FIsika KTSP & K-13 MOMENTUM DAN IMPULS. K e l a s A. PENGERTIAN GERAK PARABOLA

Transkripsi

1 KTSP & K-13 FIsika K e l a s XI MOMENTUM DAN IMPULS Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, kamu diharapkan mampu memahami konsep erak parabola dan mampu menaplikasikannya dalam pemecahan masalah. A. PENGERTIAN GERAK PARABOLA Gerak parabola atau erak peluru merupakan erak perpaduan antara GLB (erak lurus beraturan) dan GLBB (erak lurus berubah beraturan). Pada erak parabola, benda diberi kecepatan awal, lalu erakan benda sepenuhnya dipenaruhi oleh aya raitasi. Komponen erak parabola dapat diuraikan dalam dua arah, yaitu arah ertikal (sumbu-y) yan merupakan GLBB dan arah horizontal (sumbu-) yan merupakan GLB. Perhatikan ambar berikut. y (m) y y o oy o o (m) 1

2 Oleh karena komponen erak parabola dalam arah ertikal merupakan GLBB, maka dalam menanalisis komponen erak ertikal benda dapat diunakan rumus-rumus GLBB. Beitu pula denan komponen erak parabola dalam arah horizontal, dapat diunakan rumusrumus GLB. Komponen erak parabola beserta resultannya dirumuskan sebaai berikut. Gerak pada sumbu-y: sin y t y y 1 y yt t Gerak pada sumbu-: cos.t cos. t Keteranan: kecepatan awal (m/s); y kecepatan pada sumbu-y (m/s); y kecepatan awal pada sumbu-y (m/s); kecepatan pada sumbu- (m/s); kecepatan awal pada sumbu- (m/s); jarak horizontal (m); y jarak ertikal (m); sudut deiasi ( o ); t waktu tempuh (s); dan percepatan raitasi (m/s ). Kecepatan benda di sembaran titik: + y Contoh Soal 1 Dari titik P di atas tanah, sebuah bola dilemparkan denan kecepatan awal m/s dan sudut eleasi 37 (sin 37,6). Jika 1 m/s, tentukanlah kecepatan bola saat t,4 sekon! m/s 37 sin 37,6 1 m/s t,4 s Ditanya:...? Mula-mula, tentukan komponen kecepatan pada sumbu- dan sumbu-y.

3 Komponen kecepatan pada sumbu-: cos cos37 o (,8) 16 m/s Komponen kecepatan pada sumbu-y: t y y sin t o sin37 1(, 4) (,6) m/s Denan demikian, diperoleh: + y m/s Jadi, kecepatan bola saat t,4 sekon adalah 8 5 m/s. B. BEBERAPA PERSAMAAN KEADAAN ISTIMEWA YANG BERKAITAN DENGAN GERAK PARABOLA B A C a. Waktu untuk Mencapai Titik Tertini (B) t AB sin 3

4 Super "Solusi Quipper" t AB b. Waktu Selama di Udara (AC) t AC tab sin c. Tini Maksimum () sin Super "Solusi Quipper" ari di mana VoVo Senan-Senan Bersama Gorila d. Jankauan Maksimum () sin sin cos e. ubunan Antara dan Super "Solusi Quipper" 4 tan 4

5 Contoh Soal Sebuah peluru ditembakkan denan kecepatan awal 1 m/s dan sudut eleasi 53. Jika 1 m/s, berapakah rasio/perbandinan antara tini maksimum dan jarak terjauh yan dicapai peluru? 1 m/s 53 1 m/s Ditanya:...? Super "Solusi Quipper" tan 4 tan53 o Jadi, perbandinan antara tini maksimum dan jarak terjauh yan dicapai peluru adalah 1 : 3. Contoh Soal 3 Pada suatu tendanan bebas dalam permainan sepak bola, bola mencapai titik tertini saat berada 45 meter di atas tanah. Berapa lama waktu yan dibutuhkan untuk menunu bola kembali ke tanah sejak bola ditendan? ( 1 m/s ) 45 m 1 m/s Ditanya: lama waktu bola di udara...? 5

6 Waktu yan dibutuhkan untuk menunu bola kembali ke permukaan tanah sejak bola ditendan sama denan lama waktu bola berada di udara. Lama waktu bola di udara sama denan dua kali lama waktu untuk mencapai titik tertini. Super "Solusi Quipper" t sekon 1 Jadi, lama waktu yan dibutuhkan untuk menunu bola kembali ke tanah sejak bola ditendan adalah 6 sekon. Contoh Soal 4 Sebuah benda dijatuhkan dari pesawat terban pada ketinian 49 meter. Jika pesawat melaju horizontal denan kecepatan 7 km/jam, berapakah jarak horizontal benda akan jatuh dari pesawat? ( 9,8 m/s ) 49 m 7 km/jam m/s 9,8 m/s Ditanya:...? Permasalahan pada soal dapat diambarkan sebaai berikut. Mula-mula, tentukan waktu yan dibutuhkan denan cara SUPER. t s 9, 8 6

7 Kemudian, tentukan nilai denan cara berikut.. t. 1. meter Jadi, benda akan jatuh pada jarak horizontal dari pesawat sejauh. meter. Contoh Soal 5 Sebuah benda bermassa 5 k ditembakkan denan kecepatan 4 m/s dan sudut eleasi 3. Berapakah eneri total benda di titik tertini? m 5 k 4 m/s 3 Ditanya : E...? Permasalahan pada soal dapat diambarkan sebaai berikut. y cos Pada titik tertini, kecepatan benda tersebut: cos 4cos3 o m/s 7

8 Denan demikian, eneri kinetiknya adalah sebaai berikut. E k 1 m 1.5.( 3) J 3 kj Tini maksimum yan dicapai benda adalah sebaai berikut. sin 4 sin (3 ) 1 ( ) 1.6,5 meter Denan demikian, eneri potensialnya adalah sebaai berikut. E P m J 1 kj Eneri total benda di titik tertini adalah sebaai berikut. E E p + E k 1 kj + 3 kj 4 kj Jadi, eneri total benda di titik tertini adalah 4. J atau 4 kj. Contoh Soal 6 Sebuah pesawat tempur denan kecepatan 7 km/jam terban mendatar pada ketinian 5 m di atas permukaan tanah. San pilot melepaskan bom ke sebuah mobil yan melaju denan kecepatan 36 km/jam searah denan pesawat. Tentukan jarak mendatar antara pesawat dan mobil ketika bom dilepaskan aar bom tersebut jatuh tepat pada mobil! ( 1 m/s ) 8

9 pesawat mobil 7 km m /s jam 36 km 1 m /s jam 5 m 1 m/s Ditanya:...? Permasalahan pada soal dapat diambarkan sebaai berikut. pesawat...? mobil Nilai pada ambar dapat ditentukan denan rumus berikut. t denan t Oleh karena pesawat dan mobil sama-sama bererak, maka kecepatan yan diunakan adalah kecepatan relatif. Denan demikian, diperoleh: relatif ( ) pesawat ( ) 1 mobil 1.meter 5 1 Jadi, pilot tersebut harus melepaskan bom ketika jarak mendatar antara pesawat dan mobil sejauh 1. meter. 9