Mengapa balon udara pada gambar C Bisa Terbang

You're Reading a Free Preview
Pages 6 to 13 are not shown in this preview.

Balon Udara

Bagian-bagian Balon Udara

Adapun Bagian – Bagian yang terdapat pada balon udara adalah sebagai berikut:

Balon udara secara garis besarnya mempunyai tiga bagian utama yaitu envelope, burner, dan basket.

• Envelope bentuknya berupa kantong berupa balon tempat udara dipanaskan. Envelope ini biasanya terbuat dari bahan nilon dan diperkuat dengan panel-panel yang di anyam. Karena nilon ini tidak tahan api, maka bagian bawah envelope di lapisi dengan bahan anti api (skirt) seperti PVC.
• Burner merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan udara di dalam Envelope. Burner di letakan di atas kepala penumpang dekat ke mulut envelope.
• Basket atau keranjang merupakan tempat penumpang. Basket dibuat dari bahan yang ringan dan lentur.

Prinsip Kerja Balon Udara

Prinsip kerja pada balon yang diisi dengan udara panas dan balon yang diisi dengan gas ringan  pada  dasarnya  sama,  yaitu  dengan  membuat  udara  dalam  balon  lebih  ringan  atau memiliki massa  jenis  yang  lebih  kecil  dari  udara  luar  sekitar  balon  sehingga  balon  udara dapat naik (terbang). Sesuai dengan prinsip Archimedes “Gaya apung yang bekerja pada benda yang dimasukkan dalam  fluida  sama dengan berat fluida yang dipindahkannya”. hal ini sejalan dengan udara sebagai fluida dimana benda dapat terapung pada fluida , jika massa jenisnya lebih kecil dari massa jenis fluida tersebut.

Semua partikel udara di atmosfer ditarik oleh gaya gravitasi ke bawah. Namun tekanan di udara menciptakan gaya ke atas yang bekerja berlawanan dengan gravitasi. Menurut Munson (2003:86) ”arah gaya apung yang merupakan gaya dari fluida terhadap benda berlawanan arah terhadap yang ditunjukkan dalam diagram bebas”. Kumpulan udara membangun  keseimbangan  gaya  gravitasi,  dimana  pada  titik  ini  gravitasi  tidak  cukup  kuat untuk menarik ke bawah  sejumlah besar partikel. Tingkat  tekanan  ini adalah  tertinggi pada permukaan bumi dimana udara pada tingkat ini dapat menahan beban di udara diatasnya, jika lebih  berat  berarti  lebih  besar  gaya  gravitasi  ke  bawah.  Tapi gaya apung ini adalah lemah dibandingkan dengan  gaya  gravitasi, hanya  sekuat berat udara  yang dipindahkan oleh  suatu benda.  Jelas, sebagian  besar  benda  padat  apa  pun  akan  menjadi  lebih  berat  daripada  udara  yang dipindahkan,  sehingga  gaya  apung  tidak  bergerak  sama  sekali.  Gaya  apung  hanya  dapat memindahkan hal-hal yang lebih ringan daripada udara di sekitarnya.

Untuk  membuat  benda  mengapung  di udara,  maka  berat  balon  dan  muatannya  harus lebih  ringan  dari  yang  ada  di  udara  sekitarnya, yaitu  dengan mengisi  balon  dengan  udara  yang tidak  terlalu  padat  daripada  udara  sekitarnya, semisal dengan mengisi balon udara dengan gas hidrogen  atau  gas  helium  yang memiliki massa jenis lebih kecil dari udara (Massa jenis helium = 0,1786 Kg/m3, udara=1,29 kg/m3). Karena udara dalam  balon  memiliki  kurang  massa  per  unit volume  daripada  udara  di  atmosfer  yang membuatnya  lebih  ringan  sehingga  gaya  apung akan mengangkat balon ke atas.

