Berlari Saat Hujan
[oleh: Zainul Abidin, alumni Fisika ITB]
Pagi-pagi sekali si Fulan berangkat ke kampus dengan berjalan kaki, tiba-tiba hujan turun dengan derasnya. Sialnya ia tidak membawa payung. Apa yang harus ia lakukan? Posisinya 50 meter dari tempat berteduh terdekat. Sebagai mahasiswa fisika, si Fulan mulai menghitung untung ruginya. Pernahkah Anda berada pada situasi yang sama?
Faktor apa saja yang mempengaruhi perhitungan? Apakah bentuk dan ukuran tubuh, intensitas air hujan, kecepatan air hujan, sudut jatuhnya air hujan, kecepatan berlari, atau jarak tempuh? Wah… Si Fulan harus berpikir cepat.
Untuk menyederhanakan perhitungan anggap saja si Fulan berbentuk balok (Spongebob Squarepants). 
Tingginya adalah h=170 cm, lebar d=40 cm dan tebal w=25 cm. Anggap juga semua tetes air hujan punya kecepatan sama. Kecepatan (terminal) air hujan kira-kira [lihat referensi 1]: va = 8 meter/detik dengan arah vertikal. Intensitas air hujan kira-kira [referensi 2]: S = 20 kg/m2/jam (ahli meteorologi menyebutnya 20 mm/jam). Si Fulan berlari dengan kecepatan vF = 2 meter/detik.
Jadi bagaimana cara menghitungnya? Gerak itu relatif, jelek itu absolut. 
Untuk menghitung kecepatan perlu ditentukan acuannya. Kalau acuannya bumi, seperti disebutkan di atas, kecepatan air hujan 8 meter/detik. Kalau acuannya air hujan? Air hujan diam, bumi yang bergerak ke atas, begitu juga dengan si Fulan. Meskipun demikian si Fulan juga bergerak horizontal. Menurut acuan air hujan, si Fulan yang pada diagram di bawah digambarkan sebagai balok, bergerak menempuh garis putus-putus.
Banyaknya air hujan yang mengenai tubuh berbanding lurus dengan volume sapuan, yaitu luas ABEFDCA kali lebar d. Sudut Ө bergantung pada kecepatan berlari, tan Ө = va/vF. Makin cepat si Fulan berlari, makin kecil sudut Ө. Perhatikan bahwa luas ABDC tidak bergantung pada Ө. Artinya volume air hujan yang mengenai bagian depan tubuh, tidak bergantung pada kecepatan berlari. Luas ABDC = h.L.
Massa air hujan yang tersapu m1 = (S/va) d h L = 24 gr, yang kira-kira setara dengan 24 ml.
Luas BEFD= w(L + w/2) va / vF. Di sinilah kecepatan berlari menjadi penting. Variabel lain yang ikut serta adalah panjang lintasan L, tebal badan w, dan tentu saja lebar badan d. Jika L >> w, maka suku ke-2 dapat diabaikan. Massa air hujan yang tersapu m2 = S / va d w (L + w/2)va/vF = 14 gr. Massa total air hujan yang membasahi tubuh adalah m = m1 + m2 = 38 gr.
Seandainya si Fulan hanya berjalan dengan kecepatan seperlima kecepatan berlarinya maka m2 = 70 gr. Artinya ada tambahan 56 gram air hujan.
Si Fulan lalu berteriak dalam hati:
“Eureka!”
Saat si Fulan akhirnya memutuskan untuk berlari, badannya sudah terlanjur basah kuyup.
Bagaimana cara berlari yang paling efisien saat hujan? Dari diagram di atas, jelas bahwa jika balok dimiringkan dengan sudut Ө maka volume sapuan menjadi minimum. Jadi, kapan-kapan kalau kehujanan cobalah sambil berlari, condongkan badan anda ke depan.
Referensi:
- SIlakan klik di sini, tautan ke situs luar. Singkat, padat, dan jelas.
