TIMBANGAN TIDAK MENGUKUR BERAT BADAN ANDA

Mei 22nd, 2016

Cobalah bawa timbangan badan Anda ke dalam lift. Ketika lift dalam keadaan diam, lihatlah penunjukan timbangan tersebut. Anggaplah penunjukan saat itu adalah 60,0 kg. Tetaplah berada di atas timbangan. Bagaimana penunjukan timbangan ketika lift mulai bergerak naik? Ternyata timbangan menunjukkan “berat” Anda lebih dari 60,0 kg. Tetap amati timbangan, kemudian penunjukan kembali menjadi 60,0 kg dan ketika lift mulai melakukan pengereman untuk berhenti (lift menjelang berhenti) timbangan menunjukkan “berat” Anda kurang dari 60,0 kg. Bagaimana ketika lift turun? Sebelum lift mulai bergerak turun, timbangan Anda akan menunjukkan 60,0 kg. Di awal pergerakan lift turun, timbangan Anda akan menunjukkan kurang dari 60,0 kg. Tak lama kemudian timbangan menunjukkan lagi 60,0 kg dan menjelang lift berhenti, timbangan menunjukkan lebih dari 60,0 kg! Ini suatu bukti bahwa timbangan badan tidak selalu mengukur berat kita sesungguhnya. Apabila demikian, apa yang sebenarnya diukur timbangan badan?

 

Doronglah suatu tembok di dekat Anda. Apa yang tangan Anda rasakan ketika mendorong tembok tersebut? Anda akan merasakan ada “dorongan balik” dari tembok terhadap tangan Anda. Itulah merupakan gaya reaksi yang diberikan tembok terhadap tangan Anda sebagai akibat tangan Anda memberikan gaya (aksi) terhadap tembok. Semakin kuat Anda mendorong tembok tersebut, semakin kuat pula “dorongan balik” yang dirasakan tangan Anda! Fenomena ini dijelaskan dengan Hukum Newton III. [Sir Isaac Newton (1642-1727) merupakan seorang bangsa Inggris yang mempunyai banyak kontribusi di bidang Matematika dan Fisika.]

 

HUKUM NEWTON III: “Jika sebuah benda melakukan gaya pada benda kedua maka benda kedua akan melakukan gaya pada benda pertama dengan besar yang sama namun dengan arah berlawanan.”

 

Ketika suatu berada di suatu permukaan, permukaan itu menahan benda tersebut. Dengan kata lain, permukaan tersebut melakukan gaya (aksi) terhadap benda. Gaya ini disebut gaya normal. Sesuai Hukum Newton III, benda tersebut akan melakukan gaya reaksi terhadap permukaan yang besarnya sama namun berlawanan arah dengan gaya normal tersebut. Serupa halnya dengan ketika kaki Anda berada di atas permukaan timbangan badan. Timbangan akan melakukan gaya normal kepada kaki Anda dan kaki Anda akan melakukan gaya (reaksi) terhadap gaya normal tersebut. Besarnya gaya reaksi ini sama dengan besarnya gaya normal, namun arahnya berlawanan dengan gaya normal. Gaya reaksi inilah yang diukur oleh timbangan badan! Namun karena besarnya gaya reaksi ini sama dengan besarnya gaya normal, dapat kita katakan secara singkat bahwa yang diukur timbangan adalah besarnya gaya normal (selanjutnya dilambangkan dengan N). Perlu juga ditekankan sebelumnya bahwa dalam tulisan ini, dibedakan antara “yang diukur timbangan” dengan “penunjukan angka di timbangan”.

 

Dari pelajaran Fisika SMA kelas X dapat ditunjukkan bahwa N = m(ag) dengan m adalah massa beban di atas timbangan (dalam satuan kg), a adalah percepatan lift (dalam satuan m/s2, bernilai positif apabila percepatan ke arah atas dan bernilai negatif apabila percepatan lift ke arah bawah, bernilai nol apabila lift diam atau bergerak dengan kecepatan tetap), g adalah percepatan gravitasi bumi, biasa bernilai -9,80 m/s2. Jadi, untuk kasus orang 60,0 kg ini, besarnya gaya normal adalah N = 60,0.(a + 9,80) Newton dan penunjukan angka di timbangan adalah angka 60,0.(a/{9,80}+1) kg.

 

Sekarang mari kita perhatikan perubahan nilai gaya normal N dan penunjukan angka di timbangan badan selama pergerakan lift naik. Mula-mula lift diam (a = 0), kemudian lift mengalami penambahan kecepatan ke arah atas (atau percepatan ke arah atas); anggaplah a = 1,00 m/s2. Selanjutnya lift bergerak naik dengan kecepatan tetap (jadi a = 0). Sebelum lift tiba di lantai yang dituju, lift mengalami pengurangan kecepatan (atau percepatan ke arah bawah); anggaplah a = -1,00 m/s2.

 

 

Pergerakan lift a (m/s2) Gaya Normal, N (Newton) Penunjukan angka di timbangan (kg)
diam 0,00 588 60,0
dipercepat ke atas 1,00 648 66,1
kecepatan tetap 0,00 588 60,0
diperlambat -1,00 528 53,9
diam 0,00 588 60,0

 

Gaya normal dan penunjukan angka di timbangan pada saat lift bergerak turun adalah sebagai berikut.

 

 

Pergerakan lift a (m/s2) Gaya Normal, N (Newton) Penunjukan angka di timbangan (kg)
diam 0,00 588 60,0
dipercepat ke bawah -1,00 528 53,9
kecepatan tetap 0,00 588 60,0
diperlambat 1,00 648 66,1
diam 0,00 588 60,0

 

Jadi, yang diukur timbangan badan sebenarnya adalah gaya normal yang dilakukan permukaan timbangan terhadap kaki Anda sebagai tempat bertumpu. Dalam hal penimbangan badan dilakukan ketika timbangan dalam keadaan diam atau bergerak vertikal dengan kecepatan tetap, barulah timbangan mengukur berat badan Anda dengan benar.

 

Beberapa catatan:

  1. Di paragraf pertama, terdapat tulisan “berat” (dalam tanda kutip). Di sini saya mengikuti cara penyampaian masyarakat awam yang menganggap bahwa kg (kilogram) adalah satuan berat, padahal kg merupakan satuan massa. Sudah menjadi suatu kelaziman di masyakarat awam untuk mengatakan, misalnya “Beras itu beratnya 50 kilogram”.
  2. Dalam tulisan ini pun dibedakan antara “yang diukur timbangan” dengan “penunjukan angka di timbangan”. Seperti yang telah diuraikan dalam tulisan ini, yang diukur timbangan sebenarnya adalah gaya normal; sedangkan satuan SI (The International System of Units) untuk gaya adalah Newton. Kilogram bukanlah satuan gaya. Namun, sebagian timbangan yang beredar di pasaran memunculkan kilogram sebagai satuan yang digunakan. “Salah kaprah” semacam ini sebenarnya merupakan topik tersendiri dalam fisika, yaitu mengenai massa, berat, dan pengukurannya.


Most visitors also read :



Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *