Analisis Perpaduan Gerak Antara GLB dan Gerak Jatuh Bebas

Perpaduan antara gerak lurus beraturan dengan gerak jatuh bebas pada dasarnya sama dengan gerak setengah parabola yaitu gerak parabola pada bagian ketika benda kembali turun. Jika diibaratkan gerak parabola, maka perpaduan antara gerak lurus beraturan dan gerak jatuh bebas dimulai dari titik tertinggi ketika kecepatan benda dalam arah vertikal bernilai sama dengan nol hingga benda mencapai permukaan tanah. Karena sama dengan gerak setengah parabola, maka prinsip-prinsip gerak parabola dapat kita gunakan untuk menganalisis perpaduan gerak antara GLB dan gerak jatuh bebas.

Analisis Perpaduan GLB dan Gerak Jatuh Bebas 

Perpaduan antara GLB dan gerak jatuh bebas dapat terjadi ketika suatu benda dilempar dengan kecepatan tertentu dalam arah mendatar dari ketinggian h di atas permukaan tanah. Benda dilempar secara mendatar sehingga sudut antara kecepatan dan bidang datar sama dengan nol.

Karena kecepatan awal tidak membentuk sudu terhadap bidang datar, maka kecepatan awal benda pada sumbu-x sama dengan kecepatan awal benda sedangkan kecepatan awal benda pada sumbu-y sama dengan nol seperti halnya gerak jatuh bebas.

Karena gerak benda merupakan perpaduan antara dua jenis gerak, maka kita harus menguasai konsep dasar dari masing-masing jenis gerak tersebut. Pada pembahasan kali ini, gerak yang dipadu adalah gerak lurus beraturan dengan gerak jatuh bebas, sehingga kita harus mengingat kembali konsep dasar GLB dan gerak jatuh bebas.

Jika digambarkan dalam bentuk sketsa, maka pergerakan benda kurang lebih akan seperti gambar di bawah ini.

Pada gambar di atas terdapat simbol h yang digunakan untuk menyatakan besaran ketinggian. Karena ketinggian tempat benda (titik awal benda dijatuhkan) merupakan titik tertinggi lintasan, maka besar perpindahan benda dalam arah vertikal (biasa disebut dengan ketinggian) sama dengan ketinggian tempatnya. Jadi, pada pembahasan kali ini kita hanya akan menggunakan besaran h untuk menyatakan jarak yang dicapai benda dalam arah vertikal dan ketinggian tempat.

Konsep penting yang harus kita ingat pada gerak ini adalah kecepatan awal benda sama dengan vo. Kecepatan benda pada sumbu-x sama dengan kecepatan awal benda sedangkan kecepatan benda pada sumbu y mula-mula nol kemudian meningkat dengan pertambahan sebesar percepatan gravitasi.

Rumus Untuk Perpaduan GLB dan GJB

Poin penting yang harus kita pahami adalah kapan benda bergerak lurus beraturan dan kapan benda jatuh bebas. Ingat bahwa benda bergerak lurus beraturan pada sumbu-x mendatar dan bergerak jatuh bebas pada sumbu-y vertikal.

Pada Sumbu-x (GLB)
Karena bergerak lurus beraturan, maka kecepatan benda dalam arah mendatar selalu tetap. Dari konsep GLB kita bisa menentukan beberapa hal sebagai berikut :

1. Kecepatan Pada sumbu-x 

   vx = vox = vo

   
   Dengan :
   v_o = kecepatan awal benda (m/s)
   v_ox = kecepatan awal pada sumbu-x (m/s)
   v_x = kecepatan pada sumbu-x pada detik ke-t (m/s)
   
   
2. Jarak Mendatar yang Dicapai benda

   x = vox.t = vx.t = vo.t

   
   
   Dengan :
   x = jarak mendatar yang dicapai benda (m)
   t = waktu tempuh (s)

Pada sumbu-y (GJB)
Karena bergerak jatuh bebas, maka kecepatan awal benda dalam arah vertikal sama dengan nol. Kecepatan benda berubah secara teratur dengan percepatan positif sebesar percepatan gravitasi. Dari konsep GJB kita dapat menentukan beberapa hal sebagai berikut :

1. Kecepatan Pada sumbu-y

   vy = g.t = √2gh

   
   Dengan :
   v_y = kecepatan pada sumbu-y pada detik ke-t (m/s)
   t = waktu tempuh (s)
   g = percepatan gravitasi (m/s²)
   h = ketinggian atau perpindahan yang dicapai benda (m)
   
   
2. Waktu untuk Mencapai Permukaan Tanah
   
   Sebelumnya telah ketahui bahwa hubungan antara waktu dan ketinggian adalah sebagai berikut :
   

   h = voy.t − ½g.t2

   
   Karena kecepatan awal pada sumbu-y sama dengan nol, maka :
   

   2h = g.t2

   
   Dengan demikian, waktu untuk mencapai jarak tertentu adalah :
   

   t = √2h/g

Karena waktu dapat dinyatakan dalam bentuk ketinggian dan percepatan gravitasi seperti rumus di atas, maka jarak mendatar maksimum yang dapat dicapai benda dapat kita hitung dengan rumus berikut :

x-maks = vo.t = vo.√2h/g

Dengan :
x-maks = jarak mendatar maksimum yang dicapai benda (m)
h = ketinggian (m)
g = percepatan gravitasi (m/s²).

Share on: Facebook Twitter Google+ Linkedin Technorati Digg LintasMe

Related Articles :