Soal 1
Penyelam tebing Acapulco terdorong secara horisontal dari atas tebing batu sekitar 35 m di atas air, jika penyelam tercebur dalam air 5 m dari dasar tebing tepat di bawah titik peluncurannya.
Kecepatan awal Penyelam saat terdorong dari atas tebing adalah . . . .
A. 1,0 m/s B. 5/3 m/s C. 2,0 m/s D. 7/3 m/s E. 4,0 m/s
Jawab:
Ini adalah masalah gerakan proyektil lurus ke depan dengan peluncuran yang diarahkan secara horizontal.
Dengan v0y = 0, y0 = 45 m, y = 0 (acuan di permukaan kolam), x = 5,0 m, maka
Pada sumbu y berlaku:
y = y0 + v0yt – ½ gt2
0 = 45 m – ½ (10 m/s2)t2
45 = 5t2
t = 3 sekon (waktu yang dibutuhkan sampai di dasar kolam)
kecepatan awal penyelam kita gunakan,
x = v0xt
5 m = v0x(3 s) → v0x = 5/3 m/s
Soal 2
(1) Waktu yang ditempuh bola sampai di lantai adalah t = 0,3 detik
(2) Jarak mendatar yang bola yang diukur dari tepi meja adalah 0,6 m
(3) Kecepatan bola arah sumbu y saat menumbuk lantai adalah –3,0 m/s
(4) sudut kecepatan bola saat terhadap sumbu x saat menumbuk lantai adalah 370.
Pernyataan yang benar adalah . . . .
A. (1) dan (2) D. (1), (2) dan (4)
B. (1)dan (4) E. (1), (2), (3) dan (4)
C. (1), (2) dan (3)
Jawab:
Dengan v0y = 0, v0x = 2,0 m/s; y0 = 0,45 m, y = 0 (acuan di permukaan kolam), maka
Pada sumbu y berlaku:
y = y0 + v0yt – ½ gt2
0 = 0,45 m – ½ (10 m/s2)t2
0,45 = 5t2
t = 0,3 sekon (waktu yang dibutuhkan sampai di lantai)
jarak mendatar bola adalah
x = v0xt
x = (2,0 m/s)(0,3 s) = 0,6 m
kecepatan saat bola menumbuk lantai arah sumbu y adalah
vy = v0y – gt = 0 – (10 m/s2)(0,3 s) = –3,0 m/s
Soal 3
Sebuah peluruditembakkan dengan kecepatan awal 30 m/s dan pada sudut elevasi 300. Tiga posisi peluru dilukiskan seperti gambar di bawah ini.
Perbandingan kecepatan peluru arah sumbu vertikal pada titik A dan B adalah . . . .
A. 1 : 1 B. 1 : 6 C. 1 : 3 D. 3 : 1 E. 3 : 5
Jawab:
V0y = v0 sin 300 = 10 m/s (1/2) = 5 m/s
Peluru membutuhkan waktu 0,2 detik untuk sampai di titik A dan 0,6 detik untuk sampai di titik B, maka
vyA = v0y – gtA = 5 m/s – (10 m/s2)(0,2 s) = 3 m/s
vyB = v0y – gtB = 5 m/s – (10 m/s2)(0,6 s) = –1 m/s
jadi perbandingan kecepatan arah vertikan di titik A dan B adalah vAy/vBy = 3/1
Soal 4
Seorang kiper pemain sepak bola sedang berlatih menendang bola seperti gambar.
A. 10 m B. 10 √3 m C. 5 m D. 5 √3 m E. 20 m
Jawab:
Kecepatan awal tendangan adalah v0 = 20 m/s, maka kecepatan pada masing-masing komponen adalah
V0y = v0 sin300 = 20 m/s x ½ = 10 m/s
Waktu ketika sampai di titik tertinggi adalah ketika vy = 0,
Vy = v0y – gt
0 = 10 m/s – 10 m/s2tmaks → tmaks = 1,0 s
Maka tinggi maksimum adalah
Ymaks = y0 + v0ytmaks – ½ gt2maks
Ymaks = 0 + 10 m/s x 1,0 s – ½ (10 m/s2)(1,0 s) = 5,0 m
Soal 5
Perhatikan gamabr di bawah ini!
Dalam sebuah permainan golf, bola yang massanya 0,2 kg (g = 10 m.s⁻²) akan dimasukkan ke dalam lubang C seperti tampak pada gambar. Pemukul menyentuh bola dalam waktu 0,01 sekon dan lintasan B-C ditempuh dalam waktu 1 sekon. Gaya yang diperlukan pemain golf untuk memukul bola supaya tepat masuk ke dalam lubang C adalah ...
A. 20 N B. 80 N C. 120 N D. 180 N E. 200 N
Jawab:
Kecepatan awal pada masing-masing komponen sumbu x-y adalah
v0x = v0 cos 600 = v0/2
karena pada sumbu x bola bergerak dengan kecepatan tetap, maka sampai pada titik B kecepatan bola besarnya tetap v0/2, maka perhatikan gerakan B-C yang butuh waktu 1 detik, kita tuliskan sebagai
AC = v0xtAC
5 m = (v0/2)(1 s) → v0 = 10 m/s
Gaya F dapat kita peroleh dengan menerapkan konsep impuls sama dengan perubahan momentum, sehingga
I = Δp
F.Δt = mΔv
F = mΔv/Δt = (0,2 kg x 10 m/s)/0,01 s = 200 N
0 comments:
Post a Comment