Pendahuluan

- Latar belakang masalah

Seorang pelawak di TV menanyakan sebuah teka-teki; “Dengan apa ikan bernafas?” pelawak kedua menjawab;”Dengan insang!”. “Betul! Lalu tukang becak bernafas dengan apa?”, Tanya pelawak pertama lagi. “Dengan paru-paru!”, jawab pelawak kedua. “Salah!”, bantah pelawak pertama, “Yang benar adalah dengan; terengah-engah!”.

Rancangan mobil listrik EV-1 buatan General Motor motor listriknya dilengkapi dengan sistem pendingin cair untuk mencegah terbakarnya motor tersebut akibat beban kerjanya. HEV, mobil hibrida buatan Mitsubishi Motor berbekal 76 liter CNG mampu menempuh 600 km pada kecepatan konstan 40 km/jam, dan 300 km pada 100 km/jam.

Motor listrik terbakar yang ingin dicegah pada EV-1 dan penurunan drastis daya jelajah pada HEV keduanya adalah efek dari Arus Eddy dimana energi listrik berubah menjadi energi panas (dan bukannya energi gerak) didalam motor listrik.

Lalu apa hubungannya tukang becak yang terengah-engah dengan Arus Eddy? Tidak ada. Tetapi keduanya diakibatkan oleh sebab yang sama, yaitu pembebanan langsung terhadap sumber gerak untuk melawan hambatan sepanjang perjalanan dan bukannya sekedar melakukan tugas utamanya berupa memindahkan kendaraan (beserta muatannya). Hambatan bagi EV-1 dan HEV yang utama adalah udara dan gesekan rotasi roda. Sedangkan hambatan utama bagi tukang becak adalah Inersia .

Sistem penggerak yang akan diterapkan pada mobil berpenggerak pegas adalah mekanisme yang menghindarkan atau meminimalkan pembebanan langsung terhadap sumber gerak dari hambatan diluar sistem penggerak itu sendiri, baik itu berupa hambatan udara, hambatan rotasi, maupun inersia. Sehingga untuk setiap energi yang dikeluarkan dihasilkan perpindahan yang relatif sepadan. Mungkin istilah kerennya adalah sistem penggerak berefisiensi tinggi.

- Landasan teoritis

Konsep usaha dalam fisika mengatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya konstan didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya yang searah perpindahan dengan besar perpindahan yang dihasilkannya. Konsep tersebut secara matematis biasa ditulis dengan W=Fs.S = m.g.h

Rumus tersebut dapat berarti bahwa gaya tidak melakukan usaha jika benda tidak berpindah, dan bahwa gaya yang tegak lurus perpindahan (juga) tidak melakukan usaha.

Sedangkan yang selalu terjadi pada mobil listrik dan tukang becak adalah bahwa energi yang dikeluarkan seringkali tidak sepenuhnya menghasilkan perpindahan melainkan berubah menjadi panas dan engahan. Inilah faktor utama yang menyebabkan efisiensi sistem gerak mobil listrik maupun becak menjadi relatif rendah.

Mudah-mudahan kelak ditemukan banyak solusi alternatif untuk mengatasi disefisiensi tersebut. Saya hanya bisa menawarkan salah satunya yaitu dengan menyisipkan sejenis kapasitordiantara sumber gerak dan sistem transmisi, sebelum energi yang dikeluarkan dikirim keroda kendaraan. Dengan demikian yang akan berhadapan dengan hambatan yang menahan gerak perpindahan kendaraan bukanlah motor listrik atau tukang becak melainkan kapasitor tersebut. Dan diantara sekian macam kapasitor saya memilih pegas sebagai media utama dengan pertimbangan kesederhanaan dalam konstruksi sehingga mudah diaplikasikan, serta biaya pembuatan dan perawatan yang relatif rendah. Dan untuk mengoptimalkan efektifitas kerjanya, saya menambahkan satu kapasitorjenis lain yaitu roda gaya.


- Hipotesis

Mungkin ada gunanya jika saya ungkapkan disini bahwa saya tidak terlebih dahulu menemukan suatu sistem mekanis lalu mencari aplikasinya. Melainkan hanya berdasarkan sebuah ide tentang diperlukannya rancangan penggerak kendaraan untuk memperbaiki efisiensi dan efektifitas kerjanya. Setelah makin jauh saya sampai pada hipotesis bahwa alat transportasi darat dapat menjadi lebih hemat energi jika digerakkan melalui mekanisme pembangkitan dan pemanfaatan gaya-gaya konservatif serta berkemampuan menyerap dan mengubah energi kinetik menjadi energi penggeraknya. Lalu berdasarkan hipotesis tersebut saya baru mulai merancang sistem mekanis untuk menguji kebenaran atau kesalahannya.