Perbandingan Kecepatan Benda A dan B saat Menyentuh Tanah
Dalam gambar yang diberikan, terdapat dua benda, A dan B, yang memiliki massa yang berbeda. Kita akan mencari tahu perbandingan kecepatan benda A dan B saat keduanya menyentuh tanah. Dalam hal ini, kita diasumsikan bahwa percepatan gravitasi, g, adalah 10 m/s^2. Untuk menyelesaikan masalah ini, kita perlu menggunakan prinsip dasar fisika, yaitu hukum kekekalan energi mekanik. Hukum ini menyatakan bahwa total energi mekanik suatu benda tetap konstan selama tidak ada gaya non-konservatif yang bekerja pada benda tersebut. Ketika benda A dan B jatuh dari ketinggian yang sama, energi potensial gravitasi mereka akan berubah menjadi energi kinetik saat mereka menyentuh tanah. Karena energi mekanik total tetap konstan, kita dapat menggunakan persamaan: Energi Potensial Gravitasi A + Energi Kinetik A = Energi Potensial Gravitasi B + Energi Kinetik B Karena massa benda A adalah 2 kg, dan massa benda B tidak diketahui, kita dapat menyebut massa benda B sebagai mB. mAgh + 0 = mBgh + 0.5mBvB^2 Di mana h adalah ketinggian jatuh, vB adalah kecepatan benda B saat menyentuh tanah. Karena benda A dan B jatuh dari ketinggian yang sama, maka h pada kedua sisi persamaan dapat diabaikan. 2g = g + 0.5vB^2 2g - g = 0.5vB^2 g = 0.5vB^2 vB^2 = 2g vB = √(2g) vB = √(2 * 10) vB = √20 vB ≈ 4.47 m/s Dengan demikian, kecepatan benda B saat menyentuh tanah adalah sekitar 4.47 m/s. Untuk mencari tahu perbandingan kecepatan benda A dan B, kita dapat menggunakan persamaan: vA = 0.5vB vA = 0.5 * 4.47 vA ≈ 2.24 m/s Jadi, perbandingan kecepatan benda A dan B saat keduanya menyentuh tanah adalah sekitar 2.24 : 4.47, atau dapat disederhanakan menjadi 1 : 2. Dengan demikian, pernyataan yang benar adalah A. Kecepatan benda A ketika menyentuh tanah adalah 0,25 kali kecepatan benda B.