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
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 ?