Kalau kita lemparkan sebuah benda ke atas secara vertikal, benda akan bergerak dengan kecepatan sebesar kecepatan saat dilontarkan, kemudian berkurang sebesar percepatan gravitasi. Untuk mudahnya, kita tetapkan nilai percepatan gravitasi 10 meter/detik kuadrat. Artinya, setiap detik kecepatannya akan berkurang 10 meter per detik. Kalau benda kita lemparkan dengan kecepatan 30 meter per detik, 1 detik kemudian kecepatannya akan berubah menjadi 20 meter per detik. Pada 3 detik kemudian kecepatannya akan 0, artinya benda berhenti. Setelah itu benda akan bergerak ke bawah, dengan percepatan yang sama, yaitu 10 meter per detik kuadrat. Lalu 1 detik kemudian kecepatannya 10 meter per detik, 3 detik kemudian kecepatannya akan menjadi 30 meter per detik, saat benda kembali ke tempat ia dilemparkan.
Kalau benda tidak kita lemparkan vertikal, tapi miring membentuk sudut tertentu, gerakan benda menjadi gerak dua dimensi. Kecepatan adalah vektor. Dua vektor bisa dijumlahkan, untuk menghasilkan suatu vektor resultan (jumlah). Sebaliknya, suatu vektor selalu bisa diuraikan seolah-olah ia adalah hasil penjumlahan vektor dari dua vektor yang saling tegak lurus, yaitu komponen horizontal dan komponen vertikal. Jadi, kalau kita lemparkan atau tembakkan sebuah benda dengan kecepatan tertentu dengan sudut tertentu, kita selalu bisa menguraikan kecepatan tersebut ke dalam dua komponen tadi. Besar komponen vertikal adalah kecepatan awal dikalikan dengan sinus sudut elevasi, sedangkan besar komponen horizontal besarnya adalah kecepatan awal dikali sinus sudut elevasi.
Dalam arah vertikal gerakan benda persis sama seperti gerak benda yang dilemparkan secara vertikal yang tadi sudah dijelaskan. Kecepatan awal gerak vertikal ini adalah kecepatan komponen vertikal tadi. Pada saat yang sama benda melakukan gerak horizontal. Gerak horizontal ini adalah gerak lurus beraturan. Pada arah horizontal tidak ada gaya yang bekerja pada benda sehingga benda mengikuti Hukum Newton I, yaitu bergerak lurus dengan kecepatan tetap.
Sejak ditembakkan kedua komponen kecepatan ini bekerja pada benda. Benda bergerak ke atas, dengan gerakan diperlambat, sambil bergerak horizontal, dengan kecepatan tetap. Keadaannya bisa kita bayangkan seperti sebuah benda yang sedang bergerak ke atas, tapi pada saat yang sama ditarik ke samping. Benda akan membentuk suatu lintasan melengkung.
Ketika gerak vertikal mencapai titik tertinggi, benda berhenti dan mulai jatuh bebas, sambil terus melanjutkan gerak horizontal. Benda kembali akan bergerak dalam lintasan melengkung yang merupakan kebalikan dari gerakannya saat sebelum mencapai titik tertinggi. Benda akan mencapai permukaan tanah dengan kecepatan sama dengan kecepatannya saat ditembakkan.
Gerak yang dibahas ini biasa disebut gerak peluru. Peluru yang ditembakkan dari sebuah meriam akan melakukan gerak seperti ini. Pengetahuan tentang ciri-ciri gerak peluru membuat orang dapat menembakkan peluru meriam dengan tempat jatuh sesuai keinginannya. Faktor yang berperan dalam menentukan tempat jatuh peluru ada 2, yaitu kecepatan saat peluru keluar dari moncong meriam dan sudut elevasi. Kecepatan peluru adalah standar yang merupakan spesifikasi meriam. Yang perlu dilakukan oleh operator tinggal mengatur sudut elevasi penembakan.
Dalam sistem militer, pasukan meriam disebut pasukan artileri. Pasukan ini menempati posisi berjarak antara 30-70 km dari posisi musuh, yang dapat diketahui dari pengintaian, baik melalui pasukan darat maupun oleh pesawat/satelit. Tembakan meriam bisa dipakai untuk melakukan gempuran pendahuluan sebelum serbuan pasukan infanteri, atau dukungan bagi pasukan infanteri yang sedang bertempur. Pasukan artileri mengarahkan peluru-peluru meriam ke posisi musuh. Kemenangan ditentukan oleh akurasi tembakan berdasarkan perhitungan gerak peluru tadi.
Bentuk lain gerak dua dimensi adalah gerakan benda yang dijatuhkan dari pesawat terbang, misalnya bom. Saat lepas dari pesawat, bom bergerak horizontal dengan kecepatan sama dengan kecepatan pesawat sambil jatuh bebas secara vertikal. Lintasannya sama dengan lintasan gerak peluru sejak mencapai titik maksimum. Bom menempuh jarak tertentu yang jauhnya tergantung pada kecepatan dan tinggi pesawat, sebelum menyentuh sasaran di permukaan tanah. Untuk menempatkan bom pada sasaran yang tepat, pilot harus menjatuhkan bom pada jarak tertentu dari sasaran dengan mempertimbangkan ketinggian dan kecepatan pesawat tadi. Pada pesawat tempur modern saat melepaskan bom ditentukan dengan bantuan perhitungan komputer.
Bila pesawat tetap terbang tanpa mengubah arah dan kecepatan setelah melepaskan bom bom akan mencapai sasaran dengan posisi pesawat persis di atas sasaran tersebut. Kalau pesawat terbang cukup rendah, bisa saja pesawat itu akan kena pecahan bom yang ia jatuhkan. Karena itu pilot biasanya segera berbelok mengubah arah pesawat sesaat setelah bom dijatuhkan. Tindakan itu juga dilakukan guna menghindari serangan balik dari artileri pertahanan udara yang mempertahankan posisi target yang dibom.
BACA JUGA Gerak Jatuh dengan Gesekan dan esai sains Hasanudin Abdurakhman lainnya di kolom TEMAN SEKELAS.