CARA MENENTUKAN KETINGGIAN BENDA PADA GERAK JATUH BEBAS

Posted on

Gerak jatuh bebas (GJB) adalah gerak lurus berubah beraturan dalam arah vertikal. Karena jatuh bebas tentu saja posisi awal benda adalah pada ketinggian tertentu. Pada gerak jatuh bebas,
benda bergerak dengan kecepatan awal nol. Kecepatan awal nol merupakan ciri khas dari gera jatuh bebas yang membedakannya dengan gerak vertikal ke bawah. Besar kecepatan awal yang sama dengan nol, membuat rumus-rumus pada gerak jatuh bebas menjadi lebih ringkas dibanding rumus gerak lurus berubah beraturan lainnya. Karena sama-sama bergerak dari atas ke bawah, maka konsep gerak jatuh bebas sama saja dengan gerak vertikal ke bawah hanya saja pada gerak jatuh bebas, kecepatan awalnya tidak sama dengan nol. Pada kesempatan ini, bahan belajar sekolah akan membahas rumus menentukan ketinggian benda setelah t detik pada gerak jatuh bebas.

Perpindahan dan Ketinggian

Agar tidak salah mengartikan perpindahan sebagai ketinggian, maka ada baiknya kita memahami konsep perpindahan dan ketinggian terlebih dahulu. Perpindahan adalah besaran yang menyatakan selisih antara posisi akhir dengan posisi awal benda. Dengan kata lain, perpindahan menunjukkan sejauh mana benda berpindah dari posisi awalnya.

Ketinggian adalah besaran yang menyatakan jarak antara posisi benda dengan titik dasar acuan (dalam hal ini biasanya yang menjadi acuan adalah tanah atau lantai). Dengan kata lain, ketinggian benda menunjukkan setinggi apa posisi benda terhadap lantai atau tanah.

Tidak hanya berbeda dalam hal pengertian, perpindahan dan ketinggian juga berbeda dalam hal perhitungannya. Perpindahan mengacu pada posisi awal dan posisi akhir sehingga besar perpindahan dihitung dari posisi akhir ke posisi awal. Berbeda dengan perpindahan, ketinggian dihitung atau diukur dari titik acuan berupa lantai atau tanah.

Sekarang mari kita tinjau arah gerak pada gerak jatuh bebas. Seperti yang kita tahu, gerak jatuh bebas berarti benda bergerak dari atas ke bawah. Dengan demikian, perpindahan benda diukur dari atas sebagai posisi awal benda.

Sementara itu, ketinggian benda dihitung dari bawah ke atas. Semakin ke atas maka semakin tinggi ketinggian benda. Sebaliknya, semakin ke bawah akan semakin rendah ketinggian benda. Itu artinya, besar perpindahan benda pada gerak jatuh bebas tidak sama dengan ketinggiannya.

Pada gerak jatuh bebas, ketika perpindahan benda bertambah, maka ketinggian benda akan berkurang. Dengan kata lain, ketika benda bergerak ke bawah, maka perpindahan yang dicapai benda akan semakin bertambah sedangkan ketinggiannya menurun.

Rumus Menentukan Ketinggian Setelah t-detik

Pada penjabaran di atas sudah dijelaskan bahwa perpindahan pada gerak jatuh bebas (GJB) tidak sama dengan ketinggian benda. Perpindahan benda memang menyatakan perubahan ketinggian tetapi besarnya tidak sama.

Sebagau contoh, sebuah benda bergerak jatuh bebas dari ketinggian 20 m di atas permukaan tanah. Ketika benda mencapai tanah, maka ketinggiannya akan sama dengan nol. Tetapi, dalam
hal itu perpindahan yang dicapai benda adalah 20 m. Itu sudah sangat jelas menunjukkan perbedaan antara perpindahan dan ketinggian.

Kebanyakan buku mengganti simbol perpindahan dari ‘s’ atau ‘x’ menjadi ‘h’ untuk gerak vertikal karena benda mengalami perubahan ketinggian. Ketinggian biasanya disimbolkan dengan
huruf ‘h’. Akan tetapi, kita harus hati-hati dalam membedakan kedua istilah tersebut.

Pada gambar di bawah terlihat sebuah benda bergerak jatuh bebas dengan kecepatan awal vo = 0. Benda bergerak dari ketinggian awal ho di atas permukaan tanah. Pada gambar dimisalkan posisi
awal benda adalah titik A, kemudian bergerak ke titik B dan akan bergerak menuju tanah.

menentukan ketinggian benda setelah t detik gerak jatuh bebas

Pada gambar di atas, perpindahan yang dicapai benda saat benda bergerak dari titik A ke titik B disimbolkan dengan huruf h. Sementara jarak antara titik B ke tanah (merupakan ketinggian
titik B) disimbolkan dengan huruf h’.

Jika ditanya ketinggian benda setelah t-detik (dalam hal ini ketika benda mencapai titik B), maka jawabannya bukanlah besar h melainkan besar h’. Besaran h pada gambar menyatakan besar
perpindahan sedangkan besaran h’ menyatakan ketinggian benda diukur dari tanah.

Dari gambar jelas terlihat hubungan antara ho, h, dan h’. Besaran h’ merupakan selisih antara ho dan h. Dengan demikian, ketinggian benda setelah t detik pada gerak jatuh bebas dapat dihitung dengan rumus berikut:
Keterangan :
h’ = ketinggian benda setelah t detik (m)
ho = ketinggian benda mula-mula (m)
h = besar perpindahan benda (m).

Sekarang kita tinjau besar perpindahan benda untuk gerak jatuh bebas. Berdasarkan rumus GLBB, besar perpindahan benda pada gerak jatuh bebas adalah sebagai berikut:
⇒ h = vo.t + ½ g.t2

Karena vo = 0, maka :
⇒ h = 0(t) + ½ g.t2
⇒ h = ½ g.t2

Jika rumus h disubstitusikan ke rumua h’, maka rumus menentukan ketinggian benda setelah t detik pada gerak jatuh bebas menjadi:
Keterangan :
h’ = ketinggian benda setelah t detik (m)
ho = ketinggian mula-mula (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = waktu yang dibutuhkan selama bergerak (s).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *