Sunday, May 3, 2015

3 Mengapa Hubungan Arus Pendek Listrik Dapat Menyebabkan Kebakaran?


Di TV, beberapa kali diberitakan tentang terjadinya kebakaran di kawasan perumahan, pasar, atau perkantoran. Dari laporan reporter beritanya, sangat sering disebutkan bahwa penyebab kebakaran tersebut adalah terjadinya hubungan arus pendek listrik.  Apa yang dimaksud dengan HUBUNGAN ARUS PENDEK LISTRIK? Dan mengapa ia dapat menyebabkan kebakaran?

Rumah terbakar: Seringkali disebabkan oleh hubungan arus pendek listrik

Untuk memahami fenomena ini, perlu dipahami terlebih dahulu prinsip dasar sirkuit (rangkaian) listrik. Perhatikan gambar sirkuit listrik berikut ini.

Diagram sirkuit (rangkaian) listrik dasar

Secara garis besar, sirkuit listrik terdiri dari power supply, kabel, dan hambatan. Mari kita bahas satu per satu.

POWER SUPPLY. Seperti namanya, power supply bertugas menyuplai tenaga kepada sirkuit agar listrik dapat mengalir. Dalam eksperimen fisika sederhana, power supply-nya biasanya berupa baterai. Untuk keperluan listrik di rumah kita, power supply-nya berasal dari PLN (Perusahaan Listrik Negara).

Rangkaian listrik sederhana untuk eksperimen, menggunakan power supply baterai
Instalasi listrik rumah, menggunakan power supply dari PLN

KABEL. Fungsi kabel adalah sebagai jalur aliran listrik. Bahan untuk kabel haruslah bersifat konduktif (mampu mengalirkan listrik). Jenis bahan yang banyak dipakai untuk kabel adalah tembaga dan kuningan. Kuningan sendiri merupakan campuran antara tembaga dan seng, karena jika menggunakan tembaga murni, harganya cukup mahal, sedangkan harga seng lebih murah, makanya dicampur.

HAMBATAN. Seperti namanya, fungsi hambatan adalah MENGHAMBAT arus listrik. Dalam bahasa inggris, komponen hambatan ini disebut RESISTOR. Berikut ini adalah penampakan resistor.

Resistor (hambatan listrik)

Sebetulnya, hambatan listrik tidak hanya berupa resistor seperti pada gambar di atas. Pada kenyataannya, semua benda adalah resistor, karena semuanya bersifat menghambat arus listrik, hanya saja, tingkat hambatannya berbeda-beda. Konduktor terbaik pun bersifat menghambat listrik, hanya saja nilai hambatannya kecil sekali. Konduktor terbaik di dunia adalah karbon grafin, sedangkan logam konduktor terbaik adalah perak, dan bukannya emas seperti yang disalahpahami oleh sebagian orang. Demikian pula, perkakas elektronik juga merupakan hambatan listrik. Televisi, kulkas, setrika, dan kipas angin, semuanya merupakan resistor.

Dalam setiap rangkaian listrik, HARUS ada hambatannya. Mungkin Anda bertanya-tanya mengapa arus listrik harus dihambat? Begini. Ketika listrik mengalir dalam suatu konduktor, ada sebagian energinya yang terkonversi menjadi panas. Semakin besar energi listrik yang mengalir, semakin banyak panas yang dihasilkan. Jika arus listrik tidak dihambat, maka listrik tersebut mengalir dalam arus yang tak terhingga besarnya sehingga PANAS YANG TERBENTUK akan bersifat destruktif, setidak-tidaknya kabel terbakar.

Kutub listrik ada dua. Dalam terminologi arus searah (dc), kutub-kutub tersebut adalah positif dan negatif. Dalam terminologi arus bolak-balik (ac), kutub-kutub tersebut adalah kabel hidup (live/hot wire) dan kabel netral (neutral/ground wire). Mari kita fokus pada terminologi arus bolak-balik, karena jenis arus listrik di rumah kita adalah tipe bolak-balik (ac).

Arus listrik dari power supply PLN dialirkan melalui kabel hidup, kemudian masuk ke perkakas elektronik. Dari perkakas tersebut, arus listrik dialirkan keluar melalui kabel netral untuk kemudian dibuang ke tanah. Sebagai contoh, perhatikan ilustrasi berikut ini yang mengambil contoh lampu sebagai perkakas elektroniknya.

Arus listrik bolak-balik, menggunakan hot wire dan neutral wire

Jadi sekali lagi, arah aliran arus listrik dalam instalasi adalah dari kabel hidup menuju kabel netral.

Pada umumnya kabel dibungkus dengan lapisan karet. Lapisan tersebut berfungsi untuk melindungi manusia yang bersentuhan dengan kabel, dan juga untuk mencegah serabut tembaga di dalamnya keluar.

Serabut tembaga di dalam kabel

Untuk kabel-kabel yang sangat murah, lapisan karet ini tidak dibuat dengan cukup baik sehingga mudah rusak dan akibatnya terdapat sebagian serabut tembaga yang mencuat keluar.

