3+ Contoh Soal Gerak Parabola dan Pembahasannya

Daftar Isi

Di materi kali ini, kita akan belajar tentang gerak parabola melalui beberapa contoh soal lengkap dengan jawaban pembahasannya.

Kumpulan contoh soal ini bertujuan untuk melengkapi materi gerak parabola yang telah kalian dapatkan dari guru di sekolah.

Berdasarkan pengalaman, masih banyak di antara kalian yang terkadang belum menemukan pemahaman yang baik tentang gerak parabola, khususnya pada bagian penggunaan rumus untuk menyelesaikan soal.

Padahal, sebenarnya sangat mudah kok, kalian hanya perlu menyimak soalnya, kemudian catat semua data pada soal yang disesuaikan dengan besaran-besaran yang berkaitan.

Sebagaimana yang diketahui, ada beberapa besaran yang terlibat dalam rumusan persamaan matematis gerak parabola.

Besaran-besaran inilah yang akan dicarikan angka-angkanya di dalam soal.

Baiklah, berikut ini penjelasan lengkapnya...

Gerak Parabola

Sebelum masuk ke soal-soal, mungkin ada baiknya sekilas mengingat kembali apa itu gerak parabola.

Sederhananya, gerak parabola adalah gerak suatu benda dengan lintasan melengkung. Gerak ini merupakan gabungan dari dua jenis gerak, yaitu gerak vertikal dan gerak horizontal.

Contoh gerak parabola adalah gerakan peluru ketika ditembakkan dari senapan, gerak bola yang dilempar atau ditendang, gerak atlet lompat jauh, dan lain sebagainya.

Rumus Gerak Parabola

Rumus-rumus yang berlaku dalam gerak parabola, antara lain:

  • Rumus kecepatan horizontal: vx = vo . cos θ
  • Rumus kecepatan vertikal: vy = vo . sin θ - gt
  • Rumus kecepatan total benda: v= √vx2 + vy2
  • Rumus jarak terjauh: xmax = 2vosin θ cos θ/atau xmax = vo . cos θ . tx atau xmax = vosin 2θ/g
  • Rumus tinggi maksimum: hmax = vosin2θ/2g
  • Rumus waktu pada ketinggian maksimum: th = vo sin θ/g
  • Rumus waktu pada jarak terjauh tx = 2 . vo sin θ/
Keterangan:

  • vx = kecepatan gerak horizontal atau sumbu x (m/s)
  • vy = kecepatan gerak vertikal atau sumbu y (m/s)
  • vo = kecepatan awal benda (m/s)
  • v= kecepatan total benda (m/s)
  • θ = sudut elevasi (o)
  • g = percepatan gravitasi (m/s2)
  • t = selang waktu (s)
  • xmax = jarak terjauh benda (m)
  • hmax = ketinggian maksimum benda (m)
  • th = waktu untuk mencapai ketinggian maksimum (s)
  • tx = waktu untuk mencapai jarak terjauh (s)

Contoh Soal Gerak Parabola

Contoh Soal Gerak Parabola

Berikut ini adalah beberapa contoh soal tentang gerak parabola dan pembahasannya:

Contoh Soal 1

Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 60 m/s dan sudut elevasi 30 derajat. Apabila percepatan gravitasi 10 m/s2, tentukan kecepatan peluru pada saat 6 sekon setelah ditembakkan.

Jawaban:

Diketahui:
  • vo = 60 m/s
  • θ = 30o
  • g = 10 m/s2
Ditanyakan:
  • vt setelah 6 s...?
Penyelesaian:

Kecepatan peluru sepanjang sumbu x:

vx = vo cos θ
     = 60 cos 30o 
     = 60 (1/2 √3) 
     = 30 √3 m/s

Kecepatan peluru sepanjang sumbu y:

vy = vo sin θ - gt
    = 60 sin 30o - [(10).(6)]
    = (60).(1/2) - 60
    = -30 m/s

Kecepatan peluru setelah 6 sekon adalah:

v= √vx2 + vy2 
   = √(30√3)2 + (-30)2
   = √2700 + 900
   = √3600 
   = 60 m/s.

Jadi, kecepatan peluru setelah 6 sekon adalah 60 m/s

Contoh Soal 2

Dalam sebuah pertandingan sepakbola, bola ditendang dengan sudut kemiringan 37o dan kecepatan awal 20 m/s (g = 9,8 m/s2). Tentukanlah:

a. titik tertinggi yang dapat dicapai bola.
b. lama bola berada di udara.
c. jarak terjauh bola

Jawaban:

Diketahui:

  • θ = 37o
  • vo = 20 m/s
  • g = 9,8 m/s2

Ditanyakan:

a. hmax
b. t
c. xmax

Penyelesaian:

a. Titik tertinggi yang dicapai bola (hmax)

hmax = vosin2θ/2g
           20sin37o/2(9,8)
           400 . (0,6)/19,6
           144 /19,6
            = 7,35 meter

Jadi, titik tertinggi yang dicapai oleh bola adalah 7,35 meter.

b. lama bola berada di udara (t)

t = 2 . vo sin θ/g
  = 2 . 20 sin 37o/9,8
  = 2 . 20 . 0,6 /9,8
  = 2,45 detik

Jadi, bola berada di udara selama 2,45 detik.

c. jarak terjauh bola (xmax)

xmax = vo . cos θ . tx
         = 20 . cos 37 . (2,45)
         = 49 . 0,8
         = 39,2 meter

Jadi, jarak terjauh yang dicapai bola adalah 39,2 meter.

Contoh Soal 3

Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 100 m/s dan membentuk sudut 60o terhadap horizontal (g = 10 m/s2). Tentukan:

a. lama peluru mencapai tinggi maksimum
b. tinggi maksimum
c. jarak tembak terjauh

Jawaban:

Diketahui:

vo = 100 m/s
θ = 60o

Ditanyakan:

a. th 
b. hmax
c. xmax

Penyelesaian:

a. lama peluru mencapai tinggi maksimum (th)

th = vo sin θ/g
  = 100 sin 60o/10
  = 100 . 0,87 /10
  = 8,7 detik

b. tinggi maksimum (hmax)

hmax = vosin2θ/2g
           100sin60o/2(10)
           = 10000 . (0,87)/20
           7569 /20
            = 378,45 meter

Jadi, tinggi maksimum yang dicapai oleh peluru adalah 378,45 meter.

c. Jarak tembak terjauh (xmax)

xmax = vosin 2θ/g
         = 100sin 2.60o/10
         = 10000 sin 120o/10
         = 10000 (0,87)/10
         = 870 meter

Jadi, jarak tembak terjauh peluru adalah 870 meter.

Demikianlah uraian tentang contoh soal gerak parabola dan pembahasannya, terima kasih semoga bermanfaat.

Nur Afdan S.Si
Nur Afdan S.Si Nur Afdan, S.Si, Sarjana Fisika Universitas Negeri Makassar. Menyukai segala hal yang berkaitan dengan fisika. Kontak: Email: afdanfisika@gmail.com

Posting Komentar