Ini dia mainan berusia ribuan tahun. Sekarang sudah ada perkumpulannya. Bahkan semakin canggih saja berkat penemuan rahasia putaran yoyo. Apa pula yoyo pintar itu?
Yoyo memang tidak sepopuler Tamiya, PlayStation, atau boneka Barbie. Tapi, jangan dikira mainan yang sudah dimainkan bangsa Yunani sejak tahun 500 SM itu kuno dan tidak "gaul". Buktinya, di Jepang dan Amerika setiap tahun masih ada kontes nasional pintar-pintaran bermain yoyo. Pesertanya mulai dari anak-anak hingga kakek-kakek yang datang dari seluruh penjuru negeri. Penggemar yoyo di Amerika bahkan mendirikan American Yoyo Association, perkumpulan khusus penggemar yoyo.
Yoyo juga populer di kalangan para ilmuwan. Para astronot NASA pernah dua kali membawa yoyo ke luar angkasa untuk dipelajari. Yang pertama tahun 1985 dengan pesawat Discovery dan yang kedua tahun 1992 dengan pesawat Atlantis. Yoyo adalah satu-satunya mainan yang pernah dimainkan di ruang angkasa.
Banyak orang memandang rendah yoyo karena mainan ini begitu sederhana. Yoyo tak memiliki rangkaian elektronik atau mesin yang rumit. Wujudnya cuma berupa setangkup cakram (terbuat dari kayu, plastik, atau logam) yang dihubungkan dengan seutas tali ke salah satu jari kita. Tapi, jangan under-estimate, karena di tangan pemain yang mahir, yoyo akan berubah menjadi mainan yang luar biasa. Ia dapat berjalan di lantai, melayang di udara, atau terbang berputar-putar.
Atraksi fisika
Ketika bermain yoyo, kita sebenarnya sedang memperagakan atraksi fisika. Cerita prinsip fisika pada yoyo pertama adalah dengan menggulung tali pada poros yoyo dan meletakkan di genggaman tangan kita. Cakram yoyo yang masih kita genggam itu mempunyai energi potensial karena dua hal. Pertama, karena ketinggiannya (posisinya) dan kedua, karena gulungan tali pada porosnya.
Ketika kita melepaskan cakram yoyo, gaya gravitasi akan menarik pusat massanya sehingga cakram tersebut jatuh. Akibat gulungan tali, cakram yoyo akan jatuh sambil berputar. Saat cakram yoyo mulai jatuh, energi potensialnya diubah menjadi energi kinetik. Energi kinetik cakram yoyo akan bertambah seiring dengan waktu dan akan mencapai nilai tertinggi saat tali sudah sepenuhnya terurai.
Selain energi kinetik, cakram yoyo akan berputar terus. Mengapa begitu? Karena tali yoyo sengaja hanya dikalungkan melingkari poros. Sekadar cerita, sebelum cara mengikat ini dikenalkan oleh bangsa Filipina, tali yoyo diikatkan kuat-kuat dengan simpul mati pada poros. Akibatnya, cakram yoyo langsung kembali begitu tali sepenuhnya terurai. Bermain dengan cara ini kurang asyik. Berbeda jika tali yoyo hanya dikalungkan, cakram akan terus berputar hingga gesekan antara tali dan poros membuatnya berhenti.
Bagaimana agar cakram yoyo kembali ke tangan kita? Mudah saja. Beri saja sedikit entakan saat cakram yoyo masih berputar di ujung tali. Entakan itu akan membuat gesekan antara tali dan poros yoyo berhenti berputar untuk beberapa saat. Meskipun berhenti berputar, momentum sudut yang dipunyai cakram tidak akan hilang. Hal ini mengikuti prinsip hukum kekekalan momentum sudut. Momentum sudut itu oleh cakram digunakan untuk mendaki punggung tali. Akibatnya, tali akan tergulung dan yoyo kembali ke genggaman tangan kita. Peristiwa kembalinya yoyo ini merupakan kebalikan dari peristiwa jatuhnya yoyo, di mana energi kinetik cakram diubah menjadi energi potensial.
Gesekan akan membuat cakram yoyo berhenti sebelum sampai ke tangan kita. Nah, kita mesti membantu cakram dengan memberinya sedikit tarikan ke atas. Tarikan tersebut memberi cakram energi kinetik tambahan untuk mengganti energi kinetik yang hilang akibat gesekan.
