Gaya Gravitasi: Gaya Utama yang Menarik Anda ke Bawah

Cuan – Pada saat penerjun melompat dari pesawat, gaya utama yang bekerja pada tubuhnya adalah gaya gravitasi. Gaya ini menarik massa penerjun ke pusat bumi dan menyebabkan percepatan ke bawah. Sesuai Hukum Kedua Newton ($F=ma$), gaya gravitasi (Fg​) yang bekerja pada penerjun adalah hasil kali dari massa penerjun (m) dan percepatan gravitasi (g), atau $F^g=mg$. Pada awalnya, kecepatan penerjun akan terus meningkat karena gaya gravitasi ini.

---

 

Gaya Gesek Udara (Hambatan Udara): Perlawanan dari Udara

 

Saat kecepatan penerjun bertambah, ada gaya lain yang mulai bekerja: gaya gesek udara atau hambatan udara (Fd​). Gaya ini berlawanan arah dengan gerak penerjun, atau ke arah atas. Besar gaya gesek udara tergantung pada beberapa faktor, seperti:

• Koefisien hambatan (Cd​): Tergantung pada bentuk tubuh penerjun. Posisi tubuh yang rata dan terbuka akan memiliki koefisien hambatan yang lebih besar.

• Baca Juga :

  Bengkel Makanan: Tempat Kreativitas Kuliner Dirakit

  Luas penampang (A): Luas permukaan tubuh yang menghadap arah gerak. Posisi spread-eagle (membentangkan tangan dan kaki) memiliki luas penampang yang besar.

• Kerapatan udara (ρ): Kerapatan udara akan lebih kecil pada ketinggian yang lebih tinggi.

• Kuadrat kecepatan (v2): Gaya gesek udara meningkat secara eksponensial seiring bertambahnya kecepatan.

Rumus untuk gaya gesek udara adalah $F^d=\genfrac{}{}{0ex}{}{1}{2}\rho v^{2}A{C}^d$.

---

 

Mencapai Kecepatan Terminal: Keseimbangan Gaya

 

Pada awalnya, gaya gravitasi jauh lebih besar daripada gaya gesek udara, sehingga penerjun terus berakselerasi. Namun, seiring dengan peningkatan kecepatan, gaya gesek udara juga meningkat. Pada suatu titik, gaya gesek udara akan menjadi sama besar dengan gaya gravitasi ($F^d=F^g$). Pada saat ini, gaya total (resultan) yang bekerja pada penerjun menjadi nol.

Ketika gaya totalnya nol, percepatan penerjun juga menjadi nol, dan kecepatannya tidak lagi bertambah. Kecepatan konstan ini disebut kecepatan terminal (terminal velocity). Rata-rata kecepatan terminal untuk penerjun payung dalam posisi spread-eagle adalah sekitar 195 km/jam. Penerjun dapat mengontrol kecepatan terminalnya dengan mengubah bentuk tubuhnya, misalnya dengan membuat tubuhnya lebih "streamlined" untuk mengurangi hambatan udara dan meningkatkan kecepatan.

---

 

Peran Parasut: Meningkatkan Hambatan Udara Secara Drastis

 

Saat penerjun membuka parasutnya, ada perubahan drastis pada dinamika gaya yang bekerja. Parasut dirancang untuk memiliki luas permukaan (penampang) yang sangat besar (A) dan koefisien hambatan yang tinggi (Cd​).

Ketika parasut terbuka:

1. Gaya gesek udara (Fd​) melonjak sangat besar, menjadi jauh lebih besar daripada gaya gravitasi (Fg​).

2. Akibatnya, resultan gaya menjadi ke arah atas, menyebabkan perlambatan yang tajam (deselerasi).

3. Kecepatan penerjun menurun dengan cepat hingga mencapai kecepatan terminal baru yang jauh lebih rendah, biasanya sekitar 16-24 km/jam, yang aman untuk pendaratan.

Proses ini adalah demonstrasi luar biasa dari Hukum Kedua Newton: perubahan mendadak pada gaya resultan menghasilkan perlambatan yang signifikan. Jadi, fisika di balik terjun payung adalah tentang bagaimana dua gaya yang berlawanan—gravitasi dan hambatan udara—saling berinteraksi untuk mengontrol kecepatan Anda, mulai dari percepatan menuju kecepatan terminal, hingga perlambatan yang terkendali saat pendaratan.