Daftar isi
Dalam setiap olahraga tolak peluru, pernahkah kalian melihat bagaimana peluru itu dilempar untuk kemudian jatuh ke bawah karena adanya gravitasi? Olahraga tolak peluru tersebut dalam ilmu fisika disebut juga dengan gerak vertikal.
Pengertian Gerak Vertikal
Gerak vertikal disebut sebagai gerak benda melawan tarikan gravitasi. Ini adalah gerakan yang tegak lurus terhadap permukaan lurus atau datar. Ini juga bisa menjadi gerakan lurus ke atas dan ke bawah tetapi gerakan vertikal yang sempurna biasanya tidak mengikuti jalur garis lurus .
Benda yang bergerak vertikal memiliki kecepatan tertentu di dalamnya tergantung pada kecepatan dan posisi benda tersebut.
Perhatikan sebuah bola kecil yang dilemparkan ke arah vertikal seperti pada Gambar disamping.
Dari Gambar diatas, jelas terlihat bahwa bola akan bergerak vertikal ke atas dengan kecepatan hingga ketinggian. Setelah mencapai ketinggian maksimum, gerakan bola dihentikan dan akan mulai bergerak ke bawah.
Gerak vertikal bola pada ketinggian maksimum dan ketinggian awal biasanya nol. Juga, waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai ketinggian puncak maksimum sama dengan waktu yang dibutuhkan bola untuk jatuh ke bawah. Kecepatan bola dalam gerakan ke atas sama dengan kecepatan gerakan ke bawah.
Ciri-ciri Gerak Vertikal
- Gerak vertikal dapat dilihat sebagai varian gerak dipercepat beraturan, yang bergerak pada sumbu “y”, karena biasanya gerak dipercepat beraturan bergerak pada sumbu “x”.
- Gerak vertikal dapat dilihat sebagai gerak yang dipercepat secara seragam tetapi dengan perbedaan percepatan dalam gerak ini akan sama dengan gravitasi.
- Gravitasi adalah percepatan yang mengarah ke bawah, ini berarti tanda gravitasi akan negatif.
- Kecepatan benda berubah secara teratur (semakin menurun)
- Kecepatan benda pada titik tertinggi (ketinggian maksimum) sama dengan nol
- Benda mengalami perambatan (a=-g).
Jenis Gerak Vertikal
Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas ialah gerak jatuh yang hanya dipengaruhi oleh gaya tarik bumi dan bebas dari hambatan gaya-gaya lain.
Gerak Vertikal Ke Atas
Materi gerak vertikal ke atas berkaitan erat dengan materi gerak jatuh bebas maupun gerak lurus berubah beraturan. Gerak vertikal ke atas (GVA) ini benda mempunyai kecepatan awal. Benda akan mengalami perlambatan jika semakin meninggi.
Rumus Menghitung Gerak Vertikal
Rumus gerak vertikal adalah rumus yang sama yang kita gunakan dalam gerak dipercepat, seragam akan tetapi, seperti yang kita katakan sebelumnya, dengan perbedaan bahwa percepatan akan sama dengan nilai gravitasi, tetapi dengan tanda negatif.
Rumus berikut adalah rumus gerak vertikal, ini sudah dengan perubahan yang kami jelaskan sebelumnya dan juga disederhanakan dengan parameter gerak vertikal.
y maks = v o 2 / 2g
t maks = 2(v o ) / g
Rumus terakhir sebelumnya hanya berfungsi jika objek mendarat di lantai yang sama dengan saat dimulainya
Dan rumus gerak yang dipercepat secara seragam
vf = vo - g . T y = vo. t - 1/2g.t 2 vf 2 = vo 2 - 2g . kamu y = ( (vo + vf) /2).t
Contoh gerak vertikal
Contoh gerak vertikal yang ada di kehidupan sehari-hari adalah gaya tolak peluru. Gerak peluru dapat menjadi gerak vertikal jika sudut kemiringan kecepatan awal sama dengan 90°, karena bila kemiringan 90°, seluruh gaya kecepatan awal akan diterapkan pada sumbu vertikal, sehingga hanya akan ada sebuah gerakan vertikal.
Contoh Soal Gerak Vertikal
Contoh 1:
Seorang pemanah menembakkan anak panah ke atas dari lantai dengan kecepatan 4m/s Tentukan ketinggian yang dicapai anak panah tersebut?
Diket : Vo = 4 m/s
Dit: Ymax = ?
Jawab :
Kami menulis persamaan
y maks = v o 2 / 2g
ganti data dan selesaikan
y maks = 4 m/s 2 / 2(9,8)
y maks = 16 m/s / 19,6 m/s 2
y maks = 0,82
Contoh 2:
Seseorang melempar batu ke atas dengan kecepatan 3,2 m/s Hitung waktu yang diperlukan batu untuk mencapai lantai.
Diket : Vo = 3,2 m/s
Dit : T = ?
Jawab :
t maks = 2(v o ) / g
t maks = 2(3.2) / g
t maks = 6,4 / 9,8
t maks = 0,65
Contoh 3:
Sebuah roket yang terbuat dari minuman cola dan permen mencapai ketinggian 15 meter, mengetahui ini menghitung kecepatan awal roket.
Diket : Ymaks = 15m
Dit : Vo = ?
Jawab :
vf 2 = vo 2 – 2 x g x y
dan jelas vo
vo 2 = vf 2 + 2 x g x y
Kemudian kita selesaikan
vo 2 = 0 2 + 2 x 9,8 x 15
vo 2 = 2 x 9,8 x 15
vo 2 = 294
vo = 294
Vo = 17,15 m/s
Contoh 4:
Seseorang ingin melempar bola dengan kecepatan yang cukup sehingga bola mencapai ketinggian 25 meter, hitung kecepatan yang harus diterapkan orang ini pada bola agar bola mencapai ketinggian tersebut?
Diket : Ymaks = 25m
Dit : Vo = ?
Jawab :
vf 2 = vo 2 – 2 x g x y
Kemudian kita hapus vo
vo 2 = vf 2 + 2 x g x y
Kami mengganti data
vo 2 = 0 2 + 2 x 9,8 x 25
Dan kami menyelesaikan operasi
vo 2 = 2 x 9,8 x 25 vo 2 = 490
vo = 490
Vo = 22,1 m/s
Contoh 5 :
Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dengan percepatan 60 m/s. jika percepatan gravitasi g = 10 m/s2, tentukan: waktu yang diperlukan bola untuk mencapai tinggi maksimum
diketahui: v0 = 60 m/s g = 10 m/s2
Jawab :
waktu untuk mencapai titik tertinggi (tmax) dapat dicari dengan menggunakan persaman 2 di atas. tmax = v0/g tmax = 60/10 tmax = 6 sekon
Jadi waktu yang diperlukan bola untuk mencapai titik tertinggi adalah 60 detik.
Kesimpulan Pembahasan
Salah satu syarat utama gerak vertikal adalah kecepatan awalnya harus berbeda dari 0 , jika kecepatan awal positif, maka benda akan mulai naik, memperlambat kecepatan sampai kecepatan sama dengan 0, dan setelah saat itu benda akan mulai jatuh ke bawah, dan kecepatannya akan terus bertambah dalam arah yang berlawanan sampai benda tersebut menumbuk lantai.