بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم
الحمد لله رب العالمين, وصلاة والسلام على أشرف المرسلين. أما بعد :
الحمد لله رب العالمين, وصلاة والسلام على أشرف المرسلين. أما بعد :
Oleh: Hendradi Hardhienata
Anda tentu pernah berenang. Tapi tahukah Anda bahwa penjelasan mengenai hal ini dapat Anda temukan dalam fisika?
Ada beberapa konsep fisika dalam berenang yakni gaya apung (buoyancy), tegangan permukaan, propulsi, dan hambatan air (drag).
Gaya apung terkait dengan kemampuan kita untuk bertahan diatas air, gaya
apung bergantung pada berat fluida yang dipindahkan oleh badan kita.
Berat fluida yang dipindahkan sebanding dengan massa jenis fluida.
Semakin padat kerapatan fluida semakin besar gaya apung yang bekerja
pada badan kita itulah sebabnya kita lebih mudah terapung di laut yang
kadar garamnya tinggi dan badan kita terasa lebih ringan didalam air.
Ada yang mengatakan di laut mati yang kadar garamnya sangat tinggi orang
dapat terapung dengan mudah. Namun itu saja tidak cukup untuk membuat
kita terapung karena secara umum massa jenis rata rata badan kita >
massa jenis air. Hal ini membawa kita pada konsep fisika mengenai
tegangan permukaan.
Kalau Anda perhatikan beberapa jenis serangga dapat berdiri diatas
permukaan air yang tenang. Ini disebabkan karena energi molekul di
permukaan (surface) pada arah horizontal lebih besar daripada energi
molekul didalam fluida (bulk). Molekul molekul diatas air hanya
berikatan secara horizontal dan vertikal ke bawah dan tidak ke atas.
Perhitungan energi molekuler misalkan dengan teori densitas fungsional
(DFT) menunjukkan bahwa sebuah molekul air yang berikatan dengan lebih
sedikit molekul tetangga (di permukaan) memiliki energi yang lebih besar
ketimbang molekul air dibawah permukaan. Karenanya molekul di permukaan
berikatan lebih kuat dengan molekul tetangga pada arah horizontal
sehingga terbentuk tegangan permukaan. Seorang perenang dengan demikian
berusaha untuk memaksimalkan area badannya agar sejajar dengan
permukaan air. Karena luasan badan manusia di bagian atas lebih besar
ketimbang bagian bawah seorang perenang akan berusaha untuk membusungkan
dadanya agar area permukaan badan yang bersentuhan dengan permukaan air
lebih besar sehingga mendapat gaya tolak tegangan permukaan yang lebih
besar. Ini sebabnya orang lebih mudah terapung jika badannya sejajar
dengan permukaan air.
Agar seorang perenang dapat bergerak ia membutuhkan sumber dorongan.
Sumber dorongan itu datang dari gaya dorong air. Menurut hukum Newton,
sebuah tolakan (aksi) menghasilkan dorongan (reaksi). Saat badan kita
menolak atau mendorong air kebelakang melalui tangan dan kaki kita air
akan memberikan gaya reaksi ke arah yang berlawanan. Juga telah diteliti
bahwa kurang lebih 80ari gaya tolakan seorang perenang dihasilkan oleh
tangan ketimbang kaki.
Besarnya efektifitas dan kecepatan renang kita bergantung pada
efektifitas populsi dan minimisasi resistensi air. Resistensi sebuah
benda yang bergerak dalam fluida bergantung pada beberapa faktor seperti
area permukaan pada arah gerak, massa jenis fluida, kuadrat dari
kecepatan badan kita. Semakin kecil permukaan air dan semakin cepat kita
bergerak semakin kecil gaya hambat air. Dengan demikian seorang
perenang harus memperkecil luas permukaan pada arah gerak dengan
membentuk badannya seperti peluru.
Semoga pengetahuan ini membuat Anda lebih menyukai fisika.
