Just another WordPress.com site

Gerak Jatuh Bebas

Contoh Soal dan Pembahasan Praktikum Fisika Dasar  Gerak Jatuh Bebas :

1.   Sebutkan 3  yang menyebabkan bahwa suatu benda tersebut dikatakan gerak jatuh bebas!

Jawaban :

-         Kecepatan awal (V0)= 0

-         Percepatan konstan = gravitasi bumi (g)

-         Gesekan antara benda dan udara diabaikan

2.  Jelaskan apa yang anda ketahui tentang gerak osilasi sederhana!

Jawaban :

Gerak osilasi adalah gerak berulang-ulang seperti maju-mundur, atas-bawah, kanan-kiri yang berulang-ulang.  Gerakan ini biaya dijumpai pada sistem fisika, anatarab lain sistem pegas, ayunan, bandul fisis. Secara umum gerak osilasi dirumuskan :

θ (t) = A Cos (ωt + φ )

ket :

θ (t) : simpangan

A     : Amplitudo

ω     : frekuensi sudut

φ     : tetapan fase

3.  Sebutkan tujuan dan alat percobaan dalam praktikum gerak osilasi dan jatuh bebas !

Jawaban :

Tujuan Percobaan :

-         Memahami konsep gerak osilasi harmonik sederhana

-         Memahami konsep gerak jatuh bebas dan percepatan gravitasi

-         Menentukan percepatan gravitasi setempat menggunakan gerak osilasi

-         Menentukan percepatan gravitasi setempat menggunakan gerak jatuh bebas

 

Peralatan Percobaan :

a.     Percobaan Gerak Osilasi :

-         Batang homogen berlubang

-         Beban pemberat

-         Tiang peyangga batang

-         Stopwatch

 

b.     Percobaan Gerak Jatuh Bebas :

-         Tiang berskala

-         Tiang dan dasar peyangga

-         Magnet penempel dan bola logam

-         Moese key dan kabel penghubung

-         Pelat kontak

-         Stop watch

 

4.  Jelaskan bagaimana cara percobaan praktikum gerak osilasi dan jatuh bebas!

a.     Percobaan Gerak Osilasi

-         Susunlah tiang peyangga batang dalam keadaan dalam keadaan tegak/stabil dan pasang batang homogen berlubang pada tiang peyangga melalui titik poros putar batang

-         Pasang 2 beban pemberat masing-masing pada kedua ujung batang. Catat jarak titik pusat massa batang terhadap titik poros putar (ambil data inin sebagai r1 )

-         Simpangkan batang beserta pemberatnya dari tiang peyangga dengan sudut yang kecil, kemudian lepaskan batang, biarkan batang berosilasi sampai gerak osilasinya mulai teratur. Setelah gerak batang teratur, catat waktu yang diperlakukan untuk 10 kali ayunan (ambil data ini sebagai 10 T1 ). Ulangi lagi sampai 3 kali dengan r1 yang tetap.

-         Pindahkan beban pemberat ke posisi yang berbeda dengan langkah 2, catat jarak titik pusat massa batang terhadap titik poros putaran 

-         ( ambil data ini sebagai r2). Ayunkan batang dengan sudut kecil lalu catat waktu untuk 10 kali ayunan setelah ayunan mulai teratur (ambil data ini sebagai 10 T2 ).  Lakukan 3 kali.

-         Ulangi langkah 2-4, sampai diperoleh 5 pasang data T dan r.

b.     Gerak Jatuh Bebas

-         Periksa perangkat percobaan gerak jatuh bebas yang ada. Jika sudah lengkap susunlah perangkat tersebut hingga siap untuk dipakai.

-         Pasang/tempelkan bola logam pada magnet penempel dengan menekan morse key. Catat kedudukan bola logam terhadap dasar/pelat kontak, ambil data kedudukan ini sebagai jark y1.

-         Jatuhkan bebas bola logam dari magnet penempel dengan menempel morse key. Catat waktu yang diperlukan bola logam untuk mencapai dasar (ambil data ini sebagai t1). Lakukan pencatan waktu t1 untuk 5 kali percobaan.

-         Ubah kedudukan penempel magnet, lalu pasang bola logam. Catat kedudukan bola logam terhadap pelat kontak, ambil data ini sebagai t2. Lakukan pencatatan waktu untuk 5 kali percobaan.

-         Ulangi langkah 2 sampai 4 hingga diperoleh data yang cukup untuk pengolahan data (minimal 5 kali).

