GERAK PARABOLA DAN GERAK MELINGKAR ABDUL AZIZ N.R (K ) APRIYAN ARDHITYA P (K )

Transkripsi

1 GERAK PARABOLA DAN GERAK MELINGKAR ABDUL AZIZ N.R (K ) APRIYAN ARDHITYA P (K )

2 KOMPETENSI INTI : 3. Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan KOMPETENSI DASAR 3.1 Menganalisis gerak parabola dan gerak melingkar dengan menggunakan vektor 4.1 Mengolah dan menganalisis data hasil percobaan gerak parabola dan gerak melingkar

3 PETA KONSEP

4 Pernahkah kalian melihat atraksi tong edan? Atraksi tong edan merupakan atraksi yang cukup menegangkan. Karena orang bisa tidak terjatuh ketika mengitari silinder yang cukup tinggi dengan menggunakan sepeda motor. Pertanyaan yang muncul adalah apa yang menyebabkan orang yang memainkan tong edan ini tidak terjatuh ketika mengelilingi silinder yang cukup tinggi tersebut? Fenomena ini merupakan contoh dari gerak melingkar beraturan (GMB). Untuk benda yang melakukan gerak melingkar beraturan, akan timbul gaya sentripetal yang menarik benda tersebut ke arah pusat lingkaran agar tetap melingkar pada lintasannya. Faktor yang mengakibatkan pemain tong setan dapat mengitari lintasannya dan tidak terjatuh, terletak pada kecepatan minimal yang harus dimiliki oleh sepeda motor ketika mengitari silinder tersebut. Dimana kecepatan minimal ini dipengaruhi oleh jari-jari tong edan. Semakin besar jari-jarinya, maka kecepatan minimal pengendara sepeda motor juga harus semakin besar agar tetap setimbang mengitari tong edan dengan selamat dalam arti tidak terpelanting.

5 GERAK PARABOLA Di dunia ini, kita mengenal macam-macam gerak. Mulai dari gerak lurus, gerak parabola, sampai gerak melingkar. Setiap gerakan tersebut diberi nama sesuai dengan lintasan yang dilalui oleh benda. Jika lintasannya lurus, maka gerak suatu benda tersbut dinamakan sebagai gerak lurus, dan disebut dengan gerak melingkar karena lintasannya berbentuk lingkaran. Kemudian bagaimana dengan gerak parabola? Tentu saja lintasannya berbentuk seperti parabola atau setengah lingkaran. Pada bahasan kali ini akan dijelaskan mengenai gerak parabola dan gerak melingkar. Sebelum mempelajari mengenai gerak melingkar, kita belajar mengenai gerak parabola terlebih dahulu. Kita tentunya sudah paham dengan gerak benda dalam satu dimensi yang ditinjau dari perpindahan, kecepatan dan percepatan, termasuk gerak vertikal murni dari benda jatuh yang mendapat percepatan karena adanya gaya gravitasi. Sedangkan gerak parabola terjadi dalam dua dimensi. Gerak parabola atau dikenal sebagai gerak peluru merupakan perpaduan antara gerak lurus beraturan (GLB) pada arah horizontal dengan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) pada arah vertical.

6 Contoh dari gerak parabola seperti lemparan bola, bola yang ditendang, peluru yang ditembakkan dari senapan, dan atlet yang melakukan lompat jauh atau lompat tinggi. Pada bahasan gerak parabola ini, gesekan udara diabaikan dan tidak akan memperhitungkan proses bagaimana benda dilemparkan, tetapi hanya memperhatikan geraknya setelah dilempar dan bergerak bebas di udara dengan pengaruh gravitasi semata. Oleh karena itu, percepatan benda tersebut disebabkan oleh percepatan gravitasi (g) yang arahnya ke bawah. Menurut Galileo, orang yang pertama kali mendeskripsikan gerak peluru secara akurat menunjukkan bahwa gerak tersebut dapat dipahami dengan menganalisa komponen-komponen horizontal dan vertical gerak tersebut secara terpisah. Mari kita lihat sebuah bola kecil yang berguling jatuh dari sebuah meja dengan kecepatan awal V ox dengan arah horizontal x. Lihat gambar di bawah ini Gambar 1

7 Dengan menggunakan gagasan yang diungkapkan oleh Galileo, kita akan tangani masalah ini dengan mengidentifikasi komponen horizontal dan vertikal kecepatan, V x dan V y dan menerapkan pula konsep kinematika. Yang pertama yaitu dilihat pada komponen vertikal (y) dari gerak tersebut. Begitu y bola meninggalkan meja pada t=0 bola mengalami percepatan vertikal ke bawah, g,percepatan yang disebabkan oleh gravitasi. Dengan demikian, V y yang mula-mula bernilai 0 akan terus bertambah dengan arah ke bawah (sampai bola mengenai lantai). Berarti a y = g dan v y = gt. Dari kondisi dapat dituliskan suatu persamaan y = 1 2 gt2, jika kita tentukan y 0 = 0. Dipihak lain, pada arah horizontal tidak ada percepatan. Sehingga komponen horizontal kecepatan V x tetap konstan. Sama dengan nilai awalnya V 0x. Dengan demikian akan memiliki kecepatan yang sama pada setiap titik lintasan tersebut. Kedua komponen V x dan V y dapat ditambahkan secara vector untuk mendapatkan kecepatan v pada setiap titik pada lintasan, sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar 1. Berdasarkan analisis ini, Galileo menyatakan bahwa sebuah benda yang dilepaskan dengan arah horizontal akan mencapai lantai pada saat yang sama dengan sebuah benda yang dijatuhkan secara vertical. Maka jika sebuah benda diarahkan ke sudut atas seperti gambar 2, analisis yang digunakan tetap sama. Namun, terdapat komponen V 0y ( komponen kecepatan dalam arah vertical).