Dalam instalasi listrik rumah, tak jarang kabel-kabel ditumpuk jadi satu. Nah, ketika dalam tumpukan itu ada beberapa kabel yang rusak karet pelindungnya (mungkin karena digigit tikus), maka sehelai dua helai serabut tembaganya dapat mencuat keluar dan menyentuh serabut tembaga dari kabel yang lain. Jika serabut-serabut tembaga yang bersentuhan itu datang dari kabel hidup dan kabel netral, maka arus listrik pun mengalir melalui serabut yang tipis itu. Karena serabutnya tipis, sedangkan arus listrik yang mengalir sangat besar (karena tidak terdapat hambatan di antara keduanya), maka panas yang luar biasa akan terjadi dalam serabut itupun terbakar. Apinya kemudian menjalar ke lapisan karet kabel-kabel, lantas menjalar ke bagian rumah yang lainnya. Terjadilah kebakaran.

Berikut ini adalah ilustrasi sederhana hubungan arus pendek.



********
Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

Sumber Gambar:

Wednesday, April 1, 2015

3 Mengapa Malam Hari Sebelum Hujan Terasa Gerah?


Inspirasi untuk menulis artikel ini datang kemarin, ketika malam hari di rumah, saya merasa gerah sekali. Kemudian tengah malamnya hujan turun sampai pagi. Ketika esok paginya saya ngobrol dengan seorang rekan kerja, kami membicarakan tentang hujan tersebut dan dia mengaitkannya dengan suasana gerah semalam sebelumnya. Saya lantas menyadari bahwa memang hal ini merupakan suatu fenomena alam yang lumrah terjadi: Jika tengah malam akan hujan, maka malamnya pasti udara akan terasa gerah. Saya pun berpikir bahwa hal ini pantas untuk saya bahas di detektif fisika :D

Mendung Di Malam Sebelum Hujan: Suasana Gerah Melanda 

Fenomena ini sebetulnya menarik. Hujan identik dengan suhu udara yang dingin. Namun mengapa pada malam hari sebelum hujan justru kita merasa kegerahan?

Ada dua faktor yang menyebabkan terjadinya fenomena ini.

Pertama, suhu udara pada malam hari, sebelum hujan tiba, memang meningkat. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut. Mulai pagi hingga sore hari, matahari menyinari permukaan bumi. Sebagian energi panas matahari tersebut diserap dan disimpan di permukaan bumi. Ketika malam tiba, panas simpanan tersebut dikeluarkan kembali melalui radiasi. Pada kondisi normal (ketika tidak akan terjadi hujan), langit cenderung bersih dari awan sehingga radiasi panas tersebut dapat meluncur dan ke angkasa dengan mulus. Nah, ketika akan terjadi hujan, langit penuh dengan awan mendung. Awan-awan tebal ini memantulkan kembali radiasi panas yang dipancarkan oleh permukaan bumi. Akibatnya, terjadi akumulasi panas di atmosfer bawah, sehingga suhu udara pun meningkat.

Hal ini juga menjelaskan mengapa fenomena kegerahan ini hanya terjadi pada malam hari ketika hujan akan turun pada tengah malam. Ketika malam hari, terjadi akumulasi panas di permukaan bumi hasil serapan energi cahaya matahari sepanjang siang. Fenomena ini tidak terjadi pada pagi hari ketika hujan akan turun di siang hari, karena sebelum pagi tiba, telah berlangsung malam selama 12 jam di mana tidak ada serapan panas dari cahaya matahari.

Kedua, ketika hujan akan turun, kelembaban udara meningkat. Artinya, udara berisi banyak sekali uap air. Kelembaban udara yang tinggi ini menyebabkan keringat kita susah menguap, karena udara, yang sudah berisi banyak uap air itu, susah untuk menerima uap air tambahan. Padahal, penguapan keringat merupakan mekanisme tubuh kita untuk membuang panas berlebih. Akibatnya, panas tubuh terakumulasi di dalam tubuh dan kita pun kegerahan.

Udara Lembab Membuat Keringat Di Kulit Sulit Menguap

Adapun tentang keringat yang dapat membuang panas tubuh dapat dijelaskan seperti ini. Tubuh kita senantiasa memproduksi energi dengan membakar karbohirat atau cadangan lemak. Hal ini menghasilkan panas di dalam tubuh secara terus-menerus. Nah, agar tubuh tidak kelebihan panas, maka tentu sebagian panas ini harus dibuang. Pembuangan panas tubuh dilakukan dengan cara mengeluarkan keringat. Pertama-tama, energi panas tubuh diserap oleh keringat di dalam tubuh, lalu keringat tersebut dikeluarkan di permukaan kulit. Ketika bersentuhan dengan udara, keringat tersebut kemudian menguap dengan membawa serta panas tubuh tadi. Alhasil, tubuh kita mengalami pendinginan.
    