Untuk Balon yang diisi dengan udara panas, prinsip yang digunakan pun sama, jika ingin  mengubah  kondisi  udara  di  dalam  balon,  dapat  dikurangi  kepadatannya, sekaligus  menjaga  tekanan  udara  agar  tetap  sama  dengan  pemanasan  udara  secara  terus-menerus. Kekuatan  tekanan  udara  pada  objek  tergantung  pada  seberapa  sering  berbenturan dengan partikel-partikel udara objek, serta gaya masing-masing tabrakan. Kita melihat bahwa secara keseluruhan kita dapat meningkatkan tekanan dalam dua cara:

1. Meningkatkan jumlah  partikel  udara  sehingga  ada  sejumlah  besar  partikel berdampak atas luas permukaan tertentu.
2. Meningkatkan kecepatan  partikel  sehingga  partikel  menghantam  daerah lebih sering dan setiap partikel bertabrakan dengan kekuatan yang lebih besar.

Pada balon udara yang diisi dengan udara panas, agar balon udara dapat terbang maka di dalam envelope dipanaskan dengan burner dengan temperatur sekitar 100oC. Udara panas ini  akan  terperangkap  di  dalam  envelope. Karena  udara  panas memiliki massa  jenis  yang lebih kecil daripada udara biasa, maka membuatnya  lebih  ringan  sehingga balon udara pun akan bergerak naik di dorong oleh udara yang bertekanan lebih kuat.

Untuk mendarat, udara didinginkan dengan cara mengecilkan burner. Udara yang mulai mendingin di dalam envelope membuat balon bergerak  turun. Untuk mempercepatnya, pilot akan membuka katup parasut (parachute valve) sehingga udara di dalam envelope lebih cepat dingin. Sedangkan pada  balon  yang berisi  gas  ringan,  terdapat kantung-kantung pasir  yang diikatkan ditepian keranjang. Ketika balon udara ingin terbang tinggi, maka kantung-kantung pasir  tersebut dibuang di udara, namun ketika balon udara  ingin diturunkan maka gas pada balon udara dibuang.

Karena  balon  udara  hanya  bisa  naik  dan  turun  (bergerak  secara  vertikal)  tentu  kita berpikir bagaimana cara balon udara berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain (bergerak secara horizontal). Pilot memanfaatkan  hembusan  angin  untuk  bergerak  secara  horizontal. Karena angin bertiup berbeda arahnya pada  setiap ketinggian  tertentu. Perbedaan arah  tiupan angin inilah  yang  dimanfaatkan  oleh  pilot  untuk mengendalikan  balon  udara  dari  satu  lokasi  ke lokasi yang diinginkan .

Tie-tipe Balon Udara

Balon udara mempunyai dua tipe yaitu:

1. Balon udara yang diisi dengan udara panas, yaitu balon udara yang mempunyai pembakar yang berfungsi untuk memanaskan udara dalam balon sehingga udara dalam balon menjadi lebih ringan dari udara luar sekitarnya.
2. Balon udara yang diisi dengan gas yang memang ringan, yaitu balon udara yang diisi gas yang ringan seperti contohnya gas hydrogen. Namun kelemahan gas hidrogen ini adalah mudah terbakar. Jika ingin aman bisa menggunakan gas helium, namun sangat mahal.

Sumber :

//fisika.fkip.unsyiah.ac.id/2012/11/prinsip-kerja-balon-udara.html

//fhannum.wordpress.com/2012/11/16/fisika-dalam-balon-udara/

Giles, Ranaldy V. . 1976. Mekanika Fluida dan Hidraulika. Jakarta : Erlangga

Munson, Bruce R., Dkk. 2003. Mekanika Fluida Edisi Kempat Jilid I. Jakarta : Erlangga

Streeter,Victor L. 1996.Mekanika Fluida Jilid I. Jakarta: Erlangga

White Frank M. .1986.Mekanika Fluida Jilid I. Jakarta : Erlangga

//fisikasman1ubud.wordpress.com/2011/02/11/balon-udara/ddd/. Balon Udara. Diakses pada 16 November 2011 : 09:24

//yepirohiman.wordpress.com/2009/05/18/contoh-makalah-fluida-hukum-archimedes/.Hukum Archimedes. Diakses pada 16 November 2011 : 09:30

Bagaimana cara kerja balon udara? Ya, balon udara pertama kali ditemukan oleh Bartolomeu de Gusmao di Lisbon, ia menciptakan balon yang bisa bergerak naik pada suatu ruangan sesudah udara yang ada pada balon dipanaskan.

