BAB I PENDAHULUAN A. Pengertian Gerak Parabola
Gerak Parabola (Perpaduan GLB dan GLBB) Gerak parabola adalah gerak yang membentuk sudut tertentu terhadap bidang horizontal. Pada gerak parabola, gesekannya diabaikan, dan gaya yang bekerja padanya hanyalah han yalah gaya berat atau percepatan gravitasinya saja. Gerak yang lintasannya berbentuk parabola disebut gerak parabola. adalah gerak benda yang dilemparkan ke atas Contoh umum gerak parabola membentuk sudut tertentu terhadap permukaan tanah. Gerak parabola dapat dipandang dalam dua arah, yaitu arah vertikal (sumbu- y) yang merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB),dengan arah horizontal (sumbu- x) yang merupakan gerak lurus beraturan (GLB).Siapa saja waktu SMA pernah belajar fisika kinematika, tentu masih ingat tentang Gerak Parabola. Biasanya yang paling sering ditanya dalam ujian adalah jarak dan tinggi maksimum dari benda yang dilempar. Namun bagaimana jika yang ditanya adalah panjang lintasan maksimum yang dilalui benda?
Lintasan Gerak Parabola dalam Koordinat Cartesian Untuk menjawab pertanyaan tersebut maka penulis menulisnya dalam makalah sederhana. Berikut adalah kutipan dari artikel yang saya dapat dari internet.Dalam analisis gerak parabola sering diperhitungkan bagaimana cara untuk mendapatkan jarak maksimum. Perumusannya yaitu dengan mengatur arah kecepatan dengan sudut terhadap sumbu hori zontal.
1
BAB II PEMBAHASAN
A. Fenomena Gerak Parabola Secara Sistematis
Pada pokok bahasan Gerak Lurus, baik GLB dan GLBB kita telah membahas gerak benda dalam satu dimensi, ditinjau dari perpindahan, kecepatan dan percepatan. Kali ini kita mempelajari gerak dua dimensi di dekat permukaan bumi yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Pernakah anda menonton pertandingan sepak bola? walaupun hanya melalui Televisi. Gerakan bola yang ditendang oleh para pemain sepak bola kadang berbentuk melengkung. Mengapa bola bergerak dengan cara demikian ? Selain gerakan sepak,bola banyak sekali contoh gerakan parabola yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Diantaranya adalah gerak bola volly, gerakan bola basket, bola tenis, bom yang dijatuhkan serupa dengan gerak parabola.untuk contoh-contoh lain dapat kita temukan sendiri. Apabila di amati secara saksama, benda-benda yang melakukan gerak parabola selalu memiliki lintasan berupa lengkungan.Benda-benda yang bergerak seperti gerak pearabola dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu: 1. benda tersebut bergerak karena ada gaya yang diberikan. Gaya Pada kesempatan ini,belum menjelaskan bagaimana proses benda-benda tersebut dilemparkan, ditendang dan diberi gaya pada umumnya. Kita hanya memandang gerakan benda tersebut setelah dilemparkan dan
bergerak
bebas
di
udara
hanya
dengan
pengaruh
daripadah
gravitasi.2.seperti pada Gerak Jatuh Bebas, benda-benda yang melakukan gerak parabola dipengaruhi oleh gravitasi, yang berarah ke bawah menuju pusat bumi dengan besar g = 9,8 m/s 2.3. hambatan atau gesekan udara. Setelah benda tersebut benda tersebut diberikan kecepatan awal hingga bergerak, maka selanjutnya gerakannya bergantung kepada gravitasi atau gesekan pada hambatan udara. Karena kita menggunakan model ideal, maka dalam menganalisis gerak parabola selalu berpengaruh terhdap gravitasi. Menurut Galileo’s 2
1. Untuk persamaan parabola y² = px - Jika p > 0, parabola terbuka ke kanan - Jika p < 0, parabola terbuka ke kiri 2. Untuk parabola yang mempunyai F (0, p) dan direktrik y = - p, persamaan parabola x² = py - Jika p > 0, parabola terbuka keatas - Jika p < 0, parabola terbuka kebawah B. Gambar Gerak Parabola
GAMBAR.1.1
3
Gerak peluru menurut lintasan berbentuk parabola, sehingga gerak peluru ini disebut juga dengan gerak parabola. Untuk dapat menganalisis fenomena gerak parabola, haruslah paham terlebih dahulu konsep GLB dan GLBB. ilustrasi gerak parabola ini adalah komponen gerak benda di sumbu vertikal dan horizontal.
