Dalam permasalahan fisika, seringkali kita diajak untuk mengeksplorasi konsep dasar, seperti gravitasi, massa, dan kecepatan, melalui simulasi pelemparan benda. Dalam kasus ini, kita mencoba memahami apa yang terjadi ketika sebuah benda dengan massa 1 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s.
Membedah Permasalahan
Pertama, perlu kita pahami bahwa ini adalah permasalahan kinematika, bagian dari fisika yang mempelajari gerak tanpa mempertimbangkan penyebabnya. Pada kasus ini, kita harus mempertimbangkan dua konsep utama: kecepatan awal dan percepatan karena gravitasi. Kecepatan awal adalah kecepatan objek ketika pertama kali dilempar, dan dalam permasalahan ini diberikan bahwa kecepatan awalnya adalah 40 m/s. Selanjutnya, percepatan merupakan perubahan kecepatan dalam waktu tertentu. Di Bumi, percepatan karena gravitasi adalah sekitar -9.8 m/s^2 yang berlaku jika sebuah objek dilempar ke atas.
Menggunakan Rumus Kinematika
Dengan menggunakan rumus kinematika gerak lurus, kita dapat memprediksi berapa lama objek tersebut akan mencapai puncak tertinggi dan berapa tinggi puncak tersebut. Rumus yang digunakan adalah:
v_final = v_initial + (gravity x time) dan height_max = v_initial x time + (1/2) x gravity x time^2
Solusi
Menggunakan rumus di atas, kita dapat mencari berapa lama objek tersebut mencapai puncak (ketika kecepatan akhirnya menjadi 0) dan berapa tinggi puncak tersebut. Dengan menggantikan v_initial dengan 40 m/s, gravity dengan -9.8 m/s^2, dan v_final menjadi 0, kita menemukan bahwa time atau waktu yang dibutuhkan adalah sekitar 4.08 detik.
Untuk mencari ketinggian maksimum, kita menggunakan rumus kedua dan menggantikan variabel yang sesuai. Dengan demikian, ketinggian maksimum yang akan dicapai oleh objek tersebut adalah sekitar 81.6 meter.
Kesimpulan
Melalui pemahaman dasar kinematika gerak lurus dan penerapannya pada permasalahan yang diberikan, kita dapat memahami lebih baik bagaimana kecepatan awal dan gravitasi mempengaruhi gerakan vertikal sebuah objet. Dalam hal ini, benda dengan massa 1 kg yang dilempar dengan kecepatan awal 40 m/s akan mencapai ketinggian puncak sekitar 81.6 meter dalam waktu sekitar 4.08 detik.
