How Do Aircraft Fly??

How Do Aircraft Fly ???

Pesawat terbang merupakan alat transportasi udara yang tidak asing lagi bagi kita. Jutaan orang telah menggunakan alat transportasi udara ini. Namun , berapa orang yang tahu mengenai penjelasan ilmiah mengenai mengapa sebuah pesawat terbang dapat terbang di udara? . Fenomena fisika ini sering diabaikan oleh banyak orang, kebanyakan orang cenderung tidak peduli terhadap fenomena semacam ini. Ketidakpedulian ini menunjukkan adanya sikap kurang kritis terhadap kejadian yang ada disekitarnya (wah bahaya nih o_o). Peduli ataupun tidak, fenomena fisika terus trejadi di sekitar kita tanpa kita sadari ( sudah cukup sepertinya basa-basinya ^_^). Langsung saja kita bahas fenomena fisika yang cukup menarik ini ‘How Do Aircraft Fly???’ atau bahasa kerennya ‘Bagaimana pesawat dapat terbang???’. 

Gaya-gaya Aerodinamika

Pada pesawat terbang bekerja gaya-gaya aerodinamika. Gaya-gaya aerodinamia yang bekerja pada sebuah pesawat yang sedang terbang antara lain gaya lift(angkat), weight(berat), thrust(dorong), dan drag(gessek). Skema bekerjanya gaya dapat dilihat pada gambar berikut ini. Untuk dapat terbang, gaya angkat yang bekerja pada sebuah pesawat haruslah lebih besar dari gaya beratnya. Gaya dorongan dihasilkan dari mesin pesawat, sedangkan gaya gesek timbul karena gesekan antar permukaan pesawat dengan udara. Gaya gesek, dalam fisika, besarnya sebanding dengan kecepatan dan bergantung pada luas permukaan pesawat. 

Kesalahpahaman

Misleading-concept(apaan tuh??) dalam penjelasan mengapa pesawat dapat terbang masih sering terjadi. Misleading concept yang dimaksud adalah kesalahpahaman tentang penjelasan mengenai timbulnya gaya angkat pada pesawat sehingga menyebabkan pesawat dapat terbang(Ooo gitu toh..). Biasanya, penjelasan mengenai bagaimana pesawat dapat terbang diawali dengan gambar seperti di bawah ini. 

  Pendapat yang banyak dipahami adalah pendapat yang menekankan pada perbedaan kecepatan di bawah dan di atas sayap pesawat sebagai penyebab utama timbulnya gaya angkat , di mana kecepatan udara di atas sayap lebih cepat dibandingkan dengan di bawah sayap pesawat. Pendapat ini menganggap udara yang terbelah pada bagian depan sayap pesawat tiba di bagian belakang sayap pesawat secara bersamaan dengan udara yang berada di bawah sayap pesawat sehingga udara yang berada di atas sayap pesawat harus bergerak lebih cepat karena menempuh lintasan lengkung (permukaan sayap pesawat bagian atas) yang lebih panjang dibandingkan dengan lintasan yang ditempuh udara pada bagian bawah sayap pesawat. Perbedaan kecepatan ini akan menimbulkan perbedaan tekanan di atas dan bawah sayap di mana tekanan pada bagian atas sayap pesawat lebih rendah dibandingkan tekanan pada bagian bawah sayap pesawat. udara dengan tekanan yang lebih tinggi pada bagian bawah sayap pesawat, karena efek Bernoulli, akan bergerak ke tekanan yang lebih rendah(bagian atas sayap pesawatt sehingga terbentuk gaya angkat yang bekerja pada bagian bawah sayap pesawat yang menyebabkan pesawat terangkat dan dapat terbang.

 

“Loh kan gak semua pesawat bentuk sayapnya melengkung pada bagian atas, gimana kalo bentuk sayapnya datar? pesawatnya gak bisa terbang dong?. Tapi kenapa pesat tempur yang sayapnya datar bisa terbang???.Coba lliat ini deh.. “

 atau yang ini, 

Berdasarkan penjelasan sebelumnya, pesawat dengan sayap yang bagian atasnya datar tidak menghasilkan lift karena kecepatan di bagian atas dan bawah sayap pesawat sama besar sehingga tidak ada perbedaan tekanan yang berakibat tidak adanya gaya lift. Pada kenyataannya, seperti gambar pesawat tempur di atas, pesawat dengan sayap yang datar dapat terbang. Dari fakta ini, dapat disimpulkan ada hal yang perlu dibenahi dari pendapat di atas karena pendapat tersebut tidak dapat menjelaskan mengenai pesawat dengan sayap yang datar.

Pembenahan Konsep

Seperti telah disebutkan sebelumnya, terdapat hal yang perlu dibenahi dari pendapat di atas. Hal tersebut yaitu mengenai timbulnya gaya angkat pada pesawat. Gaya lift yang bekerja pada sayap sebenarnya merupakan sebuah gaya reaksi jadi bukan disebabkan oleh perbedaan tekanan udara. ‘kalo ada gaya reaksi pasti ada gaya aksinya dong??, terus siapa gaya aksinya??’. Memang benar, berdasarkan hukum III Newton , seharusnya terdapat gaya aksi yang menimbulkan gaya reaksi, tapi sebelumnya tinjau gambar di bawah ini.

Gambar di atas menggambarkan aliran udara di sekitar saya pesawat. Gambar ini berbeda dari gambar sebelumnya di mana perbedaan tersebut terlihat pada aliran udaranya. Pada gambar yang pertama, udara tidak terbelokkan setelah melewati sayap pesawat atau dapat dikatakan arah aliran udara ketika sebelum mencapai sayap pesawat sama dengan setelah melewati sayap pesawat. Jika demikian, maka dapat disimpulkan tidak ada gaya yang bekerja pada aliran udara tersebut. Pada kasus ini maka tidak akan ada gaya reaksi pula.

Bandingkan dengan gambar sayap pesawat yang kedua, udara yang melewati sayap pesawat arahnya terbelokkan ke arah bawah. Selain terbelokkan, aliran udara juga dipercepat. Dengan demikian berdasarkan hukum II Newton,

F = m a

Karena adanya percepatan, dapat diketahui mengenai adanya gaya yang dikerjakan oleh sayap pesawat pada aliran udara di atas dan bawah sayap pesawat. Berdasaarkan hukum III Newton, gaya yang dikerjakan sayap pesawat pada aliran udara(aksi) akan menimbulkan gaya yang dikerjakan oleh aliran udara terhadap sayap pesawat (reaksi) yang besarnya sama tapi berlawanan arah.Skema gaya aksi-reaksi kira-kira seperti ini,

Kesimpulannya, gaya lift merupakan gaya reaksi yang timbul akibat adanya gaya yang dikerjakan sayap pesawat pada aliran udara. Pesawat dapat terbang karena adanya gaya lift yang disebabkan oleh pembelokkan dan percepatan pada aliran udara. Kurang tepat jika dikatakan gaya lift timbul karena adanya perbedaan tekanan udara di atas dan bawh sayap pesawat (Oooo git toh….^_^).