Soal dan Pembahasan Fisika Tentang Gerak Vertikal

Gerak vertikal dibagi menjadi tiga tipe yakni gerak jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah, dan gerak gerak vertikal ke atas. Dibawah ini terdapat beberapa contoh saol dan pembahasan tentang gerak vertikal.

 

Soal Pertama:

Benda jatuh bebas dari ketinggian 80 m. Hitunglah waktu yang dibutuhkan oleh benda tersebut untuk mencapai tanah bila gravitasi 10 m/s²!

Penyelesaian:

Dari isi soal, kita ketahui bahwa benda mengalami gerak jatuh bebas. Untuk benda yang mengalami gerak jatuh bebas, perlu diingat bahwa kecepatan awalnya (v₀ ) adalah nol.

Adapun rumus yang digunakan adalah

Selanjutnya, mari kita tulis besaran-besaran fisika yang nilainya diketahui disoal agar kita bisa mencari tau waktu yang dibutuhkan oleh benda yang jatuh bebas dari ketinggian 80 meter.

Saat ini, kita telah memiliki nilai dari besaran-besaran fisika yang tertera di rumus, selanjutnya mari kita cari tau waktu yang dibutuhkan oleh benda yang jatuh bebas dari ketinggian 80 m untuk mencapai tanah!

 

Jadi, waktu yang dibutuhkan oleh benda tersebut untuk mencapai tanah bila gravitasi 10 m/s² adalah 4 sekon.

 

Soal Kedua:

Sebuah batu kerikil dilemparkan ke dalam sebuah sumur kering dengan kecepatan awal 5 m/s. Bila batu tersebut mengenai dasar sumur setelah 2 detik, maka kecepatan batu saat mengenai dasar sumur dan kedalaman sumur berturut-turut adalah …. (g = 10 m/s²)?

Penyelesaian:

Dari isi soal, kita ketahui bahwa benda mengalami gerak vertikal ke bawah.

Adapun rumus yang digunakan untuk menghitung kecepatan batu saat di dasar sumur adalah

Dan rumus yang digunakan untuk menghitung kedalaman dasar sumur adalah

Pertama, mari kita menghitung kecepatan batu saat di dasar sumur terlebih dahulu:

 

Kedua, mari kita menghitung kedalaman sumur:

Jadi, kecepatan batu saat mengenai dasar sumur adalah 25 m/s dan kedalaman sumur adalah 30 m

Soal Ketiga

Sebuah manga terletak di ketinggian 20 meter. Hitunglah kecepatan lemparan batu minimum agar mangga itu terkena lemparan batu tersebut adalah….

Penyelesaian:

Dari isi soal, kita ketahui bahwa benda mengalami gerak vertikal ke atas yaitu pada kejadian batu dilemparkan ke mangga.

Berdasarkan isi soal, kita bisa mengetahui bahwa kecepatan akhir (v_t²) dari batu adalah nol karena mengenai mangga dan jatuh ke tanah.

Kemudian, arah percepatan batu yang digunakan untuk melempar mangga adalah berlawanan arah dengan arah gravitasi, sehingga gravitasinya bernilai negatif.

 

Adapun rumus yang digunakan untuk menghitung kecepatan lemparan batu minimum agar mangga itu terkena lemparan batu tersebut adalah….

Jadi, kecepatan lemparan batu minimum agar mangga itu terkena lemparan batu tersebut adalah 20 m/s

 

Soal Keempat

Sebuah bola dilemparkan vertikal keatas dengan kecepatan awal 40 m/s. Maka ketinggian bola saat t = 3 s saat mulai dilemparkan  adalah …. (g = 10 m/s²)

Penyelesaian:

Dari isi soal, jelas terlihat bahwa soal ini tentang gerak vertikal ke atas. Masalah yang harus kita pecahkan adalah ketinggian yang dicapai bola pada detik ketiga setelah dilempar vertikal ke atas.

Perlu diingat bahwa, yang kita cari adalah besarnya ketinggian yang dicapai bola pada detik ketiga setelah dilempar vertikal ke atas, bukan ketinggian maksimum yang dicapai oleh bola.

Selanjutnya, arah percepatan bola adalah berlawanan arah dengan arah gravitasi, sehingga gravitasinya bernilai negatif.

Adapun rumus yang digunakan adalah

Jadi, ketinggian bola saat t = 3 s saat mulai dilemparkan dengan kecepatan awal 40 m/s  adalah 75 meter.