Dokumen tersebut membahas tentang gerak dalam dua dan tiga dimensi, termasuk vektor posisi, vektor kecepatan, percepatan, gerak melingkar, dan kecepatan relatif. Beberapa contoh soal dan penyelesaiannya juga diberikan untuk mengilustrasikan konsep-konsep gerak tersebut.
4. Contoh
• Menghitung kecepatan rata – rata dan kecepatan sesaat ,
diberikan dua persamaan posisi
x = 2,0 m – (0,25 m/s2)t2
y = (1,0 m/s)t + (0,025 m/s3)t3
a. Carilah koordinat mobil dan jaraknya pada waktu t = 2,0 s
b. Carilah perpindahan mobil dan kecepatan rata – rata
selama selang waktu dari t = 0,0 s sampai t = 2,0 s
c. Turunkan persamaan umum vektor kecepatan sesaat dari
mobil dan carilah kecepatan sesaat pada t = 2,0 s .
Nyatakan kecepatan sesaat dalam bentuk komponen dan
juga dalam bentuk besar dan arah
6. Contoh
• Hitung percepatan rata – rata dan percepatan sesaat
komponen – komponen kecepatan sesaatnya pada
waktu t adalah :
• Dan bahwa vektor kecepatannya adalah
7. • Carilah komponen
– komponen
percepatan rata –
rata pada selang
waktu t = 0,0 s
sampai t = 2,0 s
• Carilah
percepatan sesaat
pada t = 2,0 s
9. Contoh
• Menghitung komponen pararel dan tegak lurus dari
percepatan
• Carilah komponen – komponen pararel dan tegak
lurus dari percepatannya pada t = 2,0 s
a sejajar = a cos = 0,58 cos 21= 0,54 m/s2
A tegak lurus = a sin = 0,58 sin 21 = 0,21 m/s2
11. Persamaan untuk Gerak Peluru
• x = (v0 cos 0)t
• y = (v0 sin 0) t – ½ gt2
• vx= v0 cos 0
• vy= v0 sin 0 – gt
12. Contoh
• Sebuah motor berada di tepi jurang,
kecepatan motor tersebut 9,0 m/s tentukan
posisi sepeda motor tersebut, jarak dari tepi
jurang dan kecepatan setelah 0,5 s
13. Contoh
• Seorang pemain baseball memukul bola dengan
tongkat pemukul dengan kelajuan v0 = 37 m/s
pada sudut awal 0 = 53,1o dengan g = 9,8 m/s2
• Carilah posisi bola , besar dan arah kecepatanya
pada saat t = 2,00 s
• Carilah waktu ketika bola mencapai titik tertinggi
lambungannya dan cari tinggi h pada titik
tersebut
• Cari rentang horizontal R yaitu jarak horizontal
dari titik awal ke titik tempat bola menyentuh
tanah
14. Contoh
• Tinggi dan rentang peluru, untuk peluru yang
dilontarkan dengan laju v0 pada sudut awal 0
(antara 0 – 90o). Turunkan persamaan umum
untuk tinggi maksimum h dan rentang
horizontal R. untuk v0 yang diketahui
berapakah nilai0 yang memberikan tinggi
maksimum berapa nilai rentang horizontal
maksimum
15. Contoh
• Anda melemparkan balon air dari jendela yang
berada 8,0 m diatas tanah. Saat balon air
meninggalkan tangan anda, balon ini bergerak
dengan kecepatan 10,0 m/s pada sudut 20o
dibawah horizontal. Berapa jauh jarak
horizontal dari jendela balon ini akan
menyentuh tanah? Abaikan hambatan udara
17. Contoh
• Sebuah mobil memiliki kecepatan lateral
sebesar 0,87 g yaitu (0,87) (9,8) = 8,5 m/s2. hal
ini menyatakan percepatan sentripetal
maksimum yang dapat dicapai tanpa
tergelincir keluar lintasan. Jika mobil tersebut
melintas dengan laju konsatan 40 m/s berapa
jari – jari kelengkungan maksimum yang dapat
dilintasi
18. Contoh
• Dalam wahana putar di karnaval, penumpang
bergerak dengan laju konsatan dalam sebuah
lingkaran berjari jari 5,0 m. mereka
menyelesaikan satu putaran dalam 4,0 sekon.
Berapa percepatannya?
19. Gerak Melingkar Non Homogen
• Pada gerak melingkar non homogen adanya
percepatan tangensial dimana arahnya selalu
tegak lurus terhadap percepatan radial.
