▷ Gerakan parabola (atau tembakan parabola)

Artikel ini menjelaskan apa itu gerak parabola (atau tembakan parabola) dalam fisika. Jadi Anda akan menemukan ciri-ciri gerak parabola, rumus-rumusnya dan juga contoh langkah demi langkahnya.

Apa itu gerak parabola?

Gerakan parabola disebut juga tembakan parabola atau tembakan miring adalah gerakan yang dilakukan oleh suatu benda yang lintasannya menggambarkan parabola. Jadi, benda yang melakukan gerakan parabola bergerak maju secara horizontal, sedangkan secara vertikal mula-mula naik lalu turun.

Misalnya melempar proyektil merupakan gerak parabola karena lintasan proyektil berbentuk parabola. Jadi, ketika sebuah proyektil diluncurkan ke atas, ia bergerak secara horizontal dan akhirnya jatuh hingga menyentuh tanah karena pengaruh gravitasi.

gerakan parabola, tembakan parabola, tembakan miring

Ciri-ciri gerak parabola

Setelah kita mengetahui pengertian gerak parabola, mari kita lihat apa saja ciri-ciri gerak parabola.

Ciri utama gerak parabola adalah lintasan yang digambarkan oleh benda bergerak adalah parabola.
Ciri lain gerak parabola adalah disebabkan oleh percepatan gravitasi. Benda yang menggambarkan lintasan parabola diawali dengan kecepatan vertikal positif, sehingga mula-mula naik, namun karena pengaruh gravitasi, kecepatan vertikal berkurang hingga menjadi negatif, kemudian benda turun.
Dengan demikian, komponen kecepatan horizontal pada gerak parabola adalah konstan, sedangkan komponen kecepatan vertikal berkurang.
Oleh karena itu, gerak parabola merupakan gabungan dari dua jenis gerak: gerak horizontal adalah gerak lurus beraturan dan sebaliknya gerak vertikal adalah gerak lurus beraturan yang dipercepat beraturan .
Ketinggian maksimum gerakan parabola tercapai ketika komponen vertikal kecepatannya nol.
Pada gerak parabola, gesekan benda dengan udara sepanjang lintasan diabaikan.

Contoh gerak parabola

Di bawah ini beberapa contoh gerakan parabola (atau lemparan parabola):

Tembakan tembakan bola basket.
Penembakan proyektil.
Semburan air dari selang.
Pelemparan batu.
Tendangan bola sepak.

Persamaan gerak parabola

Selanjutnya kita akan melihat apa saja persamaan dan rumus gerak parabola yang disebut juga dengan tembakan parabola atau tembakan miring. Jadi, rumus ini akan memungkinkan Anda menyelesaikan soal gerak parabola.

Posisi

Pada gerak parabola, komponen posisi horizontal ditentukan dengan rumus gerak lurus beraturan (MRU), sedangkan komponen posisi vertikal ditentukan dengan rumus gerak lurus beraturan dipercepat (MRUA). Dengan demikian, persamaan yang menggambarkan lintasan gerak parabola adalah sebagai berikut:

$\begin{cases}x=v_0\cdot \text{cos}(\alpha)\cdot t \\[2ex]y=h+v_0\cdot \text{sin}(\alpha)\cdot t - \cfrac{1}{2}\cdot g\cdot t^2\end{cases}$

Emas:

$x$

adalah koordinat horizontal benda.
$y$

adalah koordinat vertikal benda.
$v_0$

adalah kecepatan awal.
$\alpha$

adalah sudut awal lintasan.
$t$

adalah waktu yang telah berlalu.
$h$

adalah tinggi awal benda.
$g$

adalah percepatan gravitasi yang nilainya 9,81 m/s ² .

Kecepatan

Pada gerak parabola, komponen kecepatan horizontal adalah konstan sepanjang lintasan, sehingga untuk menghitungnya cukup mengalikan kecepatan awal dengan kosinus sudut kemiringan.

Di sisi lain, komponen vertikal tembakan parabola ditentukan oleh persamaan gerak lurus beraturan yang dipercepat. Jadi komponen vertikal kecepatan setara dengan kecepatan awal dikalikan sinus sudut kemiringan dikurangi percepatan gravitasi dikalikan waktu yang telah berlalu.

