10 Mengapa Air dan Minyak Tak Mau Bersatu?

Perhatikanlah makanan berkuah yang mengandung minyak seperti rawon dan soto, minyaknya selalu berada di atas ainya. Selain itu, minyak juga tidak bercampur dengan air, seperti yang tampak pada gambar di atas. Apa yang terjadi? Mengapa minyak dan air tak mau bersatu?

Jawaban dari pertanyaan ini sebenarnya sederhana saja: Minyak dan air tak mau bersatu karena mereka memiliki CARA YANG BERBEDA untuk bersatu. Maksudnya begini. Molekul-molekul air bersatu dengan cara ikatan POLAR, sedangkan molekul-molekul minyak bersatu dengan cara ikatan NON-POLAR.

Sekarang pertanyaannya, apa itu IKATAN POLAR?

Seperti kita ketahui, molekul air merupakan gabungan antara dua atom hidrogen (H) dan satu atom oksigen (O) sehingga rumus molekulnya adalah H₂O. Berikut ini adalah ilustrasi molekul air.

Atom H dan O tersambung melalui ikatan kovalen.  Atom H memiliki 1 buah elektron valensi (elektron terluar), sedangkan atom O memiliki 6 buah elektron valensi. Agar sebuah atom menjadi stabil, elektron valensi mereka harus berjumlah 2 atau 8. Atom H punya 1 elektron valensi sehingga atom H mengikatkan diri dengan salah satu elektron valensi atom O. Dengan demikian, masing-masing atom H kini memiliki 1+1=2 elektron valensi dan menjadi stabil karenanya. Seiring dengan itu, karena atom O terikat dengan 2 atom H, maka atom O mendapat tambahan 2 elektron valensi sehingga total elektron valensinya kini adalah 6+2=8 buah dan menjadi stabil karenanya.

Perhatikan lagi gambar molekul air di atas. Pada bagian luar atom hidrogen, tidak ada lapisan elektron valensi. Inti atom hidrogen (seperti halnya atom-atom lainnya) mengandung proton yang bermuatan positif. Hal ini mengakibatkan sisi kedua atom hidrogen pada molekul air bermuatan positif (+). Pada sisi yang berlawanan, yaitu sisi luar atom oksigen, ada eketron valensi yang menyelubungi. Elektron bermuatan negatif sehingga sisi luar atom oksigen pada molekul air pun bermuatan negatif (-). Nah inilah yang menyebabkan molekul air bersifat polar. Polar artinya kutub. Molekul air bersifat polar karena memiliki kutub positif (pada bagian luar atom-atom hidrogennya) dan kutub negatif (pada bagian luar atom oksigennya).

Di dalam air, kutub negatif sebuah molekul air akan berikatan dengan kutub positif molekul air lainnya. Dengan kata lain, ketika molekul-molekul air bersatu, atom H (+) akan berikatan dengan atom O (-). Cara bersatunya molekul-molekul air ini diilustrasikan pada gambar berikut.

Nah, inilah cara molekul air bersatu, yaitu berdasakan jenis muatan (polaritas).  Jadi, suatu senyawa dapat disatukan dengan air apabila senyawa tersebut memiliki sifat polaritas seperti air. Contohnya adalah garam dapur (NaCl). Sisi Na bermuatan positif sedangkan sisi Cl bermuatan negatif. Sehingga ketika NaCl dicampur dengan air, Na (+) akan terikat dengan O (-), sedangkan Cl (-) akan terikat dengan H (+).

Sekarang kita kembali pada minyak. Minyak bukan merupakan senyawa polar. Artinya, tidak ada bagian-bagian minyak yang bermuatan positif ataupun negatif. Semuanya netral-netral saja, sehingga minyak disebut senyawa non-polar. Minyak bersatu dengan menggunakan cara yang berbeda dengan air, sehingga minyak dan air pun tidak dapat menyatu.

Berikut ini adalah ilutrasi dari penyatuan molekul-molekul minyak. Perhatikan bahwa penyatuannya asal bertumpuk saja, bukan seperti air yang sambungannya harus sesuai antara kutub positif dan negatif.

 

Misalnya ketika jari-jari tangan kita terkena air dan minyak, maka ilustrasinya adalah seperti gambar di bawah. Yang hitam-putih adalah molekul minyak, sedangkan yang merah-putih adalah molekul air.

Sekarang, jika tangan kita terkena minyak seperti itu, kita dapat membersihkannya dengan menggunakan air, namun harus dengan bantuan sabun. Sabun dapat menyatukan minyak dan air sehingga kita bisa membersihkan tangan kita dari kotoran yang berminyak. Bagaimana sabun melakukannya? Perhatikan gambar berikut.

