RumusHitung.com – Hai sobat hitung, Bagaimana kabar kalian? Semoga tetap semangat yaa… Pada kesempatan ini, rumushitung ingin mengajak kalian membahas materi tentang Rumus Gerak Jatuh Bebas. Pasti kalian pernah mendengarnya kan? Nah, materi ini pernah dipelajari pada SMA kelas 11. Di dalamnya memuat pengertian, rumus, dan contoh soal pada gerak jatuh bebas. Langsung saja, simak penjelasannya dibawah ini!
Contents
Pengertian Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas merupakan salah satu jenis gerak umum yang dapat diamati oleh setiap orang dalam kehidupan sehari-hari. Ketika kita menjatuhkan suatu benda, secara tidak sengaja kita bisa melihat gerakannya. Pada awalnya, suatu benda akan memiliki kecepatan rendah dan sampai akhir benda tersebut memperoleh kecepatan dan sebelum tumbukan benda tersebut mencapai kecepatan maksimumnya. Banyak faktor yang mempengaruhi kecepatan benda saat jatuh bebas. Nah, kita akan menangani gerakan jatuh bebas dan rumus jatuh bebas seperti itu dengan contoh pada artikel ini. Mari kita pelajari konsepnya!
Sejarah Gerak Jatuh bebas
Gerak jatuh bebas (GJB) mengacu pada situasi dalam fisika di mana satu-satunya gaya yang bekerja pada suatu benda adalah gravitasi. Gerak Jatuh bebas seperti istilahnya adalah sebuah benda yang jatuh bebas karena tarikan gravitasi bumi. Gerakan ini akan memiliki efek percepatan karena gravitasi. Jenis gerak ini akan mengikuti tiga persamaan gerak di bawah gravitasi.
Gerak parabola adalah kategori penting lain dari masalah jatuh bebas. Meskipun peristiwa ini terungkap di dunia tiga dimensi untuk tujuan fisika dasar, peristiwa ini dianggap sebagai dua dimensi di atas kertas.
Sifat yang sangat unik namun menarik dari percepatan gravitasi adalah semua massanya sama. Ini jauh dari fakta yang terbukti dengan sendirinya, sampai zaman Galileo Galilei. Itu karena pada kenyataannya gravitasi bukan satu-satunya gaya yang bekerja saat benda jatuh, dan efek hambatan udara cenderung menyebabkan benda yang lebih ringan berakselerasi lebih lambat. Ini adalah sesuatu yang kita semua perhatikan ketika membandingkan tingkat jatuhnya batu dan bulu.
Galileo melakukan eksperimen menarik ini di Menara Pisa yang “miring” dan membuktikan dengan menjatuhkan massa dengan bobot berbeda dari puncak menara bahwa percepatan gravitasi tidak bergantung pada massa benda.
Soal fisika jatuh bebas memiliki asumsi/kebenaran tidak adanya hambatan udara. Tetapi di dunia nyata, atmosfer bumi memberikan beberapa resistensi terhadap objek yang jatuh bebas. Dan juga partikel di udara bertabrakan dengan benda yang jatuh menghasilkan transformasi dan sebagian energi kinetiknya menjadi energi panas. Ini menghasilkan “gerakan yang lebih sedikit” atau kecepatan ke bawah yang mengalami peningkatan yang lebih lambat.
Rumus Gerak Jatuh Bebas
Bayangkan jika sebuah benda jatuh bebas selama t detik, dengan kecepatan akhir v, dari ketinggian h, karena gravitasi g. Maka, akan menghasilkan rumus sebagai berikut :
Dimana,
v = kecepatan akhir (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = jarak/tinggi (m)
t = waktu (sekon)
Rumus di atas dapat diturunkan dari rumus gerak biasa seperti yang diberikan di bawah ini dengan mensubstitusikan :
Kecepatan awal vₒ = 0
Jarak yang ditempuh s = h
Percepatan, a = g.
Kita dapat melihat rumus sebelum turunan sebagai berikut :
s = vₒ t + (1/2)at²
v² = vₒ² + 2as
v = vₒ + at
Gerak jatuh bebas adalah peristiwa tersendiri dari suatu benda dengan beberapa massa. Itu hanya tergantung pada ketinggian dari permukaan dan periode waktu di mana benda itu dilempar.
Baca juga : Rumus GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan) Versi RumusHitung
Contoh Soal dan Pembahasan
Contoh 1 : Sebuah jambu terlepas dari tangkainya dan jatuh ke tanah dalam waktu 8 detik. Berapa kecepatan buah jambu yang jatuh saat detik ke 5? (gravitasi = 10 m/s²)
Pembahasan :
Diketahui :
t = 5 sekon
g = 10 m/s²
Mencari kecepatan :
v = gt
v = 10(5) = 50 m/s
Jadi, kecepatan buah jambu jatuh pada detik ke 5 adalah 50 m/s.
Contoh 2 : Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 meter. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², berapa lama waktu yang diperlukan benda tersebut untuk mencapai tanah apabila gesekan udara dianggap tak ada?
Diketahui :
g = 10 m/s²
h = 20 meter
Mencari waktu :
h = (1/2)gt²
20 = (1/2)(10)t²
t² = 20/5
t = √4 = 2 detik
Jadi, lama waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai tanah adalah 2 detik.
Contoh 3 : Bola voli dijatuhkan dari ketinggian h di atas tanah. Jika kecepatan bola setelah sampai tanah sebesar 40 m/s, maka waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian 1/4 h dari tanah adalah…
Diketahui :
v = 30 m/s
g =10 m/s²
Mencari h :
v² = 2gh
40² = 2(10)h
1600 = 20h
h = 1600/20
h = 80 meter
Mencari 1/4 h :
(1/4)h = (1/4)80
= 20 meter
Mencari t pada ketinggian 1/4 h :
h = (1/2)gt²
20 = (1/2)(10)t²
20 = 5t²
t² = 20/5
t = √4 = 2 sekon
Jadi, waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian 1/4 h adalah 2 detik.
Itulah pembahasan mengenai rumus gerak jatuh bebas. Semoga bermanfaat dan sekian terima kasih.