Rumus Gerak Parabola beserta Contoh Soal

GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan membahas tentag Gerak Parabola. Apa sih itu Gerak Parabola? Apa saja rumus fisika yang ada pada Gerak Parabola? Lalu bagaimana menjawab soal-soal fisika terkait Gerak Parabola? Yuk simak penjelasan berikut!

A. Pengertian Gerak Parabola

Gerak parabola atau yang juga dikenal dengan gerak peluru adalah gerak benda dalam dua dimensi yang membentuk lintasan melengkung. Gerak parabola merupakan perpaduan GLB (Gerak Lurus Beraturan) pada arah horizontal dan GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan) pada arah vertikal.

Benda yang bergerak secara parabolik memiliki kecepatan konstan pada arah horizontal, sedangkan pada arah vertikal benda akan mengalami percepatan dan perlambatan.

B. Rumus Gerak Parabola

Perhatikan gambar berikut!

Amati bahwa benda bergerak dari titik A ke E melalui titik B, C dan D. Pada saat di titik A, benda tersebut mulai bergerak dengan kecepatan awal sebesar v_o dengan kecepatan pada sumbu x adalah v_xo dan v_yo pada sumbu y, kecepatan v_o merupakan resultan dari kecepatan v_xo dan v_yo. Pada saat benda tersebut mencapai titik B kecepatan benda pada sumbu y berkurang menjadi v_y akibat adanya pengaruh gaya gravitasi, gerak benda pada sumbu y (vertikal) merupakan gerak berubah beraturan, sementara pada sumbu x, kecepatan benda tetap yakni v_xo karena tidak ada gaya yang mempengaruhi (mempercepat atau memperlambat) benda tersebut. Sementara pada titik C, benda akan memiliki kecepatan pada sumbu y sebesar 0 (nol), akibatnya benda tersebut tidak akan lagi bergerak keatas dan mencapai ketinggian maksumum, setelah beberapa saat benda tersebut akan bergerak kearah tanah atau sumbu y negatif (-y) akibat adanya gaya gravitasi dan membuat benda tersebut dipercepat menuju tanah. Sedangkan kecepatan benda pada sumbu x dititik C adalah tetap v_xo, karena tidak ada gaya yang mempengaruhi. Benda akan berhenti bergerak ke arah sumbu x selama tidak ada penghalang, namum ketika benda tersebut telah mencapai tanah, maka benda tersebut akan berhenti, dan sesaat sebelum berhenti kecepatan benda pada arah sumbu x tetap v_xo. Berikut penjabaran persamaan gerak benda pada gerak parabola.

Dari definisi fungsi cos dan sin, kita akan memperoleh:

Komponen-komponen x dan y dari kecepatan awalnya adalah

Subtitusikan persamaan (3) ke persamaan GLB untuk memperoleh besar jarak perpindahan benda tiap satuan waktu pada sumbu x:

Cara yang sama juga kita gunakan untuk mencari ketinggian benda pada waktu tertentu, subtitusikan persamaan (4) ke persamaan GLBB (dimana a = – g) :

Waktu tempuh benda dari titik A ke titik C (posisi awal ke titik tertinggi) bisa kita ketahui dengan menggunakan persamaan GLBB pada gerak vertikal seperti berikut (kecepatan benda pada arah vertikal saat titik tertinggi adalah nol v_yt = 0) :

Sedangkan waktu tempuh total dari titik A ke titik E (posisi awal ke posisi akhir) atau waktu totoal benda melayang di udara adalah dua kali dari waktu posisi awal ke titik tertinggi, ini terjadi karena waktu tempuh gerak vertikal keatas sama dengan ke bawah.

Jarak Horizontal Maksimum

Jarak horizontal maksimum dapat dihitung dengan mensubtitusikan persamaan (8) ke persamaan (5):

karena, sin2θ = 2sinθcosθ, maka:

Ketinggian Maksimum

Ketinggian maksimum dapat dihitung dengan mensubtitusikan persamaan (7) ke persamaan (6), karena ketinggian maksimum terjadi pada saat v_y = 0 atau pada saat t_C :

θ : Sudut elevasi

Contoh Soal

Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 20 m/s dengan sudut elevasi 15^o . Jika percepatan udara ditempat tersebut adalah 10 m/s², maka jarak maksimum yang ditempuh benda tersebut adalah . . . .

Penyelesaian :

Diketahui:

Rumus:

Demikianlah pembahasan kita terkait Gerak Parabola. Terima kasih, semoga bermanfaat.