Oleh: Riki
Burung (Aves) merupakan salah satu yang tergolong dalam keluarga hewan bertulang belakang (vertebrata) yang memiliki sayap dan beberapa spesies burung tubuhnya ditumbuhi bulu. Burung merupakan hewan yang bisa terbang di langit, namun ada beberapa jenis burung yang tidak mempunyai kemapuan terbang tersebut. Berdasarkan sumber referensi yang saya baca telah tercatat 8.800 - 10.200 spesies burung yang tersebar di seluruh dunia.
Berbagai spesies burung pada umumnya memiliki bentuk sayap yang berbeda - beda satu sama lain. Bentuk sayap burung yang berbeda - beda memengaruhi aerodinamika ketika terbang sehingga cara terbang tiap - tiap burung juga berbeda - beda. Cara terbang burung yang berbeda - beda dapat berhubungan dengan konsep ilmu fisika yaitu pengaturan energi yang digunakan oleh burung tersebut.
Pada artikel ini kita akan mempelajari prinsip kerja sayap burung berdasarkan konsep ilmu fisika. Serta mengetahui keuntungan formasi bentuk V pada saat burung terbang berkelompok. Dengan artikel ini, dibuat sebagai bentuk untuk menambah wawasan kita mengenai burung lebih dalam lagi dan penerapan konsep ilmu fisika yang berhubungan langsung dengan makhluk hidup.
Coba Anda perhatikan dengan seksama pada foto, gambar maupun pengamatan secara langsung kelompok burung (unggas) ketika sedang terbang secara berkelompok di langit. Walaupun spesies burungnya berbeda, namun satu hal yang sama pada kelompok burung (unggas) tersebut yaitu terbang dengan membentuk formasi huruf V seperti pada gambar berikut:
Dengan cara terbang tersebut dapat dijelaskan menggunakan konsep ilmu fisika. Ketika burung mengepakkan sayapnya terjadi gaya angkat atau disebut lift force. Hal ini terjadi akibat dari burung menekan udara ke arah bawah lewat kepakan sayapnya, lalu udara akan menekan balik dan mendorong burung agar tidak jatuh ke tanah.Â
Pada saat itu pula muncul pusaran udara di tiap - tiap ujung sayapnya. Akibatnya, udara yang berada tepat di belakang burung akan terdorong ke arah bawah. Sementara itu udara pada sisi samping dan belakang burung akan terdorong ke arah atas.
Dengan memanfaatkan cara terbang seperti itu, kawanan burung tersebut dapat menghemat energi pada saat terbang namun pada burung terdepan akan mengeluarkan energi lebih banyak. Ketika burung terdepan sudah kelelahan, burung yang berada di belakangnya akan bertukar posisi dan memimpin formasi terbang kawanannya.
Hal tersebut akan dilakukan secara terus menerus pada tiap burung yang ada di formasi tersebut. Pernyataan ini berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Dr. Bernhard Voelkl et.al (2015) dalam Jurnal National Academy of Science.
Gambar 3. Tekanan Udara pada Sayap Burung
Prinsip kinerja sayap burung ini pun diterapkan oleh manusia pada pembuatan sayap pesawat terbang. Pada sayap pesawat terdapat konsep penerapan ilmu fisika yaitu fluida dinamis. Sama halnya dengan sayap burung, gaya angkat yang terjadi pada sayap sesuai dengan Hukum Bernoulli yang berlandaskan pada hukum kekekalan energi yang terdapat pada aliran fluida.Â
Hukum Bernoulli menyatakan bahwa gaya angkat sayap (gaya dorong sayap ke atas dikurangi gaya dorong sayap ke bawah) sama dengan hasil pengurangan tekanan pada sisi bagian bawah dengan tekanan pada sisi bagian atas kemudian dikali dengan luas penampang sayap. Pernyataan tersebut dapat dinyatakan dalam persamaan  berikut :
F1 - F2 = gaya angkat sayap (N)
p (rho) = massa jenis udara (kg/m3)
A = luas penampang sayap (m2)
v1 = kecepatan udara di bawah sayap (m/s)
v2 = kecepatan udara di atas sayap (m/s)
Agar burung dapat terbang, maka gaya angkat sayap ( F1 - F2 ) harus lebih besar dari berat burung tersebut. Jika massa burung adalah m dan percepatan gravitasi g, maka:
( F1 - F2 ) > mg
dan tentunya,
P2 > P1
v2 < v1
Berdasarkan sumber yang saya kutip, para peneliti telah menemukan bahwa burung terbang dalam formasi V dapat menghemat energi antara 10 - 14 persen. Perilaku ini tentunya melalui proses evolusi yang cukup panjang, dimana dengan menghemat energi sebesar 10 persen secara komunal dapat membuat perbedaan antara hidup dan mati terutama pada saat melakukan migrasi rutin.
Gaya angkat pada sayap burung ketika terbang bergantung pada hal - hal berikut :
- Semakin besar sudut pertemuan antara sayap dan udara maka semakin besar gaya angkatnya.
- Semakin besar massa jenis udara maka semakin besar pula gaya angkatnya.
- Semakin cepat gerak burung maka semakin besar gaya angkatnya.
Berdasarkan pernyataan di atas dapat kita simpulkan bahwa dalam ilmu biologi, dalam hal ini cara terbang burung, dapat dijelaskan dalam konsep ilmu fisika. Penerapan ilmu fisika pada saat burung terbang berkaitan dengan konsep fluida dinamis. Maka dari itu dalam belajar ilmu biologi harus belajar ilmu - ilmu dasar dalam konsep fisika. Semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya.
Daftar Pustaka
Anonim. 2017. Penerapan Fluida Dinamis pada Pesawat Terbang. Diakses pada 22 November 2021.
Wanwan. 2003. Mengapa Burung Terbang Membentuk Formasi "V". Diakses pada 22 November 2021.
Ridzki R.S. 2015. Pengaturan Energi ala Burung: Dari Bentuk Formasi, Terbang Melayang hingga Gerak Meluncur. Diakses pada 22 NOvember 2021.
Darliani. 2005. Modul Diklat Berjenjang Fisika Terpadu. Bandung: Depdiknas Dirjen Dikdasmen Pusat Pengembangan dan Penataan Guru Ilmu Pengetahuan Alam.
https://www.zenius.net/prologmateri/fisika/a/1072/gaya-angkat-pesawat
