Kecepatan Lemparan
1. Masalah ini meminta kita menentukan kecepatan awal $v_0$ yang diperlukan agar bola basket yang dilempar dengan sudut $55^\circ$ dapat mencapai jarak horizontal antara $d_1 = 1,0$ kaki dan $d_2 = 14$ kaki, dengan ketinggian awal $h_1 = 7,0$ kaki dan ketinggian akhir $h_2 = 10$ kaki.
2. Rumus gerak parabola yang digunakan adalah:
$$
y = y_0 + x \tan(\theta) - \frac{g x^2}{2 v_0^2 \cos^2(\theta)}
$$
di mana:
- $y$ adalah ketinggian akhir,
- $y_0$ adalah ketinggian awal,
- $x$ adalah jarak horizontal,
- $\theta$ adalah sudut lemparan,
- $g$ adalah percepatan gravitasi (sekitar 32,2 kaki/s$^2$),
- $v_0$ adalah kecepatan awal yang dicari.
3. Kita substitusi nilai yang diketahui untuk $x = d_2 = 14$ kaki dan $y = h_2 = 10$ kaki:
$$
10 = 7 + 14 \tan(55^\circ) - \frac{32.2 \times 14^2}{2 v_0^2 \cos^2(55^\circ)}
$$
4. Hitung nilai $\tan(55^\circ)$ dan $\cos(55^\circ)$:
$$
\tan(55^\circ) \approx 1.4281, \quad \cos(55^\circ) \approx 0.5736
$$
5. Substitusi nilai tersebut:
$$
10 = 7 + 14 \times 1.4281 - \frac{32.2 \times 196}{2 v_0^2 \times 0.5736^2}
$$
$$
10 = 7 + 19.9934 - \frac{6311.2}{2 v_0^2 \times 0.329}
$$
6. Sederhanakan:
$$
10 = 26.9934 - \frac{6311.2}{0.658 v_0^2}
$$
$$
\frac{6311.2}{0.658 v_0^2} = 26.9934 - 10 = 16.9934
$$
7. Hitung $v_0^2$:
$$
v_0^2 = \frac{6311.2}{0.658 \times 16.9934} \approx \frac{6311.2}{11.18} \approx 564.6
$$
8. Ambil akar kuadrat untuk mendapatkan $v_0$:
$$
v_0 = \sqrt{564.6} \approx 23.77 \text{ kaki/s}
$$
Jadi, kecepatan awal yang diperlukan adalah sekitar $23.77$ kaki per detik agar bola mencapai posisi foul shot dengan sudut $55^\circ$.