R A H M A Z A I M AR A H M A Z A I M AM . B I N T A N G N A T A A .M . B I N T A N G N A T A A .M 2 D 8 L 3 E M B E L A J A 5 A 1M 2 D 8 L 3 E M B E L A J A 5 A 1UntYk Kelas XSekolah Menengah Atas/Madrasah Ali]ahProgram IlmY PengetahYan Alam  Loading Preview Show
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.
Hallo Sobat Fisika! Apa kabar? Semoga kalian tetap dalam lindungan-Nya. Oh ya, kalian pernah mendengar apa itu gerak parabola? Eeiiits, bukan televisi parabola seperti yang ada di rumahmu ya, hehe. Gerak parabola disebut juga dengan gerak peluru yang merupakan perpaduan antara gerak lurus beraturan dengan gerak lurus berubah beraturan. Penasaran? Yuk, ikuti penjelasan berikut ya! Pengertian Memadu GerakApabila sebuah benda secara serentak dipengaruhi dua gerak lurus yang arahnya berlainan, hingga menghasilkan paduan gerak. Besar dan arah paduan ini menjadi berbeda dengan besar dan arah kedua gerak yang dipadukan. Misalkan, sebuah perahu motor menyeberangi sungai dengan arah tegak lurus dengan arah arus sungai. Dalam hal ini, perahu serentak dipengaruhi oleh dua gerak, yaitu gerak dari motor pendorongnya yang searah sumbu y dan gerak arus air yang searah sumbu x. Ternyata hasil perpaduan dua gerak ini menyebabkan gerak perahu dalam arah OC dengan kecepatan v. Jadi, perahu tidak sampai di A melainkan di C. Baca juga: Materi Gerak Lurus Paduan Dua Gerak Lurus BeraturanApabila pada contoh gerak perahu di atas, gerak searah sumbu x dan gerak searah sumbu y sama-sama gerak lurus beraturan (perahu dan arus sungai kecepatannya tetap), maka dikatakan gerak dalam arah OC merupakan hasil perpaduan dua gerak lurus beraturan. Paduan dua gerak lurus beraturan merupakan gerak lurus beraturan juga. Paduan Gerak Lurus Beraturan dengan Gerak Lurus Berubah BeraturanApabila sebuah benda sekaligus dipengaruhi gerak lurus beraturan ke arah sumbu x dan gerak lurus berubah beraturan dengan percepatan a ke arah sumbu y tanpa kecepatan awal, maka paduan geraknya berupa gerak parabola. Selanjutnya untuk menentukan harga kecepatan setelah t detik, kita menggunakan persamaan paduan dua vektor yaitu: Gerak ParabolaBila sebuah peluru ditembakkan dengan sudut elevasi dan kecepatan awal maka peluru tersebut dapat dianggap mengalami dua gerakan sekaligus: pada arah vertikal (sumbu y) dan pada arah horizontal (sumbu x). Gerak searah sumbu x berupa gerak lurus beraturan, sehingga berlaku persamaan: Gerak searah sumbu y adalah gerak lurus berubah beraturan karena mendapat percepatan gravitasi bumi yang arahnya ke bawah. Titik Tertinggi dan Titik Terjauh pada Gerak ParabolaBaca juga: Besaran, Satuan dan Pengukuran Seperti itulah penjelasan terkait gerak parabola. Semoga penjelasan dari saya dapat dipahami dengan lebih mudah. Sampai bertemu di materi selanjutnya. Sumber: Asrofi. 