Aplikasi Gerak Parabola pada Pukulan Dri
Jurnal Aplikasi Gerak Parabola pada
Teknik Pukulan Drive dalam Tenis Meja
Jurnal ini dibuat untuk memenuhi Tugas Akhir Semester 1 mata pelajaran Fisika dan
Physical Education
Disusun oleh:
Gabriella Pauline Djojosaputro
Kelas 11 Technology
Charis National Academy Malang
Tahun 2015
1.
PENDAHULUAN
Tenis meja adalah permainan di mana dua kubu pemain memukul bola menggunakan bat ke
arah lawan dengan tujuan membuat lawan tidak bisa mengembalikan bola. Permainan ini menyerupai
tenis, hanya saja dilakukan di dalam ruangan dan menggunakan meja tenis.
Permainan ditemukan sekitar abad ke-19 oleh tentara Inggris. Mereka menggunakan sebaris
buku sebagai net dan dua buku lainnya untuk memukul bola golf. Permainan ini terus mengalami
perkembangan hingga menjadi seperti permainan tenis meja yang dikenal sekarang.
Teknik pukulan dalam tenis meja ada push, drive, chop, block, service, spin, lob, dan smash.
Drive adalah pukulan dari bawah serong ke atas dengan posisi bat miring ke depan. Pukulan ini
bersifat keras dan cepat, sehingga sering digunakan untuk mempercepat permainan. Jurnal ini akan
membahas aplikasi gerak parabola pada pukulan drive.
Bola pada permainan tenis meja bergerak secara parabola. Pada gerak parabola, bola bergerak
secara GLB (Gerak Lurus Beraturan) di bidang horizontal dan GLBB (Gerak Lurus Berubah
Beraturan) di bidang vertikal. Gerak vertikal bola memiliki percepatan karena adanya percepatan
gravitasi yang memengaruhi bola. Melalui penelitian ini, penulis akan menguji prinsip-prinsip gerak
parabola dengan mengaplikasikannya untuk mencari kecepatan awal dan ketinggian maksimal bola
tenis meja yang dipukul dengan teknik drive.
2.
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Tenis Meja
Tenis meja adalah olahraga yang dimainkan oleh 2 orang (permainan tunggal) atau 4
orang (permainan ganda). Kedua kubu memukul bola dengan bat ke arah lawan dengan tujuan
membuat lawan tidak bisa mengembalikan bola. Pemenang permainan adalah kubu yang
mendapatkan 11 poin terlebih dahulu. Bila kedua kubu mencapai 10 poin, maka pemenang
harus mendapatkan selisih 2 poin dari kubu lawan.
2.2 Teknik Pukulan Drive
Drive adalah pukulan yang bersifat keras dan cepat sehingga sering digunakan untuk
mempercepat permainan. Pukulan ini menggunakan ayunan panjang dari bawah serong ke
atas, dengan posisi bat miring ke depan. Langkah-langkah untuk melakukan drive adalah
sebagai berikut:
a. Kaki dalam posisi siap, lutut sedikit ditekuk.
b. Siku membentuk sudut 90 derajat.
1
c. Posisikan bat di bagian kiri depan perut dengan bat membentuk sudut lancip
dengan permukaan meja.
d. Saat bola datang, gerakkan bat ke atas diikuti dengan gerakan memutar
badan, tanpa mengubah posisi siku.
2.3 Gerak Parabola
Gerak Parabola atau gerak peluru adalah gerak yang membentuk sudut tertentu (sudut
elevasi) terhadap bidang horizontal. Sehingga bekerja dua macam gerak, yaitu gerak
horizontal dengan Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan gerak vertikal dengan Gerak Lurus
Berubah Beraturan (GLBB). Di mana pada GLB kecepatan konstan, sedangkan pada GLBB
kecepatan berubah karena dipengaruhi oleh gaya gravitasi.
Gambar 1. Diagram kecepatan, jarak tempuh, dan
ketinggian bola pada gerak parabola
Pada titik Awal
Kecepatan terurai menjadi dua vektor yaitu
nilai
v0 x
dan
v 0 y , sehingga untuk mencari
v 0 bisa menggunakan rumus phytagoras/trigonometri.
Pada titik A
o Kecepatan
Untuk v x
tetap menggnakan rumus seperti kecepatan awal karena merupakan
Gerak Lurus Beraturan, sedangkan untuk
vy
kecepatan dipengaruhi oleh
gravitasi yang menarik benda ke bawah (Gerak Lurus Berubah Beraturan),
sehingga kecepatan berkurang.
