Home / Fisika / gerak parabola

Gerak Parabola

  • 6 min read
Loading...

Penulis : Jehnsen Hirena Kane, Mahasiswa FMIPA Jurusan Fisika UI 2016

Pengertian Gerak Parabola

Gerak parabola banyak disebut juga sebagai gerak peluru, gerak yang lintasannya mirip dengan parabola bukan gerak lurus. Gerak parabola juga meripakan gabungan dari gerak lurus beraturan ( GLB ) dan gerak lurus berubah beraturan ( GLBB ).

Saat kita berlari di jalanan yang datar, kita melakukan gerak horizontal. Kemudian apa bila kita diam dan meloncat ke atas, kita melakukan gerak vertikal.

Bagaimana jika kamu melakukan gerak horizontal dan vertikal secara bersamaan, kamu berlari kemudian meloncat, apa nama gerak yang kamu lakukan? Ya betul, gerak parabola. Tanpa kamu sadari gerak parabola ini tak pernah sekalipun absen dari kehidupan kamu.

Mulai dari air yang jatuh dari shower, bola basket yang dilemparkan oleh pemain NBA, sampai dengan peluru yang dilemparkan oleh meriam pun melakukan gerak parabola. Ciri utama gerak parabola adalah bentuk melengkungnya, seperti pada gambar di bawah ini:

Loading...
width="696" height="456" class="wp-image-2013" src="https://bacaboy.com/wp-content/uploads/2020/04/word-image-38.png" alt="gerak parabola" srcset="https://bacaboy.com/wp-content/uploads/2020/04/word-image-38.png 696w, https://bacaboy.com/wp-content/uploads/2020/04/word-image-38-300x197.png 300w" sizes="(max-width: 696px) 100vw, 696px" />
gerak parabola ( source : physics for scientist and engineer )

Dengan:

  • gs 1adalah komponen kecepatan awal objek terhadap sumbu x dengan i merupakan singkatan dari initial.
  •  gs 2adalah komponen kecepatan awal objek terhadap sumbu y.
  •  gs 3adalah komponen kecepatan objek terhadap sumbu y.
  •  gs 4adalah sudut awal antara arah gerak objek dengan sumbu x.
  •  gs 5adalah sudut elevasi, sudut antara arah gerak objek dengan sumbu x.

Rumus

Pada gerak parabola, komponen – komponennya dapat dirumuskan sebagai berikut:

rumus 1

Dengan:

  • gs 6adalah kecepatan awal objek
  •  gs 7adalah kecepatan total pada waktu t
  •  gs 8adalah percepatan gravitasi
  • t adalah lama waktu objek mengalami gerak parabola

Komponen – komponen gerak parabola tersebut dapat kita gunakan untuk memperoleh persamaan gerak parabola, seperti:

rumus 2

Dengan

  • x adalah perpindahan objek terhadap sumbu x atau jarak yang sudah ditempuh objek.
  • y adalah ketinggian objek pada waktu tertentu.

Gerak parabola seperti pada gambar di atas, akan mudah kita analisa apabila kita mengambil tiga asumsi, diantaranya:

  1. Percepatan yang terjadi pada objek selalu konstan sepanjang jalur gerak objek dan selalu mengarah ke bawah.
  2. Gaya gesek yang disebabkan dengan udara dapat diabaikan atau dianggap nol

Dengan asumsi ini, jalur gerak objek akan selalu berbentuk parabola. Asumsi ini akan selalu digunakan selama pembahasan pada artikel ini.

Contoh Soal Latihan

  1. Seorang pemain baseball melempar bolanya dengan sangat kencang, alat pengukur kecepatan mendeteksi kecepatan bola tersebut adalah 50 m/s. Apabila bola tersebut dilempar dengan sudut elevasi sebesar 45o dan percepatan gravitasinya adalah 10 m/s2, berapakah jarak yang ditempuh oleh bola ketika bola kembali ke ketinggian yang sama seperti saat dilempar?

Diketahui

Ditanya

Berapa jarak yang ditempuh ( oleh bola tersebut?

Jawab

Pada kasus ini kita perlu meninjau kembali data apa saja yang kita perlukan untuk mendapatkan jawaban yang diinginkan, perhatikan persamaan berikut:

rumus 3

Untuk mencari tahu jarak tempuh kita perlu mengetahui komponen kecepatan bola terhadap sumbu x dan waktu yang dibutuhkan bola untuk kembali ke ketinggian awal saat sebelum dilempar.

rumus 3
rumus 4

Sedangkan untuk mencari waktu, kita perlu ingat bahwa waktu total benda di udara adalah dua kali waktu benda mencapai puncak jalur parabola, dengan kata lain:

Perlu diingat bahwa di puncak, komponen kecepatan pada sumbu y harus bernilai nol, karenanya:

Loading...
rumus 5

Sehingga jarak yang ditempuh bola tersebut adalah:

rumus 6

Kamu akan mendapatkan hasil yang sama menggunakan persamaan

rumus 7

2. Berapakah ketinggian maksimum yang diperoleh oleh bola pada soal nomor 1? Apa yang terjadi pada ketinggian bola apabila gravitasi melemah ataupun menguat?

Diketahui

rumus 6

Ditanya

  • Berapa ketinggian maksimum yang bisa dicapai bola tersebut?
  • Apa pengaruh gravitas yang menguat ataupun melemah terhadap ketinggian maksimum yang dapat dicapai bola?

Jawab

Pada kasus sederhana seperti ini, kita hanya perlu menggunakan persamaan di bawah ini:

Nilai ketinggian dapat diperoleh langsung dengan persamaan:

rumus 8

Apabila gravitas menguat, waktu dan ketinggian maksimum yang bisa dicapai bola akan berkurang, dan vice versa

3. Pada masa kejayaan bajak laut pada tahun 1660 – 1830, bajak laut sering kali menyerang kota – kota pelabuhan di dekat Laut Karibia. Suatu ketika bajak laut menyerang kota pelabuhan A yang memiliki sistem pertahanan seperti pada gambar di bawah ini.

kapal laut
(gambar diambil dari fundamental of physics )

Agar meriam dapat menembak ujung kepala kapal bajak laut yang berjarak 560 meter dari meriam, operator meriam harus menembakkan meriam dengan sudut elevasi tertentu. Tentukan nilai sudut elevasi tersebut apabila kecepatan peluru yang ditembakkan adalah 82 m/s dan percepatan gravitasinya 10 m/s2!

Diketahui

rumus 9

Ditanya

Berapa nilai sudut elevasi yang dibutuhkan untuk menembak kapal bajak laut tersebut?

Jawab

Pada kasus ini kamu perlu memperhatikan bahwa sebenarnya kita ingin membuat peluru meriam jatuh pas di ujung kapal bajak laut yang merupakan titik dengan ketinggian yang sama dengan meriam, dengan kata lain kita menginginkan agar = 560.

Menggunakan persamaan yang diberikan pada soal nomor satu:

rumus 10

Daftar Pustaka

[1] Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2016). Principles of Physics Extended, International Student Version. India: Wiley India Pvt. Ltd

[2] Serway, R. A., & Jewett, J. W. (1996). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics 9th. International Edition (Brooks/Cole Publishing Co., Pacific Grove, CA, USA, 2011)

Baca juga:

Loading...