MODUL PEMBELAJARAN
GERAK PARABOLA
Oleh:
Kelompok 2
PPG Fisika Angkatan 2 Tahun 2020
ii
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi memerlukan kemampuan untuk mengelola dan memanfaatkannya, dan kemampuan ini membutuhkan pemikiran yang cerdas, sistematis, dan kritis yang kesemuannya membutuhkan kesiapan dari para pengelola atau praktisi pendidikan untuk menyambutnya. Fisika merupakan pelajaran yang mempersiapkan peserta didik untuk dapat mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, atau bahkan Fisika merupakan bagian dari perkembangan itu sendiri. Sementara dilain pihak tidak sedikit peserta didik bahkan orang tua yang menganggap Fisika itu pelajaran momok yang susah dipelajari. Oleh karena itu, para guru dan praktisi pendidikan harus mencari jalan keluar agar Fisika dapat disajikan dengan mudah dan menarik, sehingga peserta didik dengan senang belajar Fisika.Oleh karena itu, pada modul ini disajikan materi yang selama ini dianggap sulit dalam mata pelajaran Fisika, yaitu konsep tentang gerak parobala
iii
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
PENDAHULUAN... 1
PETA KONSEP ... 3
DEFINISI DAN JENIS GERAK PARABOLA ... 4
DEFINISI GERAK PARABOLA ... 4
JENIS GERAK PARABOLA ... 5
BESARAN FISIS GERAK PARABOLA ... 6
PENUGASAN LATIHAN DAN SOAL ... 7
KOMPONEN GERAK PARABOLA DAN PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI ... 8
KOMPONEN GERAK PARABOLA ... 8
PENERAPAN GERAK PARABOLA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI ... 10
PENUGASAN LATIHAN DAN SOAL ... 12
PERCOBAAN GERAK PARABOLA ... 13
SIMULASI APLIKASI PHET ... 13
PERCOBAAN SEDERHANA GERAK PARABOLA ... 15
PENUGASAN LATIHAN DAN SOAL ... 16
RANGKUMAN ... 17
LATIHAN SOAL FORMATIF GERAK PARABOLA ... 19
DAFTAR PUSTAKA ... 22
DAFTAR ISI
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Tembakan Hukuman Oleh Seorang pemain Basketball ... 4
Gambar 2. Gerakan Benda Dilempar Dengan Lintasan Parabola ... 5
Gambar 3. Gerakan Benda Berbentuk Parabola Pada Ketinggian Tertentu ... 5
Gambar 4. Gerakan Benda Berbentuk Parabola Pada Ketinggian Tertentu Dengan Sudut Tertentu ... 6
Gambar 5. Grafik LIntasan Gerak Parabola ... 6
Gambar 6. Tembakan Hukuman Oleh Seorang pemain Basketball ... 10
Gambar 7. Tunguska 2K22 Sang Penghancur dari Rusia ... 11
Gambar 8. Lompat Batu ala Pemuda Nias ... 11
Gambar 9. Aplikasi Phet ... 13
1
Para peserta didik yang baik, selamat berjumpa melalui modul mata pelajaran Fisika materi Gerak Parabola. Pada modul sebelumnya tentang Gerak Lurus kalian telah mempelajari gerak dalam satu dimensi yang meliputi Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Pembahasan di dalam modul tersebut dibatasi untuk gerak dalam satu dimensi. Pada pembahasan tersebut posisi, kecepatan dan percepatan benda dideskripsikan dalam satu dimensi. Realitas dalam kehidupan sehari-hari menunjukan bahwa sebagian besar gerak tidak terjadi dalam satu dimensi melainkan dalam dua dan tiga dimensi. Oleh karena itu, pembahasan tentang gerak dalam satu dimensi yang dibahas pada Modul Gerak Lurus kurang memadai untuk menganalisis gerak benda di dalam dua dimensi.
Pada modul ini dibahas gerak dalam dua dimensi atau gerak dalam bidang. Pembahasan gerak dalam bidang di dalam modul ini dibatasi pada jenis gerak dalam dua dimensi yang memiliki karakteristik khusus yaitu Gerak Parabola. Gerak Parabola merupakan keadaan khusus dari gerak dalam bidang karena benda mengalami percepatan yang arahnya vertikal yaitu percepatan gravitasi, sementara pada arah horisontal percepatannya nol. Keadaan itulah yang mengakibatkan lintasan benda melengkung.
