Gerak Vertikal Pengaruh Gravitasi Bumi 1 Gerak jatuh bebas
Penyelesaian: Diketahui:
v = 7 ms ,
v
t
= 25 ms, t = 10 s
Ditanyakan: a = ?
Jawab:
2 t
t
s m
8 ,
1 s
10 s
m 7
25 t
v v
a at
v v
o
Contoh Soal 5: Bus mula-mula diam kemudian bergerak dengan percepatan tetap 2
ms
2
selama 8 sekon, setelah itu bergerak dengan kecepatan konstan selama 10 sekon. Karena di depan tiba-tiba ada orang menyeberang
maka bus mengerem dengan perlambatan 2 ms
2
selama 3 sekon sampai berhenti. Tentukan jarak yang ditempuh oleh bus tersebut selama 3
sekon pengeremannya. Penyelesaian:
Diketahui: V
01
= 0 ms, a
1
= 2 ms
2
dipercepat, a
3
= - 2 ms
2
diperlambat t
1
=8 sekon, t
2
= 10 sekon, t
3
= 3 sekon Ditanyakan: jarak yang ditempuh selama pengereman 3 sekon ?
Jawab: Gerakan I: V
t1
= V
01
+ a
1
t
1
Æ
V
t1
= 0 + 2.8 = 16 ms dipercepat Gerakan II: X
1
= V
t1
.t
2
= 16 ms . 10 sekon = 160 m kecepatan konstan
Gerakan III: V
t1
= V
02
= 16 ms
Æ
V
t2
= 0 berhenti Æ diperlambat
Sehingga didapat Æ
B. Gerak Vertikal Pengaruh Gravitasi Bumi B.1 Gerak jatuh bebas
Gerak jatuh bebas ini merupakan gerak lurus berubah beraturan tanpa kecepatan awal v
, dimana percepatannya disebabkan karena gaya tarik bumi dan disebut percepatan gravitasi bumi g.
Sebuah benda dikatakan mengalami jatuh bebas, jika memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:
Di unduh dari : Bukupaket.com
a Kecepatan awal nol v
= 0 Æ benda dilepaskan
b Gesekan udara diabaikan c Benda dijatuhkan dari tempat yang tidak terlalu tinggi
percepatan gravitasi dianggap tetap Contoh Soal 6:
Bola dilepaskan dari ketinggian h meter di atas permukaan bumi. Jika
percepatan gravitasi adalah g ms
2
, tentukanlah: a Ketinggian benda setelah t sekon
b Waktu yang diperlukan untuk sampai di permukaan bumi c Kecepatan pada saat mencapai tanah
d Kecepatan pada ketinggian h
Penyelesaian:
a. Gerak jatuh bebas adalah gerak GLBB tanpa kecepatan awal v =
0, maka berlaku: v
t
= v + gt
Æ
v
t
= gt h = h
+ v t – ½ gt
2
= h – ½ gt
2
dengan: h = ketinggian setelah t sekon m di permukaan bumi
h = ketinggian mula-mula m di atas permukaan bumi
g = percepatan gravitasi ms
2
t = waktu s b. Syarat mencapai tanah: h = 0
h = h – ½ gt
2
Æ c. Kecepatan pada saat menyentuh tanah h = 0:
d. Kecepatan pada saat ketinggian h:
Di unduh dari : Bukupaket.com
B.2 Gerak benda dilempar ke bawah Merupakan GLBB dipercepat dengan kecepatan awal v
. Rumus GLBB:
v
t
= v + gt
h= h + v
t +
1 2
gt
2
dengan: h = ketinggian setelah t sekon m di permukaan bumi
h = ketinggian mula-mula m di atas permukaan bumi
g = percepatan gravitasi ms
2
t = waktu s
Contoh Soal 7: Sebuah lift naik ke atas dengan kecepatan 3 ms. Pada suatu saat sebuah
palu terlepas dan jatuh di lantai bawah gedung dengan waktu jatuh 2 sekon. Pada ketinggian berapa sekrup terlepas.
g = 10 ms
2
? Penyelesaian:
Diketahui: V = 3 ms;
g = 10 ms
2
; t = 2 s
Ditanyakan: h = ?
Jawab: h= h
+ v t +
1 2
gt
2
dengan h
= 0, di permukaan bumi h= 0 + 3.2 +
1 2
10. 2
2
= 14 m Jadi ketinggian sekrup terlepas adalah
h = 14 m.
B.3 Gerak Benda dilempar ke Atas Merupakan GLBB diperlambat dengan kecepatan awal v
. Rumus GLBB:
v
t
= v - gt
h = h + v
t -
1 2
gt
2
Di unduh dari : Bukupaket.com
dengan: h – h
= ketinggian setelah t detik. h
= 0 h
= ketinggian mula-mula di permukaan bumi = 0 h = ketinggian akhir di atas permukaan bumi
Karena gerak ini diperlambat maka pada suatu saat benda akan berhenti v
t
= 0. Ketika itu benda mencapai ketinggian maksimum. Contoh Soal 8:
Sebuah benda dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 40 ms. Jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 ms
2
, tentukan ketinggian benda pada saat kecepatannya 20 ms.
Penyelesaian: Diketahui:
v = 40 ms
v
t
= 20 ms ; g = 10 ms
2
Ditanyakan: h = ?
Jawab: Misalkan benda mula-mula berada di atas tanah, maka h
= 0, maka:
Jadi, saat kecepatan benda 20 ms, ketinggian benda adalah 60 m.
2.4 Hukum - Hukum Newton Tentang Gerak Pada sub-bab sebelumnya, gerak benda ditinjau tanpa memperhatikan
penyebabnya. Bila penyebab gerak diperhatikan, tinjauan gerak, disebut dinamika, melibatkan besaran-besaran fisika yang disebut gaya. Gaya
adalah suatu tarikan atau dorongan yang dapat menimbulkan perubahan gerak. Dengan demikian jika benda ditarikdidorong maka pada benda
bekerja gaya dan keadaan gerak benda dapat berubah. Gaya adalah penyebab gerak. Gaya termasuk besaran vektor, karena gaya
mempunyai besar dan arahnya.