Tuesday, 1 September 2015

Konsep-konsep Fisika ketika Ikan Berenang

Salah satu ciri makhluk hidup adalah Bergerak, semua Makhluk hidup, manusia, hewan maupun tumbuhan semuanya bergerak. Suatu Benda dikatakan bergerak apabila posisinya berubah terhadap titik acuan tertentu.

Hewan bergerak atau berpindah tempat dengan berbagai cara, termasuk berjalan, berenang, melompat dan terbang. Ketika bergerak hewan mempuyai banyak alasan dan tujuan, antara lain untuk menemukan makanan, mengindari pemangsa/predator, mencari tempat tinggal maupun menemukan pasangan, Karena itu Kemampuan Bergerak merupakan hal yang sangat penting bagi hewan untuk bertahan hidup.

Untuk dapat bertahan hidup hewan akan Beradaptasi dengan lingkungannya, Adaptasi hewan meliputi adaptasi morfologi (bentuk tubuh) dan adaptasi fisiologi (fungsi tubuh ), salah satu bentuk adaptasi hewan adalah mekanisme dan alat geraknya. Mekanisme dan alat gerak hewan juga berbeda-beda, hal tersebut disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain perbedaan jenis makanan , tempat tinggal dan cara mempertahankan diri. 


Hewan-hewan yang hidup di lingkungan air ( sungai,laut,danau dll) umumnya bergerak dengan cara berenang, salah satunya adalah Ikan. Ketika kita mengamati ikan berenang didalam air , sebenarnya banyak konsep Fisika yang terdapat didalam peristiwa tersebut.

Pengen tahu apa saja ??
Simak penjelasanya dibawah ini ya 

Kita telah ketahui bersama bahwa air memiliki kerapatan ( ρ ) yang lebih besar dibandingkan udara sehingga hewan lebih sulit bergerak di air (ρair = 1 < ρudara (1,2) g/cm3). Namun sebaliknya, air memiliki Gaya angkat ( F ) yang lebih besar dibandingkan dengan udara, hal tersebut yang membuat hewan air dapat bertahan hidup.

Besarya gaya angkat air menyebabkan ikan membutuhkan energi lebih untuk mempertahankan posisi vertikalnya, namun bergerak pada posisi horisontal akan jauh lebih sulit.


Kebanyakan hewan air juga memiliki bentuk tubuh yang unik, salah satu bentuk tubuh yang paling banyak dimiliki oleh hewan air adalah bentuk torpedo. Walaupun mekanisne yang digunakan untuk bergerak berbeda-beda, tapi bentuk tubuh tersebut memungkinkan tubuh meliuk dari sisi ke sisi, seperti yang terjadi pada ikan hiu dan banyak ikan lainnya, atau gerakan atas dan bawah seperti yang terjadi pada mamalia laut.

Untuk memudahkan bergerak di dalam air, ikan memiliki bentuk tubuh yang Aerodinamis (streamline) yang berfungsi untuk mengurangi hambatan ketika bergerak didalam air. Selain itu, Ekor dan sirip ekor ikan yang lebar berfungsi untuk mendorong gerakan ikan dalam air. Sirip tambahan berfungsi untuk mencegah gerakan yang tidak di inginkan. Gelembung renang untuk mengatur gerakan vertical. Ikan memiliki susunan otot dan tulang belakang yang flexsibel untuk mendorong ekor ikan di dalam air. 

Sirip ikan yang mudah digerakkan berfungsi untuk dapat menyeimbangkan tubuhnya di dalam air, mengemudi serta untuk mengerem. Sewaktu sirip ekor mengemudi dan mendorong, sirip punggung menjaga agar luncurannya seimbang. Sirip ikan memungkinkan ikan bergerak didalam air karena ikan memperoleh gaya dorong dari gerakan siripnya yang lebar. Sirip ini memberikan tekanan yang besar ke air ketika sirip tersebut digerakkan, sehingga air memberikan gaya dorong ke ikan sebagai reaksinya. ada beberapa tipe sirip dan ekor ikan, lihat gambar dibawah ini


Hal tersebut sesuai dengan Hukum III Newton yang berbunyi ketika suatu benda menberikan gaya pada benda kedua tersebut,memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda yang pertama.

Pada saat ikan berenang juga mengalami gaya apung/gaya ke atas. Hal ini sesuai dengan prinsip Hukum Archimedes yang berbunyi: 

“Sebuah benda yang tenggelam seluruhnya atau sebagian dalam suatu fluida diangkat ke atas oleh sebuah gaya yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan”.

Dengan
FA   : Gaya angkat keatas (N)
Vp : Volume benda yang tercelup ( m3)
ρ    : massa jenis air ( Kg/m3)
g    : Percepatan Gravitasi bumi (m/s2)

Agar ikan dapat berenang di dasar, di tengah, dan di permukaan air, ikan memiliki gelembung renang. Gelembung renang merupakan organ internal ikan yang dipenuhi gas yang fungsinya memberi kemampuan ikan untuk mengendalikan daya apung sehingga mampu menghemat energi untuk berenang.

Selain mengendalikan Daya Apung, Gelembung renang tersebut mempunyai fungsi lain, yaitu sebagai ruang beresonansi untuk memproduksi atau menerima suara.

Ketika akan menuju dasar, ikan memperkecil volumenya dengan sedikit menghirup O2, sehingga massa jenisnya lebih besar daripada massa jenis air yang ditempatinya. 
Ketika akan menuju ke permukaan, ikan akan memperbesar volumenya dengan menghirup banyak O2, sehingga massa jenis ikan lebih kecil daripada massa jenis air yang ditempatinya. 

Ketika terdapat kecepatan relatif antara air dan ikan, tubuh ikan akan mengalami gaya gesek fluida yang melawan gerak relatif ikan dengan arah sesuai arah alir air relatif terhadap ikan. Gaya gesek yang dialami ikan adalah gaya gesek zat alir. Subani (1979),

Sekian, semoga bermanfaat

Referensi :
Serway, Raymond A.dan John W. Jewett. (2010). Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 3 (6th Edition).Terj.Chriswan Sungkono.Jakarta:Salemba Teknika.
Gubuksainsku.blogspot.com


EmoticonEmoticon