Rumus Menentukan Waktu Mencapai Ketinggian Maksimum

Posted on

Titik tertinggi adalah titik di mana benda tidak dapat bergerak ke atas lagi. Titik tertinggi sama dengan ketinggian maksimum yang dapat dicapai oleh benda saat bergerak ke atas. Pada titik
tersebut, kecepatan benda akan sama dengan nol dan benda akan berhenti untuk sesaat sebelum akhirnya kembali turun ke tanah. Pada artikel sebelumnya, Bahan belajar sekolah telah membahas
cara menentukan ketinggian maksimum pada gerak vertikal ke atas. Pada kesempatan ini, kita akan membahas cara menentukan waktu yang dibutuhkan oleh benda untuk mencapai titik tertinggi atau ketinggian maksimum pada gerak vertikal ke atas. Prinsip titik tertinggi ada gerak vertikal ke atas ini nanti akan digunakan dalam pembahasan gerak parabola karena gerak parabola tersusun atas gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan.

Ketinggian Maksimum

Ketinggian maksimum adalah posisi tertinggi yang dapat dicapai oleh benda ketika bergerak. Seperti yang kita tahu, benda yang bergerak vertikal ke atas akan turun kembali setelah mencapai ketinggian maksimum. Dengan demikian, ketinggian maksimum dapat juga disebut sebagai titik balik gerak benda.

Ketinggian maksimum yang dapat dicapai oleh benda bergantung pada dua faktor utama, yaitu kecepatan awal benda dan percepatan yang dialaminya. Jika benda hanya dipengaruhi oleh
gravitasi, maka ketinggian maksimumnya bergantung pada kecepatan awalnya.

Semakin besar kecepatan awal benda, maka akan semakin tinggi pula ketinggian yang dapat dicapainya. Sebaliknya, semakin kecil kecepatan awal benda maka akan semakin rendah pula
ketinggian yang bisa dicapainya.

Selain mempengaruhi ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda, kecepatan awal juga mempengaruhi lama waktu benda berada di udara. Semakin besar kecepatan awal benda, maka akan semakin lama benda tersebut kembali ke tanah.

Sebaliknya, jika kecepatan awal benda semakin kecil, maka akan semakin cepat benda turun dan kembali ke tanah. Kondisi itu berhubungan dengan ketingian yang dicapai oleh benda. Karena
ketinggiannya lebih rendah, maka benda akan lebih cepat turun dibanding benda yang ketinggian maksimumnya lebih tinggi.

Rumus Menentukan Waktu Mencapai Ketinggian Maksimum

Sebelum membahas rumus untuk menentukan waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai titik tertinggi, ada baiknya jika kita kembali mengingat konsep dasar gerak vertikal ke atas yang
berkaitan dengan ketinggian dan percepatan.

Sesuai dengan namanya, gerak vertikal ke atas artinya benda bergerak dari suatu titik ke atas hingga mencapai ketinggian tertentu. Karena benda bergerak ke atas, maka arah gerak benda
berlawanan dengan arah gravitasi (gerak benda ke atas, gravitasi ke bawah).

Oleh karena berlawanan, maka percepatan gravitasi menjadi penghambat bagi gerak benda. Dengan kata lain, percepatan gravitasi berperan sebagai perlambatan bagi benda. Itu sebabnya, kecepatan benda akan berkurang begitu benda bergerak ke atas.

Misal benda bergerak dari titik A ke titik C dengan A merupakan titik terendah dan C merupakan titik tertinggi. Jika benda bergerak dari titik A dengan kecepatan awal Vo, maka kecepatan
tersebut akan terus berkurang selama pergerakannya dan menjadi nol saat benda mencapai titik C.

Pada contoh ini, titik C adalah ketinggian maksimum yang dapat dicapai oleh benda. Karena kecepatannya sudah menjadi nol akibat pengaruh gravitasi, maka benda tidak bisa naik lebih
tinggi lagi. Benda akan diam untuk sesaat pada titik tersebut.

Sesaat kemudian, karena pengaruh gravitasi, benda akhirnya bergerak ke bawah atau turun ke posisi awalnya. Dalam hal ini berarti benda bergerak dari titik C ke titik A. Nah, saat bergerak dari titik C, kecepatan awal benda itu sama dengan nol (berlaku gerak jatuh bebas).

Jika gerak benda dari titik A ke titik B kita katakan gerak naik, maka gerak benda dari titik C ke titik A kita katakan gerak turun. Jika saat naik benda mengalami perlambatan, maka saat turun benda mengalami percepatan. Benda turun mengalami percepatan karena arah gerak searah dengan gravitasi.

Waktu yang dibutuhkan oleh benda untuk mencapai titik tertinggi sering disebut waktu puncak atau waktu naik. Waktu naik berbanding lurus dengan besar kecepatan awal dan berbanding
terbalik dengan percepatan gravitasi.
Keterangan :
t naik = waktu naik atau waktu puncak (s)
Vo = kecepatan awal benda (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2).

Dari rumus di atas jelas terlihat bahwa waktu yang dibutuhkan oleh benda untuk mencapai titik tertinggi bergantung pada kecepatan awalnya. Semakin besar kecepatan awal benda maka akan
semakin lama waktu yang dibutuhkan benda.

Sebagai contoh, benda yang bergerak ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s akan membutuhkan waktu 4 detik untuk sampai di titik tertinggi sedangkan benda yang bergerak ke atas dengan
kecepatan awal 20 m/s hanya membutuhkan waktu 2 detik untuk mencapai titik tertinggi.

Waktu Benda Melayang Di Udara

Waktu melayang di udara adalah total waktu yang dibutuhkan oleh benda untuk bergerak naik dan kembali ke posisi awalnya. Dengan kata lain, waktu melayang sama dengan jumlah waktu naik
dan waktu turun.

Waktu untuk mencapai titik tertinggi

Jika waktu yang dibutuhkan oleh benda untuk naik ke titik tertinggi kita sebut waktu naik, maka waktu yang dibutuhkan oleh benda untuk turun ke posisi awal kita sebut waktu turun. Pada
gambar di atas jelas terlihat bahwa waktu untuk naik sama dengan waktu untuk turun.

Mengapa demikian? Jawabannya adalah karena perpindahan benda saat naik dan turun adalah sama. Jika ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda kita misalkan h maks, maka perpindahan yang dicapai benda saat turun juga sama dengan h maks.

Nah, karena ketinggiannya sama, maka waktu yang dibutuhkan juga sama. Dengan demikian lama waktu benda melayang di udara akan sama dengan dua kali waktu naik.
Keterangan :
tm = laam benda melayang di udara (s)
t naik = waktu naik atau waktu puncak (s)
Vo = kecepatan awal benda (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2).

Leave a Reply

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