GAYA CORIOLIS

(Makalah Mekanika)

Penulis

Nama : Rizki Eka Shintya

NPM : 1713022017

Program Studi : Pendidikan Fisika

Mata Kuliah : Mekanika

Dosen : Ismu Wahyusi, S.Pd, M.Pd.

Jurusan Pendidikan Fisika

Fakultas Keguruan dan Ilmu pendidikan

Universitas Lampung

2018
 GAYA CORIOLIS

A. Pengertian gaya Coriolis

Dalam fisika, Gaya Coriolis adalah pembelokkan arah benda yang bergerak ketika dilihat
dari kerangka acuan yang berputar. Benda yang bergerak lurus dalam kerangka berputar,
akan terlihat belok oleh pengamat yang diam pada kerangka itu.
Gaya Coriolis ini dapat ditunjukkan melalui eksperimen seperti bandul Foucault. Dengan
menggantung sebuah bandul dan diayunkan secara terus menerus, arah bandul tersebut
tidak lagi pada arah yang sama, dan bergeser ke arah yang lain.
Pada Bumi, Gaya coriolis dapat dirasakan untuk pergerakan pada jarak yang jauh dan
periode yang panjang, seperti pergerakan udara berskala besar di atmosfer atau air di
samudera. Istilah ini berasal dari ilmuwan Perancis Gaspard-Gustave Coriolis (1792).
Gaya Coriolis melekat pada fenomena defleksi (pembelokan arah) gerak sebuah benda
pada sebuah kerangka acuan yang berputar, khususnya di permukaan Bumi. Diambil dari
nama seorang ilmuwan prancis: Gaspard Gustave Coriolis (1792). Pada intinya, sebuah
benda yang bergerak lurus dalam kerangka yang berputar, akan terlihat berbelok oleh
pengamat yang diam di dalam kerangka tersebut.
(Lestari Erni, 2014)

Gaya coriolis adalah gaya semu yang muncul akibat pengaruh gerakan rotasi bumi dan
gerakan udara nisbi terhadap permukaan bumi. Akibat adanya gaya coriolis, maka angin
tidak searah dengan gaya gradien tekanan dan tidak tegak lurus isobar. Gaya coriolis
menyebabkan angin dibelokkan ke kanan dari gaya gradien tekanan di belahan bumi utara
(BBU) dan dibelokkan ke kiri di belahan bumi selatan (BBS) (Perhatikan gambar).
Besarnya gaya coriolis ini dapat dihitung memakai persamaan berikut :

Fc        = 2 ω  sin F    

Adapun :
ω         : kecepatan sudut rotasi bumi = 7,29 x 10-5 rad/det
F          : lintang tempat
V         : kecepatan angin
f           : parameter coriolis

berdasarkan persamaan tersebut, terlihat bahwa, gaya coriolis makin besar jika menuju ke
lintang tempat yang lebih tinggi, sebaliknya gaya coriolis makin kecil jika lintang tempat
makin rendah. Di ekuator (F = 0), gaya coriolis menuju 0.
(Lulut Nugroho, 2014)

Jika sebuah titik P berputar terhadap suatu sumbu non-inertial (moving) dan mengalami
percepatan, maka percepatan linier titik P tersebut terhadap sumbu merupakan
penjumlahan dari 4 komponen percepatan yaitu percepatan sumbu non-inertial itu sendiri
(terhadap fixed reference frame), percepatan normal P, percepatan tangensial P, dan
percepatan coriolis P. Percepatan normal (disebut pula percepatan sentripetal/sentrifugal)
mengarah menuju/menjauhi sumbu putar. Percepatan tangensial memiliki arah tegak lurus
terhadap percepatan normal. Sedangkan percepatan coriolis muncul karena percepatan
titik P diukur terhadap sumbu non-inertial.

Jika O adalah sumbu putar, omega adalah kecepatan angular perputaran, dan v(P/O)
adalah vektor kecepatan linier titik P terhadap O, maka vektor percepatan coriolis titik P
dirumuskan sebagai:
Akibat adanya percepatan Coriolis, muncullah gaya Coriolis. Adapun fenomena yang
muncul akibat percepatan dan gaya Coriolis biasa disebut sebagai efek Coriolis.

(Abdur Rosyid, 2012)

Gaya coriolis terjadi apabila partikel bergerak diamati dari kerangka yang berputar
Contoh : Gerakan angis pada Hukum Boys Ballot. Angina berhembus dari tekanan
maksimum ke tekanan minimum, di belahan bumi utara angina membelok ke kana, dan
dibelahan bumi selatan angina membelok ke kiri.

