YouTuber Sewa Helikopter demi Jawab Soal Fisika yang Viral

KOMPAS.com - Seorang YouTuber menyewa helikopter demi dapat menjawab pertanyaan hipotesis fisika yang sempat viral dan kontroversial. YouTuber itu adalah Derek Muller, pemilik saluran YouTube bertema pendidikan bernama "Veritasium".

Pertanyaan yang ingin coba dijawab oleh Muller adalah pertanyaan pilihan ganda nomor 19 dari soal ujian kualifikasi tim Olimpiade Fisika AS tahun 2014 silam.

Sebenarnya pertanyaan ini menjadi viral dan kontroversial hanya karena banyak orang yang tidak sepakat dengan jawaban aslinya.

Adapun bunyi pertanyaan soal tersebut, berbunyi:

Sebuah helikopter terbang secara horizontal dengan kecepatan yang konstan. Sebuah kabel yang sangat fleksibel digantungkan di bawah helikopter. Gesekan udara pada tali tidak dapat diabaikan. Manakah dari diagram berikut yang paling menunjukkan bentuk kabel saat helikopter terbang ke arah kanan di udara?

Sementara pilihan ganda dari pertanyaan itu adalah sebagai berikut:

• A. Tali membentuk pola lurus ke bawah
• B. Tali membentuk pola diagonal ke arah kiri
• C. Tali membentuk pola melengkung ke arah kiri, mirip huruf "J"
• D. Tali membentuk pola melengkung ke arah kanan, mirip huruf "J" terbalik
• E. Tali membentuk pola melengkung seperti huruf "S".

Muller mengunggah video yang memperlihatkan upayanya untuk menjawab pertanyaan tersebut.

Dalam video berdurasi hampir 13 menit dan sudah ditonton lebih dari 4 juta kali, Muller terlihat naik  helikopter untuk melakukan eksperimen langsung berdasarkan pertanyaan tadi.

Sebelum mengungkap jawaban yang tepat, Muller mengadakan jajak pendapat di YouTube terkait jawaban mana yang paling tepat menurut pengikutnya.

"Ternyata, jawaban paling umum adalah pilihan C (40 persen)," kata Muller.

Selain "C", opsi jawaban yang paling banyak dipilih adalah "B" (25 persen) dan "D" (21 persen). Sementara pilihan A dan E secara berturut-turut hanya dipilih oleh 8 persen dan 7 persen responden.

Lantas, menurut Anda, jawaban mana yang tepat?

Jawaban benar

Untuk bisa menjawab pertanyaan kontroversial itu, Muller menggunakan tali tambang yang kerap ditemui di pusat kebugaran (gym), sepanjang 15 meter dengan bobot keseluruhan 20 kg.

Saat helikopter sudah mengudara, tali tambang itu pun diturunkan hingga menjuntai ke bawah. Lalu, sesuai skenario yang disebutkan dalam soal, helikopter yang dinaiki Muller pun melaju ke arah kanan dengan kecepatan konstan.

Ternyata hasilnya, tali tambang membentuk garis lurus diagonal ke arah kiri. Maka dari itu, jawaban yang benar atas pertanyaan kontroversial ini adalah opsi "B".

Jawaban yang dihasilkan dari eksperimen Muller ini tepat sama seperti jawaban asli dari soal tersebut.

Dalam lembar solusi yang diunggah di laman resmi American Association of Physics Teachers, (AAPT) pertanyaan nomor 19 itu memiliki jawaban benar "B".

Dalam penjelasannya, AAPT menuliskan, karena adanya gesekan udara pada tali, maka harus ada gaya dari komponen horizontal (tempat kabel diikat di helikopter).

"Karena jumlah gesekan udara sebanding dengan setiap titik panjang tali yang tergantung ke bawah helikopter, maka: kabel akan tergantung pada garis lurus diagonal," bunyi penjelasan dari AAPT.

Sederhananya, tali akan membentuk diagonal lurus karena dibagian atas diikat di komponen tertentu, sementara seluruh bagian tali yang dijatuhkan ke bawah terpengaruh oleh hambatan udara yang sebanding.

Tali membentuk digonal lurus ke arah kiri, karena helikopter bergerak ke arak sebaliknya, kanan. Hal ini sejalan dengan gaya yang ditimbulkan oleh udara alias hambatan udara (air resistance). Gaya ini bekerja dalam arah yang berlawanan dengan benda yang bergerak di udara.

Dua skenario jawaban lain

Tak puas mendapatkan jawaban yang benar, Muller mencoba melakukan eksperimen lain pada tali tambang tadi, yakni dengan mengaitkan beban pada ujung talinya.

Apakah tali itu akan membentuk pola yang berbeda dari jawaban dari pertanyaan nomor 19? Jawabannya adalah, iya.

Pada skenario pertama, Muller mengaitkan bola besi (kettlebell) dengan bobot 9 kg pada ujung tali tambang.

Ternyata hasilnya, tali tambang terlihat membentuk pola huruf "J" terbalik. Dengan begitu, pilihan "D" menjadi jawaban paling tepat, dalam skenario pertama menggunakan beban kettlebell.

"Pola seperti ini terbentuk karena tali tambang bagian bawah harus menopang kettlebell, yang mana berat dan tidak banyak air resistance," kata Muller.

Dalam skenario pertama, kettlebell yang berat dipengaruhi gaya gravitasi bumi (ke bawah). Karena itu, tali tambang bagian bawah cenderung vertikal alias tetap cenderung mengarah ke posisi bawah karena menahan bobot kettlebell.

Sementara semakin ke atas, tali tambang cenderung melengkung ke arah kiri karena menahan bobot makin ringan dan terpengaruh oleh hambatan udara.

Pada skenario kedua, Muller juga mengaitkan beban pada ujung tali tambang. Bedanya beban yang dikaitkan berupa parasut.

Ternyata hasilnya juga berbeda dari skenario pertama (dengan kettlebell) maupun skenario asli (tanpa beban).

Dengan dikaitkannya parasut, tali tambang membentuk pola mirip huruf "J". Dengan begitu, pilihan "C" menjadi jawaban paling tepat dalam skenario kedua ini.

Menurut Muller, pola "J" ini dapat terbentuk karena parasut sebagai benda yang memliki hambatan udara cukup besar.

"Dengan hambatan udara ekstra di ujung tali (parasut), tetapi bobotnya tidak terlalu berat, tegangan pada tali tambang bagian bawah harus benar-benar horizontal," kata Muller.

Muller menyimpulkan dari eksperimennya, ada tiga kemungkinan jawaban benar untuk soal fisika nomor 19 dari ujian kualifikasi tim Olimpiade Fisika AS tahun 2014 di atas.

"Jadi, tergantung pada (beban) apa yang ada di ujung tali, Anda bisa mendapatkan jawaban benar B, C, dan D," kata Muller.

Berbagi :