Bola Terbang – Prinsip Pesawat Terbang

Bola Terbang – Prinsip Pesawat Terbang

Topik kita kali ini adalah tentang tekanan udara dan gravitasi. Bagi sebagian orang, faktor-faktor alam ini bisa dengan mudah dilihat hubungan atau pengaruhnya terhadap satu sama lain. Sebenarnya dua hal ini cukup membingungkan, memerlukan rumus matematika rumit, dan sangat sulit dipelajari. Hubungan tekanan antara tekanan udara dan gravitasi dapat diterapkan dengan sangat baik pada pesawat terbang.
Tahukah Anda bagaimana prinsip penerbangan sebuah pesawat? Kendaraan besar bermesin jet berbobot ratusan bahkan puluahn ribu kilogram bisa melayang di udara dengan stabil.

Prinsip dasarnya adalah keseimbangan antara tekanan udara dan gaya gravitasi. Anda bisa membuat percobaan ilmiah sederhana unutk melihat bagaimana keseimbangan ini bisa terjadi. Alat yang akan digunakan antara lain sebuah bola ping-pong dan hair dryer; dengan alat-alat sederhana ini, Anda dapat melihat terciptanya daya angkat, yang dalam skala besar mampu menerbangkan sebuah pesawat.

Nyalakan hair dryer Anda dalam posisi tegak dengan ujungnya menghadap lurus ke atas; lalu secara perlahan letakkanlah bola ping-pong tepat di atas laju udara panas yang keluar dari ujung hair dryer tersebut. Bola ping-pong akan terangkat oleh tekanan ke atas atau didorong hair dryer, tapi ada sebuah fenomena fisika lain yang tetap menjaga posisi bola tetap di atas ujung pengering rambut itu.

Jika Anda lebih teliti, tentu akan muncul pertanyaan kenapa bola ping-pong tidak terus melaju ke atas jika tetap terdorong udara dari hair dryer; tidak bisa, karena gravitasi juga berpengaruh disini. Bola bisa melayang karena terdapat keseimbangan antara gaya tarik-menarik yang dihasilkan oleh gravitasi (ke bawah) dan udara dari hair dryer (ke atas).

Sedangkan posisi bola tetap di atas ujung hair dryer karena pengaruh tekanan udara. Hair dryer itu menghasilkan udara panas yang bergerak cepat. Dengan kata lain, hair dryer menghasilkan udara bertekanan rendah (setidaknya lebih rendah daripada udara di sekitarnya). Fenomena ini juga dapat dilihat dari proses terjadinya hujan dimana uap air bergerak ke atas. Perlu Anda ketahui bahwa uap air memiliki temperatur lebih tinggi (panas) dibandingkan dengan udara di sekitarnya; karena keadaan inilah, uap air bergerak ke atas dan membentuk awan. Prinsip fisika ini ditemukan oleh Daniel Bernoulli lebih dari 3 abad yang lalu.

Walaupun bertekanan rendah, semua benda termasuk udara juga terkena hukum gravitasi dan tertarik ke bawah. Udara yang berasal dari hair dryer bukan hanya bertekanan rendah, tapi tingkat kepadatan molekul juga lebih sedikit daripada udara di sekitarnya. Gravitasi berusaha menarik semua ke bawah, tapi udara yang lebih padat (berarti juga bertekanan tinggi) tertarik lebih kuat. Udara yang tertarik ke bawah lebih cepat bisa dengan segera mengisi tempat yang tadinya dipenuhi udara bertekanan rendah.

Seperti kita tahu, tidak ada tempat kosong di Planet Bumi; hampir semuanya diisi oleh udara. Sedangkan tingkat ketinggian udara dipengaruhi oleh gravitasi, tekanan, dan kepadatan molekul.

1. Udara dingin biasanya bertekanan tinggi dan lebih padat, sehingga lebih cepat tertarik gravitasi.
2. Udara panas biasanya bertekanan rendah dan kurang padat.

Bisakah diterapkan pada pesawat terbang?

Bentuk sayap pesawat terbang membantu menciptakan perbedaan tekanan udara. Di atas sayap, udara bergerak lebih cepat; seperti yang telah Anda lihat dari percobaan di atas, udara yang bergerak cepat memiliki tekanan lebih rendah dan bisa dengan mudah terdorong ke atas oleh udara bertekanan tinggi yang berada di bawahnya.