Gerak jatuh bebas merupakan gerak jatuh benda yang tidak memiliki kecepatan awal. Contoh gerak jatuh bebas dapat dilihat pada fenomena apel jatuh dari pohon. Disebut sebagai gerak jatuh bebas karena apel yang semula diam lalu lepas sendiri dari tangkai dan jatuh ke tanah akibat adanya gaya gravitasi bumi yang bekerja pada apel.
Untuk mengetahui lebih lengkap tentang gerak jatuh bebas, berikut ini merupakan penjelasn lengkap tentang pengertian gerak jatuh bebas, rumus dan contoh soal gerak jatuh bebas terlengkap.
Baca Juga : Gerak Harmonik Sederhana dan Penjelasannya
Pengertian Gerak Jatuh Bebas
Geraj jatuh bebas adalah suatu gerak yang jatuh dari ketinggian tanpa memiliki kecepatan awal. Selama benda jatuh hambatan udara diabaikan, maka percepatannya konstan (tetap) dan besarnya sama dengan percepatan gravitasi bumi. Selain itu, waktu yang dibutuhkan benda saat jatuh tidak tergantung massanya, namun tergantung dari ketinggiannya.
Gerak jatuh bebas berbeda dengan gerak vertikal ke bawah. Meskipun kedua benda sama-sama bergerak jatuh tegak lurus ke bawah, namun pada gerak vertikal ke bawah benda masih memiliki kecepatan awal tertentu.
Gerak jatuh bebas (GJB) hampir mirip dengan gerak lurus berubah beraturan (GLBB), hanya saja bedanya ada pada arah lintasannya. GLBB memiliki lintasan horizontal, sedangkan GJB memiliki lintasan vertikal. Pada GJB memiliki nilai kecepatan awal 0 m/s, sedangkan GLBB belum tentu nilainya 0 m/s.
Baca Juga : Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dan Penjelasannya
Ciri-Ciri Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas memiliki ciri-ciri atau karakteristik sebagai berikut:
- Gerak jatuh bebas (GJB) memiliki lintasan berupa garis lurus vertikal menuju ke bawah (searah gravitasi bumi)
- Gerak jatuh bebas memiliki kecepatan awal adalah Nol (Vo = 0) atau tidak memiliki kecepatan awal
- Pergerakkan benda terjadi dari ketinggian tertentu
- Percepatan benda pada GJB sebesar percepatan gravitasi bumi (a=g)
- GJB searah dengan gravitasi, maka percepatan gravitasinya adalah positif
Baca Juga : Gerak Lurus Beraturan dan Penjelasannya
Rumus Gerak Jatuh Bebas
Pada gerak jatuh bebas berlaku rumus seperti dibawah ini, antara lain:
Persamaan gerak jatuh bebas dapat ditulis sebagai berikut:
Vt = g.t
V2 = 2.g.h
h = 1/2 g.t2
Ketinggian benda setelah bergerak selama t sekon (h’), yaitu:
h’ = hO – h = HO – 1/2 g.t2
Waktu yang dibutuhkan benda untuk mencapai titik terendah, yaitu:
t2 = 2h/g
Keterangan:
Vt = kecepatan benda saat t sekon (m/s)
Vo = kecepatan awal benda (m/s)
h = ketinggian benda (m)
hO = ketinggian awal benda (m)
t = waktu tempuh (s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Baca Juga : Kelajuan, Kecepatan, dan Percepatan dengan penjelasannya
Contoh Soal Gerak Jatuh Bebas
Soal 1: Suatu benda dilepaskan dari ketinggian 20 meter di atas tanah (g = 10 m/s2). Berapakah kecepatan benda sesudah mencapai ketinggian 15 meter di atas tanah?
Pembahasan:
Diketahui:
h1 = 20 m
h2 = 15 m
g = 10 m/s2
Ditanyakan:
vt = ….?
Penyelesaian:
h = h1 – h2
h = 20 – 15
h = 5 m
Kemudian dapat kita tentukan kecepatan akhirnya:
vt 2 = 2gh
vt 2 = 2.10.5
vt 2 =100
vt = Akar 100
vt =10 m/s
Jadi, kecepatan jatuh dari benda tersebut adalah 10 m/s.
Soal 2: Sebuah mangga terlepas dari tangkainya dan jatuh ke tanah dalam waktu 10 detik. Berapa kecepatan benda saat detik ke 6? (gravitasi = 10m/s²)
Pembahasan
Diketahui:
V0 = 0 m/s
t = 6 s
g = 10 m/s²
Penyelesaian:
vt = v0 + g.t
vt = 0 + g.t
vt = 10 6
vt = 60 m/s
Jadi kecepatan benda saat detik ke 6 adalah 60m/s
Soal 3. Sebuah kelapa jatuh bebas dari pohon yang tingginya 20 meter. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, berapa lama waktu yang diperlukan kelapa tersebut untuk mencapai tanah jika gesekan udara dianggap tak ada?
Pembahasan:
Diketahui
g = 10 m/s2
v0 = 0 m/s
h = 20 m
Penyelesaian
h = V0 t + ½ g t2
20 = 1/2 10 t2
t2 = 20/5
t = 2 s
Jadi waktu yang dibutuhkan duren sampai ke tanah adalah 2 s.
Baca Juga : Percepatan Gravitasi dan Penjelasannya
Demikian artikel mengenai Gerak Jatuh Bebas dan Penjelasannya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.