LAPORAN PRAKTEK GERAK PARABOLA

I.          Tujuan

a. Menentukan kecepatan awal (V₀)

b. Menentukan tinggi maksimal (V_max)

II.       Alat dan Bahan

a. Meteran

b.  Peluru

c.  Tembak

d. Busur

e.  Threepod

f.  Pensil & Bolpoin

g.  Stopwatch HP

h.  Kalkulator

III.       Dasar Teori

               Gerak Parabola

        Gerak parabola merupakan resultan dari gerak lurus beraturan pada sumbu X dan gerak lurus berubah beraturan pada sumbu Y. Gerak parabola merupakan salah satu contoh gerak pada bidang datar. Sebagai contoh gerak parabola adalah gerakan peluru yang ditembakan dari sebuah meriam dengan kecepatan awal tertentu dan dengan sudut kecondongan tertentu pula. Ternyata lintasan yang dilalui oleh peluru berupa lintasan melengkung yang disebut gerak parabola.

         Untuk memahami gerak parabola terlebih dahulu kita perhatikan hasil perpaduan   gerak dari sebuah benda yang melakukan dua gerakan langsung pada bidang datar.       Misalnya, persamaan gerak pada :

Sumbu x : X_t=2t
Sumbu y : Y_t = 4t – t²

           (X_t dan Y_t dalam cm; t dalam sekon)

         Jika diambil nilai t yang berdekatan, maka grafik hasil perpaduan lintasan pada     sumbu x dan sumbu y terlihat seperti di bawah ini.

      Persamaan gerak pada sumbu x adalah persamaan gerak lurus beraturan. Persaman gerak pada sumbu y adalah persamaan gerak lurus berubah beraturan diperlambat. Ternyata gerak hasil perpaduannya berupa gerak parabola.

Persamaan Gerak Parabola

Tiap gerakan ini tidak saling mempengaruhi tetapi gabungannya tetap menghasilkan gerak menuju ke bumi. Bagaimanakah bentuk persamaan gerak parabola tersebut? Perhatikan gambar berikut!

Gambar diatas merupakan sebuah benda yang dilempar dengan kecepatan awal v_o dan sudut kecondongan (sudut elevasi) sebesar α sehingga benda melakukan gerak parabola.

Jika kecepatan awal v_o diuraikan pada sumbu x dan sumbu y di dapat v_ox dan v_oy dimana :

v_ox : v_o cos α
v_oy : v_o sin α

Untuk selanjutnya mari kita bahas dulu gerakan benda pada sumbu x dan sumbu y

Gerak pada Sumbu x (Gerak Lurus Beraturan)

Kecepatan awal adalah v_ox = v_o cos α

  Karena gerak pada sumbu x adalah gerak lurus beraturan, maka kecepatan setelah t adalah :

v_tx = v_ox = v_o cos α

Perpindahan yang ditempuh setelah t adalah :

X_t = v_ox . t = v_o cos α . t

Gerak pada Sumbu y (Gerak Lurus Berubah Beraturan)

       Gerak pada sumbu y selalu mendapatkan percepatan αy = -g dimana g adalah percepatan gravitasi.

    Kecepatan setelah t adalah V_ty = V_oy – gt

    v_ty = v_o sin α – gt

    Perpindahan yang ditempuh setelah t adalah

    Y_t = v_o sin α . t – 1⁄2gt²

    Kecepatan dan Arah Kecepatan Setiap Saat

     Kecepatan benda setiap saat merupakan resultan dari kecepatan benda pada arah sumbu x dan kecepatan benda pada arah sumbu y, sehingga kecepatan benda setiap saat :

v_x = v₀ cos α

v_y = v₀ sin α – gt

Jika arah kecepatan benda setiap saat dinyatakan dengan β, maka :

Kedudukan Benda di Tempat Tertinggi

Pada saat benda berada di tempat tertinggi (di titik A) arah kecepatan mendatar sehingga

v_x = v_o cos α dan v_y = 0

atau

v = v_x = v_o cos α
v_y = v_o sin α – gt
O = v_o sin α – gt
gt = v_o sin α

Dengan demikian, waktu yang diperlukan untuk mencapai tempat tertinggi :

Pada saat benda mencapai tempat tertinggi, maka jarak mendatar yang ditempuh:

Tinggi maksimum yang dicapai :

Kedudukan Benda di Tempat Terjauh

Pada saat benda di tempat terjauh (di titik B) maka Y_t = 0

 Y_t = V₀ sin αt – ½ gt²

0 = V₀ sin αt – ½ gt²

½ gt² = V₀ sin αt 

t = (2V₀ sin α)/g

Waktu yang diperlukan oleh sebuah benda untuk mencapai tempat terjauh :

Nilai tersebut dua kali dari nilai waktu yang diperlukan benda untuk mencapai tempat tertinggi. Jarak mendatar yang ditempuh pada saat mencapai tempat terjauh:

