Yuk, simak artikel ini untuk belajar pengertian gerak parabola, rumus-rumus, dan contoh soal beserta pembahasannya!
Siapa sih yang nggak kenal yang namanya olahraga basket?
Basket merupakan salah satu olahraga yang sangat populer nih dikalangan siswa SMP dan SMA. Bahkan, menurut laporan Tribunsport, survei yang dilakukan oleh National Basketball League (NBL) pada tahun 2014 menemukan kalau basket mengalahkan popularitas sepak bola di kalangan anak usia 13-18 tahun.
Ngomong-ngomong tentang basket nih, pasti elo juga sering mengamati bagaimana gerakan bola ketika ditembakan ke arah ring. Melambung seakan membentuk setengah lingkaran, bukan? Itu kenapa, gerak bola basket itu menjadi salah satu contoh gerak parabola dalam kehidupan sehari-hari kita.
Elo sudah tahu belum, ternyata teori fisika parabola juga menjadi dasar pengembangan teknik penembakan bola yang digunakan oleh para atlet basket profesional, lho. Iya, benar.
Seperti yang dilansir oleh EE Times Europe (2022), teori gerak parabola bisa memberi manfaat kepada para atlet untuk meningkatkan keberhasilan mencetak skor dengan meningkatkan titik tertinggi tembakan bolanya, Sobat.
Pasti penasaran dong sebenarnya apa yang dimaksud dengan gerak parabola itu. Yuk, kita mengenal pengertian gerak parabola, karakteristiknya, rumus untuk mencari titik tertinggi dan terjauhnya, dan contoh soal gerak parabola! Siapa tahu elo jadi bisa menerapkannya saat bermain basket ya kan? Hehe.
Pengertian Gerak Parabola
Seperti didefinisikan pada buku fisika SMA/MA Kelas X Semester 1 oleh Berta Rahardian, dkk (2013), gerak parabola adalah gerak yang membentuk sudut tertentu terhadap bidang horizontal atau sumbu X seperti gambar gerakannya di bawah ini nih.
Dari gambar di atas, elo bisa melihat bahwa sebuah sudut terbentuk di antara sumbu X dan garis lintasan bola. Kalau di gambar contohnya 30 derajat. Lintasan bola pun membentuk seperti jembatan lengkung atau huruf U terbalik.
Seperti yang elo sudah ketahui, suatu benda dapat bergerak jika terjadi gaya padanya. Penasaran dong, gaya apa sih yang menyebabkan benda mengalami gerak parabola?
Ternyata ada beberapa faktor gaya nih yang bekerja pada benda yang bergerak parabola. Yang pertama, tentu saja gaya pendorong yang diberikan pada suatu benda atau bola sehingga ia dapat bergerak keatas dan memiliki kecepatan awal. Yang kedua adalah pengaruh gaya gravitasi yang cenderung menarik semua objek menuju arah pusat bumi.
Jadi, setelah suatu benda mencapai titik tertingginya ia akan kembali jatuh ke bumi. Dengan demikian, gaya gravitasi ini juga lah yang menentukan bentuk lintasan parabola sebuah benda.
Seperti yang dijelaskan di artikel Zenius sebelumnya tentang gerak parabola, perubahan kecepatan terjadi pada gerak ini. Hal itu disebabkan oleh gaya tarik gravitasi yang membuat benda mengalami perubahan kecepatan saat iya bergerak pada sumbu Y, Sobat.
Kalau dibayangkan, seakan benda yang dilempar ke atas ditarik ke bawah. Kecepatan yang semula dimiliki benda pun berubah karena adanya tarikan tersebut. Itu kenapa, gerak parabola merupakan perpaduan dari gerak lurus beraturan (GLB) pada sumbu X dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) pada sumbu Y.
Lalu, sebenarnya ketika sebuah benda bergerak di udara, ia juga terkena gaya yang berupa hambatan udara atau gesekan udara, Sobat. Namun, dalam model analisis gerak parabola ini hambatan udaranya diabaikan.
Nah, dengan penjelasan di atas maka kita bisa simpulkan bahwa gerak parabola memiliki 4 ciri-ciri seperti pada gambar di bawah ini.
Baca Juga: Rumus Gravitasi dan Kondisi Gravitasi Luar Angkasa
Rumus Gerak Parabola
Seperti pada ciri-ciri gerak parabola yang keempat, suatu benda yang bergerak parabola akan memiliki besaran-besaran vektor, seperti kecepatan yang dibedakan menjadi kecepatan pada sumbu Y dan kecepatan pada sumbu X. Kecepatan sendiri juga terbagi lagi menjadi kecepatan awal dan juga ada kecepatan yang sudah dipengaruhi gaya gravitasi.
