Gerak Parabola: Pengertian, Ciri, Rumus, dan Contoh Soalnya

Sobat Pijar pernah menendang bola, melempar suatu benda, atau melompat tinggi? Saat melakukan ketiga hal tersebut, tentunya kamu sudah tahu kalau arah gerakan tersebut adalah gerak melengkung, bukan? Nah, dalam ilmu Fisika, gerakan melengkung tersebut disebut sebagai gerak parabola.

Ingin cari tahu lebih jelas tentang materi gerakan parabola ini? Yuk, baca artikel ini sampai selesai! Kamu akan mengetahui tentang gerakan parabola yang biasa kamu lakukan dalam kegiatan sehari-hari.

Baca juga: Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB): Pengertian, Ciri, Rumus, Grafik, dan Contoh Soalnya

Pengertian Gerak Parabola

Gerak parabola adalah gerak yang membentuk sebuah pola melengkung atau parabola. Fenomena ini terjadi ketika gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) saling berpadu. 

Kedua jenis gerak ini membentuk sudut elevasi terhadap sumbu x (horizontal) dan sumbu y (vertikal). Sumbu x mewakili GLB, sedangkan sumbu y mencerminkan GLBB. Dalam konteks ini, kombinasi keduanya menghasilkan lintasan melengkung yang kita sebut sebagai gerak parabola.

Ciri ciri Gerak Parabola

Berikut adalah ciri-ciri utama gerak parabola:

1. Lintasan berbentuk lengkungan: Gerak parabola ditandai oleh lintasan benda atau objek yang membentuk lengkungan atau busur, bukan garis lurus. Lintasan ini menggambarkan pola berbentuk seperti huruf "U" terbalik atau busur parabola.
2. Terdiri dari gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB): Gerak parabola terjadi karena adanya kombinasi antara gerak lurus beraturan (GLB), yang mengacu pada gerakan dengan kecepatan konstan dalam satu arah, dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB), yang mencirikan percepatan atau perlambatan dalam satu arah.
3. Terdapat sudut elevasi: Dalam gerak parabola, terdapat sudut elevasi atau kemiringan terhadap sumbu x (horizontal) dan sumbu y (vertikal). Sudut ini mencerminkan hubungan antara GLB dan GLBB yang membentuk gerak parabola.
4. Gerak terpengaruh oleh gravitasi: Gravitasi adalah kekuatan yang mempengaruhi gerak parabola, terutama pada lintasan turun. Hal ini menyebabkan benda atau objek yang mengikuti gerak parabola untuk kembali ke permukaan bumi setelah mencapai titik tertinggi lintasan.
5. Lintasan terbalik: Saat benda mencapai titik puncak lintasan parabola, gerakan objek tersebut berbalik arah dari naik ke turun, menciptakan pola lengkungan karakteristik gerak parabola.
6. Kecepatan yang bervariasi: Selama gerak parabola, kecepatan objek akan berubah tergantung pada posisi dalam lintasan. Kecepatan akan mencapai maksimum saat benda meluncur di titik paling rendah lintasan.
7. Dapat diterapkan dalam berbagai konteks: Gerak parabola dapat diamati dalam berbagai situasi, seperti olahraga (sepak bola, golf), proyektil (senjata api, roket), lompatan tinggi, dan banyak lagi. Ini adalah fenomena fisika yang umum terjadi di sekitar kita.

Rumus Gerak Parabola

Rumus Gerak Parabola pada Sumbu X

$x=v_{ox} . t = v_o . cos\Theta. t$

$v_x=v_{ox}=vo . cos \Theta$

Di mana : 

$x$ = Kecepatan pada sumbu x ($m/s$)

$v_{ox}$ = Kecepatan awal pada sumbu x ($m/s$)

$v_o$= Kecepatan awal ($m/s$)

$\Theta$ = Sudut elevasi o

$x$ = Kedudukan benda pada sumbu x ($m$)

$t$ = Waktu tempuh ($s$)

Untuk menentukan posisi benda pada sumbu x, kita dapat mengaplikasikan rumus yang terletak di atas pada gambar. Demikian pula, untuk menghitung kecepatan benda pada sumbu x ($v_x$), kita bisa menggunakan rumus yang tertera di bagian bawah. 

Hal yang sama berlaku saat kita ingin menghitung kecepatan awal pada sumbu x ($v_{ox}$); kita juga memanfaatkan rumus yang terletak di bagian bawah gambar.

Rumus Gerak Parabola pada Sumbu Y

$v_{oy} = v_0.sin\Theta$

$v_y = v_{oy} - g.t = v_{0} . sin \Theta - g.t$

$y = v_{oy}.t - \frac{1}{2}.g.t^2$

Di mana:

$x$ = Kecepatan pada sumbu x ($m/s$)

$v_{ox}$ = Kecepatan awal pada sumbu x ($m/s$)

$v_o$ = Kecepatan awal ($m/s$)

$\Theta$ = Sudut elevasi o

$y$ = Kedudukan benda pada sumbu y ($m$)

$g$ = Percepatan gravitasi ($m/s^2$)

$t$ = Waktu tempuh ($s$)

Ada tiga persamaan penting yang harus diingat. Pertama, terdapat persamaan untuk menghitung $v_{oy}$, yaitu kecepatan awal pada sumbu y. Rumus kedua adalah untuk menghitung $v_y$, yaitu kecepatan pada sumbu y. Selanjutnya, ada persamaan yang digunakan untuk menghitung y, yaitu kedudukan atau posisi benda pada sumbu y.

