Materi Gerak Parabola dari Pengertian, Rumus, dan Contoh

Hai Quipperian, kalian pasti pernah melihat seorang atlet menendang bola ke arah gawang kan? Tapi, pernahkah kamu memperhatikan bentuk lintasan bola? Jika diperhatikan dengan seksama, ternyata bentuk lintasan bola tersebut menyerupai setengah lingkaran Kamu tahu, atau Anda mengenalnya sebagai bentuk parabola, sehingga jenis geraknya disebut gerak parabola. Apa yang dimaksud dengan gerak parabola? Yuk simak selengkapnya di artikel ini.

Apa itu Gerak Parabola?

Gerak parabola adalah gerak yang terdiri dari dua komponen kecepatan (kecepatan sumbu x dan sumbu y) dan seluruh lintasannya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Lantas, mengapa disebut gerak parabola?

Jika dideskripsikan, gerak parabola merupakan gabungan dari gerak lurus beraturan (GLB) pada arah sumbu x dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) pada arah y. Artinya, kecepatan suatu benda pada sumbu x akan selalu sama, baik ukuran maupun arahnya. Sedangkan kecepatan benda pada sumbu y akan mengalami perlambatan pada GLBB akibat pengaruh percepatan gravitasi. SekarangPengaruh gravitasi inilah yang menyebabkan gerak benda membelok sehingga disebut gerak parabola.

Contoh gambar parabola adalah sebagai berikut.

Sumber:

Ketika anak melempar bola dengan kecepatan dan sudut elevasi tertentu, bola akan bergerak ke atas hingga mencapai ketinggian maksimumnya. Setelah itu barulah bola kembali turun hingga mencapai jangkauan maksimalnya dengan lintasan melengkung. Menurut Quipperian, jika seorang anak melempar dengan sudut elevasi 90^Hai, Apa yang akan terjadi? Kerjakan PR, oke! ☺

Apa Ciri-Ciri Gerak Parabola?

Jika gerak parabola terdiri dari gerak lurus dan gerak lurus berubah beraturan, lalu apa ciri-ciri yang membedakannya dari kedua gerak tersebut?

• Dipengaruhi oleh gaya gravitasi di seluruh lintasannya.
• Memiliki sudut elevasi, yaitu sudut lemparan awal.
• Kecepatan pada setiap titik di sepanjang jalurnya merupakan kombinasi dari kecepatan sumbu x (glbb) dan sumbu y (glbb).
• Selalu miliki titik tertinggi atau maksimum dan jangkauan terjauh atau maksimum.
• Bentuk lintasannya melengkung.

Komponen Gerak Parabola

Seperti yang telah dibahas sebelumnya, gerak parabola memiliki komponen kecepatan yang searah dengan sumbu x dan sumbu y. Kedua komponen kecepatan ini saling tegak lurus, dengan kecepatan dalam arah sumbu x selalu konstan, baik besar maupun arahnya. Perhatikan grafik gerak parabola berikut.

Dari grafik di atas, panah hijau menunjukkan kecepatan benda di titik tertentu. Sedangkan panah berwarna jingga menunjukkan komponen kecepatan yang searah dengan sumbu x dan sumbu y dengan arah ay_X Dan ay_y selalu tegak lurus di setiap lintasan. Saat berada di titik tertinggi, kecepatan ke arah sumbu y adalah nol. Artinya, hanya kecepatan sumbu x yang berlaku (ay_X). Titik di mana objek berhenti disebut jangkauan maksimum atau titik terjauh.

Apa saja contoh gerak parabola?

Contoh gerak parabola dalam kehidupan sehari-hari yaitu sebagai berikut.

1. Peluru yang ditembakkan akan membentuk gerak parabola.
2. Bom yang dijatuhkan dari pesawat akan membentuk lintasan melengkung akibat pengaruh gravitasi.
3. Bola yang ditendang dengan sudut elevasi tertentu ke arah gawang atau kawan akan membentuk lintasan melengkung.
4. Gerakan seorang atlet selama lompat jauh. Tepat saat mendekati sandbox, atlet akan melompat dengan membentuk lintasan seperti parabola.
5. Sebuah bola basket dilemparkan ke arah ring.

Rumus Gerak Parabola

Dalam mempelajari gerak peluru atau parabola, ada beberapa rumus yang harus diperhatikan. Jika perlu, buat satu highlight untuk formula ini. Adapun rumus-rumus yang dimaksud adalah sebagai berikut.

1. Rumus kecepatan pada sumbu x dalam gerak parabola

Dengan:

ay₀ = rumus kecepatan awal parabola (m/s);

ay_X = komponen kecepatan sepanjang sumbu x (m/s); Dan

𝛼 = sudut elevasi (sudut yang terbentuk antara sumbu x dan lemparan).

