Contoh Soal Gerakan Proyektil - Proyektil adalah suatu objek yang bergerak dan gaya tunggal yang mempengaruhinya hanyalah gaya tarik gravitasi (pada beratnya). Terlepas dari sifat gerakan proyektil, yaitu apakah proyektil bergerak pada satu garis lurus atau berayun dua dimensi dibawah pengaruh kelembamannya, berat gaya akan selalu mengarah ke pusat bumi dan dikenal dengan B=mg, dimana g adalah percepatan gaya gravitasi (g=9.81m/detik2). Tanpa menghiraukan bahwa ada banyak variasi dalam proyektil, seperti misalnya objek yang dilempar dari satu ketinggian, diagram bebasnya pada tiap kasus akan terlihat seperti pada gambar 1.
Tentang:
Contoh Soal Fisika
Dalam topik ini, kita akan berfokus pada kasus dimana proyektil bergerak pada dua dimensi, misalnya proyektil dengan satu lengkungan parabolik. Oleh karena itu, kita perlu meninjau kembali persamaan gerak untuk objek yang bergerak searah, yang bila diterapkan bersama dengan persamaan definisi kecepatan dan percepatan, maka akan memberi data yang kita perlukan untuk menghitung jumlah yang belum diketahui dalam latihan ini.
Pada akhirnya, kita perlu menegaskan bahwa dalam setiap contoh soa, kita akan mempertimbangkan bahwa hambatan udara adalah nol.
Mari kita pertimbangkan contoh berikut. Suatu meriam jenis lama meluncurkan proyektil dengan massa m yang memiliki kecepatan mendatar u0 dari atas bukit. Dengan mengasumsikan bahwa satu-satunya gaya yang mempengaruhi proyektil adalah gaya gravitasi (tidak ada hambatan udara), maka objek akan membentuk lintasan parabolik seperti yang digambarkan pada gambar 2.
Yang ingin kita temukan adalah nilai kecepatan proyektil ketika mendarat di tanah. Pertama, kita tahu bahwa kecepatan lintasan proyektil di setiap tahap dapat dianalisa dalam dua kecepatan utamanya melalui sumbu x dan y, ux dan uy. Kedua vektor ini bersegi empat, dan oleh karenanya dapat disimpulkan bahwa total kecepatan dapat setiap saat diperoleh dengan
(1).Perlu kita pertimbangkan bahwa karena satu-satunya gaya yang berlaku pada proyektil hanyalah beratnya, maka lintasan paraboliknya dapat dibagi menjadi 2 sumbu yaitu; sumbu X dimana objek bergerak bebas,sehingga kecepatannya tidak berubah, dan sumbu Y dimana objek akan menyesuaikan kecepatannya tergantung pada gaya gravitasi yang mempengaruhi. Oleh karena itu, masing-masing nilai kecepatan akan sama besar dengan .
(2) dan (3). Sekali mengganti angka-angkanya menjadi (1) kita akan memperoleh hasil sebagai berikut
(4).Disisi lain, untuk gerakan objek pada sumbu Y, kita mendapat hasil,
(5).Oleh karena itu, persamaan (4) and (5) dapat memberi gambaran pada kita tentang nilai akhir kecepatan, yang dalam kasus ini adalah:
(6).Secara umum, sebagai metodologi, kita perlu menulis persamaan gerak untuk masing-masing sumbu sesuai dengan kuantitas yang telah diketahui, dan menerapkan persamaan yang tepat untuk mencari nilai yang kita butuhkan.
S1
Suatu proyektil diluncurkan dengan kecepatan mendatar awal sebesar u0 . dari sebuah meriam yang diletakkan di puncak bukit berketinggian 2 m. Bila nilai dari kecepatan proyektil ketika mendarat di tanah adalah is v=10 m/detik, maka hitunglah nilai dari kecepatan awal proyektil tersebut diluncurkan. Anggap bahwa nilai percepatan gravitasi adalah g = 10 m/sec2.
