Roger melihat balon-balon berisi air jatuh melewati jendelanya, ia memperhatikan bahwa setiap balon membentur trotoar 0,83 s Setelah melewati jendelanya. Kamar roger berada di lantai 3, berjarak 15 M dari trotoar. (a) berapa cepat balon balon itu melewati jendela roger. (b) dengan asumsi balon dilepaskan dari keadaan diam, dari lantai berapakah balon itu dilepaskan? Jika setiap bangunan itu memiliki ketinggian 5,0 m.
Kelas : 10
Mapel : Fisika
Kategori : Gerak Lurus
Kata Kunci : jatuh bebas, ketinggian, waktu, GLBB
Kode : 10.6.1 [Kelas 10 Fisika –
Bab 1 Kinematika Gerak]
Diketahui :
waktu t yang dibutuhkan balon air dari lantai 3 smpai ke tanah (trotoar) = 0,83 sekon
jarak s kamar roger sampai tanah = 15 meter
g = 10 m/s²
Benda jatuh bebas itu berarti kecepatan awal vo = 0 m/s
Ditanyakan:
a) v jendela
b) ketinggian awal balon dilepaskan htotal
Dijawab:
Kasus ini termasuk kedalam Kinematika Gerak dengan subab Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Terdapat beberapa rumus Untuk menyelesaikan masalah GLBB ini yaitu:
(1) vt = vo + a.t
(2) vt² = vo² + 2.a.s
(3) s = vo . t + 1/2. a,t²
pada soal ini benda jatuh bebas sehingga percepatan a dapat kita ganti dengan percepatan gravitasi g.
Untuk menyelesaikan soal ini tinjau benda dalam beberapa keadaan, yaitu:
Keadaan Pertama –> saat benda dilepaskan dari lantai tertentu
Keadaan kedua –> saat benda berada pada posisi melewati jendela Roger
a) Untuk menjawab pertanyaan a) kita tinjau benda saat keadaan kedua
vo = ?
g = 10 m/s²
t = 0,83 sekon
s = 15 meter
kita gunakan persamaan ke (3)
s = vo . t + 1/2 . g . t²
15 = vo . 0,83 + 1/2 . 10 . (0,83²)
15 = vo . 0,83 + 3,4445
15 – 3,4445 = vo . 0,83
11,5555 = vo . 0,83
vo = 13,92 m/s
Jadi kecepatan bola air pada saat melewati jendela Roger adalah 13,92 m/s
b) untuk menjawab pertanyaan b) kita gunakan data vo dari jawaban a) tadi sebagai vt pada keadaan awal ini
vt = 13,92 m/s
s = jarak yang ditempuh bola air dari saat awal dijatuhkan smpai ke jendela Roger = ?
Jatuh bebas –> vo = 0 m/s
gunakan rumus ke (2)
vt² = vo² + 2.g.s
13,92² = 0 + 2 . 10 . s
193,7664 = 20 . s
s = 193,7664 / 20
s = 9,69 meter
Maka jarak total yang ditempuh bola air dari saat dijatuhkan sampai tanah (trotoar) adalah
s total = s + ketinggian jendela Roger
s total = 9,69 + 15
s total = 24,69 meter
Balon dilepaskan dari lantai berapa?
karena tiap lantai itu adalah 5 meter,maka 24,69 meter / 5 meter = 4,938 lantai dibulatkan menjadi 5 lantai
atau bisa disimpulkan bola air tersebut dilemparkan dari lantai 5.