Gerak Jatuh Bebas Gerak Yang Ideal

Salah satu contoh gerak yang dipercepat ialah jatuhnya suatu benda. Bila gesekan udara tidak ada, maka setiap benda bagaimanapun ukuran dan beratnya, akan jatuh dengan percepatan konstan yang sama. Efek gesekan udara dan berkurangnya percepatan akibat tinggi letak benda tersebut diabaikan. Gerak yang ideal tersebut disebut “jatuh bebas”, dimana selanjutnya pengertian jatuh bebas juga berlaku bagi gerak vertikal ke bawah dan gerak vertikal ke atas.

Pengamatan Gerak Jatuh Bebas

Sebuah batu & bulu dijatuhkan secara bersamaan

Menurut Galileo, semua benda akan bergerak jatuh dengan percepatan konstan yang sama jika tidak ada udara atau hambatan lainnya. Misalnya saja percobaan batu dan bulu yang dijatuhkan dalam tabung berisi udara dan tabung yang hampa udara (gambar diatas). Maka pada tabung berisi udara, batu akan sampai lebih dulu di dasar tabung. Sedangkan pada tabung hampa udara, kedua benda tersebut sampai di permukaan tabung pada waktu yang hampir bersamaan.

Uji Coba Gerak Jatuh Bebas

1. Sebuah bola dan selembar kertas yang ringan dijatuhkan pada saat yang sama.
2. Percobaan yang sama diulangi tetapi dengan kertas yang berbentuk gumpalan.

Jadi menurut Galileo semua benda, berat atau ringan, jatuh dengan percepatan yang sama, paling tidak jika tidak ada udara. Jika kita memegang selembar kertas secara horizontal pada satu tangan dan sebuah benda lain yang lebih berat di tangan yang lain, maka benda yang lebih berat akan lebih dulu mencapai tanah (Gambar a diatas). Tetapi jika percobaan tadi diulang dengan membentuk kertas menjadi gumpalan kecil (Gambar b diatas), maka kedua benda tersebut akan mencapai tanah pada saat yang hampir sama. Udara berperan penting sebagai hambatan untuk benda-benda yang sangat ringan yang memiliki permukaan yang luas. Akan tetapi dalam banyak kondisi umumnya hambatan udara ini diabaikan.

Benda jatuh bebas memiliki percepatan yang disebabkan oleh gaya berat dan diberi simbol g, yang besarnya kira-kira 32 ft/s², atau 9,8 m/s², atau 980 cm/s². Sehingga dalam membahas kasus-kasus benda jatuh bebas kita bisa menggunakan persamaan-persamaan GLBB dengan menggunakan nilai g sebagai a. Selain itu karena benda jatuh bebas memiliki kecepatan awal nol, maka variabel v₀ dapat diabaikan. Begitu pula dengan istilah x untuk jarak akan diganti dengan h karena gerak jatuh bebas bergerak searah sumbu y.

Gerak Jatuh Bebas

Berikut ini adalah beberapa persamaan GLBB yang telah disesuaikan dengan kasus gerak jatuh bebas :

vt = gt

h = ½ gt²

v_t² = 2gh

dari persamaan diatas diperoleh persamaan untuk gerak jatuh bebas sebagai berikut : t =