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Fisika I. Gerak Dalam 2D/3D. Koefisien x, y dan z merupakan lokasi parikel dalam koordinat. Posisi partikel dalam koordinat kartesian diungkapkan sbb:

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Academic year: 2021

Membagikan "Fisika I. Gerak Dalam 2D/3D. Koefisien x, y dan z merupakan lokasi parikel dalam koordinat. Posisi partikel dalam koordinat kartesian diungkapkan sbb:"

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(7)

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n

La

ti

h

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n

b.b. P o si si P o si si p a rt ik e l p a rt ik e l p a d a p a d a sa a t sa a t t = 2 t = 2 d e ti k d e ti k c.c. K e ce p a ta n K e ce p a ta n ra ta ra ta --r a ta ra ta d a la m d a la m se la n g se la n g w a k tu w a k tu a n ta ra a n ta ra t= 0 t= 0 s a m p a i sa m p a i t= 3 t= 3 d e ti k d e ti k d . d . K e ce p a ta n K e ce p a ta n se sa a t se sa a t p a d a p a d a t= 2 t= 2 d e ti k d e ti k e . e . P e rc e p a ta n P e rc e p a ta n ra ta ra ta --r a ta ra ta d a la m d a la m se la n g se la n g w a k tu w a k tu a n ta ra a n ta ra t= 0 t= 0 sa m p a i sa m p a i t= 3 t= 3 d e ti k d e ti k f.f. P e rc e p a ta n P e rc e p a ta n se sa a t se sa a t p a d a p a d a t= 2 t= 2 d e ti k d e ti k

(9)

2 2 :5 7

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F

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(10)

2 2 :5 7

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F

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a

??

•• B e n d a B e n d a b e rg e ra k b e rg e ra k d e n g a n d e n g a n p e rc e p a ta n p e rc e p a ta n aa yy = = --g ( g ( g e ra k g e ra k ja tu h ja tu h b e b a s b e b a s ; y ; y p o si ti f p o si ti f ji k a ji k a g e ra k g e ra k k e a ta s k e a ta s) ) d a n d a n aa xx = 0 ( = 0 ( ti d a k ti d a k a d a a d a p e rc e p a ta n p e rc e p a ta n h o ri so n ta l h o ri so n ta l) .). •• P a d a P a d a ti ti k ti ti k a w a l a w a l (t = 0 ), (t = 0 ), p o si si p o si si xx 00 = y = y 00 = 0 , = 0 , k e ce p a ta n k e ce p a ta n a d a la h a d a la h vv 00

θ

=

co

s

v

v

v 0 v x0 v y0 θ

θ

=

θ

=

si

n

v

v

co

s

v

v

0 0 y 0 0 x A ra h h o ri so n ta l (x ) : A ra h h o ri so n ta l (x ) :

(

)

t

co

s

v

t

v

at

2

1

t

v

x

x

0 0 x 2 0 0

θ

=

=

+

+

=

(11)

2 2 :5 7

F

is

ik

a

F

is

ik

a

A ra h A ra h v e rt ik a l v e rt ik a l (y ) : (y ) : D a ri D a ri a ra h a ra h g e ra k g e ra k h o ri zo n ta l (x ) : h o ri zo n ta l (x ) :

(

)

2 0 2 0 y 2 0 0

gt

2

1

t

si

n

v

gt

2

1

t

v

at

2

1

t

v

y

y

θ

=

=

+

+

=

G

e

ra

k

G

e

ra

k

P

e

lu

ru

P

e

lu

ru

D a ri D a ri a ra h a ra h g e ra k g e ra k h o ri zo n ta l (x ) : h o ri zo n ta l (x ) :

(

)

(

)

θ = ⇒ θ = c o s v x t t c o s v x 0 0 S u b st it u si S u b st it u si t t k e k e d a la m d a la m y , y , m a k a m a k a d ip e ro le h d ip e ro le h ::

(

)