      

IV.       TABEL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

NO	β⁰	t (s)	S (m)	V (  )	Vx t	Vx y	Vt	Ymax (m)
1	30⁰	3.5	5	1.43				0.031
2	45⁰	5.4	8.73	1.61				0.066
3	60⁰	1.12	6.7	5.98	2.99	2.99		1.36

β = 30⁰ V =               =                =  1.43   Vxt      =  Vo             =  1.43 x             =  1.43 x              =  Vyt      =  Vo             =  1.43 x             =  1.43 x             =  Vt        =              =              =              =  Ymax  =                =                =                =  0.031

β = 45⁰ V         =              =               =  1.61   Vxt      =  Vo             =  1.61 x             =  1.61 x              =  Vyt      =  Vo             =  1.61 x             =  1.61 x             =  Vt        =            =              =              =  Ymax  =                 =                 =                 =  0.066

β = 60⁰ V         =              =               =  5.98   Vxt      =  Vo             =  5.98 x             =  5.98 x              =  2.99 Vyt      =  Vo             =  5.98 x             =  5.98 x             =  2.99 Vt    =          =          =          =  Ymax  =               =              =               =  1.36

                                                                 

V.          PEMBAHASAN

Pada percobaan kali ini kita dapat memperoleh kecepatan awal dengan membagi jarak peluru yang dilemparkan oleh pistol. Kecepatan awal ini, sebenarnya tidaklah begitu akurat karena banyak hal, di antaranya adalah pegas dari pelontar yang digunakan sangat sulit untuk dibuat konstan melontarkan  peluru (tarikan yang diberikan pada pegas yang bertindak sebagai pelontar tidak konstan). Disamping itu, peluru yang digunakan  ringan dan bentuknya agak memanjang  seperti tabung, sehingga besar kemungkinan bergesekan dengan  udara yang  menghambat gerak vertikalnya ke atas dan ke bawah. Selain itu,pada saat tembakan senapan angin mencapai tanah, dan jarak tembakan yang paling jauh dengan menggunakan penggaris.

·         Pada percobaan gerak parabola dengan menggunakan senapan angin ini, ada beberapa data yaitu: pada sudut elevasi 30° jarak terjauh (x terjauh) adalah 5 m, selang waktu yang dibutuhkan saat peluru jatuh ditanah adalah 3,5 s, Vonya adalah 1,43 m/s dan tinggi maksimumnya adalah 0,031 m,

·         pada sudut elevasi 45° jarak terjauh (x terjauh) adalah 8,73 m, selang waktu yang dibutuhkan saat peluru jatuh di tanah adalah 5,4 s, Vonya adalah 1,61 m/s dan tinggi maksimumnya adalah 0,066 m, dan

·         pada sudut elevasi 60° jarakterjauh (x terjauh) adalah 6,7 m, selang waktu yang dibutuhkan saat air jatuh di tanah adalah 1,12 s,Vonya adalah 5,98 m/s dan tinggi maksimumnya adalah 1,36 m.

Semakin besar sudut elevasinya semakin pendek jarak yang ditempuh tembakan senapan angin,semakin tinggi tembakan senapan angin, semakin lama selang waktu yang dibutuhkan. Tetapi, ternyata padapercobaan ini kecepatan pada sudut elevasi 60° lebih cepat dibandingkan dengan kecepatan sudutelevasi 45°. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan kekuatan saat menembak yaitu ada yang pelan dan ada yang kencang.

VI.       KESIMPULAN

          Gerak parabola adalah gerak yang membentuk sudut elevasi terhadap bidang horizontal. Ada duamacam gerak, yaitu gerak horizontal dengan Gerak Lurus Beraturan(GLB) dan gerak vertikal dengan Gerak Lurus Berubah Beraturan(GLBB). Di mana pada GLB kecepatan konstan, sedangkan pada GLBBkecepatan berubah karena dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Kecepatan awal (Vo) dapat diperoleh dengan menggunakan rumus X = Vo.cos  .t. Karena jarak (x), sudut, dan selang waktu yg dibutuhkan sudah αdiketahui, kecepatan awal (Vo) dapat dihitung menjadi Vo = X per cos   .t.

         Dari hasil percobaan, dapat α disimpulkan bahwa semakin besar sudut elevasi nya (dengan tekanan tembakan yang stabil) maka kecepatan akan semakin kecil, lalu semakin besar jarak yang ditempuh dan semakin kecil selang waktu yg dibutuhkan untuk menempuh jarak tersebut (dengan tekanan tembakan yang stabil) maka kecepatan akan semakin besar.

VII.    DAFTAR PUSTAKA

·         http://kmuksita.blogspot.com/2011/10/laporan-fisika.html

·         http://fisikazone.com/gerak-parabola

·         BPK PRAKTEK FISIKA DASAR (GERAK PARABOLA)