Seorang pemain akrobat melompat dari menara setinggi 5 m ke atas tumpukan pasir. Tumpukan pasir yang dipasang di bawah menara cukup dalam. Sewaktu pemain tersebut dekat dengan tumpukan pasir, ia menekuk lututnya hingga masuk ke pasir dengan perlambatan tertentu dan kakinya masuk ke pasir sedalam 0,70 m. Jika massa akrobatik itu 50 kg, hitung :

Penjelasan:

h = 5 m

a. Kecepatan sesaat sebelum kakinya menyentuh tumpukan pasir

Asumsi pemain tersebut jatuh tanpa kecepatan awal dari titik awalnya, sehingga kecepatannya ketika kakinya sebelum menyentuh tumpukan pasir :

Vt² = V₀² + 2gh

Vt² = 0² + 2(10)(5)

Vt² = 100

Vt = 10 m/s

Ketika pemain tersebut menekuk lututnya dan kakinya masuk dengan perlambatan tertentu.

Asumsikan saat kaki pemain tersebut berhenti ketika menancap pasir tersebut. Sehingga nilai perlambatan :

Vt² = V₀² + 2as

0² = 10² + 2 . a . 0,70

0 = 100 + 1,4 . a

-100 = 1,4 . a

a ≈ -71,4 m/s²

b. gaya rata-rata yang dikerjakan pasir pada kaki pemain akrobat tersebut.

Berat beban pemain akrobat :

w = mg

w = 50(10)

w = 500 N

ΣFy = m . a

w – F = m . a

500 – F = 50 . -71,4

F = 4070 N