5 Apa Itu Fenomena Gunung Es?

Kata-kata “fenomena gunung es” sering kita dengar dan kita baca di media massa. Dalam arti kiasan, fenomena gunung es diartikan sebagai jauh lebih banyaknya data yang tidak diketahui dibandingkan dengan data yang diketahui. Misalnya, seorang pengamat berkata, “kasus korupsi adalah fenomena gunung es.” Artinya, kasus korupsi yang ketahuan dan diusut oleh KPK jumlahnya hanya sedikit, sedangkan kasus yang belum terungkap jauh lebih banyak dan masih tersembunyi. Makna seperti ini memang sesuai dengan gunung es yang sebenarnya. Perhatikan kembali gambar gunung es di atas. Volume total es tersebut sebenarnya sangat besar, namun hanya sedikit yang tampak di atas permukaan laut sebagai gunung, sisanya tak nampak, terendam di bawah permukaan laut.

Pada kesempatan ini kita akan membahas fenomena gunung es dari kacamata fisika. Nanti kita akan hitung berapa persen es yang mengapung sebagai gunung dan berapa persen es yang terendam di dalam air. Fenomena gunung es berhubungan dengan proses mengapung, yang dalam ilmu fisika dipelajari dalam topik Fluida Statis.

Telah familiar di otak kita bahwa proses mengapung terjadi ketika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis air. Ketika benda telah mengapung, selalu ada bagian benda yang muncul di atas permukaan air dan bagian sisanya terendam di dalam air. Selalu seperti itu. Tidak pernah ada benda mengapung dengan kondisi 100% berada di permukaan air. Persentase benda yang terendam di dalam air tergantung dari perbandingan massa jenis benda tersebut dengan massa jenis air. Semakin besar massa jenis benda, maka semakin besar pula persentase bagian benda itu yang terendam di dalam air.

Kita ambil contoh kayu. Massa jenis kayu lebih kecil daripada massa jenis air, sehingga kayu terapung di air. Akan tetapi, massa jenis kayu tidak terlalu jauh berbeda dengan massa jenis air sehingga ketika kayu mengapung, banyak bagiannya yang terendam di dalam air. Lain halnya dengan gabus (styrofoam) yang bermassa jenis sangat kecil. Ketika styrofoam mengapung, hampir semua bagiannya muncul di atas permukaan air.    

Kayu mengapung: Banyak bagian yang terendam

Gabus mengapung: Hanya sedikit bagian yang terendam

Kita tahu bahwa ketika suatu benda dicelupkan ke dalam air di sebuah wadah, maka permukaan air itu akan naik. Hal ini terjadi karena sebagian dari volume air digantikan oleh volume benda. Jadi, volume air yang naik sama dengan volume benda yang tercelup.

Permukaan air naik jika ada benda yang dicelupkan ke dalamnya

 

Sekarang mari kita telaah proses pengapungan lebih dalam. Setiap benda memiliki gaya berat yang arahnya selalu ke bawah (pusat bumi). Ketika benda terapung dan diam di permukaan air, gaya berat tetap bekerja pada benda sehingga seharusnya benda bergerak turun ke dasar air akibat dari gaya berat ini. Karena pada kenyataannya benda tersebut tetap diam terapung di permukaan air, maka PASTI ada gaya lain yang bekerja pada benda tersebut. Gaya lain ini PASTI mengarah ke atas untuk mengimbangi gaya berat benda, dan gaya lain tersebut PASTI dikerjakan oleh air.

Benda stabil mengapung: Gaya apung = berat benda

Jadi, air selalu mengerjakan suatu gaya yang arahnya ke atas terhadap semua benda yang dicelupkan ke dalam air tersebut. Selain disebut sebagai Gaya Apung, gaya ini juga sering disebut sebagai Gaya Archimedes karena pertama kali diformulasikan oleh Archimedes, seorang ilmuwan Yunani kuno yang hidup tahun 287 – 212 SM.

Archimedes

Dari hasil analisisnya, Archimedes menyatakan bahwa besar gaya apung yang diterima oleh suatu benda sama dengan berat air yang naik akibat tercelupnya benda tersebut. Dengan mengacu pada teori fundamental ini, mari sekarang kita simak formulasi besar gaya apung tersebut.

