Penerapan Fisika Dalam Kereta Api
Kereta api adalah bentuk transportasi rel yang terdiri dari serangkaian kendaraan yang ditarik sepanjang jalur kereta api untuk mengangkut kargo atau penumpang. Pada awalnya kereta api menggunakan bahan bakar batubara yang dikenal dengan kereta uap. Kerata jenis ini mengeluarkan asap sepanjang perjalanan, karena mengeluarkan asap inilah kereta jenis ini disebut dengan nama kereta api.
Seiring perkembangan teknologi jenis kerta ini sudah mulai ditinggalkan, dan diganti dengan kereta api bertenaga diesel. Kereta api jenis ini dalam perjalannya mengluarkan suara bising karena gesekan kereta api dengan rel. Untuk mengantisipasi hal tersebut kini muncul kereta api bertenaga magnet yang dikenal dengan sebutan kereta Maglev.
MagLev sendiri singkatan dari MAGnetically LEVitated yang diartikan sebagai yang mengambang secara magnetis. Seperti namanya, prinsip dari kereta api ini adalah memanfaatkan gaya angkat magnetik pada relnya sehingga terangkat sedikit ke atas sekitar 10 mm di atas rel magnetiknya, kemudian gaya dorong dihasilkan oleh motor induksi. Tidak hanya mengurangi kebisingan, kereta ini juga mampu melaju dengan kecepatan sampai 650 km/jam jauh lebih cepat dari kereta biasa. Hal ini disebabkan karena kereta yang terangkat ini mengurangi adanya gesekan dengan rel sehingga kereta bisa melaju dengan kecepatan yang semakin tinggi. Kemampuan ini bermanfaat mengurangi kerusakan sehingga kereta maglev jarang ditunda karena kondisi cuaca. Sekarang ini, NASA melakukan riset penggunaan sistem Maglev untuk meluncurkan pesawat ulang alik.
Ada tiga jenis teknologi kereta Maglev yakni tergantung pada magnet superkonduktivitas (suspensi elektrodinamik), tergantung pada elektromagnetik terkontrol (suspensi elektromagnetik), dan menggunakan magnet permanen (Inductrack). Inductrack merupakan sistem yang lebih baru dan tidak terlalu mahal. Teknik ini memiliki kemampuan membawa beban yang berhubungan dengan kecepatan kendaraan, karena ia tergantung kepada arus yang diinduksi pada sekumpulan elektromagnetik pasif oleh magnet permanen. Dalam contoh, magnet permanen berada di gerbong; secara horizontal untuk menciptakan daya angkat, dan secara vertikal untuk memberikan kestabilan. Sekumpulan kabel putar berada di rel. Magnet dan gerbong tidak membutuhkan tenaga, kecuali untuk pergerakan gerbong.
Inductrack pada awalnya dikembangkan sebagai motor magnetik dan penopang untuk "flywheel" untuk menyimpan tenaga. Dengan sedikit perubahan, penopang ini diluruskan menjadi jalur lurus. Inductrack dikembangkan oleh fisikawan Wiliiam Post di Lawrence Livermore National Laboratory.
Inductrack menggunakan array Halbach untuk penstabilan. Array Halbach adalah pengaturan dari magnet permanen yang menstabilisasikan putaran kabel yang bergerak tanpa penstabilan elektronik. Array Halback mulanya dikembangkan untuk pembimbing sinar dari percepatan partikel. Mereka juga memiliki medan magnet di pinggir rel, dan mengurangi efek potensial bagi penumpang. Beberapa negara yang telah menggunakan kereta api jenis ini adalah Jepang, Perancis, Amerika, dan Jerman.