Dalam pelajaran Fisika kelas 10, Sedulur akan mempelajari materi mengenai gerak parabola. Gerak parabola adalah gerak yang membentuk sudut tertentu terhadap bidang horizontal atau sumbu X. Dalam mempelajari materi ini, Sedulur tentu saja akan bertemu beberapa rumus gerak parabola yang harus dipahami dengan baik.
Ada beberapa rumus gerak parabola yang seringkali digunakan, yakni rumus kecepatan awal, kecepatan, jarak atau ketinggian, dan jarak maksimum atau ketinggian maksimum. Semua rumus tersebut dapat digunakan untuk mempelajari materi gerak parabola dengan lebih mudah. Bagaimana notasi rumus-rumus gerak parabola tersebut? Simak informasi selengkapnya, ya!
BACA JUGA: Rumus Integral Beserta Pengertian, Sifat & Contoh Soalnya
Pengertian gerak parabola
Gerak parabola merupakan perpaduan dari gerak lurus dengan kecepatan konstan dan percepatan konstan. Gerak ini dinamakan parabola karena memiliki lintasan yang berbentuk parabola dan bukan bergerak lurus.
Lintasan pada gerak parabola termasuk dalam bidang dua dimensi yang digambarkan dengan lintasan melengkung menyerupai setengah lingkaran. Suatu benda yang melakukan gerak parabola akan membentuk sudut elevasi dengan sumbu x atau sumbu y.
Pada gerak parabola, sumbu y mewakili gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dan sumbu x mewakili gerak lurus beraturan (GLB). Meskipun terdiri dari dua komposisi gerak, namun kedua gerak ini tidak memengaruhi satu sama lain.
Kombinasi komponen penyusun gerak parabola, antara lain seperti ketinggian, jarak horizontal, kecepatan vertikal, dan kecepatan horizontal. Secara mudah, contoh lintasan gerak parabola dapat dilihat pada bola yang dilambungkan ke atas.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita bisa melihat seorang pemain bola basket yang sedang melakukan tembakan ke arah jaring dengan mendorong bola secara miring ke atas karena posisi jaring lebih tinggi dari posisi awal bola.
Hal ini menyebabkan lintasan bola menjadi berbentuk parabolik sebab adanya perpaduan gerak antara GLB pada arah horizontal dan GLBB pada arah vertikal. Para pemain basket juga seringkali melakukan tembakan sambil melompat untuk memperpendek jarak vertikal antara jaring dengan bola yang akan dilemparkan.
BACA JUGA: Hukum Coulomb adalah: Pengertian, Rumus & Contoh Soalnya
Karakteristik gerak parabola
Ada beberapa karakteristik atau ciri-ciri gerak parabola, yaitu:
- Memiliki lintasan berbentuk parabola (dua dimensi).
- Merupakan perpaduan dari dua jenis gerak lurus, yakni gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dan gerak lurus beraturan (GLB).
- Dapat menempuh jarak terjauh dengan sudut 45°.
- Pasangan sudut yang menghasilkan sudut 90° akan menghasilkan jarak tempuh yang sama.
- Massa tidak memiliki pengaruh terhadap sudut elevasi selama kecepatan awal konstan.
Selain karakteristik di atas, perlu diketahui pula bahwa ada beberapa besaran-besaran pada gerak parabola, yaitu:
- Titik Tertinggi (ymax)
- Titik Terjauh (xmax)
- Sudut Elevasi
- Posisi, Kecepatan, dan Percepatan
Rumus gerak parabola
Ada beberapa rumus pada gerak parabola yang perlu Sedulur pahami. Rumus-rumus tersebut meliputi berapa ketinggian yang dapat dicapai, berapa waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik tertinggi, berapa jarak maksimal yang dapat ditempuh, berapa waktu yang dibutuhkan untuk mencapai jarak maksimal, dan lain sebagainya.
Berikut adalah 4 rumus gerak parabola yang harus Sedulur pahami dengan baik untuk menguasai materi ini.