 

Nah, setelah kita dapat persamaan Gaya Apung, sekarang kita hubungkan dengan benda yang telah mengapung dan diam di permukaan air. ketika hal ini terjadi, gaya apung = gaya berat benda, sehingga

Persamaan terakhir di atas itu menggambarkan bahwa perbandingan antara volume benda yang terendam dan volume benda seluruhnya dapat diketahui dari perbandingan antara massa jenis benda dan massa jenis air. Gunung es umumnya ditemukan di laut. Dari data yang ada, diketahui bahwa massa jenis es adalah 920 kg/m³ sedangkan massa jenis air laut adalah 1.026 kg/m³. Berdasarkan data ini, kita dapat mengetahui berapa persen es yang terendam di dalam air laut.

 

Perhitungan di atas memberikan hasil 0,9. Berarti, es yang terendam di dalam laut adalah sebesar 90% dan yang tampak di atas permukaan laut sebagai gunung es hanya sebesar 10%.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

REFERENSI DATA:

http://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenis

http://fridaisraininasution.blogspot.com/2012/07/massa-jenis-air-laut-lebih-besar-dari.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Archimedes

SUMBER GAMBAR:

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiNrJy0fnKCEvTaPUkP-kVrieT2aHRl8OfrwhUq75-6lLoQZnpENDHFHPzeN6_W0ZsiSpcbMhXd698jLV1QjfUnPa9qMB0XLK6HrURA__9GwAligdYRARs6OwvZ6uI6QxB-21awmqBX5IwU/s1600/fenomena-gunung-es.jpg

http://www.drsfostersmith.com/images/Categoryimages/larger/lg_22639_FS30418P.jpg

http://duniafisikaasyik.files.wordpress.com/2012/06/preview_html_6c971b30.jpg

http://www.instructables.com/files/deriv/F5L/6ZSJ/GN77VY0A/F5L6ZSJGN77VY0A.LARGE.jpg

http://www.proprofs.com/quiz-school/upload/yuiupload/813430331.jpg

http://img4.wikia.nocookie.net/__cb20130708083653/olympians/images/2/20/Archy.jpg

5 Mengapa Kapal Selam Dapat Timbul Tenggelam?

Mobil bisa berbelok ke kanan-kiri karena roda depannya dapat diarahkan ke kanan-kiri. Pesawat bisa terangkat karena terjadi perbedaan tekanan udara pada sayapnya (Baca: Mengapa Pesawat Bisa Terbang?). Bagaimana dengan kapal selam? Mengapa kapal selam dapat mengapung dan tenggelam? Bagaimana cara mengontrol hal ini?

Kita tahu bahwa mengapung dan tenggelamnya suatu benda bergantung pada perbedaan massa jenis antara benda tersebut dan air. Jika massa jenis bendanya lebih besar, maka benda itu bakal tenggelam. Sebaliknya, jika massa jenis airnya lebih besar, maka benda itu bakal terapung.

Terapung dan tenggelam: Bergantung pada perbandingan massa jenis benda dan air

Kapal selam pun tak terlepas dari hukum fisika ini. Maka dari itu, tak ada cara lain: Kapal selam harus bisa mengubah-ubah massa jenisnya sendiri agar dapat mengapung dan tenggelam. Ketika ia ingin mengapung, massa jenisnya harus lebih kecil daripada massa jenis air laut. Sebaliknya, ketika ia ingin tenggelam, massa jenisnya harus lebih besar daripada massa jenis air laut. Lantas, bagaimana cara memanipulasi massa jenis kapal selam?

Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kita harus paham konsep massa jenis. Dalam banyak artikel Detektif Fisika (antara lain MengapaMeniup Minuman Panas Percuma Saja? dan Mengapa Es Selalu Terapung di Air?), telah saya jelaskan bahwa massa jenis merupakan perbandingan antara massa sebuah benda dan volumenya. Secara matematis dapat dinyatakan bahwa massa jenis = massa dibagi volume.

Pengaruh massa pada massa jenis adalah berbanding lurus, sedangkan pengaruh volume terhadap massa jenis adalah berbanding terbalik. Artinya, dengan volume yang sama, massa jenis akan membesar jika massanya bertambah. Akan tetapi dengan massa yang sama, massa jenis akan mengecil jika volumenya bertambah. Agar paham bagaimana konsep ini diaplikasikan pada kapal selam, berikut ini adalah diagram sebuah kapal selam, tampak depan terpotong (cross section view).

 

Seperti tampak pada gambar di atas, kapal selam memiliki sebuah ruangan yang disebut ballast tank (tangki pemberat). Sebagai pelengkap, kapal selam juga memiliki sebuah ruangan untuk memuat udara yang dimampatkan (air compressed tank). Kedua alat inilah yag menjadi pengontrol timbul tenggelamnya kapal selam, seperti yang ditunjukkan melalui ilustrasi berikut.

 

Kapal selam telah didesain sedemikian rupa sehingga jika tangki pemberatnya tidak terisi oleh air (hanya terisi oleh udara), maka kapal selam tersebut akan mengapung. Pada kondisi ini, massa jenis total kapal selam lebih kecil daripada massa jenis air laut.

Ketika kapal selam ingin ditenggelamkan, maka air laut dibiarkan masuk ke dalam tangki pemberat. Caranya adalah dengan memompa udara masuk kembali ke dalam air compressed tank sehingga air laut secara otomatis masuk melalui katup (valve). Pada kondisi ini, massa jenis total kapal selam lebih berat daripada massa jenis air laut.

Untuk membuat kapal selam melayang di dalam air (tidak terapung dan tidak pula tenggelam), maka ballast tank diisi dengan sejumlah air dengan perimbangan tertentu. Pada kondisi ini, massa jenis total kapal selam sama dengan massa jenis air laut.

Sebenarnya terdapat 2 buah ballast tank di dalam kapal selam, satu di ujung depan dan satu lagi di ujung belakang. Komposisi ini memungkinkan kapal selam untuk melakukan manuver menanjak atau menukik. Ketika ingin menanjak, bagian depan kapal selam dijadikan bermassa jenis lebih kecil daripada bagian belakang. Sebaliknya, ketika ingin menukik, bagian depan kapal selam dijadikan bermassa jenis lebih besar daripada bagian belakang.

Untuk dapat lebih memahami cara kerja kapal selam, eksperimen sederhana berikut ini dapat Anda coba.

 

Begitulah fisika. Aplikasinya bermanfaat bagi teknologi. Berkat fisika, sebuah kapal selam dapat didesain agar bergerak sesuai dengan keinginan pengemudinya ^_*

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

Sumber Gambar:

http://dynamicco.com/wp-content/uploads/Submarine-Navy.jpg

http://medtropolis.com/kh_images/ial/images/2616/2616_image.jpg

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhYqJDrfjRnkKCuBOUIwLpWIVNuvPSBWquWNf-bmETfxaEcpgWaIpgSOdszyY4nuMlhT7ENiuRAyOggP1rmRp8WkunGZ0NW5lGtH2DlJFGTgcppqGvjA-btW7bfRJ4W-gsm5BbQl03Aelk/s1600/masa+jenis.bmp

http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2009.web/Taylor_Duggar/Pictures/ballast%20tanks.gif

http://natureandbiomimetics.imanisiteler.com/4_clip_image010.jpg

https://anjungsainssmkss.files.wordpress.com/2011/09/i13-24-submarine.jpg

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiAmmvRsMay2K-a1syf72m3AXj_KPzpM71i05EeN3pvXhOwdxb5uw6BAW7dSJD285r_KbF-7op71IxhjQXX8pD_bJvlluxdWsCmYmFWpqOVVkj261quxF8IS3-kSJZjFZ5KT4bgKvi6_4s/s1600/make_submarine_3.png

10 Mengapa Arah Nyala Api Selalu Ke Atas?

Apakah pertanyaan ini pernah terlintas di benak Anda? Mengapa api selalu mengarah ke atas? Mengapa bukan ke kiri, ke kanan, atau ke bawah? Seperti biasa, kita akan membahasnya dengan ilmu fisika. Inilah indahnya fisika, kita dapat memahami kejadian alam.

