Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas gerak jatuh bebas dalam konteks kinematika satu dimensi dengan percepatan konstan, terutama akibat gravitasi bumi. Dalam fenomena ini, hubungan antara posisi awal (Y1), posisi akhir (Y2), kecepatan awal (V1), dan kecepatan akhir (V2) dijelaskan dengan menggunakan persamaan kinematika satu dimensi. Dengan memperhatikan acuan koordinat yang dipilih, persamaan untuk gerak jatuh bebas dapat disederhanakan sehingga memungkinkan kita untuk memahami bagaimana posisi, kecepatan, dan percepatan bergantung pada acuan yang digunakan. Perubahan kecepatan dan posisi yang terjadi searah dengan percepatan, menjadikan benda bergerak lebih cepat dan menempuh jarak tertentu sesuai dengan hukum gerak jatuh bebas.

Kasus lain yang bisa kita tinjau gerak yang cukup istimewa ketika kita melihat atau mempelajari gerak terkait dengan kinematika satu dimensi dengan percepatan konsan adalah gerak centur bebas.

Jadi anda bisa bayangkan kalau kita hidup di bumi kita akan terpengaruh oleh gravitasi bumi dan pengaruh yang diberikan oleh gravitasi bumi itu adalah setiap benda yang ada di atas permukaan bumi

itu akan mengalami percepatan gravitasi yang nilainya adalah berkisar sekitar 9,8 hingga 10 meter per second kuadrat yang arahnya menuju bumi.

Jadi kalau kita bisa bayangkan ada bola ya dia di atas permukaan bumi di sini

maka ketika dia mula-mula ada di posisi Y1 dan dia sedang bergerak turun dengan kecepatan V1

maka dia akan mengalami percepatan ke bawah dengan persepatan besar sekitar 10 meter per second kuadrat menuju bumi.

Maka pada waktu tertentu misalkan di sini adalah T1 di sini T2 dia akan berada pada posisi Y2 yang tentu saja akan lebih dekat ke bumi dan kecepatannya akan berubah menjadi V2.

Misalkan kita pandang bagaimana ruang si bola ini bergerak dengan sumbu koordinat seperti ini

dimana X itu adalah horizontal dan Y vertikal artinya semakin naik ke atas posisinya akan semakin tinggi semakin besar semakin ke bawah akan semakin rendah

artinya kita tahu di sini Y1 itu lebih besar nilainya dibandingkan dengan Y2.

Pertanyaannya adalah bagaimana hubungan antara Y1, Y2, V1, dan V2 pada fenomena ini.

Karena ini adalah salah satu contoh fenomena gerak lurus satu dimensi dengan percepatan konstan

dimana di sini kita mengabaikan gesekan udara sebagai sistem yang ideal

maka sebenarnya kita juga sekali lagi bisa mendapatkan persamanya dengan meninjau persamaan kinematika satu dimensi yang kita telah dapatkan pada video sebelumnya.

Hanya kita harus mengases atau kita harus melihat menganalisis variable yang bersesuaian dengan persamaan di sana.

Jadi istilahnya yang namanya variable itu kan sebenarnya adalah alat bantu kita untuk menggambarkan suatu besaran.

Jadi sebenarnya variable walaupun punya simbol yang berbeda atau punya acuan yang berbeda

tapi variable tersebut punya kesesuaian dengan variable yang kita pilih di sana.

Apalagi kalau kita berkaitan dengan gerak satu dimensi.

Jadi kalau kita bisa lihat di sini kecepatan akhir dari benda itu adalah kecepatan pada saat Y2.

Tapi karena arahnya ke bawah, karena dia bergerak ke bawah dimana kita punya sebuah benda seperti ini

maka kita harus tuliskan dengan tanda negatif ke bawah.

Sedangkan kecepatan awal sama juga V1 tapi karena arahnya ke bawah kita tulis dengan tanda negatif.

Lalu Rf itu adalah berarti Y2 yang ada di bawah.

Dan A percepatan itu akan sama dengan minus G karena G itu percepatan konsan tapi arahnya ke bawah.

Artinya waktu tentu saja waktu sama tidak perlu kita ganti dengan yang lain.

Artinya kita akan punya variable yang bersesuaian seperti ini.

Sehingga kita bisa dapatkan persamaan untuk gerak satu bebas.

Yang pertama Vf sama dengan Vi ditambah dengan At.

Vf nya itu adalah minus V2 akan sama dengan minus V1 dikurangi dengan G dikalikan dengan T.

Atau kita bisa bagi dengan minus kita akan dapatkan persamaan yang sama persis dengan V2.

Selanjutnya kalau kita tinjau juga untuk persamaan posisi disini Rf akan sama dengan Y2.

Sama dengan Y1 dikurangi dengan V1 kali T karena Vi dikalikan dengan At.

Vi adalah minus V1 dikurangi dengan setengah G kali T kuadrat.

Lalu kalau kita atur disini kita punya Y2 dikurangi dengan Y1 akan sama dengan minus V1 T minus setengah G T kuadrat.

Tapi dengan penjelasan saya tadi dan kenyataan dari acuan yang kita dapat bahwa

karena Y1 dikurangi lebih besar dibandingkan Y2.

Artinya Y2 dikurangi dengan Y1 ini nilainya akan negatif.

Dimana selisih kita bisa lihat disini selisihnya sudah kita definisikan sebagai H.

Artinya kita bisa tulis disini adalah minus H akan sama dengan minus V1 T minus setengah G T kuadrat.

Atau jika kita bagi dengan minus 1 semua sisi kita akan dapatkan H akan sama dengan V1 T ditambah dengan setengah G T kuadrat.

Dimana H itu tentu saja H definisinya adalah Y1 dikurangi dengan Y2 karena Y1 lebih besar dibandingkan dengan Y2.

Satu hal yang saya ingin tekankan dari contoh ini persamanya tidak ada yang berubah.

Karena anda bisa lihat disini persamanya tidak ada yang berubah dari persamanya yang disana.

Yang perlu anda perhatikan itu adalah bagaimana posisi dan kecepatan serta percepatan itu bergantung pada acuan.

Disini acuan yang kita pilih itu adalah sebuah koordinat seperti ini.

Dimana gerak ke atas itu adalah gerak yang positif gerak ke bawah adalah negatif.

Dan dengan meninjau faktor yang kita telah pelajari juga di sebelumnya.

Maka jika plus minusnya kita tepat menyesuaikan kita tidak perlu harus istilahnya menemukan persamaan yang lain untuk gerak.

Terlalu jatuh peraturan tapi dia pakai persamaan yang sama dengan yang lain.

Dengan catatan tentu saja gerak ke bawah dan gerak ke atas itu sama.

Dan satu lagi yang perlu anda perhatikan.

Kenapa disini V2 sama dengan V1 ditambah G dikali T.

Artinya karena V1 itu angkanya positif G dan T itu angkanya juga positif.

Angkanya ya minus itu menunjukkan arahnya.

Berarti V2 disini akan lebih besar dibandingkan V1.

Sederhananya gampangnya adalah karena percepatan searah dengan kecepatan awal.

Maka pada dasarnya benda itu akan bergerak lebih cepat.

Karena percepatan itu menunjukkan perubahan kecepatan.

Ditambah juga jarak ditempuh berdasarkan kecepatan awal dikali T ditambah dengan interaksi dengan percepatan juga.

Karena percepatan sekali lagi searah dengan percepatan maka tentu saja dia menempuh jarak tertentu.

Artinya perubahan yang terjadi itu pasti searah dengan bagaimana kecepatan dan percepatan.