Berkeringat Merupakan Mekanisme Tubuh Untuk Membuang Panas

Perlu digarisbawahi bahwa proses pengeluaran panas tubuh melalui keringat ini tidak hanya terjadi ketika kita berolahraga di mana keringat bercucuran sebesar biji jagung :D Keringat juga senantiasa dikeluarkan oleh kulit dalam skala kecil, sehingga butiran keringatnya tidak nampak jelas oleh mata kita.

Kesimpulannya: Ketika malam hari menjelang hujan, suhu udara meningkat sehingga tubuh kita perlu membuang panas berlebih dengan cara berkeringat. Namun ketika tubuh kita hendak berkeringat, kelembaban udara yang tinggi menyulitkan keringat kita untuk menguap. Gerahlah kita dibuatnya.

Demikian dijelaskan, semoga menambah wawasan Anda ^_^

*******
Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

Sumber Gambar:

Tuesday, March 10, 2015

0 Bagaimana Pintu Dapat Membuka-Menutup Sendiri?


Mungkin Anda pernah menyaksikan pintu-pintu AJAIB ini. Mereka tahu kapan ada orang yang hendak masuk atau keluar, sehingga mereka membuka diri, dan setelah itu menutup diri kembali. Terdapat banyak jenis pintu luar biasanya ini, bisa berupa pintu geser, pintu berputar, atau pintu berayun. Biasanya pintu-pintu ini terdapat di mall, airport, atau gedung-gedung modern lainnya. Apakah ada operator manusia yang mengendalikannya dari sebuah tempat yang tidak kita lihat? Tidak. Tidak ada seorangpun yang mengendalikannya. Pintu-pintu tersebut membuka-menutup secara otomatis. Bagaimana mereka melakukannya?


Jika Anda perhatikan, di bagian atas pintu-pintu itu terpasang sebuah alat, seperti tampak pada gambar di atas. Itulah sensornya. Sensor ini memancarkan GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK yang frekuensinya berada di luar spektrum visible, artinya gelombang tersebut tidak tampak oleh mata manusia, misalnya gelombang mikro (microwave) atau gelombang ultrasonik.


Si sensor memancarkan gelombangnya secara kontinyu (terus menerus) ke berbagai penjuru arah yang biasanya dilalui manusia untuk masuk/keluar melalui pintu tersebut, seperti yang tampak pada gambar di atas. Perhatikanlah bahwa gelombangnya dipancarkan secara konsisten di titik-titik tertentu. Setelah dipancarkan, si gelombang DIPANTULKAN KEMBALI oleh permukaan yang ditabraknya, dan kembali masuk ke sensor. Dari sini si sensor MEREKAM WAKTU YANG DIBUTUHKAN oleh si gelombang  untuk menempuh perjalanan mulai dari dipancarkan sampai masuk kembali ke sensor. Selama tidak ada orang yang melintas, maka waktu tempuh gelombang yang terbaca oleh sensor ini selalu konsisten.


Sekarang bayangkan ketika ada orang yang bergerak menuju pintu, seperti tampak pada gambar di atas. Orang tersebut  memasuki wilayah gelombang yang dipancarkan oleh si sensor. Beberapa gelombang lantas menabrak si orang tersebut dan dipantulkan kembali ke dalam sensor dalam WAKTU YANG LEBIH CEPAT DARIPADA SEHARUSNYA, karena jalur gelombangnya terpotong oleh orang tersebut (jarak tempuhnya menjadi lebih pendek daripada sebelumnya). Sensor pun mendeteksi adanya PERBEDAAN WAKTU ini dan mengaktifkan pintu untuk terbuka.



Ketika si orang telah melintas dan daerah di sekitar pintu telah kosong kembali, maka waktu tempuh para gelombang kembali ke angka normal, sehingga sensor mengaktifkan pintu untuk menutup.

Bagaimanapun, mekanisme yang dijelaskan di atas bukan satu-satunya metode agar pintu dapat membuka-menutup secara otomatis. Ada pula yang menggunakan sensor tekanan. Pada metode ini, sensornya dpasang di bawah lantai sekitar pintu. Sensor ini bekerja seperti timbangan berat badan digital. Ketika ada orang yang melintas di sekitar pintu, maka si sensor mendeteksi adanya berat yang berlebih sehingga pintu diaktifkan untuk membuka. Ketika orang itu sudah pergi, maka beban lantai kembali ke angka normal sehingga pintu menutup kembali. Selain sensor tekanan, ada juga pintu otomatis yang menggunakan gelombang inframerah untuk mendeteksi panas tubuh manusia.


Sebagai antisipasi, biasanya untuk satu pintu dipasang lebih dari satu sensor. Jadi bila ada sensor yang gagal berfungsi, sensor yang lain mengambil alih.

Betapa hebatnya manusia menciptakan teknologi.


*******
Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

Sumber Gambar:


Thursday, February 19, 2015

9 Apakah Ada Kehidupan Selain Di Bumi?


Alam semesta ini sungguh luar biasa besar. Kita hidup di Bumi. Bumi merupakan salah satu planet dalam tata surya dengan matahari sebagai pusatnya. Matahari hanyalah satu bintang di antara ribuan bintang lain dalam Galaksi Bimasakti. Selain itu, ada milyaran galaksi lain di luar sana. Dengan kata lain, ada triliunan planet lain di alam semesta ini. Beberapa di antaranya mungkin ada yang mirip dengan Bumi. Hal ini lantas memunculkan dugaan: Mungkinkah ada kehidupan lain selain di Bumi?

