[Review] Gerak Peluru (Gerak Parabola)

Materi mengenai gerak peluru atau gerak parabola (karena berdasarkan analisa, gerak peluru ini memiliki lintasan parabola; bisa dibaca pada buku-buku fisika universitas) ini akan keluar untuk pelajaran Fisika kelas XI semester pertama dan juga untuk fisika universitas semester pertama. Berhubung saya juga akan mengajarkan tentang materi ini kepada anak didik saya, maka saya pun turut membagikannya disini. Referensi yang saya pakai adalah buku fisika untuk universitas karangan Giancoli dan buku fisika SMA karangan Marthen Kanginan.

Untuk memulai, saya akan mengingatkan kembali bahwa sebelum kita mempelajari tentang gerak peluru, maka kita harus ingat beberapa besaran yang akan keluar untuk materi gerak, yaitu kecepatan, jarak dan perpindahan, waktu, dan percepatan. Untuk benda yang mengalami gerak vertikal akan mendapat percepatan gravitasi (baik positif atau negatif), atau yang sering disimbolkan dengan g, dan mempunyai nilai 9,8 m/s² . Perhatikan tabel perhitungan besaran fisika untuk gerak dua dimensi berikut ini,

"Gerak peluru atau gerak parabola dapat didefinisikan sebagai gerak yang mengalami percepatan konstan vertikal ke bawah tetapi tidak mengalami percepatan secara horizontal." 

Secara umum, gerak peluru atau gerak parabola dapat didefinisikan sebagai gerak yang mengalami percepatan konstan vertikal ke bawah tetapi tidak mengalami percepatan secara horizontal, artinya pada gerak parabola akan terjadi GLB dan GLBB sekaligus secara terpisah. Contoh-contoh dari gerakan ini meliputi gerak bola yang ditendang pemain sepakbola, bola yang dilempar atau dipukul oleh pemain baseball, bola golf, peluru yang ditembakkan dari meriam, lompat jauh atau lumpat tinggi dari atlit. Analisa dari gerak ini pertama kali dijabarkan oleh Galileo Galilei, beliau menjabarkannya dengan menganalisa secara terpisah komponen-komponen geraknya, begitu juga hal yang akan kita lakukan nantinya. Namun, dalam perhitungan ini kita akan mengabaikan pengaruh dari hambatan udara.

Komponen vertikal dan horizontal akan dianalisa secara terpisah, waktu (t) awal dianggap sama dengan nol (0) pada titik awal sistem koordinat kartesius (x-y), berarti,   x_o = 0 dan y_o = 0

Selanjutnya perhatikan gambar dan penjabaran berikut ini,

Satu hal yang perlu dicatat adalah bahwa sebuah benda yang dilepaskan dengan arah horizontal akan mencapai lantai pada saat yang sama dengan sebuah benda yang dijatuhkan secara vertikal, seperti diilustrasikan pada gambar berikut ini,

Contoh soal: (sumber Giancoli, 1998)

Sebuah bola ditendang dengan sudut elevasi, θ_o=37,0⁰ dengan kecepatan 10,0 m/s. Hitung (a) tinggi maksimum, (b) waktu perjalanan sebelum bola menyentuh tanah, (c) seberapa jauh dari titik awal bole tersebut menyentuh tanah, (d) vektor kecepatan pada ketinggiann maksimum, (e) vektor percepatan pada ketinggian maksimum. Anggap bola meninggalkan kaki pada ketinggian permukaan tanah.

Penyelesaian:

Soal dan Pembahasan

1.) Giancoli, 1998
Seorang pemain pengganti mengendarai sebuah sepeda motor yang melaju melompat dari atas sebuah tebing dengan tinggi 50,0 m. Seberapa cepat motor tersebut harus meninggalkan puncak tebing jika harus mendarat di daratan rata di bawahnya, yang berjarak 90,0 m dari kaki tebing dimana kamera-kamera berada?
Pembahasan:

2.)Kanginan, 1997
Dari tepi sebuah meja sebuah kelereng meluncur dengan kecepatan 14 m/s. Jika tinggi meja 1,2 m, di manakah kelereng menyentuh lantai diukur dari tepi meja?
Pembahasan:

3.)Kanginan, 1997
Sebuah mobil hendak menyebrangi sebuah parit yang lebarnya 6,0 meter. Perbedaan tinggi antara kedua sisi parit itu adalah 22,5 cm, seperti ditunjukkan pada gambar. Jika percepatan gravitasi g = , berapa kelajuan minimum yang diperlukan oleh mobil tersebut agar penyebrangan mobil dapat berlangsung?
Pembahasan:

Demikianlah pembahasan mengenai gerak peluru, semoga bermanfaat.

Referensi:
Giancoli, D. Fisika Universitas. Penerbit Erlangga: 1998
Kanginan, M. Seribu Pena Fisika SMU Kelas I. Penerbit Erlangga: 1997