040) Animasi Excel untuk Fisika: Gerak Peluru dengan Hambatan Udara
Pada pelajaran Fisika SMA atau Fisika Dasar, kita hanya fokus pada gerak peluru tanpa gesekan udara. Seolah-olah peluru bergerak dalam ruang hampa dan gaya yang bekerja hanya gaya gravitasi. Namun, pada kenyataannya, hambatan udara pasti ada meskipun kecil. Hambatan udara makin besar jika penampang benda yang bergerak besar. Contohnya adalah gerak penerjun payung setelah payung dibuka atau gerak kertas yang dilempar. Gaya gesek udara cukup besar dan bisa mengimbangi gaya gravitasi. Bagaimana bentuk lintasan benda jika ada gesekan udara?
Jika benda bergerak dalam fluida (termasuk udara) maka benda mendapat gaya gesekan yang memenuhi

dengan vektor v adalah kecepatan benda terhadap udara dan gamma adalah koefisien gesekan. Arah gaya selalu berlawanan dengan arah kecepatan benda terhadap udara. Dengan demikian, gaya total yang bekerja pada benda adalah

Kemudian kita gunakan hukum Newton II,

Komponen percepatan dalam arah x dan y menjadi

Untuk menentukan posisi benda tiap saat, kita ubah persamaan di atas dalam bentuk distkrit sebagai berikut

Substitusi ke dalam persamaan (4a) dan (4b) maka diperoleh

Jika benda ditembakkan dari ketinggian h maka posisi awal benda adalah

Kecepatan awal benda adalah

Dari kecepatan awal ini maka kita peroleh

Dari dua nilai awal x dan y maka nilai-nilai yang lain dapat dihitung menggunakan persamaan (6a) dan (6b). Dari data yang dihitung kita dapat mebuat program animasi. Berikut adalah file animasi Excel. Sebagai data input adalah massa benda, koefisien gesekan, kecepatana wal benda, sudut tembakan, dan ketinggin posisi tembakan. File apat didownload pada link berikut ini.
Sumber gambar fitur: ‘https://www.youtube.com/watch?v=FidGPhNC4sc’