Page 432 - Fisika Dasar 1 - Mikrajuddin Abdullah

Bab 5 Kerja dan Energi

    (5.87)
V 
S

Bentuk geometri paling stabil jika energi paling kecil. Energi paling
kecil dicapai jika nilai suku volum (suku pertama di ruang kanan) paling
besar dan nilai suku permukaan (suku kedua di ruas kanan) paling kecil.
Artinya, energi akan minimal jika perbandingan luas permukaan dan
volume sekecil mungkin. Gemoetri yang memiliki sifat demikian hanyalah
bola. Tidak ada geometri lain yang memiliki perbandingan luas permukaan
dengan volume yang lebih kecil daripada bola. Inilah penyeban mengapa
bentuk tetes air atau zat cair lain adalah bola.

5.13.2 Berapakah jarak langkah yang optimal?

Jika kita berjalan maka kita melakukan kerja. Kerja tersebut
menyebabkan energi yang dimiliki tubuh berkurang? Pertanyaan apakah
ada jarak langkah yang optimak sehingga kerja yang dilakukan untuk jarak
jalan tertentu paling kecil? Topik ini sudah dibahas oleh Bellemans
[A.Bellemans, Power demand in walking and paces optimization, American
Journal of Physics 49, 25 (1981)] Kita akan membahas kembali di sini.

Seperti diilustrasikan pada Gambar 5.35, misalkan panjang kali
adalah L dan panjang langkah adalah a. Misalkan orang tersebut berjalan
dengan laju konstan v. Pertanyaan berikutnya adalah adalah jarak langkah
optimal sehingga energi yang dikeluarkan paling kecil?

Misalkan massa tubuh orang adalah M. Dengan laju v maka energi
kinetik tubuh jika dipandang sebagai sebuah benda tegar adalah

1
K  Mv (5.88)
2
2

Tetapi tubuh bukanlah benda tegar. Tiap bagian tubuh dapat bergerak
sendiri-sendiri sehingga energi kinetiknya tidak persis sama dengan
persamaan di atas. Namun demikian, orde energi kinetik tidak berbeda jauh
dengan persamaan (5.88). Dengan demikian kita dapat menulsi energi
kinetik tubuh dalam bentuk

418