Dalam konteks fisika, sebuah objek yang ditembakkan dengan sudut tertentu terhadap permukaan horizontal disebut proyektil. Dalam hal ini, kita membahas proyektil dalam bentuk peluru yang ditembakkan dengan kecepatan awal 60 m/s pada sudut elevasi 30°.
Fisika Proyektil
Ketika sebuah objek ditembakkan sebagai proyektil dan diabaikan gesekan udara, ada dua aspek gerak independen yang saling berpengaruh: gerak horizontal (x) dan vertikal (y). Gerak horizontal objek adalah gerak seragam, artinya kecepatan konstan. Sebaliknya, gerak vertikal adalah gerak dengan percepatan konstan yaitu akselerasi gravitasi.
Analisis Gerak
Gerak Horizontal
Dalam gerak horizontal, kecepatan awal (Vx0) dihitung sebagai Vx0 = V0 * cos(θ), di mana V0 adalah kecepatan awal proyektil dan θ adalah sudut elevasi. Jadi, menggunakan nilai-nilai yang diberikan, Vx0 menjadi 60 m/s * cos(30°) = 51.96 m/s.
Gerak horizontal adalah seragam, sehingga posisi objek pada setiap titik waktu dapat diukur dengan rumus x = Vx0 * t.
Gerak Vertikal
Pada sisi lain, kecepatan awal gerak vertikal (Vy0) dihitung sebagai Vy0 = V0 * sin(θ). Menggunakan nilai-nilai yang diberikan, Vy0 adalah 60 m/s * sin(30°) = 30 m/s.
Berbeda dengan gerak horizontal, gerak vertikal berubah seiring waktu karena akselerasi gravitasi. Kecepatan vertikalnya pada titik waktu t dihitung sebagai Vy = Vy0 - gt, di mana g adalah akselerasi gravitasi (mengambil nilai positif).
Posisi vertikal objek pada titik waktu t ditemukan dengan y = Vy0 * t - 0.5 * g * t².
Waktu Penerbangan & Jarak Maksimum
Waktu penerbangan total (t) adalah waktu yang dibutuhkan proyektil untuk kembali ke ketinggian awalnya. Ini dihitung dengan rumus t = 2 * Vy0 / g. Untuk gravitasi standar sebesar 9.8 m/s², ini menjadi t = 2 * 30 m/s / 9.8 m/s² = 6.12 s.
Jarak maksimum (R) adalah jarak horizontal maksimum yang dicapai oleh proyektil dan dihitung dengan R = Vx0 * t. Menggunakan nilai yang sudah kita hitung, ini menjadi R = 51.96 m/s * 6.12 s = 318.16 m.
Kesimpulan
Menggunakan prinsip fisika dasar, kita dapat menganalisis dan memahami gerak sebuah proyektil, dalam hal ini peluru, yang ditembakkan dengan kecepatan awal 60 m/s dan sudut elevasi 30°. Pengetahuan ini dapat membantu dalam berbagai aplikasi, mulai dari prediksi trayektori dalam olahraga hingga perencanaan dalam konteks militer atau aero-ruang.
