Pembahasan Soal OSK Fisika SMA 2014 (No 3)

Tulisan ini merupakan kelanjutan dari 2 tulisan sebelumnya pembahasan Soal OSK Fisika 2014. Mohon maaf jika solusi yang saya berikan cukup panjang, hal ini agar pembaca dapat memahami setiap detail dari konsep Fisis yang tertera dalam soal. Kita akan bersama-sama menyelesaikan soal No. 3. Berikut cuplikan gambar soal no 3.

Pembahasan
Soal ini akan kita jawab menggunakan 2 cara yang umum digunakan. Perbedaan dasar kedua cara ini terletak pada pemposisian sumby xy.

Cara 1

Dalam cara ini, sumbu xy akan kita tempatkan pada kondisi normal, sumbu x sejajar dengan horizontal dan sumbu y sejajar dengan vertikal.


Bola yang jatuh dari ketinggian h maka akan menumbuk permukaan bidang dengan kecepatan

Catatan: Gunakan persamaan gerakjatuh bebas untuk menemukan nilai di atas.
Karena bola datang pada bidang dengan sudut α terhadap garis normal (garis berwarna merah pada gambar), maka bola akan memantul dengan sudut α terhadap garis normal. Kecepatan awalnya juga sama besar dengan kecepatan sebelum menumbuk bidang yaitu

dengan sudut

Anggap bola memantul dari bidang dalam kordinat 0,0 dan menumbuk bidang pada jarak d dari titik awal.

Maka persamaan gerak parabola pada sumbu vertikal dirumuskan

Tanda negatif menandakan perubahan posisi  vertikal benda mengarah ke bawah.
Gerak parabola pada sumbu horizontal dirumuskan

Dengan membagi persamaan (2) dengan persamaan (3) akan kita peroleh

Dalam bentuk segitiga

maka :

Subtitusi persamaan (1) diperoleh

Sekarang kita akan mencari jarak d, Dari bentuk segitiga

Subtitusi persamaan (3) diperoleh

Dengan memasukkan nilai vo dan t diperoleh :

Cara 2

Dalam cara ini, sumbu xy akan kita tempatkan pada kondisi dimana sumbu x sejajar dengan bidang miring dan sumbu y tegak lurus dengan bidang.


Karena kondisi ini maka kita harus meninjau nilai percepatan gravitasi yang sejajar dengan bidang dan tegak lurus bidang:

dengan sudut

Sekarang kita akan meninjau bahwa bola memantul dengan kecepatan vo (sama besar seperti cara 1), hanya saja sudut pantulnya yaitu β.

Persamaan gerak parabola pada sumbu y adalah

Sekarang kita akan mencari nilai d dari persamaan parabola pada sumbu x

Dengan memasukkan nilai vo dan t diperoleh :

Sekian pembahasan soal kali ini, Mohon dikoreksi jika ada kekeliruan dengan memberikan komentar di bagian bawah posting ini.