Daya angkat sayap burung dan Ayat Qur'an

Daya Angkat Sayap Burung dan Ayat al Qur'an

(Suatu Tinjauan Fisika)

Dalam ayat al Qur'an surah al Mulk ayat 19 disebutkan:

Dan apakah mereka tidak memperhatikan burung-burung yang mengembangkan dan mengatupkan sayapnya di atas mereka? Tidak ada yang menahannya (di udara) selain Yang Maha Pemurah. Sesungguhnya Dia Maha Melihat segala sesuatu” 

Kata-kata kunci yang akan dibahas dalam tulisan ini adalah: burung, sayap, tahan dan udara. Dari sini muncullah pertanyaan bagaimana burung bisa berada di udara (tidak jatuh)? Apakah jika udara tidak ada burung bisa terbang? Bagaimana penjelasan sains (fisika) terkait dengan ayat al Qur'an untuk burung-burung yang terbang di udara? Bagaimana pula penjelasan saintifik terhadap formasi terbang burung yang berbondong (berbentuk A maupun V)?

Aliran Udara Pada Sayap Burung

Al Qur'an menantang kita untuk menguak tabir mengapa burung bisa terapung di udara sebagaimana ayat di atas. Prinsip yang bekerja pada sayap burung yang terkembang adalah prinsip-prinsip yang ada pada aliran fluida (zat alir), dalam hal ini udara. Cabang ilmu yang mempelajari hal ini adalah aerodinamika.

Adanya perbedaan bentuk sayap burung bagian bawah dan atasnya menyebabkan aliran udara bergerak lebih cepat di bagian atas ketimbang bagian bawahnya. Kita masih ingat pelajaran SD/MI atau SMP/MTs, bahwa udara yang bergerak lebih cepat memiliki tekanan yang lebih kecil ketimbang yang bergerak lebih lambat. Akibatnya tekanan udara di bawah sayap lebih besar ketimbang bagian bawahnya. Mengingat gaya yang bekerja adalah perkalian tekanan terhadap luas permukaan (sayap), maka gaya inilah yang menahan burung dari tarikan gravitasi bumi. Subahanallah.

Mengapa aliran udara bagian atas lebih cepat ketimbang bagian bawah? Gambar penampang sayap terpotong berikut ini akan memudahkan kita untuk memahaminya. Mari kita tinjau secara mikroskopis analogi berikut: 

Jika ada sebuah jalan dengan taman di tengahnya (pulau jalan) dengan bentuk seperti di atas dan terdapat 2 orang yang harus berjalan dari masing-masing sisi dari posisi A menuju B, agar kedua orang tersebut sampai di B secara bersamaan maka orang yang berjalan melalui jalur yang agak melengkung haruslah lebih cepat ketimbang dari jalur yang agak lurus. Ini dapat dipahami karena panjang lintasan keduanya berbeda.

Dengan analogi seperti di atas, jika udara dilewatkan (disemburkan) pada penampang sayap, maka udara yang lewat melalui sisi lengkung harus bergerak lebih cepat, akibatnya tekanannya menjadi lebih kecil. Bagaimana jika udaranya diam, tetapi sayapnya yang bergerak (didorong)? Dengan hukum Newton I (Inersia), udara akan kembali diam sebagaimana awalnya setelah dilewati oleh benda seperti penampang sayap di atas yang sebelumnya harus bergerak lebih cepat pula pada bagian lengkung.

Apakah burung atau pesawat bisa terbang jika tidak ada udara? Jawabannya tentu tidak, karena tidak ada fluida yang mengalir, maka tidak ada gaya angkat pada sayap-sayapnya. Itulah sebabnya terkadang saat naik pesawat terjadi tiba-tiba terasa anjlok, hal ini disebabkan adanya perbedaan tekanan (renggang) yang mencolok pada udara yang dilewati pesawat saat melewati rutenya.

Jadi terjawab sudah apa yang mengangkat burung di udara sebagaimana tantangan al Qur'an surat al Mulk di atas. Subhanallah 

Formasi Terbang Burung

Mengapa burung yang terbang bergerombol selalu membentuk formasi A atau V? Ini juga menjadi tantangan bagi kita sebagaimana ayat di atas.

Berikut ini tampilan bentuk udara di sekitar sayap burung yang sedang bergerak:

selanjutnya perhatikan arus udara di sekitar sayap pesawat, tampak tampilan turbulensi:

dari 2 tampilan di atas, dapatlah disimpulkan: jika benda bergerak di dalam fluida (dalam hal ini udara), maka jejak yang ditinggalkan benda berupa turbulensi di udara.

Dari sini dapatlah kita pahami mengapa rombongan burung terbangnya membentuk huruf V, ini tak lain mereka lakukan agar jejak turbulensi sayap burung-burung yang di depan tidak mengganggu aliran udara yang sampai pada sayap burung yang berada di belakang.

