BOLA SERBAGUNA
A. Pendahuluan
Pembelajaran yang menarik merupakan sebuah pembelajaran yang dapat membuat siswa merasa nyaman dan senang sehingga siswa menjadi tertarik atau terpancing dalam belajar. Rasa senang dan nyaman selama proses pembelajaran dapat membuat siswa tidak merasakan bahwa mereka sedang belajar suatu materi tertentu. Pembelajaran menjadi lebih menarik bila menggunakan media pembelajaran seperti gambar, benda atau alat peraga dalam proses penyampaian materi pembelajaran. Media pembelajaran digunakan untuk mempermudah dalam penyampaian materi pembelajaran dan menggambarkan suatu kejadian atau fenomena pada materi pembelajaran. Selain itu, penggunaan media pembelajaran dapat menumbuhkan motivasi dan semangat siswa dalam belajar sehingga siswa lebih memahami materi pembelajaran.
Bola merupakan salah satu benda yang umum dimiliki oleh setiap orang. Bola dapat digunakan untuk bermain maupun berolahraga. Hampir semua orang pernah berolahraga dengan bermain bola. Ternyata, melalui permainan bola yang sederhana terdapat banyak konsep Fisika yang jarang diketahui oleh orang - orang khususnya siswa. Peristiwa ketika bola ditendang kemudian melambung tinggi di udara dapat menjelaskan suatu konsep Fisika dan ketika melakukan gerakan drible pada permainan bola basket juga dapat menjelaskan sebuah konsep Fisika sehingga melalui permainan bola dapat menjelaskan berbagai macam konsep Fisika. Bola dapat digunakan sebagai media pembelajaran Fisika. Pada bab ini akan dibahas lebih lanjut mengenai bola sebagai media pembelajaran Fisika.
B. Bola dan Kegunaannya
Setiap orang pasti sudah tidak asing lagi bila mendengar kata “bola”.
Bola merupakan sebuah benda padat yang berbentuk bulat yang didalamnya berisi gas. Bola pada umumnya terbuat dari karet dengan bungkus luar berbahan kulit atau bahan sejenisnya dan bersifat elastis. Bola dapat digunakan sebagai alat untuk berolahraga maupun digunakan sebagai alat dalam permainan.
Bola pertama kali ditemukan saat peradaban kuno, 3000 tahun yang lalu. Di Tiongkok bola dibuat dari kulit hewan yang dibalut hingga berbentuk bundar. Pada zaman ini bola yang digunakan dalam permainan disebut cuiju.
Bola yang dibuat oleh suku Maya dan suku Indian Aztec di Amerika Tengah terbuat dari karet yang dibentuk dari lateks. Sedangkan di Mesir, bola terbuat dari bahan dasar kain dan dari bahan dasar kulit hewan untuk meningkatkan daya pantulnya. Di Italia, bola dibuat menggunakan kantong kemih babi.
Namun bola tersebut memiliki banyak kelemahan yaitu mudah tertusuk dan bentuknya tidak beraturan. Untuk mengatasi kelemahan itu, bola berbahan kantong kemih babi dilapisi oleh kulit agar berbentuk lebih bulat dan tidak mudah rusak. Pada tahun 1950, ditemukan bola yang tahan air, menggunakan cat sintesis dan jahitannya sudah lebih halus. Pada saat ini, bola sudah terbuat bahan karet namun bola berbahan kulit masih tetap ada.
Ada bermacam - macam jenis bola berdasarkan fungsinya, yaitu :
Bola sepak
Gambar 1. Bola Sepak
adalah bola yang digunakan dalam permainan sepak bola. Bola yang digunakan ini memiliki sifat elastis dan dapat memantul. Bola sepak dimainkan dengan cara ditendang dengan kaki.
Bola voli
Gambar 2. Bola Voli
adalah bola yang digunakan dalam permainan voli. Bola yang digunakan ini memiliki sifat elastis dan dapat memantul. Bola voli dimainkan dengan cara melambungkan bola ke atas dengan tangan.
Bola basket
Gambar 3. Bola Basket
adalah bola yang digunakan dalam permainan basket. Bola yang digunakan ini memiliki sifat elastis dan dapat memantul. Bola basket dimainkan dengan cara melambungkan bola dan menggiring bola dengan tangan.
Bola bekel
Gambar 4. Bola Bekel
adalah bola yang digunakan dalam permainan bekel. Bola yang digunakan ini memiliki sifat elastis dan dapat memantul. Bola bekel dimainkan dengan cara melambungkan bola keatas dan memantulkannya sebanyak 1 kali.
Bola teni s
Gambar 5. Bola Tenis
adalah bola yang digunakan dalam permainan tenis lapangan. Bola tenis dimainkan dengan cara melambungkan bola keatas dan memukul bola tersebut dengan raket.