5.  Jelaskan rumus-rumus yang dipakai dalam praktikum gerak osilasi dan jatuh bebas beserta turunannya!

Jawaban :

τ0 = – Mgr sin θ

τ0 = I0α = I0

  +  = 0

 ω =  , T = 2π

I0 = IPM + Mr2

T = 2π

g = 4π2

 

Gerak Jatuh Bebas

x (t) = x0 + v0t+ at2

x = y

v0 = 0

a  = g

y =  gt2

 

 

6.  Sebutkan contoh benda-benda yang mengalami gerak osilasi  dan kapan benda tersebut mengalami satu kali gerak!

Jawaban :

Ayunan, dawai gitar, pegas, bandul fisis, bandl matematis.

 Satu kali osilasi : A-B-C-B-A

7.  Apakah massa benda tidak berpengaruh dalam kecepatan suatu benda yang bergerak jatuh bebas? Jika iya mengapa pada terjadi perbedaan waktu antara kelereng dan selembar kertas bila dijatuhkan secara bersamaan? 

Jawaban :

Iya karena sesuai rumus h= ½ gt2 berarti yang berpengaruh terhadap gerak jatuh bebas hanyalah ketinggian benda, gravitasi bumi dan waktu. Pada peristiwa menjatuhkan kelereng dengan selembar kertas, yang jatuh terlebih dahulu adalah kelereng karena terjadi perbedaan gesekan udara yang lebih besar antara kertas dan kelereng, bila kertas diremas dan dibentuk lingkaran seperti bola maka kelereng dan kertas tadi akan jatuh secara bersamaan. Selain itu berbedaan ketebalan atau jari-jari bila berbentuk bola, kelereng yang mempunyai jari-jari lebih besar dari pada selembar kertas.

8.  Seorang tukang batu menjatuhkan ember yang kosong untuk diisi beton dari sebuah proyek apartemen  tanpa kecepatan awal.  Posisi tukan  tersebut 19,6 meter dari tanah. Berapakah waktu yang dibutukan ember tersebut jatuh ke tanah? Jika percepatan gravitasi di apartemen itu adalah 9,8 m/s2.

 

Jawaban :

D1 : V0 = 0

       h   = 19,6 meter

       g   = 9,8 m/s2

D2 : t ….?

D3 : h = V0 . t + ½ g t 2

       19,6 = 0 + ½ 9,8 t 2

       t 2 =

      t 2 = 4

       t = 2 sekon

9.       Buah kelapa dan buah mangga jatuh secara bersamaan dari dari ketinggian h1 : h2. Bila h1 :h2 = 2:1, maka perbandingan waktu jatuh antara buah kelapa dengan buah mangga adalah…..

 

Jawaban :

D: h1 = ketinggian pohon kelapa

        h2 = ketinggian pohon mangga

        h1:h2 = 2 : 1 = h1 = 2h2

D2   : t1 : t2 …….?

D3  : h = V0 . t + ½ g t 2

        h =  0 + ½ g t 2

        t  =

      t1         :       t2

     

      :

             : 1

10.    Sebuah bola dilempar vertikal ke bawah dari atap sebuah gedung yang tingginya 36,6 meter. Dua detik kemudian bola tersebut melewati sebuah jendela yang terletak 12,2 m diatas tanah. Pada kecepatan berapa bola tersebut tiba di tanah ?( g = 9,8 m/s2

Jawaban :

D: y1 = 36,6 meter

       y2 = 12,2 meter

       t=  2 sekon

D2 : v…….?

D3  : ( y-y0)1       = v1 . t1 + ½ g t12

        12,2 – 36,6 = v1 (2) + ½ (9,8)(2)2

                         v1 = = -22 m/s

Vt2 = V02 – 2gy

V22 = (-22)2 – 2(9,8)(0-12,2) = 723,12

V2   = ± 26,9 m/s

Ambil yang negatif : v2 = – 26,9 m/s

 

11.    Seorang penerjun payung terjun bebas sejauh 50 m. Kemudian payungnya terbuka sehingga ia turun dengan perlembatan 2 m/s2. Ia mencapai tanah dengan kecepatan sebesar 3 m/s2. Berapa lama ia berada di udara?

Jawaban :

D: y  = 50 meter

       a  = – 2 m/s2

       t=  2 sekon

       vt = 50 m/s

D2 : ttot  …….?

D3  : ( y-y0)1       =  ½ g t12

              –50      = - ½ (9,8)(2)2

                       t1                 =

                        

v1 = v0- gt1 = 0 – 9,8 (3,19) = -31,3 m/s

v2 = v02 + a2t2

-3 = -31,3 +2t2

t=b14,15 s

ttot = t1+t2

    = 3,19 + 14, 15 = 17, 34 s

 

 

v\:* {behavior:url(#default#VML);}
o\:* {behavior:url(#default#VML);}
w\:* {behavior:url(#default#VML);}
.shape {behavior:url(#default#VML);}

 

 

Normal
0
false

false
false
false

EN-US
X-NONE
X-NONE

 

 

