Gaya merupakan salah satu dari materi dasar ilmu fisika. Dalam ilmu fisika adalah sebuah besaran yang memiliki besar dan arah tertentu, diartikan sebagai sebuah interaksi yang bila bekerja sendiri akan menyebabkan perubahan gerak benda. Gaya dapat mempengaruhi perubahan gerak, posisi, atau perubahan bentuk benda. Seperti gaya aerodinamika.
Dunia penerbangan tidak lepas dari konsep gaya aerodinamika, salah satu contohnya adalah burung yang merupakan salah satu hewan ciptaan Allah yang bisa terbang. Burung mampu melawan adanya gaya gravitasi yang menyebabkan setiap benda jatuh ke bawah. Burung juga mampu melakukan gerakan-gerakan yang menarik saat bergerak di udara. Tubuh burung didesain oleh Allah dengan sedemikjan rupa, memungkinkan burung dapat terbang dengan gayanya sendiri saat bergerak di udara.
QS. Al-Mulk Ayat 19: Konsep Burung Terbang
Allah berfirman pada QS. Al-Mulk ayat 19:
اَوَلَمْ يَرَوْا اِلَى الطَّيْرِ فَوْقَهُمْ صٰۤفّٰتٍ وَّيَقْبِضْنَۘ مَا يُمْسِكُهُنَّ اِلَّا الرَّحْمٰنُۗ اِنَّهٗ بِكُلِّ شَيْءٍۢ بَصِيْرٌ
Artinya: “Tidakkah mereka memperhatikan burung-burung yang mengembangkan dan mengatupkan sayapnya di atas mereka? Tidak ada yang menahannya (di udara) selain Yang Maha Pengasih. Sungguh, Dia Maha Melihat segala sesuatu.”
Pada Tafsir Al-Kabir (Mafātīḥ Al-Ghayb) karya Fakhruddin Ar-Razi menjelaskan ayat di atas bahwa burung melebarkan sayapnya untuk bergerak diudara. Yang mana Ar-Razi mengibaratkan cara burung terbang diudara dengan seseorang yang berenang diair, dan prinsip dasar berenang yakni merentangkan anggota tubuh dan menggenggam (menutup) tangan untuk menunjukkan gerakannya (supaya bergerak). Sama halnya seperti sebuah burung yang terbang, sayap burung yang dibentangkan dan dikatupkan atau ditutup agar dapat menaikkan dirinya diudara dan bergerak diudara.
Ar-Razi juga menjelaskan walaupun dengan berat tubuh masing-masing burung yang berbeda-beda, namun kelangsungan hidup mereka bergantung pada udara, yang artinya adalah udara merupakan satu-satunya kelangsungan hidup mereka, yakni burung hidup dan mencari makan dari pergerakannya di udara. Ar-Razi menyebut hal tersebut sebagai suatu amalan yang dilakukan oleh burung untuk bergerak dan bertahan hidup.
Di dalam tafsirnya, Ar-Razi juga mengambil QS. An-Nahl ayat 79 sebagai pembanding ayat ini, yakni memiliki sebuah kesamaan bahwa cara terbang burung merupakan salah satu bentuk kebesaran Allah, yang mana hal itu merupakan nikmat dan rahmat yang diciptakan oleh Allah untuk hamba-Nya. Sehingga kebesaran Allah ini banyak diaplikasikan pada teknologi-teknologi saat ini, terutama dalam bidang otomotif.
Pengertian Aerodinamika
Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia secara daring, aerodinamika terdapat dua makna. Pertama, aerodinamika adalah ilmu yang berhubungan dengan gerakan udara, gas lain, atau kakas yang bekerja pada benda padat apabila bergera melalui gas atau apabila gas yang mengalir mengenai atau mengelilingi benda padat. Kedua, aerodinamika adalah cabang dari ilmu mekanika yang berkaitan dengan gerakan udara dan gas, digunakan dalam mendesai pesawat terbang.
Sedangkan dalam ilmu fisika, aerodinamika adalah cabang dari ilmu dinamika fluida (zat mengait) berkaitan dengan kajian pergerakan udara, khususnya ketika ada benda padat yang berinteraksi dengan udara. Aerodinamika dalam ilmu fisika disebut juga sebagai gaya angkat dengan nama aerodinamis. Ditemukannya ilmu ini sebagai bentuk dari kemajuan dan perkembangan teknologi dan ilmu sains dalam bidang fisika, kimia serta biologi. Dalam prakteknya aerodinamika mempunyai banyak manfaat dalam dunia penerbangan hingga saat ini. Sebagai salah satu faktor utama keselamatan dan kualitas dunia penerbangan.
Penerapan dari aerodinamika secara alami terdapat pada seekor burung ketika terbang. Seekor burung yang terbang bebas diangkasa dapat melakukan berbagai macam gerakan dengan mengepakan sayapnya maupun melipat sayapnya tanpa adanya kesalahan yang dapat menyebabkan burung tersebut jatuh. Allah Swt. begitu unik dalam mendesain bentuk burung yang sedemikian rupa dan sempurna. Hingga akhirnya manusia menciptakan hal yang serupa dengan bedasarkan teori aerodinamika berupa pesawat terbang. Dengan tujuan untuk memudahkan kegiatan manusia serta sebagai mobilitas tertinggi dalam kehidupan manusia.
Gaya yang Mempengaruhi Gerak Terbang Benda
Dalam dunia penerbangan juga terdapat beberapa gaya yang mempunyai pengaruh dalam proses penerbangan seperti pada kegiatan yang ada di bumi lainnya. Berikut penjelasannya:
- Gaya berat adalah gaya yang didapat dari penjumlahan berat pesawat dan berat muatan peswat itu sendiri. Weight atau berat merupakan vector yang mengarah vertical ke bawah melalui pusat dari gravitasi pesawat.
- Gaya dorong merupakan gaya yang dihassilkan oleh pembangkit listrik. Jenis ini berlawanan dengan gaya hambat dan secara umum gaya ini beraksi pararel dengan sumbu longitudinal.
- Gaya Angkat merupakan gaya yang dihasilkan oleh efek dinamis dari udara dan beraksi tegak lurus terhadap angina relative melalui pusat tekanan dari sayap.
- Gaya Hambat merupakan gaya ke belakang disebabkan oleh gangguan aliran udara oleh sayap, fuselage, dan objek-objek lain. Berkebalikan dengan gaya dorong dan beraksi ke belakang parallel dengan angina relatif. Gaya hambat terdapat dua jenis, yaitu profile drag dan induced drag.
Profile drag adalah gaya hambat yang disebabkan oleh pergerakan benda padat dalam suatu medium fluida. Sedangkan Induced drag atau gaya hambat imbas, merupakan gaya hambat yang muncul akibat adanya imbasan terhadap gaya angkat. Pada dasarnya, gaya hambat inilah yang berpengaruh besar terhadap penerbangan, sehingga para desainer pesawat terbang selalu berusaha agar induced drag yang terjadi pada pesawat terbang menjadi seminimal mungkin. Saat pesawat atau sayap ketika terbang di udara, pada bagian lower surface terdapat udara bertekanan tinggi, dan pada bagian upper surface terdapat udara bertekanan rendah. Beda tekanan ini mengakibatkan terjadinya kebocoran melalui tip sehingga membentuk aliran udara melingkar seperti pusaran udara yang disebut wingtip vortex. Pada trailing edge sayap, wingtip vortex tersebut akan mengarah kebawah, peristiwa ini disebut downwash.