Bumi: Rumah Kita

Kita dapat mengelompokkan kehidupan menjadi dua, yaitu kehidupan cerdas dan kehidupan tak cerdas. Yang dimaksud kehidupan cerdas adalah seperti kehidupan kita, manusia. Manusia memiliki akal sehingga dapat berpikir logis. Manusia dapat membangun peradaban dan teknologi. Sedangkan yang dimaksud kehidupan tak cerdas adalah seperti kehidupan para binatang, tumbuhan, dan mikroba. Fokus dari pertanyaan artikel ini adalah pada kehidupan kelompok pertama: Mungkinkah ada kehidupan cerdas selain di bumi? Mungkinkah ada makhluk lain di luar sana yang dapat berpikir logis, memiliki peradaban, dan mengembangkan teknologi?

Semua ini lantas menggoda manusia untuk menciptakan wacana tentang keberadaan alien. Banyak yang percaya bahwa alien itu memang ada, namun banyak juga yang skeptis, menganggap bahwa alien hanyalah sebatas imajinasi manusia belaka. Memang, bagaimanapun, hingga saat ini belum ada bukti yang meyakinkan tentang keberadaan alien. Keterangan saksi mata dan foto-foto yang mengarah pada keberadaan alian dianggap tidak realistis bahkan cenderung manipulatif. Di sisi lain, luasnya alam semesta ini tetap menggoda akal manusia untuk menduga bahwa ada kehidupan cerdas lain di planet lain. Lantas mana yang benar?

Enrico Fermi

Teori Paradoks Fermi (Fermi Paradox) mungkin dapat sedikit memberikan pencerahan bagi kebingungan ini. Adalah Enrico Fermi, seorang fisikawan berkebangsaan Italia (1901-1954), yang menyatakan teori ini. Fermi berpendapat:

Alam semesta ini begitu besar dengan triliunan planetnya, sehingga SANGAT MUNGKIN ada kehidupan cerdas selain di bumi, atau yang lazim kita sebut sebagai ALIEN. Jika hal ini benar, maka alien tersebut pasti mengembangkan teknologi seperti halnya manusia. Adalah naluri makhluk cerdas untuk menguasai sebanyak mungkin sumber daya, sehingga alien tersebut pasti mengembangkan teknologi untuk melakukan perjalanan antargalaksi guna mencari planet baru dan mengeruk sumber dayanya. Manusia sendiri juga sedang mengembangkan teknologi perjalanan antargalaksi ini, hanya saja kita belum berhasil karena penelitian tentang hal ini membutuhkan waktu yang sangat lama.

Dibanding umur alam semesta secara keseluruhan, umur bumi relatif masih muda. Artinya, jika alien memang benar-benar eksis, maka ada di antara mereka yang telah memulai peradaban jutaan bahkan milayaran tahun yang lalu, di mana manusia baru memulainya sekitar 50.000 tahun yang lalu. Karena peradaban alien-alien tersebut telah berlangsung sekian lama, maka tentu teknologi mereka juga telah mencapai taraf yang sangat canggih. Mereka pasti telah berhasil menciptakan teknologi untuk melintasi galaksi. Dengan demikian,  MEREKA PASTI TELAH MENYUSURI ALAM SEMESTA INI DAN MENJAJAH PLANET-PLANET, TERMASUK BUMI.

Ilustrasi Bumi Yang Didatangi Alien 


UFO: Kendaraan Alien Hasil Imajinasi Manusia
  
Nah, di sinilah letak paradoksnya. Berdasarkan ukuran alam semesta yang luar biasa besar ini, banyak orang percaya bahwa alien itu ada. Namun jika alien itu memang ada, MENGAPA  “BATANG HIDUNG MEREKA BELUM KELIHATAN DI BUMI SAMPAI SAAT INI”? Ke mana saja mereka? Atau dalam istilah Bahasa Inggris, “Where is everybody?” Jika memang ada alien di luar sana, mereka pasti sudah mengunjungi bumi. Namun kenyataannya kan tidak demikian.  Bukti-bukti tentang keberadaan alien seperti foto dan video penampakan UFO serta kesaksian penculikan (abduction) oleh makhluk asing masih belum meyakinkan hingga saat ini, sehingga tidak dapat dijadikan dasar untuk mengatakan bahwa alien telah mengunjungi Bumi.


Ilustrasi Invasi Alien Ke Bumi Di Dalam Film

Ilustrasi Penjajahan Alien Terhadap Bumi Dalam Film

Dengan demikian, berpegang pada teori Paradoks Fermi, dapat disimpulkan bahwa alien itu tidak ada, dan Bumi merupakan satu-satunya planet di alam semesta ini yang memiliki kehidupan, setidaknya kehidupan cerdas.


