Kecepatan Permulaan Benda Pada Gerak Vertikal Ke Bawah

Ketika membahas wacana gerak lurus berubah beraturan , maka tidak menutup kemungkinan semua besaran fisika yang digunakan dalam pembahasan tersebut tergolong kecepatan permulaan benda akan digunakan selaku besaran yang ditanya dalam soal. Jika dihubungkan dengan rancangan geraknya , maka kecepatan permulaan benda berhubungan dengan usang waktu , besar kecepatan sehabis t detik , dan besar perpindahan yang diraih benda sehingga besaran-besaran tersebut mesti dikenali untuk menyeleksi kecepatan awalnya. Besar kecepatan permulaan benda pada gerak vertikal ke bawah sanggup diputuskan menurut rumus utama GLBB dengan pembiasaan simbol dan besaran sesuai untuk gerak vertikal. Pada peluang ini , Bahan berguru akan membahas beberapa rumus dan keadaan di saat kecepatan permulaan benda dipertanyakan.

Jika Vt dan t Diketahui

Karena rumus utama gerak vertikal ke bawah biasanya melibatkan tiga atau empat besaran tergolong percepatan gravitasi yang nilainya dikenali , maka untuk menyeleksi kecepatan permulaan benda setidaknya mesti dikenali dua besaran lainnya. Selanjutnya , besar kecepatan permulaan dijumlah dengan rumus yang cocok menurut besaran-besaran apa saja yang diketahui.

Jika kecepatan benda sehabis t detik dan waktu atau lamanya benda bergerak dikenali , maka besar kecepatan permulaan benda sanggup diputuskan dengan rumus berikut:

Vt = Vo + gt

Keterangan :
Vt = kecepatan sehabis t detik (m/s)
Vo = kecepatan permulaan benda (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
t = waktu (s).

Contoh Soal :
Sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian tertentu. Jika kecepatan benda pada detik ke-2 yakni 30 m/s , maka tentukanlah kecepatan permulaan benda.

Pembahasan :
Dik : Vt = 30 m/s , t = 2 s , g = 10 m/s².
Dit : Vo = …. ?

Kecepatan permulaan benda :
⇒ Vt = Vo + gt
⇒ 30 = Vo + 10(2)
⇒ 30 = Vo + 20
⇒ Vo = 30 – 20
⇒ Vo = 10 m/s.

Jadi , kecepatan permulaan benda yakni 10 m/s.

Baca juga : Kecepatan di Ketinggian Tertentu untuk Gerak Vertikal ke Bawah.

Kecepatan Awal Benda Jika Perpindahan Diketahui

Jika perpindahan benda dikenali , maka ada dua kemungkinan rumus yang sanggup digunakan untuk menyeleksi kecepatan permulaan benda bergantung besaran lain yang diketahui.

#1 Perpindahan dan Waktu Diketahui

Jika besar perpindahan dan waktu dikenali , maka besar kecepatan permulaan benda sanggup diputuskan dengan rumus berikut :

h = Vot +  ½ gt2

Keterangan :
h = perpindahan benda (m)
Vo = kecepatan permulaan benda (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
t = waktu (s).

Contoh 1 :
Sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian 40 m. Agar benda meraih perpindahan sebesar 10 meter dalam waktu 1 detik , maka pastikan kecepatan permulaan yang mesti dimiliki benda.

Pembahasan :
Dik : ho = 40 m , h = 10 m , t = 1 s , g = 10 m/s².
Dit : Vo = …. ?

Kecepatan permulaan benda mesti :
⇒ h = Vot +  ½ gt²
⇒ 10 = Vo (1) +  ½ (10) (1)²
⇒ 10 = Vo + 5
⇒ Vo = 10 – 5
⇒ Vo = 5 m/s

Jadi , biar meraih perpindahan 10 m dalam waktu 1 detik , kecepatan permulaan benda mesti 5 m/s.

