laporan fisika

GERAK PARABOLA

I.  TUJUAN PERCOBAAN

            Tujuan dari percobaan gerak parabola ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui tentang prinsip kerja gerak parabola.
2. Mengetahui tentang prinsip kerja gerak jatuh bebas.
3. Mengetahui pengaruh kecepatan awal v₀ terhadap jarak jatuh target yang tertembak.
4. Mengetahui hubungan sudat tembak tehadap jarak maksimum peluru pada arah horisontal.

II. DASAR TEORI

      Gerak parabola adalah resultan perpindahan suatu benda yang serentak melakukan gerak lurus beraturan pada arah horizontal dan berubah beraturan pada arah vertikal. Atau dapat juga diartikan dengan  gerak suatu benda yang lintasanmya berbentuk parabola.

      Gerak lurus beraturan ( GLB )  terjadi apabila terjadi perpindahan suatu benda yang serentak melakukan gerak lurus beraturan pada arah horisontal dan gerak lurus berubah beraturan ( GLBB ) terjadi apabila terjadi perpindahan suatu benda yang serentak melakukan gerak lurus beraturan pada arah vertikal. Pada gerak parabola selalu akan ada percepatan yang arahnya vertikal ke bawah dan konstan.

      Salah satu contoh gerak parabola adalah gerak proyektil peluru. Gerak peluru adalah suatu gerak dengan percepatan konstan g yang arahnya ke pusat bumi dan tidak ada komponen pecepatan dari arah horisontal. Gerak parabola ini dapat dijabarkan sebagai dua gerak yang terpisah yaitu gerak pada arah vertikal Y dan gerak pada arah horisontal X.

      Komponen kecepatan horisontal :

v_x  = v_0x = v₀  cos q₀

Komponen kecepatan vertikal :

Percepatan vertikal adalah –g, maka

            v_y = v_0y – gt = v_o sin q₀ – gt

            Komponen – komponen di atas dapat dijumlahkan yaitu :

            V = Ö v_x² + v_y²

            Posisi peluru pada arah vertikal :

Y = y_o  +  v_oyt -  ½ gt²

    = y_o  +  v₀ t sin q - ½ gt²  . . . ( 1 )

Posisi peluru pada arah horisontal :

X = x₀  + v_0x t

    = x₀  + v₀ t cos q       . . . ( 2 )

            Keadaan seperti ini biasanya diperagakan dengan menggunakan sebuah target yang digantung pada elektomagnet. Ketika peluru meninggalkan senapan, rangkaian terputus dan target terjatuh. Misalkan jarak horisontal ke elektromagnet adalah X dan ketinggian awal target adalah h.

 

                                                                                                  ½ gt²

 

                                                                                                               h = v_0y t

                     v_0y                                                                                Y

              v_0x                    v_0x                

 

                                                            X

Gambar 1. Penembakan terhadap sasaran yang digantung pada EM

            Peluru diarahkan dengan sudut yang diberikan oleh Tg q = h/x. Jika tidak ada gravitasi, peluru akan mencapai ketinggian h dalam waktu t yang dibuuhkan untuk menempuh jarak horisontal X :

            Y = v_0y t = h

            t = x/v_0x

            Tetapi karena adanya gravitasi, maka peluru mempunyai percepatan vertikal ke bawah . Dalam waktu t = x/v_0x , peluru mencapai ketinggian Y yang diberikan oleh

            Y = v_oy t – ½ gt² = h -  ½ gt²

                Nilai ini lebih rendah dari h sebesar ½ gt² yang merupakan jarak jatuh target dalam waktu yang sama.

III. ALAT YANG DIGUNAKAN

1. Senapan untuk menembakkan peluru.
2. Peluru / bola plastik sebagai bahan  yang ditembakkan
3. Event timer untuk mengukur ketepatan waktu pada saat peluru jatuh tertembak.
4. Power supply untuk mengalirkan listrik.
5. Statif dam tiang statif untuk menggantungkan peluru yang dihubungkan.
6. Bola pejal sebagai objek yang ditembakkan dari senapan.
7. Meter sebagai alat pengukur jarak.

IV. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Membuat rangkaian seperti pada gambar 1. ( dengan mengikuti petunjuk yang diberikan oleh asisten ).

 

                                                                                                  ½ gt²

 

                                                                                                               h = v_0y t

                     v_0y                                                                                 Y

              v_0x                    v_0x                

 

2. Jarak horisontal senapan ke target berada dalam range 100-140 cm dan memastiakan bahwa senapan dalam keadaan siap tembak.
3. Membidik target dengan mengatur sudut tembak senapan.
4. Mencatat waktu yang dibutuhkan target untuk menembaki target.
5. Mengulangi percobaan 3 dan 4 untuk sudut tembak dan kecepatan awal yang berbeda.