C. Bola dan Hubungannya dengan Konsep Fisika :
Gerak Parabola
Gambar 6. Orang Menendang Bola
Pernahkah kalian bermain bola? Tentu pernah bukan? Bagaimana bentuk lintasan bola yang sudah ditendang ?
Gambar 7. Lintasan Bola
Seperti gambar diatas bukan lintasannya ?
Saat kita menendang bola, maka bola akan bergerak melengkung seperti sebuah parabola dengan sudut elevasi (kemiringan) tertentu.
Gerakan melengkung ini disebabkan adanya gravitasi bumi. Jika tidak ada gravitasi bumi maka bola akan bergerak lurus keatas. Setelah mencapai
titik tertinggi bola berhenti sejenak dan karena terdapat gravitasi bumi akan membuat bola bergerak jatuh ke bawah. Bentuk lintasan parabola tergantung pada kecepatan dan sudut elevasi (kemiringan) yang diberikan.
Gerak parabola gerak suatu benda yang membentuk sudut elevasi terhadap sumbu x dan sumbu y. sumbu x (horizontal) adalah gerak lurus beraturan (GLB) dan sumbu y (vertikal) adalah gerak lurus berubah beraturan (GLBB). Kedua gerak ini membentuk suatu gerak parabola.
Gambar 8. Gerak Parabola
Sumber : https://www.kantinsains.tech/2018/12/gerak-parabola.html
Ketika kita menendang bola dengan kecepatan awal (V0) tertentu akan membentuk lintasan seperti gambar diatas dengan sudut elevasi (kemiringan) tertentu terhadap horizontal. Maka kecepatan awal (v0) bola saat ditendang sepanjang sumbu x dan sumbu y dapat diperoleh dengan trigonometri yaitu:
Berdasarkan perhitungan trigonometri diperoleh bahwa:
cos α = V
0xV
0 dansin α = V
0yV
0Sehingga didapatkan:
Gerakan bola pada sumbu x merupakan gerak lurus beraturan (GLB) sehingga kecepatan bola di sumbu x (horizontal) memiliki nilai yang sama pada setiap titik. Untuk gerakan bola pada sumbu y (vertikal) merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) sehingga besarnya kecepatan bola pada sumbu y berbeda. Kecepatan bola di sumbu y dipengaruhi oleh gravitasi bumi yang menarik bola menuju ke bawah.
Dapat diperoleh kecepatan bola pada sumbu y : vt = vo – at
vy = voy - gt voy = vo sin
α
Bagaimanakah posisi bola setelah ditendang ? Apakah posisi bola sebelum dan sesudah ditendang sama ? Tentunya berbeda bukan ?
Setelah bola ditendang, bola berpindah posisi dari posisi semula.
Posisi bola saat berada diudara akan berbeda – beda.
Kedudukan atau posisi bola pada sumbu x (horizontal) : x = vx . t
Kedudukan atau posisi bola pada sumbu y (vertikal) :
y = v
o.t – ½ gt
2Keterangan:
vo = kecepatan awal (m/s) vx = kecepatan ke x (m/s) x = jarak (m)
α
= sudut elevasi (°
)voy = vo
sin α
vox = vocos α
vy =vo
sin α
– gtx = vo
cos α
.ty = v
osin α . t – ½ g
t
2Bola yang semula diam ditendang dengan kecepatan awal Vo akan membentuk sudut elevasi (kemiringan) tertentu. Bola kemudian melambung diudara dan akan mencapai titik ketinggian maksimal (Hmaks).
Kecepatan bola saat berada diudara dibagi menjadi dua yaitu kecepatan pada sumbu x horizontal (Vx) dan kecepatan pada sumbu y vertikal (Vy).
Kecepatan di sumbu y (Vy) pada titik tertinggi memiliki nilai 0 karena bola pada bergerak secara GLBB sedangkan kecepatan benda di sumbu x (Vx) bernilai tetap pada posisi dimanapun karena bola bergerak secara GLB.
Sehingga dapat diperoleh persamaan Hmaks adalah :
Gerak Vertikal
Pernahkan kalian bermain bola tenis lapangan ? Dalam bermain bola tenis tentu membutuhkan raket bukan ?
Ya betul sekali permainan tenis merupakan salah satu olahraga yang menggunakan raket dalam permainan untuk memukul bola.
Gambar 9. Permaian Bola Tenis
Simaklah cerita dibawah ini!
Dani terpilih menjadi perwakilan sekolah untuk mengikuti Perlombaan Olahraga Tenis antar siswa se-Provinsi. Agar lebih siap dalam mengikuti perlombaan tenis, Dani dan teman – temannya melakukan latihan rutin bersama pelatih satu minggu sekali setiap akhir pekan. Pada
hmax =
v
o2sin
2α
2 g
hari pertama latihan rutin, pelatih mengajarkan Dani dan teman – temannya teknik – teknik dasar permainan tenis.
Bagaimanakah teknik – teknik dasar dalam permainan tenis ? Penasaran ? yuk simak penjelasan selengakpnya dibawah ini!
Teknik – teknik dasar dalam bermain tenis lapangan : 1) Servis
Gambar 10. Teknik Servis pada Permaian Bola Tenis
(https://ciptaithrosar.gq/teknik-pukulan-tenis-lapangan-t-l-charger)
Gerakan servis merupakan gerak melempar bola ke udara dan kemudian bola yang telah melambung di udara dipukul menggunakan raket. Ternyata tahapan melempar bola dari gerakan servis ini merupakan contoh konsep Fisika yaitu gerak vertikal keatas. Lho kok bisa seperti itu? Kenapa? Karena pada tahap ini, bola dilemparkan secara vertikal dengan kecepatan awal tertentu.
Saat bola dilemparkan ke atas dengan kecepatan awal tertentu.
Bola akan melembung diudara dan bola akan dipukul kembali oleh pemain tenis agar bola dapat bergerak dan melambung ke daerah lawan. Kecepatan awal saat bola dilempar memepengaruhi tinggi maksimum yang ditemput oleh bola tersebut. Kecepatan bola yang setelah dipukul dengan raket akan terus berkurang sampai mencapai titik nol yaitu pada titik tertinggi. Arah gerak bola adalah keatas sehingga a = - g karena a berlawanan arah dengan gravitasi bumi.
2) Ketika bola dilemparkan ke bawah
Gambar 11. Bola Dilemparkan ke Bawah
Gerakan melempar bola tenis kebawah juga merupakan contoh dari konsep Fisika gerak vertikal ke bawah karena gerak vertikal ke bawah merupakan gerak suatu bola yang dilempar tegak lurus ke bawah dengan kecepatan awal tertentu. Jika arah gerak bola tenis ke bawah, maka a = g karena searah dengan gravitasi bumi dan bola tenis mengalami percepatan.
Dinamika rotasi
Di sore hari yang cerah, Andika sedang bermain tenis lapangan bersama Ryan. Saat Ryan melakukan teknik servis dengan melambungkan bola tenis ke atas dan memukulnya dengan raket, Andika mengamati pergerakan bola tenis tersebut. Bola akan berputar diudara dan akan bergerak menuju arah Andika. Andika bertanya – tanya, mengapa setelah Ryan melakukan servis, bola tenis bergerak berputar (rotasi) ? dan Mengapa lintasan bola tenis itu berbentuk parabola ? Yuk simak penjelasannya dibawah ini!
Setelah bola dipukul dengan raket, bola akan bergerak berputar (berotasi) dan bola akan mendapat gaya hambat dari gravitasi bumi dan hambatan udara sehingga walaupun bola bergerak dengan melingkar maka akan menghasilkan gerakan yang mirip dengan gerak parabola. Bola yang berputar akan menimbulkan aliran udara di sekitar bola, semakin cepat udara yang mengalir semakin kecil tekanannya. Sehingga
menimbulkan perbedaan tekanan yang dapat menyebabkan gaya dapat menekan bola untuk berbelok ke bawah.
Hukum Newton
Basket merupakan salah satu olahraga maupun permainan yang digemari oleh setiap kalangan dari mulai anak – anak sampai dewasa.
Cara memainkannya pun cukup mudah dengan mendrible (menjatuhkan) bola ke lantai dan memasukkan bola ke dalam ring basket. Permainan basket hanya membutuhkan bola basket dan ring basket. Tahukah kamu jika dalam permainan basket dapat menjelaskan suatu konsep Fisika Hukum Newton ? Simak lebih lanjut penjelasan dibawah ini!
1. Hukum I Newton
Dalam permainan bola basket, ada teknik yang dinamakan dribbling. Dribbling merupakan cara membawa bola basket menuju ke daerah dekat ring basket dengan memantul – mantulkan bola basket ke lantai menggunakan satu tangan atau dengan tangan yang bergantian dengan berlari atau berjalan. Selama teknik dribbling, bola dijatuhkan ke bawah sehingga bola basket akan memantul ke atas dan akan terus begerak atau berputar jika bola dipantul – pantulkan menggunakan tangan. Pada saat bola basket di tangkap, secara otomatis bola basket akan berhenti bergerak atau berputar. Fenomena ini sesuai dengan bunyi Hukum I Newton.
Hukum pertama Newton menyatakan bahwa sebuah benda dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap diam atau akan terus bergerak dengan kecepatan konstan kecuali ada gaya eksternal yang bekerja pada benda itu (Tipler,1998: 88).
