GERAK PARABOLA (FISIKA SMA KELAS X)

Gerak yang lintasannya berbentuk parabola disebut gerak parabola. Contoh umum gerak parabola adalah gerak benda yang dilemparkan ke atas membentuk sudut tertentu terhadap permukaan tanah. Gerak parabola dapat dipandang dalam dua arah, yaitu arah vertikal (sumbu-γ) yang merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB), dan arah horizontal (sumbu-χ) yang merupakan gerak lurus beraturan (GLB). Perhatikan Gambar berikut.

Gerak pada sumbu-χ (horizontal) adalah gerak lurus beraturan karena kecepatan benda di setiap titik bernilai konstan dan berlaku persamaan:

νχ = νox cos α

Adapun, jarak mendatar yang ditempuh oleh sebuah benda ditentukan oleh persamaan:

χ = νχt = ν0x cos α t

Gerak pada sumbu-γ (vertikal) adalah gerak lurus berubah beraturan, karena benda mengalami perubahan kecepatan akibat percepatan gravitasi Bumi. Dalam hal ini, arah gerak benda vertikal ke atas sehingga persamaan kecepatan geraknya pada setiap titik adalah:

νγ = ν0γ - gt

Oleh karena νγ = ν0sin α, persamaan di atas dapat dituliskan menjadi

νγ = ν0y sin α - gt

Posisi benda pada sumbu-γ (menurut ketinggian) dapat dituliskan dengan persamaan berikut:

γ = v0y t - ½gt2

Atau

γ = v0y sin α t - ½gt2

1. Kecepatan dan Arah Kecepatan Benda di Sembarang Titik

   Pada gerak parabola, benda memiliki kecepatan pada komponen sumbu-χ dan sumbu-γ sehingga besar kecepatan benda di sembarang titik secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.

   

   Arah kecepatan benda terhadap sumbu mendatar (sumbu-χ) dirumuskan sebagai berikut.

   

   Oleh karena nilai νχ selalu positif maka positif atau negatifnya sudut θ bergantung pada nilai νγ.

2. Beberapa Persamaan Khusus pada Gerak Parabola

   Persamaan-persamaan khusus gerak parabola ini hanya berlaku untuk gerak parabola dengan lintasan dari tanah, kemudian kembali lagi ke tanah. Pada contoh gerak parabola tersebut, suatu benda bergerak dari titik A dengan kecepatan awal ν0 dan sudut θ. Benda tersebut mencapai titik tertinggi di titik B dan jarak terjauh di titik C.

   1. Waktu untuk Mencapai Titik Tertinggi (Titik B)

      Pada saat benda yang melakukan gerak parabola mencapai titik tertinggi, kecepatan benda pada komponen vertikal (sumbu-γ) νγ = 0. Persamaannya adalah sebagai berikut.

      

      Ketinggian benda di titik tertinggi adalah H = ½g(tBC)2. Sifat simetri grafik parabola memperlihatkan bahwa waktu yang diperlukan benda untuk mencapai titik tertinggi dari posisi awal (tAB), sama dengan waktu tempuh benda dari titik tertinggi ke jarak terjauh (tBC). Dengan demikian, akan diperoleh persamaan:

      

   2. Tinggi Maksimum (H)

      Tinggi maksimum benda yang melakukan gerak parabola dapat ditentukan dari penurunan Persamaan di atas sebagai berikut.

      

      Menurut trigonometri, 2 sin α cos α = sin 2α sehingga persamaan untuk jarak terjauh yang dapat dicapai benda dapat dituliskan

      

      Perbandingan antara jarak terjauh (X) dan tinggi maksimum (H) akan menghasilkan persamaan

      

   3. Persamaan Vektor Gerak Parabola

      Menurut analisis vector, persamaan-persamaan gerak parabola dapat dituliskan sebagai berikut. Vector posisi pada gerak parabola adalah

      

      Vector kecepatan gerak parabola adalah

      

(MATERI DARI LAB MAYA KEMDIKBUD)

Agar lebih memahami tentang gerak parabola, Sahabat dapat menonton video berikut ini :

  Silakan klik tanda PLAY untuk membuka video di atas

Dan untuk eksperimen gerak parabola, sahabat dapat langsung mencoba di jendela berikut :

(klik refresh browser 2x untuk dapat menggunakan fitur lab maya materi gerak parabola berikut langsung di blog ini)

     

Guru Fisika MAN 1 Palembang

Bu Amel