KONSEP FISIKA DALAM PERMAINAN BUMERANG

Oleh

Zannuraini

0805120829

Dosen Pembimbing : Fakhruddin, S.Si.,MT.

BAB IPENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kejadian Dalam kehidupan sehari-hari selalu berkaitan dengan fisika, begitu pula pada olah raga yang diadaptasi dari senjata suku Aborigin yaitu bumerang.

Ada dua jenis bumerang:

• Hunting boomerang (tidak dapat kembali)

• Returning boomerang (yang dapat kembali)

Jenis returning boomerang inilah yang telah diadaptasi menjadi permainan dan olah raga, dan yang menarik dari permainan ini adalah bumerang yang dapat kembali kepada pelempar.

B. Batasan Masalah

Untuk menghindari terjadinya pembahasan yang menyimpang dan meluas, maka penulismembatasi ruang lingkup pada Konsep Fisika pada permainan Bumerang

C. Tujuan Penulisan

• Untuk mengetahui konsep fisika apa saja yang terdapat pada permainan bumerang

• Untuk mengetahui anatomi bumerang

• Untuk mengetahui mengapa bumerang dapat kembali ke pelempar

D. Manfaat Penulisan

Manfaat penulisan ini untuk menambahpengetahuan dan wawasan penulis tentangaplikasi prinsip fisika terutama padapermainan bumerang dan sebagai syarat matakuliah seminar fisika.

BAB IILANDASAN TEORITIS

A. Aliran Fluida

Aliran fluida secara umum dibedakan menjadidua macam, yakni aliran lurus atau laminar dan aliran turbulen. Aliran lurus bisa disebutsebagai aliran mulus, karena setiap partikelfluida yang mengalir tidak saling berpotongan.

B. Prinsip Bernoulli

Pada suatu aliran fluida peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut dan sebaliknya jika kecepatan aliran fluida rendah, tekanannya menjadi tinggi. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama.

C. Gerak Rotasi

1. Perubahan sudut, kecepatan sudut dan percepatan sudut

Hubungan besaran sudut dengan besaran linear

l : panjang linear

: perubahan sudut

r : jari-jari

v : kecepatan linear

ω : kecepatan sudut

a : percepatan linear

α: percepatan sudut

2. Torsi

Percepatan sudut berbanding lurus denganhasil kali gaya dengan lengan gaya. Hasil kali ini disebut torsi atau momen gaya.

3. Momentum Sudut

Analogi dari momentum suatu partikel untuk gerak rotasi adalah momentum sudut (angular momentum)

D. Gaya yang bekerja pada airfoil di udara

1. Gaya hambat udara (drag) merupakan gaya yang disebabkan oleh aliran molekul-molekul danpartikel-partikel di udara.

2. Gaya dorong (thrust), dihasilkan dari gaya yang diberikan pelempar

3. Weight adalah gaya berat bumerang yang menarik bumerang ke bawah karena gayagravitasi

4. Gaya angkat (lift), dihasilkan oleh efek dinamisdari udara yang bereaksi di sayap

E. Hukum III Newton

Ketika suatu benda memberikan gaya padabenda kedua, benda kedua tersebutmemberikan gaya yang sama besar tetapiberlawanan arah terhadap benda yang pertama

F. Presesi Giroskop

• Benda yang sedang berputar mengubah gaya vertikal gravitasi menjadi gerakan horizontal, ini disebut presesi.

• Bila roda berputar dengan momentum angular mula-mula yang besar L sepanjang poros, perubahan momentum angular dL adalah tegak lurus dan poros bergerak dalam arah torsi. Gerakan ini dinamakan presesi

BAB IIIPEMBAHASAN

A. Anatomi Bumerang

Bumerang terdiri dari dua sayap atau lebih yang membentuk sudut antara 800 sampai 1200. Setiap sayap berbentuk sebagai airfoil dengan permukaanbagian atas cembung dan permukaan bawah bidangdatar atau sedikit cekung serta memiliki leading dan trailing edge, leading edge merupakan sisi yang pertama kali menghadapi serangan udara ketika terbang. Airfoil bumerang sama seperti pesawat terbang, tetapi sayap satu berlawanan dengan yang lainnya.

Untuk mendapatkan aksi gayayang lebih besar dari beratnya, dilakukan dengan membentuksayap sedemikian rupa sehinggamengambil keuntungan darireaksi udara terhadap hukumBernaulli, yaitu: peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut dan sebaliknya jika kecepatan aliran fluida rendah tekanannya menjadi tinggi, maka tekanan di bagian atas airfoil lebih kecil daripada tekanan bagian bawah, ini menyebabkan adanya gaya angkat.

