Perpanjangan Pegas dan Gerak Balon

Halo semuanya! Mari kita bedah soal fisika ini. Kita punya pegas vertikal dengan konstanta sembilan puluh Newton per meter yang diikatkan pada balon berisi helium. Kita akan mencari perpanjangan pegas dan waktu tempuh balon saat terlepas.

Mari kita catat data yang diketahui. Konstanta pegas ka sama dengan sembilan puluh Newton per meter. Massa balon nol koma nol nol dua kilogram, volumenya lima meter kubik. Massa jenis helium nol koma satu delapan kilogram per meter kubik, massa jenis udara satu koma dua kilogram per meter kubik, dan gravitasi sembilan koma delapan meter per sekon kuadrat.

Untuk bagian a, pada kondisi kesetimbangan pegas, jumlah gaya atau sigma ef sama dengan nol. Gaya Archimedes ef a bekerja ke atas, diimbangi oleh berat total we total dan gaya pegas ef pe yang menarik ke bawah. Rumusnya adalah rho u dikali ve dikali ge sama dengan em total dikali ge ditambah ka dikali el.

Kita hitung nilainya. Gaya Archimedes ef a adalah lima puluh delapan koma delapan Newton. Massa total sistem adalah nol koma sembilan nol dua kilogram, sehingga berat totalnya delapan koma delapan empat Newton. Setelah disubstitusi ke persamaan, kita peroleh perpanjangan pegas el sekitar nol koma lima lima lima meter.

Bagian b, saat balon terlepas, gaya pegas hilang. Berdasarkan hukum kedua Newton, sigma ef sama dengan massa total dikali percepatan a. Selisih gaya Archimedes dan gaya berat adalah nol koma sembilan nol dua dikali a. Hasilnya, percepatan balon a adalah lima puluh lima koma tiga sembilan meter per sekon kuadrat ke arah atas.

Selanjutnya kita gunakan konsep gerak lurus berubah beraturan. Rumus ketinggian ha sama dengan ve nol dikali te ditambah setengah dikali a dikali te kuadrat. Dengan ha seribu lima ratus meter, kita dapatkan te sama dengan akar dari lima puluh empat koma satu enam, atau sekitar tujuh koma tiga enam sekon.

Kesimpulannya, perpanjangan pegas el adalah nol koma lima lima lima meter dan waktu yang dibutuhkan balon hingga pecah adalah tujuh koma tiga enam sekon. Terima kasih sudah menonton, sampai jumpa di soal berikutnya!