BAB
1
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Mekanika
atau yang lebih dikenal dengan istilah mekanika
klasik adalah salah satu cabang ilmu fisika, yang mempelajari tentang gerak
benda. Dalam pembahasannya, secara umum mekanika dibagi menjadi dua pokok
bahasan, yaitu “dinamika” dan “kinematika”. Dinamika
adalah pokok bahasan yang mempelajari gerak benda dan penyebab benda itu
bergerak. Sedangkan, kinematika
adalah pokok bahasan yang mempelajari gerak benda saja dan tidak perlu
diketahui penyebab benda itu bergerak.
Berdasarkan lintasannya, gerak benda dapat dibagi
menjadi beberapa jenis, seperti gerak lurus, gerak melingkar, dan gerak
parabola. Dari ketiga jenis gerak yang ada, gerak lurus adalah gerak yang
lintasannya paling sederhana.
Secara umum, gerak lurus dibagi menjadi dua
kategori, yaitu gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan
(GLBB). Gerak Lurus Beraturan adalah
gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan kecepatan tetap. Sedangkan Gerak Lurus Berubah Beraturan adalah
gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan percepatan tetap.
Variasi dari gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
adalah gerak vertikal ke atas (GVA), gerak vertikal ke bawah (GVB), dan gerak
jatuh bebas (GJB).
Salah satu gerak yang sering kita jumpai sehari-hari
adalah gerak jatuh bebas (GJB). Banyak dari kita tidak tahu apa itu gerak jatuh
bebas (GJB). Contoh dari gerak jatuh bebas ini adalah buah kelapa yang jatuh
dari pohonnya. Ternyata dari contoh yang sudah ada, gerak jatuh bebas sudah
akrab di sekitar kita. Oleh karena itu, makalah ini akan membahas materi
tentang gerak jatuh bebas dan contoh soal serta pembahasan tentang gerak jatuh
bebas.
1.2
Rumusan
Masalah
Berdasarkan
latar belakang diatas maka hal yang menjadi rumusan masalah adalah :
1.
Apa yang dimaksud dengan gerak jatuh
bebas?
2.
Bagaimana contoh soal dan pembahasannya
tentang materi gerak jatuh bebas?
1.3
Tujuan
Penulisan
Berdasarkan
rumusan masalah diatas maka yang menjadi tujuan dari penulisan makalah ini
adalah :
1.
Mengetahui materi tentang gerak jatuh
bebas.
2.
Mengetahui contoh soal dan pembahasannya
tentang materi gerak jatuh bebas.
BAB
2
PEMBAHASAN
2.1 Gerak
Jatuh Bebas
Jika
dua buah benda yang berbeda beratnya (misalnya bola basket dan kelereng)
dijatuhkan tanpa kecepatan awal dari ketinggian yang sama dalam waktu yang
sama, benda manakah yang sampai di tanah duluan?
Peristiwa
jatuhnya benda tanpa kecepatan awal dalam Fisika disebut sebagai jatuh bebas.
Gerak Jatuh Bebas atau
disingkat GJB adalah salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang
hanya dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi. Gerak Jatuh Bebas dapat juga
diartikan sebagai gerak lurus berubah beraturan pada lintasan vertikal tanpa
kecepatan awal (V0 = nol).
Semakin
ke bawah gerak benda semakin cepat karena dipercepat oleh percepatan gravitasi.
Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu sama , yakni sama
dengan percepatan gravitasi bumi (
jika peristiwa jatuh terjadi diplanet bumi). Sudah diketahui bahwa percepatan
gravitasi bumi besarnya g = 9,8 m/s2 dan sering dibulatkan menjadi
10 m/s2.
Karena
benda jatuh dari keadaan diam, maka pada saat waktu (t) = 0 kecepatannya (V0)
adalah = 0 m/s. Jika arah gerak ke bawah dianggap positif ( + ) dan karena V0
= 0 maka rumus untuk GJB bisa diturunkan dari GLBB sebagai berikut :
|
|
GLBB
|
GJB
|
|
Kecepatan
(Vt)
|
Vt
= V0 + a.t
|
Vt = V0
+ a.t
V0 maka Vt = 0 + a.t
Vt = a.t
Dan
jika “a” diganti “g” maka :
Vt = g.t
|
|
Perpindahan
(S)
|
S
= V0. t +
 a. t2 |
Dengan
cara yang sama V0 = 0, a diganti dengan g dan S diganti dengan h,
maka rumus perpindahan menjadi sebagai berikut : h =
g.t2 |
Sehingga rumus untuk
Gerak Jatuh Bebas bisa disimpulkan sebagai berikut :
|
Keterangan :
·
Vt = kecepatan benda ketika menyentuh tanah
(m/s)
·
h = ketinggian benda dari tanah (m)
·
g = gravitasi bumi (m/s2)
·
t = waktu yang dibutuhkan benda untuk
sampai ditanah
·
percepatan gravitasi selalu ke bawah,
maka tanda / arahnya selalu positif ( + )
·
posisi dan kecepatan benda selalu
mengarah ke bawah, maka tandanya juga postif ( + )
2.2
Soal
dan Pembahasan
1. Bola jatuh bebas dari lantai gedung
setinggi 80 m. Apabila percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, lama
waktu yang diperlukan bola sampai menyentuh tanah adalah ... s.