C. Jenis-Jenis Gerak Parabola
1. Gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal dengan sudut teta terhadap garis horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak gerakan benda yang berbentuk demikian.diantarany gerak bola basket yang dilemparkan secara vertikal, gerakan bola tenis, gerakan bola volly, gerakan lompat jauh dan gerakan peluru yang ditembakan dari permukaan bumi menuju titik tertentu.
2. Gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal pada ketinggian tertentu dengan arah sejajar horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Beberapa contoh gerakan jenis ini yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari, meliputi gerakan bom yang dijatuhkan dari pesawat atau benda yang dilemparkan ke bawah dari ketinggian tertentu.
4
3. Gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal dari ketinggian tertentu dengan sudut teta terhadap garis horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah ini:
D. Persamaan Khusus Gerak Parabola
1. WAKTU UNTUK MENCAPAI TITIK TERTINGGI
Pada saat benda melakukan gerak parabola sampai mencapai titik tertinggi, kecepatan benda pada komponen vertikal (sumbu- y) v y = 0 v y = v0 y – gt AB
0 = v0 sin α – gt AB gt AB = v0 sin α
5
2. TINGGI MAKSIMUM(H)
Tinggi maksimum benda yang melakukan gerak parabola dapat ditentukan dari penurunan persamaan di atas adalah sebagai berikut.
dikuadratkan menjadi
3. KOMPONEN GERAK PADA SUMBU (Y)
karena dipengaruhi percepatan grafitasi maka kecepatan pada arah ini akan selalu berubah. adapun nilai kecepatan pada arah vertikal yang terjadi setiap saat adalah :
6
Rumus Gerak Parabola Gerak pada sumbu x = Vox. t Gerak pada sumbu y = Vy = g. t
Keterangan : x = Jarak jangkauan benda(m/s)
t= waktu(m/s)
Vox = Kecepatan awal pada sumbu x
Vo =kecepatan
awal(m/s) Vy = Kecepatan benda pada sumbu y
h=tinggi(m)
g = percepatan gravitasi
Contoh Soal 1 :
David Bechkam menendang bola dengan sudut 30o terhadap sumbu x positif dengan kecepatan 20 m/s. Anggap saja bola meninggalkan kaki Beckham pada ketinggian permukaan lapangan. Jika percepatan gravitasi = 10 m/s2, hitunglah : a) Tinggi maksimum b) waktu tempuh sebelum bola menyentuh tanah c) jarak terjauh yang ditempuh bola sebelum bola tersebut mencium tanah d) kecepatan bola pada tinggi maksimum e) percepatan bola pada ketinggian maksimum Panduan Jawaban :
Soal ini terkesan sulit karena banyak yang ditanyakan. Sebenarnya gampang, jika kita melihat dan mengerjakannya satu persatu-satu. Karena diketahui kecepatan awal, maka kita dapat menghitung kecepatan awal untuk komponen horisontal dan vertikal.
