Pada pembelajaran gerak sebelumnya kita telah menyinggung topik Gerak Jatuh Bebas (GJB) dan Gerak Parabola.
Melanjutkan ke masalah gerak lainnya, tutorial ini akan membahas soal-soal gerak vertikal ke bawah (GVB). Namun sebelum kita masuk ke latihan soal GVB, mari kita pahami terlebih dahulu beberapa konsep penting dari Gerak Vertika ke Bawah itu sendiri.
Daftar Isi
Apa itu Gerak Vertikal ke Bawah (GVB) ?
Gerak Vertikal ke Bawah (GVB) adalah gerak benda dari suatu ketinggian tertentu bergerak menuju ke bawah yang disebabkan adanya kecepatan awal (V0 ≠ 0).Sepintas Gerak Vertikal ke Bawah (GVB) hampir mirip dengan Gerak Jatuh Bebas (GJB), perbedaannya hanya pada masalah adanya kecepatan awal (V0 ≠ 0) pada GVB, sedangkan GJB tidak memiliki kecepatan awal.
Ciri – Ciri Gerak Vertikal Ke Bawah
- Memiliki lintasan garis lurus vertikal (sumbu y)
- Bergerak dari suatu ketinggian menuju ke bawah (titik terendah)
- Adanya kecepatan awal
- Semakin lama kecepatan benda semakin meningkat sebelum akhirnya terhenti oleh permukaan
- Karena dipengaruhi gravitasi, maka percepatan yang dipakai adalah percepatan gravitasi yang nilainya positif (a = g)
Rumus - Rumus Gerak Vertikal ke Bawah (GVB)
1. Kecepatan setelah t detik
Vt = V0 + g . tVt2 = V02 + 2 . g . h
2. Ketinggian benda
h = V0.t +
1
2
g.t2
Keterangan :
- g adalah percepatan gravitasi (m/s2)
- h adalah ketinggian benda (m)
- t adalah waktu (s)
- V0 adalah kecepatan awal benda (m/s)
- Vt adalah kecepatan pada saat t (m/s)
Latihan Soal Gerak Vertikal ke Bawah
Soal No.1Seorang anak melempar batu ke dalam sumur dengan kecepatan awal 5 m/s dan menyentuh permukaan air setelah 2 detik. Hitunglah kedalaman sumur tersebut ?
Pembahasan
h = V0.t +
1
2
g.t2h = 5 . 2 +
1
2
10 . 22h = 10 + 20
h = 30 m
Jadi kedalaman sumur tersebut adalah 30 meter.
Soal No.2
Sebuah kotak kecil dilemparkan dari sebuah bangunan dengan ketinggian 80 meter dan kecepatan awal 10 m/s. Berapa lama waktu yang diperlukan oleh kotak tersebut mencapai tanah ?
Pembahasan
Vt2 = V02 + 2 . g . h
Vt2 = 102 + 2 . 10 . 80
Vt2 = 100 + 1600
Vt2 = 1700 m/s
Masukkan nilai Vt ke persamaan berikut :
Vt = V0 + g.t
41 = 10 + 10.t
10t = 31
t = 3,1 detik
Jadi waktu yang diperlukan kotak tersebut mencapai tanah adalah 2,1 detik.
Soal No.3
Pada ketinggian 60 meter, sebuah benda bergerak secara vertikal ke bawah. Jika diberikan kecepatan awal sebesar 10 m/s, berapakah kecepatan benda pada saat ketinggian 20 m di atas tanah.
Pembahasan
Vt2 = V02 + 2 . g . h
Vt2 = 102 + 2 . 10 . (60-20)
Vt2 = 100 + 800
Vt2 = 900 m/s
Jadi kecepatan benda tersebut pada ketinggian 20 m adalah 900 m/s
Soal No.4
Sebuah bola dilemparkan vertikal ke bawah dari jendela hotel dengan kecepatan awal 4 m/s. Pada jarak berapakan dibawah jendela hotel kecepatan bola menjadi dua kali kecepatan awal ?
Pembahasan
Vt2 = V02 + 2 . g . h
Karena ditanya pada jarak berapakah (tinggi), kecepatan bola menjadi dua kali kecepatan awal, maka persamaannya menjadi :
(2V0)2 = V02 + 2 . g . h
(2.4)2 = 42 + 2 . 10 . h
(8)2 = 16 + 20h
20h = 64 - 16
20 h = 48
h =
48
20
h = 2,4 m