Aplikasi Fisika Pada Permainan Roller Coaster

10.13 |

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Hampir semua taman hiburan seperti Ancol, Jatim Park, Disney land dan lain sebagainya. Ada sebuah permainan yang dinamakan roller coaaster atau yang sering disebut halilintar.

Roller coaster merupakan wahana permainan berupa kereta yang dipacu dengan kecepatan tinggi pada rel khusus. Rel ini ditopang oleh rangka baja yang disusun sedemikian rupa. Wahana ini pertama kali ada di Disney Land Amerika Serikat.

Bentuk permainan ini ternyata mempunyai sejarah yang cukup panjang. Prinsip permainannya sudah dikenal pada abad ke 16,

di Rusia. Dimana pada musim dingin, bukit yang membeku dengan bermodalkan balok kayu dijadikan tempat berselancar. Dimusim panas papan seluncur dilengkapi dengan roda. Kemudian ide ini dibawa oleh tentera Napoleon ke Eropa barat (Perancis), hingga disana dikenal dengan nama “Montagnes Russes”(Gunung Rusia). Roller coaster pertama (konstruksi angka 8) yang bentuknya seperti sekarang ini dibuka di Coney Island (Brooklyn, New York, Amerika), tahun 1884,dengan nama “Gravity Pleasure Switch Back Railway”.

B. Rumusan Masalah

· Bagaimana Sejarah Permainan Roller Coaster?

· Teori fisika apa saja yang digunakan pada permainan Roller Coaster?

C.Tuuan

· Untuk mengetahui searah roller coaster.

· Untuk mengetahui teori fisika yang digunakan pada permainan Roller Coaster.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Sejarah Roller Coaster

Ada banyak literatur tentang sejarah roller coaster. Salah satunya pernah diulas dalam situs resmi Roller Coaster Museum. Dalam situs tersebut diceritakan roller coaster tertua dinamakan Russia Mountains.

Roller coaster pertama ini dibangun pada abad ke-17, tepatnya berada di atas bukit es sekitar Saint Petersburg, Rusia. Kehadirannya yang masih sangat baru ini langsung populer di masyarakat Rusia. Kaum kelas atas di Rusia pun menjadikannya sebagai permainan favorit. Salah satu bangsawan Rusia yang menyenangi roller coaster ini adalah Catherine II.

Meski begitu, terjadi perselisihan mengenai asal usul pertama kali roller coaster ada. Beberapa sejarawan mengatakan, roller coaster pertama dibangun atas perintah James III di Gardens of Oreinbaum, di St Petersburg pada tahun 1784. Namun, sejarawan lain percaya bahwa roller coaster pertama dibangun oleh Prancis. Roller coaster itu diberi nama Les Montagnes Russes a Belleville. Wahana ini dibangun di Paris pada tahun 1812.

Pada roller coaster tersebut, sudah terdapat kereta yang berjalan di rel yang disediakan. Gerobak kereta juga meluncur dengan kecepatan cukup tinggi. Meski perdebatan untuk perihal asal usul roller coaster berada di Eropa, nyatanya roller coaster lebih berkembang di AS. Seorang ilmuwan bernama La Marcus Thompson disebut-sebut sebagai 'Bapak dari Roller Coaster'.

Thompson membangun kereta roller coaster yang diberi nama Switchback Railway di Coney Island pada tahun 1884. Dengan demikian, ia langsung mempromosikan dan meningkatkan ketenaran roller coaster di AS. Berbeda dengan roller coaster pertama yang memiliki trek cenderung lurus, Thompson memberikan terobosan baru. Rel buatan Thompson dibuat melingkar dan lebih menantang di tahun 1872. La Marcus Thompson pun disebut-sebut sebagai orang yang berjasa atas keberadaan dan kreasi aneka roller coaster di taman rekreasi. Sejak itu, aneka roller coaster mulai berkembang. Agar tidak kalah saing dengan yang lain, Thompson lanjut membuat roller coaster yang lebih besar dan kreatif. Dari tahun 1884 sampai 1887, Thompson menambah 3 fitur baru yang berhubungan dengan gravitasi.

Kini, berkat jasanya kita semua bisa merasakan aneka jenis roller coaster yang menantang. Sebut saja roller coaster Batman di AS yang membawa penumpangnya dengan tubuh terbalik, dan Kingda Ka di AS yang menjadi roller coaster tertinggi di dunia.

B. Teori Fisika Pada Roller Coaster

Roller coaster adalah salah satu wahana permainan yang menggunakan teori fisika. Banyak sekali konsep fisika yang digunankan pada permainan ini. Tetapi saat inisaya tidakakanmembahasa semua teori fisika yang digunakan pada permainan roller coaster, saya akan membasa beberapa konsep fisika secara garis besar saja atau secara umum.

Adapun konsep fisika yang digunakan antara lain;

1. Energi Potensial (Ep)

Energi potensial, EP, yakni energi yang “dikandung” roller coaster dikarenakan oleh posisinya.

· bernilai maksimum di posisi puncak lintasan ( Ep = mgh ).

· bernilai nol di posisi “lembah” (posisi terendah) lintasan ( Ep = 0 ).

Energi potensial diubah menjadi energi kinetik ketika roller coaster bergerak menurun.

2. Energi Kinetik (Ek)

Energi Kinetik, Ek, yakni energi yang dihasilkan oleh roller coaster karena geraknya (dalam hal ini kecepatan).