7
a) Tinggi maksimum (y) Jika ditanyakan ketinggian maksimum, maka yang dimaksudkan adalah posisi benda pada sumbu vertikal (y) ketika benda berada pada ketinggian maksimum alias ketinggian puncak. Karena kita menganggap bola bergerak dari permukaan tanah, maka yo = 0. Kita tulis persamaan posisi benda pada gerak vertikal Bagaimana kita tahu kapan bola berada pada ketinggian maksimum ? untuk membantu kita, ingat bahwa pada ketinggian maksimum hanya bekerja kecepatan horisontal (vx) , sedangkan kecepatan vertikal (vy) = 0. Karena vy = 0 dan percepatan gravitasi diketahui, maka kita gunakan salah satu gerak vertikal di bawah ini, untuk mengetahui kapan bola berada pada tinggian maksimum. Berdasarkan perhitungan di atas, bola mencapai ketinggian maksimum setelah bergerak 1 sekon. Kita masukan nilai t ini pada persamaan y Ketinggian maksimum yang dicapai bola adalah 5 meter. Gampang khan ? b) Waktu tempuh bola sebelum menyentuh permukaan tanah Ketika menghitung ketinggian maksimum, kita telah mengetahui waktu yang diperlukan bola untuk mencapai ketinggian maksimum. Sekarang, yang ditanyakan adalah waktu tempuh bola sebelum menyentuh permukaan tanah. Yang di maksudkan di sini adalah waktu tempuh total ketika benda melakukan gerak peluru. Untuk menyelesaikan soal ini, hal pertama yang perlu kita ingat adalah ketika menyentuh permukaan tanah, ketinggian bola dari permukaan tanah (y) = 0. sekali lagi ingat juga bahwa kita menanggap bola bergerak dari permukaan tanah, sehingga posisi awal bola alias y0 = 0. Sekarang kita tuliskan persamaan yang sesuai, yaitu Waktu tempuh total adalah 2 sekon.
8
Sebenarnya kita juga bisa menggunakan cara cepat. Pada bagian a), kita sudah menghitung waku ketika benda mencapai ketinggian maksimum. Nah, karena lintasan gerak peluru berbentuk parabola, maka kita bisa mengatakan waktu tempuh benda untuk mencapai ketinggian maksimum merupakan setengah waktu tempuh total. Dengan kata lain, ketika benda berada pada ketinggian maksimum, maka benda tersebut telah melakukan setengah dari keseluruhan gerakan. Cermati gambar di bawah ini sehingga anda tidak kebingungan. Dengan demikian, kita bisa langsung mengalikan waktu tempuh bola ketika mencapai ketinggian maksimum dengan 2, untuk memperoleh waktu tempuh total. c) Jarak terjauh yang ditempuh bola sebelum bola tersebut mencium tanah Jika ditanya jarak tempuh total, maka yang dimaksudkan di sini adalah posisi akhir benda pada arah horisontal (atau s pada gambar di atas). Soal ini gampang, tinggal dimasukkan saja nilainya pada persamaan posisi benda untuk gerak horisontal atau sumbu x. karena kita menghitung jarak terjauh, maka waktu (t) yang digunakan adalah waktu tempuh total. d) kecepatan bola pada tinggi maksimum Pada titik tertinggi, tidak ada komponen vertikal dari kecepatan. Hanya ada komponen horisontal (yang bernilai tetap selama bola melayang di udara). Dengan demikian, kecepatan bola pada pada tinggi maksimum adalah : e) percepatan bola pada ketinggian maksimum Pada gerak peluru, percepatan yang bekerja adalah percepatan gravitasi yang bernilai tetap, baik ketika bola baru saja ditendang, bola berada di titik tertinggi dan ketika bola hendak menyentuh permukaan tanah. Percepatan gravitasi (g) berapa ? jawab sendiri ya…
9
Contoh soal 2 :
Seorang pengendara sepeda motor yang sedang mabuk mengendarai sepeda motor melewati tepi sebuah jurang yang landai. Tepat pada tepi jurang kecepatan motornya adalah 10 m/s. Tentukan posisi sepeda motor tersebut, jarak dari tepi jurang dan kecepatannya setelah 1 detik. Panduan Jawaban :
Kita memilih titik asal koordinat pada tepi jurang, di mana xo = yo = 0. Kecepatan awal murni horisontal (tidak ada sudut), sehingga komponen-komponen kecepatan awal adalah : soal gerak parabola-1 Di mana letak sepeda motor setelah 1 detik ? setelah 1 detik, posisi sepeda motor dan pengendaranya pada koordinat x dan y adalah sbb (xo dan yo bernilai nol) : x = xo + vox t = (10 m/s)(1 s) = 10 m y = yo + (vo sin teta) t – ½ gt2 y = – ½ gt2 y = – ½ (10 m/s2)(1 s)2 y = – 5 m Nilai negatif menunjukkan bahwa motor tersebut berada di bawah titik awalnya. soal gerak parabola-2 Berapa jarak motor dari titik awalnya ? Berapa kecepatan motor pada saat t = 1 s ?
