3 Contoh Soal Gerak Vertikal Lengkap dengan Rumus dan Pembahasan
Gerak Vertikal ke Bawah: Konsep dan Contoh Soal
Fisika sering dianggap rumit karena penuh dengan rumus, tetapi jika dikaitkan dengan kehidupan nyata, sebenarnya sangat dekat dengan keseharian kita. Salah satu contohnya adalah gerak vertikal ke bawah, yaitu gerakan benda yang dilempar ke bawah dengan kecepatan awal tertentu. Topik ini bukan hanya sekadar teori, melainkan juga bisa dilihat pada aktivitas sehari-hari, seperti menjatuhkan kunci dari meja, melempar bola basket ke lantai, atau melihat hujan turun deras.
Untuk membantu pemahaman, mari kita pelajari konsepnya, lalu membahas 3 contoh soal gerak vertikal ke bawah dengan pembahasan lengkap dan ilustrasi nyata.
Ilustrasi Kehidupan Nyata Gerak Vertikal ke Bawah
Bayangkan seorang siswa berada di lantai tiga sebuah gedung sekolah. Saat bel pulang berbunyi, ia tanpa sengaja menjatuhkan botol minum dari balkon. Botol itu tidak hanya jatuh bebas, tetapi bergerak lebih cepat karena ia sempat terdorong ke bawah ketika terlepas dari tangannya. Pergerakan botol tersebut adalah contoh gerak vertikal ke bawah.
Begitu pula ketika seorang atlet basket melempar bola ke bawah dengan tenaga dari atas ring. Bola akan bergerak lebih cepat karena selain ada dorongan awal, gravitasi juga mempercepatnya menuju lantai. Fenomena sederhana ini bisa dijelaskan dengan persamaan kinematika yang akan kita gunakan dalam soal-soal berikut.
Rumus Dasar yang Wajib Dikuasai
Agar mudah menyelesaikan 3 contoh soal gerak vertikal ke bawah, ingat kembali tiga persamaan penting:
-
Kecepatan akhir (v):
$ v = v_0 + g \times t $ -
Jarak tempuh (s):
$ s = v_0 \times t + \frac{1}{2} \times g \times t^2 $ -
Hubungan kecepatan kuadrat:
$ v^2 = v_0^2 + 2 \times g \times s $
Keterangan:
– $ v $ = kecepatan akhir (m/s)
– $ v_0 $ = kecepatan awal (m/s)
– $ g $ = percepatan gravitasi (10 m/s²)
– $ t $ = waktu (s)
– $ s $ = jarak (m)
Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah Lengkap dengan Pembahasan
Menentukan Waktu Jatuh
Kasus: Seorang siswa di lantai 2 gedung sekolah melempar bola ke bawah dengan kecepatan awal 5 m/s. Tinggi lantai ke tanah adalah 20 meter. Berapa waktu yang dibutuhkan bola hingga menyentuh tanah?
Pembahasan:
Gunakan rumus jarak:
$ s = v_0 \times t + \frac{1}{2} \times g \times t^2 $
$ 20 = 5t + \frac{1}{2} \times 10 \times t^2 $
$ 20 = 5t + 5t^2 $
$ 5t^2 + 5t – 20 = 0 $
$ t^2 + t – 4 = 0 $
Dengan rumus kuadrat, diperoleh $ t \approx 1,56 $ detik.
Jawaban: Bola menyentuh tanah setelah sekitar 1,6 detik.
Menghitung Kecepatan Akhir
Kasus: Seorang anak menjatuhkan batu ke bawah dengan kecepatan awal 8 m/s dari jembatan yang cukup tinggi. Batu menempuh jarak 45 meter sebelum mengenai air sungai. Berapakah kecepatan batu saat menyentuh permukaan air?
Pembahasan:
Gunakan rumus:
$ v^2 = v_0^2 + 2 \times g \times s $
$ v^2 = 8^2 + 2 \times 10 \times 45 $
$ v^2 = 64 + 900 $
$ v^2 = 964 $
$ v = \sqrt{964} = 31,05 $ m/s
Jawaban: Kecepatan akhir batu adalah sekitar 31 m/s.
Menentukan Tinggi Gedung
Kasus: Seorang pelajar di atap gedung menjatuhkan bola ke bawah dengan kecepatan awal 12 m/s. Setelah 3 detik, bola menyentuh tanah. Tentukan tinggi gedung tersebut!
Pembahasan:
Gunakan rumus jarak:
$ s = v_0 \times t + \frac{1}{2} \times g \times t^2 $
$ s = 12 \times 3 + \frac{1}{2} \times 10 \times (3^2) $
$ s = 36 + 45 $
$ s = 81 $ m
Jawaban: Tinggi gedung adalah 81 meter.
Analisis dari Soal-Soal Tersebut
Dari 3 contoh soal gerak vertikal ke bawah di atas, dapat kita lihat bahwa:
– Jika yang dicari adalah waktu, biasanya soal berakhir pada persamaan kuadrat.
– Jika yang dicari adalah kecepatan akhir, rumus kuadrat $ v^2 $ lebih efektif.
– Jika diketahui waktu, maka rumus jarak paling praktis digunakan.
Tips Menaklukkan Soal Gerak Vertikal ke Bawah
- Identifikasi yang diketahui dan ditanya. Apakah jarak, waktu, atau kecepatan akhir?
- Pilih rumus paling tepat. Jangan langsung substitusi, tapi pahami dulu hubungan antar variabel.
- Gunakan $ g = 10 $ m/s² untuk mempermudah perhitungan, kecuali jika soal menyebutkan $ 9,8 $ m/s².
- Biasakan latihan dengan variasi soal. Semakin banyak variasi, semakin cepat pola terbaca.
- Cek kembali hasil. Apakah masuk akal dengan kondisi soal?
Gerak vertikal ke bawah adalah salah satu materi fisika yang sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Dengan memahami konsep, rumus, dan pola soal, siswa dapat menyelesaikan pertanyaan dengan lebih percaya diri. Melalui 3 contoh soal gerak vertikal ke bawah yang telah dibahas beserta ilustrasi nyata, kita bisa melihat bahwa fisika bukan hanya teori di atas kertas, melainkan ilmu yang menjelaskan peristiwa sederhana di sekitar kita. Semakin sering berlatih, semakin mudah pula menguasai konsep ini.
- Operasi Smile Ghana menyediakan operasi gratis untuk anak-anak dengan kelainan bibir sumbing dan langit-langit mulut - October 11, 2025
- 8 Jurusan Cocok untuk Ekstrovert - October 11, 2025
- Mengapa Ozempic ‘jauh lebih efektif’ pada Oktober, menurut ahli - October 11, 2025
Leave a Reply