Bagaimana Konsep Gerak Parabola Menjelaskan Performa dalam Olahraga

Gerak proyektil adalah gerak suatu benda yang diberi kecepatan awal, kemudian menempuh lintasan yang arahnya sepenuhnya dipengaruhi oleh percepatan gravitasi. Benda yang dilepaskan ke udara termasuk sebagai gerak proyektil, termasuk saat ada faktor lain yang mempengaruhi misalnya gesekan dengan udara. Salah satu contoh dari gerak proyektil adalah gerak parabola.

Gerak parabola adalah gerak yang memadukan arah sumbu vertikal dan arah sumbu horizontal. Pada sumbu horizontal, geraknya merupakan Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan pada sumbu vertikal geraknya merupakan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). 

Disebut gerak parabola karena benda bergerak menempuh lintasan seperti parabola. Saat ada benda yang dilemparkan, ditembakkan atau dilesatkan dengan membentuk sudut, maka benda akan memiliki komponen kecepatan vertikal dan komponen kecepatan horizontal.

Komponen kecepatan horizontal ditulis sebagai V0x, sedangkan kecepatan vertikal ditulis sebagai V0y. Pada posisi awal, benda hanya memiliki V0x dan V0y. Saat benda dilepaskan, kecepatan horizontal tidak berubah seiring waktu. Tetapi komponen vertikal V0y yang berubah karena gaya vertikal akibat efek dari gravitasi. Kecepatannya makin berkurang seiring waktu sampai pada posisi V0y =0. Saat V0y mencapai 0, maka tercapai ketinggian maksimum H. 

Setelah mencapai ketinggian maksimum, maka benda lanjut bergerak turun, V0y akan menjadi negatif dan searah dengan gravitasi sehingga kecepatannya makin bertambah seiring waktu. Pada posisi akhir, benda akan memiliki kecepatan vertikal – V0y, sama seperti kecepatan awal ia dilepaskan hanya saja bertanda negatif karena sekarang arahnya berlawanan. Keseluruhan gerak akan membentuk pola yang disebut sebagai parabola.

Salah satu contoh gerak proyektil dengan lintasan parabola yang sering disebutkan di buku-buku teks fisika adalah gerak dari peluru yang ditembakkan. Ternyata bukan hanya itu saja. Contoh lain misalnya, saat ramai Olimpiade Paris 2024 kemarin. 

Banyak olahraga yang mempraktikkan konsep gerak proyektil ini. Bebarapa diantaranya yaitu dalam olahraga yang menggunakan bola (misalnya sepak bola, bola voli, bola basket, golf, dan sebagainya), hingga olahraga yang menggunakan alat (misalnya panahan, menembak, lempar lembing, tolak peluru, bahkan badminton). Semua benda yang digunakan pada perlombaan menempuh gerak dengan lintasan yang tidak lurus, melainkan berbentuk parabola.

Meninjau olahraga lempar lembing atau javelin throw, lembing yang berbentuk seperti galah dengan diameter 2-3 cm dilemparkan sekuat mungkin dengan tujuan mencapai jarak horizontal terjauh saat mendarat.

Sudut terbaik untuk menghasilkan jarak horizontal terjauh adalah 45 ⁰. Nilai ini adalah berdasarkan persamaan untuk mencari jarak horizontal terjauh:

Agar xmaks bernilai maksimal maka sin 2θ harus bernilai 1, yakni sin 2(45⁰). Sehingga apabila atlet melemparkan lembingnya pada sudut yang terlalu kecil atau terlalu besar daripada 45 ⁰, maka jarak tempuh horizontalnya tidak akan mencapai maksimum. 

Hal ini berlaku pada keadaan mengabaikan faktor lain seperti adanya gesekan udara, aerodinamik lembing dan posisi ketinggian lembing yang dipegang atlet saat melempar. Sedangkan mengutip artikel theconversation.com mengenai biomekanika lempar lembing, sudut terbaik untuk melemparkan lembing adalah 30-36 ⁰. Hal tersebut dipengaruhi oleh aerodinamik dan kecepatan lembingnya. 

Konsep yang sama diterapkan dalam olahraga lain untuk mencapai letak jarak horizontal yang ditargetkan. Atlet harus mengkalkulasikan bagaimana posisi, kecepatan awal dan sudut yang dibutuhkan saat menendang, memukul, atau melesatkan benda agar bisa mencapai lokasi yang ditargetkan. Berikut beberapa ilustrasi lain mengenai gerak parabola dalam olahraga.

1. Gerak Parabola pada permainan bola basket

2. Gerak Parabola pada  permainan bola voli

3. Gerak Parabola Pada Olahraga Panahan

Itulah penjelasan mengenai bagaimana gerak parabola mampu menjelaskan performa dalam olahraga. Bagaimana sesuatu yang biasa kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari bisa dijelaskan dengan sains.

Share this post