Molekul sabun memiliki dua sisi. Sisi yang satu bersifat polar (sehingga dapat mengikat air), sedangkan sisi yang lain bersifat non-polar (sehingga dapat mengikat minyak). Dengan cara ini, sabun dapat mengikat air dan minyak sehingga kedua jenis cairan yang selalu bermusuhan ini dapat disatukan (meskipun secara tidak langsung, yaitu dengan sabun sebagai penghubungnya). Larutan sejenis sabun ini disebut emulsifier. Contoh lain dari emulsifier adalah deterjen.

Jika kita tarik falsafahnya dalam kehidupan, terkadang ada dua pihak yang saling bermusuhan seperti air dan minyak yang tak mau bersatu. Dalam kondisi seperti ini, dibutuhkan pihak penengah (seperti emulsifier) yang menjembatani kedua pihak sehingga tercipta persatuan di antara kita ^_^

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

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

SUMBER GAMBAR:

https://c2.staticflickr.com/4/3250/5866649202_1092de1c0a_z.jpg

http://faculty.clintoncc.suny.edu/faculty/michael.gregory/files/bio%20101/bio%20101%20lectures/chemistry/water%20molecule%202.gif

https://junoed.com/files/107330/water_molecules_many.jpg

http://www.middleschoolchemistry.com/img/content/multimedia/chapter_3/lesson_5/oil.jpg

http://www.indiana.edu/~oso/animations/oil.gif

http://www.molecularrecipes.com/wp-content/uploads/2014/05/emulsifier.jpg?79f2b8

1 Mengapa Ada Perbedaan Waktu Di Indonesia?

Jika di Jakarta pukul 8:00 pagi, maka di saat yang sama di Denpasar adalah pukul 09:00 pagi dan di Jayapura adalah pukul 10:00 pagi. Jika Anda naik pesawat dari Jawa ke Bali, maka ketika sampai di bandara Bali, Anda akan diingatkan oleh pramugari tentang perbedaan waktu sebanyak 1 jam antara Jawa dan Bali, di mana waktu Bali lebih “duluan” daripada waktu Jawa. Kebetulan saya besar di Papua. Ketika menonton TV, maka jam tayang program acara TV biasanya dinyatakan dalam WIB, yaitu singkatan dari Waktu Indonesia Barat. Saya pun telah terbiasa untuk melakukan “konversi” jam tayang tersebut. Jika di TV dinyatakan bahwa program acara tertentu akan tayang pukul 15:00 WIB, maka dengan cepat saya mafhum bahwa acara tersebut akan tayang pukul 17:00 di Papua.

Mengapa hal semacam ini terjadi? Mengapa ada perbedaan waktu di Indonesia?

Pertama-tama kita perlu menyadari bahwa perbedaan waktu tidak hanya terjadi di Indonesia. Hal ini terjadi di seluruh bumi. Contoh gampangnya adalah siaran sepak bola. Ketika kita menonton siaran live sepak bola eropa, misalnya, maka kita di sini nontonnya tengah malam, sedangkan kondisi lapangan di sana terang-benderang di siang hari. Ini disebabkan oleh perbedaan waktu yang sangat jauh antara Indonesia dan Eropa.

Penjelasan mengenai perbedaan waktu seperti ini akan mudah dimengerti ketika kita memperhatikan pergerakan matahari dan bumi. Perhatikan gambar berikut.

Pada kondisi gambar di atas, bagian bumi yang satu sedang mengalami siang dan, pada saat yang sama, bagian bumi yang lain sedang mengalami malam. Dari sini jelas tampak bahwa kedua tempat tersebut harus memiliki perbedaan waktu. Kondisi pada gambar di atas merupakan contoh ekstrim tentang perbedaan waktu, di mana kedua tempat tersebut terletak pada sisi bumi yang berlawanan. Prinspnya, setiap tempat di bumi mengalami perbedaan waktu yang disebabkan oleh perbedaan posisi mereka terhadap posisi matahari. Sekarang mari kita kembali pada kasus perbedaan waktu di Indonesia.

Antara Indonesia bagian barat, tengah, dan timur, perbedaan waktunya tidak ekstrim. Artinya, jika Bandung sedang berada pada siang hari, maka Merauke juga berada pada siang hari, namun waktu mereka tetap berbeda. Mengapa berbeda? Karena sudut yang dibentuk oleh posisi matahari dan permukaan tanah adalah berbeda antara di Bandung dan di Merauke pada saat yang sama.

Saat matahari mulai menyingsing di pagi buta, sudut yang dibentuk oleh sinar matahari terhadap permukaan tanah adalah mendekati nol derajat. Ketika siang bolong, sudutnya menjadi tegak lurus (90 derajat). Ketika menjelang malam, sudutnya mendekati 180 derajat.

