Sebuah benda dilempar ke udara dengan persamaan

Posted on

kecepatan, v = 20i + (20 – 10t)j. Apabila posisi awal
benda di titik (0, 0) tentukanlah:
a. vektor posisi benda,
b. posisi benda saat t = 1 sekon,
c. waktu yang diperlukan untuk mencapai tinggi
maksimum,
d. ketinggian maksimum yang dicapai benda, dan
e. jarak mendatar maksimum yang dapat dicapai
oleh benda

Sebuah benda dilempar ke udara dengan persamaan

Jawaban Terkonfirmasi

v = 20 i + (20 – 10t) j.
Posisi awal di titik (0, 0)  → r₀ = 0i + 0j

a. vektor posisi benda,

r(t) = r₀ + ∫ v dt
      = 0i + 0j + ∫ [20 i + (20 – 10t) j] dt
      = 20t i + (20t – 5t²) j  ← jawaban

b. posisi benda saat t = 1 sekon,

 r(t) = 20t i + (20t – 5t²) j
r(1) = 20 · 1 i + (20 · 1 – 5 · 1²) j
r(1) = (20 i + 15 j) m  ← jawaban

c. waktu yang diperlukan untuk mencapai tinggi maksimum
Tinggi maksimum terjadi, jika Vy = 0
Vy = 20 – 10t
  0 = 20 – 10t
   t = 2 s  ← jawaban

d. ketinggian maksimum yang dicapai benda
Ketinggian maksimum terjadi saat t = 2 s
 ry(t) = (20t – 5t²) j
ry(2) = (20 · 2 – 5 · 2²) j
       = (20 j) m  ← jawaban
Jarak tinggi maksimum 20 m di atas titik awalnya

e. jarak mendatar maksimum yang dapat dicapai benda

Jarak mendatar benda sebanding dengan t. 
Jika bola diperbolehkan bergerak hingga y negatif, dengan bertambahnya t,  nilai rx(t) terus membesar.
Kalau dibatasi hanya sampai y = 0
 ry(t) = (20t – 5t²) j
     0 = 20t – 5t²
     0 = 5t (4 – t)
      t = 0 atau t = 4 s

  rx(t) = 20t i
 rx(4) = 20 · 4 i = 80i m  ← jawaban

CATATAN:
Lintasan gerak bola dalam soal ini adalah parabola.
Bola dilempar condong dengan kecepatan awal tertentu dan sudut elevasi tertentu dari tanah (titik awal (0,0)) dan kembali ke tanah (0,0).
[posisi akhir tidak harus sama dengan posisi awalnya, dapat lebih tinggi atau lebih rendah]

Ok ?