$\begin{cases}v_x=v_0\cdot \text{cos}(\alpha) \\[2ex]v_y=v_0\cdot \text{sin}(\alpha)-g\cdot t\end{cases }$

Emas:

$v_x$

adalah komponen horizontal dari kecepatan.
$v_y$

adalah komponen vertikal kecepatan.
$v_0$

adalah kecepatan awal.
$\alpha$

adalah sudut awal lintasan.
$t$

adalah waktu yang telah berlalu.
$g$

adalah percepatan gravitasi yang nilainya 9,81 m/s ² .

Percepatan

Pada semua gerak parabola percepatan benda selalu mempunyai nilai yang sama. Komponen percepatan horizontal adalah nol, sedangkan komponen percepatan vertikal adalah nilai gravitasi yang bertanda negatif.

$\begin{cases}a_x=0 \\[2ex]a_y=-g\end{cases}$

Emas:

$a_x$

adalah komponen percepatan horizontal.
$a_y$

adalah komponen vertikal percepatan.
$g$

adalah percepatan gravitasi yang nilainya 9,81 m/s ² .

Waktu penerbangan

Waktu terbang adalah waktu yang dibutuhkan benda yang melakukan gerakan parabola untuk menyentuh tanah. Oleh karena itu, waktu terbang adalah waktu sejak benda memulai parabola hingga menyentuh tanah.

Ketika benda menyentuh tanah, koordinat vertikal posisinya akan menjadi nol. Jadi, untuk menghitung waktu terbang, Anda perlu mengatur persamaan posisi vertikal gerak parabola sama dengan nol dan kemudian menyelesaikan persamaan waktu.

$y=0 \quad \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\quad t_{vol}$

Ruang lingkup horisontal

Jangkauan horizontal maksimum akan tercapai ketika tubuh menyentuh tanah, waktu yang setara dengan waktu terbang. Oleh karena itu, untuk menghitung jarak mendatar harus diambil waktu terbangnya terlebih dahulu kemudian nilai waktu terbang tersebut harus disubstitusikan ke dalam persamaan posisi mendatar gerak parabola.

$t_{vol}\quad \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\quad x(t_{vol})$

Tinggi maksimum

Dalam gerak parabola, ketinggian maksimum dicapai ketika komponen vertikal kecepatan benda adalah nol. Jadi, untuk menentukan ketinggian maksimum, komponen vertikal kecepatan harus ditetapkan sama dengan nol, dari situ kita akan mencari waktu tercapainya ketinggian maksimum dan terakhir kita harus mensubstitusikan waktu sesaat yang dihitung ke dalam waktu yang dihitung. momen. persamaan.posisi vertikal.

$v_y=0 \quad \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\quad t_{y_{m\'ax}}\quad \color{orange}\bm{\longrightarrow}\ couleur{noir}\quad y_{m\'ax}$

sudut lintasan

Sudut lintasan pada suatu titik tertentu setara dengan sudut yang dibentuk oleh dua komponen kecepatan. Jadi garis singgung sudut lintasan sama dengan hasil bagi antara komponen vertikal dan komponen kecepatan horizontal.

$\text{tan}(\alpha)=\cfrac{v_y}{v_x}$

Emas:

$v_y$

adalah komponen vertikal kecepatan.
$v_x$

adalah komponen horizontal dari kecepatan.
$\alpha$

adalah sudut jalan.

Rangkuman Rumus Gerak Parabola

Singkatnya, kami memberikan Anda tabel dengan rumus gerakan parabola.

Latihan gerakan parabola terpecahkan

Sebuah benda diluncurkan dari tanah dengan kecepatan awal 15 m/s dan sudut kemiringan 30º. Hitung jangkauan horizontal maksimum dan besarnya kecepatan benda mencapai tanah. Abaikan gesekan dengan udara pada seluruh soal dan ambil nilai gravitasi menjadi 10 m/s ² .

Untuk mengetahui jarak gerak parabola secara horizontal, pertama-tama kita harus menentukan waktu terbangnya. Dan untuk melakukan ini, kita harus mengatur persamaan komponen vertikal posisinya sama dengan nol, karena ketika benda menyentuh tanah, posisi vertikalnya adalah y=0.