Untuk memasukan bola ke dalam ring basket, pemain basket mula – mula melakukan gerakan drible hingga mendekati daerah ring basket. Setelah mendekati daerah ring, pemain basket melakukan lompatan dan melepaskan bola ke atas menuju ring basket. Gerakan melompat dan melepaskan bola basket ke atas meuju ring basket dinamakan lay up. Kecepatan bola basket saat gerakan dribling dan lay up sama dengan kecepatan pemain basket saat berlari menggiring bola
dan melompat. Bola basket yang bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan semula sehingga ketika bola basket dilepaskan, bola bergerak meluncur masuk ke dalam ring basket.
2. Hukum II Newton
Pernahkah kalian menonton pertandingan basket ? Pasti pernah bukan ? Bagaimana cara pemain basket memasukan bola basket ke dalam ring ? Tepat sekali, pemain bola basket memasukkan bola basket ke dalam ring dengan cara melompat dan melepaskan bola basket sehingga bola basket akan bergerak menuju ring basket.
Gerakan memasukan bola basket ke dalam ring disebut dengan gerakan shooting.
Pada saat melakukan shooting, pemain basket memerlukan gaya untuk memasukkan bola ke dalam ring. Agar bola basket masuk dengan tepat ke dalam ring harus memperhatikan jarak antara ring dengan pemain basket saat melempar bola. Apabila jarak ring dan pemain basket dekat maka gaya yang diperlukan untuk memasukan bola ke dalam ring harus kecil sehingga percepatan bola menjadi lambat. Sebaliknya jika jarak ring dan pemain basket jauh maka gaya yang dibutuhkan untuk memasukan bola ke dalam ring besar sehingga percepatan bola menjadi besar. Peristiwa ini dapat menjelaskan konsep Hukum II Newton. Hukum II Newton berbunyi “Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya”.
3. Hukum III Newton
Gambar 12. Gerakan Dribbling Bola Basket
Gerakan dribble juga dapat menjelaskan konsep Hukum III Newton yaitu tentang gaya aksi – reaksi. Ketika pemain basket melakukan gerakan dribble, bola akan dilepaskan dan bergerak menuju ke lantai. Gerakan bola menuju ke lantai disebabkan adanya gaya gravitasi bumi. Ketika bola bertumbukan dengan lantai bola memberikan gaya pada lantai, gaya ini disebut gaya aksi. Akibatnya lantai memberikan reaksi dengan memberikan gaya yang melawan gaya aksi bola. Gaya yang diberikan lantai disebut gaya reaksi. Gaya aksi dan gaya reaksi yang diberikan lantai memiliki nilai yang sama.
Gaya reaksi yang diberikan lantai menyebabkan bola dapat memantul ke atas namun besarnya ketinggian pantulan bola lebih rendah dari ketinggian semula karena sebagian energi pada bola diserap oleh lantai. Untuk mengganti energi yang telah diserap oleh lantai maka pemain basket harus memberikan gaya dorongan yang lebih besar pada bola ke arah bawah. Gaya dorongan pada bola ini akan diteruskan pada lantai. Karena gaya dorongan yang lebih besar maka lantai akan memberikan gaya reaksi yang lebih besar pula sehingga bola akan memantul ke atas lebih keras.
Gaya Gesek
Simaklah cerita dibawah ini!
Gambar 13. Bola Basket yang Membentur Papan Ring
Arya merupakan seorang atlet basket. Hampir setiap hari, Arya dan teman – temannya latihan basket. Pada suatu hari, saat permainan basket berlangsung, Arya akan melemparkan bola basket ke dalam ring.
Padahal jarak antara posisi Arya dan ring basket cukup jauh. Arya melemparkan bola ke dalam ring basket dengan penuh tenaga dan bola basket tersebut berputar searah arah gerakkannya. Akibatnya bola basket tersebut membentur papan ring basket. Ajaibnya setelah membentur papan ring, bola basket akan memantul kemudian jatuh dan bergerak masuk menuju ke dalam ring. Lho kok bisa begitu ? Aneh sekali bukan ? Apakah ini sihir atau kekuatan supranatural ?
Tentu saja bukan, hal ini dapat terjadi karena adanya konsep gaya gesek. Bola yang dilemparkan oleh Arya berputar searah dengan arah gerak bolanya. Hal ini disebut juga dengan backspin. Ketika bola basket berputar secara backspin, bola akan membentur papan penyangga ring basket, sehingga timbulah gaya gesekan antara bola basket dengan papan penyangga ring. Gaya gesekan ini memiliki arah yang berlawanan dengan arah gerak bola basket sehingga gaya gesekan antara bola basket dengan papan penyangga ring akan menghambat pergerakan bola. Hal tersebut akan menyebabkan kecepatan bola basket berkurang dan pergerakan bola basket menjadi lambat.
Gambar 14. Arah Gaya Gesekan
