Kamu pasti pernah melempar bola ke atas atau melihat apel jatuh dari pohon, kan? Nah, dua kejadian itu adalah contoh sederhana dari gerak vertikal. Seru banget, karena meskipun kelihatannya simpel, gerak ini ternyata punya banyak hal menarik untuk dipelajari. Dan tenang aja, semua penjelasannya di sini dibuat biar kamu makin gampang ngerti!
Dalam kehidupan sehari-hari, gerak vertikal terjadi lebih sering dari yang kita sadari. Misalnya saat kamu melompat ke udara atau menjatuhkan benda dari ketinggian. Gerak ini dibagi menjadi dua jenis: gerak vertikal ke atas dan gerak vertikal ke bawah. Yuk, kita bahas satu per satu dengan cara yang asik dan gampang!
Pengertian Gerak Vertikal
Gerak vertikal adalah gerak benda yang lintasannya membentuk garis lurus secara vertikal (atas-bawah) dan hanya dipengaruhi oleh percepatan gravitasi bumi (g). Gerak ini bisa berupa gerak vertikal ke atas (benda dilempar ke atas) dan gerak vertikal ke bawah (benda dijatuhkan dari ketinggian).
Dalam kedua jenis gerak ini, percepatan gravitasi punya pengaruh besar, yaitu sebesar g = 9{,}8 , m/s^2 . Tapi biasanya dalam soal, nilai g dibulatkan menjadi 10 , m/s^2 biar perhitungan lebih mudah.
Ciri-ciri Gerak Vertikal
- Lintasannya lurus dan sejajar dengan sumbu vertikal (atas-bawah).
- Dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi.
- Pada gerak vertikal ke atas, kecepatan benda makin lama makin kecil sampai nol.
- Pada gerak vertikal ke bawah, kecepatan makin besar seiring waktu.
- Waktu naik sama dengan waktu turun (jika benda kembali ke titik awal).
Jenis Gerak Vertikal
Gerak vertikal terbagi menjadi dua jenis utama yang punya karakteristik berbeda tergantung arah geraknya. Yuk kita bahas satu per satu!
Gerak Vertikal ke Atas
Gerak ini terjadi saat benda dilempar ke atas. Kecepatan awalnya positif, tapi karena arah gravitasi berlawanan dengan arah gerak, maka kecepatan akan berkurang sampai akhirnya nol di titik tertinggi.
Rumus gerak vertikal ke atas:
- v = v_0 - g t
- h = v_0 t - \frac{1}{2} g t^2
- v^2 = v_0^2 - 2 g h
Keterangan:
- v_0 : kecepatan awal (m/s)
- v : kecepatan akhir (m/s)
- g : percepatan gravitasi (m/s²)
- t : waktu (s)
- h : ketinggian (m)
Gerak Vertikal ke Bawah
Gerak ini terjadi saat benda dijatuhkan tanpa kecepatan awal atau dilempar ke bawah. Arah gravitasi searah dengan arah gerak, sehingga kecepatannya bertambah.
Rumus gerak vertikal ke bawah:
- v = g t (jika tanpa kecepatan awal)
- h = \frac{1}{2} g t^2
- v^2 = 2 g h
Kalau benda punya kecepatan awal:
- v = v_0 + g t
- h = v_0 t + \frac{1}{2} g t^2
Contoh Gerak Vertikal
Supaya kamu makin paham, berikut ini adalah beberapa contoh gerak vertikal ke atas dan ke bawah yang sering terjadi di kehidupan sehari-hari.
Contoh Gerak Vertikal ke Atas:
- Bola dilempar ke udara.
- Roket lepas landas.
- Orang yang melompat ke atas.
Contoh Gerak Vertikal ke Bawah:
- Buah jatuh dari pohon.
- Batu dijatuhkan dari jembatan.
- Air terjun mengalir ke bawah.
Contoh Soal Gerak Vertikal ke Atas
Soal 1
Sebuah bola dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 , m/s . Hitung waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai titik tertinggi!
Jawaban:
Di titik tertinggi, kecepatan v = 0
Gunakan rumus v = v_0 - g t
0 = 20 - 10t \Rightarrow t = 2 \text{ s}
Soal 2
Berapa tinggi maksimum yang dicapai bola pada soal 1?
Gunakan rumus: h = v_0 t - \frac{1}{2} g t^2
h = 20(2) - \frac{1}{2}(10)(2)^2 = 40 - 20 = 20 \text{ m}
Contoh Soal Gerak Vertikal ke Bawah
Soal 3
Sebuah benda dijatuhkan dari ketinggian 45 meter. Berapa waktu yang dibutuhkan benda untuk menyentuh tanah?
Gunakan rumus: h = \frac{1}{2} g t^2
45 = \frac{1}{2}(10)t^2 \Rightarrow 45 = 5t^2 \Rightarrow t^2 = 9 \Rightarrow t = 3 \text{ s}
Soal 4
Berapa kecepatan benda saat menyentuh tanah pada soal 3?
Gunakan rumus: v = g t = 10 \times 3 = 30 , m/s
Soal 5
Sebuah benda dilempar ke bawah dari ketinggian 20 meter dengan kecepatan awal 5 , m/s . Hitung kecepatan saat menyentuh tanah!
Gunakan rumus: v^2 = v_0^2 + 2 g h
v^2 = 5^2 + 2(10)(20) = 25 + 400 = 425 \Rightarrow v = \sqrt{425} \approx 20{,}6 , m/s h
Baca juga: Pengertian Gerak Relatif, Rumus, Contoh Soal & Cara Hitung