Pada bab 02 Gerak Satu Dimensi, kita telah membahas perihal gerak berubah beraturan atau GLBB. Nah, kini timbul pertanyaan, bagaimana jikalau benda bergerak vertikal ke bawah dan gerak jatuh bebas ? lalu, bagaimana bila benda bergerak vertikal ke atas?.
Untuk itu pada halaman ini kita akan membahas perihal gerak vertikal ke bawah dan gerak jatuh bebas sedangkan untuk gerak vertikal ke atas kita bahas di halaman selanjutnya.
Gerak vertikal ke bawah dan Gerak Jatuh Bebas
Contoh benda yang bergerak vertikal ke bawah apa saja?, Benda yang bergerak vertikal ke bawah contohnya mangga atau kelapa yang jatuh dari pohonnya. Dalam hal ini berarti kecepatan awal buah ialah sebesar 0 meter/sekon alias mula-mula diam. Ini dinamakan sebagai gerak jatuh bebas.
Lain halnya bila kita memetik buah mangga kemudian menjatuhkannya dengan melaksanakan dorongan ke bawah, maka dalam perkara ini dapat dianggap bahwa buah mangga mempunyai kecepatan awal yang diakibatkan oleh dorongan tangan. Atau kita dapat memperhatikan seorang pemain basket ketika memantulkan bola ke tanah.
Terkadang, untuk membedakan dua insiden ini, maka jikalau kecepatan awal sebesar nol, maka dinamakan sebagai gerak jatuh bebas sedangkan jikalau kecepatan awal tidak sama dengan nol, maka dinamakan sebagai gerak vertikal ke bawah. Perhatikanlah gambar berikut ini.
perbedaan gerak vertikal ke bawah dan gerak jatuh bebas
Mengapa benda terjatuh ke bawah?. Benda jatuh ke bawah menuju inti bumi yang merupakan titik sentra massa yang sangat besar sehingga benda akan di tarik oleh gaya gravitasi bumi.
Dalam gerak vertikal ke bawah dan ke atas ini, besar percepatannya merupakan besarnya percepatan gravitasi ialah 9,8 m/s2 atau dalam keperluan mudah biasanya dibulatkan menjadi 10 m/s2. Nah, besar percapatan gravitasi ini di setiap titik di bumi dapat saja berbeda.
Persamaan pada gerak vertikal ke bawah dan gerak jatuh bebas
Ada tiga persamaan dasar yang harus kita pahami, yaitu
Pada persamaan di atas, pada (±) akan berlaku (+) jikalau percepatan gravitasi bumi searah dengan gerak benda serta akan berlaku (-) jikalau percepatan gravitasi bumi tidak searah dengan gerak benda. Dan nilai Δy merupakan perpindahan benda dari titik awal. Perhatikanlah gambar ilustrasi di bawah ini.
Perbedaan ketinggian dan perpindahan pada gerak vertikal ke bawah dan gerak jatuh bebas
Jika benda jatuh ke atas permukaan tanah, maka besar perpindahannya (Δy) akan sama dengan ketinggian (h).
Contoh soal gerak vertikal ke bawah dan gerak jatuh bebas
1. Sebuah mangga jatuh dari ranting pohonnya yang berketinggian sebesar 8 meter dari permukaan tanah. Jika percepatan gravitasi sebesar 10 m/s2 , Berapa waktu yang diharapkan mangga tersebut untuk jatuh ke permukaan tanah?
2. Sebuah benda dijatuhkan oleh seorang anak kecil dari gedung bertingkat yang tingginya 20 meter. Benda tersebut jatuh ke permukaan tanah memerlukan waktu 4 detik. Apabila besar percepatan gravitasi sebesar 10 m/s2 dan ukiran udara diabaikan, berapa kecepatan awal benda yang diberikan oleh anak tersebut?
Jawab
Persamaan-persamaan GLBB yang sudah kita bahas sebelumnya akan kita gunakan kembali.
1. Diketahui: yt-y0 = 8 meter, v0 = 0 m/s dan 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 menerangkan bahwa kecepatan awal benda bergerak ke atas (berlawanan dengan arah gerak benda yang menuju arah ke bawah). Ini artinya anak kecil tadi melempar benda tersebut ke atas sehingga ketika ketinggian benda 20 meter mempunyai kecepatan 15 m/s.
Soal di atas jikalau kita kembangkan menjadi insiden kedua ialah gerak jatuh bebas dimana kecepatan awalnya nol, maka
Waktu t = 2 sekon berarti lebih cepat daripada waktu t= 4 sekon pada insiden pertama.
Nah, jikalau kita kembangkan lagi menjadi insiden ketiga dimana anak kecil tadi ketika menjatuhkan benda sambil didorong ke bawah dengan kecepatan 5 m/s, maka
Kemudian memakai rumus abc
Nilai waktu t2 yang bernilai negatif tidak dipakai sebab mustahil waktu bernilai negatif sehingga waktu (t) sebesar 1,55 sekon.
Kesimpulannya jikalau benda tersebut dijatuhkan sambil didorong ke bawah, maka waktu yang diharapkan benda hingga di permukaan tanah akan lebih sedikit (lebih cepat hingga ke tanah).
Sumber https://www.siswapedia.com