Gerak vertikal ke bawah (GVB) adalah gerak benda dalam arah vertikal atau tegak yang dimulai dari ketinggian tertentu hingga mencapai ketinggian nol atau menyentuh dasar. Posisi awal benda adalah pada ketinggian tertentu sedangkan posisi akhir benda adalah pada titik terendah yang dicapainya. Gerak vertikal ke bawah biasanya dibedakan dengan gerak jatuh bebas (GJB) meskipun prinsipnya sama. Pembeda antara gerak vertikal ke bawah dengan gerak jatuh bebas adalah kecepatan awalnya. Jika pada gerak jatuh bebas kecepatan awal benda adalah nol, pada gerak vertikal ke bawah, kecepatan benda tidak sama dengan nol. Pada kesempatan ini, Bahan belajar sekolah akan membahas cara menentukan ketinggian benda setelah bergerak t detik pada gerak vertikal ke bawah.
Berbeda dengan jarak, perpindahan mengacu pada posisi awal dan posisi akhir benda. Perpindahan yang dialami oleh sebuah benda bisa saja lebih kecil daripada jarak yang ditempuhnya. Ketika sebuah benda bergerak dari titik A menuju titik B dan kembali ke titik A, maka perpindahan sama dengan nol atau benda tidak berpindah.
Pada kasus tersebut, jarak yang ditempuh benda adalah sama dengan panjang jarak atau lintasan dari titik A-B-A. Sedangkan perpindahannya sama dengan nol. Konsep jarak dan perpindahan ini harus kita pahami agar tidak terjadi kesalahan.
Pada gerak lurus dalam arah mendatar, perpindahan biasanya dilambangkan dengan huruf 's' atau 'x' dan sebagainya. Pada gerak vertikal, karena perpindahan benda menunjukkan perubahan ketinggian benda, maka perindahan sering dilambangkan dengan huruf 'h'.
Dengan demikian, bisa kita sebut bahwa perpindahan pada gerak vertikal sama dengan perubahan ketinggiannya. Akan tetapi perlu diperhatikan bahwa ada perbedaan yang mendasar antara ketinggian dengan perpindahan. Penggunaan simbol 'h' hanya untuk mencirikan gerak terjadi secara vertikal.
Jika benda beregrak vertikal ke atas, maka perpindahan benda akan sama dengan ketinggiannya. Akan tetapi, jika benda bergerak vertikal ke bawah, maka perpindahannya tidak sama dengan ketinggian benda sebab ketinggian dihitung dari bawah sedangkan perpindahan GVB dihitung dari atas.
Misal ada sebuah lintasan vertikal A-B-C dengan titik A merupakan titik terendah dan titik C merupakan titik tertinggi. Jarak A ke B adalah 10 m dan jarak B ke C adalah 5 m. Itu artinya ketinggian B sama dengan 10 m dan ketinggian C sama dengan 15 m.
Jika sebuah benda bergerak vertikal ke atas dari titik A ke B, maka perpindahannya akan sama dengan ketinggian titik B yaitu 10 m. Jika benda bergerak dari titik A ke C maka perpindahannya sama dengan ketinggian titik C yaitu 15 m.
Tapi, jika benda bergerak vertikal ke bawah dari titik C ke titik B, maka perpindahannya tidak sama dengan ketinggian B melainkan sama dengan jarak antara C ke B, yaitu 5 m. Dalam kondisi ini, jika ditanya ketinggian benda pada saat berada di titik B, barulah jawabannya sama dengan 10 m sebab ketinggian benda dihitung dari titik A ke titik B.
Baca juga : Ciri-ciri dan Kumpulan Rumus Gerak Vertikal ke Bawah.
Coba perhatikan gambar di atas. Di sini kita misalkan sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian awal sebesar ho dengan kecepatan awal sebesar vo. Misalkan posisi awal benda adalah titik A dan titik akhir adalah bidang datar atau tanah.
Ketika benda bergerak dan mencapai titik B, maka pepindahan benda dari titik A ke titik B umumnya dilambangkan dengan h (Lihat gambar). Untuk kasus ini, jika ditanya ketinggian benda setelah benda mencapai titik B, maka jawabannya bukan besar perpindahan (h) melainkan jarak antara titik B ke tanah (h').
Dari gambar di atas jelas terlihat hubungan antara ho, h, dan h' sehingga ketinggian benda setelah beregerak selama t detik untuk gerak vertikal ke bawah adalah:
Keterangan :
h' = ketinggian benda setelah t detik (dihitung dari tanah)
h = perpindahan benda setelah t detik (dihitung dari titik awal gerak)
ho = ketinggian awal benda.
Nah, kita sudah mendapatkan formula untuk menentukan ketinggian benda setelah t detik. Lalu, bagaimana cara menentukan perpindahannya? Besar perpindahan benda (h) dihitung menggunakan rumus GLBB untuk gerak vertikal ke bawah sebagai berikut:
Keterangan :
h = perpindahan benda setelah t detik (dihitung dari titik awal gerak)
vo = kecepatan awal benda (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = waktu yang dibutuhkan (s)
Dengan demikian, jika kita substitusikan rumus perpindahan (h) ke rumus ketinggian (h'), maka kita peroleh rumus akhir sebagai berikut:
Ketika benda bergerak dari ketinggian tertentu (ho) dan sampai ke tanah, maka dalam hal ini perpindahan benda akan sama dengan ketinggian awal benda, yaitu sebesar ho sedangkan ketinggian benda saat itu adalah nol karena berada di tanah.
Baca juga : Ciri-ciri dan Kumpulan Rumus Gerak Vertikal ke Atas.
