Selasa, 19 April 2011

Mekanika-6(gerak parabola atau peluru)

Gerak peluru sering kita jumpai dalam kehidupan kita, gerak peluru termasuk gerak benda dalam bidang. Jika kita uraikan, gerak ini ternyata perpaduan gerak arah vertical dan gerak arah horizontal. Sumbu vertical merupakan gerak GLBB, sedangkan sumbu horizontalnya merupakan gerak GLB. Jadi konsep yang harus dikuasai adalah gerak GLB dan GLBB. Mari kita kaji lebih jauh tentang gerak parabola ini

 


Tips :

Pada saat benda mencapai titik maksimum (titik C) :
  • Kecepatan pada sumbu y, vy = 0
  • Kecepatan pada sumbu x, vx = vo cos θ dan besarnya adalah tetap
  • Percepatan selalu tetap a = g
  • (a = -g saat benda naik dan a = +g saat benda turun)
  • Energi potensial maksimum dan energy kinetic minimum tetapi tidak nol karena masih ada komponen kecepatan pada arah x


Trick :
 
jika VoA = VoB , benda A dan benda B di lempar dengan sudut α dan θ, kedua benda akan memiliki jarak terjauh yang sama (XA = XB)  dengan syarat (α + θ = 90o)


 

  • Aplikasi gerak parabola :
 
Sebuah pesawat menjatuhkan benda (biasanya bom) pada ketinggian ( h ) tertentu, akan berlaku GJB (gerak jatuh bebas) :

 

Contoh Soal :

  • Seorang anak melempar batu dengan kecepatan awal 12,5 m/s dan sudut elevasi 30o terhadap horizontal. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, waktu yang diperlukan sampai di tanah adalah …

Penyelesaian :
  
Trick :  waktu untuk mencapai tanah kembali berarti merupakan gerak naik dan turun


 

  • Sebuah bola dilempar dengan sudut 30o dan dengan kecepatan 20 m/s saat jarak tempuh  x = 5 √3 m, maka waktu yang dibutuhkan bola sampai ketinggian tersebut adalah …
Penyelesaian :

Tips : waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai tinggi atau jarak tertentu adalah sama

 

  • Sebuah bola dilemparkan dengan sudut elevasi 45o. bola bersarang di atas pohon sejauh 5 m. jika tinggi pohon tersebut 4 m, kecepatan awal bola adalah …
Penyelesaian :
Tips :
ingat 4 m bukanlah tinggi maksimum yang dicapai benda, dan waktu untuk mencapai jarak 5 m adalah sama pada saat mencapai tinggi 4m


selanjutnya kita substitusikan persamaan arah sumbu x diatas ke dalam persamaan arah sumbu y, sehingga kita peroleh persamaan :

 

  • Peluru A dan B  di tembakkan dari tempat yang sama dengan sudut elevasi yang berbeda. Peluru A dengan sudut 30o dan peluru B dengan sudut 60o. Perbandingan antara tinggi maksimum yang dicapai peluru A dengan peluru B adalah …
Penyelesaian :

Trick : tinggi (h) maksimum berbanding lurus dengan kuadarat dari sin θ