#2 Perpindahan dan Vt Diketahui

Jika besar perpindahan dan besar kecepatan benda sehabis t detik dikenali , maka kecepatan permulaan benda sanggup diputuskan menurut rumus berikut:

Vt2 = Vo2 + 2gh

Keterangan :
Vt = kecepatan sehabis t detik (m/s)
Vo = kecepatan permulaan benda (m/s)
g = percepatan gravitasi  (m/s²)
h = perpindahan (m).

Contoh 2 :
Jika suatu benda yang bergerak vertikal ke bawah memiliki kecepatan 10 m/s di saat perpindahannya 1 ,8 meter , maka tentukanlah besar kecepatan awalnya.

Pembahasan :
Dik : Vt = 10 m/s , h = 1 ,8 m , g = 10 m/s².
Dit : Vo = …. ?

Kecepatan permulaan benda :
⇒ Vt² = Vo² + 2gh
⇒ 10² = Vo² + 2 (10) (1 ,8)
⇒ 100 = Vo² + 36
⇒ Vo² = 100 – 36
⇒ Vo² = 64
⇒ Vo = 8 m/s

Jadi , kecepatan permulaan benda yakni 8 m/s.

Baca juga : Kecepatan Pada Ketinggian Tertentu Untuk Gerak Jatuh Bebas.

Kecepatan Awal Benda Jika Ketinggian Diketahui

Meskipun perpindahan pada gerak vertikal ke bawah menampilkan adanya pergantian ketinggian benda serta disimbolkan dengan abjad h , tetapi kita mesti memperhatikan bahwa penggunaan h untuk menyatakan perpindahan dan itu berlainan dengan ketinggian.

Jika suatu benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian tertentu sampai meraih satu titik tertentu , maka korelasi antara ketinggian permulaan , perpindahan , dan ketinggian sehabis t detik sanggup dinyatakan selaku berikut:

h = ho – h’

Keterangan :
h = besar perpindahan benda (m)
ho = ketinggian mula-mula benda (m)
h’ = ketinggian benda sehabis t detik (m).

Jika ketinggian benda dikenali , maka kecepatan permulaan benda sanggup diputuskan dengan mencari perpindahannya apalagi dahulu. Setelah perpindahannya dikenali , barulah digunakan rumus yang bersesuaian menurut besaran apa yang diketahui.

Contoh 1 :
Sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian 20 meter di atas permukaan tanah. Tentukanlah kecepatan permulaan benda apabila pada ketinggian 16 ,8 meter benda tersebut memiliki kecepatan sebesar 10 m/s.

Pembahasan :
Dik : ho = 20 m , h’ = 16 ,8 m , Vt = 10 m/s.
Dit : Vo = … ?

Besar perpindahan benda :
⇒ h = ho – h’
⇒ h = 20 – 16 ,8
⇒ h = 3 ,2 m

Kecepatan permulaan benda :
⇒ Vt² = Vo² + 2gh
⇒ 10² = Vo² + 2 (10) (3 ,2)
⇒ 100 = Vo² + 64
⇒ Vo² = 100 – 64
⇒ Vo² = 36
⇒ Vo = 6 m/s

Jadi , kecepatan permulaan benda yakni 6 m/s.

Contoh 2 :
Sebuah benda dilempar dari ketinggian 40 meter di atas permukaan tanah. Agar ketinggian benda menjadi setengah ketinggian mulanya pada detik ke-1 , maka tentukanlah kecepatan permulaan yang mesti dimiliki benda.

Pembahasan :
Dik : ho = 40 m , h’ = ½(40) = 20 m ,  t = 1 s , g = 10 m/s².
Dit : Vo = …. ?

Besar perpindahan benda :
⇒ h = ho – h’
⇒ h = 40 – 20
⇒ h = 20 m

Kecepatan permulaan benda mesti :
⇒ h = Vot +  ½ gt²
⇒ 20 = Vo (1) +  ½ (10) (1)²
⇒ 20 = Vo + 5
⇒ Vo = 20 – 5
⇒ Vo = 15 m/s

Jadi , kecepatan permulaan benda mesti 15 m/s.

Baca juga : Menentukan Kecepatan Setelah t Detik Gerak Vertikal ke Atas.