*******
Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

Sumber Gambar:

Tuesday, February 10, 2015

48 Apakah Mesin Waktu Dapat Diciptakan?


Banyak film fiksi ilmiah bercerita tentang mesin waktu, contohnya The Time Machine, de Javu, dan Looper. Gambar berikut ini merupakan gambar sebuah mesin waktu yang diceritakan dalam film “The Time Machine.”

Bentuk Mesin Waktu Dalam Cerita Fiksi Ilmiah

Di film-film tersebut, dikisahkan bahwa dengan mesin waktu, kita dapat melintasi waktu (time travel) sehingga dapat kembali ke masa lalu atau melesat ke masa depan. Adapun jika kita kembali ke masa lalu dan melakukan suatu perubahan sejarah, maka hal itu akan merubah masa depan. Hal ini lantas memunculkan teori grandfather paradox (paradoks kakek). Maksudnya begini. Seandainya Anda pergi ke masa lalu dan membunuh kakek Anda ketika ia masih muda (belum menikah dengan nenek Anda), maka ayah Anda tidak akan pernah lahir sehingga Anda pun seharusnya tidak pernah lahir. Akibatnya terjadi paradoks, yaitu bahwa Anda seharusnya tidak pernah kembali ke masa lalu dan membunuh kakek Anda karena Anda seharusnya tidak pernah ada.

Para ahli fisika menuturkan bahwa secara teoritis, mesin waktu tidak mustahil untuk dibuat. Hal ini didasarkan pada teori Albert Einstein tentang ruang-waktu. Menurut Einstein, ruang waktu tidak bersifat statis dan linier, melainkan bersifat fleksibel. Bayangkan bahwa dimensi ruang-waktu adalah seperti selembar kertas. Kita analogikan ujung depan kertas adalah ruang-waktu di MASA KINI, sedangkan ujung belakang kertas adalah ruang waktu di MASA LALU. Ketika masih berada dalam keadaan lurus, ujung depan dan ujung belakang kertas masih terpisah. Namun jika kita melipat  kertas tersebut, ujung depan dan ujung belakangnya dapat bertemu. Begitu juga dengan konsep ruang-waktu Einstein, yaitu bahwa dimensi ruang-waktu dapat “dilipat-lipat.” Jika kita dapat “melipat” dimensi ruang-waktu, maka kita dapat mempertemukan masa lalu dan masa depan, dan perjalanan lintas waktu pun terjadi.

Salah satu cara mempertemukan kedua titik pada dimensi ruang-waktu tersebut adalah dengan menggunakan wormhole (lubang cacing). Wormhole adalah suatu lubang jalan pintas yang menghubungkan antara dua titik pada dimensi ruang-waktu. Berikut ini adalah ilustrasi wormhole.

Wormhole: Lubang Penghubung Pada Dimensi Ruang-Waktu
 
Wormhole dan Kaitannya dengan Perjalanan Lintas Waktu

Jadi, jika mesin waktu memang bisa diproduksi oleh manusia, maka mesin waktu tersebut harus dapat membuat wormhole dan mengontrolnya sedemikian rupa sehingga dapat diatur tanggal dan tempat tujuan dari perjalanan lintas waktu yang akan dilakukan. Berdasarkan teori relativitas Einstein, terdapat kemungkinan adanya wormhole. Namun para ilmuwan belum tahu cara memproduksi wormhole. Lagipula, hingga saat ini keberadaan wormhole masih sebatas teori. Para ilmuwan masih belum dapat membuktikan eksistensi wormhole secara empiris.

Bagaimanapun, wormhole bukanlah satu-satunya dasar dalam membahas perjalanan lintas waktu. Dasar lain yang dapat digunakan adalah kecepatan cahaya. Dalam artikel saya yang berjudul Bagaimana Cara Menghentikan Waktu?, telah saja jelaskan bahwa lamanya waktu tergantung dari kecepatan objek yang mengalami waktu tersebut. Semakin cepat kita bergerak, semakin lambat waktu yang terjadi (relatif terhadap acuan objek lain yang bergerak lambat). Ketika kita bergerak sama cepat dengan kecepatan cahaya, maka waktu akan terhenti (relatif terhadap acuan objek lain yang bergerak lambat). Ketika kita kemudian bergerak LEBIH CEPAT daripada cahaya, maka kita dapat kembali ke masa lalu.

Albert Einstein dan Persamaan Terkenalnya

Hanya saja, secara teoritis, kita tidak mungkin bergerak secepat cahaya, APALAGI lebih cepat daripada cahaya. Mengapa? Karena semakin cepat kita bergerak, massa kita semakin bertambah. Hal ini sesuai dengan persamaan Einstein E = mc2. Energi (E) setara dengan massa (m). Jadi berdasarkan persamaan tersebut, ketika kita bergerak semakin cepat, maka energi kinetik kita bertambah, sehingga massa kita pun bertambah. Jika massa kita bertambah, maka dibutuhkan energi tambahan untuk memperbesar kecepatan kita. Begitu seterusnya, sehingga dibutuhkan tambahan energi yang TAK TERHINGGA besarnya untuk membuat kita bergerak dengan kecepatan cahaya. Adapun cahaya sendiri adalah partikel TAK BERMASSA, sehingga ia dapat bergerak secepat itu.

