7 September 2024

Published September 07, 2024 by with 0 comment

Contoh Soal Gerak Parabola dan Pembahasannya

Berikut adalah 10 soal fisika tentang gerak parabola:

  1. Soal 1: Sebuah bola dilempar dengan kecepatan awal 20 m/s pada sudut elevasi 30° terhadap horizontal. Hitung waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai titik tertinggi!

  2. Soal 2: Sebuah batu dilemparkan dari permukaan tanah dengan sudut elevasi 45° dan kecepatan awal 25 m/s. Berapa jarak horizontal maksimum yang bisa dicapai batu tersebut?

  3. Soal 3: Sebuah bola ditembakkan dengan sudut 60° dari tanah dengan kecepatan 15 m/s. Tentukan tinggi maksimum yang dicapai bola!

  4. Soal 4: Seorang pemain bola menendang bola dengan sudut 40° terhadap horizontal dengan kecepatan awal 18 m/s. Hitung total waktu bola berada di udara hingga kembali menyentuh tanah!

  5. Soal 5: Sebuah objek ditembakkan dengan kecepatan awal 30 m/s pada sudut 37°. Berapa jarak horizontal yang ditempuh objek setelah 3 detik?

  6. Soal 6: Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 50 m/s pada sudut elevasi 53°. Hitung kecepatan peluru tersebut setelah 4 detik!

  7. Soal 7: Sebuah bola basket dilempar dengan sudut 45° terhadap horizontal dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan komponen kecepatan horizontal dan vertikal dari gerakan bola!

  8. Soal 8: Sebuah objek dilontarkan dengan kecepatan awal 40 m/s pada sudut 60° dari ketinggian 10 meter di atas tanah. Hitung kecepatan benda saat menyentuh tanah.

  9. Soal 9: Sebuah bola dipukul ke udara dengan sudut elevasi 30° dan kecepatan awal 25 m/s. Tentukan posisi horizontal bola setelah 2 detik.

  10. Soal 10: Sebuah proyektil ditembakkan dari tanah dengan sudut elevasi 45° dan kecepatan awal 35 m/s. Berapa kecepatan total proyektil tersebut saat mencapai ketinggian maksimum?

Soal-soal ini melibatkan konsep kecepatan awal, sudut elevasi, waktu, jarak horizontal, dan ketinggian maksimum dalam gerak parabola.


Jawabnnya 

Soal 1:

Waktu untuk mencapai titik tertinggi adalah:

t=v0sin⁡θgt = \frac{v_0 \sin \theta}{g}

Dengan v0=20 m/s  v_0 = 20 \, \text{m/s}, θ=30∘\theta = 30^\circ, dan g=9.8 m/s2g = 9.8 \, \text{m/s}^2:

t=20×sin⁡30∘9.8=20×0.59.8=1.02 detikt = \frac{20 \times \sin 30^\circ}{9.8} = \frac{20 \times 0.5}{9.8} = 1.02 \, \text{detik}

Soal 2:

Jawaban:

Jarak horizontal maksimum (range) dapat dihitung dengan rumus:

R=v02sin⁡2θgR = \frac{v_0^2 \sin 2\theta}{g}

Dengan v0=25 m/sv_0 = 25 \, \text{m/s}, θ=45∘, dan g=9.8 m/s2g = 9.8 \, \text{m/s}^2:

R=252×sin⁡90∘9.8=625×19.8=63.78 mR = \frac{25^2 \times \sin 90^\circ}{9.8} = \frac{625 \times 1}{9.8} = 63.78 \, \text{m}

Soal 3:

Jawaban:

Tinggi maksimum dihitung dengan rumus:

h=(v0sin⁡θ)22gh = \frac{(v_0 \sin \theta)^2}{2g}

Dengan v0=15 m/sv_0 = 15 \, \text{m/s}, θ=60∘\theta = 60^\circ, dan g=9.8 m/s2g = 9.8 \, \text{m/s}^2:

h=(15×sin⁡60∘)22×9.8=(15×0.866)219.6=13.0219.6=16919.6=8.62 mh = \frac{(15 \times \sin 60^\circ)^2}{2 \times 9.8} = \frac{(15 \times 0.866)^2}{19.6} = \frac{13.0^2}{19.6} = \frac{169}{19.6} = 8.62 \, \text{m}

Soal 4:

Jawaban:

Total waktu bola di udara adalah:

ttotal=2v0sin⁡θgt_{\text{total}} = \frac{2v_0 \sin \theta}{g}

Dengan v0=18 m/sv_0 = 18 \, \text{m/s}, θ=40∘, dan g=9.8 m/s2g = 9.8 \, \text{m/s}^2:

ttotal=2×18×sin⁡40∘9.8=36×0.6429.8=23.119.8=2.36 detikt_{\text{total}} = \frac{2 \times 18 \times \sin 40^\circ}{9.8} = \frac{36 \times 0.642}{9.8} = \frac{23.11}{9.8} = 2.36 \, \text{detik}

