Gerak jatuh bebas atau GJB adalah salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang hanya dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi. Variasi dari gerak ini adalah gerak jatuh dipercepat dan gerak peluru.

Tanya – Mahadi Capah

Mau nanya nih, dalam TEORI JATUH, diibaratkan kalau beban seberat 100kg jatuh dalam/pada ketinggian 0,5m kok ketemunya berat bisa menjadi 650kg beratnya, mohon penjelasannya( mohon dijabarkan/diuraikan) secara hukum fisika…

Tanggapan 1 – pala_utama

wah…pak Capah ini ada2 aja, saya yakin kalau pak Capah jatuh dalam 0,5 m ga bakal apa2,karena berat bapak cuma 55 kg.
tapi kalau yg bapak tanya untuk test masuk kerja di Australia jangan cuma satu soal yg di tanya he..he..he

Tanggapan 2 – Moh Darwis

Pak Mahadi,

Sebenarnya yang Pak Mahadi cari apa ya?

Apakah berat, massa atau energi potensial?

Berat dan massa berbeda pengertiannya.

Energy potensial adalah energy yang timbul karena perbedaan tinggi.

Massa dimana-mana selalu tetap, tidak tergantung dari gravitasi, satuannya : kg, lbm, gram.

Berat tergantung dari gravitasi, berat = massa x percepatan gravitasi, satuannya : newton, dyne. lbf.

Energy potential = massa x percepatan gravitasi x tinggi, satuannya : joule, erg, BTU.

Untuk massa = 100 kg, tinggi = 0,5 meter, percepatan gravitasi = 10 m/s2, maka :

– Beratnya = 100 x 10 = 1000 newton.

– Energy potensial = 100 x 10 x 0.5 = 500 joule.

Semoga membantu.

Tanggapan 3 รขโ‚ฌโ€œ rizalich

Pak Mahadi,

Kalau melihat datanya, ya Energy Potential.., Kalo Energy Kinetik perlu data percepatannya..

Just Sharing

Tanggapan 4 – didin afandi

Ikut juga…

Kalau beratnya mah kayaknya kurang lebih masih tetap Mahadi, wong masih sama sama di bumi, gravitasinya juga kira-kira masih sama. Kecuali kalo benda beratnya 100 N di bawa ke bulan, baru beratnya bisa beda…..

Seperti yang dijelaskan pak darwis di bawah ini, mungkin yang dimaksud pak mahadi itu energi potensialnya, sehingga 100 kg menjadi 650 kg.

Tanggapan 5 – teguh m_purnawan

Pak Mahadi,

sepertinya ini berhubungan dengan safety ya?

Menambahkan yang dijelaskan Pak Darwis, selain energi, hal ini berhubungan dengan impact/momentum dan perlambatan.

Untuk konversi hal2 tersebut ke massa, tergantung jatuhnya dimana dulu. Kalau jatuh di lumpur atau kasur, bisa jadi beratnya kurang dari 650 kg.

Kalau jatuhnya di batu, bisa jadi lebih dari 650 kg. Angka 650 kg ini dari mana ya? Apa ada beban 100 kg dijatuhkan diatas timbangan terus dicatat?

Tanggapan 6 – boris indrapraja

Pak Mahadi,

Saya coba untuk menjawab.

Ada parameter yang harus dicari dan kita asumsikan. Asumsi:

– benda jatuh bebas (v1 = 0 m/s)

– distance traveled after impact (d) = 0.077 m (mungkin maksudnya benda masuk ke dalam tanah sedalam 7,7cm setelah tumbukan)

– g = 9.8 m/s2

Pertama yang harus dicari adalah total work done on the object. ‘From work-energy principle, change in the kinetic energy of an object is equal to the net work done on the object.’

W = 1/2.m.v2^2 – 1/2.m.v1^2

Untuk mencari W harus dicari impact velocity (v2) yaitu kecepatan benda sesaat sebelum jatuh ke tanah menggunakan rumus v2 = (2gh)^0.5 = 3.13m/s. Jadi, W = 490J.

Kedua, ‘For a straight-line collision, the total work done is equal to the average force of impact times the distance traveled during the impact.’