2
o
Jarak
Untuk jarak horizontal dicari menggunakan rumus Jarak Gerak Lurus Beraturan,
sedangkan untuk jarak vertikal atau tinggi dicari menggunakan rumus jarak
Gerak Lurus Berubah Beraturan.
1
Y A =V 0 y . t a− g t a2
2
Pada titik B (titik tertinggi/ y maks )
o Kecepatan
Kecepatan horizontal tetap sedangkan kecepatan vertikal = 0, karena telah
mencapai titik maksimum sehingga benda diam sesaat kemudian turun.
o
o
Waktu
Untuk mencari waktu diturunkan dari persamaan
Jarak
vy
= 0.
Horizontal ( x ¿
Merupakan horizontal di mana benda berada pada posisi tertinggi (
y maks ¿ , rumus diturunkan dari rumus jarak Gerak Lurus Beraturan.
3
Vertikal ( y atau h atau tinggi)
Tinggi maksimum yang dapat dicapai benda.
Pada titik C
Untuk gerak parabola pada titik C hampir mirip dengan di titik A, hanya saja karena
ditarik gravitasi sehingga:
V Cy=V 0 . sin α −g t c
Pada titik D (Jarak terjauh/ x maks )
o Kecepatan sesaat sebelum menyentuh tanah
Kecepatan horizontal tetap menggunakan rumus Gerak Lurus Beraturan,
sedangkan kecepatan vertikal yang ditarik oleh gravitasi mengalami penambahan
kecepatan atau Gerak Lurus Berubah Beraturan
V xXmaks =V 0 x =V 0 . cos α
V yXmaks=V 0 . sin α −g t Xmaks
o
Waktu
Waktu yang digunakan benda untuk sampai ke titik terjauh = 2 kali waktu benda
untuk mencapai jarak ketika berada di titik tertinggi
o
Jarak
Horizontal
Dijabarkan rumus jarak Gerak Lurus Berubah Beraturan.
4
Vertikal
Karena sampai di tanah sehinga y = 0.
https://id.wikipedia.org/wiki/Tenis_meja
http://olahraga.smansax1-edu.com/2015/03/peraturan-permainan-tenis-meja-terbaru.html
http://www.smansax1-edu.com/2014/08/gerak-parabola-rumus-dan-contoh-soal.html
3.
METODOLOGI
3.1 Alat:
a. Kamera untuk merekam permainan tenis meja
b. Laptop untuk mengolah rekaman yang telah didapat
c. Stopwatch untuk mengukur waktu tempuh bola
3.2 Bahan:
a. Bat untuk memukul bola
b. Bola tenis meja sebagai obyek pengamatan
c. Meja tenis untuk arena permainan
3.3 Prosedur
a. Semua alat dan bahan dipersiapkan.
b. Permainan tenis meja direkam menggunakan
kamera.
c. Rekaman
diputar
apakah sudah ada
ulang
dan
teknik
dicermati
drive
yang Gambar 2. Bahan penelitian
dilakukan.
d. Poin c diulangi hingga mendapat teknik drive yang terekam dengan jelas oleh
kamera.
e. Rekaman di-screenshot untuk mengukur jarak tempuh bola dan sudut
f.
pelemparan.
Rekaman diputar ulang dan waktu tempuh bola dihitung menggunakan
stopwatch.
g. Kecepatan awal dan ketinggian maksimal bola dihitung menggunakan data yang
sudah dikumpulkan.
5
4.
HASIL DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Data
Dari hasil percobaan, diketahui bahwa jarak tempuh bola, x
pelemparan bola,
= 1,59 m, sudut
θ = 22o, dan waktu tempuh bola, t = 0,36 s.
Dengan data tersebut, kecepatan awal bola yang telah diuraikan terhadap sumbu x
dapat dicari sebagai berikut:
x=v 0 x . t
1.59=v 0 x .0,36
v 0 x=
1,59
0,36
v 0 x =4,42
m
s
Karena kecepatan horizontal bola adalah hasil penguraian dari kecepatan awal bola,
maka kecepatan awal bola dapat dicari sebagai berikut:
v 0 x =v 0 . cos θ
4,42=v 0 . cos 22°
v0 =
4,42
0,93
v 0 =4,76
m
s
Bila sudah mengetahui kecepatan awal, maka dapat diuraikan terhadap sumbu y
sebagai berikut:
v 0 y =v 0 .sin θ
v 0 y =4,76. sin 22°
v 0 y =4,76 . 0,37
v 0 y =1,78
m
s
6
Sebelum dapat mencari ketinggian maksimal yang dapat dicapai bola, waktu yang
diperlukan bola untuk mencapai ketinggian maksimal harus diketahui terlebih dahulu. Karena
kecepatan vertikal bola di titik tertinggi adalah 0 m/s, maka
t ymax
dapat dihitung dengan
cara sebagai berikut:
v y =v 0 y −g t ymax
0=1,78−9,8. t ymax
9,8. t ymax =1,78
t ymax =0,18 s
Dengan data di atas, ketinggian maksimal bola dapat dicari sebagai berikut:
1
y max =v 0 y .t ymax − g t ymax2
2
1
y max =1,78.0,18− .9,8 . 0,182
2
y max =0,32−0,16
y max =0,16 m
4.2 Pembahasan
Penelitian ini bertujuan untuk menguji prinsip-prinsip gerak parabola dengan
mengaplikasikannya untuk mencari kecepatan awal dan ketinggian maksimal bola tenis meja
yang dipukul dengan teknik drive. Hal ini dapat dilakukan dengan merekam permainan tenis
meja dan mengambil data-data yang diperlukan untuk melakukan perhitungan dari video
tersebut. Pengambilan rekaman harus tegak lurus dengan meja tenis agar data-data yang
didapatkan akurat. Pada penelitian ini, pukulan yang menjadi obyek penelitian adalah pukulan
pemain di sebelah kiri layar.
Untuk mendapatkan data jarak tempuh bola, jarak bola dalam rekaman dibandingkan
dengan panjang meja tenis dalam rekaman. Hal pertama yang harus dilakukan adalah menscreenshot rekaman saat bola menyentuh bat dan meja. Akan lebih mudah apabila rekaman
diperlambat atau menggunakan aplikasi untuk melihat setiap frame dalam rekaman. Hasil
kedua screenshot dijajarkan atas bawah, kemudian ditarik garis vertikal dari setiap bola ke
arah gambar yang satunya sebagai garis bantu. Di antara dua garis bantu tersebut, ditarik
sebuah garis horizontal dan lihat panjang garisnya.
7
Gambar 2. Screenshot pengukuran jarak tempuh bola pada rekaman
Setelah itu, menggunakan salah satu screenshot yang ada, panjang meja tenis dalam
rekaman diukur. Untuk mendapatkan perbandingan panjang akurat, panjang meja yang diukur
adalah bagian tengahnya karena bola berada di bagian tengah meja. Cara mengukurnya adalah
dengan menarik garis vertikal dari kedua ujung meja ke arah lantai sebagai garis bantu.
Beberapa garis bantu dibuat lagi dengan cara menarik garis diagonal dari kedua kaki meja
yang berada di depan kamera ke arah belakang. Kemiringan garis tersebut disesuaikan dengan
ubin. Kaki pemain digunakan sebagai acuan lokasi bola, sehingga ditarik garis horizontal dari
sebelah kaki pemain. Panjang meja adalah jarak antara kedua garis diagonal yang berhimpit
dengan garis horizontal.
Gambar 3. Screenshot pengukuran panjang meja pada rekaman
8
Didapatkan jarak tempuh bola dalam video adalah 1,98 inci, dan panjang bagian
tengah meja adalah 3,42 inci. Panjang meja tenis yang sesungguhnya adalah 274 cm. Dengan
menggunakan perbandingan tersebut, didapatkan jarak tempuh bola yang sesungguhnya
adalah 158,63 cm, atau 1,59 m.
Untuk mendapatkan sudut pelemparan bola, rekaman juga diperlambat untuk
mengambil screenshot saat bola menyentuh bat, dan sesaat setelah bola terlempar. Gambargambar tersebut ditumpuk, kemudian lokasi bola pada gambar yang bagian atas ditandai.
Ulangi proses tersebut sesuai dengan jumlah screenshot yang diambil. Dengan melakukan hal
tersebut, lokasi bola saat menyentuh bat dan sesaat setelah terlempar dapat dilihat dalam 1
frame. Lokasi-lokasi bola dihubungkan dengan satu garis, kemudian dibuat garis horizontal
dari lokasi bola saat menyentuh bat. Sudut antara kedua garis tersebut adalah sudut pelemparan
bola. Sudut dapat diukur dengan cara memasukkan gambar busur di bawah garis. Dari
pengukuran tersebut, didapatkan bahwa sudut pelemparan bola adalah 22 o.
Gambar 4. Screenshot pengukuran sudut pelemparan bola
Waktu tempuh bola didapatkan dengan cara menggunakan stopwatch untuk
mengukur waktu dari saat bola menyentuh bat hingga saat bola menyentuh meja. Karena ada
kemungkinan bahwa tombol stopwatch dipencet sedikit lebih cepat atau lebih lambat dari yang
seharusnya, pengambilan data harus dilakukan beberapa kali kemudian dirata-rata. Dari 10 kali
pengambilan data pada penelitian ini, rata-rata waktu tempuh bola dalah 0,36 s.
Kecepatan awal bola didapatkan dengan menggunakan fungsi trigonometri pada
kecepatan horizontal bola. Karena pada sumbu horizontal bola bergerak secara GLB, maka
kecepatan horizontal bola bisa didapatkan dengan membagi jarak tempuh dengan waktu tempuh
9
bola. Dari perhitungan yang dilakukan, didapatkan kecepatan horizontal bola adalah 4,42 m/s
dan kecepatan awal bola adalah 4,76 m/s.
Pada ketinggian maksimal yang dapat dicapai oleh bola, kecepatan vertikal bola adalah
0 m/s. Percepatan gravitasi bumi membuat kecepatan vertikal bola terus berkurang. Saat
kecepatan vertikal bola bernilai negatif, artinya bola bergerak turun. Maka dari itu, saat terakhir
sebelum bola bergerak turun adalah saat kecepatan vertikalnya 0 m/s. Waktu tempuh bola untuk
mencapai kecepatan vertikal 0 m/s dapat dihitung. Selanjutnya, data ini digunakan untuk
menghitung ketinggian maksimal yang dapat dicapai oleh bola. Pada penelitian ini, waktu dan
ketinggian pada titik tertinggi yang dapat dicapai oleh bola adalah 0,18 s dan 0,16 m.
Percepatan gravitasi bumi saat bola bergerak naik dan turun tetap sama, sehingga
waktu tempuh dari titik awal ke titik tertinggi dan dari titik tertinggi ke titik terjauh sama jika
bola dilempar dari permukaan. Oleh karena itu, waktu yang diperlukan untuk mencapai titik
tertinggi adalah setengah dari waktu yang diperlukan untuk mencapai titik terjauh bola. Pada
penelitian ini, waktu yang diperlukan bola untuk mencapai ketinggian maksimal adalah 0,18 s,
sehingga seharusnya waktu yang diperlukan bola untuk mencapai titik terjauh adalah 0,36 s.
Dalam pengambilan data yang telah dilakukan, waktu yang diperlukan bola untuk
menyentuh meja adalah 0,36 s. Seharusnya, waktu yang diperlukan bola untuk menyentuh meja
sedikit lebih lama dari waktu yang diperlukan untuk mencapai titik terjauh bola karena bola
dilempar sedikit lebih tinggi dari permukaan, Karena perbedaan hasil perhitungan sangat kecil,
hasil perhitungan untuk waktu bola untuk mencapai ketinggian maksimal masih cukup akurat.
Perbedaan hasil ini dapat disebabkan oleh kurang akuratnya data yang didapatkan.
Contohnya, saat mengambil data jarak tempuh bola, bila perbandingan yang diambil antara
jarak tempuh bola dengan panjang meja tidak tepat maka akan terdapat selisih beberapa cm
pada jarak tempuhnya. Demikian pula saat menghitung waktu tempuh bola. Jika tombol
stopwatch dipencet sedikit terlalu awal atau terlambat, hasil data akan terpengaruh sehingga
terdapat selisih beberapa milisekon pada waktu tempuhnya.
5.
KESIMPULAN
Dari penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa prinsip gerak parabola berlaku pada teknik drive
pada tenis meja. Dengan data yang telah dikumpulkan, yaitu jarak tempuh,
pelemparan bola,
θ
= 22o, dan waktu,
4,76 m/s, dan ketinggian maksimal bola,
t
x
= 1,59 m, sudut
= 0.36 s, didapatkan kecepatan awal bola,
y max = 0,16 m.
10
v0
=
Teknik Pukulan Drive dalam Tenis Meja
Jurnal ini dibuat untuk memenuhi Tugas Akhir Semester 1 mata pelajaran Fisika dan
Physical Education
Disusun oleh:
Gabriella Pauline Djojosaputro
Kelas 11 Technology
Charis National Academy Malang
Tahun 2015
1.
PENDAHULUAN
Tenis meja adalah permainan di mana dua kubu pemain memukul bola menggunakan bat ke
arah lawan dengan tujuan membuat lawan tidak bisa mengembalikan bola. Permainan ini menyerupai
tenis, hanya saja dilakukan di dalam ruangan dan menggunakan meja tenis.
Permainan ditemukan sekitar abad ke-19 oleh tentara Inggris. Mereka menggunakan sebaris
buku sebagai net dan dua buku lainnya untuk memukul bola golf. Permainan ini terus mengalami
perkembangan hingga menjadi seperti permainan tenis meja yang dikenal sekarang.
Teknik pukulan dalam tenis meja ada push, drive, chop, block, service, spin, lob, dan smash.
Drive adalah pukulan dari bawah serong ke atas dengan posisi bat miring ke depan. Pukulan ini
bersifat keras dan cepat, sehingga sering digunakan untuk mempercepat permainan. Jurnal ini akan
membahas aplikasi gerak parabola pada pukulan drive.
Bola pada permainan tenis meja bergerak secara parabola. Pada gerak parabola, bola bergerak
secara GLB (Gerak Lurus Beraturan) di bidang horizontal dan GLBB (Gerak Lurus Berubah
Beraturan) di bidang vertikal. Gerak vertikal bola memiliki percepatan karena adanya percepatan
gravitasi yang memengaruhi bola. Melalui penelitian ini, penulis akan menguji prinsip-prinsip gerak
parabola dengan mengaplikasikannya untuk mencari kecepatan awal dan ketinggian maksimal bola
tenis meja yang dipukul dengan teknik drive.
2.
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Tenis Meja
Tenis meja adalah olahraga yang dimainkan oleh 2 orang (permainan tunggal) atau 4
orang (permainan ganda). Kedua kubu memukul bola dengan bat ke arah lawan dengan tujuan
membuat lawan tidak bisa mengembalikan bola. Pemenang permainan adalah kubu yang
mendapatkan 11 poin terlebih dahulu. Bila kedua kubu mencapai 10 poin, maka pemenang
harus mendapatkan selisih 2 poin dari kubu lawan.
2.2 Teknik Pukulan Drive
Drive adalah pukulan yang bersifat keras dan cepat sehingga sering digunakan untuk
mempercepat permainan. Pukulan ini menggunakan ayunan panjang dari bawah serong ke
atas, dengan posisi bat miring ke depan. Langkah-langkah untuk melakukan drive adalah
sebagai berikut:
a. Kaki dalam posisi siap, lutut sedikit ditekuk.
b. Siku membentuk sudut 90 derajat.
1
c. Posisikan bat di bagian kiri depan perut dengan bat membentuk sudut lancip
dengan permukaan meja.
d. Saat bola datang, gerakkan bat ke atas diikuti dengan gerakan memutar
badan, tanpa mengubah posisi siku.
2.3 Gerak Parabola
Gerak Parabola atau gerak peluru adalah gerak yang membentuk sudut tertentu (sudut
elevasi) terhadap bidang horizontal. Sehingga bekerja dua macam gerak, yaitu gerak
horizontal dengan Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan gerak vertikal dengan Gerak Lurus
Berubah Beraturan (GLBB). Di mana pada GLB kecepatan konstan, sedangkan pada GLBB
kecepatan berubah karena dipengaruhi oleh gaya gravitasi.
Gambar 1. Diagram kecepatan, jarak tempuh, dan
ketinggian bola pada gerak parabola
Pada titik Awal
Kecepatan terurai menjadi dua vektor yaitu
nilai
v0 x
dan
v 0 y , sehingga untuk mencari
v 0 bisa menggunakan rumus phytagoras/trigonometri.
Pada titik A
o Kecepatan
Untuk v x
tetap menggnakan rumus seperti kecepatan awal karena merupakan
Gerak Lurus Beraturan, sedangkan untuk
vy
kecepatan dipengaruhi oleh
gravitasi yang menarik benda ke bawah (Gerak Lurus Berubah Beraturan),
sehingga kecepatan berkurang.
