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.
Besarnya 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
