Gerak Parabola
Gerak parabola disebut juga gerak peluru. Gerak parabola adalah gerak
yang lintasannya berbentuk parabola atau melengkung.
Gerak parabola merupakan gabungan antara gerak lurus berubah beraturan
(GLBB) dan gerak lurus beraturan (GLB). Sumbu x mewakili gerak lurus beraturan
(GLB). Sumbu y mewakili gerak lurus berubah beraturan
(GLBB).
Contoh :
- Gerak peluru meriam saat ditembakkan.
- Gerak benda saat dilempar atau ditendang.
- Gerak seseorang saat melompat.
Rumus gerak parabola pada sumbu x (horizontal) :
Vx = Vox = Vo . Cos ɵ
x = Vox . t = Vo . Cos ɵ . t
Keterangan :
Vox adalah kecepatan awal pada sumbu x (m/s)
Vx adalah kecepatan setelah waktu t pada sumbu x (m/s)
x adalah kedudukan benda pada sumbu x (m)
t adalah waktu (s)
Rumus gerak parabola pada sumbu y (vertikal) :
Voy = Vo . Sin ɵ
Vy = Vo .
Sin ɵ - g . t
y = Vo . Sin ɵ . t – ½ . g . t2
Keterangan :
Voy adalah kecepatan awal
pada sumbu y (m/s)
Vy adalah kecepatan setelah waktu t pada sumbu y (m/s)
y adalah kedudukan benda pada
sumbu y (m)
Rumus gerak vertikal ke atas :
Vy = Voy – g
. t = Vo Sin ɵ - g . t
V = Voy
. t – ½ . g . t2
Keterangan :
g adalah percepatan gravitasi (m/s2)
Rumus kecepatan total :
VR2 = Vx2
+ Vy2
Tan ɵ = Vy/Vx
Keterangan :
VR adalah kecepatan
total (m/s)
Rumus waktu ketinggian maksimum :
tp = Vo .
Sin ɵ
g
Keterangan :
Vo adalah kecepatan
awal (m/s)
tp adalah waktu
mencapai ketinggian maksimum (s)
Untuk kecepatan benda pada ketinggian maksimum adalah nol (Vy
= 0)
Rumus waktu untuk kembali ke posisi awal setelah mencapai ketinggian
maksimum :
tT = 2 . tp = 2 . Vo
. Sin ɵ
g
Keterangan :
tT adalah waktu mencapai jarak maksimum (s)
Rumus ketinggian maksimum :
hmax = Vo2
Sin 2 ɵ
2 . g
Rumus jarak maksimum :
Xmax = Vo2.
2. Sin ɵ Cos ɵ
g
Xmax = Vmax
. t
Contoh 1 :
Sebuah batu dilemparkan ke arah
horizontal pada ketinggian 150 m. Jika batu jatuh pada jarak 60 m dari tempat
pelemparan, berapa kecepatan awal batu tersebut ?
Jawab :
Diketahui bahwa :
ɵ = 0
h = 150 m
x = 60 m
g = 10 m/s2
h = ½ . g . t2
150 = ½ . 10. t2
150 = 5 . t2
150/5 = t2
√30 = t
5,5 = t
Maka,
x = Vo . Cos ɵ . t
60 = Vo . Cos 0o.
5,5
60 = Vo . 1 . 5,5
60/5,5 = Vo
10,9 = Vo
11 = Vo
Contoh 2 :
Jika sebuah bola dilemparkan
dengan sudut elevasi 35o dan kecepatan awal 25 m/s. Berapa tinggi
maksimum yang dicapai benda tersebut ?
Jawab :
Diketahui bahwa :
Vo = 25 m/s
ɵ = 35o
g = 10 m/s2
hmax = Vo2
Sin 2 ɵ
2 . g
= (25)2. Sin (35o)2
2 . 10
= 625 . (5,9)2
20
= 625 . 34,81
20
= 21756,25
20
= 1087,8125 = 1088 m
Contoh 3 :
Sebuah peluru meriam ditembakkan
dengan kecepatan 65 m/s. Sudut elevasi tembakan 45o, berapa waktu
peluru untuk mencapai titik maksimum ?
Jawab :
Diketahui bahwa :
Vo = 65 m/s
ɵ = 45o
tp = Vo .
Sin ɵ
g
= 65 . Sin 45o
10
= 65 . ½ √2
10
= 65 . ½ . 1,4
10
= 65 . 0,7
10
= 45,5/10 = 4,55 s = 5 s
Contoh 4 :
Sebuah selang air menyemprotkan air
ke atas dengan kecepatan 15 m/s. Sudut elevasi 25o, berapa jarak
maksimum yang ditempuh air ?
Jawab :
Diketahui bahwa :
Vo = 15 m/s
ɵ = 25o
g = 10 m/s2
Xmax = Vo2.
2. Sin ɵ Cos ɵ
g
= (15)2 . 2 . Sin 25o
. Cos 25o
10
= 225 . 2 . 0,4 . 0,9
10
= 162/10 = 16,2 m
Contoh 5 :
Sebuah peluru meriam ditembakkan
dengan sudut 60o dan kecepatan awal 45 m/s. Berapa ketinggian
maksimum yang dapat dicapai peluru tersebut ?
Jawab :
Diketahui bahwa :
Vo = 45 m/s
ɵ = 60o
g = 10 m/s2
hmax = Vo2
Sin 2 ɵ
2 . g
= (45)2 . Sin (60o)2
2 . 10
= 2025 . ( ½ √3)2
20
= 2025 . (0,9)2
20
= 2025 . 0,81
20
= 1640,25/20 = 82,0125 = 82 m
Komentar
Posting Komentar