BACA JUGA: Rumus Besaran Vektor Dalam Fisika Beserta Contoh Soalnya
1. Rumus kecepatan awal
Ada dua jenis rumus kecepatan awal pada gerak parabola, yaitu:
- Kecepatan awal terhadap arah horizontal (sumbu x):
V₀x = V₀ ⋅ cos α
- Kecepatan awal terhadap arah vertikal (sumbu y):
V₀y = V₀ ⋅ sin α
2. Rumus kecepatan
Ada dua jenis rumus kecepatan pada gerak parabola, yaitu:
- Kecepatan terhadap arah vertikal (sumbu y):
Vy = V₀ ⋅ sin α – gt
- Kecepatan awal terhadap arah horizontal (sumbu x):
Vx = V₀ ⋅ sin α – gt
3. Rumus jarak atau ketinggian
Ada dua jenis rumus jarak atau ketinggian pada gerak parabola, yaitu:
- Terhadap arah vertikal (sumbu y):
y = V₀t ⋅ sin α – ½gt²
- Terhadap arah horizontal (sumbu x):
x = V₀t ⋅ cos α
4. Rumus jarak maksimum atau ketinggian maksimum
Ada dua jenis rumus jarak maksimum atau ketinggian maksimum pada gerak parabola, yaitu:
- Arah vertikal (sumbu y)
Ymax = (V₀² ⋅ sin² α) / 2g
- Arah horizontal (sumbu x):
Xmax = (V₀² ⋅ sin2α) / g
BACA JUGA: Rumus Usaha dalam Fisika Beserta Contoh Soal & Pembahasan
Contoh soal
Berikut adalah beberapa contoh soal yang dapat membantu Sedulur untuk memahami materi gerak parabola ini.
- Sebuah bola karet dilontarkan dari atap gedung dengan ketinggian h = 10 m dan kelajuan awal V₀ = 10 m/s. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s², sudut yang terbentuk antara arah lemparan bola dengan arah horizontal adalah 30° (gesekan bola dengan udara diabaikan). Berapakah waktu yang dibutuhkan bola untuk menyentuh tanah dan jarak mendatar yang dicapai bola berturut-turut?
- 2 dan 10√3
- 1 dan 10√3
- 2 dan 5√3
- 1 dan 5√3
- 2 dan 7√3
Jawab:
Untuk mencari waktu yang dibutuhkan bola untuk menyentuh tanah dari ketinggian gedung h, dapat dilakukan dengan rumus y = V₀t ⋅ sin α – ½gt². Berikut adalah penjelasan lengkapnya.
y = V₀t ⋅ sin α – ½gt²
y = 10 ⋅ t ⋅ sin 30° – ½ ⋅ 10 ⋅ t²
–10 = 10 ⋅ ½ ⋅ t – ½ ⋅ 10 ⋅ t²
–10 = 5t – 5t²
5t2 – 5t + 10 = 0
t2 – t + 2 = 0
(t – 2)(t + 1) = 0
t = 2 atau t = –1
Jadi, waktu yang dibutuhkan bola untuk menyentuh tanah dari ketinggian h = 10 m dari atas gedung adalah 2 sekon, diambil nilai yang positif.
Selanjutnya adalah mencari jarak mendatar yang dicapai bola, dapat menggunakan rumus x = V₀t ⋅ cos α. Berikut adalah penjelasan lengkapnya.
x = V₀t ⋅ cos α
x = 10 ⋅ 2 ⋅ cos 30°
x = 10 ⋅ 2 ⋅ ½√3
x = 10√3 meter
Jadi, jarak yang dapat dicapai bola dalah 10√3 meter.
Maka, jawabannya adalah A. 2 dan 10√3.
- Andi sedang bermain bola. Ia mulai menendang sebuah bola dengan sudut elevasi 45°. Bola yang ditendang Andi kemudian jatuh tepat 10 meter di depannya. Tentukan kecepatan awal dari bola yang ditendang Andi tersebut!
Jawab:
Diketahui:
x = 10 meter
a = 45°
g = 10 m/s² untuk percepatan gravitasi.
Untuk menghitung kecepatan awal, Sedulur dapat menggunakan rumus Xmax = (V₀² ⋅ sin2α) / g. Berikut adalah penjelasan selengkapnya.
X = (V₀² ⋅ sin2α) / g
10 = (V₀² . Sin 2(45°))/ 10
10 = (V₀² . Sin 90°)/10
10 x 10 = V₀² . Sin 90°
100 = V₀² . (1)
V₀ = 10 m/s
Jadi, kecepatan awal bola yang ditendang oleh Andi adalah 10 m/s.
Nah, itulah informasi mengenai rumus gerak parabola yang ada pada materi pelajaran Fisika kelas 10. Perlu diperhatikan lagi bahwa gerak parabola merupakan gerak yang terdiri dari dua jenis gerak lurus yaitu gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dan gerak lurus beraturan (GLB) dengan lintasan dua dimensi. Semoga informasi ini dapat membantu Sedulur dalam mempelajari ilmu Fisika lebih baik lagi. Semangat belajar, ya!
Mau belanja bulanan nggak pakai ribet? Aplikasi Super solusinya! Mulai dari sembako hingga kebutuhan rumah tangga tersedia lengkap. Selain harganya murah, Sedulur juga bisa merasakan kemudahan belanja lewat handphone. Nggak perlu keluar rumah, belanjaan pun langsung diantar.
Bagi Sedulur yang punya toko kelontong atau warung, bisa juga lho belanja grosir atau kulakan lewat Aplikasi Super. Harga dijamin lebih murah dan bikin untung makin melimpah.
