Menaklukkan Trek Tanjakan Ketika Bersepeda dengan Ilmu Fisika

Gowes atau bersepeda merupakan salah satu olahraga yang digandrungi, bukan hanya oleh kaum milenial saja, melainkan banyak penikmat gowes dari kalangan golongan "orang tua" dan "veteran". Banyak sekali trek yang bisa dilalui, ada yang demen hanya melintasi jalan beraspal di perkotaan, ada yang ingin mengetahui bagaimana rute-rute pedesaan, atau bahkan yang lebih ekstrim yaitu tertantang untuk melahap rute pegunungan penuh tanjakan dan turunan.

Segmen tanjakan dalam sebuah rute sepeda termasuk salah satu segmen yang banyak mendapatkan perhatian dari para goweser. Tidak sedikit goweser yang menaruh rasa penasaran untuk bisa menaklukan sebuah tanjakan yang terjal. Bahkan ada goweser yang suka mengulangi gowes di tanjakan tertentu untuk sekedar mendapatkan hasil catatan waktu terbaik. 

Gowes di tanjakan sering dihubungkan dengan tingkat kemampuan seorang goweser, misalnya dalam STRAVA kemampuan bersepeda pada sebuah segmen tanjakan dirangking berdasarkan kecepatan (speed) atau waktu tempuh (elapsed time). Bagi goweser yang memiliki speed tercepat diberikan gelar atau mahkota dengan sebutan KOM (King of Mountain) bagi laki-laki dan QOM (Queen of Mountain) bagi perempuan.

gambar 1. ilustrasi arah gaya saat melintasi bidang miring

Pada kesempatan kali ini akan dibahas pendekatan ilmu fisika dasar untuk menjelaskan fenomena gowes di tanjakan dengan menggunakan rumus-rumus sederhana berdasarkan Hukum Newton. Pembahasan akan difokuskan pada pengaruh gaya gravitasi bumi dan gaya gesekan terhadap performa gowes di tanjakan, sedangkan faktor lainnya seperti pengaruh kecepatan angin, losses akibat mekanika sepeda dan efisiensi penggunaan kalor tubuh akan diabaikan terlebih dahulu dan akan dibahas pada kesempatan berikutnya.

Persamaan Gaya Saat Gowes di Tanjakan

Gaya-gaya yang bekerja pada goweser dan sepedanya yang sedang melaju pada suatu segmen tanjakan terdiri dari gaya yang dihasilkan oleh goweser itu sendiri (F_a), gaya gravitasi (F_g), gaya normal (N) dan gaya gesekan (f_S). Dalam Gambar 1 tampak bahwa gaya gravitasi terdiri dari dua komponen, yaitu komponen gaya gravitasi yang sejajar dengan bidang tanjakan (F_gy) dan komponen gaya gravitasi yang tegak lurus dengan bidang tanjakan (F_gx). Bila massa (berat) goweser dan sepedanya adalah m, percepatan gravitasi adalah g, koefisien gesekan adalah m (baca: miu) dan sudut kemiringan tanjakan adalah a (baca: alfa) maka pada saat sepeda melaju dengan kecepatan tetap v persamaan gaya yang bekerja pada goweser tersebut adalah:

	Fa = Fgy + fs

 

 

 

Komponen Gaya Gravitasi Yang Sejajar Dengan Bidang Tanjakan

Komponen gaya ini menyebabkan goweser merasakan seperti ada yang menarik dari belakang saat gowes di tanjakan. Hal ini disebabkan komponen gaya gravitasi ini arahnya berlawanan dengan arah laju goweser, yaitu menuju ke arah dasar tanjakan. Seperti tampak pada gambar 1, besarnya komponen gaya ini adalah sebagai berikut:

	Fgy = m.g.sin α

 

 

 

Untuk keperluan praktis sehari-hari, terutama terkait dengan rute sepeda, nilai sudut a (alfa) biasanya dinyatakan dalam gradient, yaitu perbandingan antara jarak vertikal dengan jarak horizontal dari tanjakan. Nilai sudut a (alfa) ditentukan sebagai berikut:

gambar 2. penentuan besar sudut

Tampak bahwa pada saat gowes di tanjakan gaya yang dikeluarkan oleh goweser digunakan untuk melawan gaya gravitasi dari goweser itu sendiri dan sepedanya. Semakin berat bobot goweser dan sepedanya serta semakin besar sudut kemiringan tanjakan maka akan semakin besar juga gaya yang diperlukan oleh goweser untuk melawan komponen gaya gravitasi tersebut.

Dalam melakukan kegiatan bersepeda untuk tujuan olahraga dan/atau rekreasi berat badan dan spesifikasi sepeda yang dimiliki bukanlah suatu hambatan yang harus kita pikirkan dan dicarikan pemecahan masalahnya agar laju sepeda kita di tanjakan bisa menjadi lebih cepat. Justru kedua hal ini merupakan suatu tantangan yang dapat menjadi motivasi agar kemampuan bersepeda kita semakin meningkat. Dengan lebih rajin bersepeda dengan menggunakan sepeda apa adanya diharapkan berat badan kita akan lebih cepat turun sampai pada berat badan yang ideal.

Usaha yang paling mudah yang dapat kita lakukan untuk mengoptimalkan kemampuan bersepeda, khususnya di tanjakan, paling tidak kita harus bisa meminimalkan bawaan ketika bersepeda serta pemilihan jenis dan tekanan angin ban yang sesuai dengan jenis permukaan jalan. Harus dipertimbangkan dengan matang terkait perlu tidaknya asesoris yang dipasang pada sepeda seperti lampu, standar, spakbor, dan panier serta meminimalkan barang bawaan seperti air minum, makanan, power bank, charger handphone, kunci-kunci, ban dalam cadangan, pompa ban, jaket, jas hujan, dan pakaian ganti. Demikian, semoga bermanfaat.