Labels

Kamis, 24 November 2011

ATRAKSI FISIKA DI UDARA MELALUI GERAKAN BURUNG-BURUNG

Lilik Fithrotin (083184007)
Pendidikan Fisika Reguler / FMIPA
Universitas Negeri Surabaya

Abstract
Phenomenon of nature that related with physics if explanated use physics formula make people unwilling to study it. Explanation of physics throught nontechnical language actually more easy to understand many people. Even for people who haven’t basic ofphysics. For example is birds attraction on air. The event contain many physics concept. The attraction is have a role four forces that isdrag force, lift force, thrust, and weight.



PENDAHULUAN
Menjelaskan fenomena alam melalui rumus dan persamaan fisika, justru membuat banyak orang alergi untuk mempelajarinya. Tidak berlebihan jika sebagian besar masyarakat kita menjadi fobia terhadap fisika. Meski interaksi fisika dan matematika itu sangat kuat, bukan berarti fisika hanya bisa dipahami dengan penjelasan melalui sekumpulan rumus dan persamaan fisik yang ngejelimet. Eksplanasi fisika melalui bahasa nonteknis ternyata ampuh untuk melunturkan fobia masyarakat terhadap ilmu tersebut. Bahkan orang-orang yang tidak punya background fisika pun bisa memahami sejumlah konsepsi mengenai alam semesta. Dalam beberapa peristiwa kehidupan sehari-hari dapat dapat dipahami dengan mudah menggunakan konsep fisika, contonya adalah konsep udara yang merupakan zat gas atau dalam ilmu fisika lebih akrab dengan istilah fluida (zat alir).
Sekumpulan burung Pelikan, Camar dan Angsa terbang indah di udara. Suatu atraksi udara yang sangat menakjubkan! Ada rasa iri yang dapat dimengerti saat manusia menyaksikan pertunjukan ini. Ternyata semua akal budi dan kepandaian manusia belum dapat menyaingi kemampuan burung yang dapat terbang dengan mulus dan sempurna tanpa menggunakan alat bantu mesinmesin besar yang mengeluarkan suara bising yang memekakkan telinga seperti pesawatpesawat ciptaan manusia. Apa rahasianya? Bagaimana burung bisa terbang, mengalahkan semua keterbatasan akibat berat tubuh mereka dan gravitasi bumi? Mereka bahkan selalu terbang sebagai kawanan burung yang dengan kompak menjelajahi udara dengan gerakgerik yang indah. Kalah kompakkah manusia? Atraksi terbang burungburung di udara ini ternyata melibatkan ilmu fisika.

