Bahan Gerakan Jatuh Bebas
Pada zaman dahulu, pergerakan objek yang jatuh ke tanah merupakan topik yang sangat menarik dalam falsafah semula jadi. Ahli falsafah Aristotle pernah mengatakan bahawa objek yang mempunyai jisim yang lebih besar jatuh lebih cepat daripada objek yang lebih ringan. Pendapat Aristotle mempengaruhi pandangan orang yang hidup sebelum Galileo, yang percaya bahawa objek yang mempunyai jisim yang lebih besar jatuh lebih cepat daripada objek yang lebih ringan dan kelajuan jatuhan sesuatu objek adalah berkadar terus dengan jisimnya. Mungkin anda juga terfikir perkara yang sama sebelum mempelajari topik ini.
Jatuhkan sehelai kertas dan sebuah buku dari ketinggian yang sama. Letakkan kertas di tapak tangan kiri anda dan buku di tapak tangan kanan anda. Selepas jatuh, buku itu akan jatuh ke lantai dahulu, manakala kertas itu akan jatuh ke lantai kemudian. Sekarang, cuba letakkan kertas di atas buku itu, kemudian jatuhkan kedua-dua kertas dan buku itu ke lantai. Kali ini, kertas dan buku itu jatuh ke lantai secara serentak.
Suatu objek dikatakan mengalami gerakan jatuh bebas jika objek itu bergerak serenjang dengan pusat bumi dan semasa pergerakannya, objek itu mengalami pecutan graviti yang malar. Jika ia jatuh bebas berhampiran permukaan bumi, objek itu mengalami pecutan graviti yang malar sebanyak 9,8 m/s2 dan arah pecutan graviti adalah ke arah pusat bumi (serenjang dengan permukaan bumi). Untuk memudahkan pengiraan yang dijalankan oleh pelajar yang sedang belajar, g dibundarkan kepada 10 m/ s2.
Terdapat tiga situasi yang berbeza, antaranya:
1. Objek bergerak secara menegak ke bawah tanpa halaju awal (tiada v)o). Contohnya, sebiji buah jatuh dari pokok selepas tercabut dari batangnya. Arah gerakan sentiasa ke bawah dan objek mengalami pecutan, oleh itu pecutan graviti (g) sentiasa positif. Dalam buku fizik tertentu ia dipanggil gerakan jatuh bebas
2. Objek bergerak secara menegak ke bawah dengan halaju awal tertentu (terdapat vo). Contohnya, sebiji batu dilontar secara menegak ke bawah. Arah gerakan sentiasa ke bawah dan objek mengalami pecutan, oleh itu g sentiasa positif. Dalam buku fizik tertentu ia dipanggil gerakan menegak ke bawah.
3. Sebuah objek bergerak secara menegak ke atas dengan halaju awal tertentu. Selepas mencapai ketinggian maksimumnya, objek tersebut bergerak kembali ke bawah. Contohnya, anda membaling sebiji guli secara menegak ke atas dan kemudian menangkapnya semula semasa ia bergerak ke bawah. Apabila bergerak ke atas, objek tersebut mengalami nyahpecutan (g negatif), apabila bergerak ke bawah, objek tersebut mengalami pecutan (g positif). Dalam buku teks fizik tertentu, ini dipanggil gerakan menegak ke atas.
Perlu diingatkan bahawa jika sesuatu objek mengalami salah satu daripada tiga keadaan di atas, objek tersebut dikatakan jatuh bebas.
Formula Gerakan Jatuh Bebas
Gerakan jatuh bebas merupakan contoh gerakan linear yang berubah secara seragam, oleh itu formula untuk gerakan jatuh bebas pada asasnya sama dengan formula untuk gerakan linear yang berubah secara seragam dan diselaraskan kepada keadaan gerakan jatuh bebas.
Penerangan:
h = tinggi (meter), vo = laju awal (meter/saat), vt = laju akhir (meter/saat), t = masa (saat), g = pecutan akibat graviti (meter/saat)2) = 9,8 m/s2 atau 10 m/s2.
Pecutan graviti malar 10 m/s2 (g positif – objek bergerak ke bawah), bermakna kelajuan objek meningkat sebanyak 10 m/s setiap 1 saat. 2 saat kemudian, kelajuan objek menjadi 20 m/s, 3 saat kemudian kelajuan objek menjadi 30 m/s. Nyahpecutan graviti malar ialah 10 m/s2 (g adalah negatif, objek bergerak ke atas) bermakna kelajuan objek berkurangan sebanyak 10 m/s2 setiap 1 saat. 2 saat kemudian, kelajuan objek berkurangan sebanyak 20 m/s. 3 saat kemudian, kelajuan objek berkurangan sebanyak 30 m/s.
Pecutan atau nyahpecutan malar hanya berlaku berhampiran permukaan Bumi. Dalam subjek Hukum graviti Newton, anda akan belajar bahawa nilai g berkurangan dengan kuasa dua jarak.
Kaji contoh masalah gerakan jatuh bebas , contoh masalah gerakan menegak ke bawah dan contoh masalah gerakan menegak ke atas supaya anda dapat lebih memahami bahan tentang gerakan jatuh bebas.
