Pernahkah Anda melihat tayangan di TV yang memperlihatkan seorang polantas mengarahkan sebuah alat pada kendaraan yang melintasinya? Alat itu adalah senapan kecepatan (speed gun). yaitu alat pengukur kecepatan kendaraan yang digunakan polisi untuk mengetahui terjadinya pelanggaran balas kecepatan di jalan raya.
Senapan kecepatan laser yang terbaru (LIDAR-light detection and ranging) menggunakan sebuah metode yang mengandalkan waktu pantul cahaya Mungkin Anda pernah menganuti pemantulan gelombang bunyi dalam bentuk gema. Contohnya, jika Anda berteriak ke dalam sebuah sumur atau menyeberangi sebuah lembah, suara Anda membutuhkan selang waktu yang dapat teramati untuk mencapai dasar sumur dan kembali ke telinga Anda. Bunyi bergerak dengan kelajuan sekitar 340 m/s, sehingga sumur yang dalam atau lembah yang lebar menghasilkan selang waktu bolak-baliknya suara yang cukup lama.
Sebuah senjata kecepatan laser mengukur waktu bolak-balik bagi cahaya untuk mencapai sebuah kendaraan dan memantul kembali. Cahaya dari sebuah senapan kecepatan radar jauh lebih cepat daripada bunyi-sekitar 300.000.000 m/s. Senjata kecepatan laser menembakkan tembakan singkat cahaya laser inframerah dan kemudian menerima pantulannya dan kendaraan yang sedang diukur kecepatannya. Senjata itu menghitung selang waktu dari penembakan hingga kembalinya laser itu, dan membaginya dengan angka 2 sehingga jarak kendaraan ke senjata dapat diketahui.
Jika senjata itu menembakkan 1000 tembakan per detik, maka jarak tempuh-jarak tempuh dari tembakan-tembakan itu dapat dibandingkan sehingga kelajuan kendaraan dapat diketahui. Jadi, kecepatan kendaraan nu diturunkan dari fungsi posisi kendaraan tadi.
Mekanismenya diilustrasikan pada gambar berikut ini.
Pada gambar di atas diperlihatkan hanya 5 tembakan. Sesungguhnya senapan laser itu menembakkan hingga 1000 tembakan per detik. Tiap tembakan menunjukkan posisi kendaraan dalam satu waktu. Posisi ini merupakan fungsi dari waktu. Dari sini, kecepatan kendaraan dapat dihitung dari turunan fungsi posisi tadi terhadap selang waktu antartembakan, v = dr(t)/dt.
Kelebihan senapan kecepatan laser adalah ukuran "corong" cahaya yang dipancarkan oleh senapan sangat kecil, bahkan pada jarak sebesar 300 meter. Corong tersebut pada jarak ini dapat memiliki diameter sebesar 1 meter. Ini memungkinkan senapan itu membidik sebuah kendaraan tertentu. Senapan kecepatan laser juga sangat akurat. Kekurangannya adalah petugas polisi yang menggunakannya harus mengarahkan senapan itu tepat ke arah kendaraan. Senapan kecepatan yang lama yang menggunakan berkas radar yang luas dan memanfaatkan pergeseran Doppler dapat digunakan tanpa membidiknya secara langsung.
Sumber: Terpadu Fisika SMA Jilid 2A untuk kelas XI Kurikulum 2004. Bob Foster. Penerbit Erlangga. 2004
Senapan kecepatan laser yang terbaru (LIDAR-light detection and ranging) menggunakan sebuah metode yang mengandalkan waktu pantul cahaya Mungkin Anda pernah menganuti pemantulan gelombang bunyi dalam bentuk gema. Contohnya, jika Anda berteriak ke dalam sebuah sumur atau menyeberangi sebuah lembah, suara Anda membutuhkan selang waktu yang dapat teramati untuk mencapai dasar sumur dan kembali ke telinga Anda. Bunyi bergerak dengan kelajuan sekitar 340 m/s, sehingga sumur yang dalam atau lembah yang lebar menghasilkan selang waktu bolak-baliknya suara yang cukup lama.
Sebuah senjata kecepatan laser mengukur waktu bolak-balik bagi cahaya untuk mencapai sebuah kendaraan dan memantul kembali. Cahaya dari sebuah senapan kecepatan radar jauh lebih cepat daripada bunyi-sekitar 300.000.000 m/s. Senjata kecepatan laser menembakkan tembakan singkat cahaya laser inframerah dan kemudian menerima pantulannya dan kendaraan yang sedang diukur kecepatannya. Senjata itu menghitung selang waktu dari penembakan hingga kembalinya laser itu, dan membaginya dengan angka 2 sehingga jarak kendaraan ke senjata dapat diketahui.
Jika senjata itu menembakkan 1000 tembakan per detik, maka jarak tempuh-jarak tempuh dari tembakan-tembakan itu dapat dibandingkan sehingga kelajuan kendaraan dapat diketahui. Jadi, kecepatan kendaraan nu diturunkan dari fungsi posisi kendaraan tadi.
Mekanismenya diilustrasikan pada gambar berikut ini.
Pada gambar di atas diperlihatkan hanya 5 tembakan. Sesungguhnya senapan laser itu menembakkan hingga 1000 tembakan per detik. Tiap tembakan menunjukkan posisi kendaraan dalam satu waktu. Posisi ini merupakan fungsi dari waktu. Dari sini, kecepatan kendaraan dapat dihitung dari turunan fungsi posisi tadi terhadap selang waktu antartembakan, v = dr(t)/dt.
Kelebihan senapan kecepatan laser adalah ukuran "corong" cahaya yang dipancarkan oleh senapan sangat kecil, bahkan pada jarak sebesar 300 meter. Corong tersebut pada jarak ini dapat memiliki diameter sebesar 1 meter. Ini memungkinkan senapan itu membidik sebuah kendaraan tertentu. Senapan kecepatan laser juga sangat akurat. Kekurangannya adalah petugas polisi yang menggunakannya harus mengarahkan senapan itu tepat ke arah kendaraan. Senapan kecepatan yang lama yang menggunakan berkas radar yang luas dan memanfaatkan pergeseran Doppler dapat digunakan tanpa membidiknya secara langsung.
Sumber: Terpadu Fisika SMA Jilid 2A untuk kelas XI Kurikulum 2004. Bob Foster. Penerbit Erlangga. 2004
0 comments:
Post a Comment