 

Pertama-tama mari kita kenal lebih jauh apa sebenarnya api itu. Api merupakan suatu area gas di mana terjadi proses oksidasi dengan laju tinggi. Oksidasi sendiri merupakan reaksi kimia antara suatu zat dan oksigen. Contoh lain oksidasi adalah proses perkaratan besi, akan tetapi oksidasi tipe ini berlangsung lama, sedangkan oksidasi pada api berlangsung sangat cepat. Reaksi oksidasi yang terjadi pada api membebaskan banyak energi sehingga timbul panas dan cahaya. Itulah sebabnya api menghasilkan panas dan memancarkan cahaya.

Beri berkarat: Proses oksidasi

Terjadinya api merupakan salah satu aplikasi sederhana dari teori Einstein yang terkenal, E = mc², yaitu bahwa massa dan energi adalah setara. Untuk menghasilkan energi, kita perlu menghancurkan massa. Begitu pula api. Dengan menghancurkan (membakar) massa dalam sebatang kayu, kita mendapatkan energi (api).

Karena api menghasilkan panas, maka gas yang menjadi tempat kobaran api ikut menjadi panas. Ketika gas dalam keadaan panas, molekul gas tersebut bergerak makin cepat sehingga terpisah semakin jauh satu dengan lainnya. Hal ini mengakibatkan gas panas itu mengalami pemuaian (volumenya membesar). Karena terjadi pertambahan volume, maka massa jenis gas itu mengecil (menjadi lebih ringan). Sementara itu, gas udara di sekitar api (yang lebih dingin) memiliki massa jenis lebih besar (lebih berat). Alhasil, gas panas api bergerak ke atas (terjadi efek apung). Ketika gas panas api naik, udara sekitar yang lebih dingin turun mengisi kekosongan. Udara inipun terbakar dan membentuk api sehingga kembali bergerak ke atas. Begitu seterusnya.

Jika kita analisis lebih jauh, udara dingin yang berat dapat bergerak turun mengganti posisi gas api karena udara dingin tersebut ditarik oleh gaya gravitasi. Jadi, dapatlah kita katakan bahwa arah nyala api selalu berlawanan dengan arah gaya gravitasi. 

Muncul pertanyaan lanjutan, apakah kita bisa menyalakan lilin di luar angkasa? Jawabannya adalah tidak bisa, karena api terbentuk dari proses oksidasi sehingga harus ada oksigen. Di luar angkasa tidak ada oksigen sehingga api tidak bisa terjadi. Jika kita membawa suatu tabung berisi oksigen ke luar angkasa, barulah kita dapat menyalakan lilin di sana. Ketika lilin telah menyala dalam tabung, ke manakan arah apinya? Apinya akan mengarah berlawanan dengan arah gravitasi. Jika gravitasi mengarah ke kanan, maka api mengarah ke kiri. Jika gravitasi mengarah ke atas, maka api mengarah ke bawah. Andaikata lilin tersebut dinyalakan di tempat yang bebas gravitasi, maka apinya akan mengarah ke segala arah secara acak.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

SUMBER GAMBAR:

http://blog.covenantpeace.com/wp-content/uploads/2013/04/Candle-red-flame-close-up-iStock_000001094246XSmall.jpg
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi2Zpmu4oNAyqSTKiGEjUB4pZOx62rDjGj-WnSnzOfU66Sxo5Hjk44nS45UDHgrVZou29KP_m2ow2pog9vugjWWyOy5toMolunrMVnX3uToM1YXCATgH0i2CIsACJUL5nthOBYQgGUctLFp/s1600/corrosion.jpg

19 Bagaimana Cara Menguji Kemurnian Emas?

Emas, logam yang satu ini digemari banyak orang. Nilainya cenderung stabil bahkan meningkat. Ketinggian harganya membuat banyak alam dirusak dalam proses eksploitasinya. Oleh sebab itu, banyak orang merasa perlu untuk mengetahui cara menguji suatu emas apakah ia murni atau telah dicampur dengan logam lain. Di masyarakat, seringkali kita jumpai cara-cara praktis untuk menguji keaslian emas, misalnya dengan cara menggoreskannya di tembok putih. Apabila goresannya tampak serupa goresan pensil, maka itu emas asli. Akan tetapi cara-cara seperti ini cenderung tidak ilmiah. Kali ini saya akan memberi tahu cara ilmiah sederhana untuk menguji keaslian emas.