10
vx = vox = 10 m/s vy = -gt = -(10 m/s2)(1 s) = -10 m/s soal gerak parabola-3 soal gerak parabola-4 Setelah bergerak 1 sekon, sepeda motor bergerak dengan kecepatan 14,14 m/s dan berada pada 45o terhadap sumbu x positif.
11
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan
Dari pembahasan yang telah penulis paparkan dalam makalah ini.maka dapat penulis simpulkan bahwa,parabola adalah gerak yang membentuk sudut tertentu terhadap bidang horizontal. Pada gerak parabola yang gesekannya diabaikan, dan gaya yang bekerja hanya gaya berat atau percepatan gravitasinya saja.1.Gerak parabola adalah gerak benda yang dilemparkan ke atas membentuk sudut tertentu terhadap permukaan tanah.2. Gerak parabola dapat dipandang dalam dua arah, yaitu arah vertikal (sumbu- y) yang merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB), dan arahhorizontal(sumbu x) yang merupakan gerak lurus beraturan (GLB).
3.persamannya x =Vox.t y =Vy = g.t
dengan waktu yang di gunakan adalah(t).h=tinggi,g=gaya,x=jarak jangkauan benda,Vox=kecepatan awal pada sumbu x,Vy=kecepatan benda pada sumbu y. 1.
benda tersebut bergerak karena ada gaya yang diberikan. Mengenai
Gaya dilemparkan dan sebagainya.Kita hanya memandang gerakan benda tersebut setelah dilemparkan dan bergerak bebas di udara,itu semua terjadi hanya dengan pengaruh gravitasi. 2.
seperti pada Gerak Jatuh Bebas, benda-benda yang melakukan gerak
parabola dipengaruhi oleh gravitasi, yang berarah ke bawah menuju (pusat bumi) dengan besar g = 9,8 m/s2. 3.
Hambatan atau gesekan udara. Setelah benda tersebut ditendang,
dilempar atau dengan kata lain benda tersebut diberikan kecepatan awal hingga bergerak, maka gerakannya akan bergantung pada gaya gravitasi, Karena kita menggunakan model ideal, maka dalam menganalisis gerak parabola yang berpengaruh terhadap benda adalah gaya gravitasi.
12
B. Saran
Adapun saran yang dapat penulis berikan adalah Agar pembaca biasa mengetahui apa yang di maksud dgan gerak parabola dan bagaimna bentuk dari gerak parabola beserta rumus dasar dari gerak parabola.dihrapakan juga kepda pembaca untuk memberikan masukan terhadap makalah yang telah di buat, meskipun masih sangat jauh dalam menuju kesempurnaan.
13
DAFTAR PUSTAKA
PUSTAKAGiancolli, Dauglas C.2001.Fisika Edisi v jilid II. Jakarta: Erlangga Halliday dan Resnick dkk.1997. Fisika jilid 2 Edisi 3. Jakarta : Erlanggahttp://id. wikipedia.org/w/index.php?title Gerak Parabola=5250454” http//.www.google.Gerak
Parabola.co.idZaelani,Ahmad.2006.
SMA/MA.Bandung: CV.YRAMAWIDYA
14
Fisika
Until