Average impact force x Distance traveled = Change in kinetic energy

F X d = 1/2.m.v2^2

Dari sini diperoleh F=6363.64N.

Kemudian dengan impact force sebesar 6363.64N seolah2 massa benda menjadi = F/g = 650kg.

http://www.livephysics.com/tools/classical-mechanics/solve-problem-related-to-impact-force-from-falling-object.html

Mudah2an bisa membantu. Silahkan dikoreksi jika ada yang salah.

Tanggapan 7 – Ijeff fend

Rekan mahadi,

Wah udah agak lupa nih, cuma ini tidak terlepas dari Gaya Gravitasi dengan kecepatan jatuh benda M/second, saya udah lupa besarannya mesti buka schaum series lagi he.he.he..mungkin ada rekans yg lain nambahin.

Tanggapan 8 – ‘Didit’

Menurut saya, itu merupakan sebuah momentum. Yaitu

montum P=m.v

v=sqr(2gh)

Kalo dihitung 100kg sebanding dengan 313satuan momentum (bukan 650kg).

Artinya jika suatu alat timbangan dijatuhkan masa 100kg dari ketinggian 0.5m

maka sesaat jarum timbangan akan menunjuk angka 313 dan kembali normal ke angka 100.

Ga tau deh Mungkin sprti itu.

Tanggapan 9 – Rifky Gazali

Sepengetahuan saya itu berkaitan dengan energi kinetik ( Ek = 1/2 . m . v2)

jadi 650 = 1/2. 100kg. v2, bisa kita cari V2 nya dulu (kecepatan kuadrat). kira2 seperti itu… Rifky…

Tanggapan 10 – ‘Andi Setiyono’

Juga ada perhitungan percepatan bendanya a=sqrt(2.g.h)

Tanggapan 11 – indradjaja andy

Pak Mahadi,

Coba di buka kembali catatan atau teori mengenai kuliah atau mata pelajaran Fisika Dasar tentang kinematika dan dinamika atau di lihat di Hukum Newton 3.

Tanggapan 12 – dimas_ariestyanto

Dengan jatuh dari ketinggian 0,5 m, Nilai v kuadratnya 10

Jadi Ek nya 650 itu masih mitos.

Tanggapan 13 – Moh Darwis

Setuju Pak Dimas,

Energy mekanik (atau energy total) = energy kinetik + energy potensial.

Selama benda bergerak ke bawah, energy mekaniknya selalu tetap.

Yang berubah adalah energy kinetik dan energy potensialnya.

Pada saat bergerak ke bawah, energy kinetik makin lama akan makin besar, sedangkan energy potensialnya akan makin kecil.

Jadi untuk kasus ini, pada ketinggian 0,5 meter :

– Energy potensialnya = m x g x h = 100 x 10 x 0,5 = 500 joule

– Energy kinetiknya = 1/2 x m x v^2 = 0, karena benda diam

– Energy mekaniknya = 500 joule

Pada saat di permukaan bumi (tinggi = 0) :

– Energy potensialnya = m x g x h = 0 joule

– Velocity = (2 x g x s)^0.5 , dimana s adalah jarak yang sudah ditempuh.

= (2 x 10 x 0,5)^0.5 = 10^0.5 (akar kuadrat 10)

Energy kinetiknya = 1/2 x m x v^2 = 1/2 x 100 x (10^0.5)^2

= 1/2 x 100 x 10

= 500 joule

– Energy mekaniknya = 500 joule

Tanggapan 14 – uci sanusi

Gerak jatuh bebas atau GJB adalah salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang hanya dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi. Variasi dari gerak ini adalah gerak jatuh dipercepat dan gerak peluru.

Rumus umum

Secara umum gerak yang hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi memiliki bentuk:

y = y_0 + v_0 cdot t + frac12 g t^2 !

di mana arti-arti lambang dan satuannya dalam SI adalah

t adalah waktu (s)

y adalah posisi pada saat t (m)

y0 adalah posisi awal (m)

v0 adalah kecepatan awal (m/s)

g adalah percepatan gravitasi (m/s2)

Akan tetapi khusus untuk GJB diperlukan syarat tambahan yaitu:

v_0 = 0 !

sehingga rumusan di atas menjadi

y = y_0 + frac12 g t^2 !

