Fisika Taman Hiburan

"WUIII... untung saja ada gaya sentrifugal, kalau tidak saya bisa jatuh waktu melewati loop (lintasan melingkar) roller coaster". Saya gosok telinga saya, apa benar yang saya dengar, apa saya sedang bermimpi. Bukankah gaya sentrifugal itu istilah fisika, kenapa muncul di taman hiburan seperti Dunia Fantasi di Ancol ini? Tetapi, itulah komentar yang saya dengar dari seorang pengunjung suatu taman hiburan.

Selama setahun terakhir ini saya meneliti konsep-konsep fisika suatu taman hiburan. Saya terkejut sekali, ternyata suatu taman hiburan model Disney Land, Disney World, ataupun Dunia Fantasi sangat kaya dengan konsep fisika. Mereka dapat dijadikan laboratorium raksasa untuk mata pelajaran fisika. Kita mulai dengan roller coaster. Dalam wahana ini penumpang naik kendaraan yang tidak bermesin. Kendaraan ini dinaikkan ke puncak bukit pertama dengan menggunakan semacam ban berjalan (conveyor belt). Lintasan naiknya dibuat tidak terlalu curam karena kita tahu semakin curam lintasan, semakin besar daya motor penggerak ban berjalannya (biaya yang dikeluarkan lebih mahal). Puncak bukit pertama dibuat lebih tinggi dari puncak bukit selanjutnya ataupun dari tinggi loop. Tujuannya agar kendaraan mempunyai energi potensial yang cukup besar sehingga mampu melintasi seluruh lintasan dengan baik.

Ketika meluncur dari bukit pertama, penumpang dilepas dan jatuh bebas dipercepat. Agar efek jatuh bebas ini dapat lebih dirasakan, lintasan luncuran dibuat berbentuk seperti sebuah parabola (lintasan benda di bawah medan gravitasi). Gerakan turun dipercepat ini membuat jantung dan alat-alat tubuh sedikit terangkat dari tempat semula (inersia). Efek inersia inilah yang memberikan sensasi-sensasi tertentu seperti semangat rasanya mau terbang, timbul rasa mual, dan sebagainya.

Memasuki loop, penumpang dihadapkan pada loop yang berbentuk seperti tetes air. Loop tidak dibuat seperti lingkaran penuh karena pada titik terendah loop lingkaran penumpang akan mengalami bobot enam kali bobot semula. Dengan bobot demikian besar, darah tidak mampu mengalir ke otak, mata berkunang-kunang, dan orang akan pingsan. Dengan lintasan berbentuk tetes air, bobot maksimum yang dirasakan penumpang sekitar 3,7 bobot semula. Bobot sebesar ini tidak terlalu berbahaya bagi penumpang. Dipuncak loop penumpang berada pada posisi terbalik. Penumpang tidak akan jatuh karena gaya sentrifugal (arah ke atas) yang dirasakan mampu mengimbangi gaya berat akibat tarikan gravitasi bumi.

Gaya sentrifugal yang dirasakan penumpang bukan hanya pada loop saja, tetapi juga pada belokan-belokan tajam yang dibuat sepanjang lintasan. Ketika penumpang berbelok ke kanan, 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 sambil berteriak-teriak.


Keluar dari roller coaster kita lanjutkan perjalanan ke swinging boat atau kora-kora. Berbeda dengan roller coaster, kora-kora tidak meluncur di atas suatu lintasan besi. Kora-kora bergerak bolak-balik seperti sebuah bandul. Di lintasan terbawah kora-kora terdapat suatu ban yang mendorong kora-kora agar selalu dapat berayun dengan sempurna. Setiap kali kora-kora berayun turun, seperti pada roller coaster, penumpang mengalami berbagai perasaaan: ngeri, mual, hilang semangat, dan sebagainya. Perasaan atau sensasi terbesar akan dirasakan oleh penumpang yang duduk di barisan belakang, karena penumpang ini akan jatuh bebas dengan percepatan maksimum.

Capek berteriak karena ngeri dan mual, kita masuk ke arena bom-bom car atau mobil senggol. Arena ini merupakan arena terbaik untuk belajar tumbukan. Mobil senggol bergerak dengan tenaga listrik yang diperoleh dari jala-jala listrik di atasnya. Pada tongkat penghubung mobil dengan jala-jala sering terlihat percikan listrik akibat tegangan listrik yang sangat tinggi pada jala-jala ini. Percikan terlihat ketika hubungan tongkat ini dengan jala-jala terputus. Karena energi yang diperoleh tiap mobil sama, maka mobil berpenumpang ringan relatif dapat bergerak lebih cepat. Agar ketika bertumbukan, Anda merasa nyaman maka di sekeliling mobil diberi ikat pinggang karet. Karet ini akan menyerap efek tumbukan. Ketika mobil berpenumpang ringan ditabrak oleh mobil berpenumpang berat, penumpang yang ringan akan merasakan terlempar. Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan momentum.

Arena The Swing atau ontang-anting menambah pengertian kita tentang konsep gaya sentrifugal. Ketika ontang-anting mulai berputar, gaya sentrifugal menarik kursi ke samping sehingga kursi membentuk sudut dengan garis vertikal. Makin cepat putaran, makin besar gaya sentrifugalnya sehingga simpangan kursi semakin besar. Namun, ada keanehan, sudut miring semua kursi sama besar. Besar sudut miring ini tidak tergantung pada berat penumpang. Hal ini disebabkan karena adanya gejala saling menghapuskan antara gaya sentrifugal dan gaya berat.

Selesai dari ontang-anting, para pengunjung bisa mengunjungi arena lain untuk belajar sistem hidraulik dumbo (gajah bledug), sistem keseimbangan kursi Big Wheel (bianglala), gerak jatuh bebas Air Terjun Niagara, penggabungan vektor kecepatan Pontang-pontang dan konsep katrol flying condor (rajawali). Luar biasa sekali bukan? Begitu kaya pelajaran fisika dalam suatu taman hiburan! Memang benar apa yang dikatakan oleh seorang guru besar fisika di Amerika Serikat bahwa laboratorium fisika terbesar terdapat di sekitar kita.

Dengan kombinasi hiburan dan laboratorium fisika raksasa dalam suatu taman hiburan, persepsi orang tentang fisika suatu saat akan berubah. Fisika tidak akan lagi dianggap sebagai suatu momok yang menakutkan, tetapi akan menjadi suatu pelajaran yang sangat asyik dan sangat menyenangkan.

Yohanes Surya PhD
Ketua TOFI/staff pengajar Universitas Pelita Harapan

Kompas
Jumat, 14/09/01