Gerakan ragrag bébas - masalah sareng solusi

Gerakan ragrag bébas - masalah sareng solusi

1. Batu murag kalawan bébas ti jangkungna 45 méter. Upami akselerasi alatan gravitasi nyaéta 10 ms^-2, sabaraha laju batu nalika nabrak taneuh?

Dipikanyaho:

Jangkungna (t) = 45 méter

Akselerasi alatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Dipilari: Kecepatan ahir batu nalika nabrak taneuh (v)_t)

Solusi:

Persamaan tina gerakan ragrag bébas :

v_t² = 2 gh

Kecepatan ahir batu:

v_t² = 2 (10)(45) = 900

v_t = √900 = 30 m/s²

2. Hiji barang murag bébas ti jangkungna tanpa laju awal. Barang éta nabrak taneuh 2 detik ti harita. Akselerasi gravitasi nyaéta 10 ms^-2Tangtukeun jangkungna

Dipikanyaho:

Interval waktu (t) = 2 detik

Akselerasi alatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Dipilari: Jangkungna (h)

Solusi:

Persamaan gerak jatuh bebas:

h = ½ gt²

Jangkungna:

h = ½ (10)(2)² = (5)(4) = 20 méter

3. Hiji barang beuratna 2 kg murag bébas ti jangkungna 20 méter di luhur taneuh. Sabaraha interval waktu barang éta di udara? Akselerasi gravitasi nyaéta 10 ms^-2

Dipikanyaho:

Jangkungna (t) = 20 méter

Akselerasi alatan gravitasi (g) = 10 m/s²

hayang : Interval waktu (t)

Solusi:

Persamaan gerak jatuh bebas:

h = ½ gt²

Interval waktos:

20 = ½ (10)(t²)

20 = (5)(t)²)

20/5 = t²

4 = t²

t = √4

t = 2 detik

4. Dua barang, barang 1 jeung barang 2, ragrag bébas ti jangkungna h₁ sarta h₂ dina waktos anu sami. Upami h₁ :h₂ = 2:1, sabaraha babandingan interval waktu ti objék 1 ka objék 2.

Dipikanyaho:

Jangkungna barang 1 (h₁) = 2

Jangkungna barang 2 (h₂) = 1

Akselerasi gravitasi = g

Dipilari: t₁ : t₂

Solusi:

Objek 1:

h₁ = 1/2 gt₁²

2 = 1/2 gt₁²

(2)(2) = gt₁²

4 = gt₁²

4/g = t₁²

t₁ = √4/g

Objek 2:

h₂ = 1/2 gt₂²

1 = 1/2 gt₂²

(2)(1) = gt₂²

2 = gt₂²

2/g = t₂²

t₂ = √2/g

Babandingan interval waktu:

t₁ : t₂

√4/g : √2/g

(√4/g)² : (√2/g)²

4/g : 2/g

4: 2

2: 1

5. Hiji barang murag ti jangkungna h di luhur taneuh. Laju ahir nalika barang nabrak taneuh nyaéta 10 m/s. Sabaraha selang waktu pikeun ngahontal ½ jam di luhur taneuh. Akselerasi gravitasi nyaéta 10 m/s².

Dipikanyaho:

Laju ahir (v_t) = 10 m/dtk

Akselerasi alatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Dipilari: Interval waktu pikeun ngahontal 1/2 jam di luhur taneuh

Solusi:

Jangkungna h:

v_t² = 2 gh

10² = 2 (10) jam

100 = 20 jam

h = 100 / 20

h = 5 méter

Jangkungna 1/2 jam = 1/2 (5 méter) = 2.5 méter. Interval waktu anu diperyogikeun pikeun ngahontal 2.5 méter di luhur taneuh:

h = 1/2 gt²

2.5 = 1/2 (10) t²

2.5 = 5 t²

t² = 2.5 / 5 = 0.5 = (0.25)(2)

t = √(0.25)(2) = 0.5√2 = 1/2 √2 detik

6.

The gerakan ragrag bébas kalapa (inohong 1) jeung gerakan tina a bal dialungkeun vertikal ka luhurbangsal ka titik pangluhurnat ku murid (gambare 2). Tangtukeun sapertos duanana gerakans.

Solusi:

Gambar 1 = gerakan ragrag bébas = Akselerasi

Gambar 2 = gerakan vertikal = Perlambatan

Jawaban anu leres nyaéta A.

7. Batu murag kalawan bébas ti hiji wangunan. Interval waktu anu diperyogikeun ku batu pikeun ngahontal taneuh nyaéta 3 detik sareng akselerasi gravitasi nyaéta 10 m/s²Tangtukeun jangkungna wangunan éta.

A. 15 m

B. 20 m

C. 30 m

D. 45 m

Dipikanyaho:

Interval waktu (t) = 3 detik

Akselerasi alatan gravitasi (g) = 10 ms^-2

miharep: Jangkungna wangunan (h)

Solusi:

Dipikanyaho: interval waktu (t) sareng akselerasi gravitasi (g), anu dipikahoyong: jangkungna (h) janten anggo persamaan gerakan ragrag bébas: h = ½ gt²

h = ½ (10)(3)

h = (5)(3)

h = 15 méter

Jawaban anu leres nyaéta A.

