Pembahasan Soal UN Fisika 2016 tentang Gerak Parabola

Pembahasan soal UN Fisika 2016 tentang gerak parabola materi kelas XI IPA SMA.

Perhatikan gambar di bawah ini!

Dalam sebuah permainan golf, bola yang massanya 0,2 kg ( g = 10 m.s^-2 akan dimasukkan ke dalam lubang C seperti tampak pada gambar. Pemukul menyentuh bola dalam waktu 0,01 sekon dan lintasan B – C ditempuh bola dalam waktu 1 sekon. Gaya yang diperlukan pemain golf untuk memukul bola supaya tepat masuk ke dalam lubang C adalah ….
A. 20 N
B. 80 N
C. 120 N
D. 180 N
E. 200 N

Pembahasan :
Waktu yang dibutuhkan dari B ke C sama dengan waktu mendatar bola dari A ke C. Karena komponen kecepatan horisontalnya merupakan gerak lurus beraturan sehingga berlaku:
\begin{aligned}
x_{AC} &= v_o \cos \theta t \\
5 &= v_o \cos 60 \cdot 1 \\
5 &= v_o \cdot 0,5 \cdot 1 \\
5 &= 0,5 v_o \\
v_o &= 10 \quad \textrm{m/s}
\end{aligned}

Besar gaya yang diperlukan pemain golf untuk memukul bola dapat dicari menggunakan persamaan impuls :
I &= m\cdot \Delta v \\
F\cdot t &= m\cdot \Delta v \\
F\cdot 0,01 &= 0,2\cdot 10 \\
F &= \frac{2}{0,01} \\
F &= 200 \quad \textrm{N}
\end{aligned}