Saat berkunjung ke taman bermain, pasti menemui berbagai macam permainan seru dan menyenangkan mulai dari bianglala, komedi putar, bumper car, kora-kora, hingga roller coaster. Dari sekian banyak wahana di taman bermain, kereta luncur menjadi salah satu permainan menegangkan yang cukup banyak diminati masyarakat. Tak heran banyak pengunjung rela antri untuk dapat menaiki wahana tersebut.
Namun saat melihat permainan kereta luncur, pernahkah Anda berpikir bagaimana cara kerja dari wahana tersebut? Mengapa kereta tersebut tidak terlepas dari rel dan tetap dapat melaju kencang? Berikut penjelasannya lengkap dengan teori fisika di baliknya.
Pengertian
Arti roller coaster atau kereta luncur, merupakan wahana permainan berupa kereta dengan berbagai macam bentuk menarik yang dipacu pada kecepatan tinggi di jalur rel khusus. Umumnya wahana ini diletakkan di atas tanah dengan ketinggian berbeda-beda. Relnya sendiri dapat berdiri kokoh berkat ditopang oleh rangka baja yang telah didesain sedemikian rupa.
Kereta luncur pertama di dunia dibuka pada 16 Juni 1884 tepatnya di Coney Island, Brooklyn, New York, Amerika. Merupakan gagasan dari LaMarcus Thompson, wahana ini juga disebut sebagai kereta api switchback karena bisa melaju pada kecepatan kurang lebih enam mil per jam serta satu nikel untuk naik.
Coney Island sendiri diyakini berasal dari bahasa Belanda Konijn Eilandt yang berarti Pulau Kelinci. Merupakan sebidang tanah berlokasi di sepanjang Samudra Atlantik, yang ditemukan oleh seorang penjelajah bernama Henry Hudson di tahun 1609.
Fakta Unik
Permainan roller coaster menjadi salah satu yang paling disukai, mulai dari anak muda hingga orang dewasa. Rupanya terdapat sederet fakta unik yang jarang diketahui orang terkait wahana seru ini. Apa saja?
Kecepatan Tercepat
Kereta luncur tercepat berada di Abu Dhabi, Uni Emirat Arab, memegang rekor kecepatan hampir 240 km/jam atau 149 mph. Sedangkan rekor untuk jumlah lingkaran terbalik atau inversi terbalik diraih oleh roller coaster Smiler yang ada di Alton Towers, Inggris, dimana memiliki 14 lekukan lingkaran.
Cina Pemegang Rekor Terbanyak
Cina memegang rekor dengan jumlah roller coaster terbanyak di dunia, tercatat sebanyak 824 wahana di negeri bambu ini. Sementara di peringkat kedua dipegang oleh Amerika Serikat dengan 659 wahana di semua penjuru negaranya.
Wahana Tertinggi dan Terpanjang
Untuk wahana kereta luncur tertinggi berada di Six Flag Great Adventure Park, merupakan rumah bagi roller coaster Kingda Ka dimana memiliki lintasan tertinggi di dunia hingga mencapai 141 meter.
Sementara untuk wahana terpanjang di dunia terletak di Nagashima Spa Land, Jepang. Lintasannya sendiri memiliki panjang 2,4 kilometer.
Jumlah Terbanyak
Taman bermain Cedar Point di Ohio menjadi salah satu amusement park dengan jumlah roller coaster terbanyak di dunia. Sebut saja Magnum XL-200 yang menjadi hypercoaster pertama dimana menembus ambang 200 kaki, Millenium Force atau giga-coaster 300 kaki, Top Thrill Dragster atau coaster roket 420 kaki, hingga Valravn yang menjadi kereta luncur tertinggi.
Rem Otomatis
Permainan ini menyimpan sisa energi agar bisa menghentikan laju, dengan cara mengerem secara cepat memanfaatkan hidrolik. Untuk model rem modern menggunakan arus eddy dan magnet agar bisa menghasilkan gaya gesek sehingga mampu menahan kecepatan.
Untuk model jaman dahulu menggunakan rem hidrolik serta rem selip. Rem tersebut terbuat dari papan panjang dilapisi keramik pada bagian luar lintasan. Cara kerjanya adalah dengan memberikan tekanan di sisi bawah kereta agar bisa memperlambat laju kereta.
Hukum Fisika Dibaliknya
Bagi penggemar wahana roller coaster, apakah Anda mengetahui hukum fisika apa saja yang ada di balik permainan memacu adrenalin ini? Jika belum, simak penjelasannya berikut.
Energi Potensial (Ep)
Ep merupakan energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukannya, umumnya dimiliki ketika bendanya diam. Karena ketika benda tersebut bergerak, energi potensial berubah menjadi kinetik.
Ep pada wahana kereta luncur akan memiliki nilai maksimum ketika berada di posisi puncak rel lintasan, dan berubah menjadi minimum atau nol ketika berada di posisi paling rendah. Saat kereta berjalan menurun, Ep akan diubah menjadi energi kinetik.
Energi Kinetik (Ek)
Ek merupakan energi yang dimiliki suatu benda dan disebabkan oleh tenaga gerak. Istilah kinetik sendiri berasal dari bahasa Yunani yaitu Kinetikos dengan arti bergerak. Karena itu benda yang bergerak di kecepatan tertentu sudah pasti memiliki Ek, sedangkan benda diam tidak bergerak tidak akan memiliki Ek.
Sehingga Ek adalah kebalikan dari Ep, karena Ek akan diubah menjadi Ep saat roller coaster berjalan naik ke puncak lintasan. Setelah tiba di posisi puncak, Ek juga akan bernilai maksimum karena kembali berjalan turun.
Kekekalan Energi
Pada saat proses perubahan energi potensial ke kinetik atau sebaliknya, terdapat sebagian energi yang diubah menjadi energi kalor atau panas. Hal tersebut terjadi karena terdapat friksi atau gesekan.
Sehingga gaya gesek dapat menghasilkan energi, contohnya ketika kereta luncur tersebut bergesekan dengan rel lintasan. Energi total yang akan dihasilkan tidak akan berkurang ataupun bertambah, karena energi tersebut hanya akan dirubah bentuknya.
Dinamika
Gerak dari roller coaster tentu mengalami suatu percepatan, yaitu perubahan kecepatan akan waktu. Terbukti saat posisi bergerak menuruni lintasan, kereta akan meluncur cepat sehingga kecepatan pada waktu pun akan bertambah.
Sebaliknya, kereta akan mengalami waktu perlambatan atau percepatan negatif ketika berjalan menaiki lintasan. Perubahan kecepatan juga akan terjadi ketika kereta bergerak berubah arah.
Selain itu penumpang roller coaster juga akan mengalami gaya gravitasi, diakibatkan oleh tarikan massa bumi terhadap tubuh. Karena seperti yang diketahui, massa bumi jauh lebih besar jika dibandingkan dengan massa dari tubuh manusia.
Gaya Sentripetal
Gaya sentripetal atau gaya memusat, merupakan gaya yang membuat suatu benda bergerak melingkar. Namun jenis gaya ini rupanya bukan gaya fisis atau dalam arti sebenarnya, karena hanya menjadi suatu penamaan atau penggolongan jenis gaya untuk membuat benda bergerak melingkar.
Pada roller coaster, gaya ini berusaha menarik objek untuk mengarah ke titik pusat atau sumbu. Saat kereta bergerak di lintasan putar, gaya ini berperan mempertahankan kereta agar tetap bisa bergerak memutar.
Setelah memahami penjelasan di atas dapat disimpulkan jika roller coaster mampu melaju cepat bukan karena mesin, melainkan berkat energi potensial dimana Ep akan tiba di posisi maksimum saat berada di puncak lintasan.
Pertama-tama kereta akan dinaikkan ke posisi puncak agar bisa mendapatkan Ep maksimum. Puncak bukit pertama pasti dibuat lebih tinggi dari bukit selanjutnya, agar energi potensial yang diterima cukup besar hingga dapat melintasi seluruh lintasan dengan sempurna.
Ketika meluncur dari puncak tinggi, kecepatan kereta pun semakin lama akan semakin bertambah sehingga dapat kembali naik di puncak selanjutnya. Pada saat melaju ke bawah, Ep akan berubah menjadi Ek. Semakin melaju ke bawah maka kecepatan gerak pun akan semakin meningkat, Ep semakin kecil sementara Ek semakin besar.