Pengertian Perpindahan dan Ketinggian
Pada gerak lurus, besaran yang umum digunakan untuk menyatakan selisih antara posisi akhir benda dengan posisi awal benda adalah besaran perpindahan. Perpindahan adalah besaran fisika yang menyatakan sejauh mana benda berpindah dari posisi awalnya.Berbeda dengan jarak, perpindahan mengacu pada posisi awal dan posisi akhir benda. Perpindahan yang dialami oleh sebuah benda bisa saja lebih kecil daripada jarak yang ditempuhnya. Ketika sebuah benda bergerak dari titik A menuju titik B dan kembali ke titik A, maka perpindahan sama dengan nol atau benda tidak berpindah.
Pada kasus tersebut, jarak yang ditempuh benda adalah sama dengan panjang jarak atau lintasan dari titik A-B-A. Sedangkan perpindahannya sama dengan nol. Konsep jarak dan perpindahan ini harus kita pahami agar tidak terjadi kesalahan.
Pada gerak lurus dalam arah mendatar, perpindahan biasanya dilambangkan dengan huruf 's' atau 'x' dan sebagainya. Pada gerak vertikal, karena perpindahan benda menunjukkan perubahan ketinggian benda, maka perindahan sering dilambangkan dengan huruf 'h'.
Dengan demikian, bisa kita sebut bahwa perpindahan pada gerak vertikal sama dengan perubahan ketinggiannya. Akan tetapi perlu diperhatikan bahwa ada perbedaan yang mendasar antara ketinggian dengan perpindahan. Penggunaan simbol 'h' hanya untuk mencirikan gerak terjadi secara vertikal.
Jika benda beregrak vertikal ke atas, maka perpindahan benda akan sama dengan ketinggiannya. Akan tetapi, jika benda bergerak vertikal ke bawah, maka perpindahannya tidak sama dengan ketinggian benda sebab ketinggian dihitung dari bawah sedangkan perpindahan GVB dihitung dari atas.
Misal ada sebuah lintasan vertikal A-B-C dengan titik A merupakan titik terendah dan titik C merupakan titik tertinggi. Jarak A ke B adalah 10 m dan jarak B ke C adalah 5 m. Itu artinya ketinggian B sama dengan 10 m dan ketinggian C sama dengan 15 m.
Jika sebuah benda bergerak vertikal ke atas dari titik A ke B, maka perpindahannya akan sama dengan ketinggian titik B yaitu 10 m. Jika benda bergerak dari titik A ke C maka perpindahannya sama dengan ketinggian titik C yaitu 15 m.
Tapi, jika benda bergerak vertikal ke bawah dari titik C ke titik B, maka perpindahannya tidak sama dengan ketinggian B melainkan sama dengan jarak antara C ke B, yaitu 5 m. Dalam kondisi ini, jika ditanya ketinggian benda pada saat berada di titik B, barulah jawabannya sama dengan 10 m sebab ketinggian benda dihitung dari titik A ke titik B.
Baca juga : Ciri-ciri dan Kumpulan Rumus Gerak Vertikal ke Bawah.
Ketinggian Benda Setelah t detik
Berdasarkan contoh di atas, maka harus kita ingat bahwa jika ditanya ketinggian benda pada gerak vertikal ke bawah, maka besarnya tidak sama dengan perpindahan benda sebab perindahan dihitung dari atas ke bawah sedangkan ketinggian dihitung dari bawah ke atas.Coba perhatikan gambar di atas. Di sini kita misalkan sebuah benda bergerak vertikal ke bawah dari ketinggian awal sebesar ho dengan kecepatan awal sebesar vo. Misalkan posisi awal benda adalah titik A dan titik akhir adalah bidang datar atau tanah.
Ketika benda bergerak dan mencapai titik B, maka pepindahan benda dari titik A ke titik B umumnya dilambangkan dengan h (Lihat gambar). Untuk kasus ini, jika ditanya ketinggian benda setelah benda mencapai titik B, maka jawabannya bukan besar perpindahan (h) melainkan jarak antara titik B ke tanah (h').
Dari gambar di atas jelas terlihat hubungan antara ho, h, dan h' sehingga ketinggian benda setelah beregerak selama t detik untuk gerak vertikal ke bawah adalah:
| h' = ho - h |
Keterangan :
h' = ketinggian benda setelah t detik (dihitung dari tanah)
h = perpindahan benda setelah t detik (dihitung dari titik awal gerak)
ho = ketinggian awal benda.
Nah, kita sudah mendapatkan formula untuk menentukan ketinggian benda setelah t detik. Lalu, bagaimana cara menentukan perpindahannya? Besar perpindahan benda (h) dihitung menggunakan rumus GLBB untuk gerak vertikal ke bawah sebagai berikut:
| h = vo.t + ½gt2 |
Keterangan :
h = perpindahan benda setelah t detik (dihitung dari titik awal gerak)
vo = kecepatan awal benda (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = waktu yang dibutuhkan (s)
Dengan demikian, jika kita substitusikan rumus perpindahan (h) ke rumus ketinggian (h'), maka kita peroleh rumus akhir sebagai berikut:
| h' = ho - (vo.t + ½gt2) |
Ketika benda bergerak dari ketinggian tertentu (ho) dan sampai ke tanah, maka dalam hal ini perpindahan benda akan sama dengan ketinggian awal benda, yaitu sebesar ho sedangkan ketinggian benda saat itu adalah nol karena berada di tanah.
Baca juga : Ciri-ciri dan Kumpulan Rumus Gerak Vertikal ke Atas.
Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.