2 Contoh soal menentukan ketinggian maksimum gerak parabola
1. Bola disepak ke atas membentuk sudut 60o terhadap permukaan lapangan. Jika Кецепатан awal (vo) 10 m/s, berapa ketinggian maksimum bola ? Percepatan gravitasi = 10 m/s2
Пембахасан
Познато је да:
Sudut (θ) = 60o
Почетна брзина (vo) = 10 м/с
Питао/ла: Ketinggian maksimum (h)
Јаваб :
Lintasan gerak bola diilustrasikan oleh gambar.
Terlebih dahulu hitung kecepatan awal pada arah vertikal :
грех 60o = вoy / вo
voy = вo грех 60o = (10)(sin 60o) = (10)(0,5√3) = 5√3 m/s
Setelah memperoleh nilai kecepatan awal pada arah vertikal (voy), sekarang hitung ketinggian maksimum menggunakan cara seperti menghitung ketinggian maksimum pada вертикално кретање нагоре. Dalam menyelesaikan soal gerak vertikal ke atas, векторска количина yang arahnya ke atas diberi tanda positif, besaran vektor yang arahnya ke bawah diberi tanda negatif.
Познато је да:
Убрзање гравитације (g) = -10 м/с2 (negatif karena arah percepatan gravitasi ke bawah)
Kecepatan awal pada arah vertikal (voy) = +5√3 m/s (positif karena arah kecepatan ke atas)
Kecepatan pada ketinggian maksimum (vty) = КСНУМКС
Pada ketinggian maksimum, benda diam sesaat sebelum bergerak kembali ke bawah. Jadi pada ketinggian maksimum, kelajuan benda benilai nol.
Питао/ла: Ketinggian maksimum (h)
Јаваб :
Karena besaran yang diketahui adalah voy, g dan vty, sedangkan yang ditanyakan adalah h maka rumus gerak vertikal ke atas yang digunakan adalah :
vt2 = вo2 + 2 гх
Опис: vt = коначна брзина, vo = kelajuan awal, g = percepatan gravitasi, h = ketinggian maksimum.
Ketinggian maksimum :
vt2 = вo2 + 2 гх
02 = (5√3)2 + 2 (-10) сати
0 = 25(3) – 20 h
0 = 75 – 20 сати
75 = 20 сати
х = 75 / 20
h = 3,75 метара
Jadi ketinggian maksimum yang dicapai bola adalah 3,75 meter.
2. Suatu benda dilempar ke atas dengan sudut kemiringan 30o terhadap horisontal, dari bangunan bertingkat yang berjarak 20 meter dari permukaan tanah. Kecepatan awal benda adalah 4 m/s. Tentukan ketinggian maksimum benda dihitung dari permukaan tanah! Percepatan gravitasi 10 m/s2.
Пембахасан
Познато је да:
Sudut (θ) = 30o
Ketinggian bangunan (h) = 20 meter
Почетна брзина (vo) = 4 м/с
Убрзање гравитације (g) = 10 m/s2
Питао/ла: Ketinggian maksimum benda dihitung dari permukaan tanah (h)
Јаваб :
Kecepatan awal benda pada arah vertikal :
грех 30o = вoy / вo
voy = вo грех 30o = (4)(sin 30o) = (4)(0,5) = 2 м/с
Sekarang hitung ketinggian maksimum yang dicapai benda dari bangunan bertingkat menggunakan rumus gerak vertikal ke atas. Setelah itu dijumlahkan dengan ketinggian bangunan untuk memperoleh ketinggian total. 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.
Познато је да:
Убрзање гравитације (g) = -10 m/s2 (negatif karena arah percepatan gravitasi ke bawah)
Kecepatan awal pada arah vertikal (voy) = +2 m/s (positif karena arah kecepatan ke atas)
Kecepatan benda pada ketinggian maksimum (vty) = КСНУМКС
Питао/ла: Ketinggian maksimum (h)
Јаваб :
Ketinggian maksimum :
vt2 = вo2 + 2 гх
02 = КСНУМКС2 + 2 (-10) сати
0 = 4 – 20 сати
4 = 20 сати
х = 4 / 20
h = 0,2 метара
Ketinggian maksimum yang dicapai bola dihitung dari permukaan tanah adalah 0,2 meter + 20 meter = 20,2 meter.
[Енглески: Solving projectile motion problems – determine the maximum height]