Home BAHAN BELAJAR FISIKA Menentukan Waktu Untuk Datang Di Tanah Gerak Vertikal Ke Bawah

Menentukan Waktu Untuk Datang Di Tanah Gerak Vertikal Ke Bawah

by CerdaskanKita

Ketika dua buah benda dijatuhkan dari ketinggian yang sama dengan kecepatan awal nol, maka kedua benda akan datang di tanah secara bersamaan dengan catatan kedua benda mengalami ukiran udara sama besar. Lalu, bagaimana apabila kecepatan awal benda tak sama dengan nol? Benda mana yang akan datang lebih dahulu di tanah? Pada gerak vertikal ke bawah (GVB) benda terdapat kecepatan awal atau kecepatan awalnya tak sama dengan nol. Itu artinya, kecepatan benda sesudah t detik bergantung pada besar kecepatan awal dan percepatan yang dialaminya. Jika dua buah benda bergerak dengan kecepatan awal sama dari ketinggian yang sama, maka kedua benda akan datang secara bersamaan. Lalu, bagaimana cara memilih usang waktu yang diharapkan untuk datang di tanah? Pada hari ini ini, Bahan mencar ilmu sekolah akan membahas rumus memilih waktu untuk datang di tanah pada gerak vertikal ke bawah.

Konsep GVB untuk Waktu

Pada ketika pembahasan gerak jatuh bebas, kita tahu bahwa dua benda yang dijatuhkan secara bersamaan akan terdapat kecepatan yang sama setiap detiknya akhir dampak gravitasi. Karena kecepatannya sama, maka kedua benda akan datang di tanah secara bersamaan.

Berbeda dengan gerak jatuh bebas, pada gerak vertikal ke bawah, benda terdapat kecepatan awal. Karena ada kecepatan awal, maka besar kecepatan benda setiap detiknya bergantung pada besar kecepatan awal dan percepatan gravitasi.

Perlu diingat bahwa sama menyerupai gerak jatuh bebas, pada gerak vertikal ke bawah, massa atau berat benda tak mempengaruhi kecepatan benda. Itu artinya, apabila dua buah benda bergerak dengan kecepatan awal yang sama dari ketinggian yang sama, maka kecepatan benda setiap detiknya akan sama.

Ketika dua buah benda dijatuhkan dari ketinggian yang sama dengan kecepatan awal nol MENENTUKAN WAKTU UNTUK TIBA DI TANAH GERAK VERTIKAL KE BAWAH

Karena kecepatan kedua benda sesudah t detik selalu sama, maka kedua benda membutuhkan waktu yang sama supaya datang di tanah. Itu artinya, meskipun massa kedua benda berbeda, apabila kecepatan awal benda sama, maka kedua benda akan datang di tanah secara bersamaan.

Baca Juga:   Menghitung Percepatan Gravitasi Pada Ketinggian Tertentu

Tapi akan berbeda apabila kedua benda terdapat kecepatan awal yang berbeda. Prinsipnya, semakin besar kecepatan awal benda maka akan semakin besar kecepatan benda sesudah t detik dan semakin cepat pula benda tersebut datang di tanah.

Itu artinya, apabila dua buah benda bergerak vertikal ke bawah dengan kecepatan awal berbeda, maka benda dengan kecepatan awal yang lebih besar akan datang di tanah lebih dahulu daripada benda yang kecepatan awalnya lebih kecil.

Logikanya simpel. Misal benda A dan benda B berlomba untuk bergerak dari titik G ke titik H. Jika kecepatan awal benda A lebih besar dari kecepatan awal benda B dan keduanya mengalami percepatan yang sama, tentu benda A akan datang lebih dahulu di titik H daripada benda B.

Baca juga : Ketinggian Benda Setelah t Detik pada Gerak Vertikal ke Atas.

Menentukan Waktu Untuk Mencapai Tanah pada GVB

Lama waktu yang diharapkan oleh benda untuk mencapai titik terendah (tanah atau lantai) pada gerak vertikal ke bawah, sanggup ditentukan dengan dua cara bergantung pada besaran-besaran apa yang sudah diketahui.