/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:”Table Normal”;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-qformat:yes;
mso-style-parent:””;
mso-padding-alt:0in 5.4pt 0in 5.4pt;
mso-para-margin-top:0in;
mso-para-margin-right:0in;
mso-para-margin-bottom:10.0pt;
mso-para-margin-left:0in;
line-height:115%;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:11.0pt;
font-family:”Calibri”,”sans-serif”;
mso-ascii-font-family:Calibri;
mso-ascii-theme-font:minor-latin;
mso-hansi-font-family:Calibri;
mso-hansi-theme-font:minor-latin;
mso-bidi-font-family:”Times New Roman”;
mso-bidi-theme-font:minor-bidi;
mso-ansi-language:IN;}

1.   Sebutkan 3  yang menyebabkan bahwa suatu benda tersebut dikatakan gerak jatuh bebas!

Jawaban :

-         Kecepatan awal (V0)= 0

-         Percepatan konstan = gravitasi bumi (g)

-         Gesekan antara benda dan udara diabaikan

2.  Jelaskan apa yang anda ketahui tentang gerak osilasi sederhana!

Jawaban :

Gerak osilasi adalah gerak berulang-ulang seperti maju-mundur, atas-bawah, kanan-kiri yang berulang-ulang.  Gerakan ini biaya dijumpai pada sistem fisika, anatarab lain sistem pegas, ayunan, bandul fisis. Secara umum gerak osilasi dirumuskan :

θ (t) = A Cos (ωt + φ )

ket :

θ (t) : simpangan

A     : Amplitudo

ω     : frekuensi sudut

φ     : tetapan fase

3.  Sebutkan tujuan dan alat percobaan dalam praktikum gerak osilasi dan jatuh bebas !

Jawaban :

Tujuan Percobaan :

-         Memahami konsep gerak osilasi harmonik sederhana

-         Memahami konsep gerak jatuh bebas dan percepatan gravitasi

-         Menentukan percepatan gravitasi setempat menggunakan gerak osilasi

-         Menentukan percepatan gravitasi setempat menggunakan gerak jatuh bebas

 

Peralatan Percobaan :

a.     Percobaan Gerak Osilasi :

-         Batang homogen berlubang

-         Beban pemberat

-         Tiang peyangga batang

-         Stopwatch

 

b.     Percobaan Gerak Jatuh Bebas :

-         Tiang berskala

-         Tiang dan dasar peyangga

-         Magnet penempel dan bola logam

-         Moese key dan kabel penghubung

-         Pelat kontak

-         Stop watch

 

4.  Jelaskan bagaimana cara percobaan praktikum gerak osilasi dan jatuh bebas!

a.     Percobaan Gerak Osilasi

-         Susunlah tiang peyangga batang dalam keadaan dalam keadaan tegak/stabil dan pasang batang homogen berlubang pada tiang peyangga melalui titik poros putar batang

-         Pasang 2 beban pemberat masing-masing pada kedua ujung batang. Catat jarak titik pusat massa batang terhadap titik poros putar (ambil data inin sebagai r1 )

-         Simpangkan batang beserta pemberatnya dari tiang peyangga dengan sudut yang kecil, kemudian lepaskan batang, biarkan batang berosilasi sampai gerak osilasinya mulai teratur. Setelah gerak batang teratur, catat waktu yang diperlakukan untuk 10 kali ayunan (ambil data ini sebagai 10 T1 ). Ulangi lagi sampai 3 kali dengan r1 yang tetap.

-         Pindahkan beban pemberat ke posisi yang berbeda dengan langkah 2, catat jarak titik pusat massa batang terhadap titik poros putaran 

-         ( ambil data ini sebagai r2). Ayunkan batang dengan sudut kecil lalu catat waktu untuk 10 kali ayunan setelah ayunan mulai teratur (ambil data ini sebagai 10 T2 ).  Lakukan 3 kali.

-         Ulangi langkah 2-4, sampai diperoleh 5 pasang data T dan r.

b.     Gerak Jatuh Bebas

-         Periksa perangkat percobaan gerak jatuh bebas yang ada. Jika sudah lengkap susunlah perangkat tersebut hingga siap untuk dipakai.

-         Pasang/tempelkan bola logam pada magnet penempel dengan menekan morse key. Catat kedudukan bola logam terhadap dasar/pelat kontak, ambil data kedudukan ini sebagai jark y1.

-         Jatuhkan bebas bola logam dari magnet penempel dengan menempel morse key. Catat waktu yang diperlukan bola logam untuk mencapai dasar (ambil data ini sebagai t1). Lakukan pencatan waktu t1 untuk 5 kali percobaan.

-         Ubah kedudukan penempel magnet, lalu pasang bola logam. Catat kedudukan bola logam terhadap pelat kontak, ambil data ini sebagai t2. Lakukan pencatatan waktu untuk 5 kali percobaan.

-         Ulangi langkah 2 sampai 4 hingga diperoleh data yang cukup untuk pengolahan data (minimal 5 kali).