Ada 4 jenis gaya yang terlibat dalam atraksi udara tertua ini.
1.      Drag Force,yaitu gaya hambat udara.
Gaya ini berasal dari tumbukan molekulmolekul udara dengan tubuh burung. Arah gaya ini selalu berlawanan dengan arah gerak burung. Sedangkan besar gaya ini sangat tergantung pada luas permukaan burung dan kecepatan burung. Semakin luas permukaan burung semakin besar gaya hambatnya. Semakin cepat burung bergerak semakin besar pula gaya hambatnya ini. Suatu ilustrasi yang dapat menggambarkan dragforce (hambatan) udara ini adalah hambatan yang dirasakan saat kita berjalan melawan arah angin yang kencang. Hambatan ini semakin terasa besar ketika kita membuka lengan kita lebarlebar (memperluas permukaan tubuh kita) atau ketika kita bergerak lebih cepat.
2.      Lift Force (gaya angkat)
Gaya yang mengangkat burung ke atas. Ada 2 hal yang dapat menimbulkan gaya angkat ini: kepakan sayap dan aliran udara yang lewat sayap. Ketika burung mengepakkan sayap ke bawah, burung menekan udara ke bawah, akibatnya udara akan menekan balik dan mendorong burung ke atas (hukum aksireaksi). Semakin cepat kepakan sayap, semakin besar gaya keatasnya. Itu sebabnya burung merpati yang hendak terbang akan mengepakan sayapnya secara cepat. Burung yang berat seperti Kori Bustard dari Afrika tentu harus mempunyai otot dada yang kuat sehingga mampu mengepakan sayap lebih cepat untuk mengangkat tubuhnya yang gembrot itu (19 kg). (Karena ototnya keras, daging Kori Bustard kera, kurang enak dimakan).
Udara yang mengalir lewat bagian atas sayap akan bergerak lebih cepat karena udara ini harus menempuh lintasan yang lebih jauh. Akibatnya tekanan dibagian ini lebih kecil dibandingkan dengan tekanan udara dibawah sayap. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya angkat pada burung. Semakin melengkung (semakin aerodinamis) sayap semakin besar gaya angkatnya.
3.      Thrust (gaya dorong)
Gaya yang mendorong burung bergerak maju. Gaya ini dihasilkan melalui kepakan sayap yang bergerak seperti angka 8 rebah (dilihat dari samping). Kepakan sayap menghasilkan suatu pusaran udara (vorteks) yang dapat memberikan suatu dorongan bagi burung untuk bergerak maju di udara. Besarkecilnya gaya dorong ini sangat tergantung pada kekuatan otot terbang.
4.      Weight (gaya berat)
Gaya tarik gravitasi bumi. Besarnya sangat tergantung pada massa burung. Arahnya vertikal ke bawah.
Kombinasi ke 4 gaya ini dimanfaatkan burung untuk melakukan berbagai atraksi seperti parachutting (gerak parasut), gliding (meluncur), flight (terbang ke depan), dan soaring (membubung).
 Parachuting (gerak parasut) merupakan gerak jatuh di udara (bisa miring bisa pula vertikal). Sudut miringnya lebih besar dari 450 terhadap garis mendatar. Untuk melakukan gerak parasut, burung rajawali harus memperbesar gaya hambatnya (drag force) caranya adalah dengan memperbesar luas permukaannya (misalnya dengan melebarkan sayapnya).
Gliding (meluncur) yaitu gerak jatuh yang membentuk sudut lebih kecil dari 45° dengan garis mendatar. Fokus utama dalam gliding adalah meluncur semendatar mungkin. Ini dilakukan dengan memperkecil gaya hambat udara. Dalam melakukan gliding burung Fulmar dapat menempuh jarak mendatar 8,5 meter tetapi hanya turun 1 meter saja. Burung pemakan bangkai (Vultures) lebih bagus lagi, burung ini dapat menempuh jarak mendatar 22 jarak meter dengan turun hanya 1 meter.
 Flight (terbang) dilakukan dengan mengepakkan sayap. Kepakan sayap digunakan untuk menghasilkan gaya dorong ke depan (thrust) dan gaya angkat (lift). Gaya dorong dan gaya angkat ini dapat diatur oleh burung untuk mengendalikan arah, kecepatan, dan ketinggiannya (ternyata otak burung cukup cerdas untuk menghitung fisika). Ketika burung hantu turun dengan kecepatan tinggi untuk menangkap tikus, burung hantu mengecilkan drag force dengan merampingkan tubuhnya atau menekuk sayapnya. Ketika sudah dekat dengan mangsanya (akan mendarat), burung hantu memperlambat gerakannya dengan memperbesar drag force yaitu dengan mengembangkan sayapnya,  hebat sekali ilmu fisika burung hantu ini.
Soaring (gerak membubung) merupakan gerak naik tanpa mengepakkan sayap. Gerakan ini dapat dilakukan dengan memanfaatkan arus udara. Akibat pemanasan matahari suhu udara yang dekat permukaan bumi menjadi lebih panas, udara panas ini akan naik ke atas dan menimbulkan arus udara ke atas. Arus udara inilah yang dimanfaatkan oleh burung rajawali untuk membubung tinggi tanpa perlu mengepakan sayapnya yang besar (hemat energi lho). Burung camar atau burung albatros, lain lagi. Untuk membubung, burung camar memanfaatkan arus udara yang dipantulkan oleh permukaan air laut. Itu sebabnya burung camar selalu berada dekatdekat dengan permukaan laut.
Parade Burung Terbang
Pernah lihat angsa atau burung terbang bermigrasi (berpindah tempat)? Angsa ini umumnya terbang berkelompok membentuk suatu parade yang sangat indah, jarang ditemukan angsa terbang jauh sendirian. Selain untuk meningkatkan keamanan terhadap serangan predator, kebersamaan itu juga mengurangi resiko tersesat di jalan saat melakukan migrasi jarak jauh. Dalam melakukan migrasi dari satu tempat ke tempat lain angsaangsa ini memanfaatkan medan magnetik bumi sebagai penunjuk arah. Dalam melakukan parade, angsaangsa ini seringkali membentuk formasi seperti huruf V. Angsa yang paling depan (pemimpin) merupakan pembuka jalan yang harus bekerja keras “memecah” hambatan udara, sehingga angsa dibelakangnya dapat bergerak lebih mudah. Ketika pemimpin ini lelah, temannya segera menggantikan posisinya. Dalam formasi huruf V ini gerakan angsaangsa dalam kawanan ini sangat sinergi sehingga mereka tidak perlu keluar tenaga terlalu besar (pemakaian energi lebih efisien) untuk melakukan perjalanan yang jauh (wah tampaknya kita harus belajar dari angsa dalam bekerja sama).
Angsaangsa ini tampak kompak sekali, seakanakan tidak pernah ada yang salah arah. Sebenarnya berbagai kesalahan arah terbang tetap terjadi, hanya saja kesalahan itu dapat dengan cepat dileburkan sehingga tidak terlihat mempengaruhi arah terbang kawanan. Misalkan, sekumpulan angsa sedang bergerak ke arah utara. Jika satu angsa menyimpang dari posisi (1) ke posisi (2) lalu ke posisi (3) dan (4), maka angsaangsa lain akan berusaha menyesuaikan diri (dengan memperhatikan aliran udara dan kondisi udara di sekitarnya) sedemikian sehingga terjadi perubahan posisi tetapi arah gerak kawanan tetap tidak berubah yaitu tetap ke arah utara. Konsep perubahan posisi ini dapat diterapkan dalam ilmu manajemen modern lho. Menurut konsep ini jika ada seorang mempunyai ide yang dapat menyimpangkan arah perusahaan tetapi menguntungkan perusahaan itu, orang ini tidak akan dikucilkan. Temantemannyalah yang akan menyesuaikan diri sedemikian sehingga misi dan visi perusahaan tetap tidak berubah, walaupun mungkin posisi temantemannya itu bisa berubah luar biasa bukan.