· Bernilai nol di posisi puncak lintasan ( Ek = 0 ).

· Bernilai maksimum jika berada di posisi “lembah” (posisi terendah) dari lintasan ( Ek = 1/2mv² ).

Energi kinetik di ubah menjadi energi potensial ketika roller coaster bergerak menaik.

3. Energi Mekanik.

Puncak titik A sengaja dirancang lebih tinggi dari pada loop B, hal tersebut memungkinkan energi potensial di A lebih besar sehingga mampu beralan melalui lintasan di B dengan baik.

Lintasan roller coaster sengaa di rancang seperti teteasa air mata yang terbalik. Karena jika lintasannya di rancang seperti tetesan air mata yang sesungguhnya atau lingkaran penuh maka saat kendaraan berada pada posisi terendah, maka bobot beban akan terasa enam kali lebih berat dari pada berat normalnya. Dan halitu dapat menyebabkan pusing yang begitu dahsayat dan berakibatkan pingsan. Tetapi ika lintasan di rancang sepertiair mata terbalik, maka beban kendaraan saat berada di titik terendah akan terasa 3,7 lebih berat dari pada berat normalnya. Dan itu tidak akan menimbulkan pusing yang begitu dahsyat.

Ketika roller coaster berada di titik terendah yaitu B maka;

EM_b = EM_c

Ek_b + Ep_b = Ek_c + Ep_c

1/2mv²_b + mgh_b = 1/2mv²_b + mgh_b

Energi Mekanik bernilai tetap sepanjang lintasan karena kita menganggap bahwa tidak ada gaya gesekan, maka Roller coaster akan terus bergerak lagi ke titik C dan seterusnya

4. Dinamika Roller Coster

Gerak roller coaster mengalami percepatan. Yakni perubahan kecepatan terhadap waktu. Kecepatan bertambah terhadap waktu ketika bergerak menurun. Roller coaster mengalami perlambatan (percepatan negatif). Yakni kecepatan berkurang terhadap waktu ketika bergerak naik. Perubahan kecepatan ini juga terjadi saat roller coaster berubah arah.

5. Gaya Gravitasi

Pada roller coaster, kamu tentu mengalami gaya gravitasi, yakni gaya (interaksi) yang disebabkan oleh tarikan massa bumi terhadap massa tubuhmu (karena massa bumi jauh lebih besar dibandingkan dengan massa tubuhmu). gaya gravitasi tersebut diartikan => F ≤ 10.000 N . tetapi dari hasil penelitian setiap roller coaster tergantung dengan berat, dan putarannya.

6. Kekekalan Energi

Dalam proses perubahan energi Ek menjadi Ep dan Ep menjadi Ek ini, sebagian energi diubah menjadi energi panas (kalor) karena adanya gesekan (friksi). Misal, roda roller coaster dengan rel lintasan. Energi total sistem tidak bertambah atau berkurang. Energi “hanya” berubah bentuk (misal: Ek, Ep, kalor).

7. Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal adalah gaya yang “berusaha” menarik objek mengarah ke titik pusat (sumbu). Ketika roller coaster bergerak melalui lintasan memutar, gaya sentripental “mempertahankan” roller coaster agar tetap bergerak memutar.

8. Gaya Sentrifugal

Bentuk alur lintasan roller coaster yang menikung, menjadikan pada pengendara bekerja gaya sentrifugal. Tergantung di tikungan mana ia berada, gaya sentrifugal dapat menyebabkan berat pengendara bertambah (G>1)atau berkurang (G<1).

Gaya sentrifugal yang dirasakan penumpang bukan hanya pada loop saja, tetapi juga pada setiap tikungan yang dibuat sepanjang lintasan. Ketika penumpang berbelok kekanan, penumpang akan terlempar ke kiri. Sebaliknya ketika berbelok ke kiri penumpang akan berbelok ke kanan. Orang akan terpental lebih keras jika berpegang erat‐erat pada batang pengaman, karena itu agar lebih nyaman banyak penumpang membiarkan tangan mereka bebas

Ketika roller coaster melaju turun (lihat kurva yang rendah), gaya berat akan searah dengan gaya centrifugal, yang menyebabkan gaya keseluruhan bertambah (gaya yang searah akan dijumlahkan), sehingga anda seperti merasa tertekan ke bawah (G>1).

Sebaliknya ketika roller coaster melaju naik (lihat kurva yang tinggi), gaya berat akan berlawanan arah dengan gaya centrifugal, sehingga gaya keseluruhan akan menjadi kecil (gaya yang searah akan dikurangi).
Ini menyebabkan ada gaya yang seolah-olah menarik anda keatas (G<1).

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Roller coaster pertama ini dibangun pada abad ke-17, dengan seiringnya beralannya waktu banyak sekali lintasan yang telah di rancang untuk memuaskan dan makin memberi tantang yang ekstrim pada penumpang permainan roller coaster.

Roller coaster adalah salah satu wahana permainan yang menggunakan beberapa teori fisika,diantaranya;

1. Energi Potensial

2. Energi Kinetik

3. Energi Mekanik.

4. Dinamika roller coaster

5. Gaya Gravitasi

6. Kekekalan Energi

7. Gaya Sentripetal

8. Gaya Sentrifugal

Daftar Pustaka

Wiley,john dan sons,ic., 1987. Physics, 3^ndedition. Jakarta: penerbit Erlangga

http://id.wikipedia.org/wiki/Roller_coaster