Analogi gerak jatuh bebas

Apabila gerak jatuh bebas adalah gerak yang hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, dapat dikemukakan gerak jatuh yang mirip akan tetapi tidak hanya oleh gaya gravitasi, misalnya gerak oleh gaya listrik.

GJB dan analoginya

Gerak oleh gaya gravitasi

Gaya F = mg !

Percepatan a = g !

Kecepatan v = gt !

Posisi y = frac{1}{2} g t^2 !

Dengan memanfaatkan kedua gaya yang mirip ini percobaan Millikan dilakukan untuk mengukur muatan elektron dengan menggunakan setetes minyak.

Tanggapan 15 – patra putra

Maaf pak, maksud pertanyaanya apa ya pak.

coba di cek di link berikut, dan cari yang bapak maksud.

http://id.wikipedia.org/wiki/Gerak_jatuh_bebas

atau

http://www.fisikaonline.com/index.php?option=com_content&view=article&id=72:gaya-dan-hukum-newton&catid=14:suhu&Itemid=90

Tanggapan 16 – Mahadi Capah

Ada kawan yang nanya, dan saya sendiri gak pernah kepikiran darimana jalannya,

wah, kalau harus buka buku fisika kayaknya gak ada lagi tuh heheh,

Saya nanya karena menurut teori FALL, ada perubahan berat:

Jatuh: Berat

0.5 m = 650 kg

1.0 m = 1220 kg

1.5 m = 1780 kg

2.0 m = 2340 kg

yang jadi pertanyaan, hasilnya itu dari mana gitu lho, atau boleh dibilang gimana cara ngedapatinnya,

Kalau pakai rumus = mgh, tetap gak bisa, pakai rumus 1/2 mv2 juga gak bisa…

atau masih ada rumus lain kali ya, atau pakai integral

Sorry dah ngerepotin teman2 ๐Ÿ™‚

Tanggapan 17 – indradjaja andy

Pak Mahadi,

Kebetulan sedang aktif membantu sdm anak Papua Barat di kampus jadi sering buka kembali buku diktat fisika dan intinya bisa di turunkan dari hk newton 3 , kinematika dan dinamika dan akhirnya mendapatkan rumus dari derivatifnya.

Tanggapan 18 – Triez trisworo99

Mas Indra,

Mungkin bisa di share rumus derivatifnya. Klo mungkin bisa ketemu darimana angka 650 sebenarnya.

Semoga ga sampe turunan ke-5 dech pak. ๐Ÿ™‚

Tanggapan 19 – hotma parasian

Betul sekali pak, bolehkah dishare rumusnya, jujur aja saya penasaran, soalnya saya juga suka pelajaran fisika…hehehehe

Tanggapan 20 – Marthin Winner

Saya belum baca semua reply sebelum2nya, maka jika jawabannya berulang (atau sudah dijawab) mohon dimaklumi.

Hukum kekekalan energi, Ep1+Ek1 = Ep2 + Ek2

(1) pada ketinggian h

(2) ketinggian 0

Ek2 = Ep1 = mgh

Ketika benda menumbuk, maka seyogyanya ada penetrasi benda tersebut ke alas tumbukkan (bisa alas keras, ataupun elastis), let say ‘x’ meter

maka Ek2 = F.s, F=Ek2/s –> energy = gaya x perpindahan

m.g = Ek2/s

m = Ek2/(g.s) –> massa benda yg terukur/ apparent, berbanding terbalik dengan jarak penetrasi, dan berbanding lurus dengan ketinggian benda hal ini logis, misalkan object jatuh di aspal keras (jarak penetrasi 0m), dibandingkan dengan balon (penetrasi bisa >0 m), maka jadi berandai misalkan massa adalah 1 kg dan dijatuhkan dari jarak 10 meter, dan diasumsikan terjadi penetrasi 0.1 meter, maka massa apparent (massa terukur) = 100 kg atau sepuluh kali lipat dari massa karena gravitasi bumi.

