Kecepatan Awal Benda Pada Gerak Vertikal Ke Bawah

Ketika mengulas tentang gerak lurus berubah beraturan, maka tidak menutup kemungkinan tiruana bemasukan fisika yang dipakai dalam pembahasan tersebut termasuk kecepatan awal benda akan dipakai sebagai bemasukan yang ditanya dalam soal. Jika dihubungkan dengan konsep geraknya, maka kecepatan awal benda berkaitan dengan usang waktu, besar kecepatan setelah t detik, dan besar perpindahan yang dicapai benda sehingga bemasukan-bemasukan tersebut harus diketahui untuk memilih kecepatan awalnya. Besar kecepatan awal benda pada gerak vertikal ke bawah sanggup ditentukan menurut rumus utama GLBB dengan adaptasi simbol dan bemasukan sesuai untuk gerak vertikal. Pada peluang ini, Bahan berguru akan mengulas beberapa rumus dan kondisi ketika kecepatan awal benda dipertanyakan.

Jika Vt dan t Diketahui

Karena rumus utama gerak vertikal ke bawah umumnya melibatkan tiga atau empat bemasukan termasuk percepatan gravitasi yang nilainya diketahui, maka untuk memilih kecepatan awal benda setidaknya harus diketahui dua bemasukan lainnya. Selanjutnya, besar kecepatan awal dihitung dengan rumus yang sesuai menurut bemasukan-bemasukan apa saja yang diketahui.

Jika kecepatan benda setelah t detik dan waktu atau lamanya benda bergerak diketahui, maka besar kecepatan awal benda sanggup ditentukan dengan rumus diberikut:

Vt = Vo + gt

Keterangan :
Vt = kecepatan setelah t detik (m/s)
Vo = kecepatan awal benda (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
t = waktu (s).

misal Soal :
Sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian tertentu. Jika kecepatan benda pada detik ke-2 yaitu 30 m/s, maka tentukanlah kecepatan awal benda.

Pembahasan :
Dik : Vt = 30 m/s, t = 2 s, g = 10 m/s².
Dit : Vo = .... ?

Kecepatan awal benda :
⇒ Vt = Vo + gt
⇒ 30 = Vo + 10(2)
⇒ 30 = Vo + 20
⇒ Vo = 30 - 20
⇒ Vo = 10 m/s.

Jadi, kecepatan awal benda yaitu 10 m/s.

Baca juga : Kecepatan di Ketinggian Tertentu untuk Gerak Vertikal ke Bawah.

Kecepatan Awal Benda Jika Perpindahan Diketahui

Jika perpindahan benda diketahui, maka ada dua kemungkinan rumus yang sanggup dipakai untuk memilih kecepatan awal benda bergantung bemasukan lain yang diketahui.

#1 Perpindahan dan Waktu Diketahui

Jika besar perpindahan dan waktu diketahui, maka besar kecepatan awal benda sanggup ditentukan dengan rumus diberikut :

h = Vot +  ½ gt2

Keterangan :
h = perpindahan benda (m)
Vo = kecepatan awal benda (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
t = waktu (s).

misal 1 :
Sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian 40 m. Agar benda mencapai perpindahan sebesar 10 meter dalam waktu 1 detik, maka tentukan kecepatan awal yang harus dimiliki benda.

Pembahasan :
Dik : ho = 40 m, h = 10 m, t = 1 s, g = 10 m/s².
Dit : Vo = .... ?

Kecepatan awal benda harus :
⇒ h = Vot +  ½ gt²
⇒ 10 = Vo (1) +  ½ (10) (1)²
⇒ 10 = Vo + 5
⇒ Vo = 10 - 5
⇒ Vo = 5 m/s

Jadi, biar mencapai perpindahan 10 m dalam waktu 1 detik, kecepatan awal benda harus 5 m/s.