Lokasi Eksploitasi Emas

Dalam ilmu fisika, dikenal konsep tentang massa jenis. Massa jenis adalah suatu perbandingan (rasio) antara massa bahan dengan volumenya. Bahan yang struktur molekulnya lebih rapat memiliki massa jenis yang lebih besar daripada bahan yang struktur molekulnya lebih renggang. Sebagai contoh, massa jenis batu lebih besar daripada massa jenis kapas, karena molekul batu lebih rapat daripada molekul kapas. Untuk volume yang sama, batu lebih berat daripada kapas. Untuk massa yang sama, kapas berukuran lebih besar daripada batu.

Untuk volume yang sama, batu lebih berat daripada kapas.

Nah. Massa jenis bersifat khas untuk bahan tertentu. Hal ini terjadi karena tiap bahan memiliki kekhasan dalam hal kerapatan molekul-molekulnya. Besi memiliki nilai massa jenisnya sendiri. Alumunium, air, bensin, dan raksa, mereka juga memiliki nilai massa jenisnya masing-masing. Berbeda bahan, berbeda pula nilai massa jenisnya. Begitu pula emas. Massa jenis emas murni adalah 19.300 kg/m³. Jadi, cara untuk menguji keaslian emas adalah dengan mengukur nilai massa jenisnya. Jika suatu perhiasan bermassa jenis 19.300 kg/m³, berarti itu emas murni. Jika massa jenis perhiasan itu bukan 19.300 kg/m³, berarti bukan emas murni, mungkin kuningan, atau emas campuran. Massa jenis emas dapat pula dinyatakan dalam satuan lain, yaitu 19,3 g/cm³. 

Sekarang pertanyaannya, bagaimana cara mengukur massa jenis?

Seperti yang telah saya utarakan tadi, massa jenis adalah  perbandingan (rasio) antara massa bahan dengan volumenya. Rumusnya adalah massa jenis = massa per volume. Pengukuran massa dapat dilakukan dengan mudah, yaitu menggunakan timbangan elektronik.

Timbangan elektronik untuk mengukur massa

Pengukuran volume dilakukan dengan teknik “kenaikan cairan.” Caranya, isi sebuah tabung ukur dengan air secukupnya dan baca volume air tersebut mula-mula. Kemudian masukkan perhiasan yang mau kita ukur massa jenisnya. Kehadiran perhiasan di dalam tabung ukur membuat permukaan airnya naik. Volume perhiasan adalah sama dengan volume air yang naik. 

Teknik "Kenaikan Cairan" untuk mengukur volume

Setelah didapatkan massa dan volumenya, maka massa jenis pun bisa dihitung dengan menggunakan rumus yang tadi telah dipaparkan.

Demikianlah cara menguji kemurnian emas, yaitu dengan konsep massa jenis. Seorang penipu bisa saja memalsukan suatu logam sehingga tampak seperti emas murni. Akan tetapi, ia tidak akan pernah bisa mengubah massa jenis logam lain agar sama seperti massa jenis emas.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.facebook.com/Yudha.On.7

Sumber Gambar:

http://media.rabodirect.com.au/files/2013/05/gold.jpg

http://www.rri.ro/files/Actualitate/rosia-montana-peisaj-950.png

http://202.67.224.131/pdimage/03/824303_ohaus_cl.jpg

http://www.proprofs.com/quiz-school/user_upload/ckeditor/volume.jpg

http://cdn.phillymag.com/wp-content/uploads/2012/07/egan21.jpg 
http://info.fabrics.net/wp-content/uploads/2011/03/Bales-of-Cotton.jpg

2 Laut Mati: Apanya Yang Mati?

Anda sudah berulang kali belajar berenang tapi tak kunjung bisa? Stress karena  untuk mengapung di air saja sulitnya minta ampun? Hehe… mungkin Anda perlu mencoba belajar berenang di laut mati. Seperti terlihat pada gambar di atas, seorang turis terapung santai sambil membaca sebuah majalah di laut mati, tapi turisnya tidak ikut-ikutan mati :D Mengapa laut mati mudah mengapungkan benda-benda? Lantas kenapa laut ini disebut ”mati”?

