Jenis Gerak Batu yang Dilemparkan Vertikal ke Atas dan Akhirnya Jatuh ke Tanah Kembali Adalah

Gerak batu yang dilemparkan vertikal ke atas dan akhirnya jatuh ke tanah kembali adalah gerak lurus berubah beraturan (GLBB) diperlambat kemudian berubah menjadi GLBB dipercepat. Fenomena ini menggambarkan aplikasi dari hukum-hukum gerak yang dikemukakan oleh Isaac Newton serta prinsip gravitasi.

Tahapan Gerak Batu

Lemparan Awal:

Saat batu dilemparkan vertikal ke atas, ia menerima kecepatan awal (v0) yang mengarah ke atas. Pada tahap ini, batu memiliki energi kinetik maksimum dan energi potensial minimum.

Perlambatan (GLBB diperlambat):

Setelah dilempar, batu mulai melawan gaya gravitasi (g) yang menyebabkan percepatan negatif atau perlambatan. Kecepatan batu berkurang seiring waktu hingga mencapai titik puncak. Rumus yang relevan pada tahap ini adalah:

v = v0 - gt

Di mana v adalah kecepatan akhir, v0 adalah kecepatan awal, g adalah percepatan gravitasi (9,8 m/s²), dan t adalah waktu.

Titik Puncak:

Di titik puncak, kecepatan batu menjadi nol (v = 0) dan energi kinetiknya juga nol, sementara energi potensialnya maksimum. Pada titik ini, batu berhenti sesaat sebelum mulai bergerak turun.

Percepatan (GLBB dipercepat):

Setelah mencapai titik puncak, batu mulai jatuh kembali ke tanah dengan percepatan konstan sebesar g. Kecepatan batu meningkat seiring waktu karena percepatan gravitasi. Rumus yang relevan pada tahap ini adalah:

v = gt

Jatuh Kembali:

Batu terus mempercepat hingga mencapai tanah. Saat menyentuh tanah, kecepatan batu sama dengan kecepatan awalnya (dengan arah yang berlawanan), dan energi kinetiknya kembali maksimum sementara energi potensialnya minimum.

Rumus-Rumus Terkait Gerak Vertikal

• Kecepatan Akhir (v):

v = v0 - gt (naik)

v = gt (turun)

• Ketinggian Maksimum (h):

h = (v0²) / (2g)

• Waktu untuk Mencapai Ketinggian Maksimum (t):

t = v0 / g

• Waktu Total untuk Kembali ke Tanah:

t_total = 2 × (v0 / g)

Contoh Kasus dan Data

Misalkan sebuah batu dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Perhitungan untuk menentukan ketinggian maksimum dan waktu total adalah sebagai berikut:

• Ketinggian Maksimum:

h = (20²) / (2 × 9,8) = 400 / 19,6 ≈ 20,41 meter

• Waktu untuk Mencapai Ketinggian Maksimum:

t = 20 / 9,8 ≈ 2,04 detik

• Waktu Total untuk Kembali ke Tanah:

t_total = 2 × (20 / 9,8) ≈ 4,08 detik

Pentingnya Memahami Gerak Vertikal

Memahami gerak vertikal adalah fundamental dalam berbagai bidang seperti fisika, teknik penerbangan, dan balistik. Pengetahuan ini membantu dalam memprediksi jalur gerak benda, perhitungan waktu jatuh, dan analisis energi dalam sistem yang dipengaruhi oleh gravitasi.

Kesimpulan

Gerak batu yang dilemparkan vertikal ke atas dan akhirnya jatuh kembali ke tanah adalah contoh dari gerak lurus berubah beraturan (GLBB) diperlambat kemudian berubah menjadi GLBB dipercepat. Pemahaman terhadap prinsip-prinsip ini memberikan dasar yang kuat dalam studi mekanika dan aplikasi praktis lainnya dalam ilmu pengetahuan dan teknologi. Keakuratan dalam pengukuran dan penggunaan prinsip gerak vertikal berkontribusi pada keputusan yang lebih baik dalam berbagai bidang ilmu.

Location: Indonesia

MSc Eng Master of Science in Engineering with a focus on Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM).

Share :