Posisi matahari bergerak dari timur ke barat, sehingga belahan bumi bagian timur “lebih dulu menerima” sinar matahari  daripada belahan bumi bagian barat. Artinya, matahari terbit lebih dulu di Merauke, baru setelah beberapa jam kemudian matahari terbit di Bandung. Datangnya malam juga demikian. Merauke lebih dulu mengalami malam daripada Bandung. Nah, karena pada saat yang sama posisi matahari berbeda-beda antara Indonesia barat, tengah, dan timur, maka perlu dibuat perbedaan waktu untuk ketiga wilayah tersebut. Perbedaannya adalah sebanyak 1 jam antara dua wilayah yang berbatasan. Maksudnya, waktu di Indonesia tengah  adalah 1 jam lebih lambat daripada waktu di Indonesia bagian timur, dan waktu di Indonesia barat  adalah 1 jam lebih lambat daripada waktu di Indonesia bagian tengah.

Sekarang pertanyaannya, mengapa perbedaannya harus 1 jam?

Penetapan beda 1 jam itu hanya untuk mempermudah pengaturan jam. Sebetulnya, waktu antar kota-kota sendiri pun saling berbeda, meskipun sama-sama berada di wiayah Indonesia barat, misalnya. Sebagai contoh, berdasarkan pengaturan beda 1 jam ini, Semarang dan  Surabaya berada pada zona waktu yang sama, karena kedua kota tersebut berada di wilayah Indonesia barat. Akan tetapi sebenarnya waktu di Semarang berbeda beberapa menit dari waktu di Surabaya, akibat dari sudut sinar matahari yang hanya berbeda beberapa derajat di kedua kota tersebut.

Namun jika kita harus menetapkan sampai sedetail itu, maka aturan perbedaan waktu di Indonesia akan sangat rumit. Jauh lebih mudah jika kita katakan saja bahwa perbedaan antara Indonesia barat, tengah, dan timur adalah 1 jam. Jadi, Semarang dan Surabaya berada pada pukul yang sama, namun mereka berbeda 1 jam lebih lambat daripada waktu di Denpasar.

Pernah ada wacana nasional untuk menyeragamkan saja waktu di Indonesia sehingga antara Indonesia barat, tengah, dan timur tidak ada perbedaan jam. Namun usul ini sulit dilaksanakan. Jika usul ini direalisasikan, maka misalnya jam masuk anak sekolah adalah jam 7 pagi. Maka jam 7 pagi di Jayapura sudah terang-benderang sehingga anak-anak sekolah dapat berangkat dengan nyaman, namun jam 7 pagi di Medan masih gelap-gulita karena sebenarnya mereka masih berada di waktu subuh ketika matahari masih sembunyi malu-malu, sehingga anak-anak sekolah tidak dapat berangkat dengan nyaman.  

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

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

Sumber Gambar:

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgIppZ4JKGZcgcWW12rFQwLzpmHnKAg4xmyG-zFFXTlP3dNK0obh9_gUC1e5eIrKMLzP8EtCabPs1JiQGtUG4GhX__uUPWiH8HPiOyMnMl3RhMw9MkHIGaKMV0P0E85qb4yams_Dzkgzis/s1600/Perbedaan+Zona+Waktu+Di+Indonesia.gif

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgIppZ4JKGZcgcWW12rFQwLzpmHnKAg4xmyG-zFFXTlP3dNK0obh9_gUC1e5eIrKMLzP8EtCabPs1JiQGtUG4GhX__uUPWiH8HPiOyMnMl3RhMw9MkHIGaKMV0P0E85qb4yams_Dzkgzis/s1600/Perbedaan+Zona+Waktu+Di+Indonesia.gif

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgIppZ4JKGZcgcWW12rFQwLzpmHnKAg4xmyG-zFFXTlP3dNK0obh9_gUC1e5eIrKMLzP8EtCabPs1JiQGtUG4GhX__uUPWiH8HPiOyMnMl3RhMw9MkHIGaKMV0P0E85qb4yams_Dzkgzis/s1600/Perbedaan+Zona+Waktu+Di+Indonesia.gif

3 Bagaimana Cara Memisahkan Campuran Alkohol Dan Air?

Misalkan Anda memiliki segelas air yang tercampur dengan pasir. Bagaimana cara memisahkan air dan pasir tersebut? Caranya adalah dengan menggunakan saringan. Namun bagaimana jika air dan alkohol tercampur? Mereka saling terlarut satu sama lain dan sama-sama transparan. Apa cara yang dapat dipakai untuk memisahkan mereka? 

Pada kasus pemisahan campuran air dan pasir, dasar yang dipakai adalah bahwa air dan pasir memiliki ukuran partikel yang berbeda, sehingga saringan dapat dipakai. Ukuran partikel pasir lebih besar daripada ukuran saringan, sehingga pasir tertahan di saringan. Sementara itu, ukuran partikel air jauh lebih kecil daripada ukuran saringan sehingga air dapat lolos melewati saringan. Maka, terpisalahlah air dan pasir tersebut.

