Gerak Vertikal Aadalah - Pengertian, Ciri - Ciri, Rumus dan Contoh Soal dan Pembahasannya - Ilmuipa.my.id

Pengertian Gerak Vertikal

Gerak vertikal merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB), mengapa demikian? Kita tahu bahwa ciri-ciri gerak lurus berubah beraturan adalah kecepatannya berubah secara beraturan karena pengaruh percepatan yang konstan atau tetap serta lintasannya yang berbentuk garis lurus.Nah kecepatan benda yang bergerak vertikal itu dipengaruhi oleh percepatan gravitasi yang nilainya konstan sebesar 9,8 m/s2, sehingga nilai kecepatannya akan berubah secara teratur. Jika benda bergerak ke atas maka besar kecepatan benda akan berkurang secara teratur sedangkan jika benda bergerak ke bawah, kecepatan benda akan bertambah secara teratur.

Selain itu pada gerak vertikal lintasannya juga berbentuk garis lurus namun arahnya vertikal, bisa dari atas ke bawah atau dari bawah ke atas. Sehingga dengan demikian gerak vertikal dapat dikategorikan sebagai gerak lurus berubah beraturan atau GLBB.Jika benda bergerak ke atas, benda akan mengalami perlambatan (GLBB diperlambat) yang ditandai kecepatan semakin berkurang. Apabila benda bergerak ke bawah, benda akan mengalami percepatan (GLBB dipercepat) yang ditandai kecepatan benda semakin meningkat. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa:

Gerak Vertikal adalah gerak lurus berubah beraturan dalam arah vertikal (dari bawah ke atas atau dari atas ke bawah) dengan percepatan konstan. Sebesar 9,8 m/s2(percepatan gravitasi bumi). Jika suatu benda bergerak dari bawah ke atas akan mengalami perlambatan sedangkan jika bergerak dari atas ke bawah, benda akan mengalami percepatan.

Macam-Macam Gerak Vertikal

1. Gerak Jatuh Bebas

Via: Ruangguru.com

Gerak jatuh bebas ialah gerak jatuh yang hanya dipengaruhi oleh gaya tarik bumi dan bebas dari hambatan gaya-gaya lain. Gerak jatuh bebas termasuk GLBB dipercepat dengan kecepatan awal Vo = nol dan percepatan sebesar percepatan gravitasi (g).

Aplikasi nyata dari gerak lurus berubah beraturan dengan percepatan a positif (gerak lurus dipercepat dengan percepatan a tetap) ini ialah suatu benda yang dijatuhkan dari ketinggian h meter dengan kecepatan awal nol atau tanpa kecepatan awal. Percepatan yang dialami oleh benda tersebut ialah percepatan gravitasi bumi g (m/s2). Lintasan gerak benda ini berupa garis lurus. Gerak benda semacam ini yang disebut dengan gerak jatuh bebas.

Gerak jatuh bebas didefinisikan sebagai gerak suatu benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu di atas tanah tanpa kecepatan awal dan dalam geraknya hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi.

Rumus Gerak Jatuh Bebas

Gerak jatuh bebas dapat diperlihatkan suatu benda jatuh tanpa adanya kecepatan awal dari ketinggian h serta dipengaruhi dengan percepatan gravitasi g. Jika secara matematis, maka gerak jatuh bebas bisa ditulis seperti:
Vt = vo +a.t.
Karena vo = 0 dan a = g, maka rumus ini akan berubah menjadi:
Vt = g.t.
Keterangan:
Vt = kecepatan [m/s]
g = percepatan gravitasi [m/s2]
t = waktu [s].
Sedangkan rumus untuk mencari sebuah ketinggian benda [h] dapat mengganti persamaan gerak lurus berubah beraturan. Dengan begitu akan diperoleh persamaan ketinggian benda untuk bergerak jatuh bebas, yakni:
H = ½ g.t2.
Untuk menentukan kecepatan benda yang jatuh secara bebas dari ketinggian h, maka bisa ditentukan dengan memakai rumus:
Vt 2 = 2gh.

2. Gerak Vertikal Ke Atas

Materi gerak vertikal ke atas berkaitan erat dengan materi gerak jatuh bebas maupun gerak lurus berubah beraturan. Gerak vertikal ke atas (GVA) ini benda mempunyai kecepatan awal. Benda akan mengalami perlambatan jika semakin meninggi. Pada ketinggian yang maksimum, benda akan berhenti sesaat dan akan jatuh ke bawah. Perhatikan contoh di bawah ini ketika seorang anak melempar bola ke atas, maka akan mencapai pada ketinggian tertentu dan akan jatuh lagi ke tangan si anak.

Karena benda bergerak ke atas maka benda melawan gravitasi sehingga mengalami perlambatan. Percepatan benda bernilai negatif karena berlawanan arah dengan percepatan gravitasi bumi. pada saat benda mencapai ketinggian maksimum, kecapatan benda sama dengan NOL. Atau kecepatan akhir benda adalah NOL. Berbeda pada kasus gerak jatuh bebas yang nilainya nol adalah kecepatan awalnya.

