Aplikasi Hukum Snellius pada Penjaga Pantai

 

Aplikasi Hukum Snellius pada Penjaga Pantai

Oleh : Rian Ari Utomo,S.P

 

Siapa yang menyangka bahwa menjadi seorang Penjaga Pantai juga harus mengaplikasikan ilmu dan konsep Fisika dalam pekerjaannya. Penjaga pantai harus mampu menolong orang yang tenggelam di lautan karena terseret ombak. Dalam melaksanakan tugasnya, sudah pasti Penjaga Pantai haruslah orang yang ahli dalam berenang, berbadan kuat, dan selalu siap siaga.

Penyelamatan seseorang harus dilakukan secepat mungkin karena nyawa taruhannya. Karenanya, ada faktor lain yang perlu diperhitungkan dalam penyelamatan oleh penjaga pantai, selain kecepatan berenang. Karena hal ini juga mempengaruhi waktu yang digunakan untuk menolong korban.

Penjaga pantai yang berlari di daratan, kemudian berpindah masuk ke dalam laut untuk berenang menuju korban, memiliki kasus yang sama dengan saat cahaya yang merambat di udara kemudian masuk kedalam medium kaca. Saat cahaya merambat di udara dan penjaga pantai berlari di daratan, akan memiliki kelajuan yang lebih besar daripada saat cahaya merambat pada medium kaca atau saat penjaga pantai berenang di lautan, keduanya sama-sama mengalami penurunan kelajuan.

Pada cahaya, indeks bias bahan adalah perbandingan kecepatan cahaya di ruang hampa dengan kecepatan cahaya pada medium tersebut. Sama halnya dengan penjaga pantai, “indeks bias” nya adalah perbandingan kelajuan berlari di darat dengan kelajuan berenang di lautan.

Menurut Azaz fermat (azaz fermat merupakan nenek moyang dari hukum optik geometris, bahkan hukum snellius juga dapat diturunkan dari azaz fermat), lintasan sinar cahaya yang merambat dari titik A ke titik B adalah sedemkian rupa sehingga waktu yang dibutuhkannya minimum. Lihat gambar dibawah. Sehingga dapat diketahui bahwa lintasan sinar adalah lintasan dengan waktu tempuh paling minimum atau paling cepat.

Untuk cahaya yang merambat pada medium yang sama, lintasannya adalah lurus agar waktu tempunya minimum. Namum saat cahaya memasuki medium yang berbeda, lintasan cahaya ternyata tidak lurus, hal ini dijelaskan pada hukum snellius. Walaupun lintasan cahaya tidak lurus sesuai dengan azaz fermat, tapi lintasan cahaya yang demikianlah yang memiliki waktu tempuh paling minimum, bukan lintasan yang lurus. Di mana sudut biasnya ditentukan oleh indeks bias bahan, sesuai dengan hukum snellius.

Sama halnya dengan lintasan cahaya yang melewati medium, lintasan penjaga pantai harus sesuai dengan “hukum snellius” untuk mendapatkan selang waktu penyelamatan yang paling cepat. Di mana indeks biasnya dicari dengan membandingkan kecepatan berlari pada daratan dengan kecepatan berenang di dalam air.

Seorang penjaga pantai harus menentukan di mana ia harus masuk ke air untuk menolong seorang perenang yang sedang berada dalam bahaya. Jika ia memasuki air secara langsung (dengan kata lain pada sudut i yang sangat kecil ) pada lintasan 1, maka ia menghabiskan terlalu sedikit waktu untuk berlari dan terlalu banyak waktu untuk berenang.

Lintasan penjaga pantai dari titik A ke titik B akan memiliki nilai minimum pada lintasan 3. Lintasan 3 memiliki nilai sudut datang yang lebih besar dari sudut bias. Hal ini karena kecepatan perenang di laut lebih lambat dibanding kecepatan saat berlari di pasir. Sama halnya ketika cahaya yang memasuki kaca, maka sinar biasnya akan mendekati garis normal.