Gaya Coriolis dirumuskan:

Fc = -2m ω x v

Sedangkan Percepatan coriolisnya:

A=-2ωxv

(Nengah Maharta, 2003)

Menurut Muhammad Hanif dalam Diktat Olimpiade Sains Nasional Bidang Kebumian
(2016) Gaya Coriolis adalah gaya semu akibat pengaruh rotasi bumi. Gaya Coriolis
menyebabkan angina dibelokkan ke kanan di Belahan Bumi Utara (BBU) dan dibelokkan
ke kiri di Belahan Bumi Selatan (BBS). Persamaan gaya coriolis:

Fc = 2.Ω.sinᶲ.v

Keterangan:
Fc : Gaya Coriolis per satuan massa (N/kg atau m/s2)
v : kecepatan angina (m/s)
Ω : kecepatan sudut rotasi bumi (rad/s)
ᶲ : lintang geografis
Catatan : kecepatan sudut rotasi bumi 7,29.10-5 rad/s

Pengaruh geografis dapat menyebabkan penyimpangan arah angina akibat adanya Gaya
Coriolis. Tinjau ketika udara berada di atmosfer bebas yang jauh dari gesekan permukaan
bumi di BBU. Perhatikan gambar di bawah ini. Misalkan besarnya gaya gesekan sama
dengan nol serta garis-garis isobar berbentuk lurus dan sejajar satu sama lain. Isobar
adalah garis yang menghubungkan tempat-tempat yang tekanan udaranya sama. Gaya
yang bekerja pada ilustrasi, pada gambar pertama hanya gradient tekanan yang arahnya
tegak lurus isobar. Akibat adanya gaya gradient tekanan ini, paket udara akan bergerak
dan Gaya Coriolis tidak nol lagi. Kemudian, Gaya Coriolis ini membelokkan arah gerak
paket udara (seperti yang terlihat pada gambar kedua dan ketiga). Akhirnya, gaya gradient
tekanan akan sama besar dengan gaya Coriolis yang berlawanan arah. Pada keadaan ini,
paket udara akan bergerak sejajar dengan isobar (gambar keempat). Angina yang
bergerak sejajar dengan isobar ini dinamakan angina geostropik.

Pada lintasan isobar yang melengkung, terdapat gaya lain yang berpengaruh pada arah
angina, yaitu gaya sentripetal. Gerak angina pada lintasan melengkung membutuhkan
percepatan kearah lengkungan, yaitu percepatan sentripetal. Keseimbangan antara gaya
gradien tekanan dan daya coriolis yang dibantu oleh percepatan sentripetal menyebabkan
lintasan angina melengkung mengikuti lengkungan isobar. Angin ini dinamakan Angin
Gradien.
Menurut Rika Rosmawaty dalam Somalia Current (2012) Gaya Coriolis melekat pada
fenomena defleksi (pembelokan arah) gerak sebuah benda pada sebuah kerangka acuan
yang berputar, khususnya di permukaan bumi (lihat gambar 1(a) dan 1(b)). Pada intinya,
sebuah benda yang bergerak lurus dalam kerangka yang berputar, akan terlihat berbelok
oleh pengamat yang diam di dalam kerangka tersebut.. Hukum Boys Ballot yang
mengatakan "Angin cyclon di belahan bumi utara akan berputar berlawanan arah jarum
jam karena gerakan angin (relatif terhadap permukaan bumi) di belokkan oleh efek dari
rotasi bumi. Inilah yang disebut dengan gaya Coriolis. Semakin ke arah khatulistiwa,
gaya coriolis makin mengecil. Gaya Coriolis dipengaruhi oleh posisi lintang suatu
wilayah

Dari penjelasan tersebut, dapat diketahui bahwa bumi selalu berotasi. Dan dari
rotasi tersebut selalu menimbulkan fenomena alam. Salah satunya adalah angin yang
dikenal dengan angin utama (angin timur, barat, dan pasat). Angin-angin utama itu
berhembus dalam suatu arah yang hampir tetap pada garis-garis lintang tertentu. Angin
itu timbul karena peredaran atmosfer dan rotasi bumi. Seandainya bumi tidak berotasi,
angin akan bergerak lurus ke utara atau ke selatan. Namun rotasi bumi menimbulkan
gaya rotasi yang disebut gaya Coriolis, yaitu gaya yang membelokkan arah angin utama.
Nama Coriolis sendiri diambil dari nama seorang ilmuwan Perancis Gaspard Gustave
Coriolis (1792).

