Pengertian Gaya Coriolis
Gaya Coriolis merupakan hasil dari efek Coriolis, yang timbul akibat rotasi Bumi.
Ini adalah gaya semu yang muncul ketika benda bergerak di suatu lintang relatif terhadap permukaan Bumi yang berputar. Gaya ini ditemukan oleh fisikawan Prancis Gaspard Coriolis pada abad ke-19.
Secara matematis, rumus Gaya Coriolis dapat diungkapkan sebagai:
\(F_c = 2m \cdot v \cdot \omega \cdot \sin(\phi)\),
di mana:
- \(F_c\) adalah Gaya Coriolis,
- \(m\) adalah massa benda,
- \(v\) adalah kecepatan benda,
- \(\omega\) adalah kecepatan sudut rotasi Bumi,
- \(\phi\) adalah lintang tempat benda tersebut berada.
Dengan rumus ini, kita dapat memahami bahwa Gaya Coriolis sebanding dengan massa dan kecepatan benda, serta bergantung pada kecepatan sudut rotasi Bumi dan lintang tempat benda tersebut bergerak.
Penting untuk dicatat bahwa Gaya Coriolis selalu tegak lurus terhadap arah gerak benda dan hanya memengaruhi arah, tidak memengaruhi kecepatan benda tersebut.
Dalam konteks ini, pemahaman konsep Gaya Coriolis memberikan landasan ilmiah bagi interpretasi fenomena alam yang melibatkan pergerakan benda di Bumi, termasuk dalam kajian meteorologi, oseanografi, dan perencanaan penerbangan.
Dampak Gaya Coriolis
Efek Coriolis menggambarkan pembelokan jalur benda-benda yang tidak terhubung ke tanah, seperti angin, badai, angin topan, pesawat terbang, dll. Efek ini berkontribusi terhadap perilaku banyak pola cuaca berskala besar.
 |
| Perbedaan kecepatan rotasi bumi karena perbedaan jarak keliling sumbu horizonal barat ke timur Gambar: http://www.islandphysics.com/ |
Sederhananya, efek Coriolis diakibatkan oleh rotasi bumi. Bumi menyelesaikan satu rotasi setiap 24 jam.
Di ekuator, jarak keliling Bumi lebih panjang dibandingkan di kutub, sehingga rotasi ekuator lebih cepat dibandingkan kutub.
Ekuator berputar dengan kecepatan hampir 1.600 kilometer (1.000 mil) per jam, sedangkan di wilayah kutub bumi, rotasi terjadi dengan kecepatan yang jauh lebih lambat (sekitar 0,00008 kilometer, atau 0,00005 mil per jam).
Contoh perhitungan kecepatan rotasi bumi pada tempat yang berbeda:
- Pada ekuator, lintangnya 𝛳 = 0
- Moskow, Rusia, 𝛳 = 55.75
Rumus menghitung kecepatan rotasi adalah:
\(v=\frac{2\pi r\ cos\ \theta }{T}\)
di mana r adalah jari-jari Bumi yaitu 6360 km dan T periode rotasi, misalnya 24 jam. Maka:
Untuk di ekuator: \(v=\frac{2\pi\ .\ 6370\ .cos\ 0 }{24}\)
\(v=\) 1.666,8 km/jam
Untuk di Moskow:
\(v=\frac{2\pi\ .\ 6370\ .cos\ 55,75 }{24}\)
\(v=\) 939,1 km/jam
Terlihat, semakin tinggi lintang suatu tempat maka kecepatan rotasi bumi menjadi semakin kecil.
Perbedaan kecepatan rotasi di berbagai wilayah di bumi menghasilkan lengkungan/penyimpangan nyata dari jalur linier suatu benda. Dengan kata lain, adanya kerangka acuan yang berputar, perputaran bumi pada porosnya, menimbulkan fenomena Coriolis.
 |
Perubahan arah gerak benda di atas permukaan bumi sebagai efek adanya gaya coriolis yang mengkompensasi rotasi Bumi Gambar: https://www.worldatlas.com |
Fluida berskala besar yang melintasi wilayah yang luas, terutama arus udara, membelok ke kanan di belahan bumi utara saat bergerak ke utara, sedangkan di belahan bumi selatan, fluida ini membelok ke kiri saat bergerak ke selatan.
Gaya tak kasat mata yang tampaknya membelokkan angin ini dikenal sebagai Gaya Coriolis. Penting untuk dicatat bahwa gaya ini sebenarnya bukanlah gaya, melainkan apa yang dikenal sebagai gaya semu.