Ciri-Ciri Gerak Vertikal Ke Atas
Suatu benda dikatakan bergerak vertikal ke atas jika menunjukan ciri-ciri sebagai berikut :

Benda bergerak dengan lintasan berupa garis lurus dalam arah vertikal
Benda bergerak dari titik terendah ke titik tertinggi
Kecepatan benda berubah secara teratur (semakin menurun)
Kecepatan benda pada titik tertinggi (ketinggian maksimum) sama dengan nol
Benda mengalami perambatan (a=-g)

Rumus Gerak Vertikal ke Atas

Rumus waktu yang dibutuhkan bedan untuk sampai ketinggian maksimum adalah:
V = v₀ –gt
0 = v₀ – gt
Keterangan:
Tmaks = waktu benda untuk sampai di ketinggian maksimal.
Tc = waktu yang dibutuhkan benda untuk jatuh kembali [s].
V_o = Kecepatan awal [m/s]
G = Percepatan gravitasi [10 m/s2].
Y= ketinggian benda [m].

3. Gerak Vertikal Ke Bawah

Berbeda dengan jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah yang dimaksudkan adalah gerak benda-benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan awal tertentu. Jadi seperti gerak vertikal ke atas hanya saja arahnya ke bawah. Sehingga persamaan-persamaannya sama dengan persamaan-persamaan pada gerak vertikal ke atas, kecuali tanda negatif pada persamaan-persamaan gerak vertikal ke atas diganti dengan tanda positif.

Ciri-Ciri Gerak Vertikal Ke Bawah
Pada dasarnya gerak jatuh bebas merupakan gerak vertikal ke bawah tanpa kecepatan awal. itu artinya ciri-ciri vertikal ke bawah tidak jauh dari gerak jatuh bebas. Yang membedakan hanya besar kecepatan awal saja.

Suatu benda bergerak vertikal ke bawah jika mempunyai ciri-ciri sebagai berikut :

Benda bergerak atau dilemapar dari ketinggian tertentu diatas permukaan tanah
lintasan benda berpa garis lurus dalam arah vertikal
memiliki kecepatan awal
perhitungan benda dihitung dari titik tertinggi
Percepatan benda sama dengan percepatan gravitasi (a=+g)

Rumus Gerak Vertikal ke Bawah

Persamaan di GVB didapat dari persamaan GLBB.
Vt = V0 + g.t
h = V0t + ½ gt2
Vt2= V02 + 2gh
Keterangan:
Vt = Kecepatan pada saat t (m/s)
V0 = Kecepatan awal (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian (m)
t = Waktu(s)

Contoh Soal & Pembahasan

Sebuah peluru ditembakkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 100 m/s. Jika percepatan gravitasi adalah 10 ${m/s}^{2}$

. Hitunglah
(a) Kecepatan peluru setelah 11 detik.
(b) Ketinggian maksimum.
(c) Lama peluru berada di udara.

Penyelesaian:

(a) Kecepatan peluru setelah 11 detik adalah

\begin{aligned} v_{y} (t) & = v_{0 y} - g t \\ = 100 - 10 \times 11 \\ = - 10 m/s \end{aligned}

Kecepatan sebesar -10 m/s menandakan bahwa peluru telah bergerak ke bawah dengan kelajuan 10 m/s.

(b). Ketinggian maksimum adalah

\begin{aligned} y_{m a k s} & = \frac{v_{0}^{2}}{2 g} \\ = \frac{100^{2}}{20} \\ = 500 m \end{aligned}

\begin{aligned} t_{u d a r a} & = 2 t_{m a k s} \\ = \frac{2 v_{0}}{g} \\ = \frac{200}{10} \\ = 20 s. \end{aligned}

2.Contoh soal Gerak Jatuh Bebas

Suatu benda dilepaskan dari ketinggian 20 meter di atas tanah (g = 10 m/s^2). Berapakah kecepatan benda sesudah mencapai ketinggian 15 meter di atas tanah?
Penyelesaian:

Diketahui:

h1 = 20 m
h2 = 15 m
g = 10 m/s^2

Ditanyakan:

vt = ….?

Jawab:

h = h1 – h2
h = 20 – 15
h = 5 m
Kemudian dapat kita tentukan kecepatan akhirnya:

vt 2 = 2gh
vt 2 = 2.10.5
vt 2 =100
vt = Akar 100
vt =10 m/s
Jadi, kecepatan jatuh dari benda tersebut adalah 10 m/s.

3.Contoh Soal Gerak Jatuh Bebas Ke Atas
Andi melempar bola ke atas dengan kecepatan 12 m/s. Pertanyaannya (a) waktu yang dicapai bola untuk mencapai ketinggian maksium. (b) berapa ketinggian yang dicapai oleh bola?

Jawab:

Diketahui:

v0 = 12 m/s g = 10 m/s2
(a) tmaks = v0 : g

penyelesaian

tmaks = 12 : 10 = 1,2 sekon
Jadi waktu untuk mencapai ketinggian maksimum adalah 1,2 sekon.

