Gerak Parabola dan Rumus Fisikanya – Coba sobat amati laju dari sebuah proyektil perluru atau laju sebuah bola yang dilempar secara mendatar. Lihatlah di sana ada kekuatan gravitasi yang bekerja. Gaya gravitasi menarik proyektil atau bola ke arah bawah menyebabkan gerakan vertika jatuh ke bawah yang semakin lama semakin dipercepat. Menurut hukum newton tentang inersia, jika jumlah gaya yang bekerja pada suatu benda adalah nol, maka benda itu bisa diam atau bergerak dalam kecepatan tetap. Satu hal yang harus dipahami bahwa gaya gravitasi ini tidak pernah bisa mempengruhi kecepatan horisontal benda. Keduanya terpisah, antar gerak lurus beraturan arah horisontal dan gerak lurus berubah beraturan ke arah vertikal. Ketika kedua gerak ini bekerja pada benda yang sama maka timbulah gerak parabola. Jadi definisi gerak parabola adalah gerak yang terjadi akibat perpaduan antara geraka lurus beraturan dengan gerak lurus berubah beraturan. Amati grafik gerak parabola berikut:
Persamaan dalam Gerak parabola
Arah Horisontal (GLB)
karena kecepatan pada sumbu x (mendatar tetap)
V0x = Vx = V0 cos α = tetap….. [persamaan 1]
Arah Vertikal (GLBB)
dalam arah vertikal berlaku persamaan rumus seperti pada GLBB atau benda jatuh bebas. Ada perceptan yaitu gravitasi bumi (g = 9,8 ms-2)
Vy = V0 sin α – gt…. [persamaan 2]
dan tinggi y dapat cari dengan
Y = V0 sin α t – ½ gt2…. [persamaan 3]
Kecepatan dan Arah Gerak Benda Pada Titik Tertentu
Kecepatan benda yang mengalami gerak parabola
V = Vx2 + Vy2
Arahnya dapat ditentukan dengan arc tangen α
Tan α = Vy/Vx
Tinggi Maksimum (Titik Tertinggi) yang Dicapai
Gerak parabola akan mencapai titik tertinggi dan kemudian kembali turun. Pada titik tertinggi Vy = 0 ms-1 dan Vx tetap. Untuk memudahkan mengingat rumus titik maksimum sobat pahamkan bahwa titik tertinggi kecepatan pada sumbu y sama dengan 0
Vy = V0 sin α – gt
0 = V0 sin α – gt
t = V0 sin α/g (t maksimal)
dengan memasukkan (subtitusi) persamaan t maksimal ke persamaan tinggi (y) Y = V0 sin α t – ½ gt2 akan di dapat rumus tinggi maksimal dari gerak parabola
Ymaks = V0 sin α t – ½ gt2
Ymaks = V0 sin α V0 sin α/g – ½ g (V0 sin α/g)2
Ymaks = ½ V02sin2 α/g (y maksimal)
Jarak X Maksimal
Jarak x maksimal adalah jarak terjauh yang dicapai oleh benda yang mengalami gerak parabola pada sumbu x. Untuk mentukan nilainya sangat mudah. Cukup kalikan kecepatan Vx = V0 cos α dengan waktu. Berapa waktunya? Dengan mengamati grafik gerak parabola kita dapat dengan mudah tau bahwa t hingga benda sampai titik terjauh adalah 2 kali t maksimal = 2V0 sin α/g
Xmaks = V0 cos α. 2V0 sin α/g = [V02 2 sin α cos α]/g dengan mengingat rumus trigonometri sin 2α = 2 sin α cos α disimpulkan rumus
Xmaks = [V02 sin 2α ]/g
Contoh Soal
Sebuah bola sobat lempar dengan kecepatann 20 ms-1 dengn sudut kemiringan 15o. Tentukan tinggi maksimal dan jarak horisontal maksimal yang dicapai bola tersebut. (diketahui gravitasi = 10 ms-2)!
Jawaban
karena bola yang dilempar merupakan gerak parabola maka bisa menggunakan rumus
tinggi maksimal
Ymaks = ½ V02sin2 α/g = ½ 202 (sin 15)2/10 = 13,39756 m
jarak horisontal maksimal
Xmaks = [V02 sin 2α ]/g = 202 sin 30 /10 = 400.0,5/10 = 20 m
Contoh Gerak Parabola di Kehidupan Sehari-hari
Banyak sekali kita amati contoh gerak parabola di sekitar kita. Ketika sobat menendang bola dan bola tersebut dipengaruhi oleh gaya gravitasi maka muncul gerak parabola. Gerak pada proyektil peluru, mortir dari meriam, gerak saat kita lompat jauh, dan lain sebagainya. Okey sobat hitung, itu tadi rangkuman singkat gerak parabola beserta rumusnya. Selamat Belajar.