Bila dua buah bola yang berbeda beratnya di jatuhkan tanpa kecepatan dari ketinggian yang sama dalam waktu yang sama, bola manakah yang sampai ditanah duluan? Peristiwa tersebut dalam fisika disebut sebagai benda jatuh bebas karena pengaruh gaya gravitasi bumi. Gerak lurus berubah beraturan pada lintasan vertikal. Cirinya adalah benda jatuh tanpa kecepatan awal ( v_0 = nol ) semakin ke bawah gerak benda semakin cepat.

Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi. Dimana percepatan gravitasi bumi itu besarnya g= 9,8 m/s²dan sering dibulatkan menjadi 10 m/s²

Pada jatuh bebas ketiga persamaan GLBB dipercepat yang kita bicarakan pada kegiatan sebelumnya tetap berlaku, hanya saja V_0 kita hilangkan dari persamaan karena harganya nol dan lambang s pada persamaan tersebut kita ganti dengan h yang menyatakan ketinggian dan a kita ganti dengan g.

Gambar 5. Benda jatuh bebas mengalami percepatan yang besarnya sama dengan pecepatan gravitasi

Jadi, ketiga persamaan tersebut yaitu:

Keterangan:

g= percepatan gravitasi (m/s2 )

h = ketinggian benda (m)

t = waktu (s)

Vt= kecepatan pada saat t (m/s)

Contoh Soal

Gerak Vertikal Keatas

Lemparkan bola vertikal keatas, amati gerakannya. Bagaimana kecepatan bola dari waktu ke waktu? Selama bola bergerak keatas, gerakan bola melawan gaya gravitasi yang menariknya ke bumi. Akhirnya bola diperlambat, setelah mencapai tinggi tertentu yang disebut tinggi maksimum, bola tidak dapat naik lagi, pada saat ini kecepatan bola nol. Oleh karena tarikan gaya gravitasi bumi tak pernah berhenti bekerja pada bola, menyebabkan bola bergerak turun. Pada saat ini bola mengalami jatuh bebas, bergerak turun dipercepat.

Jadi bola mengalami dua fase gerakan. Saat bergerak ke atas bola bergerak GLBB diperlambat (a = g) dengan kecepatan awal tertentu lalu setelah mencapai tinggi maksimum bola jatuh bebas yang merupakan GLBB dipercepat dengan kecepatan awal nol. Dalam hal ini berlaku persamaan–persamaan GLBB yang telah kita pelajari pada kegiatan sebelumnya. Pada saat benda bergerak naik berlaku persamaan :

v_t=v_0-g.t
h=v_0.t- \frac{1}{2}gt^2 
{{v}_{t}}{^{2}=}\,{{v}_{0}}{^{2}}-2gh

Contoh Soal

Gerak Vertikal ke Bawah

Berbeda dengan jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah yang dimaksud adalah gerak benda–benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan awal tertentu. Jadi seperti gerak vertikal keatas hanya saja arahnya ke bawah, sehingga persamaan–persamaannya pada gerak vertikal ke atas, kecuali tanda negatif pada persamaan–persamaan gerak vertikal ke atas diganti dengan tanda positif. Sebab gerak vertikal ke bawah adalah GLBB yang dipercepat dengan percepatan yang sama untuk setiap benda yakni g.

 

Jika benda yang bergerak ke bawah tidak memiliki kecepatan awal (v_0=0) maka benda disebut gerak jatuh bebas tapi jika jika memiliki kecepatan awal maka disebut gerak vertikal ke atas. Dengan demikian maka hubungan besaran–besaran yang terkait hampir sama dengan gerak jatuh bebas, yaitu:

x=v_0t+(1/2)at^2\, \rightarrow \,h=v_0t+(1/2)gt^2\, (15)

 

V_t=V_0+at\, \rightarrow \,V_t=V_0+gt\,(16)

 

2ax={{Vt}^{2}}-{{Vo}^{2}} \rightarrow 2gh={{Vt}^{2}}-{{Vo}^{2}}\,(17)

Contoh Soal