S2
Suatu proyektil diluncurkan dengan nilai kecepatan mendatar awal sebesar v0 = 10 m/sec  dari sebuah meriam yang diletakkan di atas bukit berketinggian 5 m. Seberapa jauhkan proyektil akan berdesing pada sumbu X/ Anggap bahwa nilai percepatan gravitasi adalah g = 10 m/detik2.
S3
Sekali lagi anggap bahwa suatu proyektil diluncurkan dengan kecepatan mendatar awal sebesar v0 = 10 m/detik dari sebuah meriam yang diletakkan di atas bukit berketinggian 5 m. Setelah berapa lamakah proyektil akan mencapai kecepatan mendatar sebesar vx = 8 m/detik? Anggap bahwa nilai percepatan gravitasi adalah sebesar g = 10 m/detik2.
S4
Sebuah meriam yang berada diatas bukit berketinggian 10 m meluncurkan proyektil dengan kecepatan sebesar v0 = 10 m/detik, membentuk sudut sebesar θ = 300 dengan sumbu mendatar. Hitunglah waktu yang diperlukan proyektil untuk mendarat di tanah. Anggap bahwa nilai percepatan gravitasi adalah g = 10 m/detik2.
S5
Sebuah meriam yang berada di atas bukit berketinggian 10 m meluncurkan proyektil dengan kecepatan sebesar v0 = 10 m/detik, membentuk sudut θ = 300 dengan sumbu mendatar. Dengan beranggapan bahwa waktu yang diperlukan proyektil untuk mendarat di tanah adalah t=2 detik dan bahwa pada waktu itu vy = 5 m/detik, berapakah kecepatan proyektil? Anggap bahwa nilai percepatan gravitasinya adalah g = 10 m/detik2.
S6
Suatu objek ditembakkan dari tanah dengan kecepatan awal sebesar v0,x=10 m/detik v0,y=20 m/detik, diikuti dengan lintasan parabolik seperti yang terlihat pada gambar di atas. Objek mencapai ketinggian h= 5 m dan melesat sejauh jarak X hingga mendarat di tanah. Berapa lama waktu t yang diperlukan untuk proyektil mencapai ketinggian h? Anggap bahwa nilai percepatan gravitasi adalah g = 10 m/detik2.
S7
Sebuah objek diluncurkan dari tanah dengan kecepatan awal u0=10 m/detik yang membentuk sudut 300 dengan level mendatar dan diikuti oleh lengkung parabolik sebagaimana yang terlihat dalam gambar di atas. Berapa jauhkah proyektil melesat sebelum mendarat di tanah? ? Anggap bahwa nilai percepatan gravitasi adalah g = 10 m/detik2.
S8
Sebuah kembang api dilemparkan ke udara dengan kecepatan awal u=70 m/detik pada sudut 600 terhubung dengan level mendatar. Pada satu ketinggian tertentu h, kembang api akan meledak untuk menciptakan pemandangan yang spektakular bagi penontonnya. Pada ketinggian berapakah kembang api akan meledak? Anggap bahwa nilai percepatan gravitasi adalah g = 10 m/detik2.
S9
Seorang pemain sepak bola siap meluncurkan tendangan bebas. Karena pemain ini sangat pandai dalam geometri, maka dia telah menghitung bahwa dia harus menendang bola dengan sudut θ=350 dan dengan kecepatan awal u0 jadi bola akan melampaui barisan dan akan masuk ke gawang. Berapakah kecepatan awal yang dibutuhkan bola bila target berada sejauh 35 m pada sumbu X? Anggap bahwa nilai dari percepatan gravitasi adalah g = 10 m/detik2.
S10
Sebuah bola dilempar ke udara dengan kecepatan awal 50 m/detik pada sudut 600 terhubung dengan level mendatar. Berapakah kecepatan bola setelah t=2 detik? Anggap bahwa nilai percepatan gravitasi adalah g = 10 m/detik2.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar