Seminar Fisika "Analisis Fisika dalam Olahraga Tolak Peluru"

Olahraga Tolak peluru merupakan salah satu cabang olahraga atletik dimana para atlet melemparkan bola besi ( peluru ) yang berat sejauh mungkin.

Dalam tolak peluru untuk menampilkan hasil yang optimal maka diperlukan gerakan - gerakan yang afektif yang berkaitan dengan asas dan hukum fisika

Gambar 2.0 Olahraga Tolak Peluru

Sumber Carr,1997

Gerak Tubuh Manusia dan Hukum Fisika Terkait Olahraga Tolak Peluru

1. Gerak relatif

Gerak adalah suatu kegiatan atau proses perubahan tempat atau posisi dari suatu objek ditinjau dari segi pandang tertentu. Apakah objek itu dalam diam atau gerak bergantung pada titik pandang tertentu ini disebut gerak relatif.

2. Penyebab Gerakan

Suatu gerakan terjadi apabila disebabkan oleh Gaya. Gaya merupakan suatu dorongan yang menciptakan gerakan, apabila kita melihat sesuatu benda itu bergerak maka ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Sedangkan inertia adalah kekal atau abadi. Jadi benda tersebut mempertahankan keadaan semula. Sehingga untuk menghasilkan gerak diperlukan gaya yang lebih besar dari pada tahanan ( resistance ). Pada olahraga tolak peluru para atlet perlu menggunakan gaya yang besar untuk mendapatkan hasil yang optimal dalam lemparanya.

3. Jenis – Jenis Gerakan

Ada 2 jenis klasifikasi pola gerakan yaitu Translasi dan Rotasi

a. Gerak Translasi

Gerak ini disebut gerak translasi karena objek bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain ( Translate ), gerak translasi juga disebut gerak linear. Gerak linear dikelompokan lagi menjadi rektilinear dan kurvilinear. Pada tolak peluru termasuk gerak kurvilinear atau gerak lengkung karena termasuk gerak yang lintasanya berbentuk garis lengkung.

b. Gerak Rotasi

Gerak rotasi atau anguler terjadi bila objek bergerak pada lintasan lingkaran mengelilingi satu titik yang tetap. Jarak yang ditempuh bisa berupa busur yang kecil atau satu lingkaran penuh, kebanyakan gerakan segmen-segmen tubuh mengayun pada satu titik yang tetap dan lintasanya berbentuk suatu busur lingkaran. 

Gerakan lengan seperti kincir angin yang berputar pada sendi bahu merupakan gerak rotasi. Pada semua gerakan itu segmen tubuh yang bergerak merupakan radius suatu lingkaran. Sedangkan Pada tolak peluru gerakan linear telapak tangan sebagai hasil gerak anguler lengan bawah dan lengan atas merupakan gerak berulang (Reciprocating motion ).

4. Hukum Newton Pada Olahraga Tolak Peluru

A. Hukum I Newton

 “Jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol maka benda diam akan tetap diam dan benda bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan “.

( Fneto = ∑F = 0, dan Percepatan (a) = 0 )

Pada olahraga tolak peluru berlaku Hukum Newton I yaitu “Bola tolak peluru akan diam jika tidak diberikan gaya dari luar”.

“Dalam tolak peluru sifat kekekalan sebuah benda terdapat pada peluru. Pada saat peluru dilempar peluru akan terus bergerak secara beraturan dan akan jatuh dan berhenti, titik dimana peluru akan berhenti akan terus diam jika tidak digerakkan. Maka dibuktikan, bahwa setiap benda yang tidak bergerak, akan tetap diam, terkecuali ada gaya dari luar yang menggerakkan”

B. Hukum II Newton

“ Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan besar gaya ( searah dengan gaya ) dan berbanding terbalik dengan massa benda tersebut”.

(Fneto = m.a)

Pada olahraga tolak peluru berlaku Hukum II Newton yaitu “Saat melakukan lemparan tolak peluru bola akan lebih jauh jika diberikan lemparan yang kuat dan sudut elevasi 450”.

“Seberapa besar gaya yang dibutuhkan tangan dalam melempar untuk mendapatkan jarak yang jauh yang jelas, semakin cepat dan kuat tangan melempar maka sifat inersia atau kekekalan dari bola akan dapat dipertahankan sejauh mungkin.”

C. Hukum III Newton

“Jika sebuah benda mengadakan pengaruh (gaya) pada sebuah benda lain maka benda yang lain mengadakan pengaruh juga pada benda pertama”.

Pada olahraga tolak peluru berlaku Hukum III Newton “Saat tungkai ditekuk tanah akan memberikan reaksi sebaliknya terhadap tungkai”.

“Sebagaimana diketahui sebuah reaksi akan timbul jika ada sebuah reaksi. Dalam lempar cakram, reaksi yang ada yaitu pada saat tungkai belakang yang ditekuk, diluruskan sehingga terjadi gaya dorong yang menyababkan tubuh bergeser ke depan. Ketika tungkai ditekuk tanah memberikan reaksi kepada tungkai untuk dapat melakukan tolakan dari di tekuk menjadi lurus."

5. Momentum dan Impuls

A. Momentum

Momentum adalah ukuran kesukaran untuk menggerakan benda ketika berhenti atau dihentikan benda ketika bergerak atau hasil kali perkalian massa dengan kecepatan ( p = m v). Momentum termasuk besaran vektor, Momentum merupakan besaran gerak yang bertambah atau berkurangnya dengan cara menambah atau mengurangi massa atau kecepatannya.

Pada pelempar peluru yang mampu menolakan peluru dengan kecepatan yang lebih besar dari pada lawanya akan menyebabkan peluru memiliki momentum yang lebih besar pada saat lepas, meskipun seorang pemain memiliki massa yang lebih kecil dari pada lawanya jika kecepatan cukup untuk mengembangkan momentum yang lebih besar dari lawannya maka atlet akan bisa menampilkan hasil yang optimal.

B. Impuls

Impuls merupakan hasil kali antara gaya dan waktu ( I = F ∆t ). Impuls juga merupakan perkalian antara massa objek dan perubahan kecepatanya, Impuls termasuk besaran vektor. Maka gaya yang dibutuhkan untuk menghasilkan perubahan kecepatan tertentu selama waktu tertentu adalah sebanding dengan massa objek.

Pada atlet tolak peluru melakukan suatu gaya kepada peluru dalam waktu yang lama sebelum dilepaskan bolanya. Atlet memberikan percepatan yang sebesar-besarnya dengan cara menyesuaikan posisi segmen badan sehingga dapat menambah lamanya gaya yang dikerahkan.

Komponen-komponen yang mempengaruhi gerak tolak peluru

Lintasan Sebuah Peluru yang lemparkan dengan Kecepatan Awal (vo) dan Sudut (α)  Terhadap Garis Horiontal

Dari gambar diatas dapat dianalisis komponen - komponen yang mempengaruhi gerak tolak peluru yaitu:

a.       Perumusan komponen kecepatan awal pada gerak tolak peluru

b.      Perumusan kecepatan dan perpindahan benda arah horizontal pada gerak tolak peluru

c.       Perumusan kecepatan dan perpindahan benda arah vertikal gerak tolak peluru

d.      Perumusan besarnya kecepatan sesaat benda setiap saat pada gerak tolak peluru

e.       Perumusan arah kecepatan sesaat gerak benda terhadap sumbu X positif  pada gerak tolak peluru

f.       Perumusan tinggi maksimum benda pada gerak tolak peluru

g.      Waktu tempuh bola sebelum menyentuh permukaan tanah pada gerak peluru

h.      Jarak jangkauan maksimum benda (R) pada gerak peluru

Untuk Analisis Lebih mendalam tentang:

Bagaimana Rumus/persamaan diatas didapat

analisis Gerak Pada Tolak Peluru yang meliputi Perumusan Kecepatan Awal , Perumusan Kecepatan dan Perpindahan arah Horizontal ( sumbu x ) dan Vertikal ( Arah sumbu Y ) pada tolak peluru, Kecepatan sesaat Benda, tinggi maksimum pada olahraga tolak peluru dan analisis lainnya bisa kalian lihat dalam file makalah Seminar fisika oleh Aan Asmul anwari yang bisa kalian unduh di tautan dibawah ini

Makalah Analisis Gerak Pada Olahraga Tolak Peluru

Sekian, semoga bermanfaat