2 2 2 o 2 0 0 0 x c o s v 2 g x ta n c o s v x g 2 1 c o s v x si n v y       θ − θ =       θ − θ θ = y = a x + b x y = a x + b x 22 (p e rs . P a ra b o la ) (p e rs . P a ra b o la )

(12)

2 2 :5 7

F

is

ik

a

F

is

ik

a

G

e

ra

k

G

e

ra

k

P

e

lu

ru

P

e

lu

ru

B e ra p a k a h B e ra p a k a h ti ti k ti ti k te rt in g g i te rt in g g i y a n g y a n g b is a b is a d ic a p a i d ic a p a i ? ? ? ? v 0 v y0 h v xA v yA = 0

v

gt

v

0

gt

v

v

A 0 y 0 y y A

=

=

v x0 θ

g

v

t

0 y A

=

T it ik T it ik te rt in g g i te rt in g g i : y = : y = yy AA = h = h g 2 v g v 2 g g v h g t 2 1 t v y h y 2 0y 2 0 y 2 0y 2 A 0 y 0 A =       − = − + = =

(13)

2 2 :5 7

F

is

ik

a

F

is

ik

a

B e ra p a k a h B e ra p a k a h ti ti k ti ti k te rj a u h te rj a u h y a n g y a n g b is a b is a d ic a p a i d ic a p a i ? ? ? ?

(

)

t

c

o

s

v

t

v

x

t

v

x

x

0 0 x 0 x 0

θ

=

=

+

=

G

e

ra

k

G

e

ra

k

P

e

lu

ru

P

e

lu

ru

T it ik T it ik te rj a u h te rj a u h d ip e ro le h d ip e ro le h p a d a p a d a te m b a k a n te m b a k a n d e n g a n d e n g a n su d u t su d u t 4 5 4 5 °°°°°°°°

(14)

2 2 :5 7

F

is

ik

a

F

is

ik

a

G

e

ra

k

G

e

ra

k

P

e

lu

ru

P

e

lu

ru

S e se o ra n g S e se o ra n g m e le m p a rk a n m e le m p a rk a n b a tu b a tu d a ri d a ri a ta s a ta s g e d u n g g e d u n g d e n g a n d e n g a n su d u t su d u t 3 0 3 0 °°°°°°°° te rh a d a p te rh a d a p h o ri zo n ta l. h o ri zo n ta l. L e m p a ra n Le m p a ra n te rs e b u t te rs e b u t m e m b e ri k a n m e m b e ri k a n la ju la ju a w a l a w a l b a tu b a tu 2 0 2 0 m /s . m /s . Ji k a Ji k a ti n g g i ti n g g i g e d u n g g e d u n g 4 5 m , 4 5 m , te n tu k a n te n tu k a n :: (a ) (a ) w a k tu w a k tu y a n g y a n g d ib u tu h k a n d ib u tu h k a n b a tu b a tu u n tu k u n tu k sa m p a i sa m p a i k e k e ta n a h ta n a h (b ) (b ) k e ce p a ta n k e ce p a ta n b a tu b a tu se sa a t se sa a t se b e lu m se b e lu m sa m p a i sa m p a i k e k e ta n a h ta n a h (c ) (c ) k e ti n g g ia n k e ti n g g ia n m a k si m u m m a k si m u m y a n g y a n g d ic a p a i d ic a p a i Ji k a Ji k a p a d a p a d a sa a t sa a t m e le m p a r m e le m p a r a d a a d a a n g in a n g in y a n g y a n g b e rh e m b u s b e rh e m b u s se ca ra se ca ra h o ri zo n ta l h o ri zo n ta l se a ra h se a ra h d e n g a n d e n g a n g e ra k a n g e ra k a n b a tu b a tu , , d a n d a n m e n y e b a b k a n m e n y e b a b k a n b a tu b a tu d ip e rc e p a t d ip e rc e p a t d a la m d a la m a ra h a ra h h o ri zo n ta l h o ri zo n ta l se b e sa r se b e sa r 0 ,5 m /s , 0 ,5 m /s , m a k a m a k a te n tu k a n te n tu k a n se p e rt i se p e rt i (a ) (a ) d a n d a n (b ) (b )