B. Cara Melempar Bumerang

• Cara menggenggam bumerang adalah dengan sisi yang depan (dihias) menghadap ke arah pelempar, ini penting karena yang akan menghadapi aliran udara adalah leading edge untuk mendapatkan lift.

• Posisi bumerang harus hampir vertikal atau berdiri (overhand) ketika dilepaskan, tidak pernah horizontal atau tidur (sidearm). Kebanyakan Boomerang harus dilempar dengan sedikit sudut kemiringan dari posisi vertikal sebesar 10 sampai 30 derajat. sudut ini disebut sebagai "layover."

• Meningkatkan kemiringan sudut akan membuatnya terbanglebih tinggi dan kembali mendarat lebih jauh lagi. Menggenggam bumerang lebih vertikal akan membuatnyaterbang lebih rendah ke tanah dan mendarat lebih majulagi.

• Hal lain yang perlu diperhatikan ketika melempar bumerang adalah arah angin, melemparkan bumerang harus ke arah kanan dengan sudut antara 450 sampai 900 dari arah datangnya angin

C. Kembalinya Bumerang

• Pada bumerang tangan kanan jalur penerbangan berlawanan arah jarum jam jika dilihat dari atas.

• Sayap atas bergerak majusambil berputar, sedangkansayap bagian bawahbergerak ke depan tetapiperputarannya ke belakang, sehingga sayap bagian ataslebih cepat berpindah diudara.

• Perbedaan kecepatan inimenyebabkan timbulnyaperbedaan gaya angkat, gaya angkat sayap atasakan lebih besar daripadasayap bawah.

• Selama bumerang berputar dalam satu sumbudan gaya angkat lebih besar pada putaran atas, tenaga yang ditimbulkannya menyebabkan arahpergerakan bumerang berubah ke arah kiri, sehingga bumerang kembali.

• Putaran pulalah yang mencegah bumerang tidakjatuh. Hal ini disebut sebagai gaya presesigiroskop

• Presesi giroskop inilah yang menyebabkan bumerang berbelok dan kembali pada pelempar.

• Gesekan udara menyebabkan kecepatan bumerang berkurang dan gravitasi menarik bumerang ke bumi, sehingga setelah mencapai titik tertinggi, bumerang akan turun dan posisinya berubah menjadi horizontal secara perlahan-lahan, akhirnya bumerang jatuh di dekat pelempar.

Presesi Giroskop

BAB IVPENUTUP

A. Kesimpulan

1. Salah satu dari senjata-senjata paling tua danberbentuk paling aneh yang pernahdikembangkan oleh manusia adalah bumerang.

2. Bumerang terdiri dari dua sayap atau lebih yang membentuk sudut antara 800 sampai 1200. Setiap sayap berbentuk sebagai airfoil denganpermukaan bagian atas cembung danpermukaan bawah bidang datar atau sedikitcekung serta memiliki leading dan trailing edge

3. Konsep fisika pada bumerang:• Prinsip Bernaulli, kecepatan fluida meningkat maka

tekanannya akan menurun dan sebaliknya. • Gerak rotasi• Gaya aerodinamika yang bekerja pada airfoil di udara,

yaitu gaya dorong (thrust) pada permainan ini berasal dari kekuatan lemparan, gaya hambat udara (drag), gaya berat (weight) dan gaya angkat (lift) yang tercipta akibat reaksi bentuk airfoil dengan udara.

• Hukum Newton III, sebuah bentuk sayap yang membuat aksi pada udara dan menekannya ke bawah akan membuat reaksi yang sama dari udara, yang menekan sayap ke atas

• Presesi, terjadi pada benda berpusar yang mengubah gaya vertikal gravitasi menjadi gerakan horizontal

4. Gerakan bumerang di udara merupakangabungan gerak translasi dan rotasi. Berbeloknyabumerang karena peristiwa yang disebut presesi. Gesekan udara menyebabkan kecepatanbumerang berkurang dan gravitasi menarikbumerang ke bumi, sehingga setelah mencapaititik tertinggi, bumerang akan turun dan posisinyaberubah menjadi horizontal secara perlahan-lahan, akhirnya bumerang jatuh di dekatpelempar.

5. Hal yang perlu diperhatikan agar bumerang kembali ke pelemparnya adalah sudut kemiringan dari posisi vertikal, posisi bumerang dan arah angin.

Saran

• Masih banyak hal-hal yang belum diketahui penyebabnya yang mungkin dapat dijelaskan secara fisika. Penulis menyarankan kepada pembaca yang lain untuk membahas konsep fisika pada permainan dan olah raga lainnya.