Kita dapat duduk santai di dalam pesawat sambil minum kopi ketika layar menunjukkan kecepatan hampir 900 kilometer per jam. Kita bahkan dapat berdiri, berjalan menuju toilet, atau meletakkan gelas di atas meja tanpa semuanya terlempar ke belakang kabin. Padahal dalam satu detik, pesawat sudah berpindah sekitar 250 meter terhadap permukaan Bumi. Mengapa tubuh kita tidak merasakan kecepatan yang luar biasa tersebut?
Jawabannya terletak pada perbedaan antara kecepatan dan percepatan. Tubuh manusia tidak mempunyai alat khusus yang dapat merasakan kecepatan konstan secara langsung tanpa membandingkannya dengan sesuatu di luar. Tubuh jauh lebih peka terhadap perubahan gerak, yaitu percepatan. Karena itu, bergerak sangat cepat belum tentu terasa dramatis jika kecepatannya relatif konstan.
Kita sebenarnya mengalami prinsip yang sama setiap hari di dalam mobil. Ketika mobil berhenti lalu mulai bergerak cepat, tubuh terasa terdorong ke belakang. Ketika pengemudi mengerem mendadak, tubuh terasa bergerak ke depan. Namun ketika mobil sudah melaju stabil di jalan yang mulus, kita dapat duduk dengan nyaman meskipun kecepatannya mencapai puluhan kilometer per jam.
Baca juga artikel tentang: Gunting Molekuler sebagai Teknologi Editing Gene Tool Masa Depan
Pesawat bekerja dengan prinsip yang sama. Ketika pesawat mulai mempercepat gerak di landasan, tubuh kita memang merasakan perubahan gerak. Punggung terasa lebih kuat menekan kursi karena kursi memberikan gaya untuk mempercepat tubuh bersama pesawat. Setelah pesawat mencapai penerbangan yang relatif stabil, sensasi tersebut jauh berkurang.
Mengapa tubuh ikut bergerak bersama pesawat? Sebelum pesawat lepas landas, kita sudah berada di dalamnya. Ketika pesawat mempercepat gerak, kursi, lantai, dan sabuk pengaman memberikan gaya pada tubuh sehingga kecepatan kita ikut berubah. Ketika pesawat akhirnya bergerak sekitar 900 kilometer per jam, tubuh kita juga memiliki kecepatan yang hampir sama terhadap permukaan Bumi.
Udara di dalam kabin juga ikut bergerak bersama pesawat. Gelas, tas, makanan, kursi, penumpang, dan molekul udara semuanya menjadi bagian dari sistem yang bergerak bersama. Karena itu, kita tidak menghadapi angin berkecepatan 900 kilometer per jam di dalam kabin. Kecepatan relatif udara terhadap tubuh kita tetap kecil selama udara kabin relatif tenang.
Bayangkan kita melempar bola kecil ke atas ketika pesawat sedang terbang stabil. Bola tidak langsung melesat ke bagian belakang pesawat. Sebelum dilempar, bola sudah memiliki kecepatan horizontal yang hampir sama dengan pesawat, tubuh kita, dan udara kabin. Ketika dilepaskan, bola mempertahankan komponen gerak tersebut.
Fenomena ini berkaitan erat dengan kelembaman atau inersia. Hukum pertama Newton menyatakan bahwa benda cenderung mempertahankan keadaan diam atau gerak lurus beraturan selama tidak ada resultan gaya yang mengubahnya. Benda tidak memerlukan gaya terus menerus hanya untuk mempertahankan kecepatan dalam kerangka ideal. Gaya diperlukan untuk mengubah keadaan geraknya.
Inilah salah satu gagasan yang pada awalnya sulit diterima manusia. Intuisi sehari hari kita terbentuk di dunia yang penuh gesekan. Bola yang kita gelindingkan akhirnya berhenti, sepeda melambat jika tidak dikayuh, dan meja yang didorong berhenti ketika dorongan dihentikan. Kita kemudian mudah mengira bahwa semua gerakan membutuhkan gaya terus menerus.
Padahal benda benda tersebut melambat karena terdapat gaya lain seperti gesekan dan hambatan udara. Jika gaya penghambat dapat dihilangkan, benda dapat mempertahankan geraknya. Pesawat tentu menghadapi hambatan udara yang besar sehingga mesin tetap diperlukan untuk mempertahankan kondisi penerbangan. Namun penumpang di dalam kabin bergerak bersama sistem sehingga tidak merasakan kecepatannya sebagai dorongan terus menerus.
Lalu mengapa kita dapat terlempar ke depan ketika pesawat mengerem? Tubuh memiliki kecenderungan mempertahankan keadaan geraknya. Ketika pesawat melambat, kursi dan lantai ikut melambat bersama badan pesawat, sementara tubuh cenderung mempertahankan kecepatannya. Sabuk pengaman kemudian memberikan gaya yang diperlukan untuk memperlambat tubuh.
Alasan yang sama menjelaskan mengapa sabuk pengaman sangat penting di mobil dan pesawat. Sabuk bukan sekadar menahan seseorang agar tetap duduk. Ia membantu memberikan gaya pada tubuh ketika kendaraan mengalami perubahan kecepatan atau gerak yang mendadak. Tanpa sabuk, tubuh dapat terus bergerak relatif terhadap kabin ketika kendaraan berubah gerak secara cepat.
Pesawat juga tidak selalu bergerak lurus dengan kecepatan benar benar konstan. Ketika berbelok, naik, turun, atau menghadapi turbulensi, arah atau besar kecepatannya berubah. Perubahan tersebut merupakan percepatan sehingga tubuh dapat merasakannya. Kita mungkin merasa sedikit lebih berat, lebih ringan, atau bergeser terhadap kursi.