Laut mati (dead sea) sebetulnya bukanlah laut. Laut mati sebetulnya adalah sebuah danau. Ia terletak di antara Negara Yordania dan Israel/Palestina. Danau ini memiliki kadar garam yang sangat tinggi. Massa jenis airnya mencapai 1,24 kg/L. Bandingkan dengan air murni yang massa jenisnya hanya 1 kg/L. Dengan massa jenis yang besar ini, air di Laut Mati sangat mudah mengapungkan benda-benda. Jadi, Anda mungkin dapat lebih mudah belajar berenang di sana, karena tubuh Anda lebih mudah terapung. 

Air di Laut Mati memiliki kadar garam yang sangat tinggi. Hal ini tidak mendukung ekosistem perairan yang sehat. Oleh sebab itu, tidak ada kehidupan biota air yang dapat kita temukan di sana. Itulah sebabnya kata “mati” disematkan pada nama danau ini. Gambar berikut menunjukkan sepeda yang dibiarkan terendam beberapa lama di Laut Mati. Anda bisa perhatikan betapa dahsyatnya endapan garam di sepeda itu.

Gambar berikutnya menampilkan panorama Laut Mati dari kejauhan.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

http://www.facebook.com/Yudha.On.7

Sumber Gambar:

http://allwellness.files.wordpress.com/2011/01/dead-sea.jpg

http://www.greenprophet.com/wp-content/uploads/2010/01/dead-sea-1024x768.jpg

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Dead_Sea_by_David_Shankbone.jpg

1 Mengapa Meniup Minuman Panas Percuma Saja?

Hujan-hujan, cuaca dingin, enaknya bikin teh atau kopi panas. Akan tetapi tentu saja, mulut kita tidak kuat untuk langsung meminum minuman panas tersebut. Biasanya kita tiup-tiup bagian atasnya sesaat sebelum kita seruput. Asumsi kita, dengan meniupnya, bagian atas minuman itu akan lebih dingin dan nyaman untuk kita minum. Benarkah tindakan ini efektif?

Ternyata tidak.

Artikel-artikel detektif fisika sebelumnya telah banyak membahas bahwa semakin panas suatu zat, semakin “ringan” zat tersebut (massa jenisnya semakin kecil). Sebaliknya, semakin dingin suatu zat, semakin “berat” zat tersebut (massa jenisnya semakin besar). Jika Anda ingin mendalami penjelasan ini, Anda dapat membaca artikel-artikel detektif fisika terdahulu, di antaranya MengapaUap Air Bergerak Ke Atas? dan MengapaEs Selalu Terapung Di Air?

Nah, ketika kita meniup minuman panas, bagian atas minuman yang kita tiup itu memang bertambah dingin, tapi mereka akan segera tenggelam ke dasar gelas karena massa jenisnya menjadi besar (berat). Setelah itu, cairan minuman di bawahnya (yang masih panas) akan naik ke permukaan. Cairan minuman pengganti yang masih panas inilah yang kita minum. Dalam ilmu fisika, pergerakan air karena perbedaan suhu semacam ini disebut konveksi.

Jadi, jika kita meniup suatu minuman panas hanya sesaat sebelum kita menyeruputnya, hal itu percuma saja karena yang kita minum tetaplah cairan yang panas. Kecuali bila kita meniup minuman itu dalam jangka waktu yang agak lama sehingga keseluruhan minuman menjadi lebih dingin, itu baru efektif.

*******

(Ditulis Oleh Doni Aris Yudono)

http://www.facebook.com/Yudha.On.7

Sumber Gambar:

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiqVawWmHOJnRuVhtqMwsOdUcIxnLrLu3RDVpCxXrbtS1aMm_OZ-GqCtgEcVMvjplUmBoIiwKmSXcurQfjpmjHBj6_Ff1jd7mDmubYiTy9VukEvctRXtn5r9YuPJGw40kbn34aB0-9_9hM/s1600/Meniup+Makanan+dan+Minuman+Panas.jpg

32 Mengapa Kapal Bisa Terapung Padahal Terbuat Dari Besi?

Jatuhkanlah sebatang besi ke dalam air, maka niscaya batang besi tersebut akan tenggelam. Palu, paku, tang, mereka semua juga terbuat dari besi, dan juga akan tenggelam jika diletakkan di air. Sekarang perhatikan kapal. Kapal terbuat dari besi, massanya ribuan kilogram, namun mengapa kapal dapat terapung di air?