2018. Buku Pintar Belajar Fisika Untuk Siswa SMA/ MA Kelas X.Sagufindo Kinarya (1) @2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 8 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1KARAKTERISTIK GERAK PARABOLA DAN ANALISIS VEKTORPOSISI DAN KECEPATANA. Tujuan PembelajaranSetelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkan kalian mampu 1. Menjelaskan karakteristik gerak parabola 2. Menurunkan persamaan gerak parabola (posisi dan kecepatan sebagai fungsi waktu dari persamaan gerak lurus) 3. Menganalisis gerak parabola menggunakan vektor 4. Mampu membuat grafik lintasan gerak parabola dari data hasil percobaan. B. Uraian MateriPernakah kalian menonton pertandingan sepak bola? mudah‐mudahan pernah walaupun hanya melalui Televisi. Gerakan bola yang ditendang oleh para pemain sepak bola kadang berbentuk melengkung. Mengapa bola bergerak dengan cara demikian ? Gambar 2 Gerak bola sepak ditendang pemain bola (Sumber: https://saintif.com/teknik-dasar-sepak-bola/) Apabila diamati secara saksama, benda‐benda yang melakukan gerak parabola selalu memiliki lintasan berupa lengkungan dan seolah-olah di panggil kembali ke permukaan tanah (bumi) setelah mencapai titik tertinggi. Mengapa demikian? Simak dengan baik penjelasan berikut ini ya… 1. Karakteristik Gerak Parabola Faktor–faktor yang mempengaruhi benda melakukan gerak parabola. ▪ Benda tersebut bergerak karena ada gaya yang diberikan. Mengenai Gaya, selengkapnya kita pelajari pada pokok bahasan Dinamika (Dinamika adalah ilmu fisika yang menjelaskan gaya sebagai penyebab gerakan benda dan membahas mengapa benda bergerak demikian). Pada kesempatan ini, kita belum menjelaskan bagaimana proses benda‐benda tersebut dilemparkan, (2)@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 9 ditendang dan sebagainya. Kita hanya memandang gerakan benda tersebut setelah dilemparkan dan bergerak bebas di udara hanya dengan pengaruh gravitasi. ▪ Seperti pada Gerak Jatuh Bebas, benda‐benda yang melakukan gerak peluru dipengaruhi oleh gravitasi, yang berarah ke bawah (pusat bumi) dengan besar g = 9,8 m/s2. ▪ Hambatan atau gesekan udara. Setelah benda tersebut ditendang, dilempar, ditembakkan atau dengan kata lain benda tersebut diberikan kecepatan awal hingga bergerak, maka selanjutnya gerakannya bergantung pada gravitasi dan gesekan alias hambatan udara. Karena kita menggunakan model ideal, maka dalam menganalisis gerak peluru, gesekan udara diabaikan. Gerak parabola merupakan suatu jenis gerakan benda yang pada awalnya diberi kecepatan awal lalu menempuh lintasan yang arahnya sepenuhnya dipengaruhi oleh gravitasi. Karena gerak parabola termasuk dalam pokok bahasan kinematika (ilmu fisika yang membahas tentang gerak benda tanpa mempersoalkan penyebabnya), maka pada pembahasan ini, Gaya sebagai penyebab gerakan benda diabaikan, demikian juga gaya gesekan udara yang menghambat gerak benda. Kita hanya meninjau gerakan benda tersebut setelah diberikan kecepatan awal dan bergerak dalam lintasan melengkung di mana hanya terdapat pengaruh gravitasi. Gerak parabola disebut juga gerak peluru,mengapa dikatakan gerak peluru ? kata peluru yang dimaksudkan di sini hanya istilah, bukan peluru pistol, senapan atau senjata lainnya. Dinamakan gerak peluru karena mungkin jenis gerakan ini mirip gerakan peluru yang ditembakkan. Contoh lintasan Gerak parabola Dalam kehidupan sehari‐hari terdapat beberapa jenis gerak parabola. Contoh 1. Gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal dengan sudut θ terhadap garis horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Gambar 3 Ilustrasi lintasan benda bergerak parabola (Sumber: https://www.physicsclassroom.com/class/vectors/Lesson-2/What-is-a-Projectile) Dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak gerakan benda yang berbentuk