2. Rumus kecepatan pada sumbu y dalam gerak parabola

Dengan:

ay₀ = kecepatan awal (m/s);

ay_y = komponen kecepatan sepanjang sumbu x (m/s);

G = percepatan gravitasi (m/s²);

T = waktu; Dan

𝛼 = sudut elevasi (sudut yang terbentuk antara sumbu x dan lemparan).

3. Rumus titik maksimum gerak parabola

Dengan:

y_maks = tinggi maksimum parabola (m);

ay₀ = kecepatan awal (m/s);

G = percepatan gravitasi (m/s²); Dan

𝛼 = sudut elevasi (sudut yang terbentuk antara sumbu x dan lemparan).

4. Rumus jarak terjauh parabola

Dengan:

X_maks = jarak terjauh parabola (m);

ay₀ = kecepatan awal (m/s);

G = percepatan gravitasi (m/s²); Dan

𝛼 = sudut elevasi (sudut yang terbentuk antara sumbu x dan lemparan).

5. Rumus waktu untuk mencapai ketinggian maksimum

Dengan:

T_maks = waktu untuk mencapai ketinggian maksimum (s);

ay₀ = kecepatan awal (m/s);

G = percepatan gravitasi (m/s²); Dan

𝛼 = sudut elevasi (sudut yang terbentuk antara sumbu x dan lemparan).

Setelah mengetahui rumus gerak parabola, mari kita lanjut ke contoh soal!

Contoh Soal Gerak Parabola

Berikut ini beberapa contoh soal gerak parabola yang dapat Anda gunakan sebagai referensi pembelajaran.

Contoh soal 1

Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 20 m/s dan sudut 30^Hai. Berapa lama peluru berada di udara…

1. 3 detik
2. 4 detik
3. 2,5 dtk
4. 2 detik
5. 1,5 dtk

Diskusi:

Dikenal:

ay₀ = 20m/dtk

α = 30^Hai

diminta: T_{2 maks} = …?

Menjawab:

Untuk mengetahui lama waktu peluru berada di udara, dapat menggunakan rumus 2 x waktu mencapai ketinggian maksimum sebagai berikut.

Jadi, durasi peluru di udara adalah 2 detik.

Jawaban: D

Contoh soal 2

Seorang atlet terkena tendangan pinalti. Pada saat melakukan pinalti, atlet menendang bola ke dalam gawang dengan kecepatan 8 m/s. Ternyata, bola tepat masuk ke gawang. Jika jarak antara atlet dan gawang adalah 6,4 m, berapakah sudut elevasi tendangan atlet tersebut?

1. 30^Hai
2. 45^Hai
3. 90^Hai
4. 60^Hai
5. 75^Hai

Diskusi:

Dikenal:

Ditanya: α = …?

Menjawab:

Untuk mencari sudut elevasi, gunakan persamaan berikut.

Jadi, sudut elevasi tendangan atlet tersebut adalah 45^Hai.

Jawaban: B

Contoh soal 3

Saat latihan sepak bola, Heru menendang bola dengan kecepatan (10i + 14jam) m/s. Setelah bola melewati titik tertingginya, bola tersebut mengenai atap sebuah toko yang tingginya 4,8 m. Waktu yang diperlukan bola untuk mulai menendang hingga mengenai atap toko adalah…

1. 1,6 dtk
2. 2,4 dtk
3. 4,8 dtk
4. 3,2 dtk
5. 1,5 dtk

Diskusi:

Dikenal:

ay = 10i + 14jam

ay_0x = 10m/s

ay_0th = 14m/s

y_{atap toko} = 4,8 m

diminta: T_Sungguh =…?

Diskusi:

Uraian kasus dalam soal adalah sebagai berikut.

Pertama, Quipperian harus mencari waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian maksimum.

Selanjutnya, tentukan tinggi maksimum dengan persamaan berikut.

Kemudian, tentukan jarak antara ketinggian maksimum dan rumah.

Hitunglah waktu yang diperlukan bola untuk menempuh jarak dari ketinggian maksimumnya ke rumah.

Total waktu yang dibutuhkan bola dari awal ditendang sampai mengenai rumah.

Jadi, waktu yang dibutuhkan bola untuk mulai menendang hingga sampai di rumah adalah 1,6 s.

Jawaban: A

Kesimpulan

Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa gerak parabola terjadi akibat gabungan kecepatan benda pada sumbu x dan sumbu y, dimana kedua kecepatan tersebut saling tegak lurus. Besaran fisis yang mempengaruhi gerak parabola meliputi kecepatan, waktu, percepatan gravitasi, sudut elevasi, dan kecepatan awal.

Sampai saat ini, saya harap Quipperian mengerti. Itulah pembahasan Quipper Blog tentang gerak parabola. Materi lengkapnya bisa kamu lihat di Quipper Video. Selain materi, kamu juga akan mendapatkan penjelasan langsung dari tutor-tutor keren Quipper Video. Ayo cepat. Salam Quippers!