(15)

2 2 :5 7

F

is

ik

a

F

is

ik

a

La

ti

h

a

n

La

ti

h

a

n

S e b u a h S e b u a h b o la b o la g o lf g o lf d ip u k u l d ip u k u l se h in g g a se h in g g a m e m il ik i m e m il ik i k e ce p a ta n k e ce p a ta n a w a l a w a l 1 5 0 1 5 0 m /s m /s p a d a p a d a su d u t su d u t 4 5 4 5 oo d e n g a n d e n g a n h o ri zo n ta l h o ri zo n ta l.. T e n tu k a n T e n tu k a n :: a . a . T in g g i T in g g i m a k si m u m m a k si m u m y a n g y a n g d a p a t d a p a t d ia la m i d ia la m i b o la b o la g o lf g o lf te rs e b u t te rs e b u t d a ri d a ri p e rm u k a a n p e rm u k a a n ta n a h ta n a h b . b . La m a La m a w a k tu w a k tu b o la b o la b e ra d a b e ra d a d i d i u d a ra u d a ra c.c. Ja ra k Ja ra k d a ri d a ri sa a t sa a t b o la b o la d ip u k u l d ip u k u l sa m p a i sa m p a i k e m b a li k e m b a li k e k e ta n a h ta n a h P e lu ru P e lu ru d it e m b a k k a n d it e m b a k k a n d e n g a n d e n g a n k e ce p a ta n k e ce p a ta n a w a l a w a l vv oo = ( 3 = ( 3 ii + 4 j ) m /s + 4 j ) m /s d a ri d a ri k e ti n g g ia n k e ti n g g ia n 1 0 m . 1 0 m . T e n tu k a n T e n tu k a n :: a . a . P o si si P o si si ti n g g i ti n g g i m a k si m u m m a k si m u m b . La m a b . La m a p e lu ru p e lu ru d i d i u d a ra u d a ra c. c. P o si si P o si si sa a t sa a t p e lu ru p e lu ru sa m p a i sa m p a i ta n a h ta n a h d . d . K e ce p a ta n K e ce p a ta n p e lu ru p e lu ru sa a t sa a t sa m p a i sa m p a i ta n a h ta n a h

(16)

G

e

ra

k

G

e

ra

k

M

e

li

n

g

k

a

r

M

e

li

n

g

k

a

r

2 2 :5 7

F

is

ik

a

F

is

ik

a

G

e

ra

k

m

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li

n

g

k

a

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a

d

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g

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ra

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p

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d

a

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id

a

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g

d

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n

g

a

n

li

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ta

sa

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ru

p

a

li

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g

k

a

ra

n

.

P

o

si

si

b

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d

a

d

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ri

g

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ra

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p

a

d

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id

a

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g

d

a

p

a

t

d

in

y

a

ta

k

a

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d

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la

m

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tu

k

v

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to

r

:

(

)

(

)

[

]

j

t

i

t

r

t

r

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si

n

ˆ

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s

)

(

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θ

ω

θ

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+

+

+

=

r

=

r

K

o

n

st

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n

ta

ω

m

e

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y

a

ta

k

a

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ce

p

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ta

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su

d

u

t,

θ

o

m

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y

a

ta

k

a

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su

d

u

t

a

w

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l,

d

a

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r

m

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y

a

ta

k

a

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v

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r

sa

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a

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d

a

ri

r(

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.

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m

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y

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ta

k

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ja

ri

-j

a

ri

li

n

ta

sa

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y

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g

b

e

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rn

y

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k

o

n

st

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n

.

P

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rl

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k

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r

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r

ˆ

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(

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r

[

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j

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r

t

r

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si

n

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co

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)

(

0 0 0

θ

θ

+

=

r

(17)

2 2 :5 7

F

is

ik

a

F

is

ik

a

G

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k

G

e

ra

k

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n

g

k

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M

e

li

n

g

k

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u

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r

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θ

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r

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θ

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p

o

si

si

a

w

a

l.