2
o
Jarak
Untuk jarak horizontal dicari menggunakan rumus Jarak Gerak Lurus Beraturan,
sedangkan untuk jarak vertikal atau tinggi dicari menggunakan rumus jarak
Gerak Lurus Berubah Beraturan.
1
Y A =V 0 y . t a− g t a2
2
Pada titik B (titik tertinggi/ y maks )
o Kecepatan
Kecepatan horizontal tetap sedangkan kecepatan vertikal = 0, karena telah
mencapai titik maksimum sehingga benda diam sesaat kemudian turun.
o
o
Waktu
Untuk mencari waktu diturunkan dari persamaan
Jarak
vy
= 0.
Horizontal ( x ¿
Merupakan horizontal di mana benda berada pada posisi tertinggi (
y maks ¿ , rumus diturunkan dari rumus jarak Gerak Lurus Beraturan.
3
Vertikal ( y atau h atau tinggi)
Tinggi maksimum yang dapat dicapai benda.
Pada titik C
Untuk gerak parabola pada titik C hampir mirip dengan di titik A, hanya saja karena
ditarik gravitasi sehingga:
V Cy=V 0 . sin α −g t c
Pada titik D (Jarak terjauh/ x maks )
o Kecepatan sesaat sebelum menyentuh tanah
Kecepatan horizontal tetap menggunakan rumus Gerak Lurus Beraturan,
sedangkan kecepatan vertikal yang ditarik oleh gravitasi mengalami penambahan
kecepatan atau Gerak Lurus Berubah Beraturan
V xXmaks =V 0 x =V 0 . cos α
V yXmaks=V 0 . sin α −g t Xmaks
o
Waktu
Waktu yang digunakan benda untuk sampai ke titik terjauh = 2 kali waktu benda
untuk mencapai jarak ketika berada di titik tertinggi
o
Jarak
Horizontal
Dijabarkan rumus jarak Gerak Lurus Berubah Beraturan.
4
Vertikal
Karena sampai di tanah sehinga y = 0.
https://id.wikipedia.org/wiki/Tenis_meja
http://olahraga.smansax1-edu.com/2015/03/peraturan-permainan-tenis-meja-terbaru.html
http://www.smansax1-edu.com/2014/08/gerak-parabola-rumus-dan-contoh-soal.html
3.
METODOLOGI
3.1 Alat:
a. Kamera untuk merekam permainan tenis meja
b. Laptop untuk mengolah rekaman yang telah didapat
c. Stopwatch untuk mengukur waktu tempuh bola
3.2 Bahan:
a. Bat untuk memukul bola
b. Bola tenis meja sebagai obyek pengamatan
c. Meja tenis untuk arena permainan
3.3 Prosedur
a. Semua alat dan bahan dipersiapkan.
b. Permainan tenis meja direkam menggunakan
kamera.
c. Rekaman
diputar
apakah sudah ada
ulang
dan
teknik
dicermati
drive
yang Gambar 2. Bahan penelitian
dilakukan.
d. Poin c diulangi hingga mendapat teknik drive yang terekam dengan jelas oleh
kamera.
e. Rekaman di-screenshot untuk mengukur jarak tempuh bola dan sudut
f.
pelemparan.
Rekaman diputar ulang dan waktu tempuh bola dihitung menggunakan
stopwatch.
g. Kecepatan awal dan ketinggian maksimal bola dihitung menggunakan data yang
sudah dikumpulkan.
5
4.
HASIL DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Data
Dari hasil percobaan, diketahui bahwa jarak tempuh bola, x
pelemparan bola,
= 1,59 m, sudut
θ = 22o, dan waktu tempuh bola, t = 0,36 s.