- Van Dijk, A.I.J.M., 2002. Water and sediment dynamics in benchterraced agricultural steeplands in West Java, Indonesia. Ph.D Thesis, Vrije Universiteit Amsterdam. Disertasi doktoral yang tebal, sekedar untuk mencari tipikal intensitas air hujan, bacalah jika anda tertarik.
- Javascript untuk menghitung volume air hujan: klik di sini (tautan ke luar).
Hmm… nice article… Gw suka yg ini:
» Gerak itu relatif, jelek itu absolut.
Dan betul sekali, kalo lagi kehujanan sebaiknya lari condong ke depan. Sebetulnya gak perlu dihitung pun, secara alamiah sepertinya bisa terbayangkan dengan mudah.
Ditulis denganKlo gerak air nya tidak vertikal gimana? misalkan gerak air hujan membentuk sudut sebesar alpha, sudut alpha ini berpengaruh nggak?
Ditulis dengan#Adhi
Ditulis denganSudut alpha ke arah mana? Menuru saya alpha = sudut jatuhnya hujan dengan sumbu y (-).
Mungkin sebagai percobaan ni, bisa di tes koq kalo hujan lebat tuh kan hujannya miring, anggaplah ada sudut alpha (dengan asumsi di atas), itu kita condongin badan sedikit ke belakang, entah gimana caranya tp sambil lari nah menurut perkiraan sy sudut itu selalu berpengaruh.
Tp kalo bener2 ga mau basah sedia payung (dan jas hujan) sebelum hujan, hehe…
bener ga c,klo larinya makin cepet makin basah kuyup ,,,
Ditulis denganya iyalah, lari condong ke depan…
setuju tuh sma mas fran kurnia…
biar ga ke hujanan dan repot mikir klo hujan, sedia payung aja sblm hujan…
ga pusing mikirkan?
Asumsi soal diatas yang dipake itu: hujan tegak lurus, jalan menuju halte g banyak bolongnya.
Ditulis denganKalo aku sih sama usulnya, sedia payung sebelum hujan aja
#Adhi dan #Rani
Ditulis denganAsumsinya memang hujan jatuh vertikal. Tentu saja sudut jatuhnya air hujan berpengaruh. Ayo, gimana memodifikasi persamaannya? Ada yg bisa membantu si Fulan?
Hint: Gerak itu relatif, jelek itu absolut.
Gerak itu relatif, jelek itu absolut.
the hint is correct… hahaha…
boleh pake’ payung, pake’ mantrol, pake’ apa aja! Asal jangan nir busana!
wah, jogja udah ga musim hujan je… Fulan pake’ payung aj dulu biar ga kehujanan yak! ntar bikin persamaan nya nunggu setengah taon lagi (insyaAlloh) klo ujan nya udah dateng lagi, okey…
Ditulis dengan#Tista,
wah… Mbak Tista nih malah nyalahin si Fulan, bantuin dong…
Anggap aja si Fulan ga bawa payung tiap hari. Lagian dia kan bertipe SpongeBob SquarePants, kadang2x seneng hujan2an.
Cuma masalahnya sekarang adalah dia ingin memperhitungkan untung ruginya jumlah air yang diterima tubuhnya dengan keberadaan beberapa parameter. Seperti yang ditanyakan K’Zainul, baiknya kita kembali ke topik saja, bagaimana caranya memodifikasi persamaan jika kita masukkan parameter sudut jatuhnya air hujan? (tidak hanya vertikal)
Ditulis denganWah… wah… wah…
Ditulis denganada yah orang kayak fulan, dah basah kuyup ga nyadar jg,
iy sih, sy pernah ditanya jg tuh, kalo ujannya ga steady state gmn??? pastinya sudut jatuhnya ujan jg ngaruh!!!
Tergantung curah hujan dan perut si orang juga tw…
Ditulis denganharusx si fulan mikir, sedia payung sblum hujan. biar g khujanan. hehehe
Ditulis denganBingung, cari aman aje. Klo HUJAN enaknya TIDUR…
Ditulis dengan#adi agus kurniawan
Ditulis denganTergantung tidur dimana dan dengan siapa.