A

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u

ta

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n

b

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rl

a

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a

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a

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ja

ru

m

ja

m

.

r xo y o θo xo

U

n

tu

k

m

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u

d

a

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a

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p

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rh

it

u

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g

a

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d

a

la

m

m

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ca

ri

p

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rs

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a

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g

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ro

ta

si

,

su

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tu

p

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si

si

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t

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k

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ti

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k

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k

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h

ja

ra

k

d

a

ri

ti

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te

rs

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b

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t

te

rh

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d

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p

ti

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p

u

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k

o

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k

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m

b

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si

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f.

(18)

2 2 :5 7

F

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ik

a

F

is

ik

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G

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k

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M

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k

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k

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m

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y

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ta

k

a

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k

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d

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ti

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p

u

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o

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rd

in

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se

b

a

g

a

i

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n

g

si

w

a

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tu

d

a

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v

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to

r

sa

tu

a

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m

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y

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ta

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a

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ra

h

d

a

ri

v

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to

r

r(

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y

a

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g

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y

a

b

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b

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h

r

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r

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ˆ

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(

)

(

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r

m

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ta

k

a

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ra

h

d

a

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v

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to

r

r(

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y

a

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g

a

ra

h

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a

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ru

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te

rh

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a

p

w

a

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tu

.

r e r xo yo θo

U

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k

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g

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j

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a

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g

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b

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g

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ja

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ri

li

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ta

sa

n

r.

(19)

2 2 :5 7

F

is

ik

a

F

is

ik

a

G

e

ra

k

G

e

ra

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M

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g

k

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M

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li

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g

k

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K

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ra

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m

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li

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g

k

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ta

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a

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o

le

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(

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j

t

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r

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n

ˆ

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θ

ω

+

+

+

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r

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e

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r

d

t

t

r

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r

r

r

r

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r

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ip

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ro

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h

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j

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s

ω

ω

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j

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co

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n

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ω

ω

ω

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r

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ω

ω

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j

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r

r

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+

°

+

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n

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9

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(20)

2 2 :5 7

F

is

ik

a

F

is

ik

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G

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k

G

e

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M

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g

k

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M

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li

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(

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j

t

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t

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r

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si

n

ˆ

co

s

0 0

θ

ω

θ

ω

+

+

+

=

r

j

t

i

t

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9

0

si

n

(

ˆ )

9

0

co

s(

°

+

+

°

+

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ω

ω

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r

e r e θθθθ

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k

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m

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y

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ta

k

a

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ra

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te

g

a

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lu

ru

s

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g

a

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v

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tu

a

n

e

j

t

i

t

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co

s(

ˆ )

si

n

(

ω

ω

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r

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ta

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te

g

a

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lu

ru

s

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e

n

g

a

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v

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tu

a

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se

p

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rt

ip

a

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m

b

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g

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ik

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ce

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g

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k

m

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li

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g

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m

a

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g

a

n

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θ

ω

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r

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(21)

2 2 :5 7

F

is

ik

a

F

is

ik

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k

G

e

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g

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M

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li

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g

k

a

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g

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d

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m

ik

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b

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ce

p

a

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d

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g

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ra

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g

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v

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si

si

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A

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ri

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p

a

ta

n

m

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ru

p

a

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g

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s

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g

g

u

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d

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li

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ta

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li

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k

a

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.

e r e θθθθ

V

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to

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tu

a

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θθθθ

m

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y

a

ta

k

a

n

a

ra

h

te

g

a

k

lu

ru

s

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(25)