Aliran udara yang mengalami turbulensi tidak memberikan daya angkat optimum pada bagian sayap, baik burung maupun pesawat.

Semoga kita selalu mendapatkan Inspirasi dari al QUr'an 
dan semakin tercerahkan.
Aamiin

Sosiofisika: Kapasitas Besar Untuk Naik Lebih Tinggi

MENGAPA BALON BISA TERBANG?

Itulah salah satu pertanyaan awal pada sesi pembelajaran Fisika, yakni Fluida (zat alir).

Saat mengajarkan fluida kepada para siswa, pengetahuan dasar tentang massa jenis merupakan hal yang paling pokok. Kok balon bisa terbang di udara? Terus naik dan naik? Kapan berhentinya? Apa nantinya akan turun kembali?

Beberapa pertanyaan tersebut memang sering di dengar, namun jawabannya?

Massa jenis merupakan perbandingan bobot (ke-massif-an) suatu benda apapun terhadap volume (kapasitas) nya.

Benda yang ringan seperti Styrofoam (gabus penyangga dalam kotak peralatan elektronik) jika diletakkan di air, maka akan mengapung. Bahkan jika dicelupkan ke dalam air pun akan muncul kembali ke permukaan air.

Benda ringan lainnya seperti bola pimpong juga akan mengalami hal yang sama seperti styrofoam tadi, yakni akan muncul ke permukaan jika dicelupkan.

Bola pingpong memiliki bobot 2,7 gr dan volume 268 cm³. Perbandingan bobot terhadap volumenya sebesar 0,1 gr/cm³. Bisa kita bandingkan dengan air dengan massa jenis sebesar 1,0 gr/cm^3.

Mengapa bola pingpon bisa mengapung? Ya, jelas saja karena massa jenisnya 0,1 jauh lebih kecil dari air 1,0.

Jadi benda apapun jika massa jenisnya lebih kecil dari air, akan mengapung ke permukaan. Jika bola dilepaskan di dalam air, maka bola pingpong tersebut akan terlihat bergerak naik sampai batas permukaan air.

Dengan prinsip yang sama, balon terbang yang biasa kita lepaskan terlihat naik ke udara, ini sama seperti bola pingpong yang sedang bergerak ke permukaan air. Balon tersebut berusaha naik dan naik sampai batas permukaan udara, inilah yang sering kita sebut "balon" terbang.

Jadi prinsip dasarnya sederhana, yakni adanya beda massa jenis. Jika 2 benda yang berbeda massa jenisnya ditempatkan bersamaan, maka yang memiliki massa jenis kecil akan mencoba untuk berada di atas.

Trus, bola pingpong yang bergerak dari dalam air mengapa tidak naik ke udara? Jawabannya jelas, karena massa jenis bola pingpong jauh lebih besar dibanding udara. Makanya udara tetap berada di atas bola.

BAGAIMANA MENGUBAH MASSA JENIS?

Karena massa jenis merupakan perbandingan bobot (massa) terhadap kapasitas (volume) benda, maka untuk mengubahnya tentu dengan mengubah bobot atau kapasitasnya. Jika bobotnya diperbesar dan kapasitasnya tetap, maka massa jenisnya membesar. Sebaliknya jika bobotnya tetap tetapi kapasitasnya diperbesar, maka massa jenisnya mengecil.

SOSIOFISIKA

Untuk menjadi hebat (berguna, bermanfaat, agung, disegani dsb), maka kita bisa meniru filosofi balon yang bisa terbang itu. Yakni dengan massa jenis yang kecil, maka akan mudah naik terbang ke udara.

Memperbesar kapasitas, bagi manusia dapat diartikan memperbaiki diri, menambah kompetensi, meningkatkan skill, tanggap sosial atau mudahnya meningkatkan kapasitas jasmani dan rohani.

Seperti balon terbang, jika bobot dipertahankan dan kapasitas diperbesar, maka akan mudah untuk naik di udara. Perbandingan 1 orang yang memiliki kemampuan setara dengan 100 orang dapat dikatakan luar biasa. Seolah-olah dia memiliki massa jenis 1 : 100 yakni 0,01 (seperseratus).

Semakin kecil semakin bagus. Balon yang memiliki massa jenis kecil tentu akan mampu naik lebih tinggi.

Orang kebanyakan tentu tidak dapat kita sebut memiliki kapasitas, seperti halnya buruh bangunan yang jumlahnya banyak itu, tidak akan pernah sama dengan 1 orang arsitek yang merancang sebuah bangunan. Takkan juga sama dengan insinyur yang mampu memperhitungkan kekuatan dan menata mesin dan para pekerja.

Walhasil, untuk menjadi sukses dimanapun, tingkatkan kapasitas diri agar bisa naik di antara orang-orang yang banyak.

Wallahu a'lam