Dua Wahana Ancol yang Ternyata Menyimpan Misteri Fisika

[Perahu Kora-kora]

Wahana perahu ayun Kora-kora adalah tongkang bergaya Korea yang bergerak maju mundur dan berayun-ayun tinggi serta menimbulkan sensasi yang mendebarkan.

Prinsip wahana ini hampir sama seperti menaiki ayunan. Hanya saja, ayunan Kora-kora ini bisa mencapai sudut simpangan lebih dari sembilan puluh derajat (90⁰). Pada prinsipnya gerakan wahana Kora-kora adalah gerak berayun Pendulum.

Pada awalnya Kora-kora diayunkan ke atas yang dibantu oleh putaran ban yang bergesekan dengan alas perahu. Kecepatan putaran ban dikontrol secara elektronik. Kemudian perahu dibebaskan meluncur turun yang diakibatkan oleh gaya gravitasi. Tinggi simpangan Kora-kora bisa diatur dengan pengaturan putaran ban. Gerakan naik dan turun perahu ini berulang selama dua hingga empat menit. Untuk wahana Kora-kora, simpangan maksimum dibatasi sekitar sudut 90⁰.

Meskipun Kora-kora tidak melintasi satu lingkaran penuh, tetapi penumpang seolah-olah mengalami gerak satu lingkaran penuh. Hal itu dikarenakan Kora-kora berayun maju mundur pada linatasan melengkung setengah lingkaran. Gerakan ayunan ini menimbulkan sensasi perasaan yang diakibatkan harga g rendah atau ketinggian maksimum dan harga g tinggi atau ketinggian minimum kepada penumpang.

Karna teori yang mendasari permainan Kora-kora adalah teori Pendulum, maka besaran-besaran fisika yang terlibat adalah:

a) Massa (m)

b) Gaya Gravitasi (Fg)

c) Panjang Penggantung (L)

d) Periode (T)

e) Simpangan Sudut (θ)

f) Energi Kinetik (Ek)

g) Energi Potensial (Ep)

Cara kerja Pendulum dapat dijelaskan sebagai berikut. Yaitu benda yang bermasa (m) yang berada pada ujung seutas tali atau suatu batang yang digantung. Masa yang tergantung ini kemudian diberi simpangan sudut sebebsar theta (θ) dan dilepaskan. Akibatnya benda tersebut berayun bolak-balik atau Osilasi di bawah pengaruh gaya gravitasi. Osilasi adalah gerak dari suatu titik dan kembali ke titik awal pada porosnya. Dan waktu yang diperlukan untuk satu gerak Osilasi lengkap disebut satu perioda (T). Perioda (T) ditentukan melalui persamaan:

T = 2π(L/g)^½

T = Periode Osilasi

L = Panjang tali penggantung

g = percepatan gravitasi ~9,8 m/s²

Sewaktu perahu berayun pada kedudukan tertinggi, energi potensialnya maksimal dan energi kinetiknya adalah nol. Sedangkan, pada waktu bergerak turun, energi potensialnya berkurang dan energi kinetiknya semakin membesar akibat adanya perubahan kecepatan dan ketinggian.

Lalu apa yang kita rasakan saat menaiki Kora-kora? Saat naik atau mengayun ke belakang penumpang akan merasakan keadaan tanpa bobot sewaktu berada di ujung ketinggiannya. Keadaan tanpa bobot yang dialami penumpang bukan disebabkan karena berkurangnya gaya gravitasi bumi, tetapi akibat gaya pada kursi atau pada objek eksternal lainnya yang mendorong berat penumpang. Gaya-gaya dari objek eksternal ini akan menetralkan gaya gravitasi atau gaya ke bawah.

Pada ujung ketinggian perahu, penumpang akan merasakan sensasi yang berbeda dari kondisi normal dan seolah-olah akan jatuh atau terhempas dari kursinya.

Lalu, efek psikologis apa yang dirasakan oleh penumpang Kora-kora? Efek psikologis pada penumpang Kora-kora ditimbulkan karena posisi ketinggian dan kecepatan ayunannya. Hal ini menyebabkan penumpang yang duduk di bagian ujung perahu akan merasakan seolah-olah badannya tertarik ke bawah lebih kuat dibandingkan penumpang yang duduk di bagian tengah perahu.

Sementara itu, efek fisiologis yang timbul disebabkan oleh perubahan percepatan yang dialami oleh badan penumpang.

