Jatuh bebas adalah jenis gerakan yang terjadi ketika sebuah benda berada di bawah pengaruh suatu gaya. Tubuh yang ditinggalkan, dari keadaan diam, bergerak vertikal dalam lintasan ke bawah karena aksi gravitasi.
Di dekat permukaan bumi, jatuh bebas berada di bawah pengaruh percepatan gravitasi (g), dengan mempertimbangkan hambatan udara atau vakum yang dapat diabaikan.
Gerakan ini diklasifikasikan sebagai dipercepat secara seragam. Ini berarti percepatannya konstan, karena kecepatan jatuhnya benda meningkat dengan laju sekitar 9,8 m/s setiap detik.
Gerakan yang berlawanan, yaitu lemparan ke atas, disebut gerakan terbelakang seragam dan karena arahnya percepatan dianggap negatif.
rumus jatuh bebas
Seperti yang telah kita lihat, jatuh bebas adalah gerak dipercepat beraturan karena percepatannya konstan sepanjang lintasan lurus vertikal.
Saat melempar benda ke bawah dari keadaan diam, kecepatan awal adalah nol (v0 = 0). Di bawah aksi gravitasi (g), dibutuhkan waktu (t) untuk menempuh jarak tertentu (h). Dengan demikian, jatuh bebas dapat digambarkan dengan persamaan:
Perhitungan Kecepatan Jatuh Bebas:
Dimana,
v adalah kecepatan, dalam meter per sekon (m/s)
g adalah percepatan gravitasi, dalam meter per sekon kuadrat (m/s2)
t adalah selang waktu, dalam detik (s)
Perhitungan Tinggi Jatuh Bebas:
Tinggi (h) diberikan dalam meter (m).
Persamaan Torricelli:
Persamaan Torricelli berguna untuk menghitung laju jatuh masalah tanpa data waktu. Dengan demikian, kita dapat menghubungkan tinggi (h) dengan kecepatan (v).
Ingatlah bahwa nilai g bervariasi tergantung pada ketinggian dan garis lintang. Misalnya, nilai 9,80665 m/s2 sesuai dengan percepatan gravitasi normal pada garis lintang 45º dan di permukaan laut. Namun, biasanya mendekati nilai 10 m/s2 dalam latihan untuk memfasilitasi perhitungan, karena dekat dengan permukaan dimungkinkan untuk menganggapnya konstan.
Grafik Jatuh Bebas
Secara grafis, kecepatan gerakan terhadap waktu dinyatakan dalam garis lurus menaik dan variasi posisi terhadap waktu dalam parabola.
Latihan Jatuh Bebas
pertanyaan 1
Sedangkan benda yang dekat dengan permukaan bumi mengalami percepatan gravitasi 10 m/s2, ditinggalkan dan setelah 2 detik menyentuh tanah, dari ketinggian berapa tubuh jatuh bebas?
a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 30 m
Alternatif yang benar: c) 20 m
Perhatikan bahwa tubuh telah ditinggalkan, sehingga kecepatan awal adalah nol. Pernyataan itu memberi kita 2 dadu, percepatan dan waktu, untuk ketinggian yang akan ditentukan. Oleh karena itu, kita dapat menggunakan persamaan posisi per jam:
Oleh karena itu, tubuh yang ditinggalkan dari ketinggian 20 meter mencapai tanah dalam 2 detik.
pertanyaan 2
Marta menjatuhkan cangkir yang bersandar di suatu tempat. Diketahui bahwa benda membutuhkan waktu 2 detik untuk mencapai tanah, berapakah kecepatan yang diperoleh cangkir selama gerakan mengetahui bahwa percepatan gravitasi adalah 10 m/s2?
a) 30 m/s
b) 20 m/s
c) 15 m/s
d) 10 m/s
Alternatif yang benar: ) 20 m/s
Kecepatan dalam gerakan jatuh bebas meningkat pada tingkat yang konstan. Oleh karena itu, untuk menentukan seberapa cepat cangkir menyentuh tanah, kami menggunakan rumus kecepatan, yang menghubungkan percepatan dan waktu.
V = g.t
V = 10. 2
V = 20 m/s
pertanyaan 3
Sebuah benda dijatuhkan ke tanah dalam keadaan jatuh bebas dengan kecepatan 30 m/s. Mengabaikan hambatan udara dan mempertimbangkan percepatan gravitasi 10 m/s2, berapa lama gerakan itu berlangsung?
a) 4,0 detik
b) 1,0 detik
c) 2,0 detik
d) 3,0 detik
Alternatif yang benar: d) d) 3,0 s
Untuk menghitung waktu, kami menggunakan rumus kecepatan:
Oleh karena itu, pada jatuh bebas dengan kecepatan 30 m/s, gerakannya berlangsung selama 3 detik.
Dapatkan lebih banyak pengetahuan dengan membaca teks di bawah ini.
- Latihan Jatuh Bebas
- Peluncuran vertikal
- percepatan gravitasi
- gaya gravitasi
- gerakan yang bervariasi secara merata
