GLBB Vertikal ǀ Gerak Vertikal ke Atas, Gerak Jatuh Bebas, dan Gerak Vertikal ke Bawah

Setelah mempelajari GLBB horisontal, kita akan membahas GLBB vertikal. GLBB vertikal terdiri dari gerak jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah, dan gerak vertikal ke atas. Gerak ini memiliki perbedaan dengan GLBB horisontal, GLBB vertikal memiliki percepatan lain yaitu, percepatan gravitasi.

Benda yang bergerak berlawanan dengan percepatan gravitasi akan melambat sedangkan yang searah akan dipercepat. Sekali lagi, kita akan menghindari penggunaan kata dipercepat dan diperlambat. Hal ini akan menjadi rumit. Kita akan menyatakan gerak sebagai positif atau negatif, dimana negatif tidak selalu berarti diperlambat.

Baca sebelumnya : Gerak Satu Dimensi ǀ Gerak Lurus berubah Beraturan (GLBB) Horisontal, Pengertian, & Penurunan Persamaan (Rumus)  GLBB

Pada GLBB horisontal, benda juga mengalami percepatan gravitasi ke bawah. Tetapi benda bergerak pada permukaan datar yang tidak amblas ke bawah karena terdapat lantai. Sehingga percepatan gravitasi pada GLBB horisontal dapat kita abaikan. Besaran yang kita abaikan lagi adalah massa benda karena kita hanya fokus pada gerak.

Kita dapat mengesampingkan dahulu tentang kelembaman benda, faktor luar yang menyebabkan benda bergerak, hambatan udara, dan bentuk benda. Inti GLBB adalah sebuah partikel gerak yang mengalami percepatan secara horisontal atau vertikal. Kita akan membahas gerak yang lebih kompleks pada bab selanjutnya.

Kesepakatan! Sebelum melakukan perhitungan, kita perlu sepakat tentang letak titik acuan benda dan tanda (positif atau negatif) gerak benda. Kita dapat meletakkan pusat (0,0) atau mulai perhitungan ketinggian benda pada titik awal benda. Titik awal benda adalah titik dimana benda tersebut dijatuhkan atau dilempar. Kita akan menghitung ketinggian dari titik tersebut bukan dari permukaan tanah.

Pada GLBB vertikal terdapat tiga jenis gerak yaitu, gerak jatuh bebas (GJB), vertikal ke atas (GVA), dan vertikal ke bawah (GVB). 

Gambar 1.1. Contoh Benda yang Jatuh Bebas, Vertikal ke Bawah, dan Vertikal ke Atas

Benda jatuh bebas memiliki kecepatan awal nol dan kecepatan akhir tidak nol, 

Benda vertikal ke bawah memiliki kecepatan awal tidak nol dan kecepatan akhir tidak nol juga, 

Benda vertikal ke atas memiliki kecepatan awal tidak nol dan kecepatan akhir nol; 

vf = v final (akhir), vi = v initial (awal)

-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Percepatan gravitasi (g) akan bernilai negatif saat berlawanan arah dengan jenis geraknya. Misal gerak vertikal ke atas memiliki arah gerak ke atas, sedangkan percepatan gravitasi ke bawah. Keduanya berlawanan arah, maka g dibuat bernilai negatif.

GERAK JATUH BEBAS (GJB)

Gerak jatuh bebas (Freely Falling Objects) adalah gerak benda yang dijatuhkan pada suatu ketinggian tertentu tanpa kecepatan awal (dorongan ke bawah). Gerak ini hanya mengandalkan percepatan gravitasi untuk mencapai dasar. Hal ini berbeda dengan gerak vertikal ke bawah dimana gerak benda yang dijatuhkan diberi sedikit kecepatan awal (dorongan).

Pada gerak jatuh bebas, kita mengabaikan hambatan pada udara. Seperti contohnya bulu ayam dan bola tennis. Jika kita melepaskan bulu  ayam dan bola tennis dari suatu ketinggan di udara maka bola tennis akan sampai duluan dari pada bulu ayam. Sedangkan pada lingkungan yang dibuat hampa udara, kedua benda ini pasti jatuh dan sampai di atas tanah secara bersamaan.