$y=h+v_0\cdot \text{sin}(\alpha)\cdot t -\cfrac{1}{2}\cdot g\cdot t^2$

$0=0+15\cdot \text{sin}(30^o)\cdot t -\cfrac{1}{2}\cdot 10\cdot t^2$

$0=7,5\cdot t -5\cdot t^2$

Kami menyelesaikan persamaan kuadrat yang kami peroleh dengan menghilangkan faktor persekutuan:

$0=t(7,5-5t)$

$\displaystyle t=\begin{cases}t=0 \ \color{red}\bm{\times}\color{black}\\[2ex]7.5 -5t=0 \ \longrightarrow \ t= \cfrac {7,5}{5}=1,5 \ s\end{cases}$

Oleh karena itu, benda akan mencapai jangkauan horizontal maksimum pada waktu t=1,5 s, jadi kita substitusikan nilai ini ke dalam persamaan posisi horizontal untuk menghitung jangkauan horizontal maksimum:

$\begin{aligned}x&=v_0\cdot \text{cos}(\alpha)\cdot t\\[2ex]x&=15\cdot \text{cos}(30^o)\cdot 1.5 \\ [2ex]x&=19.49 \ m \end{aligned}$

Sebaliknya, untuk menghitung modulus kecepatan akhir, pertama-tama perlu ditentukan kedua komponen kecepatan pada saat itu. Jadi, kami menghitung komponen kecepatan horizontal:

$\begin{aligned}v_x&=v_0\cdot \text{cos}(\alpha) \\[2ex]v_x&=15\cdot \text{cos}(30^o)\\[2ex]v_x&=12 .99 \ \cfrac{m}{s}\end{aligned}$

Selanjutnya, kita menghitung komponen vertikal kecepatan dengan rumus yang sesuai:

$\begin{aligned}v_y&=v_0\cdot \text{sin}(\alpha)-g\cdot t\\[2ex]v_y&=15\cdot \text{sin}(30^o) -10\ cdot 1.5\\[2ex]v_y&=-7.5 \ \cfrac{m}{s}\end{aligned}$

Terakhir, modulus kecepatan setara dengan akar kuadrat dari jumlah kuadrat komponen vektornya:

$\begin{aligned}|\vv{v}|&=\sqrt{v_x^2+v_y^2}\\[2ex]|\vv{v}|&=\sqrt{12.99^2 +( -7,5)^2}\\[2ex]|\vv{v}|&=15 \ \cfrac{m}{s}\end{aligned}$

Menyimpulkan permasalahan ini, kita dapat menyimpulkan bahwa ketika gerak parabola dimulai dari tanah, besarnya kecepatan akhir bertepatan dengan besarnya kecepatan awal.

Gerakan parabola dan lempar parabola horizontal

Terakhir, kita akan melihat apa perbedaan antara gerakan parabola dan lempar parabola horizontal, karena keduanya merupakan dua jenis gerakan yang biasa digunakan dalam fisika.

Lemparan parabola mendatar merupakan salah satu jenis gerakan parabola yang pada mulanya badan mempunyai lintasan yang sepenuhnya mendatar. Sehingga pada lemparan parabola mendatar, benda dilempar dari ketinggian tertentu dan kecepatan awalnya mendatar.

Oleh karena itu, selisih ayunan parabola dengan lemparan parabola mendatar adalah kecepatan awalnya. Kecepatan awal gerakan parabola mendatar sepenuhnya mendatar, namun kecepatan awal gerakan parabola membentuk sudut positif terhadap sumbu mendatar.

➤ Lihat: Tembakan parabola horizontal

Gerakan parabola (atau pukulan parabola)

Apa itu gerak parabola?

Ciri-ciri gerak parabola

Contoh gerak parabola

Persamaan gerak parabola

Posisi

Kecepatan

Percepatan

Waktu penerbangan

Ruang lingkup horisontal

Tinggi maksimum

sudut lintasan

Rangkuman Rumus Gerak Parabola

Latihan gerakan parabola terpecahkan

Gerakan parabola dan lempar parabola horizontal

Tinggalkan komentar Batalkan balasan