Tanggapan 21 – indradjaja andy

Mas Triez/Mas Hotman ,

Wuaduhh .. waktu itu tak tulis di kertas coretan sama white board dan di bahas bersama sama mahasiswa ku jadi begitu ketemu yang di white board sudah di hapus dan yang di kertas di bawa sama mahasiswa tsb , tapi sewaktu di tanya entah di mana di simpannya.

Secara empris jawabannya tidak sesuai dengan angka yang tertera di paparan pak Mahadi namun hampir mendekati , karena perhitungan pabrik pasti ada meambahkan variable lain sedangkan kami mencoba dengan variable yang ada pada teori kinematika dan newton 3 tsb.

Memang agak panjang .. tau sendiri khan kalau turunan dari rumus baku itu pasti panjang.. maaf bukan tidak mau berbagi..

Tanggapan 22 – Mahadi Capah

Terima kasih buat respon teman2 yang begitu antusias, saya sangat menghargainya, mungkin saya harus balik lagi belajar karena pertanyaan ini sebenarnya sepele tapi jawabannya susah banget dicarinya.

Thanks buat atensinya.

Tanggapan 23 – yudi putera

Mas Mahadi

mungkin bisa di tanya balik ke temanmu, dia dapat informasi tersebut dari siapa? atau baca di referensi mana? fall teori mana yang menyatakan hal tersebut? nah..nanti bisa kita telusuri lebih lanjut jika masih banyak yang berminat.

Tanggapan 23 – James J Oetomo

Seperti yang dijelaskan pak Darwis, kalau berat itu besarnya sama dmana saja kita berada. Tapi beratnya bisa bervariasi, tergantung percepatan gravitasinya

Kalau massa bendanya (m) 100 kg, maka dengan percepatan gravitasi (g = 10m/s2). Kalau pake rumus

Sigma_force = d/dt (momentum)

Dengan mengasumsikan bendanya rigid, maka rumusnya menjadi

Berat = massa x percepatan_gravitasi

Berat = 100 kg x 10 m/s2 = 1000 Newton

Sedangkan kalau yang dicari adalah energi, maka pada kondisi awal energi yang ada hanyalah energi potensial (asumsi kecepatan awal = 0)

Energi potensial_1 = massa x perc_gravitasi x perbedaan_tingggi_terhadap_reference

Energi potensial_1 = 1000 x 10 x 0.5

Energi potensial_1 = 5000 Joule

Kalau yang ditanya berapa besarnya energi kinetik tepat sebelum benda yang jatuh bebas tersebut mengenai reference, maka

Energi kinetik = 5000 Joule

Seluruh energi potensial telah terkonversi menjadi energi kinetik

Sehingga kecepatan benda tersebut tepat sebelum mengenai reference adalah

En_kinetik_2 = 0.5 x massa x (kecepatan ^ 2)

En_potensial_1 = 0.5 x massa x (kecepatan ^ 2)

m x g x h = 0.5 x m x (kecepatan ^ 2)

kecepatan = akar (2 x g x h)

Atau besarnya energi ini juga dapat dihitung secara kinematik (kalau yang diatas pake kekekalan energi)

kecepatan = kecepatan_awal + percepatan x waktu

v = v0 + a t

dengan v0 = 0 dan a = g,maka

v = gt

v = g (jarak / kecepatan)

v ^ 2 = g (jarak)

v = akar (2 g h)

Trus energinya juga bisa dicari dengan

Ek = 1/2 m v^2 yang hasilnya pasti juga 5000 Joule

Seperti dilihat rumus diatas, kecepatan suatu benda yang mengenai reference, tergantung hanya dari perbedaan tinggi saja, jadi misalnya kalau yang dijatuhkan adalah 2 benda yang berbeda, misalnya yang satu obeng, yang satu lagi batu bata, dua benda tersebut akan jatuh mengenai safety helmet pada saat yang bersamaan

Kemudian kalau yang ditanya daya (power), maka juga bisa diitung

daya = turunan (energi)

p = dw / dt

Tapi karena gerak jatuh bebas, energinya totalnya konstan, jadi dayanya = 0

Kalau ketemu beratnya jadi 650newton, kalau kejadian jatuh bebasnya di permukaan bumi, itu misteri, kalau di planet lain mungkin, he3