Baca Juga: Rumus Usaha Fisika dan Contoh Soal
Baca Juga: Materi Gelombang Mekanik, Rumus dan Contoh Soal
Lintasan Gerak Parabola
Perhatikan gambar lintasan parabola di atas dengan lebih seksama, dari sana dapat disimpulkan bahwa gerak parabola memiliki 3 titik kondisi,
Pada titik A, merupakan titik awal gerak benda. Benda memiliki kecepatan awal .
Pada titik B, benda berada di akhir lintasannya.
Pada titik C, merupakan titik tertinggi benda. Benda berada pada ketinggian maksimal , pada titik ini kecepatan vertikal benda besarnya 0 (nol) ().
Komponen Gerak Parabola
Gerak Parabola adalah gabungan dari dua komponen gerak, yakni komponen gerak horizontal (sumbu x) dan komponen gerak vertikal (sumbu y).
Selanjutnya akan dibahas kedua komponennya tersebut:
- Komponen gerak parabola sisi horizontal (pada sumbu X):
- Komponen gerak horizontal besarnya selalu tetap dalam setiap rentang waktu karena tidak terdapat percepatan maupun perlambatan pada sumbu x , sehingga:
- Terdapat sudut (θ) antara kecepatan benda (V) dengan komponen gerak horizontal dalam setiap rentang waktu, sehingga:
- Karena tidak terdapat percepatan maupun perlambatan pada sumbu X, maka untuk mencari jarak yang ditempuh benda (x) pada selang waktu (t) dapat kita hitung dengan rumus:
- Komponen gerak horizontal besarnya selalu tetap dalam setiap rentang waktu karena tidak terdapat percepatan maupun perlambatan pada sumbu x , sehingga:
- Komponen gerak parabola sisi vertikal (pada sumbu y):
- Komponen gerak vertikal besarnya selalu berubah dalam setiap rentang waktu karena benda dipengaruhi percepatan gravitasi (g) pada sumbu y. Jadi kamu harus pahami bahwa benda mengalami perlambatan akibat gravitasi
- Terdapat sudut [θ] antara kecepatan benda (V) dengan komponen gerak vertikal , sehingga:
- Karena dipengaruhi percepatan gravitasi, maka komponen gerak vertikal pada selang waktu (t) dapat kita cari dengan rumus:
- Kita dapat mencari ketinggian benda (y) pada selang waktu (t) dengan rumus:
- Terdapat pula persamaan-persamaan untuk menentukan besaran gerak parabola lainnya:
- Apabila tidak diketahui komponen waktu, kita dapat langsung mencari jarak tempuh benda terjauh (), yakni dari titik A hingga ke titik B, dengan menggabungkan kedua komponen gerak.
Komponen gerak horizontal:
Komponen gerak vertikal:
Dengan mensubstitusikan kedua persamaan diatas, kita mendapatkan persamaan:
- Kita dapat pula langsung menghitung ketinggian benda maksimum dengan persamaan:
- Selain itu, dengan dengan menggunakan teorema Pythagoras kita dapat mencari kecepatan benda jika kedua komponen lainnya diketahui.
- Jika diketahui kedua komponen kecepatan, kita juga dapat mengetahui besarnya sudut θ yang dibentuk, yaitu:
- Apabila tidak diketahui komponen waktu, kita dapat langsung mencari jarak tempuh benda terjauh (), yakni dari titik A hingga ke titik B, dengan menggabungkan kedua komponen gerak.
Baca Juga: Materi dan Contoh Soal Gelombang SMA Kelas 11
Baca Juga: Rumus Periode Bandul dan Pegas
Baca Juga: Contoh Soal Satuan Panjang Kelas 3 SD
Contoh Soal dan Penggunaan Rumus Gerak Parabola
Soal 1:
Seorang stuntman melaju mengendarai sepeda motor menuju ujung tebing setinggi 50 m. Berapa kecepatan yang harus dicapai motor tersebut saat melaju dari ujung tebing menuju landasan dibawahnya sejauh 90 m dari tebing? Abaikan gesekan udara.
Pembahasan:
Gambarlah lebih dulu lintasan gerak parabola objek tersebut. Perhatikan gambar dibawah ini dengan seksama:
[Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]
Kemudian identifikasi komponen-komponen yang diketahui,
, jadi kita tahu bahwa
Dengan rumus untuk mencari ketinggian benda yang sudah dijelaskan di atas tadi, kita bisa mendapatkan waktu tempuh:
Kemudian dengan rumus untuk mencari jarak tempuh, kita bisa mendapatkan kecepatan motor: