Waktu Lomba
1. **Menyatakan masalah:**
Seorang pelari mempercepat dari keadaan diam hingga kecepatan maksimum $v=11{,}0\ \text{m/s}$ dalam jarak $d_1=12{,}0\ \text{m}$ dengan percepatan konstan, lalu berlari dengan kecepatan konstan selama sisa jarak lomba 100 m.
2. **Rumus yang digunakan:**
Untuk percepatan konstan dari kecepatan awal $v_0=0$ hingga kecepatan akhir $v$, jarak tempuh $d_1$ dan percepatan $a$ berhubungan dengan rumus:
$$v^2 = v_0^2 + 2ad_1 \implies a = \frac{v^2}{2d_1}$$
Waktu untuk mencapai kecepatan maksimum:
$$t_1 = \frac{v - v_0}{a} = \frac{v}{a}$$
Waktu berlari dengan kecepatan konstan pada jarak sisa $d_2 = 100 - d_1$:
$$t_2 = \frac{d_2}{v}$$
Total waktu:
$$t = t_1 + t_2$$
3. **Menghitung percepatan $a$:**
$$a = \frac{11{,}0^2}{2 \times 12{,}0} = \frac{121}{24} = 5{,}04\ \text{m/s}^2$$
4. **Menghitung waktu percepatan $t_1$:**
$$t_1 = \frac{11{,}0}{5{,}04} = 2{,}18\ \text{s}$$
5. **Menghitung waktu berlari dengan kecepatan konstan $t_2$:**
$$d_2 = 100 - 12 = 88\ \text{m}$$
$$t_2 = \frac{88}{11{,}0} = 8{,}00\ \text{s}$$
6. **Total waktu lomba:**
$$t = 2{,}18 + 8{,}00 = 10{,}18\ \text{s}$$
---
7. **Bagian b: Mencari jarak percepatan baru $d_1'$ agar waktu total $t' = 10{,}0\ \text{s}$**
Misal jarak percepatan baru $d_1'$, percepatan baru:
$$a' = \frac{v^2}{2d_1'}$$
Waktu percepatan:
$$t_1' = \frac{v}{a'} = \frac{v}{\frac{v^2}{2d_1'}} = \frac{2d_1'}{v}$$
Waktu berlari dengan kecepatan konstan:
$$t_2' = \frac{100 - d_1'}{v}$$
Total waktu:
$$t' = t_1' + t_2' = \frac{2d_1'}{v} + \frac{100 - d_1'}{v} = \frac{d_1' + 100}{v}$$
8. **Menyelesaikan untuk $d_1'$:**
$$t' = \frac{d_1' + 100}{v} \implies d_1' + 100 = v t' \implies d_1' = v t' - 100$$
9. **Substitusi nilai:**
$$d_1' = 11{,}0 \times 10{,}0 - 100 = 110 - 100 = 10{,}0\ \text{m}$$
**Jawaban:**
a. Waktu yang dihabiskan untuk lomba adalah sekitar $10{,}18\ \text{s}$.
b. Untuk mencapai waktu $10{,}0\ \text{s}$, jarak percepatan harus dikurangi menjadi $10{,}0\ \text{m}$.