Prinsip dasar terapung atau tenggelamnya sebuah benda adalah perbandingan antara massa jenis benda tersebut dan massa jenis air. Ketika massa jenis benda lebih besar daripada massa jenis air, maka benda akan tenggelam. Ketika massa jenis benda lebih kecil daripada massa jenis air, maka benda akan terapung.

Pada kenyataannya, batang besi tenggelam di air. Berarti, massa jenis besi lebih besar daripada massa jenis air. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa massa jenis besi adalah 7.900 kg/m³, sedangkan massa jenis air hanya 1.000 kg/m³. Dapatlah kita katakan bahwa massa jenis besi hampir 8x massa jenis air. Lantas, bagaimana ceritanya sampai kapal bisa mengapung di air?

Hukum fisika selalu berlaku sama untuk semua warga semesta. Jika kapal memang dapat mengapung di air, maka pastilah massa jenisnya lebih kecil daripada massa jenis air. Hal ini dapat dijelaskan dengan menilik desain tubuh kapal.

Kapal bukanlah sebuah benda yang keseluruhannya berisi besi. Ada banyak ruang-ruang di dalam kapal. Ada ruang ABK, ruang nahkoda, ruang makan, ruang mesin, dll. Ruang-ruang ini banyak mengandung udara yang mengisi sela-sela kosongnya. Massa jenis udara hanyalah 1,2 kg/m³, sangat-sangat kecil dibandingkan dengan massa jenis besi dan air. Akibatnya, massa jenis kapal tak lagi murni massa jenis besi, melainkan berupa massa jenis rata-rata antara besi dan udara, dan karena persentase udara di dalamnya lebih banyak, maka massa jenis kapal menjadi cukup kecil untuk mengapung di air.

Akan tetapi, sekali kapal mengalami kebocoran, air akan segera masuk dan menggantikan posisi yang tadinya ditempati udara. Akibatnya, massa jenis kapal perlahan-lahan meningkat. Alhasil, pada akhirnya kapal akan tenggelam karena peran massa jenis udara telah hilang. Yang tinggal hanyalah dominansi massa jenis besi yang jauh lebih besar daripada massa jenis air, dan kapal itu pun karam.

*******

(Ditulis Oleh Doni Aris Yudono)

http://www.detektif-fisika-doni.blogspot.com

Sumber Data Nilai:
http://id.wikipedia.org/wiki/Massa_jenis

Sumber Gambar:

http://www.inaport1.co.id/wp-content/uploads/2013/01/6-kapal-pesiar.jpg

11 Bagaimana Cara Membangun Rumah yang Sejuk?

Home sweet home. Rumah adalah tempat kita berteduh, bernaung, beristirahat. Oleh sebab itu, rumah seharusnya menjadi tempat yang nyaman. Salah satu kriteria nyaman tersebut adalah suhu yang sejuk. Jika dibangun dengan konstruksi yang keliru, rumah akan terasa panas dan pengap. Dan tahukah Anda? konstruksi rumah yang sejuk sepenuhnya didasarkan pada prinsip fisika :) Jadi, fisika itu sungguh sangat berguna bagi kehidupan manusia.

Panas tidaknya sebuah rumah tergantung dari panas tidaknya suhu udara di dalam rumah tersebut. Udara di rumah kita senantiasa mendapatkan pasokan panas. Pemasok panas utama adalah sinar matahari. Selain itu, alat-alat rumah tangga juga ikut menyumbangkan panas, seperti lampu dan kompor. Bahkan, tubuh kita sendiri pun merupakan sumber panas. Udara yang panas inilah yang menjadi sumber malapetaka kegerahan :D

Jadi, untuk mendapatkan rumah yang sejuk, prinsipnya jelas: keluarkan udara panasnya dan masukkan udara dingin. Nah, untuk bisa melakukan misi tersebut, kita mesti tahu seperti apa tabiat udara.

