FENOMENA FISIKA PADA ROLLER COASTER

Fenomena Fisika pada Roller Coaster meliputi:

1. Energi Potensial
2. Energi Kinetik
3. Dinamika Roller Coaster
4. Gaya Gravitasi
5. Kekekalan Energi
6. Gaya Sentripetal
7. Gaya Sentrifugal

Energi Potensial

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

• bernilai maksimum di posisi puncak lintasan.
• bernilai nol di posisi “lembah” (posisi terendah) lintasan.

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

Energi Kinetik

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

• Bernilai nol di posisi puncak lintasan.
• Bernilai maksimum di posisi “lembah” (posisi terendah) lintasan.

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

Dinamika Roller Coaster

Gerak Roller Coaster mengalami percepatan. Yakni perubahan kecepatan terhadap waktu yakni:

• kecepatan bertambah terhadap waktu ketika bergerak menurun.
• perlambatan (percepatan negatif) yakni kecepatan berkurang terhadap waktu ketika bergerak menaik.

Perubahan kecepatan juga terjadi di saat roller coaster berubah arah

Gaya Gravitasi

Pada roller coaster, kamu tentu mengalami gaya gravitasi yakni gaya(interaksi) yang disebabkan oleh tarikan massa bumi terhadap massa tubuh (karena massa bumi jauh lebih besar di bandingkan dengan massa tubuh)

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).

Ep dan Ek pada Roller Coaster

1. Di titik A, roller coaster memiliki EPmaks dan EK nol, karena roller coaster belum bergerak.
2. Di titik B. roller coaster memiliki laju maks maka ia terus bergerak ke titik C.
3. Di titik C benda tidak berhenti tapi sedang bergerak dengan laju tertentu, sehingga pada titik ini roller coaster berada pada ketinggian maks dari lintasan lingkaran. Roller coaster terus bergerak kembali ke titik C. Pada titik C, semua EK Roller coaster kembali bernilai maks sedangkan EP-nya nol.

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

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.

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).

Baca selengkapnya »