Contoh Soal dan jawaban Gerak Parabola

Contoh Soal dan jawaban Gerak Parabola. Dalam Fisika Gerak parabola termasuk dalam kategori gerak. Gerak sendiri dibagi berdasarkan arah geraknya yakni gerak lurus, gerak melingkar dan gerak parabola.

Materi Gerak parabola

Gerak parabola sendiri dapat kita defenisikan bahwa gerak parabola terjadi karena adanya resultan dari gerak lurus beraturan pada sumbu bidang X dan gerak lurus berubah beraturan pada sumbu bidang Y. Oleh sebab itu, Gerak parabola dapat di kategorikan sebagai salah satu contoh gerak pada suatu bidang datar.

Gerak parabola juga kita kenal dengan gerak peluru. Contoh dari gerak parabola misalanya lemparan bola, bola yang ditendang, atlet yang melakukan lompat jauh atau lompat tinggi, peluru yang ditembakkan dari senapan.

Pada pembahasan kali ini kita akan mengabaikan pengaruh gesekan udara pada gerak parabola, serta tidak akan memperhitungkan proses bagaimana benda tersebut dilemparkan. Namun hanya memerhatikan geraknya setelah dilemparkan dan bergerak bebas di udara dengan pengaruh gravitasi semata.

Oleh karena itu, percepatan benda yang dialami benda saat jatuh disebabkan oleh besarnya percepatan gravitasi bumi (g) yang arah geraknya ke bawah (menuju pusat Bumi).

Contoh Soal Gerak Parabola Atau Gerak Peluru

Berikut ini kami akan bagikan beberapa pembahasan soal-soal yang berhubungan dengan gerak parabola.

Soal Nomor 1: Gerak Parabola

Apabila sebuah selang air menyemprotkan air yang mengarah ke atas dengan kecepatan 10 m/s pada sudut 37^o berapakah jarak tempuh maksimum air tersebut.

Pembahasan

Dik : vo = 10 m/s; θ =  37^o.
xmax = (vo² sin 2θ)/g
⇒ xmax = (100 . 2 sin 37o cos 37o )/10
⇒ xmax = 20 (3/5) (4/5)
⇒ xmax = 9,6 m.
Jadi, air tersebut akan menyentuh tanah pada jarak 9,6 m dari selang.

Soal Nomor 2: Gerak Parabola

Peluru A dan B ditembakan dari senapan yang sama dengan sudut elevasi berbeda. Peluru A dengan sudut 30^o dan peluru B dengan sudut 60^o. Tentukanlah perbandingan tinggi maksimum yang dicapai peluru A dan peluru B.

Pembahasan

Dik : θA = 30^o ; θB = 60^o .
hmax = (vo² sin² θ)/ 2g
⇒ hmaxA = (vo² sin² θA)/ 2g dan hmaxB = (vo² sin² θB)/ 2g.Dari rumus di atas jelas terlihat bahwa ketinggian maksimum berbanding terbalik dengan gravitasi dan berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan awal dan sudut elevasi. Karena kecepatan awal peluru dan gravitasi sama, maka perbandingan antara ketinggian maksimum A dan B hanya bergantung pada besar sudut elevasi masing-masing peluru.
hmaxA / hmaxB = sin² θA/ sin² θB
⇒ hmaxA / hmaxB = sin² 30^o/ sin² 60^o
⇒ hmaxA / hmaxB = (½)² / (½√3) ²
⇒ hmaxA / hmaxB = (1/4) / (3/4)
⇒ hmaxA / hmaxB = 1/3

Soal Nomor 3: Gerak Parabola

Seorang murid menendang bola dengan kecepatan awal pada arah vertikal 9 m/s dan kecepatan awal pada arah mendatar 12 m/s. Tentukanlah besar kecepatan awal bola tersebut.

Pembahasan

Dik : vox = 12 m/s ; voy = 9 m/s.
vo = √(vox² + voy²)
⇒ vo = √(12² + 9²)
⇒ vo = √(144 + 81)
⇒ vo = √224
⇒ vo =15 m/s.

Jadi, kecepatan awal bola tersebut adalah 15 m/s.

Baca Juga: Contoh dan pembahasan Soal Fungsi Kuadrat

Soal Nomor 4: Gerak Parabola

Jika sebuah peluru ditembakkan dengan sudut elevasi 37^o dan kecepatan awal 10 m/s, maka tentukanlah kecepatan peluru setelah 0,4 detik.

Pembahasan 

Dik : vo = 10 m/s; t = 0,4 s; θ = 37^o
Untuk mengetahui kecepatan peluru setelah 3 detik maka kita harus menentukan terlebih dahulu vx dan vy setelah 3 detik sebagai berikut :
vx = vox (Ingat bahwa GLB kecepatannya tetap)
⇒ vx = vo cos θ
⇒ vx = 10 cos 37^o
⇒ vx = 10 (4/5)
⇒ vx = 8 m/s
vy = voy – g.t (dalam arah vertikal berlaku GLBB)
⇒ vy = vo sin θ – g.t
⇒ vy = 10 sin 37^o – 10.(0,4)
⇒ vy = 10 (3/5) – 4
⇒ vy = 6 – 4
⇒ vy = 2 m/s
vt = √(vx² + vy²)
⇒ vt = √(8² + 2²)
⇒ vt = √68
⇒ vt = 2√17 m/s.

Soal Nomor 5: Gerak Parabola

Sebuah bola ditendang dengan sudut elevasi 53^o dan kecepatan awal 5 m/s. Tentukanlah jarak tempuh maksimum yang akan dicapai bola tersebut.

Pembahasan

Dik : vo = 5 m/s; θ = 53^o
xmax = (vo² sin 2θ)/g
⇒ xmax = (25 . 2 sin 53^o cos 53^o )/10
⇒ xmax = 5 (4/5) (3/5)
⇒ xmax = 2,4 m.
Jadi, jarak maksimum bola hanya 2,4 meter.

Soal Nomor 6: Gerak Parabola

Tentukan ketinggian maksimum yang dicapai oleh sebuah bola yang ditendang dengan kecepatan awal 5 m/s pada sudut elevasi 37^o.

Pembahasan

Dik : vo = 5 m/s;  θ = 37^o
hmax = (vo² sin² θ)/ 2g
⇒ hmax = (5² sin² 37^o)/ 2(10)
⇒ hmax = {25 (9/25)}/ 20
⇒ hmax = 9/20
⇒ hmax = 0,45 m
Jadi, ketinggian maksimum yang dicapai bola adalah 0,45 meter.

Soal Nomor 7: Gerak Parabola

Tentukanlah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian maksimum jika sebuah batu dilempar dengan sudut elevasi 30^o dan kecepatan awal 6 m/s.

Pembahasan 
Dik : vo = 6 m/s;  θ = 30^o
tp = (vo sin θ)/g
⇒ tp = (6 sin 30^o)/10
⇒ tp = 0,6 (½)
⇒ tp = 0,3 detik.
Jadi waktu yang dibutuhkan adalah 0,3 detik.

Demikian pembahasan mengenai Contoh Soal dan jawaban Gerak Parabola semoga dapat bermanfaat.