Turbulensi menjadi contoh yang mudah dikenali. Kecepatan pesawat mungkin tetap ratusan kilometer per jam sebelum dan sesudah turbulensi, tetapi perubahan gerak dalam waktu singkat membuat tubuh merasakan guncangan. Jadi, sesuatu yang membuat penerbangan terasa bergerak bukan terutama angka 900 kilometer per jam. Yang lebih terasa adalah perubahan kecepatannya.
Kita sebenarnya sudah berada di dalam kendaraan yang jauh lebih cepat setiap hari, yaitu Bumi. Di dekat khatulistiwa, rotasi Bumi membuat permukaan bergerak dengan kecepatan lebih dari seribu kilometer per jam terhadap sumbu rotasi. Bumi juga mengorbit Matahari dengan kecepatan sekitar 30 kilometer per detik. Namun kita tidak merasa sedang melaju melalui ruang angkasa dengan kecepatan luar biasa tersebut.
Hal itu membawa kita kepada salah satu konsep penting dalam fisika, yaitu kerangka acuan. Kecepatan selalu dinyatakan relatif terhadap sesuatu. Penumpang yang duduk memiliki kecepatan hampir nol terhadap kursinya, tetapi dapat bergerak 900 kilometer per jam terhadap tanah. Terhadap Matahari, kecepatannya bahkan melibatkan gerakan Bumi yang jauh lebih besar.
Tidak ada kontradiksi dalam pernyataan tersebut. Orang yang sama dapat diam terhadap kursi dan bergerak sangat cepat terhadap permukaan Bumi. Fisika tidak hanya bertanya seberapa cepat sebuah benda bergerak. Fisika juga bertanya terhadap apa kecepatan itu diukur.
Di sinilah perjalanan pesawat membawa kita menuju perenungan filosofis. Sesuatu yang tampak diam ternyata dapat bergerak sangat cepat jika dilihat dari kerangka yang berbeda. Sebaliknya, sesuatu yang bergerak luar biasa cepat dapat terasa tenang jika kita bergerak bersamanya. Konsep gerak mengajarkan bahwa sudut pandang bukan sekadar persoalan psikologis, tetapi dapat menjadi bagian penting dalam cara kita mendeskripsikan realitas fisik.
Namun relativitas kerangka acuan tidak berarti semua kebenaran hanya masalah sudut pandang. Kita dapat menentukan kerangka acuan, melakukan pengukuran, lalu menghubungkan hasil dari satu kerangka dengan kerangka lainnya menggunakan hukum fisika. Perspektif dapat berbeda, tetapi hubungan di antara perspektif tersebut tetap memiliki aturan. Sains mengajarkan kita untuk menyebutkan konteks sebelum membuat kesimpulan.
Ada pelajaran lain yang menarik. Manusia sering terkesan oleh angka besar, termasuk kecepatan 900 kilometer per jam. Namun tubuh tidak bereaksi terhadap angka yang tertulis pada layar. Tubuh merespons interaksi fisik yang benar benar dialaminya, terutama gaya dan percepatan.
Berbagai tradisi agama juga mengajak manusia memperhatikan perjalanan, gerak langit, pergantian siang dan malam, serta keteraturan alam sebagai bahan perenungan. Manusia dahulu memandang langit tanpa mengetahui bahwa Bumi bergerak dengan kecepatan yang luar biasa. Pengetahuan modern kemudian memperluas gambaran kita mengenai betapa dinamisnya alam semesta. Apa yang terlihat tenang ternyata berada dalam gerakan kosmik yang terus berlangsung.
Bagi orang beriman, keteraturan gerak tersebut dapat menjadi bahan perenungan mengenai kebesaran Sang Pencipta dan keteraturan ciptaan. Bagi mereka yang memandangnya secara filosofis, fenomena yang sama menunjukkan keterbatasan intuisi manusia dalam memahami alam. Kita berevolusi untuk menjalani kehidupan sehari hari, bukan untuk secara langsung merasakan gerakan planet atau kecepatan pesawat.
Mungkin itulah hal paling menarik ketika kita duduk tenang di kursi pesawat. Secangkir kopi dapat terlihat hampir diam di depan kita, sementara kopi, tubuh, pesawat, dan udara sebenarnya sedang melaju ratusan kilometer per jam terhadap tanah. Diam dan bergerak ternyata bukan selalu dua keadaan yang mutlak berlawanan. Keduanya memperoleh makna setelah kita menentukan kerangka acuannya.
Jadi, kita tidak terlempar hanya karena pesawat terbang dengan kecepatan 900 kilometer per jam karena tubuh sudah bergerak bersama pesawat dan udara di dalam kabin. Selama geraknya relatif stabil, kita tidak mengalami perubahan kecepatan besar yang dapat menghasilkan sensasi dorongan kuat. Kita baru benar benar merasakan gerak ketika pesawat mempercepat, memperlambat, berbelok, atau mengalami turbulensi. Dari kursi yang tampak diam di tengah perjalanan sangat cepat, fisika mengingatkan kita bahwa untuk memahami sebuah gerakan, kita tidak cukup bertanya seberapa cepat, tetapi juga terhadap apa dan seberapa cepat gerakan itu berubah.
Baca juga artikel tentang: Mengapa Film Horor Terasa Religius, Hubungan Tersembunyi antara Takut dan Keyakinan
REFERENSI:
Giancoli, D. C. 2014. Physics: Principles with Applications (7th ed.). Pearson.
Hewitt, P. G. 2015. Conceptual Physics (12th ed.). Pearson.
