Menganalisis Gerak Peluru dengan Penerapan Konsep Fisika ##
Gerak peluru merupakan contoh klasik penerapan konsep fisika dalam kehidupan nyata. Dalam kasus ini, kita akan menganalisis gerak peluru yang ditembakkan dari Senopan dengan sudut elevasi $3\pi ^{0}$ dan kecepatan awal $50m/s$. a. Kecepatan dan Posisi Peluru Setelah 1 Detik Untuk menentukan kecepatan dan posisi peluru setelah 1 detik, kita perlu memahami komponen kecepatan horizontal dan vertikal. Kecepatan horizontal ($v_x$) tetap konstan karena tidak dipengaruhi gravitasi, sedangkan kecepatan vertikal ($v_y$) dipengaruhi gravitasi. * Kecepatan Horizontal: $v_x = v_0 \cos \theta = 50 \cos 3\pi ^{0} = 50 m/s$ * Kecepatan Vertikal: $v_y = v_0 \sin \theta - gt = 50 \sin 3\pi ^{0} - 9.8 \times 1 = -9.8 m/s$ (negatif menunjukkan arah ke bawah) Kecepatan total peluru setelah 1 detik dapat dihitung dengan menggunakan teorema Pythagoras: $v = \sqrt{v_x^2 + v_y^2} = \sqrt{50^2 + (-9.8)^2} \approx 51 m/s$. Posisi peluru setelah 1 detik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan gerak: * Posisi Horizontal: $x = v_x t = 50 \times 1 = 50 m$ * Posisi Vertikal: $y = v_0 \sin \theta t - \frac{1}{2}gt^2 = 50 \sin 3\pi ^{0} \times 1 - \frac{1}{2} \times 9.8 \times 1^2 = -4.9 m$ (negatif menunjukkan posisi di bawah titik awal) b. Waktu yang Dibutuhkan untuk Mencapai Titik Tertinggi Peluru mencapai titik tertinggi ketika kecepatan vertikalnya menjadi nol. Kita dapat menggunakan persamaan $v_y = v_0 \sin \theta - gt$ untuk mencari waktu ($t$) ketika $v_y = 0$: $0 = 50 \sin 3\pi ^{0} - 9.8t$ $t = \frac{50 \sin 3\pi ^{0}}{9.8} \approx 0.85 s$ c. Tinggi Maksimum Tinggi maksimum dicapai ketika kecepatan vertikal menjadi nol. Kita dapat menggunakan persamaan $y = v_0 \sin \theta t - \frac{1}{2}gt^2$ untuk mencari tinggi maksimum ($y_{max}$) dengan menggunakan waktu yang diperoleh pada poin b: $y_{max} = 50 \sin 3\pi ^{0} \times 0.85 - \frac{1}{2} \times 9.8 \times 0.85^2 \approx 3.6 m$ d. Lama di Udara Lama peluru di udara adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik tertinggi dan kembali ke tanah. Karena waktu naik dan turun sama, lama di udara adalah dua kali waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik tertinggi: $t_{total} = 2 \times 0.85 s = 1.7 s$ e. Jarak Horizontal Ketika Peluru Mencapai Tanah Jarak horizontal yang ditempuh peluru ketika mencapai tanah disebut jangkauan. Kita dapat menggunakan persamaan $x = v_x t$ dengan menggunakan waktu total yang diperoleh pada poin d: $x_{total} = 50 \times 1.7 = 85 m$ Kesimpulan: Analisis gerak peluru ini menunjukkan bagaimana konsep fisika seperti kecepatan, percepatan, dan gravitasi dapat digunakan untuk memprediksi dan memahami gerak benda di dunia nyata. Dengan memahami prinsip-prinsip ini, kita dapat menganalisis dan memprediksi perilaku benda-benda yang bergerak, seperti peluru, roket, dan bahkan bola basket.