Prinsip Fisika di Balik Olahraga Musim Dingin

Darius Köhne bersiap melintasi jalur es. Atlet bobsled berusia 19 tahun ini harus terus berlatih untuk mewakili Jerman dalam turnamen olahraga musim dingin.

Gaya apa yang membuat bobsled makin cepat atau melambat? Profesor Metin Tolan dari Universitas Dortmund menjelaskan, "Untuk melihat bagaimana sebuah bobsled meluncur turun, kita harus tahu dulu gaya apa saja yang bekerja."

Tolan mulai mencorat-coret di papan tulis, "Ini bukit tempat bobsled bertolak, dan ini atlet dengan bobslednya, lalu sejumlah gaya bekerja pada bobsled."

Gaya yang berlaku

Pertama-tama gravitasi menarik bobsled turun ke bawah. Ada juga gaya lain yang melawan gravitasi. Yang pertama gaya tahanan gesek dengan bobsled. Gaya substansial kedua yang melawan gravitasi adalah hambatan udara, yang dipengaruhi misalnya oleh kerampingan bobsled. Namun hambatan ini juga menjadi penyebab bobsled meluncur lebih cepat jika lebih berat.

Tolan kemudian memperlihatkan sebuah tabung tertutup yang sudah kertas dan bola kayu. "Bisa dilihat pada eksperimen ini, tentunya bola kayu yang lebih berat bergerak lebih cepat dari secarik kertas yang juga berada dalam tabung," jelasnya. "Penyebabnya adalah hambatan udara. Untuk membuktikannya, kami menyedot udara dari dalam tabung. Dan sekarang kita lihat bahwa bola kayu yang berat jatuh sama cepatnya dengan kertas yang ringan."

Namun atlet bobsled juga harus berbadan fit. Intinya, harus tetap berlatih, berlatih dan berlatih.

Elok dan rumit

Ini juga berlaku untuk atlet seluncur indah. Gerakan Nina Maria Napp terlihat begitu elok berkat latihan sedikitnya 5 kali seminggu.

Tapi apa rahasia di balik seni berseluncur di atas es?

Profesor Tolan menerangkan, "Penyebab utama, meski es itu beku dan padat, permukaannya diselaputi lapisan cair dengan ketebalan nanometer. Ini tidak terlihat, karena sangat tipis. Dalam eksperimen fisika, ditunjukkan adanya lapisan ini. Pada lapisan cairan ini sepatu seluncur dapat melaju."

Jika ingin menguasai seluncur indah, gerakan yang elegan saja tidak cukup, tentunya harus bisa berputar. Beragam jenis pirouette atau gerakan memutar harus dipelajari. Tapi gaya apa saja yang bekerja pada gerakan ini?

"Prinsip pirouette berbasis hukum kekekalan momentum putaran. Dan momentum putaran merupakan produk dari momen inersia berlambang i, dikali frekuensi rotasi berlambang omega. Dan ini harus konstan. Baik sebelum melompat, sebelum pirouette, harus sama dengan setelah melompat ataupun usai pirouette," ungkap Tolan.

"Momen inersia sebelum melompat misalnya, bisa diterangkan seperti ini: jika peseluncur merentangkan tangan, maka momen inersianya besar dan frekuensi untuk melakukan rotasi rendah. Saat pirouette, momen inersianya kecil, karena tangan peseluncur ditempelkan ke tubuh. Dampaknya frekuensi putaran jadi tinggi, karena produk kedua gerakan ini besarnya harus sama."

Prinsipnya terdengar sederhana. Tapi harus dilaksanakan dengan baik, agar pirouette pada akhir gerakan menjadi sebuah karya seni menakjubkan.