Latihan Fisika Kelas X Besaran pada Gerak Parabola dengan Vektor
# 9
Pilgan

Komponen percepatan pada sebuah partikel yang bergerak adalah ax=(2i)a_x=\left(2i\right) m/s2 dan ay=((2t+1)j)a_y=\left(\left(2t+1\right)j\right) m/s2. Apabila kecepatan awal (0; 2), maka titik koordinat kecepatan pada saat 3 detik adalah ... m/s.

A

(12; 8)

B

(5; 8)\left(5;\ 8\right)

C

(2; 7)

D

(6; 14)

E

(4; 18)

Pembahasan:

Diketahui:

Komponen percepatan xx ax=(2i)a_x=\left(2i\right) m/s2

Komponen percepatan yy ay=((2t+1)j)a_y=\left(\left(2t+1\right)j\right) m/s2

Kecepatan awal v0v_0 = (0; 2) m/s

Waktu t = 3 detik

Ditanya:

Titik koordinat kecepatan pada saat 3 detik (vx; vy)\left(v_x;\ v_y\right) = ?

Jawab:

Kecepatan awal adalah kecepatan benda pada saat mulai bergerak. Berdasarkan soal, kecepatan awal dalam bentuk koordinat, yang mana 0 adalah komponen x dan 2 adalah komponen y. Jika dibuat dalam sebuah persamaan menjadi

v0=0i+2jv_0=0i+2j

v0=2jv_0=2j

Percepatan adalah perubahan kecepatan yang dialami partikel dalam selang waktu tertentu

a =ΔvΔta\ =\frac{\Delta v}{\Delta t}

Karena perubahan kecepatan dianggap sangat kecil, maka kecepatan diturunkan terhadap waktu menjadi

a=dvdta=\frac{dv}{dt}

Dengan menggabungkan komponen xx dan yy diperoleh persamaan percepatan

a(t)=ax+aya\left(t\right)=a_x+a_y

a(t)=2i+(2t+1)ja\left(t\right)=2i+\left(2t+1\right)j

Untuk mencari persamaan kecepatan pada saat tt, persamaan percepatan di atas kita integralkan menjadi

a=dvdta=\frac{dv}{dt}

dv=a dtdv=a\ dt

v0v dv=a dt\int_{v_0}^v\ dv=\int a\ dt

v v0v=a dtv\ |_{v_0}^v=\int a\ dt

v v0=a dtv\ -v_0=\int a\ dt

v =v0+a dtv\ =v_0+\int a\ dt

v(t) =v0+a dtv\left(t\right)\ =v_0+\int a\ dt

v(t) =v0+a(t) dtv\left(t\right)\ =v_0+\int a\left(t\right)\ dt

v(t) =2j+(2i+(2t+1)j) dtv\left(t\right)\ =2j+\int\left(2i+\left(2t+1\right)j\right)\ dt

v(t) =2j+(2t i+(2t22+1t)j)v\left(t\right)\ =2j+\left(2t\ i+\left(\frac{2t^2}{2}+1t\right)j\right)

v(t) =2j+(2t i+(t2+t)j)v\left(t\right)\ =2j+\left(2t\ i+\left(t^2+t\right)j\right)

v(t) =2t i+(t2+t+2)jv\left(t\right)\ =2t\ i+\left(t^2+t+2\right)j

Persamaan kecepatan pada saat 3 detik

v(t) =2t i+(t2+t+2)jv\left(t\right)\ =2t\ i+\left(t^2+t+2\right)j

v(3) =2(3) i+((3)2+3+2)jv\left(3\right)\ =2\left(3\right)\ i+\left(\left(3\right)^2+3+2\right)j

v(3) =6 i+(9+5)jv\left(3\right)\ =6\ i+\left(9+5\right)j

v(3) =(6 i+14j)v\left(3\right)\ =\left(6\ i+14j\right) m/s

Diperoleh bahwa 6 adalah komponen x dan 14 adalah komponen y karena dilihat dari satuannya yaitu masing-masing i dan j.

Jadi, titik koordinat kecepatan pada saat 3 detik adalah (6; 14) m/s.