Gerak Vertikal

Mari kita perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar di atas menunjukkan sebuah bola yang dilempar ke atas dan bola yang dilempar ke bawah. Coba kalian amati apa yang berbeda dari kedua gambar di atas!

Buatlah pertanyaan yang berkaitan dengan gambar di atas untuk menambah wawasan kalian!

Contoh, apa yang terjadi pada batu ketika mencapai titik tertinggi ketika dilempar ke atas?

Pada gambar di atas menunjukkan sebuah batu yang terjatuh dari titik A menuju titik B, apakah ada perbedaan ketika batu dilempar dengan batu terjatuh dengan sendirinya?

Untuk membuktikan gerak vertikal, mari kita lakukan percobaan di bawah ini!

Gunakan kemiringan sudut 90 derajat untuk mencoba gerak vertikal ke atas!

Pada gerak vertikal ke atas, semakin ke atas atau semakin tinggi kedudukan benda maka kecepatan benda semakin berkurang sehingga pada titik tertinggi kecepatan benda sama dengan nol. Di titik puncak benda berhenti sesaat sebelum kemudian akan berbalik kembali arah ke bawah dan mengalami gerak jatuh bebas, yaitu benda yang bergerak jatuh dengan kecepatan awal sama dengan nol. Pada gerak vertikal ke atas bisa ditulis dengan persamaan

Coba perhatikan grafik di bawah ini

Pada grafik A kecepatan merupakan besaran vektor, jadi wajib memiliki arah. Dalam fisika, benda yang bergerak ke kanan atau ke atas memiliki kecepatan positif sedangkan benda yang bergerak ke kiri atau ke bawah memiliki kecepatan negatif. Dari grafik v-t di atas menunjukkan bahwa ketika bola dilempar ke atas, mula-mula kecepatan bola v₀ kemudian seiring bertambahnya waktu kecepatan semakin menurun.

Sedangkan pada grafik B v-t (kelajuan) sebenarnya adalah grafik v-t (kecepatan) yang tidak memiliki arah. Karena kita tahu bahwa kelajuan adalah besaran skalar. Dari grafik dapat dilihat bahwa mula-mula kelajuan bola yang dilempar ke atas adalah v₀ karena bergerak ke atas kelajuan bola semakin menurun karena diperlambat oleh g.

Kelajuan tidak ada yang bertanda negatif. Jadi, semua grafik kelajuan bernilai positif. Berbeda halnya dengan kecepatan. Kecepatan dapat bernilai positif ataupun negatif. Arah gerak ke atas untuk kecepatan bernilai positif dan arah gerak ke bawah bernilai negatif.

Contoh dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika wasit pada pertandingan bola basket melempar bola diawal pertandingan akan terlihat kecepatan bola semakin menurun sampai akhirnya berhenti sejenak di ketinggian maksimalnya.

Sedangkan pada benda yang bergerak ke bawah, arah kecepatan benda searah dengan arah percepatan gravitasi bumi sehingga semakin lama benda bergerak ke bawah, kecepatannya akan semakin meningkat. Oleh karena itu benda mengalami percepatan sehingga geraknya disebut gerak lurus beraturan dipercepat.

Pada gerak vertikal ke bawah, dapat ditulis dengan persamaan:

Oleh karena gerak benda searah dengan gaya gravitasi bumi (benda bergerak ke bawah) maka benda akan mengalami percepatan.

Di dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat jatuhnya sebuah benda dari suatu ketinggian tertentu tanpa kecepatan awal. Misalnya sebuah kelapa tua yang jatuh dari pohonnya. Gerak jatuh benda dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal disebut gerak jatuh bebas. Secara ideal, gerak jatuh bebas haruslah berada di ruang hampa. Hal ini dimaksudkan agar tidak ada gesekan antara benda dan udara yang dapat menghambat gerak benda tersebut. sehingga gerak jatuh bebas semata-mata mendapat percepatan dari pengaruh gravitasi bumi yang arahnya selalu menuju pusat bumi.

Gerak jatuh bebas merupakan gerak lurus berubah beraturan sehingga semua persamaan pada GLBB berlaku juga untuk gerak jatuh bebas. Akan tetapi karena pada gerak jatuh bebas kecepatan awal benda (v₀) adalah nol, percepatan benda , dan jarak tempuh benda dalam arah vertikal , maka persamaan dalam gerak jatuh bebas menjadi:

Dengan g adalah percepatan gravitasi bumi, yang fungsinya sama dengan percepatan benda pada umumnya.

Contoh dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika atlet terjun payung melompat dari pesawat, maka kecepatan atlet tersebut samai membuka parasut akan bertambah.