Contoh bentuk gerak ini dapat kita lihat pada gerakan bola saat dilempar, gerakan pada peluru meriam yang ditembakkan, gerakan pada benda yang dilemparkan dari pesawat dan gerakan pada seseorang yang melompat maju bahkan contoh gerak ini juga sering kita lihat pada permainan yang kemungkinan ada di aplikasi handphone kalian yakni permainan angry bird.
2
Kompetensi Dasar:
3.4 Menganalisis gerak parabola dengan menggunakan vektor, berikut makna fisisnya dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
4.4 Mempresentasikan data hasil percobaan gerak parabola dan makna fisisnya. Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK):
3.4.1.Mendefinisikan gerak parabola
3.4.2.Menjelaskan karakteristik gerak parabola
3.4.3.Menentukan besaran-besaran fisis pada gerak parabola 3.4.4.Menjelaskan gerak parabola dengan analisis vektor
3.4.5.Menjelaskan vektor posisi kecepatan gerak dua dimensi pada gerak parabola
3.4.6.Membedakan komponen gerak parabola pada sumbu x dan sumbu y dengan menggunakan analisis vektor
3.4.7.Menganalisispermasalahan yang berkaitan dengan gerak parabola dalam kehidupan sehari-hari
3.4.8.Menyimpulkan perbedaan komponen gerak parabola pada sumbu x dan sumbu y 4.4.1 melakukan percobaan tentang gerak parabola dengan melakukan media phet
4.4.2. Menyajikan data hasil percobaan gerak parabola beserta makna fisis phet.
CAPAIAN PEMBELAJARAN
1. Pelajari isi modul ini dengan sungguh-sungguh, jika ada uraian materi yang kurang dimengerti segera tanyakan kepada Bapak/Ibu guru.
2. Agar belajar kalian lebih terarah, bacalah dengan seksama apa capaian akhir dari setiap materi yang akan dipelajari dan apa saja indikator capaian pembelajaran yang harus dikuasai.
3. Tandailah bagian-bagian materi yang menurut kalian penting.
4. Buka dan pelajari setiap link yang ada untuk menambah pemahaman Saudara terkait materi yang dipelajari dalam modul ini.
5. Putarlah video yang tersedia agar kalian dapat memahami isi materi pada modul ini secara lebih jelas dan konkrit.
6. Pahami rangkuman materi untuk lebih menguasai subtansi materi pada modul yang telah kalian pelajari dan diskusikan.
7. Kerjakan tes formatif seoptimal mungkin untuk mengetahui tingkat keberhasilan Anda dalam menguasasi materi Modul Gerak Parabola ini dengan baik.
3
4
Perhatikan Gambar berikut Seorang pemain basketball melakukan tembakan ke arah jaring dengan cara mendorong bola miring ke atas karena posisi jaring lebih tinggi dari posisi awal bola. Akibatnya, lintasan bola berbentuk parabolik karena perpaduan gerak antara gerak lurus beraturan pada arah horizontal dan gerak lurus berubah beraturan pada arah vertikal. Biasanya para pemain basketball melakukan tembakan sambil loncat untuk memperpendek jarak vertical antara bola dengan jaring.
Gambar 1. Tembakan Hukuman Oleh Seorang pemain Basket ball
(Sumber: foxsport.co.id)
Gerak parabola merupakan perpaduan gerak lurus beraturan (GLB) pada arah horizontal dengan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) pada arah vertikal. Gerak parabola juga dikenal dengan gerak peluru. Lemparan bola, bola yang ditendang, peluru yang ditembakkan dari senapan, atlet yang melakukan lompat jauh atau lompat tinggi, merupakan contoh gerak parabola. Pada pembahasan ini kita mengabaikan gesekan udara, dan tidak akan memperhitungkan dengan proses bagaimana benda dilemparkan, tetapi
DEFINISI DAN JENIS GERAK
PARABOLA
5
hanya memerhatikan geraknya setelah dilempar dan bergerak bebas di udara dengan pengaruh gravitasi semata. Oleh karena itu, percepatan benda tersebut disebabkan oleh percepatan gravitasi (g) yang arahnya ke bawah (menuju pusat Bumi).
Dalam kehidupan sehari-hari terdapat beberapa jenis gerak parabola antara lain sebagai berikut. Pertama, gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal dengan sudut teta terhadap garis horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. 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 voli, gerakan lompat jauh dan gerakan peluru atau rudal yang ditembakan dari permukaan bumi.
Gambar 2. Gerakan Benda Dilempar Dengan Lintasan Parabola
Kedua, gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal pada ketinggian tertentu dengan arah sejajar horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. 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.
Gambar 3. Gerakan Benda Berbentuk Parabola Pada Ketinggian Tertentu
6
Ketiga, gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal dari ketinggian tertentu dengan sudut θ terhadap garis horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah.
Gambar 4. Gerakan Benda Berbentuk Parabola Pada Ketinggian Tertentu Dengan Sudut Tertentu
Gambar 5. Grafik Lintasan Gerak Parabola
Perhatikan lintasan bola pada permainan bola basket, lintasan orang yang lompat tinggi, dan lintasan peluru kendali bentuknya parabola seperti gambar berikut.
Jika kita memperhatikan gambar diatas, kita dapat menyimpulkan bahwa gerak parabola memiliki 3 titik kondisi sebagai berikut.
a. Pada titik A, merupakan titik awal gerak benda. Benda memiliki kecepatan awal (vo).
b. Pada titik B dan D, adalah kondisi kecepatan benda pada waktu tertentu.
c. Pada titik E, benda berada di akhir lintasannya memiliki besar kecepatan sama dengan besar kecepatan awal (vo) benda.
d. Pada titik C, pada titik ini kecepatan vertikal benda (vy) = 0 dan kecepatan horizontal
benda (vx = vox)
7
1. Perhatikan gambar di bawah ini!
Dari gambar di atas manakah yang termasuk gerak parabola?
2. Perhatikan gambar di bawah ini!
Bagaimana jika sebuah bola ditendang dengan sudut awal 300, kemudian ketika menyentuh tanah apakah sudutnya berubah atau tidak? Perhatikan gambar di bawah ini untuk menjawab permasalahan di tersebut.
3. Harun menendang bola dengan sudut elevasi 450. Jatuhnya bola memiliki jarak horizontal 5 meter. Akibat percepatan dari gravitasi adalah 10 m/s2. Tentukan kecepatan awal bola!
LATIHAN SOAL
a
b
8
1. Vektor Posisi
Lintasan berbentuk parabola disebabkan karena perpaduan dua macam gerak yaitu gerak lurus beraturan (GLB) pada arah horizontal dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) pada arah vertikal, sehingg persamaan posisinya dituliskan:
Dimana: 𝒓⃗ = vektor posisi (m), x = komponen jarak horizontal (m), y = komponen jarak vertikal (m), t = waktu tempuh benda (s), = sudut elevasi, g = percepatan gravitasi (m/s2)
2. Vektor Kecepatan
Seperti halnya posisi, kecepatan benda pun yang bergerak parabola akan selalu memiliki dua komponen yaitu vx dan vy, lebih jelasnya sebagai berikut:
Dimana: 𝒗⃗ = vektor kecepatan (m/s), 𝑣𝑜 = kecepatan awal (m/s), Vektor kecepatan awal
Diperoleh ketika nilai t = 0, maka:
Adapun besar nilai kecepatan awal adalah,
KOMPONEN GERAK PARABOLA DAN
PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
KOMPONEN GERAK PARABOLA9
3. Vektor Percepatan
Percepatan diturunkan dari persamaan kecepatan, yaitu:
Dimana: 𝒂⃗ = vektor percepatan (m/s2),
g = percepatan gravitasi (m/s2),
4. Titik Tertinggi (ymax)
Pada saat benda mencapat titik tertinggi, komponen kecepatan vertikalnya nol (vy = 0)
tetapi komponen kecepatan horizontalnya tidak nol (vx 0) ,maka:
Jika persamaan tym ini disubstitusikan
ke komponen jarak vertikal, maka:
5. Titik Terjauh (xmax)
Pada saat benda mencapat titik terjauh, komponen jarak vertikalnya nol (y = 0), maka:
10
6. Sudut Elevasi
Jika sudut elevasi tidak diberikan secara eksplisit misalnya ditampilkan dalam persamaan vektor, maka dengan mudah bisa dicari tahu, yaitu:
1. Tembakan Pemain Basket Ball
lintasan bola berbentuk parabolik karena perpaduan gerak antara gerak lurus beraturan pada arah horizontal dan gerak lurus berubah beraturan pada arah vertikal. Biasanya para pemain basket ball melakukan tembakan sambil loncat untuk memperpendek jarak vertikal antara bola dengan jaring.
Gambar 6. Tembakan Hukuman Oleh Seorang pemain Basketball
11
2. Tunguska 2K22 Sang Penghancur dari Rusia
Gambar 7. Tunguska 2K22 Sang Penghancur dari Rusia
3. Lompat Batu ala Pemuda Nias
Dalam menyelesaikan tantangan loncat batu ini, loncatan yang dibuat peloncat harus memiliki kecepatan awal tertentu, tinggi maksimum, dan rentang maksimum, sebagaimana yang telah Anda pelajari dalam materi gerak parabola.
12
1. Sebuah peluru meriam ditembakkan dengan kecepatan awal 60 m/s dan sudut elevasi 530. Jika nilai g = 10 m/s2, posisi peluru pada detik pertama adalah…
2. Seorang stuntman melaju mengendarai sepeda motor menuju ujung tebing setinggi 50 m. Berapa kecepatan yang harus dicapai motor tersebut saat melaju dari ujung tebing menuju landasan dibawahnya sejauh 90 m dari tebing? Abaikan gesekan udara.
3. Sebuah bola ditendang membentuk sudut ( ) dengan kecepatan 20 m/s. Hitunglah ketinggian maksimum bola
4. Bola ditendang oleh seorang pemain sepakbola, kecepatan awal bola tersebut 20 m/s, sudut elevasi yang terebentuk antara lintasan bola dengan sumbu x yakni 370 (sin 370 = 0,6). Dan percepatan gravitasinya sebesar 10 m/s2, hitunglah tinggi maksimum dan jarak maksimum yang dapat dicapai oleh bola tersebut
5. Sebuah bola dilemparkan dari titik A ke titik B seperti ditunjukkan pada gambar 2.1.
Bola dilempar dengan kecepatan awal v pada 60o terhadap garis horizontal. Variasi antara waktu t dengan komponen kecepatan vertikal vv kecepatan bola dari t = 0
hingga t = 0.60 s seperti pada gambar grafik 2.2 PENUGASAN/ LATIHAN SOAL
13
Gerak parabola merupakan perpaduan gerak lurus beraturan (GLB) pada arah horizontal dengan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) pada arah vertikal. Gerak parabola juga dikenal dengan gerak peluru. Lemparan bola, bola yang ditendang, peluru yang ditembakkan dari senapan, atlet yang melakukan lompat jauh atau lompat tinggi, merupakan contoh gerak parabola. Pada pembahasan ini kita mengabaikan gesekan udara, dan tidak akan memperhitungkan dengan proses bagaimana benda dilemparkan, tetapi hanya memerhatikan geraknya setelah dilempar dan bergerak bebas di udara dengan pengaruh gravitasi semata. Oleh karena itu, percepatan benda tersebut disebabkan oleh percepatan gravitasi (g) yang arahnya ke bawah (menuju pusat Bumi).
Untuk meningkatkan pemahaman dan keterampilan pada materi pembelajaran gerak parabola, pada bahan ajar pertemuan ketiga ini, Kita akan belajar mensimulasikan gerak parabola dengan menggunakan aplikasi Phet dan melakukan percobaan sederhana tentang gerak parabola.
1. Simulasi Aplikasi PhET
Pada simulasi ini, ada beberapa langkah yang perlu dilakukan : a. Buka aplikasi PhET di tautan
https://phet.colorado.edu/in/simulations/filter?sort=alpha&view=grid atau
https://phet.colorado.edu/in/simulation/projectile-motion dan unduh aplikasi
simulasi Projectile Motion
Gambar 9. Aplikasi Phet
14
b. Pada simulasi, terdapat empat menu dan Kita akan mulai dengan Intro
c. Pada halaman intro, terdapat sebuah meriam dengan ketinggian dan sudut elevasi yang bisa diubah. Terdapat menu untuk mengatur kecepatan awal peluru saat akan ditembakkan, pengaturan massa dan jenis peluru dan pengaturan hambatan udara
d. Pada simulasi percobaan pertama, dengan tujuan menyelidiki pengaruh sudut elevasi terhadap ketinggian dan jarak maksimum yang ditempuh benda:
1. Turunkan ketinggian meriam sehingga menjadi nol.
Gambar 10. Aplikasi Phet
2. Atur kecepatan awal peluru pada 10 m/s dan elevasi meriam sebesar 25o.
3. Tekan tombol untuk melepaskan peluru dari meriam dan amati gerak lintasan peluru. Akan muncul data jarak dan ketinggian maksimum yang bisa dicapai oleh peluru percobaan kedua
4. Ubah sudut elevasi meriam menjadi 35o dengan kecepatan awal yang tetap. Tekan tombol untuk melepaskan peluru dan amati gerak lintasannya.
5. Ubah sudut elevasi meriam menjadi 45o dengan kecepatan awal yang tetap. Tekan tombol untuk melepaskan peluru dan amati gerak lintasannya.
6. Ubah sudut elevasi meriam menjadi 55o dengan kecepatan awal yang tetap. Tekan tombol untuk melepaskan peluru dan amati gerak lintasannya.
7. Ubah sudut elevasi meriam menjadi 65o dengan kecepatan awal yang tetap. Tekan tombol untuk melepaskan peluru dan amati gerak lintasannya.
e. Pada simulasi percobaan kedua, dengan tujuan menyelidiki pengaruh kecepatan awal terhadap ketinggian dan jarak maksium yang ditempuh benda :
1. Turunkan ketinggian meriam sehingga menjadi nol.
15
3. Tekan tombol untuk melepaskan peluru dari meriam dan amati gerak lintasan peluru. Akan muncul data jarak dan ketinggian maksimum yang bisa dicapai oleh peluru percobaan kedua
4. Selanjutnya ubah kecepatan awal peluru menjadi 12 m/s, 14 m/s, 16 m/s, 18 m/s dan 20 m/s dengan sudut elavasi tetap. Tekan tombol untuk melepaskan peluru dan amati gerak lintasannya.
2. Percobaan Sederhana Gerak Parabola
Pada percobaan sederhana tentang gerak parabola, dengan tujuan menyelidiki gerak dan lintasan parabola benda berikut ini beberapa langkah percobaan :
a. Siapkan bola tenis atau bola pimpong atau dua buah bola yang lain dengan massa atau ukuran yang berbeda
b. Letakkan bola pertama pada ujung sebuah meja dengan ketinggian tertentu. Dorong bola secara horizontal dengan kecepatan rendah dan bola akan jatuh ke bawah. Amati gerak dan lintasan bola tersebut. Bagaimana lintasan gerakan bola tersebut saat pertama kali didorong hingga menyentuh lantai ?
c. Letakkan kembali bola tersebut di ujung meja dan dorong kembali dengan kecepatan rendah. Selanjutnya hitung waktu yang ditempuh bola saat pertama kali didorong hingga menyentuh lantai dengan stopwatch. Tuliskan waktu yang ditempuh pada lembar kerja
d. Letakkan kembali bola tersebut di ujung meja dan dorong kembali dengan kecepatan sedang. Selanjutnya hitung lagi waktu yang ditempuh bola saat pertama kali didorong hingga menyentuh lantai dengan stopwatch. Tuliskan waktu yang ditempuh pada lembar kerja
e. Letakkan kembali bola tersebut di ujung meja dan dorong kembali dengan kecepatan tinggi. Selanjutnya hitung lagi waktu yang ditempuh bola saat pertama
16
kali didorong hingga menyentuh lantai dengan stopwatch. Tuliskan waktu yang ditempuh pada lembar kerja
f. Dengan prosedur yang sama pada langkah 1 – 5, gunakan bola yang kedua untuk menyelidiki lintasan gerak bola kedua
g. Bagaimanakah waktu yang ditempuh oleh bola pertama dan kedua dari ketiga percobaan yang telah dilakukan? Apakah massa berpengaruh terhadap waktu tempuh bola? Kesimpulan apa yang bisa diambil dari hasil percobaan sederhana tersebut ?
Asumsikan hambatan udara di abaikan.
1. Lengkapi grafik. 2.2 dengan waktu hingga bola mencapai titik B. 2. Hitung ketinggian maksimum yang dicapai oleh bola
Tinggi = …… m
3. Hitung komponen kecepatan horizontal Vh dari bola pada detik ke nol Vh = …… ms−1
4. Pada garmbar grafik 2.2, gambarkan grafik variasi t terhadap Vh. Lengkapi dengan sketsa pada grafik tersebut
5. Kesimpulan apa yang bisa Kamu ambil melalui data hasil percobaan di atas melalui grafik gerak tersebut ?
17
1. Gerak Parabola juga dikenal sebagai Gerak Peluru. Gerak Parabola merupakan perpaduan GLB dan GLBB dengan lintasannya berupa parabola. Gerak parabola merupakan gerak dua dimensi suatu benda yang bergerak membentuk sudut elevasi dengan sumbu x atau sumbu y.
2. Ciri-ciri (karakteristik) dari gerak parabola adalah sebagai berikut : a. Lintasannya berbentuk parabola (dua dimensi)
b. Merupakan perpaduan dua buah jenis gerak lurus, yakni GLB dan GLBB. c. Jarak terjauh ditempuh dengan sudut 45°
d. Pasangan sudut yang menghasilkan sudut 90° akan menghasilkan jarak tempuh yang sama.
e. Massa tidak berpengaruh terhadap sudut elevasi selama kecepatan awal konstan.
3. Besaran-besaran pada gerak parabola yaitu : a. Posisi, Kecepatan, dan Percepatan
b. Titik Tertinggi (ymax)
c. Titik Terjauh (xmax)
d. Sudut Elevasi
4. Analisis gerak parabola dalam bentuk vektor
18
5. Vektor Posisi
Lintasan berbentuk parabola disebabkan karena perpaduan dua macam gerak yaitugerak lurus beraturan (GLB) pada arah horizontal dan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) pada arah vertikal, sehingga persamaan posisinya dituliskan:
Vektor Kecepatan
Seperti halnya posisi, kecepatan benda pun yang bergerak parabola akan selalu memiliki dua komponen yaitu vx dan vy, lebih jelasnya sebagai berikut:
6. Sesuai gambar pada poin 4, kecepatan pada sumbu-x adalah vx dengan arah dan
besarnya selalu tetap. Bisa disimpulkan bahwa gerak pada sumbu-x ini adalah gerak lurus beraturan (GLB). Sedangkan pada sumbu-y, kecepatannya adalah vy yang arah dan besarnya dipengaruhi oleh gaya gravitasi (g). Sehingga bisa
disimpulkan bahwa gerak pada sumbu-y adalah gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
7. Contoh gerak parabola dalam kehidupan sehari-hari, seorang pemain basket ball melakukan tembakan ke arah jaring dengan cara mendorong bola miring ke atas karena posisi jaring lebih tinggi dari posisi awal bola. Akibatnya, lintasan bola berbentuk parabolik karena perpaduan gerak antara gerak lurus beraturan pada arah horizontal dan gerak lurus berubah beraturan pada arah vertikal. Biasanya para pemain basket ball melakukan tembakan sambil loncat untuk memperpendek jarak vertikal antara bola dengan jaring.
19
1. Perhatikan tabel berikut!
No Gerak I Gerak II
1 Gerak lurus Gerak lurus
2 Gerak lurus Gerak lurus
beraturan
3 Gerak lurus
beraturan
Gerak lurus beraturan
4 Gerak lurus berubah
beraturan
Gerak lurus beraturan
5 Gerak lurus berubah
beraturan
Gerak lurus
Sebuah benda dipengaruhi oleh gerak I dan gerak II. Arah kedua gerak saling tegak lurus. Dari tabel jenis geraknya di atas yang menghasilkan lintasan parabola adalah ...
a. 1 d. 4
b. 2 e. 5
c. 3
2. Perhatikan pernyataan berikut ini :
1. Lintasan geraknya berbentuk parabola
2 Gerak vertikal pada gerak parabola dipengaruhi oleh gerak horizontalnya. 3. Hanya percepatan gravitasi yang tidak terjadi dalam gerak parabola 4. Pada titik tertinggi, kecepatan vertikal benda bernilai nol.
5. Kecepatan horizontal gerak parabola tidak tergantung pada waktu.
Pernyataan yang benar tentang karakteristik gerak parabola ditunjukkan dengan nomor…
a. 1,2, dan 3 d. 2, 3, dan 4
b. 1,3, dan 4 e. 3, 4, dan 5
c. 1,4, dan 5
3. Sebuah benda dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s dan sudut elevasi 600 terhadap sumbu horisontal. Besar kecepatan benda saat berada di titik tertinggi adalah ...
a. 40 m/s d. 10√3 m/s
b. 20 m/s e. 0
c. 20√3 m/s
20
4. Peluru ditembakkan dari tanah condong ke atas dengan kecepatan v dan sudut elevasi 45o, dan mengenai sasaran di tanah yang jarak mendatarnya sejauh 2 x 105 m. Bila percepatan gravitasi 10 m/s2, maka nilai v adalah ….
a. 7,0 x 102 m/s b. 1,4 x 103 m/s
c. 2,1 x 103 m/s d. 3,5 x 103 m/s e. 4,9 x 103 m/s
5. Pada tendangan bebas suatu permainan sepak bola, bola ditendang dengan
kecepatan awal 100 m/s pada sudut 30o terhadap tanah. Jika sin 30o = 0,5 dan g = 10 m/s2 , maka pada waktu 4 sekon berapakah jarak terjauh yang dicapai bola?
a. 125 m b. 250 √2 cm c. 250 √3 m d. 500√2 cm e. 500√3 m
6. Sebuah peluru meriam ditembakkan dengan kecepatan awal 60 m/s dan sudut elevasi 53°. Bila g = 10 m/s2 maka posisi peluru pada detik ke-1 adalah…
a. x = 36 m, y = 64 m b. x = 36 m, y = 43 m c. x = 64 m, y = 43 m d. x = 32 m, y = 32 m e. x = 43 m, y = 36 m
7. Peluru ditembakkan dengan kecepatan 60 m/s dan sudut elevasi θ = 30o. Jika g = 10 m/s2, kecepatan peluru setelah bergerak 2 sekon adalah…
a. vx = 10 m/s dan vy = 20 m/s
b. vx = 20 m/s dan vy = 30√3 m/s
c. vx = 30√3 m/s dan vy = 10 m/s
d. vx = 30√3 m/s dan vy = 30 √3 m/s
e. vx = 10 m/s dan vy = 30 √3 m/s
8. Sebuah peluru ditembakkan dengan arah horizontal pada kecepatan awal v dan dari ketinggian h dari permukaan tanah.
(1) Kecepatan awal v (2) Ketinggian h
(3) Percepatan gravitasi (4) Massa peluru
21
Jika gesekan dengan udara diabaikan, jarak horizontal yang ditempuh peluru bergantung pada besaran nomor ….
a. (4)
b. (1) dan (3) c. (2) dan (4) d. (1), (2), dan (3) e. (1), (2), (3), dan (4)
9. Tiga buah tank berada pada suatu garis sejajar. Masing – masing tank menembakkan peluru sesuai data yang disajikan dibawah ini:
Tank Sudut elevasi (o) Kecepatan awal
(m/s)
A 45 vo
B 30 vo
C 60 vo
Dari pernyataan dibawah ini yang benar adalah... a. Peluru A jatuh sama jauh dengan peluru B b. Peluru B adalah terjauh
c. Peluru B dan C sama jauh d. Peluru A dan C sama jauh e. Semua peluru jatuh sama jauh
10. Apabila besar sudut anatara arah horizontal dan arah tembak suatu peluru adalah 53, perbandingan antara jarak tembak dalam arah mendatar dengan tinggi
maksimum peluru adalah... a. 2:3
b. 3:2 c. 3:1 d. 1:3 e. 2:1
22
Kanginan, Marthen. 2016. Fisika Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta : Penerbit Erlangga Saepudin, Dede. 2019. SMA FISIKA Paket 06 Kinematika. Jakarta : Kementerian
Pendidikan dan Kebudayaan
http://www.fisikasekolah.com/2017/08/gerak-parabola-aplikasinya-dalam-soal.html https://www.studiobelajar.com/gerak-parabola/
https://phet.colorado.edu/in/simulations/filter?sort=alpha&view=grid https://phet.colorado.edu/in/simulation/projectile-motion