Dikatakan non homogen karena terjadinya
perubahan kecepatan sehingga memunculkan
percepatan tangensial
20. Kecepatan Relatif
• Jika ada dua pengamat yang satu diam dan
yang satunya bergerak, sedang
memperhatikan sebuah objek yang bergerak
atau diam maka kecepatan yang didapat oleh
pengamat diam dan bergerak akan berbeda
21. Contoh
• Anda sedang mengendarai mobil ke utara
pada jalan lurus dengan kecepatan konstan 88
km/jam. Sebuah truk melintas dengan
kecepatan 104 km/jam menghampiri anda
dari arah yang berlawanan
a. Berapa kecepatan truk relatif terhadap anda
b. Berapa kecepatan anda relatif terhadap truk
c. Bagaimana perubahan kecepatan relatif ini
setelah anda dan truk berpapasan
22. Contoh
• Kompas sebuah pesawat terbang
menunjukkan bahwa arah pesawat ke utara
dan indikator kecepatannya menujukkan
bahwa pesawat bergerak menembus udara
pada 240 km/jam. Jika angina bergerak 100
km/jam dari barat ke timur, berapa kecepatan
pesawat terbang relative terhadap bumi
Editor's Notes
X = 2,0 m – (0,25m/s2) (2,0 s)2 = 1,0 m
Y = (1,0 m/s)(2,0s) + (0,025m/s3) (2,0 s)3 = 2,2 m
r = (x2+y2 )1/2 =(1,02+2,22 )1/2= 2,4 m
r = xi + yj = [2,0 m – (0,25m/s2) t2]i + [(1,0 m/s)t + (0,025m/s3) t3]j
pada saat t = 0 maka r0 = (2,0 m)i + (0,0m)j
pada saat t = 2 maka r2 = (1,0m) i + (2,2 m) j
sehingga r = r2 - r0 = (1,0m) i + (2,2 m) j -(2,0 m)i + (0,0m)j
r = (-1,0 m)I + (2,2 m)j
Kecepatan rata rata mobil
vrt = r / t = (-1,0 m)i + (2,2 m)j / 2,0 – 0 = (-0,5m)i + (1,1 m)j
vx = dx/ dt = (-0,25m/s2)(2t)
vy = dy/ dt = (1,0 m/s) + (0,025 m/s3) (3t2)
maka vektor kecepatan adalah :
v = vx i + vy j = (-0,50m/s2)t + [(1,0 m/s) + (0,075 m/s3) t2]j
saat t = 2 maka vx =(-0,50m/s2)(2 S) = =-1,0 m/s
saat t = 2 maka vy =(1,0 m/s) + (0,075 m/s3) (2 s2)=1,3 m/s
besar kecepataan sesaat pada t = 2,0 s adalah
v = (vx2 + vy2)1/2 =[(-1,0)2 + (1,3)2]1/2 = 1,6 m/s
tan = vy/ vx = 1,3 /-1,0 = -1,3 128o
X = Vox t = 9 x 0,5 = 4,5 m
Y = Voy t – ½ gt2 = vo sin - ½ (9,8) (0,5)2 = -1,2
r = (x2 + y2)1/2 = 4,52 + (-1,2)2 =4,7 m
Cari vox dan voy
Cari x glb dan y glbb
Cari vx = vox dan vy = voy – gt dan cari v total dan sudut
b. Cari t = voy / g v pada titik tertinggi sama dengan 0
Hitung h = voy t – ½ gt2
Cari t2 saat sampai tanah t2 = 2 voy / g
Cari R = vox t2 =
Vy = vo sin - gt = 0 , t = vo sin /g
h = voy t – ½ gt2 =vosin (vo sin /g) – ½ g (vo sin /g)2 =vo2 sin2 /2g
Syarat mencapai jarak terjauh y = 0
h = voy t – ½ gt2 maka vo sin t – ½ gt2 =0
R = vo cos ( 2 vo sin /g) =vo2 sin2 /g
Di pecahkan dari akar persamaan ½ gt2 – (vo sin)t + y = 0
Selesaikan dengan rumus abc
misalkan anda Y, truk T dan bumi E serta misalkan arah positif ke utara , maka vY/E= + 88 km / jam truk menghampiri anda jadi truk ini bergerak ke selatan yang memberikan vT/E = - 104 km / jam. Kita akan mencari vT/Y, maka
vT/E = vT/Y +vY/E
vT/Y = vT/E - vY/E = - 104 – 88 = -192 km/jam , truk bergerak ke utara relative terhadap anda
kecepatan anda terhadap truk nilai sama hanya berbeda arah = + 192 km/jam
P = pesawat
A = udara
E = bumi
vP/A = 240 ke utara
vA/E = 100 ke timur
Maka vP/E = vP/A + vA/E = 2402 + 1002 = 260
Sudut = 100/240 = 23 ke timur dari utara