Dalam kondisi normal, badan kita mengalami percepatan sebesar 1 g, yakni satu kali percepatan gravitasi. Pada saat Kora-kora meluncur turun, badan kita mengalami percepatan lebih dari 1 g.

[Halilintar]

Wahana Halilintar atau Roller Coaster ini merupakan wahana yang menawarkan sensasi petualangan yang lengkap. Penumpang wahana ini bisa merasakan perjalanan kereta yang naik hingga puncak tertinggi lintasan. Kemudian meluncur terjun bebas dengan kecepatan sangat tinggi, berputar melingkar naik dan turun lup hingga membentuk lintasan 360 derajat, menikung tajam, dan meluncur berpilin-pilin menyerupai spiral.

Pengunjung yang pernah merasakan sensasi dan keajaiban wahana Halilintar, pasti bertanya-tanya, bagaimana wahana ini bekerja? Apalagi ketika penumpang harus melewati lintasan dilup dengan tubuh terbalik, kepala di bagian bawah tapi kereta meluncur dalam kecepatan tinggi.

Cara kerja wahana Halilintar ini sebenarnya menggunakan prinsip-prinsip dasar fisika. Dengan menikmati wahana Halilintar ini kita bisa mengenal dan mempraktikkan secara langsung prinsip-prinsip fisika yang konon rumit itu. Misalnya yaitu:

a) Energi Potensial (Ep)

b) Energi Kinetik (Ek)

c) Kecepatan (V)

d) Gaya gravitasi (Fg)

Kita dapat mengetahui energi potensial dan energi kinetik dari posisi perjalanan kereta. Pada awalnya kereta dan penumpang ditarik ke puncak ketinggian pertama untuk mendapatkan energi potensial yang besar pada kereta dan penumpangnya.

Energi potensial adalah suatu bentuk energi yang mengacu pada makin tinggi posisi suatu benda berada, makin besar energi potensial yang dimilikinya. Pada saat berada di puncak lintasan pertama kereta, dan penumpangnya memiliki energi potensial maksimum.

Apabila kereta mulai meluncur menuruni puncak tersebut maka gaya gravitasi akan menariknya turun. Energi potensial ini akan dikonversi menjadi energi kinetik.

Energi kinetik merupakan energi yang mengacu pada gerak. Penurunan dari energi potensial pada saat kereta menuruni puncak lintasan, adalah seimbang dengan kenaikan energi kinetik. Sehingga, kereta semakin lama akan semakin cepat dan mencapai kecepatan maksimum ketika berada pada bagian dasar lintasan.

Energi kinetik ini selanjutnya akan mendorong kereta untuk menaiki lintasan menanjak yang kedua dan membangun kembali energi potensial. Arah dan besar gaya yang bekerja pada wahana Halilintar tergantung pada posisinya di lintasan kereta.

Sementara itu, kalau mengacu kepada hukum newton I: “Dimana suatu objek yang bergerak cenderung untuk mempertahankan geraknya”. Karena itu, tidak mengherankan kalau tubuh kita akan bergerak dengan kecepatan dan arah yang sama, meskipun ada gaya-gaya yang bekerja pada tubuh anda untuk merubah arah dan kecepatannya.

Bilamana kendaraan bertambah cepat, maka tempat duduk akan mendorong tubuh anda agar kecepatan tubuh anda sama dengan kecepatan kereta.

Hal lain yang harus di perhatikan juga adalah gaya gravitasional, tubuh manusia memiliki keterbatasan pada gaya-gaya yang di terimanya. Gaya-gaya positif vertikal ke arah bawah yang menekan penumpang ke tempat duduknya adalah sekitar 6g atau enam kali gaya gravitasi.

Sedangkan gaya-gaya vertikal negatif yang memberikan sensasi tanpa gaya berat, yaitu suatu gaya yang bekerja pada saat kereta melewati puncak bukit dan mendorong penumpang lepas dari tempat duduknya, adalah sekitar 1,5g – 2g. Gaya ini sulit untuk ditahan oleh penumpang.

Gaya lain yang di rasakan penumpang adalah gaya-gaya lateral yang mendorong penumpang ke samping tempat duduknya pada saat melintasi tikungan-tikungan. Gaya lateral ini besarnya tidak lebih dari 1,5g, karena gaya lateral ini menyebabkan ketidaknyamanan pada penumpang.

Sumber : 14dejavu.wordpress.com