Benda yang bergerak jatuh bebas memiliki :
(1) Kecepatan awal nol
(2) Percepatan tetap
(3) Geraknya dipercepat beraturan
(4) Kecepatannya tergantung pada massa benda
Yang benar adalah pernyataan …….
A . (4) saja
B . (2) dan (4)
C . (1) dan (3)
D . (1), (2) dan (3)
E . semuanya benar
Kunci : D
Benda yang bergerak jatuh bebas memiliki :
(1) Kecepatan awal nol
(2) Percepatan tetap
(3) Geraknya dipercepat beraturan
2. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 45 m, waktu yang dibutuhkan saat menyentuh tanah adalah …..
- 2 s d. 7 s
- 3 s e. 9 s
- 5 s
Jawaban: B
Gerak jatuh bebas
- Kecepatan awal, v0 = 0
- Posisi awal dari permukaan tanah/ketinggian, h = 45 m.
- Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2
Waktu yang dibutuhkan benda untuk menyentuh tanah adalah:
t = √2h/g
= √(2(45m)/(10m/s2))
= 3 s.
3. Bola tenis jatuh dari ketinggian 5 m. Jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s2, maka kecepatan benda saat menyentuh tanah adalah …..
- 5 m/s d. 50 m/s
- 10 m/s e. 100 m/s
- 20 m/s
Jawaban: B
Gerak jatuh bebas:
- Kecepatan awal, v0 = 0
- Posisi awal dari permukaan tanah/ketinggian, h = 5 m.
- Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2
Kecepatan benda saat menyentuh tanah adalah:
vt = √2gh
= √(2(10m/s2)(5m))
= 10 m/s.
4. Sebuah benda dilemparkan ke bawah dengan kecepatan awal v0.
Jarak dari posisi lempar supaya kecepatan benda menjadi 2 kali kecepatan semula adalah …..
- v02/g d. 3v02/2g
- 2v02/g e.2v02/3g
- V02/2g
Jawaban: D
Gerak vertikal ke bawah:
- Kecepatan awal = v0.
- Percepatan gravitasi = g
- Kecepatan benda saat t, vt = 2 v0
Jarak dari posisi lempar supaya kecepatan benda menjadi 2 kali kecepatan semula adalah:
h = vt2 – v02/2g
= (2v0)2 – v02/2g
= 4v02 – v02/2g
= 3v02/2g
5. Pada waktu bersamaan dua buah bola dilempar ke atas masing-masing dengan kelajuan v1 = 10 m/s (bola I) dan v2 = 20 m/s (bola II). Jarak antara kedua bola pada saat bola I mencapai titik tertinggi adalah …..
- 30 m d. 15 m
- 25 m e. 10 m
- 20 m
Jawaban: E
Gerak vertikal ke atas:
- Kelajuan awal bola I, v01 = 10 m/s
- Kelajuan awal bola II, v02 = 20 m/s
- Percepatan gravitasi, g = 10 m/s2
Bola I mencapai titik tertinggi (vt1 = 0), maka berlaku:
v01 – gt1 = vt1
v01 – gt1 = 0
t1 = v01/g
t1 = 10 m/s/10 m/s2
t1 = 1 s
h1 – h2 = v02t – 1/2 gt2 – (v01t – 1/2 gt2)
= (v02 – v01)t
= (20 m/s – 10 m/s) (1 s)
= 10 m.
6. Terdapat dua buah batu yang akan dilempar. Batu pertama dilemparkan ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 60 m/s. Batu kedua dilemparkan ke bawah dari sebuah gedung dengan kecepatan awal 40 m/s. Jika jarak kedua batu 400 m, kedua batu tersebut akan bertemu setelah bergerak selama …..
- 2 s
- 3 s
- 4 s
- 6 s
- 10 s
Jawaban: C
Sketsa kasus kombinasi gerak vertikal ke bawah dan gerak vertikal ke atas:
Misal titik C adalah titik bertemunya kedua batu tersebut, maka berlaku:
AC = v01t – 1/2 gt2
BC = v02 t + 1/2 gt2
AB – BC = v02 t + 1/2 gt2
Subsitusi persamaan (i) ke persamaan (ii), diperoleh:
AB = (v02 + v 01)t ó ∆h (v02 + v01)t … (iii)
Jadi, kedua batu akan bertemu setelah bergerak selama:
t = ∆h/v01 + v02
= 400m/(60m/s) + (40m/s)
= 4 s.