10
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
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.
KAJIAN PUSTAKA
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.
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:
Kaki dalam posisi siap, lutut sedikit ditekuk.
Siku membentuk sudut 90 derajat.
Posisikan bat di bagian kiri depan perut dengan bat membentuk sudut lancip dengan permukaan meja.
Saat bola datang, gerakkan bat ke atas diikuti dengan gerakan memutar badan, tanpa mengubah posisi siku.
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 v0x dan v0y, sehingga untuk mencari nilai v0 bisa menggunakan rumus phytagoras/trigonometri.
Pada titik A
Kecepatan
Untuk vx 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.
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.
YA=V0y.ta- 12gta2
Pada titik B (titik tertinggi/ymaks)
Kecepatan
Kecepatan horizontal tetap sedangkan kecepatan vertikal = 0, karena telah mencapai titik maksimum sehingga benda diam sesaat kemudian turun.
Waktu
Untuk mencari waktu diturunkan dari persamaan vy = 0.
Jarak
Horizontal (x)
Merupakan horizontal di mana benda berada pada posisi tertinggi (ymaks), rumus diturunkan dari rumus jarak Gerak Lurus Beraturan.
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:
VCy= V0.sinα-gtc
Pada titik D (Jarak terjauh/xmaks)
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
VxXmaks=V0x= V0.cosα
VyXmaks=V0.sinα-gtXmaks
Waktu
Waktu yang digunakan benda untuk sampai ke titik terjauh = 2 kali waktu benda untuk mencapai jarak ketika berada di titik tertinggi
Jarak
Horizontal
Dijabarkan rumus jarak Gerak Lurus Berubah Beraturan.
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
METODOLOGI
Alat:
Kamera untuk merekam permainan tenis meja
Laptop untuk mengolah rekaman yang telah didapat
Gambar 2. Bahan penelitianGambar 2. Bahan penelitianStopwatch untuk mengukur waktu tempuh bola
Gambar 2. Bahan penelitian
Gambar 2. Bahan penelitian
Bahan:
Bat untuk memukul bola
Bola tenis meja sebagai obyek pengamatan
Meja tenis untuk arena permainan
Prosedur
Semua alat dan bahan dipersiapkan.
Permainan tenis meja direkam menggunakan kamera.
Rekaman diputar ulang dan dicermati apakah sudah ada teknik drive yang dilakukan.
Poin c diulangi hingga mendapat teknik drive yang terekam dengan jelas oleh kamera.
Rekaman di-screenshot untuk mengukur jarak tempuh bola dan sudut pelemparan.
Rekaman diputar ulang dan waktu tempuh bola dihitung menggunakan stopwatch.
Kecepatan awal dan ketinggian maksimal bola dihitung menggunakan data yang sudah dikumpulkan.
HASIL DATA DAN PEMBAHASAN
Hasil Data
Dari hasil percobaan, diketahui bahwa jarak tempuh bola, x = 1,59 m, sudut pelemparan bola, 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= v0x.t
1.59= v0x.0,36
v0x= 1,590,36
v0x=4,42 ms
Karena kecepatan horizontal bola adalah hasil penguraian dari kecepatan awal bola, maka kecepatan awal bola dapat dicari sebagai berikut:
v0x= v0 . cosθ
4,42= v0 . cos22°
v0= 4,420,93
v0=4,76 ms
Bila sudah mengetahui kecepatan awal, maka dapat diuraikan terhadap sumbu y sebagai berikut:
v0y= v0 . sinθ
v0y= 4,76. sin22°
v0y=4,76 . 0,37
v0y =1,78 ms
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 tymax dapat dihitung dengan cara sebagai berikut:
vy = v0y-gtymax
0= 1,78-9,8.tymax
9,8.tymax= 1,78
tymax=0,18 s
Dengan data di atas, ketinggian maksimal bola dapat dicari sebagai berikut:
ymax=v0y. tymax- 12gtymax2
ymax=1,78.0,18- 12.9,8.0,182
ymax=0,32- 0,16
ymax=0,16 m
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 men-screenshot 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.
Gambar 3. Screenshot pengukuran jarak tempuh bola pada rekamanGambar 3. Screenshot pengukuran jarak tempuh bola pada rekamanSetelah 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 jarak tempuh bola pada rekaman
Gambar 3. Screenshot pengukuran jarak tempuh bola pada rekaman
Gambar 4. Screenshot pengukuran panjang meja pada rekaman
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. Gambar-gambar 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 22o.
Gambar 5. 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 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.
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, x = 1,59 m, sudut pelemparan bola, θ = 22o, dan waktu, t = 0.36 s, didapatkan kecepatan awal bola, v0 = 4,76 m/s, dan ketinggian maksimal bola, ymax = 0,16 m.
