Pada bagian 02 Gerak Satu Dimensi, kita sudah membahas ihwal gerak berubah beraturan atau GLBB. Nah, kini timbul pertanyaan, bagaimana kalau benda bergerak vertikal ke bawah & gerak jatuh bebas ? lalu, bagaimana bila benda bergerak vertikal ke atas?.
Untuk itu pada halaman ini kita akan membicarakan perihal gerak vertikal ke bawah & gerak jatuh bebas sedangkan untuk gerak vertikal ke atas kita diskusikan di halaman berikutnya.
Daftar Isi
Gerak vertikal ke bawah & Gerak Jatuh Bebas
Contoh benda yg bergerak vertikal ke bawah apa saja?, Benda yg bergerak vertikal ke bawah contohnya mangga atau kelapa yg jatuh dr pohonnya. Dalam hal ini memiliki arti kecepatan permulaan buah yaitu sebesar 0 meter/sekon alias mula-mula diam. Ini dinamakan selaku gerak jatuh bebas.
Lain halnya bila kita memetik buah mangga kemudian menjatuhkannya dgn melakukan dorongan ke bawah, maka dlm kasus ini mampu dianggap bahwa buah mangga mempunyai kecepatan permulaan yg diakibatkan oleh dorongan tangan. Atau kita bisa mengamati seorang pemain basket dikala memantulkan bola ke tanah.
Terkadang, untuk membedakan dua peristiwa ini, maka bila kecepatan permulaan sebesar nol, maka dinamakan sebagai gerak jatuh bebas sedangkan jika kecepatan awal tak sama dgn nol, maka dinamakan selaku gerak vertikal ke bawah. Perhatikanlah gambar berikut ini.
Mengapa benda terjatuh ke bawah?. Benda jatuh ke bawah menuju inti bumi yg ialah titik sentra massa yg sangat besar sehingga benda akan di tarik oleh gaya gravitasi bumi.
Dalam gerak vertikal ke bawah & ke atas ini, besar percepatannya ialah besarnya percepatan gravitasi yakni 9,8 m/s2 atau dlm kebutuhan simpel umumnya dibulatkan menjadi 10 m/s2. Nah, besar percapatan gravitasi ini di setiap titik di bumi bisa saja berbeda.
Persamaan pada gerak vertikal ke bawah & gerak jatuh bebas
Ada tiga persamaan dasar yg mesti kita pahami, yaitu
Pada persamaan di atas, pada (±) akan berlaku (+) jika percepatan gravitasi bumi searah dgn gerak benda serta akan berlaku (-) bila percepatan gravitasi bumi tak searah dgn gerak benda. Dan nilai Δy merupakan perpindahan benda dr titik permulaan. Perhatikanlah gambar ilustrasi di bawah ini.
Jika benda jatuh ke atas permukaan tanah, maka besar perpindahannya (Δy) akan sama dgn ketinggian (h).
Contoh soal gerak vertikal ke bawah & gerak jatuh bebas
1. Sebuah mangga jatuh dr ranting pohonnya yg berketinggian sebesar 8 meter dr permukaan tanah. Jika percepatan gravitasi sebesar 10 m/s2 , Berapa waktu yg diharapkan mangga tersebut untuk jatuh ke permukaan tanah?
2. Sebuah benda dijatuhkan oleh seorang anak kecil dr gedung bertingkat yg tingginya 20 meter. Benda tersebut jatuh ke permukaan tanah memerlukan waktu 4 detik. Apabila besar percepatan gravitasi sebesar 10 m/s2 & gesekan udara diabaikan, berapa kecepatan awal benda yg diberikan oleh anak tersebut?
Jawab
Persamaan-persamaan GLBB yg sudah kita bahas sebelumnya akan kita gunakan kembali.
1. Diketahui: yt-y0 = 8 meter, v0 = 0 m/s & a = g = 10 m/s2
Ditanya: t = ….?
2. Diketahui : yt-y0 = 20 meter, t = 4 sekon, a = g = 10 m/s2
Ditanya: v0=….?
Nilai negatif menandakan bahwa kecepatan permulaan benda bergerak ke atas (berlawanan dgn arah gerak benda yg menuju arah ke bawah). Ini artinya anak kecil tadi melempar benda tersebut ke atas sehingga tatkala ketinggian benda 20 meter mempunyai kecepatan 15 m/s.
Soal di atas bila kita kembangkan menjadi insiden kedua yakni gerak jatuh bebas dimana kecepatan awalnya nol, maka
Waktu t = 2 sekon memiliki arti lebih singkat daripada waktu t= 4 sekon pada insiden pertama.
Nah, kalau kita kembangkan lagi menjadi kejadian ketiga dimana anak kecil tadi dikala menjatuhkan benda sambil didorong ke bawah dgn kecepatan 5 m/s, maka
Kemudian memakai rumus abc
Nilai waktu t2 yg bernilai negatif tak digunakan alasannya adalah tak mungkin waktu bernilai negatif sehingga waktu (t) sebesar 1,55 sekon.
Kesimpulannya bila benda tersebut dijatuhkan sambil didorong ke bawah, maka waktu yg diharapkan benda hingga di permukaan tanah akan lebih minim (lebih singkat sampai ke tanah).