demikian. Beberapa di antaranya adalah gerakan bola yang ditendang oleh pemain sepak bola, gerakan bola basket yang dilemparkan ke ke dalam keranjang, gerakan bola tenis, gerakan bola volly, gerakan lompat jauh dan gerakan peluru atau rudal yang ditembakan dari permukaan bumi. (3)@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 10 Contoh 2. Gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal pada ketinggian tertentu dengan arah sejajar horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Gambar 4 Gambar peluru yang ditembakan mendatar dari suatu ketinggian (Sumber: https://fisikanyaman2.wordpress.com/2011/01/25/gerak-parabola-peluru/) Beberapa contoh gerakan jenis ini yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari, meliputi gerakan bom yang dijatuhkan dari pesawat atau benda yang dilemparkan ke bawah dari ketinggian tertentu. Contoh 3. Gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal dari ketinggian tertentu dengan sudut teta terhadap garis horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Gambar 5 Gambar peluru yang ditembakan dengan sudut elevasi tertentu dari suatu ketinggian (Sumber: https://docplayer.info/372999-Mahasiswa-memahami-konsep-gerak- parabola-jenis-gerak-parabola-emnganalisa-dan-membuktikan-secara-matematis-gerak-parabola.html) Dari penjelasan gerak parabola pada kehidupan sehari-hari diatas, gerak parabola memiliki ciri-ciri sebagai berikut: 1. Lintasan benda berupa parabola 2. Geraknya di udara 3. Memiliki kecepatan awal 4. Geraknya berada pada dua dimensi(x dan y). Benda yang bergerak dua dimensi tentu akan memiliki besaran-besaran vektor, begitu juga dengan gerak parabola. (4)@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 11 2. Analisis Vektor Posisi dan Kecepatan Coba kalian perhatikan gambar 6 di bawah ini! Sebuah benda mula-mula berada dipusat koordinat, dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal v0 dan sudut elevasi α. Pada arah sumbu X, benda bergerak dengan kecepatan konstan, atau percepatan nol (a=0), sehingga komponen kecepatan vx mempunyai besar yang sama pada setiap titik lintasan tersebut, yaitu sama dengan nilai awalnya vox pada sumbu Y, benda mengalami percepatan gravitasi g. Gambar 6 Lintasan parabola dari sebuah benda yang dilemparkan dalam arah α terhadap arah horizontal dengan kecepatan awal v0 Sumber: (http://metalinda17.weebly.com/vektor-posisi-parabola.html) Kecepatan benda pada Sumbu X dan Y di setiap titik Titik O merupakan titik awal benda. Kecepatan pada titik ini merupakan kecepatan awal (v0) untul mencapai komponen kecepatan awal pada sumbu x (v0x) dan komponen kecepatan awal pada sumbu y (v0y) kita dapat menggunakan persamaan: Gerak dalam arah sumbu X, berupa Gerak Lurus Beraturan (GLB), maka ➢ Kecepatannya konstan, bukan fungsi waktu vx = v0cosα ➢ Jarak dalam arah sumbu X dapat ditentukan dengan rumus X = vxt Keterangan : vx = kecepatan ke arah sumbu X (m/s) v0 = kecepatan awal (v0) X = jarak dalam arah sumbu X (m) t = waktu (s) Gerak dalam arah sumbu Y, berupa Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), maka ➢ Kecepatan berupa fungsi waktu (berubah bergantung waktu) vy = v0sinα – gt ➢ Jarak dalam arah sumbu Y dapat ditentukan dengan rumus: Y = v0sinαt – ½ gt2 Keterangan : Y = jarak dalam arah sumbu Y(m) vy = kecepatan ke arah sumbu y (m/s) (5)@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 12 Persamaan Gerak Parabola Dengan Analisis Vektor Menurut analisis vector persamaan-persamaan gerak parabola dapat dituliskan sebagai berikut: ➢ Posisi benda pada sembarang titik dalam waktu t dapat ditentukan dengan rumus: r = x i + y j r = (vx = v0cosα)i + (Y = v0sinαt – ½ gt2)j Keterangan: r = vektor posisi x = vxt y = v0sinαt – ½ gt2 ➢ Kecepatan benda pada sembarang titik dalam waktu t dapat ditentukan dengan rumus: v = vxi + vyj Besar kecepatan pada sembarang titik adalah 𝑣 = √𝑣𝑥2+ 𝑣𝑦2 Keterangan: v = vektor kecepatan vx = v0cosα vy = v0sinα – gt Contoh: Dari titik A dari tanah, sebuah bola di lemparkan dengan kecepatan awal 20 m/s dan sudut elevasi 370 (sin 370=0,6 ) jika g = 10 m/s. hitunglah a) Komponen kecepatan awal dalam arah horisontal dan vertical b) Kecepatan bola setelah 0,4 sekon c) Posisi benda pada saat t = 0,4 sekon Penyelesaian Diketahui v0=20m/s, α= 370 dan g = 10m/s2 a). Komponen kecepatan awal Dalam arah horisontal V0x = v0 cos α = (20)(cos37O) = (20)(0,8) = 16 m/s Dalam arah vertikal Voy = vo sinα = (20)(sin 37O) = (20)(0,6) = 12 m/s b). Kecepatan bola setelah 0,4s (t=0,4 s) Kecepatan dalam arah horizontal tetap yaitu Vx = v0x = 16 m/s Kecepatan dalam arah vertikal yaitu (6)@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 13 Dengan demikian diperoleh: 𝑣 = √𝑣𝑥2+ 𝑣𝑦2 𝑣 = √122+ 82 𝑣 = 8√5 m/s c). Posisi bola setelah 0.4 sekon yaitu Posisi bola arah horisontal X = vx . t = (16)(0,4) = 6,4 m/s Posisi bola arah vertikal Y = vy – gt2 = v0sinαt – ½ gt2 = 12(0,4) – 1/2 (10)(0,4) 2 = 4,8 – 0,8 = 4 m Jadi Posisi benda setelah 0,4 sekon berada pada koordinat (6,4m ; 4m) (7)@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 14 C. Rangkuman1. Gerak parabola disebut juga gerak peluru merupakan suatu jenis gerakan benda yang pada awalnya diberi kecepatan awal lalu menempuh lintasan yang arahnya sepenuhnya dipengaruhi oleh gravitasi 2. Faktor – faktor yang mempengaruhi benda melakukan gerak parabola. a. Benda tersebut bergerak karena ada gaya yang diberikan, b. Seperti pada Gerak Jatuh Bebas, benda‐benda yang melakukan gerak peluru dipengaruhi oleh gravitasi, yang berarah ke bawah (pusat bumi) dengan besar g = 9,8 m/s2, c. Hambatan atau gesekan udara 3. Komponen kecepatan awal pada sumbu x (v0x) dan komponen kecepatan awal pada sumbu y (v0y) kita dapat menggunakan persamaan 4. Kelajuan linier atau kelajuan tangensial adalah hasil bagi antara antara panjang lintasan linier yang ditempuh benda dengan selang waktu tempuhnya dengan persamaan Ketika benda bergerak naik komponen gerak Arah vertikal (sumbu y) mengalami perlambatan sebesar percepatan grafitasi ini menunjukan bahwa gerak pada arah horizontal merupakan GLBB, sementara kecepatan pada arah sumbu x tidak mengalami percepatan dengan kata lain kecepatan pada arah horizontal tetap menunjukan bahwa gerak pada arah horizontal merupakan GLB (8)@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 15 D. Penugasan MandiriAgar lebih memahami gerak parabola buatlha grafik dari hasil perpaduan gerak sebuah benda yang melakukan dua gerakan langsung pada bidang datar pada kertas grafik, dengan persamaan sebagai berikut: Sumbu x : Xt = 2t Sumbu y : Yt = 4t – t2 (Xt dan Yt dalam cm; t dalam sekon) Untuk itu lengkapi tabel berikut dari gerak benda tersebut selama 10 detik pertama, kemudian buatlha grafik hasil perpaduan gerak benda tersebut pada kertas grafik! No. T (sekon) X (cm) Y(cm) 1. 