Soal Dan Pembahasan Gerak Jatuh Bebas (Gjb)

Gerak jatuh bebas ialah salah satu pola dari gerak lurus berubah beraturan yang paling umum ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa topik terkait :

1. Gerak Lurus Beraturan
2. Rumus Umum GLBB
3. Gerak Jatuh Bebas (GJB)
4. Gerak Vertikal 
5. Gerak Parabola 
6. Lemparan Mendatar

Ciri utama gerak jatuh bebas ialah kecepatan awal benda sama dengan nol. Karena kecepatan awal benda sama dengan nol dan benda bergerak searah dengan percepatan gravitasi, maka benda mengalami percepatan sebesar percepatan gravitasi.

melaluiataubersamaini begitu, kecepatan benda pada selang waktu tertentu spesialuntuk bergantung pada waktu. Untuk tujuan praktis, kita sanggup menyimpulkan beberapa ciri dari gerak jatuh bebas sebagai diberikut :

1. Arah gerak ke bawah (menuju sentra bumi)
2. Kecepatan awal nol (vo = 0)
3. Dipercepat alasannya ialah searah gravitasi (a = +g)
4. Jarak tempuh sama dengan ketinggian (s = h)

Berdasarkan uraian di atas, maka kita sanggup menurunkan rumus-rumus utama GLBB untuk memilih kecepatan benda sehabis t detik, ketinggian benda, atau waktu yang diperlukan benda untuk datang di tanah. Untuk mengingatkan kembali, diberikut rumus-rumus utama GLBB yang harus anda kuasai.

v_t =  v_o + at
v_t² =  v_o² + 2as
s = v_ot + ½ at²

dengan :
vt = kecepatan benda sehabis t detik (m/s)
vo = kecepatan awal benda (m/s)
a = percepatan benda (m/s²)
t = waktu (s)
s = perpindahan benda (m)

Jika benda dipercepat, maka a bernilai positif. Sebaliknya, a bernilai negatif jikalau benda mengalami perlambatan. 

Rumus Gerak Jatuh Bebas (GJB)

Karena GJB ialah gerak lurus berubah beraturan, maka rumus-rumus GLBB berlaku untuk gerak jatuh bebas dengan tetap memperhatikan bahwa kecepatan awal benda yang jatuh bebas sama dengan nol. Bila rumus utama diadaptasi dengan ciri gerak jatuh bebas, maka diperoleh :

v_t =  gt
v_t² =  2gh
h = ½ gt²

dengan :
vt = kecepatan benda sehabis t detik (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
t = waktu (s)
h = ketinggian/ jarak tempuh (m)

misal Soal

1. Jika benda bermassa 10 kg dan 20 kg jatuh bebas secara bersamaan dari ketinggian 20 m, maka benda manakah yang hingga ke tanah lebih lampau ?
   
   Pembahasan :
   Dik m1 = 10 kg; m2 = 20 kg; h = 20 m.
   
   Perhatikan rumus pertama GJB yaitu vt = gt. Dari rumus terperinci telihat bahwa kecepatan tidak dipengaruhi oleh massa. melaluiataubersamaini begitu kecepatan benda pertama dan benda kedua pada waktu tertentu sama meskipun benda kedua lebih berat. Karena kecepatan sehabis t detik sama, maka kedua benda akan hingga di tanah bersama-sama.
   
   
2. Sebuah kelapa jatuh dari ketinggian 8 meter. Hitunglah ketinggian kelapa sehabis 0,5 detik diukur dari tanah.
   
   Pembahasan :
   Dik h = 8 m, t = 0,5 detik.
   
   h = ½ gt²
   ⇒ h = ½ (10)(0,5)²
   ⇒ h = 5 (0,25)
   ⇒ h = 1,25 m
   
   Karena jarak yang ditempuh kelapa sehabis 0,5 detik ialah 1,25 m, maka ketinggian kelapa dihitung dari tanah ialah :
   ⇒ h' = 8 - 1,25 = 6,75 m.
   
   
3. Berapakah kecepatan sebuah watu yang jatuh bebas sehabis 2 detik?
   
   Pembahasan :
   Dik t = 2 s; g = 10 m/s²
   
   vt = g.t
   ⇒ vt = 10 (2)
   ⇒ vt = 20 m/s
   
   
4. Jika waktu yang diperlukan semoga sebuah watu menyentuh dasar jurang ialah 10 detik, maka berapakah kedalaman jurang tersebut?
   
   Pembahasan :
   Dik t = 10 s; g = 10 m/s²
   
   
   h = ½ gt² 
   ⇒ h = ½ (10) (10)²
   ⇒ h = 5 (100)
   ⇒ h = 500 m.
   Jadi, kedalaman jurang itu ialah 500 m.
   
   
5. Jika sebuah benda jatuh dari ketinggian 20 m, maka hitunglah kecepatannya ketika benda berada pada ketinggian setengah dari ketinggian awalnya.
   
   
   Pembahasan :
   Dik h1 = 20 m; h2 = ½ h1 = 10 m;
   
   Karena jarak tempuh diukur dari posisi awal benda, maka :
   h = h1 - h2 = 20 - 10 = 10 m.
   
   v_t² =  2gh
   v_t² =  2 (10) (10)
   v_t² = 200
   v_t = 10√2 m/s.