);

Contoh soal gerak vertikal ke bawah dan pembahasannya

Artikel ini membahas contoh soal gerak vertikal ke bawah dan pembahasannya atau penyelesaiannya. Gerak vertikal kebawah merupakan salah satu contoh GLBB dipercepat sebesar percepatan gravitasi bumi.

Gerak vertikal ke bawah mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:

  1. Kecepatan awal tidak nol
  2. Gerak dipercepat dengan percepatan g = 10 m/s2
Rumus yang berlaku pada gerak vertikal ke bawah:
v = vo + g . t
h = vo t + 1/2 g . t2
v2 = vo2 + 2 . g . h

Keterangan:

  • v = kecepatan (m/s)
  • vo = kecepatan awal (m/s)
  • g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
  • t = waktu (t)
  • h =jarak vertikal atau ketinggian (m)

Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh soal gerak vertikal ke bawah dan penyelesaiannya dibawah ini.

Contoh soal 1

Sebuah batu dilempar ke bawah dari sebuah gedung bertingkat dengan kecepatan awal 10 m/s. Jika batu tiba ditanah dalam waktu 2 sekon maka kecepatan batu ketika tiba ditanah adalah…

A. 50 m/s

B. 40 m/s

C. 30 m/s

D. 20 m/s

E. 10 m/s

Pembahasan / penyelesaian soal

Pada soal ini diketahui:

  • vo = 10 m/s
  • t = 2 s
  • g = 10 m/s2

Yang ditanya adalah kecepatan (v) dan diselesaikan dengan menggunakan rumus dibawah ini.

→ v = vo + g . t
→ v = 10 m/s + 10 m/s2 . 2 s = 10 m/s + 20 m/s = 30 m/s

Jadi soal ini jawabannya C.


Contoh soal 2

Seorang anak melempar batu ke dalam sumur dengan kecepatan awal 5 m/s. Jika batu menyentuk permukaan air sumur dalam waktu 2 sekon maka kedalaman sumur tersebut adalah…

A. 50 m

B. 40 m

C. 30 m

D. 20 m

E. 10 m

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menghitung kedalaman sumur kita gunakan rumus dibawah ini:

→ h = vo . t + 1/2 . g . t2
→ h = 5 m/s . 2 s + 1/2 . 10 m/s2 . (2 s)2
→ h = 10 m + 20 m = 30 m

Jadi jawaban soal ini adalah C.


Contoh soal 3

Bola A dilempar ke bawah dari ketinggian 160 m dengan kecepatan awal 10 m/s. Pada saat yang bersamaan benda B dilempar keatas dengan kecepatan awal 30 m/s. Kedua bola akan bertumbukan pada ketinggian…

A. 10 m

B. 20 m

C. 30 m

D. 40 m

E. 50 m

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menjawab soal kita misalkan posisi kedua bola ketika bertumbukan sebagai berikut:

2 bola bertumbukan pada ketinggian h
Bola A dan Bola B bertumbukan pada ketinggian h

Berdasarkan gambar diatas kita peroleh persamaan sebagai berikut:

160 – h = voA . t + 1/2 . g . t2
h = voB t – 1/2 . g . t2
atau
160 – h = 10t + 5t2 …(pers. 1)
h = 30t – 5t2 … (pers 2)
Subtitusi persamaan 2 ke persamaan 1:
160 – (30t – 5t2) = 10t + 5t2
160 – 30t + 5t2 = 10 t + 5t2
160 = 10t + 30t = 40t
t =
160
40
= 4s

Hasil diatas menunjukkan kedua bola bertumbukan setelah 4 sekon. Untuk menghitung ketinggian kita subtitusi t = 4 s ke pers 2 seperti dibawah ini

→ h = 30t – 5t2
→ h = 30 . 4 – 5 . 42
→ h = 120 – 80 = 40 m

Jadi kedua bola bertumbukan pada ketinggian 40 m. Jawaban soal ini D.


Contoh soal 4

Sebuah bola dilempar ke bawah dengan kecepatan awal 40 m/s dari puncak sebuah menara setinggi 100 m. Kecepatan bola ketika mencapai tanah adalah…

A. 20 m/s

B. 30 m/s

C. 40 m/s

D. 50 m/s

E. 60 m/s

Pembahasan / penyelesaian soal

Untuk menjawab soal ini kita gunakan rumus dibawah ini:

→ v2 = vo2 + 2 g . h
→ v2 = 402 + 2 . 10 . 100
→ v2 = 1600 + 2000 = 3600
→ v =  3600   = 60 m/s

Soal ini jawabannya E.


Contoh soal 5

Seorang anak melempar batu ke bawah dari salah satu jendela apartemen dengan kecepatan awal 5 m/s. Jika ketinggian jendela apartemen 25 m maka waktu yang diperlukan batu sampai ditanah adalah….

A. 1 s

B. 2 s

C. 3 s

D. 4 s

E. 5 s

Pembahasan / penyelesaian soal

Cara menjawab soal ini sebagai berikut:

→ h = vo . t + 1/2 . g . t2
→ 30 = 5 . t + 1/2 . 10 . t2 = 5t + 5t2
→ 5t2 + 5t – 30 = 0 (:5)
→ t2 + t – 6 = 0
→ (t + 3)(t – 2) = 0
→ t = – 3 atau t = 2

t = – 3 tidak mungkin jadi jawaban yang tepat adalah 2 s atau B.

(Visited 39 times)

You cannot copy content of this page