Perjalanan lintas waktu memang lebih tampak sebagai fiksi ilmiah belaka, karena bagi kita, waktu adalah suatu hal yang berjalan maju secara statis dan takkan pernah bisa diutak-atik. Dan mesin waktu tampak sebagai suatu teknologi yang mustahil diwujudkan. Namun demikian, kita tidak bisa menggunakan situasi saat ini sebagai tolak ukur sebuah wacana teknologi. Sebagai contoh, jika kepada masyarakat Nabi Nuh dikatakan bahwa manusia dapat pergi ke bulan, tentu mereka tidak akan percaya dan menganggapnya sebagai sesuatu yang mustahil, namun ketika berabad-abad setelah itu teknologi semakin maju, Neil Armstrong pun menginjakkan kaki di bulan. Begitu pula, saat ini mungkin kita menganggap bahwa mesin waktu mustahil diproduksi, namun bisa jadi di masa depan, mesin waktu benar-benar dapat dibuat dan digunakan.

Ronald Mallett dan Eksperimen Mesin Waktunya

Pada kenyataannya, produksi mesin waktu bukanlah sebatas wacana. Saat ini sudah ada orang yang mencoba membuatnya. Adalah Ronald Mallett, seorang fisikawan berkebangsaan Amerika yang tengah melakukan penelitian secara serius untuk membuat mesin waktu. Ketika berumur 10 tahun, ayah Mallett terkena serangan jantung dan meninggal. Sangat mencintai ayahnya, Mallett kemudian termotivasi untuk membuat mesin waktu agar ia bisa kembali ke masa lalu dan menolong ayahnya. Hingga saat ini Mallett memang belum berhasil membuat sebuah mesin waktu, namun penelitiannya merupakan sebuah batu loncatan yang penting dalam sejarah teknologi mesin waktu.

Stephen Hawking

Ada satu hal yang menarik. Fisikawan Stephen Hawking mengatakan bahwa mesin waktu tidak akan pernah bisa dibuat. Ia beralasan bahwa jika memang suatu saat nanti mesin waktu berhasil diciptakan, maka TENTU SAAT INI TELAH BANYAK ORANG YANG DATANG DARI MASA DEPAN MENGUNJUNGI KITA. Namun faktanya, hingga saat ini tidak pernah ada “turis waktu” dari masa depan yang kembali ke masa lalu dan mengunjungi kita. Itu berarti, menurut Hawking, mesin waktu tidak akan pernah bisa diciptakan.

Akan tetapi ada juga yang berteori bahwa alam semesta ini bukan hanya ada satu versi, melainkan banyak versi yang semuanya saling berdampingan. Dalam istilah internasional, hal ini disebut parallel universe. Artinya, jika mesin waktu dapat dibuat, kemudian orang kembali ke masa lalu dan membuat perubahan sejarah, maka perubahan tersebut terjadi di alam semesta versi lain, bukan alam semesta versi orang yang kembali ke masa lalu itu. Hal ini lantas menjelaskan solusi bagi grandfather paradox. Orang yang membunuh kakeknya itu tetap akan eksis, meskipun kakeknya sudah mati, karena ruang-waktu yang ditinggali oleh kakeknya di masa lalu itu berbeda dengan ruang-waktu yang ditinggalinya di masa depan. Jadi, memang ia telah melakukan perubahan sejarah, namun hanya perubahan itu terjadi di alam semesta versi lain. Teori ini juga menjelaskan argumen Stephen Hawking di atas. Mungkin saja telah terjadi "pariwisata waktu," namun itu terjadi di alam semesta versi lain, bukan di alam semesta versi kita.

*******
Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

Sumber Gambar:

Referensi Data:


Wednesday, February 4, 2015

1 Mengapa Angin Mempercepat Keringnya Jemuran Pakaian?



Mungkin Anda pernah memperhatikannya: Pakaian basah yang dijemur menjadi lebih cepat kering ketika tertiup angin. Bahkan tanpa sinar matahari pun, pakaian basah dapat segera kering hanya dengan paparan angin. Saya sering memanfaatkan fenomena ini.  Pakaian kotor, yang besok pagi harus saya pakai, saya cuci malam hari lalu saya keringkan dengan bantuan tiupan kipas angin listrik. Besok paginya sudah kering, tinggal disetrika, dan dipakai. ^_^

Mengapa angin dapat mengeringkan pakaian basah?

Banyak orang menduga bahwa air yang menempel pada pakaian terdorong oleh angin sehingga pakaiannya menjadi kering. Ada juga yang menduga bahwa energi kinetik dari angin diserap oleh molekul air sehingga air tersebut lebih mudah menguap. Semua penjelasan ini keliru. Lantas apa penjelasan yang benar?

