IKHTISAR KONSEPA.

KOMPETENSI DASARB.

INDIKATORC.

1. Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad raya

melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya

2.1.Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat;

tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli

lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam

melakukan percobaan , melaporkan, dan berdiskusi

2.2.Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud

implementasi melaksanakan percobaan dan melaporkan hasil percobaan

3. Menyebutkan dan menjelaskan besaran-besaran fisis pada gerak jatuh bebas.

4. Menyajikan data dan grafik hasil percobaan untuk menyelidiki sifat gerak benda yang

jatuh bebas.

1. Menunjukkan sikap jujur dan bertanggung jawab pada saat melaksanakan percobaan.

2. Menunjuk-kan sikap positif (ingin tahu,dan toleran) dalam diskusi kelompok

3. Menjelaskan pengertian gerak jatuh bebas.

4. Menganalisis persamaan pada gerak jatuh bebas

5. Menerapkan konsep gerak jatuh bebas dalam menganalisis permasalahan sehari-hari.

6. Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi gerak jatuh bebas di ruang terbuka.

7. Melakukan percobaan gerak jatuh bebas dengan baik dan benar

8. Mempresentasikan hasil diskusi dengan benar

9. Membuat laporan tertulis hasil percobaan

BAHAN AJARD.

Pengertian1.

GERAK JATUH BEBAS

Benda jatuh tentu tidak asing lagi bagi kita bahkan mungkin kita pernah jatuh dari

pohon. Benda jatuh ini merupakan contoh dari gerak lurus dengan percepatan tetap (GLBB)

yaitu sama dengan percepatan gravitasi. Gerak jatuh bebas atau yang biasa disingkat dengan

GJB merupakan salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang hanya dipengaruhi

oleh adanya gaya gravitasi. Pada gerak jatuh bebas kecepatan awal benda bernilai 0 atau tidak

ada kecepatan awal, sehingga gerak jatuh bebas dapat pula diartikan gerak suatu benda yang

jatuh dari suatu ketinggian di atas tanah tanpa adanya kecepatan awal dan dalam geraknya

hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. .

Sebelum masa Galileo, orang mempercayai pemikiran bahwa benda yang lebih berat

jatuh lebih cepat dari benda yang lebih ringan dan bahwa laju jatuh benda tersebut sebanding

dengan berat benda itu. Selanjutnya Galileo menemukan bahwa semua benda akan jatuh

dengan percepatan konstan yang sama jika tidak ada udara atau hambatan lainnya.

Galileo juga menegaskan bahwa semua benda berat atau

ringan jatuh dengan percepatan yang sama, jika tidak ada udara

(hampa udara). Jkika kalian memegang selembar kertas secara

horisontal pada satu tangan dan sebuah benda lain yang lebih berat

misalnya sebuah bola di tangan yang lain, dan kemudian

melepaskan kertas dan bola tersebut pada saat yang sama seperti

pada gambar a) benda yang lebih berat akan lebih dahulu mencapai

tanah tetapi jika kalian mengulang percobaan ini dengan

membentuk kertas menjadi gumpalan kecil seperti pada gambar b),

kalian akan melihat bahwa kedua benda tersebut mencapai lantai

pada saat yang hampir sama. Galileo yakin bahwa udara berperan

sebagai hambatan untuk benda-benda yang sangat ringan yang

memiliki permukaan yang luas. Tetapi pada banyak keadaan biasa,

hambatan udara ini bisa diabaikan. Pada suatu ruang di mana udara telah dihisap, maka benda

a)Sebuah bola dan kertas yang ringan dijatuhkan pada saat yang sama, b) percobaan yang sama diulangi tetapi dengan kertas yang berbentuk gumpalan.

Contoh gerak jatuh bebas dalam kehidupan sehari hari 2.

ringan seperti bulu atau selembar kertas yang dipegang horizontal akan jatuh dengan

percepatan yang sama seperti benda yang lain.

Sumbangan Galileo yang spesifik terhadap pemahaman kita mengenai gerak benda

jatuh bebas dapat dirangkum sebagai berikut: “ Pada suatu lokasi tertentu di Bumi dan

dengan tidak adanya hambatan udara, semua benda jatuh dengan percepatan konstan yang

sama”.

Kita menyebut percepatan ini percepatan yang disebabkan oleh gravitasi pada Bumi

dan diberi simbol dengan g, besar percepatan gravitasi kira-kira g = 9,80 m/s2. Besar

percepatan gravitasi g sedikit bervariasi menurut garis lintang dan ketinggian, tampak pada

Tabel 2.1. Tetapi variasi ini begitu kecil sehingga kita bisa mengabaikannya untuk sebagian

besar kasus. Efek hambatan udara seringkali kecil, dan akan sering kita abaikan.

Bagaimanapun, hambatan udara akan tampak, bahkan pada benda yang cukup berat jika

kecepatannya besar.

Tabel 1.1. percepatan gravitasi pada berbagai lokasi di bumi

Lokasi Ketinggian g (m/s2)

New york 0 9,803

San fransisko 100 9,800

Denver 1650 9,796

Pikes peak 4300 9,789

Khatolistiwa 0 9,780

Kutub utara (terhitung) 0 9,832

Dalam kehidupan sehari-hari, banyak kita temukan kejadian alam yang terjadi akibat

adanya pengaruh percepatan gravitasi. Semua kejadian ini dapat kita golongkan kedalam

gerak jatuh bebas. Beberapa contoh gerak jatuh bebas yang terjadi dalam kehidupan sehari

hari yaitu :

- Gerak sebuah buah kelapa yang tiba-tiba lepas dari tangkainya.

