan gravitasi (g) = -10 m/s2 (negatif karena arah percepatan gravitasi ke bawah)
Kecepatan akhir (vt) = 0 (pada ketinggian maksimum, benda diam sesaat sebelum berbalik arah)
Ditanya : Selang waktu (t)
Jawab :
Diketahui vo, g dan vt, ditanya t sehingga digunakan rumus vt = vo + g t
vt = vo + g t
0 = 4 + (-10)t
0 = 4 – 10 t
4 = 10 t
t = 4/10 = 0,4 sekon
Selang waktu bola mencapai ketinggian maksimum adalah 0,4 sekon.
Lintasan bola simetris sehingga selang waktu bola bergerak ke atas sama dengan selang waktu bola bergerak ke bawah. Jadi selang waktu total adalah 2 x 0,4 sekon = 0,8 sekon.

3. Peluru ditembakkan ke atas dengan sudut kemiringan 30o terhadap horisontal dari suatu tempat yang berada 10 meter di atas permukaan tanah. Kecepatan awal peluru adalah 40 m/s. Berapa lama peluru bergerak hingga mencapai permukaan tanah ? Percepatan gravitasi 10 m/s2
Pembahasan
Diketahui :
Sudut (θ) = 30o
Ketinggian awal (ho) = 10 meter
Kecepatan awal (vo) = 40 m/s
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : Selang waktu peluru berada di udara
Jawab :
Kecepatan awal bola pada arah vertikal :
voy = vo sin θ = (40 m/s)(sin 30o) = (40 m/s)(0,5) = 20 m/s

Terlebih dahulu hitung selang waktu peluru mencapai ketinggian maksimum menggunakan rumus gerak vertikal ke atas.
Dalam menyelesaikan soal gerak vertikal ke atas, besaran vektor yang arahnya ke atas diberi tanda positif, besaran vektor yang arahnya ke bawah diberi tanda negatif.
Diketahui :
Kecepatan awal (vo) = 20 m/s (positif karena arah kecepatan awal ke atas)
Percepatan gravitasi (g) = -10 m/s2 (negatif karena arah percepatan gravitasi ke bawah)
Kecepatan akhir (vt) = 0 (pada ketinggian maksimum, benda diam sesaat sebelum berbalik arah)
Ditanya : Selang waktu (t)
Jawab :
Diketahui vo, g dan vt, ditanya t sehingga digunakan rumus vt = vo + g t
vt = vo + g t
0 = 20 + (-10)t
0 = 20 – 10 t
20 = 10 t
t = 20/10 = 2 sekon
Selang waktu bola mencapai ketinggian maksimum adalah 2 sekon.
Lintasan bola simetris sehingga selang waktu bola di udara adalah 2 x 2 sekon = 4 sekon.

Peluru ditembakkan suatu tempat yang berada 10 meter di atas permukaan tanah. 4 sekon adalah selang waktu bola mencapai tempat yang sejajar dengan posisi awalnya ketika dilemparkan. Bola masih terus bergerak ke bawah.

Selang waktu bola bergerak ke bawah dari ketinggian 10 meter dihitung seperti menentukan selang waktu pada gerak jatuh bebas.
Diketahui :
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ketinggian (h) = 10 meter
Ditanya : Selang waktu (t)
Jawab :
Diketahui g, h dan ditanya t sehingga rumus gerak jatuh bebas yang digunakan adalah h = 1/2 g t2
h = 1/2 g t2
10 = 1/2 (10) t2
10 = 5 t2
t2 = 10/5 = 2
t = √2 = 1,4 sekon
Selang waktu peluru jatuh dari ketinggian 10 meter adalah 1,4 sekon.

Selang waktu total peluru berada di udara adalah 4 sekon + 1,4 sekon = 5,4 sekon.

4. Kelereng dilemparkan horisontal ke kanan dari ketinggian 5 meter dengan kecepatan awal 15 m/s. Tentukan selang waktu kelereng berada di udara! Percepatan gravitasi = 10 m/s2
Pembahasan
Diketahui :
Ketinggian (h) = 5 meter
Kecepatan awal (vo) = 15 m/s
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : Selang waktu kelereng berada di udara
Jawab :
Contoh soal menentukan selang waktu gerak parabola 3Lintasan kelereng seperti pada gambar. Selang waktu kelereng berada di udara dihitung menggunakan rumus gerak jatuh bebas.
Diketahui :
Ketinggian (h) = 5 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2

Ditanya : Selang waktu (t)
Jawab :
Diketahui g, h dan ditanya t sehingga rumus gerak jatuh bebas yang digunakan adalah h = 1/2 g t2
h = 1/2 g t2
5 = 1/2 (10) t2
5 = 5 t2
t2 = 5/5 = 1
t = √1 = 1 sekon
Selang waktu peluru jatuh dari ketinggian 5 meter adalah 1 sekon.

(Ukuran kertas : F4, Jumlah halaman : 15)

Materi Pembahasan Soal :

  1. Contoh soal menentukan komponen kecepatan awal gerak parabola
  2. Contoh soal menentukan ketinggian maksimum gerak parabola
  3. Contoh soal menentukan selang waktu gerak parabola
  4. Contoh soal menentukan posisi benda yang bergerak parabola
  5. Contoh soal menentukan jarak terjauh gerak parabola
  6. Contoh soal menentukan kecepatan akhir gerak parabola
Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

error: