Berapa kecepatan tumbukan vertikal sebuah benih setelah diluncurkan secara horizontal dari ketinggian 1 m?

Pertanyaan

Tekanan meningkat tajam di dalam buah mentimun yang menyemprotkan (Ecballium elaterium) saat matang. Saat disentuh, buah terlepas dari tangkainya dan mengeluarkan biji beserta cairan dalamnya.

Asumsikan benih meninggalkan buah 1 m di atas tanah dengan kecepatan awal 11 m/s relatif terhadap tanah, pada berbagai sudut terhadap horizontal. Abaikan hambatan udara dan angin; ambil g = 10 m/s². Satu biji bermassa 0,07 g dan dikeluarkan secara mendatar. Tentukan besar kecepatan vertikalnya sesaat sebelum menyentuh tanah. Berikan jawabannya dalam m/s, dibulatkan ke satu tempat desimal.

Penjelasan

Benih diluncurkan secara horizontal, sehingga kecepatan vertikal awalnya adalah v₀y = 0. Untuk jatuh melalui ketinggian h tanpa hambatan udara:

vᵧ² = v₀y² + 2gh = 2gh.

Menggunakan h = 1 m dan g = 10 m/s²:

|vᵧ| = √20 ≈ 4,472 m/s ≈ 4,5 m/s.

Kecepatan horizontal 11 m/s dan massa benih tidak mempengaruhi komponen vertikal ini.