Penurunan persamaan pada gerak jatuh bebas adalah sama dengan GLBB horisontal. Kita hanya mengganti percepatan (a) menjadi percepatan gravitasi (g). Kecepatan awal pada GJB adalah nol. Sehingga GJB hanya memiliki kecepatan akhir. Pada GJB, kita tidak mengenal jarak (s) tetapi kita menggunakan ketinggian (h)

Gambar 1.2. Penurunan Persamaan (Rumus) Gerak Jatuh Bebas sebagai GLBB Vertikal dan Analoginya dengan Persamaan GLBB Horisontal Sebelumnya
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Ingat! Saat menulis lambang percepatan gravitasi (g) gunakan huruf g yang tercetak miring.

GERAK VERTIKAL KE ATAS (GVA)

Gerak vertikal ke atas adalah gerak benda yang dilemparkan lurus ke atas menuju titik tertentu menjauhi pusat bumi dengan kecepatan awal (v_i). Arah gerak pada gerak vertikal ke atas akan semakin melambat karena berlawanan dengan percepatan gravitasi (g) yang mengarah ke pusat bumi.

Kesepakatan kita di awal akan sangat mempermudah kita dalam memahami persamaan GLBB vertikal ke atas dan ke bawah. Persamaan pada GLBB vertikal ke atas akan sama dengan GLBB horisontal. Kita tinggal mengganti percepatan (a) dengan percepatan gravitasi (g). Berikut persamaan untuk gerak vertikal ke atas.

Gambar 1.3 Penurunan Persamaan (Rumus) Gerak Vertikal ke Atas sebagai GLBB Vertikal
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Sebuah bola dilempar dengan kecepatan awal (v_i) secara vertikal ke atas. Sesaat ia mencapai puncak tertinggi dimana nilai percepatan gravitasi dan kecepatannya sama besar tetapi berlawanan arah. Kecepatan dipuncak tertinggi adalah nol. Kemudian, bola berbalik arah dengan jatuh bebas. Bola jatuh bebas dengan kecepatan awal (v_i) nol. Dia jatuh bebas dengan percepatan gravitasi.

Gambar 1.4. Gerak Melambungkan Bola adalah Kolaborasi Gerak Vertikal ke Atas dan Gerak Jatuh Bebas
-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Pada gambar di samping, tampak ketinggian dan kecepatan pada titik B dan F adalah sama. Begitupula titik C dan E. Jika titik yang sejajar ini diukur waktunya maka waktu tempuh A-B akan sama dengan F-G. Waktu tempuh B-D akan sama dengan D-F. Kita dapat menggunakan persamaan GJB dan GVA pada masing-masing gerak.

GERAK VERTIKAL KE BAWAH (GVB)

Gerak vertikal ke bawah adalah gerak benda yang dilemparkan menuju pusat bumi (bawah) dengan kecepatan awal (v_i). Gerak ini tentu berbeda dengan gerak jatuh bebas yang tidak memiliki kecepatan awal. Berikut persamaan yang diturunlan dari GLBB horisontal.

Berdasarkan kesepakatan, kita perlu tau jenis gerak tersebut. Jika gerak tersebut adalah vertikal ke bawah maka kecepatan dan percepatan yang searah dengan jenis gerak tersebut akan bernilai positif. Kesepakatan tanda hanyalah alat bantu agar kita mudah mengidentifikasi arah gerak. Berikut persamaan gerak vertikal ke bawah.

Gambar 1.5. Penurunan Persamaan (Rumus) Gerak Vertikal ke Bawah sebagai GLBB Vertikal dan Analoginya dengan Persamaan GLBB Horisontal Sebelumnya

Perbedaan gerak vertikal ke bawah dengan jatuh bebas adalah di kecepatan awalnya. Pada saat menjatuhkan benda, kita lakukan lemparan sedikit ke benda.

-klik gambar untuk melihat lebih baik-

Baca selanjutnya : Kinematika & Penjelasan Pengantar Gerak Dua Dimensi


GLBB vertikal dan GLBB horisontal adalah gerak yang hampir mirip. Pada GLBB vertikal kita akan menemui percepatan gravitasi sebagai pemercepat atau pemerlambat gerakan benda. Itulah pembahasan terkait gerak vertikal ke atas, gerak jatuh bebas, dan gerak vertikal ke bawah.

Share this post