Gerak Parabola

Gerak Parabola 

Pernahkah Anda mendengar kata parabola. Jika pernah, mungkin Anda akan membayangkan sesuatu yang melengkung atau mungkin ada bayangan lain. Dalam fisika gerak parabola identik dengan lintasan melengkung suatu benda yang bergerak. Apa maksudnya lintasan yang melengkung?

Pernahkah Anda

Mengapa lintasan yang dibentuk bola cenderung melengkung? Mengapa tidak berupa garis lurus saja? 

Sebenarnya apa yang menyebabkan lintasan bola menjadi melengkung? Ya. Itu akibat adanya percepatan gravitasi ke arah bawah (pusat bumi). Gerak melengkung yang demikian dinamakan gerak parabola. Dengan kata lain, kecepatan bola akan senantiasa berkurang selama ia bergerak ke atas. Namun ada saatnya di mana ia akan mulai bergerak ke arah bawah. Saat ia mulai berbalik arah ke bawah adalah di titik puncak parabola.

Dalam mengerjakan berbagai soal tentang parabola, kita akan menggunakan cara menguraikan gerak benda menjadi gerak arah horizontal (sumbu x) dan gerak arah vertikal (sumbu y).

1. Semisal bola tersebut ditendang sehingga memiliki kecepatan awal 50 m/s dengan sudut 60° terhadap sumbu x. Berapakah kecepatan awal arah vertikal dan horizontalnya?

Jawaban :

Dengan menggunakan penguraian vektor kita dapatkan bahwa
Vx=Vo.cos 60°
Voy=Vo.Sin 60°

2. Sebuah peluru dilontarkan dengan sudut 30° dari sumbu x sehingga memiliki kecepatan awal 50 m/s.berapakah waktu yang diperlukan peluru untuk sampai di titik tertinggi? (g=10/s/s)

Jawaban :
Langkah pertama yang harus kita lakukan adalah menguraikan kecepatan awal benda (Vo=50m/s)
Menjadi kecepatan arah sumbu x dan y.
Dalam soal ini ditanyakan waktu untuk mencapai titik tertinggi (Waktu untuk mencapai jarak vertikal tertinggi). Oleh karena itu, kita hanya memerlukan gerak benda dalam arah vertikal (sumbu y).
Voy=Vo.Sin 30°
       =50. (1/2)= 25 m/s
Kecepatan arah vertikal ini setiap saat berkurang, karena diperlambat oleh gravitasi. Karena perlambatan oleh gravitasi adalah 10m/s/s, maka kecepatan benda arah vertikal akan berkurang 10m/s tiap detiknya. Sehingga ketika sampai di titik tertinggi, kecepatan arah vertikalnya habis (Vy=0m/s). Dengan menggunakan persamaan GLBB kita bisa dapatkan waktu yang dibutuhkan sampai Vy=0
Vy=Voy-g.t
0=25-10.t
10.t=25
t=2,5 detik

3. Berdasarkan soal nomor 2, berapakah ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda?

Jawaban:
Cara 1
Voy=25 m/s
t=2,5 detik
g=10m/s/s
H=Voy.t-(1/2).g.t.t
H=25.(2,5)-(1/2).10.(2,5).(2,5)
H=62,5-31,25=31,25 meter

Cara 2

Voy=25 m/s
t=2,5 detik
Vy=0m/s
H=(Voy+Vy).t/2
H=(25+0).(2,5)/2
H=(62,5)/2=31,25 meter

4. Berdasarkan soal di nomor 2, berapakah nilai dari X?

Jawaban:
Dalam menentukan X, kita memerlukan kecepatan dalam arah horizontal. Maka dari itu, kita harus menguraikan dahulu Vo ke arah horizontal (Vx)
Dengan menggunakan penguraian vektor, kita dapatkan

Setelah kita mengetahui penguraian gerak parabola dalam arah vertikal dan horizontal, kita bisa menyimpulkan beberapa sifat gerak parabola yang umum sebagai berikut.

5. Sebuah peluru ditembakkan dengan sudut elevasi β. Peluru tersebut memiliki kecepatan awal Vo. Jika percepatan gravitasi adalah g, tentukan tinggi maksimum dan jangkauan maksimum peluru.

Jawaban:

Langkah pertama kita akan menguraikan Vo dalam sumbu x dan y. 

Setelah itu, kita akan Mencari waktu yang diperlukan benda untuk sampai di titik tertinggi. Lalu mencari tinggi maksimum benda dan langkah terakhir mencari nilai dari Xmax.

Itu adalah nilai dari tinggi maksimum benda dan jarak maksimum benda jika kita hitung menggunakan Variabel. 

Demikian yang dapat saya bagikan. Terimakasih.