Seorang pemain kasti memukul bola yg dilempar oleh pemain lawan. Jelaskan pengaruh gaya pada bola tersebut! Jawaban:Gaya adalah dorongan atau tarikan yang diberikan pada suatu benda. Gaya dapat menyebabkan benda yang diam menjadi bergerak, benda bergerak menjadi diam, mengubah arah gerak benda, dan mengubah bentuk benda. Pada peristiwa seorang pemain kasti memukul bola yang dilempar oleh pemain lawan, maka gaya mengubah arah gerak bola kasti. Dengan demikian, pengaruh gaya pada bola tersebut adalah mengubah arah gerak bola kasti
PENGANTAR diseluruh kalangan masyarakat, tetapi digemari sedikit dari kita yang memahami konsep atau aplikasi fisika di tenis meja. Salah satu ciri khas dari pertandingan tenis meja adalah servis dan smesh. Bola yang meluncur mempunyai lintasan unik yang memenuhi persamaan fisika. Salah satu lintasan geraknya yaitu memiliki spin yang bergerak sambil berputar. Lintasan gerak bola yang memiliki spin ini mampu mengecoh lawan. Pada permainan tenis meja kita tidak perneha mendengar servis atau smash yang spektakuler seperti yang di sepak bola seperti yang di lakukan oleh David Beckham dan Roberto Carlos sering mengecoh penjaga gawang karena bola yang menyimpang dilepaskan dari berbelok lintasan yang secara horizontal seharusnya tapi di kalau udara dan melihat dari pergerakan bola tendanagn yang di lakukan oleh becham tersebut juga bias kita gunakan sebagai acaun untuk menganalisis pergerakan bola ping pong yang bergerak spin. Kalau kita melihat secara garis besar ada bebarapa besaran fisika yang termuat dalam permaianan Tenis Meja diantaranya : 1. Impuls dan Momentun 2. GLBB 3. Gerak Parabola yang di sebabkan oleh Efek Magnus 4. Diamika Rotasi 1 A. Impuls dan Momentum 1. Pada saat Bola ping pong bersentuhan dengan Bed atau meja maka bola ping pong Akan memantul karena akibat gaya aksi dan reaksi 2. Anatar Meja dan bed bola pimpng Terjadi tumbukan lenting sebagian e= √ h2 h2 tapi alam hal ini berlaku 3. Jika kita tinjau dari perubahan energi pada saat memantul Z= energo konservatif z = hi/hf 2 4. Pada saat menerima bola seolah-olah bola ping pong di keai gaya “ F” sehingga terjadi peubahan arah dan kecepatan bola ping pong F . ∆ t=m . ∆ v B. GLBB 1. Pada saat serpis pertama bola akan mengalami percepatan lebih besar , ini berlaku rumus Hukum II newton : ΣF = m.a 2. Berlaku rumus kecepatan : Vt = V0 + a.t C. Gerak Parabola akibat Efek Magnus Perbedaan tekanan menimbulkan bola bergerak dalam lintasan 'melengkung' karena ada bagian yang mengalami tekanan yang besar. Tekanan ini rupanya dihasilkan oleh medium, yakni udara, melalui efek aksi reaksi sesuai hukum III Newton. Bola yang berotasi dengan arah tertentu sesuai petunjuk jarum jam atau berlawanan arah) akan mempercepat atau memperlambat kecepatan udara disekitar bola tersebut Peristiwa ini dinamakan efek magnus untuk menghormati peneliti pertama tentang hal itu, Gustav Magnus. Akan lebih jelas di bahas pada dinamika Rotasi D. Dinamika Rotasi (Spin) Dalam Tenis meja pada saat bola ping pong bergerak akan mendapat gaya hambat dari garvitasi dan hambatan udara, sehingga walaupun bola bergerak spin maka akan menghasilkan gerak mirip dengan gerak parabola, ada tiga (3) jenis lintasan yang dihasilkan oleh bola ping pong akibat dari gerak spin.Hal ini sering di tegaskan oleh para pra ahli fisika bahkan selalu di muat dalam hukum fisika yakni , gerakan pada bola dalam bentuk spin akan menimbulkan aliran udara di sekitarnya,semakin cepat udara mengalir,semakin kecil tekanannya. Hal ini menimbulkan perbedaan tekanan sehingga menyebabkan gaya yang menekan bola untuk berbelok. Gambar di bawah menunjukan bentuk lintasan bola ping pong dengan tiga keadaan . 3 a. Tipe-tipe gerakan bola yang ber-spin Secara umum seperti yang di gambarkan di atas ada 3 (tiga) tipe gerakan bola yang ber-spin (berputar terhadap sumbunya) pada permainan tenis meja yaitu topspin, backspin(underspin) dan nospin. Topspin, yaitu bola berotasi searah dengan gerak majunya. Gerakan bola tipe topspin akan memberikan beberapa dampak dalam permainan yaitu: - Bola melengkung lebih tajam - Mengurangi kemungkinan bola keluar (out) - Membuat bola memantul lebih tinggi. TEORI FISIKA (Topspin): ketika bola bergerak dengan topspin, udara dibagian bawah bola ping pong akan bergerak lebih cepat dibandingkan dengan udara di bagian atas bola. Menurut fisika, udara yang bergerak lebih cepat akan berkurang tekanannya. Perbedaan tekanan antara daerah diatas bola dan di bawah bola, ini menyebabkan bola 4 terdorong ke bawah. Dorongan ke bawah inilah yang membuat bola melengkung tajam kebawah. Backspin, yaitu bola berotasi berlawanan dengan gerak majunya. Gerakan bola tipe backspin akan memberikan beberapa dampak dalam permainan yaitu: - Arah bola akan cenderung melebar. - Kemungkinan bola keluar (out) lebih besar. - Membuat bola memantul lebih rendah. TEORI FISIKA (Backspin): ketika bola bergerak dengan backspin, udara dibagian bawah bola akan bergerak lebih lambat dibandingkan dengan udara di bagian atas bola. Menurut fisika, udara yang bergerak lebih lambat akan bertambah tekanannya. Perbedaan tekanan antara diatas dan dibawah bola ping pong, ini menyebabkan bola ping pong terdorong ke atas (dari bawah ke atas). Dorongan ke atas inilah yang membuat bola melengkung tajam keatas. No spin Pada bola tampa spin kecepatan bola akan merata di sekitar bola sehingga tekanan di atas dan di bawah bola akan seimbang, akibatnya bola akan bergerak sesuai dengan lintasan awalnya walaupun pada akhirnya tertarik kebawah itu karena di pengaruhi oleh gaya grafitasi dan hambatan udara. 5 E. Pengaruh Gaya kontak Bet terhadapa Bola Bola yang ber-spin (berputar terhadap sumbunya) seringkali membuat lawan kalang kabut. Spin bisa bisa merubah arah bola ketika sedang bergerak di udara atau setelah dipantulkan terhadap meja. Pada umumnya pemain yang menerima bola dari lawan, akan memakai trik memukul bola dengan arah yang berlawanan dari arah awal datangnya bola. Trik ini adalah memvariasikan gaya kontak bet terhadap bola. Sehingga pemain akan mengembalikan bola dengan beberapa keadaan: - Bola awal dari lawan adalah gerak Topspin, maka dikembalikan dengan gerak Backspin. - Bola awal dari lawan adalah gerak Backspin, maka dikembalikan dengan gerak Topspin. - Bola awal dari lawan adalah gerak Topspin, maka dikembalikan dengan gerak Topspin. - Bola awal dari lawan adalah gerak Backspin, maka dikembalikan dengan gerak Backspin. Teori Fisika Gaya Kontak Bet - bola: Benda yang berotasi (spin) yang kemudian mendapat gaya kontak dari bet, akan dapat berubah arah karena gaya kontak itu mengakibatkan gaya gesekan antara bola dengan bet. Ada dua arah akibat gaya gesek bet terhadap bola yaitu arah positif dan arah negatif. 6 Akibat dari kedua arah tersebut akan merubah kecepatan anguler (sudut) bola yang datang dari lawan. - Arah positif pukulan bet akan mengakibatkan bola kembali ke daerah lawan dengan gerak spin bola yang sama dengan gerak spin awal bola dari lawan. Misalnya gerak bola topspin atau backspin. - Arah negatif pukulan bet akan mengakibatkan bola kembali ke daerah lawan dengan gerak spin bola yang berlawanan dengan gerak spin awal bola dari lawan. Misalnya gerak bola topspin ⇋ backspin. Hal ini menurut teori fisika, bahwa benda berotasi akan memiliki kecepatan sudut ( ω ) . Ketika bola menyentuh bet, gaya kontak berupa gaya gesek mulai bekerja, memperlambat gerak rotasi bola. Akibatnya kecepatan sudut bola berubah yaitu ω=ω 0−αt Dimana, τ =Iα=fR=μmgR Selain itu, gaya gesekan tadi membangkitkan gerak translasi bola terhadap bet. v =at Gerak translasi pada bet ini yang kemudian dimanfaatkan oleh pemain untuk merubah dengan cepat arah bola dengan memanfaatkan gesekan yang diperbesar pada gerak translasi bola. f =m a 7 Gaya gesekan ini diubah menjadi gaya pukul bet terhadap bola. Sehingga gaya gesekan tersebut kembali membuat bola berotasi. τ fR ω=αt= = I I Persamaan diatas, bermakna fisis bahwa jika gaya gesekan bet terhadap bola diperbesar, maka bola dapat kembali bergerak rotasi (spin). F. Theory of Pingpong TopSpin Drive Sebelumnya, ada beberapa asumsi yang perlu diberikan di sini. kita asumsikan bahwa bola bermassa m dan datang ke bet / raket pingpong membentuk sudut θ dengan permukaan bet. Kemudian bola tersebut memiliki laju awal vB dianggap sebagai ‘bola kosong’, alias belum punya spin / rotasi. Betnya sendiri diberi kecepatan oleh tangan kita sebesar vR yang besarnya sebanding dengan laju bola yang datang. Parameter untuk laju bet atau raket ini adalah R, dengan hubungan vR = R . vB . Perhatikan gambar berikut ini untuk lebih jelasnya. kenapa bola bisa mantul setelah kena bet? Bola tersebut ‘dipantulkan’ oleh gaya gesek dan gaya normal ketika ia bersentuhan dengan permukaan bet. Mari kita nyatakan F sebagai gaya gesek dan N sebagai gaya normal. Persentuhan antara bola dengan bet akan berlangsung selama Δt detik, sehingga ada impuls yang dihasilkan oleh interaksi keduanya. Perhatikan gambar di bawah . 8 Misalkan setelah bola dipukul oleh bet kecepatannya menjadi vB‘ dan membentuk sudut φ terhadap sumbu-x. Dengan memperhatikan diagram vektor-vektor gaya dan kecepatan di atas, kita dapat tuliskan rumusan kekekalan momentum: (1)… m vBx‘ = -m vB + N Δt sin θ + F Δt cos θ (2)… m vBy‘ = F Δt sin θ - N Δt cos θ Impuls N Δt sendiri setara dengan perubahan momentum pada arah gaya N , yaitu (3)… N Δt = 2 m vB sin θ Sementara pada arah F berlaku b ω = vR + vB cos θ Bola setelah dipukul bet akan memiliki momentum sudut I ω = F Δt . b dengan b adalah radius bola pingpong, dan I = (2/3) m b2 (momen inersia bola berongga). Dengan demikian, kita tuliskan (4)… F Δt = (I ω) / b = I (vR + vB cos θ) = (2/3) m (vR + vB cos θ) Substitusikan hasil pada (3) dan (4) ke persamaan (1) dan (2), sehingga diperoleh vBx‘ = -vB + 2vB sin2θ + (2/3) cos θ (vR + vB cos θ) vBy‘ = (2/3) sin θ (vR + vB cos θ) - 2 vB sin 2θ Dengan memasukkan vR = R . vB pada hasil di atas dan sedikit utak-atik, kita dapatkan (5)… vBx‘ = [-1/3 + (4/3) sin2θ + (2/3) R cos θ ] vB (6)… vBy‘ = [(2/3) R sin θ - (2/3) sin 2θ ] vB Mengingat bahwa setelah bola dipukul itu dia punya sudut φ, maka tan φ = vBy‘ / vBx‘ Sekarang kita bisa tuliskan R sebagai fungsi θ setelah membagi persamaan (6) oleh (5): R = [sin 2θ + 2 tan φ sin2θ - (1/2) tan φ ] / [sin θ - tan φ cos θ ] Nah, nilai tan φ inilah yang krusial untuk menentukan sukses tidaknya bola bisa sampe ke medan lapangan lawan. Misalnya kita ber aproksimasi aja nilai tan φ tersebut sesuai dengan gambar di bawah 9 Jika Pemain yang akan melakukan topspin drive berada pada jarak d dari net, sementara tinggi net sendiri adalah h, kita buat asumsi kalau bola bisa mulus melewati net dan jatuh di area lawan (tidak out) jika terpenuhi syarat tan φ = 2h / d , anggap aja tan φ ini konstan, yaitu dengan menetapkan h = 15.25 cm dan d = 1.5 m. Hasilnya bisa dilihat pada gambar di bawah . Ada yang aneh dan gak logis sih, tapi bisa kita analisis. kita coba analisis plot di atas. Plot tersebut memberikan laju raket (bet) relatif terhadap laju awal bola, yaitu yang telah dinotasikan dengan R. Dengan asumsi tan φ konstan yang telah diberikan sebelumnya, kita bisa lihat bahwa ada korespondensi antara besarnya R dengan sudut bet terhadap bola. Mulai dari nol hingga sekitar 10 derajat kita bisa lihat nilai R yang negatif, ini artinya mustahil memberikan pukulan yang akan sukses masuk ke area lawan. Nah, setelahnya pada sudut kritis sekitar 12 derajat, yaitu ketika bet nyaris tertutup terhadap bola, kita bisa memberikan pukulan yang benar dengan laju bet yang besar, menuju tak hingga. Pokoknya mah pukul aja sekenceng-kencengnya kalau kita pake sudut bet θ yang sangat kecil, insya Allah bolanya masih bisa masuk ke area lawan, hehe… Konsekuensi dari pukulan keras dengan sudut kecil ini adalah si bola bisa memiliki spin / rotasi yang sangat deras. 10 Sementara itu, laju bet yang perlu kita berikan akan jadi lebih kecil jika sudut bet yang digunakan lebih besar dibanding sudut kritis. Artinya kita nembaknya pelan-pelan aja kalau betnya cukup terbuka terhadap bola. Konsekuensi dari cara memukul seperti ini adalah spin si bola akan lebih pelan dibandingkan cara memukul yang sebelumnya. Sepertinya sih hasil perhitungan ini logis-logis aja jika dibandingkan dengan praktiknya. Yang saya agak aneh cuma satu hal, yaitu ternyata sudut nol derajat bisa juga menghasilkan pukulan yang sukses untuk memasuki area lawan. Hehe, saya memang mengabaikan hal yang sangat penting dalam perhitungan di sini, yaitu tinggi si bet ketika memukul bola dan posisi bola secara rinci untuk “in” (tidak out) di area lawan. Hal penting lainnya yang diabaikan adalah efek Magnus, yaitu efek gesekan rotasi bola dengan udara yang dapat mengubah trayektori / lintasan bola secara signifikan. Kapankapan aja deh kalau ada mood dihitung lagi yang bener :p. Setidaknya dengan first approximation yang diberikan di sini bisa membuat kita terbayang kalau mau melakukan topspin drive itu harus memberikan kecepatan bet yang besar jika sudutnya kecil terhadap bola, atau berikan kecepatan yang kecil jika sudutnya besar. 11 G. Refrensi 1. The physics of table tennis, Ricard alert Zend, institute pere vives vich, Academi years 2005-2007 2. Compasiana 3. Video ( Killerspin Table Tennis Technique_ Ball and Spin) sumber youtube 4. Video (Fisika Fun #44) sumber youtube 5. http://protabletennis.net/content/mechanics-table-tennis 12 Daftar Isi A. Pengantar .……………………………………………………..…………………. 1 B. Impuls dan Momentun .…………………………….…………..…………………. 2 C. GLBB .………………………………………...………………..…………………. 3 D. Gerak Parabola yang di sebabkan oleh Efek Magnus .……………………………. 3 E. Diamika Rotasi a. Topspin, .……………..…………………...………………..…………………. 4 b. Backspin (underspin) .………………….....………………..…………………. 5 c. Nospin .…………………………….……...………………..…………………. 5 F. Pengaruh Gaya kontak Bet terhadapa Bola .………….………..…………………. 6 G. Theory of Pingpong TopSpin Drive .……………………………..………………. 8 H. Daftar Pustaka …………………………………………………………………..… 12 13 RESUME FISIKA dalam TENIS MEJA Di susun untuk memenuhi Tugas Mata Kuliah Kapita Selekta Fisika Oleh : Taqiudin Zarkasi (0402513122) 14 PRODI PENDIDIKAN IPA (FISIKA) PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2014 15 |
Pada permainan tenis meja pengaruh gaya pada bola tenis meja adalah
Pos Terkait
Copyright © 2024 adaberapa Inc.