Untuk memahami fenomena keringnya jemuran pakaian karena angin, perlu diketahui dulu mekanisme penguapan air dari pakaian.

Air menguap di segala suhu, sehingga tidak benar jika dikatakan bahwa air hanya menguap ketika mendidih. Penjelasan detail mengenai hal ini telah saya berikan pada artikel Apakah Air Harus Mendidih Agar Dapat Menguap? 


Molekul-molekul air memiliki energi kinetik sehingga mereka senantiasa bergerak. Ketika masih berada dalam fase cairan, molekul-molekul air masih terikat cukup kuat dengan molekul-molekul air di sekitarnya sehingga gerakan mereka tidak leluasa. Di permukaan air, beberapa molekul air memiliki energi kinetik yang lebih besar daripada molekul air lainnya, sehingga mereka bergerak lebih kuat. Karena bergerak lebih kuat, molekul-molekul air berenergi besar ini mampu melepaskan diri dan hanyut di udara menjadi uap air.


Inilah proses penguapan. Selalu ada molekul di permukaan air yang berenergi lebih tinggi sehingga pelepasan ini senantiasa terjadi. Itulah sebabnya jika kita membiarkan sesuatu yang basah terpapar oleh udara, lama-kelamaan sesuatu itu akan mengering dengan sendirinya.

Proses penguapan air dipengaruhi oleh beberapa hal. Pertama, SUHU. Jika suhu airnya tinggi (panas), maka penguapan terjadi lebih cepat karena molekul-molekul air memiliki energi lebih besar sehingga bergerak lebih “ganas” dan melepaskan diri lebih cepat pula.

Kedua, LUAS PERMUKAAN. Semakin luas permukaan air, semakin cepat penguapan terjadi karena kontak air dengan udara lebih banyak. Itulah sebabnya teh panas yang dituang di piring lebih cepat dingin daripada ketika teh panas itu tetap berada di dalam cangkir.

Ketiga, KELEMBABAN UDARA. Semakin lembab udara, semakin sulit air menguap, karena udara yang lembab sudah penuh dengan uap air sehingga sulit menampung uap air tambahan. Jika udaranya kering, ibaratnya udara memiliki banyak ruang kosong untuk diisi uap air hasil penguapan.


Nah, sehubungan dengan faktor kelembaban, tiupan angin juga berpengaruh. Angin akan menyapu lapisan udara lembab di sekitar air yang menguap sehingga udaranya terganti dengan udara yang lebih kering. Dengan demikian, laju penguapan akan menjadi lebih tinggi karena udara di sekitar air yang siap menguap itu selalu kering sehingga senantiasa siap menampung uap air tambahan. Alhasil, air menguap dengan lebih mudah.

Jika tidak ada angin yang bertiup, molekul air hasil penguapan bergerak naik hanya secara perlahan-lahan sehingga udara di sekitar situ tetap lembab oleh uap air yang menguap tersebut. Hal ini memperlama proses penguapan.

Itulah penjelasan mengapa angin dapat mempercepat keringnya jemuran pakaian.

*******
Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

Sumber Gambar:


Tuesday, January 20, 2015

13 Mengapa Tanggal 29 Februari Hanya Muncul 4 Tahun Sekali?


Apakah Anda punya teman atau keluarga yang lahir pada tanggal 29 Februari? Tanggal ini merupakan tanggal yang sangat spesial karena 29 Februari hanya muncul 4 tahun sekali. Tahun ketika tanggal 29 Februari muncul dikenal sebagai TAHUN KABISAT. Dengan demikian, bagi orang-orang yang terlahir pada tanggal 29 Februari, ulang tahun mereka hanya bisa dirayakan 4 tahun sekali. Kasihan ya…  ^_^ Hehehe…

Kenapa sih 29 Februari munculnya hanya 4 tahun sekali?

Rotasi Dan Revolusi Bumi: Menentukan Definisi Hari Dan Tahun

Penanggalan didasarkan pada pergerakan bumi. Pergerakan bumi mengitari sumbu rotasinya sendiri disebut ROTASI, sedangkan pergerakan bumi mengitari matahari disebut REVOLUSI. SATU HARI adalah lama waktu bumi untuk melakukan rotasi sebanyak satu putaran penuh, yaitu selama 24 jam. SATU TAHUN adalah lama waktu bumi untuk mengitari matahari (revolusi) sebanyak satu putaran penuh.

Sekarang pertanyaannya, satu tahun itu terdiri dari BERAPA HARI?