5.  Jelaskan rumus-rumus yang dipakai dalam praktikum gerak osilasi dan jatuh bebas beserta turunannya!

Jawaban :

τ0 = – Mgr sin θ

τ0 = I0α = I0

  +  = 0

 ω =  , T = 2π

I0 = IPM + Mr2

T = 2π

g = 4π2

 

Gerak Jatuh Bebas

x (t) = x0 + v0t+ at2

x = y

v0 = 0

a  = g

y =  gt2

 

 

6.  Sebutkan contoh benda-benda yang mengalami gerak osilasi  dan kapan benda tersebut mengalami satu kali gerak!

Jawaban :

Ayunan, dawai gitar, pegas, bandul fisis, bandl matematis.

 Satu kali osilasi : A-B-C-B-A

7.  Apakah massa benda tidak berpengaruh dalam kecepatan suatu benda yang bergerak jatuh bebas? Jika iya mengapa pada terjadi perbedaan waktu antara kelereng dan selembar kertas bila dijatuhkan secara bersamaan? 

Jawaban :

Iya karena sesuai rumus h= ½ gt2 berarti yang berpengaruh terhadap gerak jatuh bebas hanyalah ketinggian benda, gravitasi bumi dan waktu. Pada peristiwa menjatuhkan kelereng dengan selembar kertas, yang jatuh terlebih dahulu adalah kelereng karena terjadi perbedaan gesekan udara yang lebih besar antara kertas dan kelereng, bila kertas diremas dan dibentuk lingkaran seperti bola maka kelereng dan kertas tadi akan jatuh secara bersamaan. Selain itu berbedaan ketebalan atau jari-jari bila berbentuk bola, kelereng yang mempunyai jari-jari lebih besar dari pada selembar kertas.

8.  Seorang tukang batu menjatuhkan ember yang kosong untuk diisi beton dari sebuah proyek apartemen  tanpa kecepatan awal.  Posisi tukan  tersebut 19,6 meter dari tanah. Berapakah waktu yang dibutukan ember tersebut jatuh ke tanah? Jika percepatan gravitasi di apartemen itu adalah 9,8 m/s2.

 

Jawaban :

D1 : V0 = 0

       h   = 19,6 meter

       g   = 9,8 m/s2

D2 : t ….?

D3 : h = V0 . t + ½ g t 2

       19,6 = 0 + ½ 9,8 t 2

       t 2 =

      t 2 = 4

       t = 2 sekon

9.       Buah kelapa dan buah mangga jatuh secara bersamaan dari dari ketinggian h1 : h2. Bila h1 :h2 = 2:1, maka perbandingan waktu jatuh antara buah kelapa dengan buah mangga adalah…..

 

Jawaban :

D: h1 = ketinggian pohon kelapa

        h2 = ketinggian pohon mangga

        h1:h2 = 2 : 1 = h1 = 2h2

D2   : t1 : t2 …….?

D3  : h = V0 . t + ½ g t 2

        h =  0 + ½ g t 2

        t  =

      t1         :       t2

     

      :

             : 1

10.    Sebuah bola dilempar vertikal ke bawah dari atap sebuah gedung yang tingginya 36,6 meter. Dua detik kemudian bola tersebut melewati sebuah jendela yang terletak 12,2 m diatas tanah. Pada kecepatan berapa bola tersebut tiba di tanah ?( g = 9,8 m/s2

Jawaban :

D: y1 = 36,6 meter

       y2 = 12,2 meter

       t=  2 sekon

D2 : v…….?

D3  : ( y-y0)1       = v1 . t1 + ½ g t12

        12,2 – 36,6 = v1 (2) + ½ (9,8)(2)2

                         v1 = = -22 m/s

Vt2 = V02 – 2gy

V22 = (-22)2 – 2(9,8)(0-12,2) = 723,12

V2   = ± 26,9 m/s

Ambil yang negatif : v2 = – 26,9 m/s

 

11.    Seorang penerjun payung terjun bebas sejauh 50 m. Kemudian payungnya terbuka sehingga ia turun dengan perlembatan 2 m/s2. Ia mencapai tanah dengan kecepatan sebesar 3 m/s2. Berapa lama ia berada di udara?

Jawaban :

D: y  = 50 meter

       a  = – 2 m/s2

       t=  2 sekon

       vt = 50 m/s

D2 : ttot  …….?

D3  : ( y-y0)1       =  ½ g t12

              –50      = - ½ (9,8)(2)2

                       t1                 =

                        

v1 = v0- gt1 = 0 – 9,8 (3,19) = -31,3 m/s

v2 = v02 + a2t2

-3 = -31,3 +2t2

t=b14,15 s

ttot = t1+t2

    = 3,19 + 14, 15 = 17, 34 s

 

About these ads

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Awan Tag

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: