Gerak VertikalGerak Vertikal

Mata pelajaran : fisikaMata pelajaran : fisikaKelas/semester : X / genapKelas/semester : X / genap

Oleh Selvianti,S.T

By Selvianti,S.T

SMA NEGERI 2 PAGARALAM SMA NEGERI 2 PAGARALAM JL. Masik Siagim karang Dalo Kec. Dempo Tengah Kota PagaralamJL. Masik Siagim karang Dalo Kec. Dempo Tengah Kota Pagaralam

MENUMENU

Pencapaian Kompetensi

Pengertian

Gerak Vertikal ke Atas

Gerak Vertikal ke Bawah

Uji Kompetensi

Kesimpulan Daftar Pustaka

Jelajah Fisika

X

PENCAPAIAN KOMPETENSIPENCAPAIAN KOMPETENSI

Setelah mempelajari materi ini, diharapkan anda dapat:

• menyimpulkan karakteristik Gerak Lurus Beraturan (GLB) melalui percobaan dan pengukuran besaran-besaran terkait

• menyimpulkan karakteristik Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) melalui percobaan dan pengukuran besaran-besaran terkait

• Menerapkan besaran-besaran fisika dalam GLB dan GLBB dalam bentuk persamaan dan menggunakannya dalam pemecahan masalah

MENU

By Selvianti,S.T

X

PengertianPengertian

Sekarang kita akan membahas suatu gerak Sekarang kita akan membahas suatu gerak yang berbeda dari gerak lurus pada arah yang berbeda dari gerak lurus pada arah mendatar (horizontal), yaitu gerak vertikal. mendatar (horizontal), yaitu gerak vertikal. Salah satu contoh gerak vertikal adalah Salah satu contoh gerak vertikal adalah gerak benda jatuh. gerak benda jatuh.

Misalnya, gerak buah kelapa jatuh dari Misalnya, gerak buah kelapa jatuh dari pohonnya.Pada pembahasan kali ini, akan pohonnya.Pada pembahasan kali ini, akan dibahas tentang gerak jatuh bebas vertikal dibahas tentang gerak jatuh bebas vertikal ke atas dan gerak vertikal ke bawah.ke atas dan gerak vertikal ke bawah.Contoh gerak yang nyata untuk gerak lurus Contoh gerak yang nyata untuk gerak lurus yang berubah kecepatannya adalah gerak yang berubah kecepatannya adalah gerak jatuh bendajatuh benda. .

MENU

By Selvianti,S.T

X

Dua pendapat ilmuwan tentang gerak jatuh bebas (gerak vertikal ke bawah):

• Aristoteles (sekitar abad ke-4 sebelum masehi ) berpendapat bahwa jika dua benda dijatuhkan dari ketinggian tertentu maka benda yang paling berat akan lebih dahulu menyentuh tanah.

• Galileo Galilei (sekitar tahun 1600)memiliki pendapat yang bertentangan dengan gagasan Aristoteles. Ia menyimpulkan bahwa semua benda jatuh dengan percepatan yang sama pada keadaan hampa udara. Jadi benda berat dengan benda ringan pada titik tertentu akan jatuh dengan percepatan yang sama.

MENU

By Selvianti,S.T

X

Menurutnya,gesekan udara sangat berpengaruh terhadap gerak benda. Misalnya jika anda menjatuhkan dua benda dari tangan kanan berupa batu kecil, sedangkan tangan kiri berupa selembar kertas. Benda yang akan lebih dahulu menyentuh tanah adalah batu. Akan tetapi, jika anda menjatuhkan kedua benda tersebut dalam ruang hampa, anda akan menemukan bahwa kedua benda menyentuh tanah pada saat yang bersamaan.

MENU

By Selvianti,S.T

X

Lihat gambar! Perhatikan gerak benda jatuh.Lihat gambar! Perhatikan gerak benda jatuh.

Dipermukaan bumi, percepatan gerak jatuh benda adalah sama, yaitu sebesar 9,8 m/s2. Percepatan ini dinamakan percepatan gravitasi bumi (g) dan berarah menjuju ke pusat bumi (ke bawah).

MENU

Gambar A1. benda jatuh dalam pengaruh gesekan udara

bola kertas

Gambar A2. benda jatuh dalam ruang hampa

By Selvianti,S.T

X

A

Gerak Vertikal ke Gerak Vertikal ke AtasAtas

Gerak vertikal ke atas termasuk Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) diperlambat. Oleh karena itu, persamaan-persamaan GLBB diperlambat berlaku untuk menganalisis gerak benda pada kasus ini. Anda dapat melihat kembali persamaan GLBB diperlambat. Dan untuk persamaan Gerak Vertikal ke Atas diubah dengan mengganti a dengan g, x dengan y, dan xo dengan yo.

MENU

Gambar B. antara titik A dan B adalah gerak vertikal ke atas.

B Vt=0

Vo

v

g

By Selvianti,S.T

X

Persamaan GLBB diperlambat:

)(2

2

1

22

2

oot

oo

ot

xxavv

attvxx

atvv

Persamaan Gerak Vertikal ke Atas

)(2

2

1

22

2

oot

oo

ot

yygvv

gttvyy

gtvv

………..Pers 1

Keterangan : y ketinggian akhir (m) yo ketinggian awal (m) g percepatan gravitasi bumi ( g = 9,8 m/s2) t waktu tempuh vo Kecepatan awal (m/s2) vt kecepatan akhir (m/s2)

MENU

A

BVt

v0

v

g

h=y-yo

Gambar C. antara titik A dan B adalah gerak vertikal ke atas.

By Selvianti,S.T

X

Untuk gerak vertikal ke atas, pada puncak tertinggi kecepatannya nol (vt=0). Jika ketinggian h didefinisikan sebagai:

oyyh Maka:

vt = vo- gt 0 = vo- gt

vo= gt ………………………………..pers 2

2

2

1gttvyy oo

2

2

1gttvyy oo

2

2

1gttvh o ………………………...…pers 3

)(222oot yygvv

ghvo 20 2 ghvo 2 ………………………..…pers 4

MENU

By Selvianti,S.T

X

Jika persamaan 2 disubstitusikan ke persamaan 4 maka diperoleh:

ghvo 2

ghgt 2

g

ht

2 ……………………….....pers 5

Persamaan 5 adalah waktu tempuh benda untuk mencapai ketinggian maksimum.

MENU

By Selvianti,S.T

X

Jika sebuah benda Jika sebuah benda dilemparkan ke bawah dengan dilemparkan ke bawah dengan kecepatan awal vkecepatan awal voo , maka , maka benda bergerak lurus benda bergerak lurus dipercepat beraturan ke dipercepat beraturan ke bawah. Seperti halnya dalam bawah. Seperti halnya dalam gerak vertikal ke atas, gerak gerak vertikal ke atas, gerak pada kasus ini tetap pada kasus ini tetap dipengaruhi oleh percepatan dipengaruhi oleh percepatan gravitasi. Namun, pada kasus gravitasi. Namun, pada kasus ini ini arah percepatan gravitasi arah percepatan gravitasi searah dengan gerak bendasearah dengan gerak benda. . Oleh karena itu persamaan Oleh karena itu persamaan Gerak Vertikal ke Bawah dapat Gerak Vertikal ke Bawah dapat ditulis dengan mengganti a ditulis dengan mengganti a dengan g pada persamaan dengan g pada persamaan GLBB. GLBB.

MENUGerak Vertikal ke Gerak Vertikal ke

BawahBawah Vo= 0

Vt

g

v

Gambar D. gerak vertikal ke bawah.

By Selvianti,S.T

X

Persamaan GLBB:

)(2

2

1

22

2

oot

oo

ot

xxavv

attvxx

atvv

………………………pers 6

Persamaan Gerak Vertikal ke Bawah:

)(2

2

1

22

2

oot

oo

ot

yygvv

gttvyy

gtvv

…………….…………pers 7

Keterangan : y ketinggian akhir (m) yo ketinggian awal (m) g percepatan gravitasi bumi ( g = 9,8 m/s2) t waktu tempuh vo Kecepatan awal (m/s2) vt kecepatan akhir (m/s2)

MENU

Vo= 0

Vt

g

v

h=y-y0

Gambar E. gerak vertikal ke bawah.

By Selvianti,S.T

X

Jika benda dilepaskan dari keadaan diam, maka kecepatan awalnya nol (vo) . Gerak ini disebut Gerak Jatuh Bebas. Oleh karena itu, jika h = y-yo maka persamaan-persamaan diatas menjadi :

vt = vo+ gt vt = 0 + gt vt = gt …………………….…………..pers 8

2

2

1gttvyy oo

2

2

10 gtyy o

2

2

1gth ……………………....….……pers 9

)(222oot yygvv

ghvt 22 ghvt 2 ………………….………pers 10

MENU

By Selvianti,S.T

X

• waktu ke atas sama dengan waktu ke bawah,

artinya waktu yang diperlukan benda bergerak dari

A ke B sama dengan waktu yang diperlukan dari B

ke C atau tAB = tBC

• Besar kecepatan ke atas sama dengan besar

kecepatan ke bawah pada suatu titik tertentu.

Artinya, di titik A dan C, besar kecepatan benda ke

atas sama dengan besar kecepatan benda ke

bawah

Agar anda lebih memahami, perhatikanlah contoh soal

berikut!

KESIMPULANKESIMPULANMENU

Untuk mengetahui sifat-sifat gerak vertikal, perhatikan kembali gerak gambar

dibawah ini :

AGambar B. antara titik A dan B adalah gerak vertikal ke atas.

BVt=0

Vo

v

g

Vo=0

Vt

g

v

C

h

By Selvianti,S.T

X

Sebuah benda dilemparkan ke atas dari tanah dengan kecepatan 20 m/s. Jika kecepatan gravitasi bumi 10 m/s2, berapakah tinggi maksimum yang dicapai benda? Diketahui: vo = 20 m/s g = 10 m/s2 Ditanya: hmaks = …….? Jawab: Di titik maksimum kecepatan akhirnya adalah nol (berarti vt = 0). Jadi,

vt= v0 - gt 20 2

1gttvhmaks

0 = 20 -10t h = 20.2 – ½.10.22 t = 20/10 h = 40 – 20 t = 2 sekon h = 20 m

Contoh Soal Contoh Soal 11

MENU

By Selvianti,S.T

X

Seperti soal nomor 1, Hitunglah seluruh waktu yang diperlukan mulai dari saat dilemparkan ke atas sampai kembali ke titik asal.

Jawab:

Dalam hal ini benda melakukan gerak bolak balik , yaitu gerak A-B-A.

Ketika gerak naik (A-B)

Waktu yang diperlukan 2 sekon

Ketika gerak ke bawah (B-A)

vo = 0

vt2 = 2.10.20

vt2 = 400

vt = 20

20 = 10.t

t = 20 / 10

t = 2 sekon

tAB = tBA = 2 sekon

Contoh Soal 2Contoh Soal 2

ghvv ot 222

Vo = kecepatan awal ketika jatuh

Waktu yang ditempuh adalah t1 + t2 = 2 sekon + 2 sekon

= 4 sekon

Jadi,waktu yang dibutuhkan benda dari A ke B ke A adalah

4 sekon, yaitu 2 kali waktu yang dibutuhkan benda

bergerak dari A ke B

MENU

tgvt .

By Selvianti,S.T

X

Selesaikanlah soal-soal berikut ini!

1.Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 5 m. jika g=10m/s2, berapakah kecepatan benda pada saat tepat menyentuh tanah?

2.Sebuah benda dilempar keatas dengan kecepatan awal 5 m/s. Jika g = 10 m/s2, berapakah ketinggian maksimum yang dicapai benda?

MENU

Kunci jawabanKunci jawaban

Uji KompetensiUji Kompetensi

By Selvianti,S.T

X

Kunci Kunci JawabanJawaban

1. Diketahui: h = 5 m g = 10 m/s2 Ditanya: vt =……? Jawab:

ghvt 2

5.20.2 100 = 10

2. Diketahui: vo = 5 m/s g = 10 m/s2 Ditanya: hmax =……? Jawab:

ghvo 2

h.10.25 25 = 20h

h = 25/20 h = 1.25

MENU

By Selvianti,S.T

X

JelajahJelajah fisikafisika

Untuk mempelajari materi ini,anda dapat klik website di bawah ini :

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html

http://www.physicsclassroom.comhttp://www.physicsclassroom.com

http://www.glenbrook.k12.il.us

http://www.lightandmatter.comhttp://www.lightandmatter.com

MENU

By Selvianti,S.T

X

MENU

• Halliday dan Resnick, 1991, Fisika jilid 1 (Terjemahan) Jakarta : Penerbit Erlangga

• Badan Standar Nasional Pendidikan 2006, Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar Fisika Kelas X SMA, Jakarta : Depdiknas

• Rahman,Arief, 2007, Fisika untuk SMA dan MA kelas X, Bandung : Penerbit PT. Sarana Panca Karya Nusa

DAFTAR PUSTAKADAFTAR PUSTAKA

By Selvianti,S.T

X