PENUTUP
Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam kejadian sehari-hari mengandung banyak konsep fisika. Jika dipelajari lebih dalam dapat mengubah pandangan tentang ilmu fisika yang membosankan menjadi menyenangkan. Hal yang dibahas dalam artikel di atas adalah tentang atraksi fisika di udara, yaitu gerakan burung-burung. Memang asyik mengamati gerakangerakan burung. Ternyata dalam ilmu fisika kita harus banyak belajar dari burung. Begitu indah dan mempesonanya atraksi fisika yang mereka pertontonkan di udara selama jutaan tahun sehingga rasanya kita ini tidak ada apaapanya. Atraksi ini melibatkan 4 gaya,yaitu drag force ( gaya hambat udara), lift force ( gaya angkat), thrust ( gaya dorong), weight ( gaya berat ).

DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas C.  1998. Physics Fifth Edition (terjemahan). Jakarta : Erlangga
Kanginan, Marthen. 1994. Fisika SMA Kelas XI semester 2. Jakarta: Erlangga
Setiawan, Hilman. 2000. Buku Pintar Belajar Fisika. Jakarta: Sagufindo Kinarya
Sugiyono dkk. 1992. Konsep – konsep Fisika. Bandung: Intan Pariwara

4 komentar:

  1. WoooW, kereennn...
    Ternyata kalau dihubungkan langsung dengan fenomena kehidupan sehari-hari seperti ini pelajaran fisika akan terasa menyenangkan. Ini bagus kalau diterapkan dalam pembelajaran fisika di kelas. Bisa juga sebagai motivasi sebelum memulai pembelajaran, jadi siswanya tahu dan bisa mempertimbangkan apa manfaat mempelajari konsep gaya dalam fisika...

    BalasHapus
  2. dyah_physics(083184029)19 Desember 2011 10.49

    fisika memang erat sekali dengan fenomena di kehidupan sehari-hari. sebagai calon guru ataupun yang sudah menjadi guru sebaiknya memang bisa merubah pandangan fisika itu sulit menjadi fisika itu menyenangkan dan tidak membosankan.
    artikelnya bagus, aku suka mbak lilik...

    BalasHapus
  3. i like this.
    memang segala yang ada di dunia ini banyak sekali yang berhubugan dengan fisika. beruntunglah kita sebagai calon guru fisika, untuk memberi contoh materi2 fisika sangatlah banyak. karena ada di alam dan sekeliling kita. masak burung saja bisa bisa fisika masak kita nggak?

    BalasHapus
  4. iya mbag,,,aku juga baru tau tentang fenomena ini. Fenmena ini bisa dijadikan sebagai bahan pembelajaran fisika agar siswa bisa lebih mengerti tentang konsep gaya.

    BalasHapus

Silahkan berikan komentar anda di sini