8

9

10

11

12 GERAK MELINGKAR

13

14

15

16 PERCOBAAN GERAK PARABOLA Tujuan 1. Mengetahui kecepatan awal benda yang bergerak secara parabola 2. Menetukan sudut elevasi yang menyebabkan benda yang bergerak secara parabola menempuh perpindahan maksimum (R) Alat dan Bahan 1. Pelontar : pipa plastik, pasak kayu, pegas, pengait, pisau, gergaji, dan palu 2. Yang dilontarkan : peluru karet yang berbentuk bulat 3. Meteran 4. Busur Derajat

17 Cara Pembuatan Alat Cara membuat pelontar adalah sebagai berikut: 1. Mula-mula memotong pipa plastik yang berdiameter 1 cm sepanjang 20 cm 2. Menutup salah satu ujungnya dengan pasak dari kayu yang diameternya 1 cm, dan terpasang eret dengan ujung pipa. 3. Memasukkan sebuah pegas yang panjang mula-mulanya 25 cm ke dalam pipa sampai penyentuh pasak. Pegas diusahakan tidak sampai bergesekan dengan dinding pipa dan pegas bisa terpasang erat dengan pasak sehingga tidak memungkinkan pegas untuk bergeser atau ikut terlontar ketika ditekan. 4. Melubangi salah satu sisi pipa kemudian pasang pengait pada lubang tersebut yang bisa menahan pegas yang ditekan. Pengait yang dipasang pada lubang ini berfungsi layaknya saklar pada senter atau pelatuk pada pistol.

18 5. Menggunakan peluru karet atau yang sejenis berdiameter 0.8 cm dan berbentuk bulat sebagai peluru yang dilontarkan. Cara membuat alat pengukur sudut elevasi : 1. Menyiapkan dua buah papan yang identik (panjang dan lebarnya sama secara berturut-turut 100 cm dan 10 cm ), kemudian dihaluskan. 2. Menyambung kedua papan tersebut pada salah satu ujungnya dengan menggunakan ensel. 3. Memasang busur derajat pada ujung persambungan antara kedua helai papan tersebut. Sudut 90 0 diusahakan tepat berimpit dengan salah satu sisi papan ketika papan tersebut tegak lurus satu sama lain. Langkah Kerja Menetukan kecepatan awal peluru 1. Memperhatikan gambar berikut. Merangkai alat yang digunakan seperti pada gambar.

19 2. Tepat ketika peluru lepas dari pelontar, stopwatch dijalankan hingga peluru tepat menyentuh meja. Mencatat waktu ini sebagai yaitu waktu yang digunakan peluru selama ada diudara. 3. Mengulangi langkah (2) sebanyak 5 kali kemudian mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan. Menentukan Jarak Maksimum 1. Menyusun sebuah rangkaian dimana pelontar diletakkan diujung meteran (pada posisi 0 cm) kemudianmenempatkanbusur derajat diantara pelontar dan meteran, kemudian menarik meteran hingga panjangnya kira-kira 5 meter. 2. Mengukur posisi pelontar dengan sudut elevasi 15 o menggunakan busur derajat. 3. Setelah rangkaian siap, benda dilontarkan dengan pelontar.

20 4. Tepat ketika benda menyentuh lantai, letak tempat jatuhnyabendadiamati kemudian diukur jarak benda tersebut jatuh dari posisi pelontar. 5. Kemudian jaraknya(r) dicatat pada tabel pengamatan. 6. Setelah melakukan langkah-langkah dari nomor 1 hingga nomor 7, langkah tersebut diulangi dengan sudut elevasi 30 o, 45 0, 60 o dan 75 0 Data Pengamatan Menentukan kecepatan awal peluru

21 Menetukan jarak maksimum

22 PERCOBAAN GERAK MELINGKAR Tujuan percobaan Menyelidiki contoh GMB dan GMBB Alat dan Bahan 1. Sepeda mini 2. Meteran kain / penggaris 3. Stopwatch 4. Saputangan Langkah Kerja 1. Berdirikan sepeda mini dengan menggunakan standar berdiri, kemudian ikatkan saputangan pada salah satu tepi roda belakang 2. Ukurlah jari-jari roda 3. Kayuhlah pedal sepeda dengan tenaga yang perlahan namun konstan 5 detik 4. Setelah 5 detik lepaskan kayuhan kemudian hitunglah putaran yang dilakukan roda selama 5 detik

23 Data Pengamatan NO Waktu Banyak Putaran Dalam rad Analisis Percobaan Dengan menganalisis data yang diperoleh pada percobaan, kami berusaha menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut : 1. Gerak apakah yang dilakukan roda pada 5 detik pertama? Hitunglah percepatan sudut roda pada selang waktu itu! 2. Gerak apakah yang dilakukan roda pada 5 detik kedua? Hitunglah kecepatan sudut roda pada selang waktu ini! Hitunglah pula kelajuan linier pada saputangan! 3. Buatlah grafik kecepatan sudut roda terhadap waktu dalam 10 detik pertama!

24 TERIMA KASIH ABDUL AZIZ N.R (K ) APRIYAN ARDHITYA P (K )