Pada udara yang panas, terkandung banyak energi. Energi ini memaksa molekul-molekul udara bergerak makin cepat. Akibatnya, udara memuai. Pemuaian ini lantas membuat massa jenis udara mengecil. Massa jenis udara panas yang mengecil itu menjadikannya lebih “ringan” sehingga ia akan bergerak naik, terapung di atas udara yang lebih dingin.

Jadi sekarang telah jelas tabiatnya. Udara panas akan bergerak naik, sedangkan udara dingin tetap berada di bawah. Lantas, apa hubungan fakta ini dengan konstruksi rumah yang sejuk?

Udara yang memanas di dalam rumah kita akan bergerak naik hingga ke langit-langit. Nah, agar udara panas ini bisa keluar dari rumah kita, maka tentu saja kita harus menyediakan jalan keluar baginya. Itulah fungsi lubang ventilasi. 

Akan tetapi, masih banyak rumah yang tidak menyediakan ventilasi dengan benar, bahkan ada rumah yang tidak punya ventilasi (seperti rumah kos saya sekarang... huhuhuuu). Nah... Berdasarkan penjelasan saya tentang tabiat udara tadi, kini Anda tentu sudah tahu bagaimana cara menyediakan ventilasi dengan benar.

Yup. Karena udara panas letaknya di atas, maka ventilasi rumah seharusnya ditempatkan seatas mungkin, sehingga seluruh udara panas dapat segera minggat :D Ventilasi yang letaknya di pertengahan tembok akan menyisakan sebagian udara panas terperangkap di bawah langit-langit. Perumpamaan udara panas adalah balon mainan anak-anak. Ketika sebuah balon kita lepaskan di dalam ruangan, maka balon itu akan terbang dan tersangkut di langit-langit. Jika tidak ada lubang di dekat langit-langit, maka balon itu akan tersangkut di sana seumur hidupnya :D (hahaha... bercanda). Ingat... selain diletakkan seatas mungkin, ventilasi juga jangan terlalu kecil ukurannya. Buatlah ventilasi yang cukup besar sehingga udara panas dapat keluar lebih cepat.

Akan tetapi, perlu diingat juga bahwa desain lubang ventilasi yang berada agak ke tengah (tidak di paling atas) juga memiliki fungsi di keadaan tertentu, yaitu di saat cuaca dingin. Udara panas yang terperangkap di langit-langit rumah dapat sedikit membantu menghangatkan ruangan ketika cuaca dingin melanda.

Nah, udara panas sudah mendapat jalan keluar. Sekarang, harus ada jalan masuk bagi udara dingin yang akan menggantikan udara panas tadi. Pada umumnya, jalan masuk tersebut adalah berupa jendela. Akan tetapi, kebanyakan letak jendela adalah di pertengahan tembok. Padahal, udara dingin letaknya di bawah, sehingga seharusnya jalan masuk udara dingin juga diletakkan sebawah mungkin. Dengan menyediakan lubang di dekat lantai, maka udara yang masuk adalah benar-benar merupakan udara yang terdingin. Sewaktu saya masih kuliah S1, saya ingat ruangan dosen saya memiliki lubang udara seperti ini, yang letaknya tepat di atas lantai. 

Gambar di bawah ini menunjukkan sirkulasi udara di dalam sebuah rumah. Panah merah menunjukkan udara panas sedangkan panah biru menunjukkan udara dingin. Perhatikanlah bahwa udara panas bergerak ke atas dan udara dingin masuk dari arah bawah.

Selain menyediakan ventilasi dengan tepat, konstruksi atap juga sangat penting untuk menunjang kesejukan udara di rumah. Pilihlah bahan atap yang meredam panas, misalnya genting. Hindari bahan atap yang merambatkan panas seperti seng. Dan yang tak kalah pentingnya, sediakan plafon. Plafon akan membantu menghalangi radiasi panas dari atap sehingga tidak diteruskan hingga ke dalam ruangan.

Demikian penjelasan ini semoga bermanfaat bagi kenyamanan rumah Anda ;-)

*******

(Ditulis Oleh Doni Aris Yudono)

http://www.facebook.com/Yudha.On.7

Sumber Gambar:

http://s2.favim.com/orig/35/cool-house-luxury-photography-pool-Favim.com-284922.jpg

http://airexchange.com.au/wp-content/uploads/natural-ventilation.png