Contoh Soal Gerak Vertikal Ke Bawah dan Pembahasan – Apa itu gerak vertikal? Pengertian gerak vertikal adalah gerak suatu benda untuk menempuh lintasan yang lurus menuju ke arah vertikal, dimana benda mengalami percepatan yang konstan ketika bergerak seperti percepatan gravitasi yang menuju pusat bumi. Gerak vertikal sendiri dapat dibagi menjadi dua yaitu gerak vertikal ke atas dan gerak vertikal ke bawah.
Dalam pelajaran Fisika sendiri tentunya kita pernah mempelajari tentang gerak vertikal ke bawah (GVB). Apa yang dimaksud dengan GVB itu? Pengertian gerak vertikal ke bawah ialah benda di ketingian tertentu yang bergerak karena kecepatan awal (Vo ≠ 0) sehingga gerakannya menuju ke bawah. GVB sekilas memang hampir sama dengan GJB (Gerak Jatuh Bebas). Namun kedua jenis gerak Fisika tersebut terdapat perbedaan yaitu GJB tidak mempunyai kecepatan awal, sedangkan GVB memiliki kecepatan awal. Lantas bagaimana cara menyelesaikan contoh soal gerak vertikal ke bawah? Bagaimana rumus gerak vertikal ke bawah?
 |
| Ilustrasi Gerak Vertikal ke Atas dan ke Bawah |
Gerak vertikal ke bawah (GVB) juga dapat diartikan sebagai bentuk GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan). Gerakan pada GVB ini diawali pada posisi ketinggian tertentu menuju permukaan tanah atau titik jatuh terendahnya. Meski begitu GVB tidak dapat disamakan persis dengan GJB (Gerak Jatuh Bebas). Hal ini dikarenakan kecepatan awal pada GJB sama dengan nol (Vo = 0). Sedangkan kecepatan awal pada GVB tidak sama dengan nol (Vo ≠ 0). Maka dari tu gerakan benda disebabkan oleh gaya tertentu yang terjadi ketika kecepatan awalnya dilakukan. Kali ini saya akan membagikan beberapa contoh soal gerak vertikal ke bawah dan pembahasan. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.
Contents
Contoh Soal Gerak Vertikal Ke Bawah dan Pembahasan
Sebelum membagikan beberapa contoh soal gerak vertikal ke bawah dan pembahasannya. Saya akan menjelaskan sedikit mengenai gerak vertikal ke bawah terlebih dahulu. Gerak vertikal ke bawah (GVB) sering disebut GLBB dikarenakan teraturnya perubahan pada kecepatannya. Untuk itu secara teratur akan terjadi peningkatan kecepatan benda pada saat melakukan gerakan vertikal ke bawah namun besar percepatannya sama dengan percepatan gravitasi bumi atau konstan (a = g). Seiring bertambahnya waktu akan terjadi peningkatan kecepatan terus menerus. Untuk itu GVB ini dapat dinamakan dengan GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan) dipercepat.
Percepatan benda yang melakukan gerak vertikal ke bawah akan memiliki nilai positif. Maka dari iu setelah t detik nilai kecepatannya (Vt) akan membesar dibandingkan kecepatan awal (Vo) selama benda belum berhenti dan belum menyentuh tanah. Selain itu gerak vertikal ke bawah juga memiliki ciri ciri tersendiri. Adapun ciri ciri gerak vertikal ke bawah (GVB) yaitu meliputi:
- Mempunyai sumbu y (lintasan garis lurus vertikal).
- Berawal dari ketinggian tertentu yang gerakannya menuju titik terendah (ke bawah).
- Memiliki kecepatan awal (Vo ≠ 0).
- Kecepatan benda akan meningkat semakin lama sebelum permukaan akhirnya menghentikannya.
- Menggunakan percepatan gravitasi yang bernilai positif karena didalamnya terdapat pengaruh dari gravitasi tersebut (a = g).