#2 Perpindahan dan Vt Diketahui

Jika besar perpindahan dan besar kecepatan benda setelah t detik diketahui, maka kecepatan awal benda sanggup ditentukan menurut rumus diberikut:

Vt2 = Vo2 + 2gh

Keterangan :
Vt = kecepatan setelah t detik (m/s)
Vo = kecepatan awal benda (m/s)
g = percepatan gravitasi  (m/s²)
h = perpindahan (m).

misal 2 :
Jika sebuah benda yang bergerak vertikal ke bawah mempunyai kecepatan 10 m/s ketika perpindahannya 1,8 meter, maka tentukanlah besar kecepatan awalnya.

Pembahasan :
Dik : Vt = 10 m/s, h = 1,8 m, g = 10 m/s².
Dit : Vo = .... ?

Kecepatan awal benda :
⇒ Vt² = Vo² + 2gh
⇒ 10² = Vo² + 2 (10) (1,8)
⇒ 100 = Vo² + 36
⇒ Vo² = 100 - 36
⇒ Vo² = 64
⇒ Vo = 8 m/s

Jadi, kecepatan awal benda yaitu 8 m/s.

Baca juga : Kecepatan Pada Ketinggian Tertentu Untuk Gerak Jatuh Bebas.

Kecepatan Awal Benda Jika Ketinggian Diketahui

Meskipun perpindahan pada gerak vertikal ke bawah memperlihatkan adanya perubahan ketinggian benda serta disimbolkan dengan aksara h, tetapi kita harus memperhatikan bahwa penerapan h untuk menyatakan perpindahan dan itu tidak sama dengan ketinggian.

Jika sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian tertentu sampai mencapai satu titik tertentu, maka kekerabatan antara ketinggian awal, perpindahan, dan ketinggian setelah t detik sanggup ditetapkan sebagai diberikut:

h = ho - h'

Keterangan :
h = besar perpindahan benda (m)
ho = ketinggian mula-mula benda (m)
h' = ketinggian benda setelah t detik (m).

Jika ketinggian benda diketahui, maka kecepatan awal benda sanggup ditentukan dengan mencari perpindahannya terlebih lampau. Sesudah perpindahannya diketahui, barulah dipakai rumus yang bersesuaian menurut bemasukan apa yang diketahui.

misal 1 :
Sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian 20 meter di atas permukaan tanah. Tentukanlah kecepatan awal benda kalau pada ketinggian 16,8 meter benda tersebut mempunyai kecepatan sebesar 10 m/s.

Pembahasan :
Dik : ho = 20 m, h' = 16,8 m, Vt = 10 m/s.
Dit : Vo = ... ?

Besar perpindahan benda :
⇒ h = ho - h'
⇒ h = 20 - 16,8
⇒ h = 3,2 m

Kecepatan awal benda :
⇒ Vt² = Vo² + 2gh
⇒ 10² = Vo² + 2 (10) (3,2)
⇒ 100 = Vo² + 64
⇒ Vo² = 100 - 64
⇒ Vo² = 36
⇒ Vo = 6 m/s

Jadi, kecepatan awal benda yaitu 6 m/s.

misal 2 :
Sebuah benda dilempar dari ketinggian 40 meter di atas permukaan tanah. Agar ketinggian benda menjadi setengah ketinggian awalnya pada detik ke-1, maka tentukanlah kecepatan awal yang harus dimiliki benda.

Pembahasan :
Dik : ho = 40 m, h' = ½(40) = 20 m,  t = 1 s, g = 10 m/s².
Dit : Vo = .... ?

Besar perpindahan benda :
⇒ h = ho - h'
⇒ h = 40 - 20
⇒ h = 20 m

Kecepatan awal benda harus :
⇒ h = Vot +  ½ gt²
⇒ 20 = Vo (1) +  ½ (10) (1)²
⇒ 20 = Vo + 5
⇒ Vo = 20 - 5
⇒ Vo = 15 m/s

Jadi, kecepatan awal benda harus 15 m/s.

Baca juga : Menentukan Kecepatan Sesudah t Detik Gerak Vertikal ke Atas.