Soal 5:


Jawaban:
Jarak horizontal setelah waktu tt adalah:

x=v0cos⁡θ×tx = v_0 \cos \theta \times t

Dengan v0=30 m/sv_0 = 30 \, \text{m/s}, θ=37∘\theta = 37^\circ, dan t=3 detikt = 3 \, \text{detik}:

x=30×cos⁡37∘×3=30×0.798×3=71.82 mx = 30 \times \cos 37^\circ \times 3 = 30 \times 0.798 \times 3 = 71.82 \, \text{m}

Soal 6:


Jawaban:
Kecepatan vertikal setelah waktu tt adalah:

vy=v0sin⁡θ−gtv_y = v_0 \sin \theta - gt

Dengan v0=50 m/sv_0 = 50 \, \text{m/s}, θ=53∘\theta = 53^\circ, dan t=4 detikt = 4 \, \text{detik}:

vy=50×sin⁡53∘−9.8×4=50×0.798−39.2=39.9−39.2=0.7 m/sv_y = 50 \times \sin 53^\circ - 9.8 \times 4 = 50 \times 0.798 - 39.2 = 39.9 - 39.2 = 0.7 \, \text{m/s}

Kecepatan horizontal tetap:

vx=v0cos⁡θ=50×cos⁡53∘=50×0.602=30.1 m/sv_x = v_0 \cos \theta = 50 \times \cos 53^\circ = 50 \times 0.602 = 30.1 \, \text{m/s}

Kecepatan total setelah 4 detik:

v=vx2+vy2=30.12+0.72=906.01+0.49=906.5=30.1 m/sv = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} = \sqrt{30.1^2 + 0.7^2} = \sqrt{906.01 + 0.49} = \sqrt{906.5} = 30.1 \, \text{m/s}

Soal 7:


Jawaban:
Komponen horizontal:

vx=v0cos⁡θ=10×cos⁡45∘=10×0.707=7.07 m/sv_x = v_0 \cos \theta = 10 \times \cos 45^\circ = 10 \times 0.707 = 7.07 \, \text{m/s}

Komponen vertikal:

vy=v0sin⁡θ=10×sin⁡45∘=10×0.707=7.07 m/sv_y = v_0 \sin \theta = 10 \times \sin 45^\circ = 10 \times 0.707 = 7.07 \, \text{m/s}

Soal 8:


Jawaban:
Kecepatan akhir dapat dihitung dengan persamaan energi atau menghitung vektor kecepatan saat mencapai tanah: Kecepatan horizontal:

vx=v0cos⁡60∘=40×0.5=20 m/sv_x = v_0 \cos 60^\circ = 40 \times 0.5 = 20 \, \text{m/s}

Kecepatan vertikal saat menyentuh tanah dihitung dengan rumus:

vy2=(v0sin⁡θ)2+2ghv_y^2 = (v_0 \sin \theta)^2 + 2gh

Dengan v0sin⁡60∘=40×0.866=34.64 m/sv_0 \sin 60^\circ = 40 \times 0.866 = 34.64 \, \text{m/s}, h=10 mh = 10 \, \text{m}:

vy2=34.642+2×9.8×10=1199.7+196=1395.7v_y^2 = 34.64^2 + 2 \times 9.8 \times 10 = 1199.7 + 196 = 1395.7
vy=1395.7=37.37 m/sv_y = \sqrt{1395.7} = 37.37 \, \text{m/s}

Kecepatan total:

v=vx2+vy2=202+37.372=400+1396=1796=42.37 m/sv = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} = \sqrt{20^2 + 37.37^2} = \sqrt{400 + 1396} = \sqrt{1796} = 42.37 \, \text{m/s}

Soal 9:


Jawaban:
Posisi horizontal adalah:

x=v0cos⁡θ×tx = v_0 \cos \theta \times t

Dengan v0=25 m/sv_0 = 25 \, \text{m/s}, θ=30∘\theta = 30^\circ, dan t=2 detikt = 2 \, \text{detik}:

x=25×cos⁡30∘×2=25×0.866×2=43.3 m

Soal 10:


Jawaban:
Pada ketinggian maksimum, kecepatan vertikal vy=0v_y = 0, sehingga kecepatan total hanya dari komponen horizontal:

vx=v0cos⁡θ=35×cos⁡45∘=35×0.707=24.75 m/s

v_x = v_0 \cos \theta = 35 \times \cos 45^\circ = 35 \times 0.707 = 24.75 \, \text{m/s}


    email this

0 komentar:

Posting Komentar