Sebenarnya ada 2 tipe balon udara, diantaranya :

1. Balon udara yang diisi udara panas

Balon udara jenis ini ada dalam suatu pembakar, berguna untuk memanaskan gas atau udara di dalam balon, dengan demikian udara pada balon pun lebih ringan dibandingkan udara luar yang  ada di sekitarnya.

2. Balon udara yang iisi gas ringan :

• Gas hidrogen, tapi kelemahan memakai balon dari gas hidrogen yaitu mudah terbakar.
• Gas helium, bisa dikatakan aman tapi sangat mahal.

Manfaat Balon Udara

Dalam pengembangannya, pembuatan balon udara sendiri biasanya digunakan untuk berbagai keperluan, diantaranya :

1. Keperluan militer, balon spionase atau espionage balloon merupakan sebuah pengembangan balon udara untuk keperluan militer saat Perang Dunia ke-1 dipakai untuk pengintaian.
2. Keperluan ilmu pengetahuan
   – Weather balloon atau balon cuaca ialah pengembangan dari balon udara, berguna untuk memperoleh informasi mengenai kelembaban relatif, temperatur, arah angin, kecepatan angin dan tekanan.
   – Research baloon atau balon riset adalah pengembangan balon udara yang dimanfaatkan untuk membantu proses penelitian. Penggunaannya sendiri tidak hanya dipakai di permukaan bumi saja, melainkan juga sampai dilakukan riset di planet lain atua lapisan atmosfer.
3. Keperluan wisata
   Biasanya kita sering menjumpai banyak balon udara di tempat-tempat wisata dengan bentuk bervariasi.

Bagian-Bagian Dalam Balon Udara

Balon udara bisa dipakai sebagai alat transportasi sebelum diciptakannya pesawat terbang. Selain itu, balon udara juga bisa dipakai untuk mengeksplor tempat-tempat jauh.

Terkait:  Cara Epoxy Lantai

Secara garis besar, balon udara memiliki 3 bagian utama, diantaranya basket, burner, dan envelope. Adapun penjelasannya ialah sebagai berikut :

1. Envelope

Berbentuk seperti akntong-kantong balon sebagai tempat udara yang dipanaskan, bisa juga diisi gas hidrogen untuk mengangkat balon dari landasannya.

Envelope biasanya dibuat dari material nilon atau kertas minyak. Agar strukturnya lebih kuat, balon dapat diberikan beberapa panel anyaman, serta bahan yang dilapisi oleh anti api.

Dalam perkembangannya, sekarang ini bahan yang paling banyak dipakai pada envelope sendiri ialah lapisan film. Bahan tersebut memiliki ketebalan 1/6 inchi bersifat airtight, dengan demikian helium tidak bisa menyusp keluar saat proses penerbangan.

Adalah alat yang berguna memanaskan udara di dalam balot. Burner berperan sebagai pengatur pada tekanan udara supaya bisa terbang di atas ketinggian sesuai yang diinginkan.

Biasanya berada di atas kepala para penumpang, tepat berdekatan dari mulut envelope. Biasanya gas yang dipakai sebagai isi pada balon udara ialah helium dan hidrogen.

Gas Hidrogen sendiri adalha gas paling ringan sebab jumlah proton, elektron dan netron penyusun atom hidrogennya dalam jumlah sedikit bila dibandingkan jumlah  proton, elektron, dan netron penyusun atom-atom yang lain.