Jawab :
Diketahui :
h = 80 m
g = 10 m/s2
t = .......
Keterangan :
Vt = Kecepatan akhir
g = percepatan gravitasi
t = selang waktu
h = ketinggian
h = ½
g t2
80 = ½ x 10 t2
80 = 5 t2
t2 = 80/5
t2 = 16
t = 
t = 4 s
2. Benda jatuh bebas dari ketinggian 5 meter
di atas permukaan tanah.
Tentukan
:
a. Kecepatan buah kelapa
b. Selang waktu buah jatuh hingga tiba
di tanah g= 10m/s2
Jawab :
Diketahui :
h =
5 m
g =
10 m/s2
Vt = ......
t =
......
a.
Vt2 = 2.g.h
Vt2 = 2.10.5
Vt2 = 100
Vt = 
Vt = 10
m/s
b.
h = ½ . gt2
5 = ½.10t2
5 = 5t2
t2 = 5/5
t2 = 1
t = 
t = 1
s
3.
Buah
kelapa terlepas dari tangkainya tiba di tanah setelah 3 detik. Berapakah
kelajuan buah ketika menyentuh tanah ?
Jawab :
Diketahu :
g = 10 m/s2
t = 3 s
Vt = .......
Vt = g.t
Vt = 10.3
Vt = 30 m/s
4.
Sebuah
benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2
maka waktu yang diperlukan oleh benda untuk mencapai tanah adalah .....
Jawab :
Diketahui :
h = 20 m
g = 10 m/s2
t = .....
t = 
t = 
t = 
t = 2 s
5.
Dari
puncak sebuah menara setinggi 45 m diajtuhkan sebuah batu. Jika percepatannya
10 m/s2, kecepatan batu pada saat tepat menyentuh tanah adalah ...
Jawab :
Diketahui :
g = 10 m/s2
h = 45 m
Vt = ......
Vt = 
Vt = 
Vt = 
Vt = 30 m/s
6.
Sebuah
benda jatuh dari puncak menara tanpa kecepatan awal. Setelah 2 detik benda
mencapai tanah. Jika g = 10 m/s2, tinggi menara adalah ...
Jawab :
Diketahui :
t = 2 s
g = 10 m/s2
h = ....
h = g.t2
g.t2
h = 10.22
10.22
h = 5.4
h = 20 m
7.
Berapakah
kecepatan sebuah batu yang jatuh bebas setelah 2 detik?
Jawab :
Diketahui :
t = 2 s
g = 10 m/s2
Vt =
.....
Vt =
g.t
Vt =
10.2
Vt = 20 m/s
BAB
3
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Peristiwa
jatuhnya benda tanpa kecepatan awal dalam Fisika disebut sebagai jatuh bebas.
Gerak Jatuh Bebas atau
disingkat GJB adalah salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang
hanya dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi. Gerak Jatuh Bebas dapat juga
diartikan sebagai gerak lurus berubah beraturan pada lintasan vertikal tanpa
kecepatan awal (V0 = nol).
Semakin
ke bawah gerak benda semakin cepat karena dipercepat oleh percepatan gravitasi.
Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu sama , yakni sama
dengan percepatan gravitasi bumi (
jika peristiwa jatuh terjadi diplanet bumi). Sudah diketahui bahwa percepatan
gravitasi bumi besarnya g = 9,8m/s2 dan sering dibulatkan menjadi
sepuluh m/s2.
|
Keterangan :
·
Vt = kecepatan benda ketika menyentuh tanah
(m/s)
·
h = ketinggian benda dari tanah (m)
·
g = gravitasi bumi (m/s2)
·
t = waktu yang dibutuhkan benda untuk
sampai ditanah
·
percepatan gravitasi selalu ke bawah,
maka tanda / arahnya selalu positif ( + )
·
posisi dan kecepatan benda selalu
mengarah ke bawah, maka tandanya juga postif ( + )
Tidak ada komentar:
Posting Komentar