Soal Dan Pembahasan Fisika Gerak Vertikal

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

1. Batu bermassa 200 gram dilempar lurus ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s. Jika percepatan gravitasi ditempat tersebut ialah 10 m/s², dan goresan udara diabaikan, tentukan :
a) Tinggi maksimum yang dapat dicapai batu
b) Waktu yang diharapkan watu untuk mencapai ketinggian maksimum
c) Lama watu berada diudara sebelum lalu jatuh ke tanah

 
Pembahasan

a) Saat watu berada di titik tertinggi, kecepatan watu ialah nol dan percepatan yang dipakai ialah percepatan gravitasi.  Dengan rumus GLBB:

b) Waktu yang diharapkan watu untuk mencapai titik tertinggi:

c) Lama watu berada di udara ialah dua kali usang waktu yang diharapkan untuk mencapai titik tertinggi.
t = (2)(5) = 10 sekon

2. Sebuah benda jatuh dari ketinggian 100 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s² tentukan:
a) kecepatan benda dikala t = 2 sekon
b) jarak tempuh benda selama 2 sekon
c) ketinggian benda dikala t = 2 sekon
d) kecepatan benda dikala datang di tanah
e) waktu yang diharapkan benda hingga datang di tanah
Pembahasan
a) kecepatan benda dikala t = 2 sekon
Data :
t = 2 s
a = g = 10 m/s²
V_o = 0 m/s
V_t = .....!

V_t = V_o + at
V_t = 0 + (10)(2) = 20 m/s

c) jarak tempuh benda selama 2 sekon
S = V_ot + ¹/₂at²
S = (0)(t) + ¹/₂ (10)(2)²
S = 20 meter

c) ketinggian benda dikala t = 2 sekon
ketinggian benda dikala t = 2 sekon ialah tinggi mula-mula dikurangi jarak yang telah ditempuh benda.
S = 100 − 20 = 80 meter

d) kecepatan benda dikala datang di tanah
V_t² = V_o² + 2aS
V_t² = (0) + 2 aS
V_t = √(2aS) = √[(2)(10)(100)] = 20√5 m/s

e) waktu yang diharapkan benda hingga datang di tanah
V_t = V₀ + at
20√5 = (0) + (10) t
t = 2√5 sekon

3. Sebuah benda dijatuhkan dari ujung sebuah menara tanpa kecepatan awal. Setelah 2 detik benda hingga di tanah (g = 10 m s²). Tinggi menara tersebut …
A. 40 m
B. 25 m
C. 20 m
D. 15 m
E. 10 m
(EBTANAS 1991)
Pembahasan
Data:
ν_o = 0 m/s (jatuh bebas)
t = 2 s
g = 10 m s²
S = .....!

S = ν_o t + 1/2 gt²
S = (0)(2) + 1/2 (10)(2)²
S = 5(4) = 20 meter

4. Sebuah watu dijatuhkan dari puncak menara yang tingginya 40 m di atas tanah. Jika g = 10 m s^–2, maka kecepatan watu dikala menyentuh tanah adalah.…
A. 20√2 m s^–1
B. 20 m s^–1
C. 10√2 m s^–1
D. 10 m s^–1
E. 4√2 m s^–1
(Ebtanas Fisika 1996)

Pembahasan
Jatuh bebas, kecepatan awal nol, percepatan a = g = 10 m s^–2

sumber: http://fisikastudycenter.com

Sumber http://fisika-indonesia.blogspot.com