8. Buah murag tina tangkalna dina jangkungna 12 m di luhur taneuh. Upami akselerasi gravitasi nyaéta g = 10 m/s² jeung gesekan hawa teu dipaliré, tuluy tangtukeun jangkungna buah di luhur taneuh sanggeus 1 detik.

A. 7 m

B. 6 m

C. 5 m

D. 4 m

Dipikanyaho:

Jangkungna tangkal (t) = 12 méter

Akselerasi alatan gravitasi (g) = 10 m/s²

Interval waktu (t) = 1 detik

miharep: Jangkungna buah di luhur taneuh

Solusi:

Saatos 1 detik, buah murag bébas dugi ka:

h = ½ gt² = ½ (10)(1)² = (5)(1) = 5 méter

Jangkungna buah di luhur taneuh saatos 1 detik:

12 méter – 5 méter = 7 méter

Jawaban anu leres nyaéta A.

1. Naon anu disebut gerak ragrag bébas?

   jawabanGerak ragrag bébas nujul kana gerakan hiji objék dina pangaruh gaya gravitasi wungkul, tanpa gaya séjén (sapertos résistansi hawa) anu mangaruhan kana éta objék.

2. Kumaha akselerasi alatan gravitasi, anu sering digambarkeun salaku $g$, mangaruhan objék anu murag bébas?

   jawabanSadaya barang anu murag bébas di deukeut beungeut Bumi ngalaman akselerasi gravitasi anu konstan, $g$, anu kira-kira 9.81m / s² ka handap. Ieu ngandung harti yén laju objék ningkat ku jumlah ieu pikeun unggal detik ragrag bébas.
3. Upami hambatan hawa tiasa diabaikan, kumaha massa hiji barang mangaruhan percepatan jatuh bébasna?

   jawaban: Upami teu aya tahanan hawa, massa hiji barang henteu mangaruhan akselerasi jatuh bébasna. Sadaya barang, henteu paduli massa na, bakal murag kalayan akselerasi anu sami kusabab gravitasi, $g$.
4. Naha astronot sigana ngambang di jero Stasion Luar Angkasa Internasional (ISS) upami gravitasi masih aya di dinya?

   jawabanAstronot di jero ISS sigana ngambang lain kusabab teu aya gravitasi, tapi kusabab duanana astronot sareng ISS aya dina kaayaan ragrag bébas anu terus-terusan di sakitar Bumi. Aranjeunna dasarna ragrag dina laju anu sami sareng ISS, nyiptakeun sensasi tanpa beurat.

5. Naon bédana antara beurat sareng massa dina kontéks ragrag bébas?

   jawabanMassa nyaéta ukuran jumlah materi dina hiji objék sareng tetep konstan henteu paduli lokasina. Beurat, di sisi séjén, nyaéta gaya anu dilakukeun kana hiji objék kusabab gravitasi. Éta rupa-rupa gumantung kana médan gravitasi. Salila ragrag bébas, hiji objék karasa teu beurat sabab teu aya gaya normal anu meta kana éta, tapi massana tetep teu robah.
6. Upami hiji barang dialungkeun ka luhur, naon anu kajantenan kana kecepatanna nalika naék? Sareng naon anu kajantenan nalika éta barang mimiti murag deui ka handap?

   jawabanNalika hiji barang dialungkeun ka luhur, éta barang bakal ngalambatkeun lajuna ku pangaruh gravitasi. Lajuna nurun nepi ka nol dina titik pangluhurna. Nalika barang mimiti murag deui ka handap, éta barang bakal ngagancangan alatan gravitasi, sahingga ningkatkeun lajuna ka arah handap.
7. Naon anu disebut kecepatan terminal dina kontéks ragrag bébas?

   jawabanLaju terminal nyaéta laju maksimum konstan anu kahontal ku objék anu murag nalika gaya gravitasi ka handap diimbangan ku gaya résistansi hawa ka luhur. Dina titik ieu, objék henteu deui ngagancangan sareng teras murag dina laju anu konstan.

8. Kumaha jangkungna barang murag mangaruhan waktu anu diperyogikeun pikeun nepi ka taneuh?

   jawabanWaktu anu diperyogikeun ku hiji barang pikeun nepi ka taneuh sabanding jeung akar kuadrat jangkungna barang éta murag (anggapan teu aya hambatan hawa). Barang anu murag ti jangkungna anu leuwih luhur bakal leuwih lila nepi ka taneuh tibatan barang anu murag ti jangkungna anu leuwih pondok.
9. Naon anu kajadian kana énergi poténsial hiji barang nalika éta barang murag bébas dina pangaruh gravitasi?

   jawabanNalika hiji barang murag bébas dina pangaruh gravitasi, énergi poténsialna (relatif ka taneuh) nurun. Panurunan énergi poténsial ieu dirobah jadi énergi kinétik, anu nyababkeun laju barang ningkat.

10. Lamun dua barang anu bentukna béda tapi massana sarua dijatuhkeun ti jangkungna sarua dina rohangan hampa, barang mana anu bakal mimiti murag ka taneuh?

jawabanDina rohangan hampa, dimana teu aya résistansi hawa, duanana barang bakal nabrak taneuh dina waktos anu sami. Bentukna moal penting sabab ngan ukur gravitasi anu mangaruhan aranjeunna, sareng massa aranjeunna sami.