Ketika sebuah proyektil seperti peluru ditembakkan dengan sudut tertentu, kita dapat menerapkan prinsip fisika, khususnya hukum gerak proyektil atau gerak melingkar, untuk menghitung berbagai parameter gerakannya, seperti jarak jangkauan maksimum (range), ketinggian maksimum, dan waktu terbang.
Prinsip Dasar
Sebuah peluru yang ditembakkan dari tanah dengan sudut elevasi dan kecepatan awal tertentu akan menjalani apa yang dikenal sebagai gerak proyektil. Gerak ini bisa dibagi menjadi dua komponen independen: gerak horizontal dengan kecepatan konstan, dan gerak vertikal dengan percepatan konstan (akibat dari gravitasi).
Untuk kasus ini, kita memiliki peluru dengan massa 20 gram (0.02 kg), yang ditembakkan dengan sudut elevasi 30° dan dengan kecepatan awal 40 m/s.
Rumus Dasar
- Kecepatan awal horizontal (u_x) dan vertikal (u_y):
Dalam gerak proyektil, kecepatan awal bisa dibedakan menjadi dua komponen, yakni horizontal dan vertikal.
u_x = u * cos(θ)u_y = u * sin(θ)di mana “u” adalah kecepatan awal dan “θ” adalah sudut elevasi.
- Waktu terbang (t):
Waktu total untuk bolide ini berada di udara (terbang) bisa dihitung dengan rumus berikut:
t = (2 * u_y) / gdi mana “u_y” adalah kecepatan awal vertikal dan “g” adalah percepatan gravitasi (9.8 m/s²).
- Jangkauan maksimum (R):
Jangkauan maksimum proyektil bisa dihitung dengan rumus berikut:
R = (u^2 * sin(2θ)) / g“u” adalah kecepatan awal, “θ” adalah sudut elevasi, dan “g” adalah percepatan gravitasi (9.8 m/s²).
- Ketinggian maksimum (H):
Ketinggian maksimum yang bisa dicapai oleh peluru bisa dihitung dengan rumus:
H = (u_y^2) / (2 * g)“u_y” adalah kecepatan awal vertikal dan “g” adalah percepatan gravitasi.
Dengan menerapkan rumus-rumus di atas pada parameter-parameter yang diberikan, kita bisa mengetahui lebih detail mengenai jalannya gerakan peluru tersebut.