Secara umum, satu tahun terdiri dari 365 hari. Artinya, ketika bumi selesai melakukan satu putaran mengitari matahari, ia telah melakukan 365 kali putaran mengelilingi sumbunya sendiri. Hari sebanyak 365 ini kemudian dibagi menjadi 12 bulan, namun ini bukan pembagian yang merata. Ada bulan yang jumlah harinya 30, dan ada yang 31. Khusus untuk Bulan Februari, jumlah harinya 28. Berikut ini adalah distribusi banyaknya hari pada tiap bulan:

1) Januari = 31 hari
2) Februari = 28 hari
3) Maret = 31 hari
4) April = 30 hari
5) Mei = 31 hari
6) Juni = 30 hari
7) Juli = 31 hari
8) Agustus = 31 hari
9) September = 30 hari
10) Oktober = 31 hari
11) November = 30 hari
12) Desember = 31 hari

Nah, pada kenyataannya, jumlah hari dalam setahun itu TIDAK PERSIS 365 hari. Berdasarkan perhitungan astronomi, jumlah hari dalam setahun sebenarnya adalah 365 ¼ hari. Artinya, dalam satu kali revolusi, bumi melakukan rotasi sebanyak 365 ¼ putaran. Jadi, ada tambahan SEPEREMPAT hari setiap tahunnya. Nah, setelah 4 tahun berlalu, tambahan seperempat hari itu menjadi genap SEHARI, karena ¼ x 4 = 1. Dengan kata lain, setiap empat tahun, terdapat TAMBAHAN SATU HARI DALAM KALENDER.

Tambahan sehari ini kemudian dimasukkan dalam BULAN FEBRUARI. Alhasil, Bulan Februari memiliki memiliki hari sebanyak 29 pada tahun kabisat, yang hanya terjadi 4 tahun sekali, yaitu pada tahun-tahun yang habis dibagi 4, misalnya 2004, 2008, dan 2012. Hal ini mulai diberlakukan pada sistem kalender Julian.


Sekarang mari kita melangkah lebih jauh.

Sebenarnya, 365 ¼ hari itu sendiri bukan merupakan hitungan yang persis untuk periode satu tahun. Hitungan yang lebih tepat adalah  365 hari 5 jam 48 menit 45,1814 detik. Jadi sebetulnya tambahan harinya itu kurang dari seperempat hari. Jika tepat seperempat hari, maka seharusnya 365 hari 6 jam. Nah, dengan kekurangan 11 menit 14 detik ini, maka tambahan sehari pada 29 Februari setiap 4 tahun sekali akan berakibat pada kelebihan hari dalam jangka panjang, karena 5 jam 48 menit 45,18 detik dianggap (dibulatkan) sebagai 6 jam (¼ hari). Jika hal ini tidak dikoreksi (yaitu kita selalu menambahkan 1 hari setiap 4 tahun), maka akan terjadi kelebihan 3 hari dalam 400 tahun dibandingkan dengan perhitungan yang seharusnya. 

Untuk menghilangkan kelebihan ini, maka dilakukan koreksi terhadap definisi tahun kabisat. Tahun kabisat lantas didefinisikan sebagai tahun yang habis dibagi 4 dan khusus untuk tahun abad, ia juga harus habis dibagi 400. Tahun abad adalah tahun kelipatan 100, misalnya tahun 1900 dan tahun 2000. Koreksi ini mulai diberlakukan pada sistem kalender Gregorian. Dengan ketentuan ini, maka tahun 1900 bukanlah tahun kabisat, karena meskipun habis dibagi 4, 1900 tidak habis dibagi 400. Tahun 2000 merupakan tahun kabisat karena ia habis dibagi 4 dan juga habis dibagi 400. Mengapa koreksi Gregorian ini dapat menghilangkan kelebihan 3 hari dalam 400 tahun seperti yang disebutkan sebelumnya?

Begini. Supaya lebih gampang dipahami, misalkan kita mulai dari tahun 0 (nol). Jika 29 Februari tetap ditambahkan setiap 4 tahun sekali (tanpa ada koreksi Gregorian), maka 400 tahun setelahnya, yaitu tahun 400, akan terdapat kelebihan 3 hari. Solusinya, pada tahun 100, 200, dan 300, 29 Februari tidak perlu ditambahkan (Februari hanya sampai tanggal 28), sehingga kita dapat menghapus kelebihan 3 hari tersebut dalam 400 tahun. Hal ini sesuai dengan definisi tahun kabisat Gregorian, karena 100, 200, dan 300 bukanlah kelipatan 400. Barulah pada tahun 400, kita dapat menambahkan kembali tanggal 29 Februari. Nanti pada tahun 500, 600, dan 700, 29 Februari tidak ditambahkan kembali. Barulah pada tahun 800 ia ditambahkan.

Sebetulnya dengan sistem kalender Gregorian ini, masih terdapat penyimpangan sebesar 1 hari dalam 3300 kurun waktu tahun, masih sangat lama. Nanti sajalah biarkan 3300 tahun lagi para ilmuwan memikirkan sistem kalender baru untuk mengoreksi peyimpangan ini :D

Jadi, tahun kabisat dan tanggal 29 Februari adalah sistem perhitungan buatan manusia untuk mengoreksi selisih beberapa menit yang terjadi dalam satu tahun ketika bumi selesai melakukan putaran terhadap matahari. Tahun kabisat terakhir terjadi pada tahun 2012. Ia akan datang lagi tahun 2016.

*******
Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

Sumber Gambar:

 

DETEKTIF FISIKA Copyright © 2011 - |- Template created by O Pregador - |- Powered by Blogger Templates