Gerak Parabola

Yang divektorkan hanyalah kecepatan awalnya saja (Vo) yang diubah menjadi kecepatan pada sumbu x (Vo cos(alpha)) dan pada sumbu y (Vo sin(alpha)).

Sepanjang benda bergerak dengan lintasa parabola, maka hanya ada satu jenis percepatan yang mempengaruhi gerakan benda, yaitu percepatan gravitasi yang arahnya ke bawah, ke arah sumbu y negatif :

a = 0 i + (-g) j   m/s2


Mari kita lihat vektor kecepatannya. Menurut pemahaman kinematika vektor, vektor kecepatan adalah hasil dari pengintegralan vektor percepatan, maka kita integralkan vektor percepatan di atas dan akan menghasilkan :

v = Cx i + (-gt + Cy) j    m/s

Dengan Cx dan Cy adalah konstanta pengintegralan dari masing-masing sumbu koordinat. Nilai Cx dan Cy adalah nilai kecepatan mula-mula pada masing-masing sumbu, jadi bisa kita terapkan Cx = Vo cos(alpha) dan Cy = Vo sin(alpha), dimana alpha adalah sudut elevasi lemparan. Maka vektor kecepatan yang lengkap adalah :

v = Vo cos(alpha) i + (-gt + Vo sin(alpha)) j    m/s

Inilah vektor kecepatan gerak parabola di setiap titik dan di setiap waktu.
Selain itu. kecepatan pada sumbu y mengindikasikan hal yang lain, yaitu kecepatannya paling besar pada t = 0, yaitu Vo sin(alpha), setelah itu kecepatan ini makin berkurang terus dengan faktor g.t sampai akhirnya kecepatan di sumbu y bisa menjadi 0 dan semakin lama kembali menjadi semakin besar. Pada saat kecepatannya 0 ini adalah ketinggian maksimum yang bisa dicapai oleh benda. Masukkan saja

Vy =0
-gt + Vo sin(alpha) = 0
t = Vo sin(alpha) / g

ini adalah waktu yang diperlukan benda untuk mencapai titik tertinggi, kita sebut saja waktu ini sebagai tp. Karena lintasan benda adalah parabola yang simetri, maka waktu benda jatuh kembali ke tanah adalah 2tp.

vektor ini menyatakan jarak yang ditempuh benda sepanjang sumbu x dan sumbu y. Dari sini kita bisa menentukan nilai ketinggian maksimum (h maks). Caranya masukkan nilai tp ke posisi pada sumbu y :

h maks = -1/2 g.tp^2 + Vo.tp sin(alpha)
h maks = -1/2 g.(Vo sin(alpha) / g)^2 + Vo.(Vo sin(alpha) / g) sin(alpha)
h maks = Vo^2.sin(alpha)^2 / 2g
 
Inilah ketinggian maksimum yang mampu dicapai oleh benda. Lalu bagaimana dengan jarak titik jatuhnya? Masukkan waktu jatuh (2tp) ke dalam posisi di sumbu x, maka :

x maks = Vo.(2tp).cos(alpha)
x maks = Vo.(2.Vo sin(alpha)/g).cos(alpha)
x maks = 2.Vo^2.sin(alpha).cos(alpha) / g

Sekian lah penjelasan tentang Gerak Parabola.....