Fisika

Memahami Gerak Parabola

Untuk memahami gerak parabola terlebih dahulu kita perhatikan hasil perpaduan gerak dari sebuah benda yang melakukan dua gerakan langsung pada bidang datar. Misalnya, persamaan gerak pada :

Untuk mengetahui bentuk lintasan hasil perpaduannya terlebih dahulu kita lihat isi tabel di bawah ini!

( Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005)

Jika diambil nilai t yang berdekatan, maka grafik hasil perpaduan lintasan pada sumbu x dan sumbu y terlihat seperti di bawah ini.

( Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005)

Persamaan gerak pada sumbu x adalah persamaan gerak lurus beraturan. Persaman gerak pada sumbu y adalah persamaan gerak lurus berubah beraturan diperlambat. Ternyata gerak hasil perpaduannya berupa gerak parabola.

Untuk membahas gerak parabola, perhatikan dulu sketsa hasil pemotretan dua benda yang bergerak dari tempat yang sama.

( Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005)

Gambar diatas menunjukkan hasil pemotretan gerakan dua benda. Benda pertama jatuh bebas, sedangkan benda kedua dilempar dengan kecepatan awal v0 arah mendatar. Kedua benda jatuh ke bawah secara serempak. Gerakan arah vertikal mengikuti gerak lurus berubah beraturan dan gerak arah mendatar mengikuti gerak lurus beraturan. Lintasan yang dilalui oleh benda kedua adalah lintasan parabola.

Dalam tulisan berjudul Discources On Two New Sciences, Galileo mengemukakan sebuah ide yang sangat berguna dalam menganalisis gerak parabola. Dia menyatakan bahwa gerak parabola dapat dipandang sebagai perpaduan gerak lurus beraturan pada sumbu horizontal (sumbu x) dan gerak lurus berubah beraturan pada sumbu vertikal (sumbu y) secara terpisah.

Persamaan Gerak Parabola

Sobat pintar, lanjut ke topik selanjutnya...

Tiap gerakan ini tidak saling mempengaruhi tetapi gabungannya tetap menghasilkan gerak menuju ke bumi. Bagaimanakah bentuk persamaan gerak parabola tersebut? Perhatikan gambar berikut!

( Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005)

Gambar diatas merupakan sebuah benda yang dilempar dengan kecepatan awal v_o dan sudut kecondongan (sudut elevasi) sebesar (alfa) sehingga benda melakukan gerak parabola.

Jika kecepatan awal v_o diuraikan pada sumbu x dan sumbu y di dapat v_ox dan v_oy dimana :

Nah Sobat, untuk selanjutnya mari kita bahas dulu gerakan benda pada sumbu x dan sumbu yaaa...

Gerakan Benda pada Sumbu x dan Sumbu y

Gerak pada Sumbu x (Gerak Lurus Beraturan)

Kecepatan awal adalah 

Karena gerak pada sumbu x adalah gerak lurus beraturan, maka kecepatan setelah t adalah :

Perpindahan yang ditempuh setelah t adalah :

 

Gerak pada Sumbu y (Gerak Lurus Berubah Beraturan)

Gerak pada sumbu y selalu mendapatkan percepatan ay = -g dimana g adalah percepatan gravitasi.

Kecepatan setelah t adalah V_ty = V_oy – gt

Perpindahan yang ditempuh setelah t adalah

Tempat Kedudukan Setiap Saat (TK)

Tempat kedudukan benda setiap saat dinyatakan dengan koordinat TK = (X_t, Y_t)

Kecepatan dan Arah Kecepatan Setiap Saat

Kecepatan benda setiap saat merupakan resultan dari kecepatan benda pada arah sumbu x dan kecepatan benda pada arah sumbu y, sehingga kecepatan benda setiap saat :

Jika arah kecepatan benda setiap saat dinyatakan dengan B, maka :

Kedudukan Benda pada Gerak Parabola

1. Kedudukan Benda di Tempat Tertinggi

Pada saat benda berada di tempat tertinggi (di titik A) arah kecepatan mendatar sehingga :

Dengan demikian, waktu yang diperlukan untuk mencapai tempat tertinggi :

Pada saat benda mencapai tempat tertinggi, maka jarak mendatar yang ditempuh:

Tinggi maksimum yang dicapai :

2. Kedudukan Benda di Tempat Terjauh

Pada saat benda di tempat terjauh (di titik B) maka Yt = 0

Waktu yang diperlukan oleh sebuah benda untuk mencapai tempat terjauh :

Nilai tersebut dua kali dari nilai waktu yang diperlukan benda untuk mencapai tempat tertinggi. Jarak mendatar yang ditempuh pada saat mencapai tempat terjauh :

Penerapan Gerak Parabola dalam Kehidupan

Sobat pintar, mengapa sih kok kita perlu mempelajari konsep gerak parabolah?

Ternyata, gerak parabola ini banyak sekali loh penerapan nya dalam kehidupan sehari-hari.

Gerak parabola atau dikenal dengan sebutan gerak peluru karena gerak ini mirip dengan peluru yang ditembakkan yang dipengaruhi oleh percepatan gravitasi yang menyebabkan gerak benda tersebut menjadi melengkung. Pada gerakan parabola ini gesekan antara benda dan udara di abaikan.

• Benda yang bergerak dengan sudut elevasi tertentu yang mencapai sumbu-y kemudian turun kembali
• Benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu dengan keadaan benda tersebut ikut bergerak sebelum dijatuhkan sehingga benda memiliki kecepatan arah-x.

1.

Jawablah pertanyaan berikut!

Redy melempar bola basket dengan kecepatan 20 m/s dan sudut elevasi 30 ^o. Waktu yang dibutuhkan bola basket untuk sampai dititik tertinggi adalah… (g = 10 m/s²)

A. 1 sekon
B. 2 sekon
C. 3 sekon
D. 4 sekon
E. 5 sekon

2.

Kerjakan soal berikut ini dengan tepat!

Jika sebuah selang air menyemprotkan air ke atas dengan kecepatan 10 m/s pada sudut 37^o berapakah jarak tempuh maksimum air tersebut.

A. 3,6 meter
B. 4,2 meter
C. 5,6 meter
D. 7,8 meter
E. 9,6 meter

3.

Kerjakan soal berikut ini dengan benar!

Bila sebuah bola dilempar dengan sudut elevasi 53 derajat dan kecepatan awalnya 5 m/s, berapa jarak maksimumnya?

A. 2,4 m
B. 3,2 m
C. 4,2 m
D. 5 m
E. 6,3 m

4.

Kerjakan soal berikut ini dengan benar!

Dedi melempar bola basket dengan kecepatan 20 m/s yang membentuk sudut elevasi 30^o. Berapakah waktu yang dibutuhkan bola basket untuk sampai dititik tertinggi ? (g = 10 m/s).

A. 1 sekon
B. 2 sekon
C. 4 sekon
D. 8 sekon
E. 10 sekon

5.

Kerjakan soal berikut ini dengan benar!

Dimas menendang bola dengan kecepatan awal 5 m/s dan membentuk sudut 37^o. Berapakah ketinggian maksimum dari tendangan bola dimas ?

A. 0,36
B. 0,45
C. 0,67
D. 0,23
E. 0,47