Gerak Vertikal

Gerak vertikal adalah suatu gerak benda yang menempuh lintasan vertikal terhadap acuannya dimana selama geraknya benda tersebut hanya mengalami percepatan gravitasi sehingga nilai percepatan pada gerak vertikal ini selalu tetap. Ada 3 macam gerak vertikal yaitu gerak vertikal ke atas, gerak vertikal ke bawah dan gerak jatuh bebas.

1)   Gerak Jatuh Bebas

Gerak jatuh bebas merupakan gerak suatu benda yang terbebas dari gaya lain selain akibat percepatan gravitasi bumi.

Gerak jatuh bebas merupakan GLBB dipercepat karena saat benda jatuh semakin mendekati tanah kecepatan semakin naik. Sedangkan nilai percepatannya adalah tetap

Rumus:

v_t = g . t

h =  (1/2).g t²

v_t² = 2.g.h

Keterangan:

v_t = kecepatan benda pada saat t sekon (m/s)

g = percepatan gravitasi (g = 10 m/s²).

t = waktu tempuh (s)

h = ketinggian dari tanah (m)

Contoh:

 Mouse bermassa 100 gram jatuh dari meja setinggi 1,8 meter. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s², hitunglah:

a.       Kecepatan mouse sesaat akan menyentuh lantai

b.      Waktu yang diperlukan untuk sampai di lantai

Penyelesaian:

Diket: m = 100 gram,         g = 10 m/s²

h = 1,8 m

Ditanya: a) v = …?             b) t = …?

Jawab:

 

2)   Gerak Vertikal ke Atas

Merupakan gerak benda dilempar ke atas dengan kecepatan awal v_o.

Gerak vertical ke atas termasuk GLBB diperlambat karena saat bergerak ke atas kecepatannya semakin berkurang dan lama-lama akan berhenti sesaat kemudian jatuh lagi. Sedangkan nilai percepatannya adalah tetap.

Rumus:

v_t = v_o -  g.t

 h = v_o.t - (1/2).g.t²

v_t² = v_o² - 2.g.h

Keterangan:

v_t = kecepatan akhir benda pada saat t sekon (m/s)

v_o = kecepatan awal benda (m/s)

g = percepatan gravitasi (g = 10 m/s²).

t = waktu tempuh (s)

h = ketinggian dari tanah (m)

Syarat - syarat gerak vertikal ke atas yaitu :

1. Benda mencapai ketinggian maksimum jika v_t = 0

h_max = v_o² / 2.g

2. Benda sampai di tanah jika h = 0
3. Waktu untuk mencapai ketinggian maksimum

t_max = v₀ / g

Contoh:

Budi melemparkan bola ke atas dengan kecepatan awal 8 m/s. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s², hitunglah:

a.       Ketinggian maksimum yang dicapai bola tersebut

b.      Lamanya bola di udara (dari dilempar sampai jatuh lagi)

Penyelesaian:

Diket: v_o = 8 m/s,   g = 10 m/s²

Ditanya: a) h_maks = …?       b) t = …?

Jawab:

a)      h_max = v_o² / 2.g = 64 / 20 = 3,2 m

Jadi lamanya bola diudara adalah 2 x 0,8 s = 1,6 s.

3)   Gerak Vertikal ke Bawah

Merupakan gerak benda dilempar ke bawah (vertikal ke bawah) dengan kecepatan awal v_o.

Merupakan GLBB dipercepat karena saat benda jatuh semakin mendekati tanah kecepatan semakin naik. Sedangkan nilai percepatannya adalah tetap

Rumus:

v_t = v_o +  g.t

 h = v_o.t + (1/2).g.t²

v_t² = v_o² + 2.g.h

Keterangan:

v_t = kecepatan akhir benda pada saat t sekon (m/s)

v_o = kecepatan awal benda (m/s)

g = percepatan gravitasi (g = 10 m/s²).

t = waktu tempuh (s)

h = ketinggian dari tanah (m)

Contoh:

Dari atas gedung, Rudi melempar batu ke bawah dengan kecepatan awal 4 m/s. setelah bergerak 1 sekon, batu sampai di tanah. Hitunglah kecepatan dan jarak yang sudah ditempuh batu tersebut.

Penyelesaian:

Diket: v_o = 4 m/s,        g = 10 m/s²

Ditanya: a) v_t = …?     b) h = …?

Jawab:

a)      v_t = v_o + g.t  =  4  + 10.1 = 14 m/s

b)      h = v_o.t + (1/2).g.t² = 4 (1) + ½ (10)(1) = 9 m