(b) y = v0t – ½ g t2
y = 12 x 1,2 – ½ x 10 x 1,22
y = 14,4 – 7,2
y = 7,2 m
jadi ketinggian yang dicapai benda adalah 7,2 meter.

Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah

Setelah membahas tentang rumus gerak vertikal ke bawah di atas. Saya akan membagikan beberapa contoh soal terkait rumus GVB tersebut. Berikut contoh soal dan pembahasannya:

1. Batu dilemparkan oleh seorang anak ke dalam sumur dengan waktu 3 detik menyentuh permukaan air dan kecepatan awal 7 m/s. Berapakah kedalam sumur tersebut? (g = 10 m/s)

Pembahasan Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah #1

Diketahui : t = 3 s; Vo = 7 m/s; g = 10 m/s

Ditanyakan : h = ?

Jawab :

h = Vo . t + 1/2 . g . t²

= 7 . 3 + 1/2 . 10 . 3²

= 21 + 45

= 66 m

Jadi kedalaman sumur tersebut ialah 66 meter.

2. Suatu kotak dilempar dengan kecepatan awal 8 m/s dari bangunan yang tingginya 21 meter. Hitunglah waktu yang dibutuhkan agar kotak sampai ke tanah?

Pembahasan Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah #2

Diketahui : Vo = 8 m/s; h = 21 m

Ditanyakan : t = ?

Jawab :

Langkah pertama ialah mencari nilai Vt terlebih dahulu. Maka:

Vt² = Vo² + 2 . g . h

= 8² + 2 . 10 . 21

= 64 + 420

= 484

Vt = √484

Vt = 22 m/s

Setelah itu nilai Vt dimasukkan ke persamaan di bawah ini:

Vt = Vo + g . t

22 = 8 + 10 . t

10t = 14

t = 1,4 detik

Jadi waktu yang dibutuhkan kotak agar sampai ke tanah ialah 1,4 detik.

3. Benda berada diketinggian 50 meter melakukan gerak vertikal ke bawah dengan kecepatan awal 15 m/s. Hitunglah kecepatan benda ketika tingginya mencapai 30 meter dari atas tanah?

Pembahasan Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah #3

Diketahui : h1 = 50 m; Vo = 15 m/s; h2 = 30 m

Ditanyakan : Vt = ?

Jawab :

Vt² = Vo² + 2 . g . h

= 15² + 2 . 10 . (50 - 30)

= 225 + 400

= 625

Vt = √625

Vt = 25 m/s

Jadi ketika ketinggian benda 30 meter besar kecepatannya sekitar 25 m/s.

4. Sebuah bola akan dilempar ke bawah dengan kecepatan awal 5 m/s. Jika besar kecepatan awal dua kali lipat, maka berapakah jarak jatuhnya bola ke bawah pada kecepatan tersebut?

Pembahasan Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah #4

Diketahui : Vo = 5 m/s

Ditanyakan : Vt = ?

Jawab :

Vt² = Vo² + 2 . g . h

(2 . Vo)² = Vo² + 2 . g . h

(2 . 5)² = 5² + 2 . 10 . h

100 = 25 + 20h

20 h = 75

h = 3,75 meter

Jadi jarak bolanya ialah 3,75 meter.

5.Contoh Soal Gerak Vertikal Ke Bawah
Bola dilempar vertikal kebawah dari sebuah bangunan bertingkat dengan kelajuan awal 10 m/s dan tiba ditanah setelah 2 sekon. Kelajuan bola ketika menyentuh tanah yaitu ???

Pembahasan:

Diketahui:
v0 = 10 m/s
t = 2 sekong = 10 m/s2

Ditanya: v = …???

Jawab:

v = v0 + g . t = 10 m/s + 10 m/s2 . 2 s = 10 m/s + 20 m/s = 30 m/s

Jadi, kelajuan bola ketika menyentuh tanah 30 m/s

Baca Juga: Tahap Metamorfosis Kepik dan Karakteristiknya Secara Lengkap

Penelusuran yang terkait dengan Gerak Vertikal adalah

contoh gerak vertikal ke atas
gerak vertikal ke bawah
rumus gerak vertikal ke atas
contoh soal gerak vertikal ke bawah
perbedaan gerak vertikal ke atas dan gerak vertikal ke bawah
contoh gerak vertikal ke atas dalam kehidupan sehari-hari
gerak horizontal
gerak parabola

Ilmuipa.my.id - Materi Belajar Gratis

Gerak Vertikal Aadalah - Pengertian, Ciri - Ciri, Rumus dan Contoh Soal dan Pembahasannya

Pengertian Gerak Vertikal

Macam-Macam Gerak Vertikal

1. Gerak Jatuh Bebas

Rumus Gerak Jatuh Bebas

2. Gerak Vertikal Ke Atas

Rumus Gerak Vertikal ke Atas

3. Gerak Vertikal Ke Bawah

Rumus Gerak Vertikal ke Bawah

Contoh Soal & Pembahasan

Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah

Menu Halaman Statis