Question

Sebuah batu bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 15 m di atas tanah. Hitunglah usaha yang dilakukan gaya berat pada saat ketinggian batu 13 m! (g = 10 m/s²) Jawab: ​

Answer 1

Jawab: 40 Joules

Penjelasan dengan langkah-langkah:

Usaha (W) = Gaya (F) × Jarak (d) × cos(θ)

Di mana:

- Gaya (F) adalah gaya berat, yang dapat dihitung sebagai massa (m) dikali percepatan gravitasi (g). F = m * g.

- Jarak (d) adalah perubahan ketinggian, yaitu 15 m - 13 m = 2 m.

- θ adalah sudut antara gaya dan perpindahan. Pada kasus jatuh bebas, gaya berat selalu berada dalam arah vertikal, dan perpindahan juga dalam arah vertikal, sehingga cos(θ) = 1.

Dalam hal ini, kita sudah diberikan massa batu (m) sebesar 2 kg dan percepatan gravitasi (g) sebesar 10 m/s².

1. Hitung gaya berat (F):

F = m * g

F = 2 kg * 10 m/s²

F = 20 N

2. Hitung usaha (W):

W = F * d * cos(θ)

W = 20 N * 2 m * 1

W = 40 joule (J)

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya berat pada saat ketinggian batu 13 m adalah 40 joule.

Answer 2

Diketahui:

- Massa batu (m) = 2 kg

- Ketinggian awal batu (h1) = 15 m

- Ketinggian akhir batu (h2) = 13 m

- Gravitasi (g) = 10 m/s²

Penyelesaian:

1. Hitung gaya berat:

Gaya berat = massa × percepatan gravitasi

= m × g

= 2 kg × 10 m/s²

= 20 N

2. Hitung selisih ketinggian:

Jarak = ketinggian awal - ketinggian akhir

= h1 - h2

= 15 m - 13 m

= 2 m

3. Hitung usaha:

Usaha = gaya × jarak × cos(θ)

= 20 N × 2 m × 1

= 40 Joule

Kesimpulan:

Dari perhitungan di atas, diperoleh hasil bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya berat pada saat batu berada pada ketinggian 13 m adalah sebesar 40 Joule. Ini berarti gaya berat melakukan usaha sebesar 40 Joule ketika batu jatuh dari ketinggian 15 m dan mencapai ketinggian 13 m di atas tanah.