Pada kasus ini, buah kelapa kelapa itu jatuh tanpa ada yang sengaja menjatuhkannya

sehingga kecepatan awal buah kelapa itu tidak ada atau sama dengan nol.

- Batu yang tiba-tiba jatuh dari atas jurang

Persamaan pada gerak jatuh bebas3.

Pada kasus ini, batu itu jatuh tanpa ada yang sengaja menjatuhkannya sehingga

kecepatan awal batu tersebut tidak ada atau sama dengan nol.

pada bagian sebelumnya, kita telah belajar persamaan-persamaan gerak lurus berubah

beraturan. Ketika membahas benda-benda yang jatuh bebas kita bisa memakai persamaan

dimana untuk a kita gunakan nilai g yang telah diberikan. Selain itu, karena gerak tersebut

vertikal, kita akan mengganti x dengan h dan menempatkan h0 ditempat x0. Secara umum

gerak yang hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi memiliki persamaan :

akan tetapi khusus untuk gerak jatuh bebas diperlukan syarat tambahan yaitu v0 = 0 sehingga

persamaan diatas akan menjadi :

Contoh soal dan pembahasan :1. Sebuah batu jatuh dari ketinggian 20 meter. Berapakah waktu yang diperlukan batu

tersebut untuk mencapai tanah ?

Diketahui : h = 20 m ; g = 10 m/s2

Ditanya : waktu yang dibutuhkan batu tersebut agar bisa mencapai tanah (t) ?

Jawab : berdasarkan soal, persamaan yang paling cocok untuk mencari waktu

tempuh adalah v2 = 2gh. Dengan memasukkan masing-masing nilai dari g dan h, maka

hasilnya adalah :

v2 = 2gh

v2 = 2 x 10 m/s2 x 20 m

v2 = 40

v = v0 + gt

h = v0t + 12 gt2

v2 = v02 + 2gh

v = gt ..................... (1)

h = 12 gt2 ................... (2)

v2 = 2gh ................. (3)

Dengan :

v0 : kecepatan awal (m/s)

v : kecepatan akhir (m/s)

g : percepatan gravitasi (m/s2)

h : jarak tempuh benda/ketinggian (m)

t : waktu (s)

Grafik pada gerak jatuh bebas4.

Gravik hubungan kecepatan terhadap waktu pada gerak jatuh bebast (s)

v (m/s)

v = √400

v = 20 m/s

Gerak suatu benda dapat digambarkan dalam bentuk gravik. Pada gerak jatuh bebas,

ada beberapa hubungan yang bisa kita gambarkan secara gravik. beberapa bentuk gravik yang

bisa digambarkan pada gerak jatuh bebas yaitu :

1. Gravik v-t

Semakin lama suatu benda mengalami gerak jatuh bebas maka kecepatan yang

dialami oleh benda tersebut juga akan semakin besar . benda yang dijatuhkan dari jarak 100

meter membutuhkan waktu tempuh yang lebih besar bila dibandingakn dengan benda yang

dijatuhkan dari jarak 10 meter.

Pada grafik disamping ini dapat kita lihat hubungan

antara kecepatan (v) dengan waktu (t). Berdasarkan

grafik tersebut dapat kita lihat jika besarnya kecepatan

yang dialami sebuah benda yang mengalami gerak

jatuh bebas adalah sebanding dengan besar waktu

tempuh benda tersebut.

1. Gravik s-t

Semakin besar jarak yang ditempuh oleh suatu benda yang

mealakukan gerak jatuh bebas maka waktu yang dibutuhkan

benda tersebut untuk bisa sampai ketanah juga akan semakin

besar. Sebagai contoh, waktu yang dibutuhkan sebuah benda

untuk menempuh jarak 100 meter akan lebih kecil bila

dibandingkan dengan waktu yang dibuhkan sebuah benda

untuk menempuh jarak 10 meter. t(

Gravik hubungan jarak terhadap waktu pada gerak jatuh bebas

s(

t

v

1,66

1,77

1,91

2

50474542

s

100

90

80

70

504742 45 t

Contoh soal dan pembahasan :1. Sebuah benda dijatuhkan dari suatu tempat dengan ketinggian yang berbeda (lihat tabel).

Ketinggian

(meter)100 90 80 70

Waktu (sekon) 50 45 40 35

Kecepatan

(m/s)... ... ... ...

a. Berapakah besar kecepatan benda pada setiap keadaan ?

b. Gambarkan gravik s-t dan v-t untuk keadaan diatas !

Jawab :

a. Besar kecepatan tiap keadaan :

Ketinggian

(meter)100 90 80 70

Waktu (sekon) 50 47 45 42

Kecepatan (m/s) 2 1,91 1,77 1,66

b. Gambar grafiknya :

- Grafik s-t - grafik v-t

Tugas5.

Daftar Pustaka6.

1. Apa yang dimaksud dengan gerak jatuh bebas?

2. Benda A dan benda B memiliki bentuk dan massa yang sama dan mengalami gerak jatuh

bebas. Jika benda A dijatuhkan pada tempat dengan ketinggian 20 meter sedangkan

benda B dijatuhkan pada ketinggian 2500 m. Bagaimanakah percepatan yang dialami

oleh kedua benda ? jelaskan jawabannya !

3. Sebuah benda berada pada ketinggian x m di atas permukaan tanah kemudian

mengalami jatuh bebas (g = 10 m/s2). Jika kecepatan benda saat tepat menyentuh tanah

adalah 25 m/s. Berapakah nilai x ?

Sumarsono, Joko. 2009. Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan,

Handayani,Sri dan Ari Damari. 2009. Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta : Pusat Perbukuan,