Udara sendiri tersusun atas berbagai jenis gas, namun gas paling banyak ada di udara ialah gas nitrogen. Gas nitrogen di udara hingga 80%.

Selain itu, jumlah elektron dan proton penyusun atom hidrogen bisa dikatakan jauh lebih banyak dibandingkan atom hidrogen, oleh karenanya masa atom relatif pada nitrogen 14 kali lebih besar dibandingkan masa atom relatif pada hidrogen.

Adapun gas kedua paling ringan yang umumnya dipakai sebagai isi envelope ialah gas helium. Walaupun lebih berat dibandinkan hidrogen, namun gas tersebut masih bisa mengudara sembari membawa beban.

Terkait:  Cara Kerja Customer Service

3. Basket

Adalah keranjang sebagai tempat penumpang untuk mengendalikan balon atau untuk para penumpang dapat menikmati penerbangan.

Biasanya basket dibuat dari material yang lentur dan ringan, serta terletak di bagian bawah kantong udara.

Cara kerja balon udara pada dasarnya sangat sederhana, yakni dengan memanaskan udara pada balon supaya lebih panas dibandingkan udara di luar.

Seperti fluida pada umumnya, hukum Archimides dalam hal ini juga bisa diterapkan karena udara juga termasuk ke dalam salah satu fluide.

Adapun bunyi hukum Archimides sendiri ialah Gaya apung pada sebuah benda yang bekerja, baik dicelupkan sebagian maupun seluruhnya pada suatu fluida maka beratnya sama dengan fluida yang telah dipindahkan benda tersebut.

Berdasarkan prinsip hukum Archimide inilah yang mendasari cara kerja pada balon udara. Adapun untuk lebih jelasnya, berikut cara kerja balon udara :

1. Pada awalnya balon diisi gas hidrogen atau gas panas sampai balon mengelembung dan juga volume udara pada balon bertambah. Ini artinya gaya apung pun akan semakin bertambah.
2. Ketika gaya apungnya bertambah dan lebih besar dibanding berat total pada balon, pada waktu itu pulalah balon udara mulai naik secara perlahan.
3. Maka awak balon di dalam keranjang akan menambah gas panas dengan terus menerus supaya balon bisa mencapai ketinggian.
4. Sesudah mencapai ketinggian tertentu, maka awak balon bisa mengurangi jumlah gas panas caranya dengan membuka katup parasut hingga tercapai kondisi yang seimbang, yakni berat balon sama dengan gaya apung. Nah, di waktu inilah balon bisa terbang. Akan tetapi, selain itu yang dibutuhkan supaya balon bisa terbang ialah dengan memanfaatkan tenaga angin untuk memindahkan balon udara dari satu tempat ke tempat lainnya.

Terkait:  Cara Kuliah di Jepang

Jadi bisa disimpulkan bahwa balon udara bisa terbang dengan cara memanfaatkan perbedaan pada berat udara caranya dengan memanaskannya.

Agar balon bisa terbang di udara, bagian dalam envelope akan dipanaskan menggunakan burner pada suhu 100oC. Udara panas itulah yang nantinya terperangkap pada envelope.

Disebabkan udara panas tersebut memiliki masa per unit pada volumenya lebih kecil sehingga membuatnya pun lebih ringan. Oleh karenanya, balon udara dapat bergerak naik karena didorong udara bertekanan yang lebih kuat.

Saat mendarat, maka udara harus didinginkan dengan mengecilkan burner. Kemudian udara mulai mendingin di envelpoem sehingga membuat balonnya pun bergerak turun.

Biasanya untuk mempercepat prosesnya, pilot harus membuka parachute valve atau katup paraasut agar udara pada envelope cepat dingin.

Mengingat angin bertiup dengan arah berbeda di tiap ketinggian tertentu. Nah, perbedaan tiupan angin itulah yang dimanfaatkan pilot dalam mengendalikan balon dari satu tempat ke tempat lain yang diinginkan.