← Kembali ke Pilihan Materi
// 03 — Gerak Jatuh Bebas

Gerak Jatuh Bebas:
Ketika Gravitasi Berkuasa

Salah satu fenomena fisika paling intuitif sekaligus paling sering disalahpahami. Apakah benda berat jatuh lebih cepat dari benda ringan? Jawabannya akan mengejutkan kamu.

🔭 FENOMENA NYATA

Galileo Galilei vs. Aristoteles: Siapa yang Benar?

Selama 2.000 tahun, manusia percaya pada ajaran Aristoteles bahwa benda yang lebih berat jatuh lebih cepat. Lalu datanglah Galileo Galilei pada akhir abad ke-16 yang menjatuhkan dua bola dari puncak Menara Pisa. Hasilnya: keduanya mendarat hampir bersamaan!

Galileo membuktikan bahwa dalam kondisi tanpa hambatan udara, semua benda jatuh dengan percepatan yang sama — yaitu g ≈ 10 m/s².

Pembuktian paling dramatis terjadi pada tahun 1971 ketika astronot Apollo 15, David Scott, menjatuhkan palu dan bulu burung di permukaan Bulan — keduanya mendarat tepat bersamaan.

🎯 Apa Itu Gerak Jatuh Bebas?

GJB adalah gerak jatuhnya benda yang hanya dipengaruhi gravitasi, tanpa hambatan udara. Ini adalah kasus khusus dari GLBB dengan dua syarat:

Syarat Gerak Jatuh Bebas:

  • ▸Kecepatan awal = 0 (v₀ = 0): benda dilepas dari keadaan diam, tidak dilempar
  • ▸Percepatan = g: satu-satunya percepatan adalah gravitasi bumi (g = 10 m/s²)
  • ▸Arah gerak: ke bawah — searah dengan gaya gravitasi

GJB adalah idealisasi. Dalam kehidupan nyata, hambatan udara selalu ada. Itulah mengapa bulu jatuh lebih lambat dari batu di udara — bukan karena gravitasinya berbeda, melainkan karena hambatan udara yang jauh lebih besar pada bulu.

💡 ANALOGI SEHARI-HARI

Bayangkan kamu menjatuhkan koin dari jendela. Saat dilepas, gravitasi langsung bekerja. Setiap detik kecepatannya bertambah 10 m/s. Detik ke-1: 10 m/s. Detik ke-2: 20 m/s. Detik ke-3: 30 m/s. Makin lama makin cepat!

📊 Perkembangan Kecepatan dalam GJB

Kecepatan bertambah linear, tetapi jarak bertambah kuadratik:

Pertumbuhan kecepatan dan jarak (g = 10 m/s²):

  • ▸t = 0 s → v = 0 m/s, h = 0 m
  • ▸t = 1 s → v = 10 m/s, h = 5 m
  • ▸t = 2 s → v = 20 m/s, h = 20 m
  • ▸t = 3 s → v = 30 m/s, h = 45 m
  • ▸t = 4 s → v = 40 m/s, h = 80 m
  • ▸t = 5 s → v = 50 m/s, h = 125 m

📐 Rumus Gerak Jatuh Bebas

Kecepatan pada waktu t
v = g · t
Kecepatan bertambah 10 m/s setiap detik
v (m/s) · g = 10 m/s² · t (s)
Jarak Jatuh
h = ½ · g · t²
Jarak jatuh sebanding dengan kuadrat waktu
h (m) · g = 10 m/s² · t (s)
Kecepatan vs Ketinggian
v² = 2 · g · h
Mencari v tanpa harus tahu waktu
v (m/s) · g = 10 m/s² · h (m)
Waktu Jatuh
t = √(2h / g)
Dari h = ½gt², cari t
Akar dari (2h dibagi g)
⚠️ PERHATIAN

Nilai g di Bumi ≈ 9,8 m/s², namun untuk mempermudah perhitungan, umumnya dibulatkan menjadi g = 10 m/s². Di Bulan g ≈ 1,6 m/s², di Mars g ≈ 3,7 m/s².

🧮 Contoh Soal

Contoh: Batu Jatuh dari Tebing

  • ▸Batu dilepas dari atas tebing setinggi 125 m. (g = 10 m/s²). Berapa lama batu jatuh?
  • ▸Waktu: t = √(2h/g) = √(2×125/10) = √25 = 5 detik
  • ▸Kecepatan: v = gt = 10×5 = 50 m/s
  • ▸Atau: v² = 2gh = 2×10×125 = 2500 → v = √2500 = 50 m/s ✓
← GLBBLanjut ke Gerak Vertikal →