Jadi pengertian dari gaya Coriolis merupakan gaya yang membelokkan arah arus
yang berasal dari tenaga rotasi bumi. Pembelokan itu akan mengarah ke kanan di belahan
bumi utara dan mengarah ke kiri di belahan bumi selatan. Gaya ini mengakibatkan
adanya aliran gyre yang searah jarum jam (ke kanan) pada belahan bumi utara dan
berlawanan dengan arah jarum jam di belahan bumi selatan lihat gambar 1(c).
 Gaya Coriolis mempengaruhi aliran massa air, dimana gaya ini akan membelokkan
arah arus dari arah yang lurus. Gaya Coriolis juga yang menyebabkan timbulnya
perubahan - perubahan arah arus yang kompleks susunannya yang terjadi sesuai dengan
makin dalamnya kedalaman suatu perairan.
Pada umumnya tenaga angin yang diberikan pada lapisan permukaan air dapat
membangkitkan timbulnya arus permukaan yang mempunyai kecepatan sekitar 2% dari
kecepatan angin itu sendiri. Kecepatan arus ini akan berkurang cepat sesuai dengan
makin bertambahnya kedalaman perairan dan akhirnya angin tidak berpengaruh sama
sekali terhadap kecepatan arus pada kedalaman 200 m. Pada saat kecepatan arus
berkurang, maka tingkat perubahan arah arus yang disebabkan oleh gaya Coriolis akan
meningkat. Hasilnya akan dihasilkan sedikit pembelokan dari arah arus yang relaif cepat
di lapisan permukaan dan arah pembelokanya menjadi lebih besar pada aliran arus yang
kecepatanya makin lambat dan mempunyai kedalaman makin bertambah besar.
Akibatnya akan timbul suatu aliran arus dimana makin dalam suatu perairan maka
arus yang terjadi pada lapisan-lapisan perairan akan makin dibelokan arahnya. Hubungan
ini dikenal sebagai Spiral Ekman.
Besarnya gaya coriolis tergantung :
a. Kecepatan berputarnya bumi atas sumbunya ( w )
b. Lintang dimana angin yang bersangkutan bertiup ( ø )
c. Kecepatan angin yang bersangkutan ( v )

Gaya Coriolis ≈ C = 2. w. v. Sinø

Dari rumus Gaya Coriolis tersebut nampak bahwa :

1. Makin tinggi lintang dimana angin yang bersangkutan bertiup, maka makin besarlah
nilai Gaya Coriolis. Pada lintang 0º nilai gaya Coriolis adalah nol, sedangkan pada
lintang 90° gaya Coriolis adalah maximal, C = 2 w v
2. Makin besar kecepatan angin ( v ), maka makin besar pula nilai gaya Coriolis.

Jadi, kesimpulannya Gaya Coriolis adalah gaya gaya semu yang timbul akibat efek dua
gerakan yaitu gerak rotasi bumi dan gerak benda relatif terhadap bumi. Dalam kata lain,
gaya Coriolis merupakan gaya yang membelokkan arah arus yang berasal dari tenaga
rotasi bumi. Pembelokan itu akan menyebabkan angin di bagian bumi utara berbelok
kekanan dan di bagian bumi selatan berbelok kekiri. Rumus gaya coriolis adalah sebagai
berikut :

Fc = 2.Ω.sinᶲ.v

Keterangan:
Fc : Gaya Coriolis per satuan massa (N/kg atau m/s2)
v : kecepatan angina (m/s)
Ω : kecepatan sudut rotasi bumi (rad/s)
ᶲ : lintang geografis
Catatan : kecepatan sudut rotasi bumi 7,29.10-5 rad/s
 DAFTAR PUSTAKA

Lestari, Erni. 2014. Efek Coriolis. Diunduh dari:

______http://erniilestarii.blogspot.com/2013/12/efek-coriolis.html. Pada tanggal 05
______September 2018 pukul 19.00 WIB

Maharta, Nengah. 2003. Bahan Ajar Mekanika. Bandarlampung: Universitas Lampung.

Nugroho, Lulut. 2014. Konsep dan Rumus Gaya Coriolis. Diunduh dari:
______http://klikgeografi.blogspot.com/2016/03/gaya-coriolis.html. Pada 05 September
______2018 pukul 20.56 WIB

Rosmawaty, Rika. 2012. Somalia Current. Diunduh dari: Blogs.unpad.ac.id. Pada 12

______September 2018 pukul 18.45 WIB

Rosyid, Abdur. 2001. Percepatan, Gaya, dan Efek Coriolis. Diunduh dari:
______https://mechanicals.wordpress.com/2012/03/01/percepatan-gaya-dan-efek-
______coriolis/. Pada tanggal 05 September 2018 pukul 17.45 WIB.

Yusron, Muhammad Hanif A. 2016. Diktat Olimpiade Sains Nasional Bidang Kebumian.
______Bandung: ALC Indonesia.