Tidak ada interaksi fisik yang menyebabkan angin menyimpang, namun kemunculan penyimpangan ini secara matematis dapat dikaitkan dengan adanya suatu gaya, oleh karena itu dinamakan gaya semu.
Gaya Coriolis dan Lintasan Pesawat Terbang
Dampak gaya coriolis terhadap gerak pesawat dapat diilustrasikan sebagai berikut.
 |
Ilustrasi dampak adanya gaya coriolis terhadap arah gerak pesawat terbang Gambar: https://apollo.nvu.vsc.edu |
Misalnya tiga pesawat, masing-masing berada di lintang yang berbeda, terbang di sepanjang lintasan lurus tanpa gaya eksternal yang mempengaruhi mereka.
Tujuan setiap pesawat adalah ke timur dan ditandai titik merah. Setiap pesawat terbang dalam lintasan lurus relatif terhadap pengamat yang berada di tempat tetap di ruang angkasa.
Bumi berputar di bawah pesawat yang bergerak, menyebabkan titik tujuan di lintang 30° dan 60° berubah sedikit arahnya—terhadap pengamat di ruang angkasa.
Bagi pengamat yang berdiri di bumi, namun, pesawatlah yang terlihat menyimpang. Jumlah penyimpangan terbesar menuju kutub dan tidak ada di khatulistiwa.
Oleh karena itu, gaya Coriolis memiliki pengaruh yang jauh lebih besar pada pesawat di lintang tinggi (penyimpangan besar) daripada pesawat di lintang rendah (penyimpangan kecil).
Di khatulistiwa, gaya ini sama sekali tidak berpengaruh. Hal yang sama berlaku untuk pengaruhnya pada angin.
Dampak Gaya Coriolis pada Sistem Cuaca
Sirkulasi Atmosfer
 |
Perubahan arah angin pasat dalam sirkulasi atmosfer terkait adanya gaya coriolis Gambar: Ahrens - Essential of Meteorology |
Angin pasat merupakan bagian dari sirkulasi atmosfer yang arahnya berubah karena efek coriolis.
Pada ekuator, angin pasat bergerak tegak lurus dari tekanan tinggi lintang 30 baik di Belahan Bumi Utara (BBU) dan juga di Belahan Bumi Selatan (BBS).
Adanya gaya coriolis maka akan dari 30⁰ LU yang menuju ekuator akan dibelokkan ke arah barat yang kemudian disebut sebagai angin pasat timur laut.
Adapun angin pasat dari 30⁰ LS yang menuju ekuator karena dibelokkan juga ke barat menjadi angin pasat tenggara.
Arah Badai Siklon
Siklon adalah sistem bertekanan rendah yang berputar dan berputar menuju pusatnya; udara di perbatasan siklon berada pada keadaan bertekanan tinggi dan, dengan demikian, secara alami, berdifusi menuju wilayah bertekanan rendah di tengahnya.
 |
Kiri adalah Siklon Florence kiri di BBU dan kanan adalah Siklon Gita di BBS. perhatikan arah pusaran angin di mana pada Florence berlawanan jarum jam dan pada Gita searah jarum jam Gambar: NOAA |
Di BBU, difusi ini terjadi berlawanan arah jarum jam saat udara berputar menuju pusat. Di BBS, arus dibelokkan ke kiri, artinya sistem badai akan berputar searah jarum jam, berlawanan dengan yang terjadi di BBU.
Gaya Coriolis merupakan aspek penting dalam pemahaman dinamika atmosfer dan pergerakan benda di Bumi. Dalam kehidupan sehari-hari, dampaknya mungkin terlihat kecil, namun, dalam skala besar seperti perubahan arah angin global, efeknya sangat signifikan.
Pemahaman yang mendalam tentang gaya Coriolis dapat membantu dalam berbagai bidang, termasuk meteorologi dan penerbangan.
Referensi:
- https://sciencenotes.org/coriolis-effect-and-coriolis-force/
- https://apollo.nvu.vsc.edu/classes/met130/notes/chapter8/cf_intro.html
- http://www.islandphysics.com/coriolis-effect.html
- https://www.worldatlas.com/oceans/what-is-the-coriolis-effect.html
- https://collegedunia.com/exams/coriolis-effect-physics-articleid-7613
0 Comments
Terima kasih atas komentarnya. Mohon tidak meletakkan link hidup yah.