#1 Mengguakan Rumus Perpindahan
Jika pada gerak vertikal ke bawah, kecepatan awal dan ketinggian mula-mula benda diketahui, maka waktu untuk datang di tanah sanggup ditentukan menurut rumus perpindahan berikut:
⇒ h = Vo.t + ½g.t2
⇒ ½g.t2 + Vo.t = h
⇒ ½g.t2 + Vo.t – h = 0

Dari langkah di atas kita peroleh bentuk persamaan kuadrat dengan variabel t. Dengan demikian, waktu untuk mencapai tanah apabila kecepatan awal dan ketinggian diketahui sanggup diselesaikan menurut prinisp penyelesaian persamaan kuadrat berikut:

½g.t2 + Vo.t − h = 0

Keterangan :
Vo = kecepatan awal benda (m/s)
h = ketinggian mula-mula benda ketika pertama bergerak (m)
g = perceptan gravitasi (m/s2)
t = waktu (s).

Baca Juga:   Menentukan Sifat Bayangan Pada Cermin Cekung Dengan Rumus Umum

Contoh Soal :
Sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian 30 meter. Jika kecepatan awal benda merupakan 5 m/s, maka tentukanlah waktu yang diharapkan benda untuk datang di tanah.

Pembahasan :
Dik : Vo = 5 m/s, h = 30 m, g = 10 m/s2
Dit : t = …. ?

Berdasarkan rumus di atas:
⇒ ½g.t2 + Vo.t – h = 0
⇒ ½(10).t2 + 5.t – 30 = 0
⇒ 5t2 + 5t – 30 = 0

Disimpelkan dengan dibagi 5 sesampai kemudian diperoleh:
⇒ t2 + t – 6 = 0
⇒ (t + 3)(t – 2) = 0
⇒ t = -3 atau t = 2

Karena waktu tak cukup negatif, maka nilai t yang memenuhi merupakan t = 2. Dengan demikian, waktu yang diharapkan benda untuk datang di tanah merupakan 2 detik.

Baca juga : Waktu Untuk Mencapai Titik Tertinggi Gerak Vertikal ke Atas.

#2 Menggunakan Rumus Kecepatan
Selain cara di atas, apabila keceatan awal benda dan ketinggian awalnya diketahui, maka usang waktu yang diharapkan oleh benda untuk datang di tanah sanggup ditentukan menurut rumus kecepatan benda sesudah t detik sebagai berikut:
⇒ Vt = Vo + gt
⇒ gt = Vt – Vo
⇒ t = (Vt – Vo) /g

Dengan demikian, waktu untuk mencaai tanah juga sanggup ditentukan dengan rumus berikut:

t = Vt – Vo
g

Keterangan :
t = waktu yang diharapkan untuk datang di tanah (s)
Vt = kecepatan benda sesaat sebelum menyentuh tanah (m/s)
Vo = kecepatan awal benda (m/s)
g = percepatan gravitasi  (m/s2)

Karena yang diketahui hanya kecepatan awal dan ketinggian, maka kita harus memilih kecepatan final benda (Vt) terlebih dahulu dengan memakai rumus GLBB. Untuk lebih terangnya perhatikan pola sebelumnya yang akan kita kerjakan dengan cara kedua.

Contoh Soal :
Sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian 30 meter. Jika kecepatan awal benda merupakan 5 m/s, maka tentukanlah waktu yang diharapkan benda untuk datang di tanah.

Baca Juga:   Pengertian, Ciri-Ciri Dan Rumus Glbb Gerak Lurus Berubah Beraturan

Pembahasan :
Dik : Vo = 5 m/s, h = 30 m, g = 10 m/s2
Dit : t = …. ?

Pertama tentukan Vt dengan rumus berikut:
⇒ Vt2 = Vo2 + 2gh
⇒ Vt2 = 52 + 2(10)(30)
⇒ Vt2 = 25 + 600
⇒ Vt2 = 625
⇒ Vt = 25 m/s

Selanjutnya, tentukan waktunya:
⇒ t = (Vt – Vo) /g
⇒ t = (25 – 5) /10
⇒ t = 20/10
⇒ t = 2 s

Jadi, waktu yang diharapkan oleh benda untuk datang di tanah merupakan 2 detik.

Baca juga : Waktu untuk Mencapai Tanah pada Gerak jatuh Bebas.

You may also like