Rumus GVB
Mampu menghafal rumus gerak vertikal ke bawah menjadi modal awal kita untuk menjawab setiap soal yang keluar nantinya. Meski guru sudah memberikan pendalaman materi tapi sayangnya masih ada pula siswa yang tidak mengetahui rumus GVB. Secara garis besar kalian bisa mempelajari rumus hitung tersebut di buku pedoman fisika maupun mencarinya di internet. Nah, sebelum kalian mulai mengerjakan contoh soal gerak vertikal ke bawah ada baiknya simaklah rumus hitung di bawah terlebih dulu:
Vt = Vo + (g . t)
Vt² = Vo² + (2 . g. h)
h = Vo. t + 1/2 . g . t²
Keterangan:
Vt = Kecepatan setelah t (m/s)
Vo = Kecepatan awal benda (m/s)
g = Percepatan gravitasi (m/s²)
t = Waktu (s)
h = Ketinggian benda (m)
Pembahasan soal gerak vertikal ke bawah sebenarnya dapat kalian jumpai di buku latihan. Namun, menurut saya apa yang ada di dalam buku tersebut masih terasa kurang sehingga siswa perlu mencari contoh lainnya. Untungnya, internet menyediakan berbagai model soal sebagai tambahan referensi.
Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah
Setelah membahas tentang rumus gerak vertikal ke bawah di atas. Saya akan membagikan beberapa contoh soal terkait rumus GVB tersebut. Berikut contoh soal dan pembahasannya:
1. Batu dilemparkan oleh seorang anak ke dalam sumur dengan waktu 3 detik menyentuh permukaan air dan kecepatan awal 7 m/s. Berapakah kedalam sumur tersebut? (g = 10 m/s)
Pembahasan Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah #1
Diketahui : t = 3 s; Vo = 7 m/s; g = 10 m/s
Ditanyakan : h = ?
Jawab :
h = Vo . t + 1/2 . g . t²
= 7 . 3 + 1/2 . 10 . 3²
= 21 + 45
= 66 m
Jadi kedalaman sumur tersebut ialah 66 meter.
2. Suatu kotak dilempar dengan kecepatan awal 8 m/s dari bangunan yang tingginya 21 meter. Hitunglah waktu yang dibutuhkan agar kotak sampai ke tanah?
Pembahasan Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah #2
Diketahui : Vo = 8 m/s; h = 21 m
Ditanyakan : t = ?
Jawab :
Langkah pertama ialah mencari nilai Vt terlebih dahulu. Maka:
Vt² = Vo² + 2 . g . h
= 8² + 2 . 10 . 21
= 64 + 420
= 484
Vt = √484
Vt = 22 m/s
Setelah itu nilai Vt dimasukkan ke persamaan di bawah ini:
Vt = Vo + g . t
22 = 8 + 10 . t
10t = 14
t = 1,4 detik
Jadi waktu yang dibutuhkan kotak agar sampai ke tanah ialah 1,4 detik.
3. Benda berada diketinggian 50 meter melakukan gerak vertikal ke bawah dengan kecepatan awal 15 m/s. Hitunglah kecepatan benda ketika tingginya mencapai 30 meter dari atas tanah?
Pembahasan Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah #3
Diketahui : h1 = 50 m; Vo = 15 m/s; h2 = 30 m
Ditanyakan : Vt = ?
Jawab :
Vt² = Vo² + 2 . g . h
= 15² + 2 . 10 . (50 – 30)
= 225 + 400
= 625
Vt = √625
Vt = 25 m/s
Jadi ketika ketinggian benda 30 meter besar kecepatannya sekitar 25 m/s.
4. Sebuah bola akan dilempar ke bawah dengan kecepatan awal 5 m/s. Jika besar kecepatan awal dua kali lipat, maka berapakah jarak jatuhnya bola ke bawah pada kecepatan tersebut?
Pembahasan Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah #4
Diketahui : Vo = 5 m/s
Ditanyakan : Vt = ?
Jawab :
Vt² = Vo² + 2 . g . h
(2 . Vo)² = Vo² + 2 . g . h
(2 . 5)² = 5² + 2 . 10 . h
100 = 25 + 20h
20 h = 75
h = 3,75 meter
Jadi jarak bolanya ialah 3,75 meter.
Bagaimana contoh soal gerak vertikal ke bawah di atas, mudah bukan? Untuk menyelesaikan soal soal terkait gerak vertikal ke bawah tersebut, kita dapat menggunakan rumus yang tersedia. Gerak vertikal ke bawah tersebut berbeda dengan gerak vertikal ke atas.
Sekian beberapa contoh soal gerak vertikal ke bawah dan pembahasan yang dapat saya bagikan. Gerak vertikal ke bawah (GVB) merupakan gerakan benda dengan kecepatan awal (Vo ≠ 0) menuju ke bawah dari ketinggian tertentu. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah berkunjung di blog ini.