1 2. 2 3. 3 4. 4 5. 5 6. 6 7. 7 8. 8 9. 9 10. 10 E. Latihan SoalJawablah pertanyaan berikut ini dengan singkat dan jelas!1. Joko menendang bola dengan sudut elevasi 45o. Bola jatuh dengan jarak mendatar sejauh 5 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, berapa kecepatan awal bola adalah… m/s 2. Seorang murid menendang bola dengan kecepatan awal pada arah vertikal 9 m/s dan kecepatan awal pada arah mendatar 12 m/s. Tentukanlah besar kecepatan awal bola tersebut! 3. Jika sebuah peluru ditembakkan dengan sudut elevasi 37o dan kecepatan awal 10 m/s, maka tentukanlah kecepatan peluru setelah 0,4 detik! 4. Sebuah peluru meriam ditembakkan dengan kecepatan awal 60 m/s dan sudut elevasi 53°. Bila g = 10 m/s2, tentukan osisi peluru pada detik ke-1! (9)@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 16 Pembahasan Latihan Soal 1. Menghitung kecepatan awal jika jarak terjauh diketahui: x = vo² sin 2α x 1/g 5 = vo² sin (2×45) x 1/10 5 = vo² sin 90 x 1/10 5 = vo² x 1 x 1/10 50 = vo² vo = √50 vo = 5√2 m/s 2. Dik : vox = 12 m/s ; voy = 9 m/s. vo = √(vox2 + voy2) ⇒ vo = √(122 + 92) ⇒ vo = √(144 + 81) ⇒ vo = √224 ⇒ vo =15 m/s. Jadi, kecepatan awal bola tersebut adalah 15 m/s. 3. Dik : vo = 10 m/s; t = 0,4 s; θ = 37o Untuk mengetahui kecepatan peluru setelah 3 detik maka kita harus menentukan terlebih dahulu vx dan vy setelah 3 detik sebagai berikut : vx = vox (Ingat bahwa GLB kecepatannya tetap) ⇒ vx = vo cos θ ⇒ vx = 10 cos 37o ⇒ vx = 10 (4/5) ⇒ vx = 8 m/s vy = voy – g.t (dalam arah vertikal berlaku GLBB) ⇒ vy = vo sin θ – g.t ⇒ vy = 10 sin 37o – 10.(0,4) ⇒ vy = 10 (3/5) – 4 ⇒ vy = 6 – 4 ⇒ vy = 2 m/s vt = √(vx2 + vy2) ⇒ vt = √(82 + 22) ⇒ vt = √68 ⇒ vt = 2√17 m/s. 4. Data-data yang diketahui pada soal: vo = 60 m/s g = 10 m/s2 t = 1 s α = 53° Sudut α = 53° merupakan sudut segitiga siku-siku yang bisa digambarkan sebagai berikut: Sin 53 =4/5 Cos 53=3/5 Tan 53=4/3 Gerak horizontal pada gerak parabola merupakan gerak lurus beraturan (GLB), sehingga: x = vo cos α . t = 60 . cos 53° . 1 = 60 . 3/5 . 1 = 36 (10)@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 17 Sedangkan gerak vertikal pada gerak parabola merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB), sehingga: y = vo sin α − ½gt2 = 60 . sin 53° − ½ . 10 . 12 = 60 . 4/5 − 5 = 48 − 5 = 43 Jadi, posisi peluru pada detik ke-1 adalah x = 36 m, y = 43 m (C). F. Penilaian DiriJawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jujur dan bertanggungjawab! Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pembelajaran, terutama pada bagian yang masih "Tidak". Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya. No. Pertanyaan Jawaban 01. Saya Mampu menjelaskan karakteristik gerak parabola Ya Tidak 02. Saya Mampu memberikan contoh-contoh dari gerak parabola Ya Tidak 03. Saya Mampu menjelaskan definisi dari Gerak parabola Ya Tidak 04. Saya Mampu menentukan kecepatan benda pada gerak parabola Ya Tidak 05. Saya Mampu menentukan kecepatan poisi benda pada gerak parabola |
Karakteristik gerak parabola dan Analisis Vektor Posisi dan Kecepatan
Pos Terkait
Copyright © 2024 ketiadaan Inc.
