Latihan Fisika Kelas X Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
# 8
Pilgan

(Sumber Gambar: pinterest.com)


Dian Sastrowardoyo, seorang artis kenamaan Indonesia melakukan liburan ke Kapadokia, sebuah daerah bersejarah di Anatolia Tengah Turki. Ia menaiki balon udara (salah satu wisata di Kapadokia) yang bergerak naik ke atas dengan kecepatan 11 m/s11\ \text{m/s}. Saat balon udara mencapai ketinggian 70 m70\ \text{m}, Dian melepaskan topi yang dikenakannya ke bawah. Berapakah kecepatan topi ketika mengenai tanah?

A

59 m/s59\ \text{m/s}

B

49 m/s49\ \text{m/s}

C

39 m/s39\ \text{m/s}

D

29 m/s29\ \text{m/s}

E

19 m/s19\ \text{m/s}

Pembahasan:

Diketahui:

Ketinggian mula-mula topi saat dilepas, ho=70 mh_o=70\ \text{m}

Ketinggian akhir topi saat mengenai tanah, h=0 mh_{ }=0\ \text{m}

Kecepatan mula-mula topi saat dilepas sama dengan kecepatan balon, vo=11 m/sv_o=11\ \text{m/s}

Percepatan topi saat jatuh ke bawah merupakan percepatan gravitasi yang nilainya negatif karena arahnya ke bawah, a=g=10 m/s2a=-g=-10\ \text{m/s}^2

Ditanya:

Kecepatan topi saat mengenai tanah, vv ?

Dijawab:

Dengan menggunakan persamaan GLBB diperoleh,

h=ho+vot+12at2h=h_o+v_ot+\frac{1}{2}at^2

 h=ho+vot12gt2↔\ h=h_o+v_ot-\frac{1}{2}gt^2

 0=70+(11)(t)(12)(10)(t)2\leftrightarrow\ 0=70+\left(11\right)\left(t\right)-\left(\frac{1}{2}\right)\left(10\right)\left(t\right)^2

 5t211t70=0↔\ 5t^2-11t-70=0

 (5t+14)(t5)=0↔\ \left(5t+14\right)\left(t-5\right)=0

 t=145s (tidak memenuhi)\leftrightarrow\ t=-\frac{14}{5}\text{s (tidak memenuhi)} atau  t=5 s (memenuhi)\ t=5\ \text{s (memenuhi)}

Kecepatan topi saat dilepas sampai dengan mengenai tanah membutuhkan waktu selama 5 s5\ \text{s} dapat diperoleh dari persamaan,

v=vo+atv=v_o+at

 v=vogt↔\ v=v_o-gt

 v=11(10)(5)\leftrightarrow\ v=11-\left(10\right)\left(5\right)

 v=1150=39 m/s\leftrightarrow\ v=11-50=-39\ \text{m/s}.

(Tanda negatif menunjukkan arah topi ke bawah)

Jadi, besar kecepatan topi hingga mengenai tanah adalah 39 m/s39\ \text{m/s}.