Sabtu, 14 September 2013

Referat: Apa Itu Muzzle Energy?

Pada postingan kali ini akan saya masukkan juga referat yang diambil dari beberapa sumber yang menjadi catatan saya dalam memperkaya pengetahuan mengenai hobi senapan angin.

H&N Sport Field Target Trophy. Apa yang dimaksud dengan 16 J?

Dalam pembelajaran saya, menemukan nilai standar dari potensi kecepatan suatu senapan hampir dikatakan tidak mungkin. Alasannya adalah, suatu senapan menghasilkan kecepatan yang berbeda-beda tergantung desain dan terutama berat mimis yang digunakannya. Logikanya apabila energi yang dihasilkan senapan adalah konstan, maka energi tersebut akan menyebabkan mimis yang lebih ringan melaju lebih cepat daripada mimis yang lebih berat.

Energi yang dikandung oleh suatu mimis bergerak adalah energi kinetik. Energi inilah yang akan disalurkan mimis kepada sasaran dan disalurkan kepada penembak sebagai recoil (walaupun pada senapan angin recoil akibat mimis ini nyaris tidak terasa). Energi kinetik adalah hasil perkalian dari setengah massa dikalikan kecepatan pangkat dua. Hal ini ditunjukkan dalam persamaan Newton:

E_k = \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} mv^2
Ek: Energi Kinetik dalam joule
m: massa dalam kilogram
v: kecepatan dalam meter/detik

Dalam persamaan itu diketahui bahwa energi berbanding lurus dengan pangkat dua kecepatan dan setengah dari massa (berat) dari mimis. Dan jika dikonversikan:
v=√(2Ek/m)
kecepatan adalah akar pangkat dua dari dua kali energi dibagi massa dari mimis.

Apa artinya? Dari persamaan di atas kita mengetahui bahwa kecepatan berbanding terbalik dari akar pangkat dua massa. Sehingga sesuai logika berpikir di atas, semakin ringan mimis maka akan semakin cepat kelajuannya meluncur.

Isu Mengenai Kecepatan
Dalam lingkup penggunaan senapan khususnya senapan angin, saya sering diperhadapkan dengan pernyataan-pernyataan bahwa senapan X memiliki kecepatan Y fps (feet per second). Sering sekali saya tergiur dengan kecepatan yang ditawarkan. Misalnya senapan Diana 350 Magnum diklaim oleh produsennya mencapai 1250 fps. Namun masalahnya apakah kecepatan yang ditawarkannya itu akan saya capai dengan mimis yang saya pakai? 
Sering kali produsen senapan dalam promosinya, terutama untuk senapan-senapan yang dapat menembus kecepatan suara (330-360 m/s atau 1,100-1,200 fps), menggunakan mimis super ringan (sering kali yang berjenis sintetis dan bebas timah). Tapi dalam penggunaan sehari-hari, sulit sekali dan bahkan tidak menguntungkan untuk menggunakan mimis sintetis ini. Dengan mengetahui hubungan kecepatan dan berat mimis, maka dapat diprediksi kecepatan riil yang diperoleh. Dan diketahui pula dengan menggunakan mimis timah yang lebih berat, kecepatan yang diperoleh pasti akan lebih rendah.
Isu lain mengenai kecepatan ialah, segera setelah mimis meninggalkan ujung laras (muzzle), maka kecepatannya akan langsung berkurang (deselerasi). Maka kecepatan mimis di ujung laras dan pada 10 meter, 20 meter atau sembarang tempatpun pasti akan berbeda. Dan sesuai dengan persamaan di atas, energi yang dikandungnyapun akan ikut berubah.
Hal lain mengenai kecepatan yaitu semakin cepat suatu mimis, tidak menjamin daya penetrasi mimis itu. Seringkali pertimbangan untuk memiliki senapan yang berkecepatan tinggi dimaksudkan untuk menghasilkan daya penetrasi yang baik. Namun ternyata anggapan ini tidak selalu benar. Daya penetrasi berhubungan dengan energi yang terkandung dalam mimis dan berhubungan pula dengan luas permukaan penampang mimis yang kontak dengan permukaan sasaran. Dari sinilah muncul desain mimis berhidung runcing yang terbukti memiliki daya penetrasi lebih dalam dibanding desain hidung lainnya walaupun dengan berat mimis yang sama.

Indikator yang Dapat Dipercaya
Kini setelah saya tahu bahwa kecepatan tidaklah tetap dan bahkan laju mimis akan langsung melambat setelah meninggalkan ujung laras. Saya juga tahu kecepatan dipengaruhi oleh berat mimis yang digunakan. Jadi bilamana saya ingin memilih suatu senapan untuk digunakan pada kepentingan tertentu, misalnya menembak target atau berburu, apakah indikator yang dapat dipercaya untuk menilai kekuatan senapan itu?
Di Inggris terdapat aturan yang mengatur mengenai senapan yang diperjualbelikan secara bebas. Tidak seperti di Indonesia yang menetapkan batas ukuran kaliber tidak lebih dari 4.5 mm (Surat Keputusan Kapolri Skep/1 198/2000), Inggris memberlakukan batas kekuatan senapan yang diperjualbelikan secara bebas melalui energi yang dihasilkan. Mereka menetapkan kekuatan senapan yang digunakan tidak boleh melebihi 12 ft lbf (16.2 J). Melebihi kekuatan tersebut, maka diperlukan ijin khusus karena dianggap sebagai senjata api. Saya pikir hal ini menarik karena dengan membatasi energi yang dihasilkan di ujung laras (muzzle energy), maka kita telah menetapkan batas atas potensi kekuatan senapan, terlepas dari berat mimis yang digunakannya. 
Lalu pernahkah kita berpikir berapa kekuatan yang diperlukan untuk menembus kulit tikus atau bahkan kulit manusia? Pada penelitian diketahui bahwa kulit manusia dapat ditembus pada energi sejumlah 23.99-52.74 J/cm2. Atau bila dikonversikan ke luas permukaan mimis berdiameter 4.5 mm hanya membutuhkan energi 3.81-8.38 J (percayalah hanya serendah itu karena saya sering melihat korban tertembak senapan angin di UGD). Jadi berapa kecepatan mimis yang dibutuhkan? 
Pernahkah juga kita berpikir bagaimana kerusakan yang ditimbulkan oleh sebuah sepeda yang menabrak pejalan kaki pada kecepatan 60 km/jam bila dibandingkan dengan truk tronton penuh pasir dengan kecepatan yang sama? Apakah yang membedakannya?
Mengetahui energi suatu senapan dapat memberikan gambaran yang kasar mengenai kecepatan suatu senapan ataupun mengetahui kemampuan penetrasi maupun daya rusak suatu mimis. Karena dalam energi terkandung komponen kecepatan dan berat, maka kita dapat memprediksikan kecepatan suatu mimis dengan mengetahui energinya ataupun sebaliknya.

Bagaimana Menghitung Muzzle Energy ?
Muzzle energy biasanya dinyatakan dalam ft lbf (foot-pound force)  yaitu satuan yang biasa digunakan di Amerika namun diterima secara luas di dunia melebihi SI-nya (satuan internasionalnya) yang adalah Joule. Dalam ilmu balistik, kecepatan proyektil biasa dinyatakan dalam fps (feet per second) dan berat proyektil dinyatakan dalam gr (grain, lambang baku untuk gram adalah g). Untuk menghitung dalam satuan ini maka digunakan persamaan:

E_k = \begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} mv^2 \times\left(\frac{1\mbox{ ft}\cdot\mbox{lbf}}{7000\mbox{ gr}\times 32.163\mbox{ ft}^2\mbox{/s}^2}\right)

Ada cara mudah untuk menghitung muzzle energy yaitu dengan menggunakan kalkulator on-line. Beberapa yang saya anggap mudah digunakan saya tampilkan di sini.
http://www.pyramydair.com/article/What_is_Muzzle_Energy_August_2003/5
https://billstclair.com/energy.html
http://www.shooterscalculator.com/bullet-kinetic-energy.php

Apakah Muzzle Energy Selalu Dapat Dipercaya
Tom Gaylord pernah mendemonstrasikan hubungan berat mimis, kecepatan, dan energi yang dihasilkannya. Dalam artikelnya ternyata hubungan ini tidak selalu berjalan sesuai yang diharapkan. Yang pasti, energi ini tidak pernah menunjukkan nilai yang sama menggunakan 3 jenis mimis yang berbeda (RWS Hobby .22" 11.9gr, Crosman Premier .22" 14.3gr, dan Beeman Kodiak .22" 21gr). Tapi data yang lebih mengejutkan lagi ternyata energi yang dihasilkan oleh mimis yang berat bisa saja lebih kecil dibandingkan energi yang dihasilkan dari mimis yang lebih ringan. Dengan menggunakan Diana 27 dan Beeman R1/HW 80 didapatkan kecepatan menurun pada mimis yang semakin berat. Namun menggunakan Beeman Kodiak .22" 21gr energi yang didapatkannya lebih kecil dibandingkan kedua mimis lainnya.
Di sinilah mungkin desain mimis dan senapan menyebabkan penyimpangan trend ini. Namun secara umum terdapat korelasi yang signifikan pada hubungan energi, berat mimis, dan kecepatan.

Kesimpulan
Energi adalah indikator yang paling dapat dipercaya untuk menilai kekuatan senapan. Energi terbesar suatu senapan diukur pada ujung laras atau dinamakan juga muzzle energy. Muzzle energy akan memberi informasi yang lebih berguna apabila ditunjang dengan berat mimis.


Poskan Komentar