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•• K e ce p a ta n K e ce p a ta n su a tu su a tu b e n d a b e n d a b e rg e ra k b e rg e ra k ti d a k ti d a k a b so lu t a b so lu t, , b e rg a n tu n g b e rg a n tu n g p a d a p a d a sisi p e n g a m a t p e n g a m a t.. •• C o n to h C o n to h : : D u a D u a o ra n g o ra n g (A (A d a n d a n B ) y a n g B ) y a n g m e n a ik i m e n a ik i e sk a la to r e sk a la to r. . B B n a ik n a ik e sk a la to r e sk a la to r sa m b il sa m b il b e rj a la n b e rj a la n d e n g a n d e n g a n k e ce p a ta n k e ce p a ta n k o n st a n k o n st a n . . A d a A d a sa tu sa tu o ra n g o ra n g la g i la g i (C ) (C ) se b a g a i se b a g a i p e n g a m a t p e n g a m a t y a n g d ia m . y a n g d ia m . A B •• A : B A : B b e rg e ra k b e rg e ra k d e n g a n d e n g a n A B C •• A : B A : B b e rg e ra k b e rg e ra k d e n g a n d e n g a n k e c e p a ta n k e c e p a ta n n o rm a l n o rm a l •• C : B C : B l e b ih le b ih c e p a t c e p a t d a ri d a ri AA A A d a n d a n C C b e n a r b e n a r, , ka re n a ka re n a ituitu ke ce p a ta n ke ce p a ta n b e rs if a t b e rs if a t re la ti f re la ti f

(26)

2 2 :5 7

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C o n to h C o n to h la in la in

(27)

2 2 :5 7

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•• Ji k a Ji k a d u a d u a b u a h b u a h b e n d a b e n d a b e rg e ra k b e rg e ra k se g a ri s se g a ri s ((s e a ra h se a ra h a ta u a ta u b e rl a w a n a n b e rl a w a n a n ), ), m a k a m a k a k e ce p a ta n k e ce p a ta n re la ti f re la ti f h a n y a h a n y a ti n g g a l ti n g g a l m e n g u ra n g i m e n g u ra n g i a ta u a ta u m e n ju m la h k a n m e n ju m la h k a n .. •• C o n to h C o n to h : : 1 . 1 . se b u a h se b u a h m o b il m o b il A A d e n g a n d e n g a n k e ce p a ta n k e ce p a ta n 9 0 k m /j a m 9 0 k m /j a m m e n d a h u lu i m e n d a h u lu im o b il m o b il B B y a n g y a n g b e rg e ra k b e rg e ra k d e n g a n d e n g a n k e ce p a ta n k e ce p a ta n 6 0 k m /j a m , 6 0 k m /j a m , m a k a m a k a m o b il m o b il A A y a n g y a n g b e rg e ra k b e rg e ra k d e n g a n d e n g a n k e ce p a ta n k e ce p a ta n 6 0 k m /j a m , 6 0 k m /j a m , m a k a m a k a m o b il m o b il A A m e m il ik i m e m il ik ik e ce p a ta n k e ce p a ta n re la ti f re la ti f te rh a d a p te rh a d a p m o b il m o b il B B s e b e sa r se b e sa r 3 0 k m /j a m . 3 0 k m /j a m . 2 . 2 . S a m a S a m a d e n g a n d e n g a n n o . 1 , n o . 1 , n a m u n n a m u n k e d u a k e d u a m o b il m o b il b e rg e ra k b e rg e ra k b e rl a w a n a n b e rl a w a n a n a ra h a ra h , , m a k a m a k a m o b il m o b il A A m e m il ik i m e m il ik i k e ce p a ta n k e ce p a ta n re la ti f re la ti f te rh a d a p te rh a d a p m o b il m o b il B B s e b e sa r se b e sa r 1 5 0 k m /j a m . 1 5 0 k m /j a m . •• K e ce p a ta n K e ce p a ta n re la ti f re la ti f d it u li s d it u li s m e m b e ri k a n m e m b e ri k a n in d e k s in d e k s. .