Menembak Bulan
Yoyo yang baik adalah yang dapat berputar di ujung tali dalam waktu cukup lama (pemain yoyo menyebutnya "tidur"). Saat yoyo tertidur itulah sebagian besar trik permainan yoyo dilakukan. Sayangnya, "menidurkan" dan "membangunkan" cakram yoyo bukanlah perkara yang mudah. Para pembuat yoyo pun kemudian berlomba-lomba membuat yoyo yang lebih mudah ditidurkan dan dibangunkan.
Salah satu cara agar yoyo dapat tertidur lebih lama adalah menambah momen kelembamannya. Masih ingat dengan momen kelembaman kan? Momen ini adalah ukuran seberapa tahan suatu benda untuk mengubah gerak rotasinya. Momen kelembaman dipengaruhi oleh massa benda dan jarak massa tersebut ke sumbu rotasi. Penambahan massa dan jarak massa ke sumbu rotasi akan membuat momen kelembaman suatu benda meningkat sehingga lebih sulit berotasi.
Para pembuat high performance yoyo sering kali meletakkan massa tambahan di ujung luar cakram yoyo. Tujuannya, agar cakram memiliki momen inersia yang lebih besar. Dengan begitu, cakram yoyo akan tertidur lama.
Ada cara lain agar cakram yoyo dapat tidur lama, yaitu mengurangi gesekan antara tali dan poros. Laher (ball bearing) yang terdiri atas dua cincin (mirip dengan roda sepatu roda) dapat dipasang di sekeliling poros. Tali yoyo dilingkarkan pada cincin luar yang tidak bersentuhan langsung dengan poros. Cincin luar ini berputar saat kita mulai melempar cakram yoyo. Gaya akibat lemparan membuat cincin luar dan dalam saling menempel sehingga keduanya berputar bersama. Putaran cincin dalam kemudian memutar poros yoyo. Saat cakram yoyo sampai di ujung tali, kedua cincin akan terpisah lagi dan berputar sendiri-sendiri.
Gesekan antara cincin luar (tempat tali diikatkan) dan cincin dalam (tempat poros berputar) sangatlah kecil karena ada bantalan peluru yang memisahkan keduanya. Yoyo cold fusion dan mondial yang dipasangi laher dapat tertidur lebih dari 10 menit.
Banyak trik dapat dilakukan selama yoyo tertidur. Trik permainan yoyo yang populer di antaranya shoot the moon, walk the dog, braintwister, dan splitting the atom. Dalam trik shoot the moon, yoyo tidak dijatuhkan tetapi dilempar ke atas. Prinsip kerja trik ini sama dengan permainan yoyo biasa, hanya saja energi kinetik cakram yoyo dihasilkan oleh lemparan, bukan oleh gaya gravitasi.
Yoyo pintar
Pada tahun 1990 Michael Caffrey dari perusahaan yoyo Yomega mematenkan yoyo yang ia juluki "the yoyo with a brain". Selain dapat tertidur lama, yoyo pintar ini dapat kembali secara otomatis ke genggaman tangan kita. Bagaimana cara kerja yoyo keren ini?
"Otak" yoyo pintar buatan Caffrey adalah suatu susunan alat yang disebut kopling sentrifugal. Kopling ini terdapat di salah satu cakram yoyo berupa dua batang lengan logam yang disangga oleh sebuah pegas. Masing-masing lengan diberi pemberat di salah satu ujungnya, sementara ujung lainnya disatukan dengan badan yoyo.
Seperti halnya yoyo berlaher, tali yoyo pintar tidak langsung dililitkan pada poros, tetapi dililitkan pada sebuah spindle. Di tengah spindle terdapat poros yang menghubungkan kedua belah cakram. Karena poros dan spindle tidak saling bersentuhan, spindle dapat berputar dengan bebas pada poros.
Pada waktu awal jatuh, cakram yoyo hanya berputar pelan. Saat itu kopling akan mencengkeram spindle sehingga putaran spindle akan memutar seluruh cakram yoyo. Ketika tali sudah hampir terurai seluruhnya, cakram yoyo mulai berputar cepat. Akibatnya, bola pemberat yang berada di ujung lengan kopling akan terlempar keluar dan menekan pegas. Lengan kopling melepaskan cengkeramannya pada spindle. Cakram yoyo dan spindle pun akan berputar sendiri.
Setelah berputar beberapa lama, putaran cakram yoyo akan melambat karena gesekan. Gaya yang mengakibatkan pemberat terlempar keluar menjadi berkurang. Gaya yang melemparkan pemberat sering disebut gaya sentrifugal. Gaya ini merupakan gaya semu yang berasal dari usaha beban untuk mempertahankan gerak lurusnya. Lengan kopling kembali mencengkeram spindle dan putaran cakram kembali ke tangan kita. Karena dapat kembali tepat pada waktunya, yoyo ini disebut yoyo pintar.
