Cara Menghitung Waktu Benda Jatuh Mencapai Tanah pada GLBB

KOMPAS.com - Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak beda dalam lintasan lurus dengan kecepatan berubah secara beraturan (v=berubah tiap satuan waktu), sehingga percepatan benda tetap (a=tetap).

Dilansir dari Buku Bongkar Pola Soal UNBK SMA/MA IPA 2020 (2019) oleh Sobirin, ada beberapa rumus penghitungan pada GLBB. Berikut rinciannya:

• Jika mencari kecepatan pada waktu tertentu dari benda yang ber-GLBB

• Jika mencari jarak tempuh benda yang ber-GLBB

Keterangan:

= jarak tempuh ketika t=0 (m)
= jarak tempuh (m)
= kecepatan awal (m/s)
= kecepatan akhir (m/s)
a = percepatan (m/s²)

• Hubungan antara kecepatan, percepatan dan jarak tempuh

Selain itu, GLBB dalam arah vertikal dibagi menjadi dua, yaitu gerak vertikal ke atas dan gerak vertikal ke bawah.

Pada gerak vertikal ke bawah terdapat kasus khusus, di mana kecepatan awal benda nol disebut dengan gerakan jatuh bebas.

Gerak vertikal ke atas

Percepatan benda sebesar a = -g (percepatan gravitasi bumi)

Rumus yang digunakan dalam gerak vertikal ke atas:

Keterangan:

h = ketinggian (m)
g = percepatan gravitasi (m/s²)

• Rumus waktu untuk mencapai titik tertinggi:

• Rumus ketinggian maksumuma yang dapat ditempuh benda:

Gerak vertikal ke bawah

Percepatan a=+g (percepatan gravitasi Bumi)

Rumusyang digunakan dalamgerak vertikal ke bawah sebagai berikut:

Gerak veritkal ke bawah tanpa kecepatan awal (gerak jatuh bebas), rumusnya dibedakan menjadi:

• Waktu sampai ke tanah

• Kecepatan benda saat menyentuh tanah:

Contoh soal 1

Sebuah benda 2kg jatuh bebas dari ketinggian 20 m di atas tanah. Berapa lama waktu yang diperlukan oleh benda untuk mencapai tanah? (g=10 m/s²)

A. 20 s
B. 18 s
C. 10 s
D. 5 s
E. 2 s

Jawab:

Diketahui:

m = 2kg
g = 10 m/s²
h = 20 m

Ditanya:

t = ....?

Pembahasan:

Waktu yang diperlukan benda jatuh bebas adalah:

Jadi, lamanya waktu yang diperlukan oleh benda mencapai tanah adalah 2 sekon atau 2 detik. Jawaban (E).

Contoh soal 2

Sebuah bola dilemparkan ke atas dengan kecepatan 40 m/s, 1 detik kemudian bola kedua dilempar dengan kecepatan 47,5 m/s. Tinggi yang dicapai bola kedua saat bertemu dengan bola pertama adalah .... (g=10 m/s²)

A. 55 m
B. 75 m
C. 95 m
D. 125 m
E. 140 m

Jawab:

Diketahui:

Ditanya:

h = ....?

Pembahasan:

Ketinggian yang ditempuh bola saat bertemu adalah sama.

Ketinggian bola saat bertemu dapat kita tentukan dengan menggunakan jarak yang ditempuh bola A atau bola B:

Jadi, ketinggian yang dicapai bola kedua saat bertemu bola pertama yakni 75 meter. Jawaban (B).