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A B

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k e ce p a ta n k e ce p a ta n A A r e la ti f re la ti f te rh a d a p te rh a d a p BB

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k e ce p a ta n k e ce p a ta n B B r e la ti f re la ti f te rh a d a p te rh a d a p AA

(28)

2 2 :5 7

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S e b u a h S e b u a h p e ra h u p e ra h u b e rg e ra k b e rg e ra k k e k e u ta ra u ta ra (N)(N) m e n y e b e ra n g i m e n y e b e ra n g i su n g a i su n g a i d e n g a n d e n g a n k e ce p a ta n k e ce p a ta n 1 0 1 0 k m /j a m k m /j a m re la ti f re la ti f te rh a d a p te rh a d a p a ir a ir .. A ir A ir b e rg e ra k b e rg e ra k k e k e a ra h a ra h ti m u r ti m u r d e n g a n d e n g a n k e ce p a ta n k e ce p a ta n 55 k m /j a m k m /j a m re la ti f re la ti f te rh a d a p te rh a d a p b u m i b u m i.. B e ra p a k a h B e ra p a k a h k e ce p a ta n k e ce p a ta n re la ti f re la ti f p e ra h u p e ra h u te rh a d a p te rh a d a p p e n g a m a t p e n g a m a t y a n g y a n g b e rd ir i b e rd ir i d i d i p e la b u h a n p e la b u h a n ??

(29)

2 2 :5 7

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F

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1 . 1 . S e b u a h S e b u a h b e n d a b e n d a b e rg e ra k b e rg e ra k d a ri d a ri p o si si p o si si 0 0 d e n g a n d e n g a n p e rc e p a ta n p e rc e p a ta n ko n sta n ko n sta n p a d a p a d a b id a n g b id a n g x y x y . . P a d a P a d a t= 0 t= 0 ke ce p a ta n n y a ke ce p a ta n n y a a d a la h a d a la h : m /s , : m /s , d a n d a n p a d a p a d a t= 3 t= 3 b e n d a b e n d a b e rg e ra k b e rg e ra k d e n g a n d e n g a n ke ce p a ta n ke ce p a ta n : m /s : m /s T e n tu ka n T e n tu ka n p e rc e p a ta n p e rc e p a ta n b e n d a b e n d a te rs e b u t te rs e b u t d a n d a n ke ce p a ta n ke ce p a ta n se rta se rta p o si si p o si si b e n d a b e n d a p a d a p a d a se ti a p se ti a p sa a t sa a t j i ˆ 2 ˆ 3 − j i ˆ 7 ˆ 9 +

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2 . 2 . U n tu k U n tu k m e ro b o h ka n m e ro b o h ka n su a tu su a tu d in d in g d in d in g b u ki t b u ki t, , s e b u a h se b u a h g ra n a t g ra n a t d il e m p a rka n d il e m p a rka n d e n g a n d e n g a n ke ce p a ta n ke ce p a ta n a w a l a w a l 3 0 0 m /s 3 0 0 m /s d a n d a n su d u t su d u t 5 5 5 5 °°°°°°°° te rh a d a p te rh a d a p h o ri zo n ta l. h o ri zo n ta l. G ra n a t G ra n a t m e le d a k m e le d a k p a d a p a d a si si si si b u ki t b u ki t 4 2 4 2 d e ti k d e ti k se te la h se te la h d il e m p a rka n d il e m p a rka n . . P a d a P a d a p o si si p o si si x x d a n d a n y y b e ra p a b e ra p a g ra n a t g ra n a t te rs e b u t te rs e b u t m e le d a k m e le d a k , , re la ti f re la ti f te rh a d a p te rh a d a p ti ti k ti ti k a sa l a sa l.. 3 . 3 . S e b u a h S e b u a h o b je k o b je k p a d a p a d a su a tu su a tu p o si si p o si si te rte n tu te rte n tu m e m il iki m e m il iki p e rc e p a ta n p e rc e p a ta n a = 3 a = 3 j j m /s m /s 22 d a n d a n ke ce p a ta n ke ce p a ta n a w a l a w a l vv ii = 5 0 0 = 5 0 0 ii m /s . m /s . (a ) (a ) T e n tu ka n T e n tu ka n v e kto r v e kto r p o si si p o si si d a n d a n ke ce p a ta n ke ce p a ta n se b a g a i se b a g a if u n g si fu n g si w a ktu w a ktu . . (b ) (b ) T e n tu ka n T e n tu ka n ko o rd in a t ko o rd in a t p o si si p o si si d a n d a n la ju la ju p a d a p a d a t = 2 s t = 2 s

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