Dengan data tersebut, kecepatan awal bola yang telah diuraikan terhadap sumbu x
dapat dicari sebagai berikut:
x=v 0 x . t
1.59=v 0 x .0,36
v 0 x=
1,59
0,36
v 0 x =4,42
m
s
Karena kecepatan horizontal bola adalah hasil penguraian dari kecepatan awal bola,
maka kecepatan awal bola dapat dicari sebagai berikut:
v 0 x =v 0 . cos θ
4,42=v 0 . cos 22°
v0 =
4,42
0,93
v 0 =4,76
m
s
Bila sudah mengetahui kecepatan awal, maka dapat diuraikan terhadap sumbu y
sebagai berikut:
v 0 y =v 0 .sin θ
v 0 y =4,76. sin 22°
v 0 y =4,76 . 0,37
v 0 y =1,78
m
s
6
Sebelum dapat mencari ketinggian maksimal yang dapat dicapai bola, waktu yang
diperlukan bola untuk mencapai ketinggian maksimal harus diketahui terlebih dahulu. Karena
kecepatan vertikal bola di titik tertinggi adalah 0 m/s, maka
t ymax
dapat dihitung dengan
cara sebagai berikut:
v y =v 0 y −g t ymax
0=1,78−9,8. t ymax
9,8. t ymax =1,78
t ymax =0,18 s
Dengan data di atas, ketinggian maksimal bola dapat dicari sebagai berikut:
1
y max =v 0 y .t ymax − g t ymax2
2
1
y max =1,78.0,18− .9,8 . 0,182
2
y max =0,32−0,16
y max =0,16 m
4.2 Pembahasan
Penelitian ini bertujuan untuk menguji prinsip-prinsip gerak parabola dengan
mengaplikasikannya untuk mencari kecepatan awal dan ketinggian maksimal bola tenis meja
yang dipukul dengan teknik drive. Hal ini dapat dilakukan dengan merekam permainan tenis
meja dan mengambil data-data yang diperlukan untuk melakukan perhitungan dari video
tersebut. Pengambilan rekaman harus tegak lurus dengan meja tenis agar data-data yang
didapatkan akurat. Pada penelitian ini, pukulan yang menjadi obyek penelitian adalah pukulan
pemain di sebelah kiri layar.
Untuk mendapatkan data jarak tempuh bola, jarak bola dalam rekaman dibandingkan
dengan panjang meja tenis dalam rekaman. Hal pertama yang harus dilakukan adalah menscreenshot rekaman saat bola menyentuh bat dan meja. Akan lebih mudah apabila rekaman
diperlambat atau menggunakan aplikasi untuk melihat setiap frame dalam rekaman. Hasil
kedua screenshot dijajarkan atas bawah, kemudian ditarik garis vertikal dari setiap bola ke
arah gambar yang satunya sebagai garis bantu. Di antara dua garis bantu tersebut, ditarik
sebuah garis horizontal dan lihat panjang garisnya.
7
Gambar 2. Screenshot pengukuran jarak tempuh bola pada rekaman
Setelah itu, menggunakan salah satu screenshot yang ada, panjang meja tenis dalam
rekaman diukur. Untuk mendapatkan perbandingan panjang akurat, panjang meja yang diukur
adalah bagian tengahnya karena bola berada di bagian tengah meja. Cara mengukurnya adalah
dengan menarik garis vertikal dari kedua ujung meja ke arah lantai sebagai garis bantu.
Beberapa garis bantu dibuat lagi dengan cara menarik garis diagonal dari kedua kaki meja
yang berada di depan kamera ke arah belakang. Kemiringan garis tersebut disesuaikan dengan
ubin. Kaki pemain digunakan sebagai acuan lokasi bola, sehingga ditarik garis horizontal dari
sebelah kaki pemain. Panjang meja adalah jarak antara kedua garis diagonal yang berhimpit
dengan garis horizontal.
Gambar 3. Screenshot pengukuran panjang meja pada rekaman
8
Didapatkan jarak tempuh bola dalam video adalah 1,98 inci, dan panjang bagian
tengah meja adalah 3,42 inci. Panjang meja tenis yang sesungguhnya adalah 274 cm. Dengan
menggunakan perbandingan tersebut, didapatkan jarak tempuh bola yang sesungguhnya
adalah 158,63 cm, atau 1,59 m.
Untuk mendapatkan sudut pelemparan bola, rekaman juga diperlambat untuk
mengambil screenshot saat bola menyentuh bat, dan sesaat setelah bola terlempar. Gambargambar tersebut ditumpuk, kemudian lokasi bola pada gambar yang bagian atas ditandai.
Ulangi proses tersebut sesuai dengan jumlah screenshot yang diambil. Dengan melakukan hal
tersebut, lokasi bola saat menyentuh bat dan sesaat setelah terlempar dapat dilihat dalam 1
frame. Lokasi-lokasi bola dihubungkan dengan satu garis, kemudian dibuat garis horizontal
dari lokasi bola saat menyentuh bat. Sudut antara kedua garis tersebut adalah sudut pelemparan
bola. Sudut dapat diukur dengan cara memasukkan gambar busur di bawah garis. Dari
pengukuran tersebut, didapatkan bahwa sudut pelemparan bola adalah 22 o.