Rumus Resultan Kecepatan

$v_t = \sqrt{v^2_x + v^2_y}$

$tan \Theta = \frac{v_y}{v_x}$

Dimana : 

$v_t$ = Kecepatan total ($m/s$)

$v_x$ = Kecepatan pada sumbu x ($m/s$)

$v_y$ = Kecepatan pada sumbu y ($m/s$)

$\Theta$ = Sudut elevasi (o )

Untuk mendapatkan kecepatan total atau $v_t$, kita dapat menghitung akar kuadrat dari jumlah kuadrat kecepatan pada sumbu x ($v_x$) dan kecepatan pada sumbu y ($v_y$). Selain itu, dari nilai $v_y$ dan $v_x$, kita juga dapat menghitung sudut elevasi. Untuk perhitungan sudut elevasi, kita dapat menggunakan rumus yang diberi tanda kotak berwarna kuning pada gambar.

Gerak Parabola dalam Kehidupan Sehari hari

Gerak parabola adalah jenis gerakan di mana benda atau objek dilempar ke udara dengan sudut tertentu dan mengikuti lintasan seperti lengkungan parabola. Gerak ini seringkali terjadi dalam kehidupan sehari-hari, berikut beberapa contoh gerak parabola:

Melempar bola basket

Ketika seseorang melempar bola basket ke arah keranjang, bola tersebut akan mengikuti gerak parabola sebelum jatuh ke dalam keranjang atau mengenai papan pantul. Sudut dan kecepatan lemparan akan mempengaruhi bentuk dan jarak lintasan bola.

Melempar batu ke dalam air

Ketika seseorang melempar batu ke dalam air, batu akan mengikuti lintasan parabola sebelum menyentuh permukaan air. Gerak ini disebabkan oleh gaya gravitasi yang menarik benda ke bawah.

Luncuran di taman bermain

Saat anak-anak bermain di taman bermain yang memiliki perosotan atau ayunan, mereka mengalami gerak parabola ketika mereka meluncur ke bawah. Mereka akan mengikuti lintasan parabola sebelum akhirnya mencapai tanah atau berhenti.

Lemparan bola baseball

Ketika seorang pemain baseball melempar bola ke pemain lain atau ke pemukul, bola baseball akan mengikuti gerak parabola. Sudut dan kecepatan lemparan akan mempengaruhi kemana bola tersebut akan jatuh.

Melempar kertas ke keranjang sampah

Saat Anda mencoba membuang kertas ke dalam keranjang sampah, Anda menggunakan gerak parabola untuk menghitung sudut dan kekuatan lemparan agar kertas masuk ke dalam keranjang.

Loncatan penyelam

Penyelam yang melakukan loncatan dari papan loncat di kolam akan mengikuti gerak parabola sebelum mereka menyentuh air.

Gerak parabola adalah konsep fisika yang penting dan seringkali ditemui dalam berbagai situasi sehari-hari, dan pemahaman terhadapnya dapat membantu dalam berbagai aktivitas seperti olahraga, bermain, dan bahkan dalam ilmu pengetahuan.

Contoh Soal Gerak Parabola

Ali melempar bola menuju ring yang terletak pada jarak $100 m$ dengan sudut elevasi peluru 45° dengan kecepatan awal $\frac{60}{\sqrt{2}} m/s$. Maka, ketinggian ring yang dikenai bola adalah…

Jawaban:

Untuk menentukan ketinggian ring yang dikenai bola, kita dapat menggunakan rumus-rumus gerak parabola. Pertama, kita perlu menghitung waktu yang diperlukan bola untuk mencapai ring pada ketinggian tertentu. Selanjutnya, kita dapat menggunakan waktu tersebut untuk menghitung ketinggian ring.

Langkah 1 : Hitung dulu kecepatan awal pada sumbu x ($v_ox$)

$v_{ox} = v_o.cos\Theta$

$v_{ox} = \frac{60}{\sqrt{2}} cos 45^o$

$v_{ox} = \frac{60}{\sqrt{2}}.\frac{1}{2}\sqrt{2}$

$v_{ox} = 30 m/s$

Langkah 2 : Hitung kecepatan awal pada sumbu y ($v_{oy}$)

$v_{oy} = v_o.sin\Theta$

$v_{oy} = v_o.\frac{60}{\sqrt{2}}.sin\Theta$

$v_{oy} = \frac{60}{\sqrt{2}} . \frac{1}{2}\sqrt{2}$

$v_oy = 30m/s$

Langkah 3 : Hitung waktu yang diperlukan untuk bola mengenai ring

$x = v_{ox} . t$

$t = \frac{x}{v_x}$

$t = \frac{100}{30}$

$t = 3,33 s$

Langkah 4 : Hitung ketinggian ring

$y=v_{oy} . t - \frac{1}{2}. g . t^2$

$y=30 . 3,33 - \frac{1}{2} . 10 . 3,33^2$

$y = 100 - 55,44$

$y = 44,56 m$

Jadi, untuk ketinggian ring yaitu 44,56 meter.

_______________________________________

Baca juga: Gerak Lurus Beraturan (GLB) : Definisi, Ciri-Ciri, Rumus, Grafik, dan Contoh Soalnya

Sobat Pijar, semoga artikel ini telah memberikan pemahaman yang lebih baik tentang gerak parabola. Dengan begitu, kamu dapat lebih mengapresiasi dan menganalisis berbagai situasi di mana gerak parabola berperan, mulai dari olahraga hingga aplikasi dalam dunia nyata. 

Biar makin paham dengan Gerak Parabola ini, yuk belajar di Pijar Belajar sekarang juga! Kamu bisa mulai belajar dengan menggunakan video materi, rangkuman, hingga latihan soal, nih! Eits, bukan hanya Fisika saja, mata pelajaran lain seperti Biologi, Kimia, hingga Matematika bisa kamu akses juga dengan sekali berlangganan! Lengkap banget, ‘kan? 

Jadi, yuk berlangganan Pijar Belajar sekarang juga!