Karena bendanya bergerak, tentu posisinya pun juga berubah. Jadi kita juga bisa menghitung jarak benda terhadap sumbu Y dan tinggi benda terhadap sumbu X. Lalu, seperti cerita atlet basket di awal tadi kita juga bisa menghitung titik tertinggi sebuah benda pada sumbu Y dan juga letak titik terjauh benda dari titik 0-nya.
Berikut ini rumus-rumusnya.
Baca Juga: Rumus Gerak Vertikal Atas dan Bawah
Contoh Soal Gerak Parabola
Setelah mengenal tentang apa itu gerak parabola, ciri-ciri, dan rumus-rumusnya, sekarang saatnya untuk mempraktekan ilmu elo ke dalam latihan soal. Oiya, untuk melatih pemahaman, gua menyarankan supaya elo mencoba mengerjakan sendiri terlebih dahulu sebelum melihat pembahasan yang akan gue berikan ya.
Contoh Soal Gerak Parabola 1
Jika bola basket dilempar dengan sudut elevasi 30 terhadap bidang horizontal dengan kecepatan 20 m/s. Berapakah besar kecepatan awal benda dalam arah sumbu X?
A. 10 m/sB. 20 m/s
C. 10√3 m/s
D. 2 m/s
Apakah teman-teman pernah memperhatikan bola yang dilempar? Bagaimana lintasannya? Bola yang dilempar akan mencapai ketinggian tertentu sebelum ia kembali turun tertarik gravitasi. Gerak yang dialami oleh bola ini disebut dengan gerak parabola. Kali ini, kita akan membahas tentang gerak ini, beserta rumus yang digunakan.
Gerak Parabola
Ini adalah gerak yang mengikuti lintasan berbentuk parabola. Gerak parabola merupakan perpaduan antara gerak arah horizontal (sumbu X) dan gerak arah vertikal (sumbu Y). Saat gerak parabola terjadi, diasumsikan tidak ada hambatan dari udara, sehingga semua benda jatuh dengan percepatan yang sama.
Sekarang, mari kita lihat gerak ini dalam contoh.
Sebuah bola dilempar dari menara dengan kecepatan awal horizontal sebesar Ux dan kecepatan awal vertikalnya Uy = 0. Komponen kecepatan dalam horizontal adalah konstan atau tetap karena tidak ada percepatan dalam arah horizontal. Sementara itu, komponen kecepatan arah vertikal mengalami percepatan yang sama dengan percepatan gravitasi (9,8 ms-2).
Durasi lamanya bola di udara bergantung pada gerak vertikalnya. Di lain sisi, besar dan arah dari kecepatan bola akan terus berubah seiring waktu. Besar kecepatan bola dapat dirumuskan sebagai berikut:
V = √ Vx ² + Vy ²
vy = komponen kecepatan bola dalam arah vertikal
vx = komponen kecepatan dalam arah horizontal (konstan)
Arah kecepatan benda pada gerak parabola
Arah kecepatan benda dalam gerak ini dapat ditentukan dengan rumusan sebagai berikut:
tan θ = vy / vx
Ketinggian Maksimum
Ketinggian maksimum adalah titik tertinggi yang dapat dicapai sebuah benda saat melakukan gerak parabola. Saat benda mencapai ketinggian maksimum, komponen kecepatan dalam arah sumbu-Y nya adalah sama dengan nol (vy = 0).
Tymaks = (Vo sin θ ) / g
Dengan mensubtitusi persamaan di atas ke dalam persamaan posisi dalam arah sumbu-Y sebelumnya, ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda dapat dirumuskan sebagai
Tymaks = (Vo sin θ ) / g
Jangkauan Maksimum
Jangkauan maksimum (xmaks) adalah jarak horizontal terjauh yang dapat dicapai atau dijangkau oleh benda saat melakukan gerak parabola. Saat benda mencapai jangkauan maksimum, maka tinggi benda adalah y = 0.
Waktu yang diperlukan benda untuk mencapai jangkauan maksimum (txmaks) adalah dua kali waktu yang diperlukan benda untuk mencapai ketinggian maksimum, atau dapat dirumuskan sebagai
Txmaks = (2Vo sin θ ) : g
Dengan mensubtitusi persamaan di atas ke dalam persamaan posisi dalam arah sumbu-X sebelumnya, jangkauan maksimum yang dapat dicapai benda dapat dirumuskan sebagai
Xmaks = (Vo² sin 2θ) : g