Gambar 4. Screenshot pengukuran sudut pelemparan bola
Waktu tempuh bola didapatkan dengan cara menggunakan stopwatch untuk
mengukur waktu dari saat bola menyentuh bat hingga saat bola menyentuh meja. Karena ada
kemungkinan bahwa tombol stopwatch dipencet sedikit lebih cepat atau lebih lambat dari yang
seharusnya, pengambilan data harus dilakukan beberapa kali kemudian dirata-rata. Dari 10 kali
pengambilan data pada penelitian ini, rata-rata waktu tempuh bola dalah 0,36 s.
Kecepatan awal bola didapatkan dengan menggunakan fungsi trigonometri pada
kecepatan horizontal bola. Karena pada sumbu horizontal bola bergerak secara GLB, maka
kecepatan horizontal bola bisa didapatkan dengan membagi jarak tempuh dengan waktu tempuh
9
bola. Dari perhitungan yang dilakukan, didapatkan kecepatan horizontal bola adalah 4,42 m/s
dan kecepatan awal bola adalah 4,76 m/s.
Pada ketinggian maksimal yang dapat dicapai oleh bola, kecepatan vertikal bola adalah
0 m/s. Percepatan gravitasi bumi membuat kecepatan vertikal bola terus berkurang. Saat
kecepatan vertikal bola bernilai negatif, artinya bola bergerak turun. Maka dari itu, saat terakhir
sebelum bola bergerak turun adalah saat kecepatan vertikalnya 0 m/s. Waktu tempuh bola untuk
mencapai kecepatan vertikal 0 m/s dapat dihitung. Selanjutnya, data ini digunakan untuk
menghitung ketinggian maksimal yang dapat dicapai oleh bola. Pada penelitian ini, waktu dan
ketinggian pada titik tertinggi yang dapat dicapai oleh bola adalah 0,18 s dan 0,16 m.
Percepatan gravitasi bumi saat bola bergerak naik dan turun tetap sama, sehingga
waktu tempuh dari titik awal ke titik tertinggi dan dari titik tertinggi ke titik terjauh sama jika
bola dilempar dari permukaan. Oleh karena itu, waktu yang diperlukan untuk mencapai titik
tertinggi adalah setengah dari waktu yang diperlukan untuk mencapai titik terjauh bola. Pada
penelitian ini, waktu yang diperlukan bola untuk mencapai ketinggian maksimal adalah 0,18 s,
sehingga seharusnya waktu yang diperlukan bola untuk mencapai titik terjauh adalah 0,36 s.
Dalam pengambilan data yang telah dilakukan, waktu yang diperlukan bola untuk
menyentuh meja adalah 0,36 s. Seharusnya, waktu yang diperlukan bola untuk menyentuh meja
sedikit lebih lama dari waktu yang diperlukan untuk mencapai titik terjauh bola karena bola
dilempar sedikit lebih tinggi dari permukaan, Karena perbedaan hasil perhitungan sangat kecil,
hasil perhitungan untuk waktu bola untuk mencapai ketinggian maksimal masih cukup akurat.
Perbedaan hasil ini dapat disebabkan oleh kurang akuratnya data yang didapatkan.
Contohnya, saat mengambil data jarak tempuh bola, bila perbandingan yang diambil antara
jarak tempuh bola dengan panjang meja tidak tepat maka akan terdapat selisih beberapa cm
pada jarak tempuhnya. Demikian pula saat menghitung waktu tempuh bola. Jika tombol
stopwatch dipencet sedikit terlalu awal atau terlambat, hasil data akan terpengaruh sehingga
terdapat selisih beberapa milisekon pada waktu tempuhnya.
5.
KESIMPULAN
Dari penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa prinsip gerak parabola berlaku pada teknik drive
pada tenis meja. Dengan data yang telah dikumpulkan, yaitu jarak tempuh,
pelemparan bola,
θ
= 22o, dan waktu,
4,76 m/s, dan ketinggian maksimal bola,
t
x
= 1,59 m, sudut
= 0.36 s, didapatkan kecepatan awal bola,
y max = 0,16 m.
10
v0
=