Pada kasus campuran air dan alkohol, semuanya berupa cairan sehingga tidak dapat dipisahkan berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Cara pemisahannya adalah dengan menggunakan perbedaan titik didih. Titik didih alkohol (70 ^oC)  lebih rendah daripada titik didih air(100 ^oC). Proses pemisahan cairan berdasarkan titik didih seperti ini dinamakan DISTILASI. Gambar berikut merupakan ilustrasi proses distilasi.

Proses Distilasi

Campuran alkohol dan air diletakkan di botol sebelah kiri dan dipanaskan. Pemanasan dilakukan pada suhu maksimum 70 ^oC. Pada suhu ini, alkohol mendidih dan menguap, sedangkan air tetap tinggal karena air butuh suhu lebih panas yaitu 100 ^oC untuk dapat mendidih. Uap alkohol kemudian bergerak memasuki tabung pendinginan. Pendinginan dilakukan dengan cara mengalirkan air keran secara terus-menerus sehingga energi panas uap alkohol diserap oleh air tersebut dan dibawa pergi. Uap alkohol pun mendingin sehingga kembali ke fase cairan (terkondensasi) dan ditampung di tabung sebelah kanan. Pada akhirnya, setelah semua alkohol selesai menguap dan pindah ke tabung sebelah kanan, hanya tersisa air di tabung sebelah kiri dan pemisahan pun selesai.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

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

Sumber Gambar:

http://cache2.asset-cache.net/gc/498088679-little-girls-doing-science-experiement-gettyimages.jpg?v=1&c=IWSAsset&k=2&d=7kXyIoLzuXHA1eUYjJO8YE3%2BX8nNYnBnR%2BtKQSijcWM%3D

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/34/Distillation_%28PSF%29.png

5 Apa Itu Tahun Cahaya?

Ketika membaca buku atau artikel tentang astronomi, seringkali kita temui istilah tahun cahaya, misalnya jarak galaksi Andromeda dari bumi kita adalah 2,5 juta tahun cahaya. Lantas apa maksud dari istilah TAHUN CAHAYA ini?

Meskipun mengandung unsur satuan waktu, yaitu “tahun,” sebenarnya Tahun Cahaya merupakan satuan JARAK. Jadi begini. Cahaya bergerak dengan kecepatan yang sangat tinggi, dan cahaya merupakan yang tercepat di alam semesta. Cahaya mencapai kecepatan maksimumnya di ruang hampa, yaitu 300.000 km/s. Artinya, dalam satu detik, cahaya mampu menempuh jarak 300.000 km. Jika Anda sulit membayangkan betapa besarnya kecepatan ini, saya beri Anda gambaran. Anda tahu bahwa bumi ini super besar. Nah, dengan kecepatan supernya, cahaya mampu mengelilingi bumi sebanyak 8 kali dalam waktu hanya 1 detik! Luar biasa cepat! 

Galaksi Andromeda: 2,5 Juta Tahun Cahaya Dari Bumi.

Sekarang mari kita hubungkan dengan astronomi. Ketika membahas mengenai jarak antar bintang atau galaksi, kita melibatkan jarak yang sangat-sangat jauh. Jarak sejauh itu akan merepotkan bila harus dinyatakan dalam satuan kilometer karena akan melibatkan angka yang banyak. Hal ini sama halnya bila anda hendak mengukur jarak antara Jakarta dan Surabaya dalam satuan centimeter! Atas dasar ini, para ilmuwan perlu membuat satuan khusus yang lebih besar untuk menyatakan jarak yang super jauh ini.

Tadi telah saya jelaskan bahwa cahaya memiliki kecepatan yang sangat besar. Dalam sedetik, cahaya menempuh jarak 300.000 km. Ini hanya dalam waktu sedetik. Dalam 2 detik, jarak yang ditempuhnya menjadi 600.000 km. Dalam 3 detik, jaraknya meningkat menjadi 900.000 km. Jika cahaya melakukan perjalanan selama satu jam, tentu jarak yang ia tempuh menjadi lebih jauh lagi. Nah, jarak satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh oleh cahaya ketika melakukan perjalanan selama SATU TAHUN! Bayangkan, SATU DETIK saja cahaya sudah menempuh jarak yang sangat jauh, 8 kali keliling planet bumi. Apalagi SATU TAHUN! 

Cahaya: Tercepat Di Alam Semesta

Jika Anda penasaran, kita bisa hitung berapa jauhnya jarak satu tahun cahaya itu.

1 detik = 300.000 km

1 menit = 300.000 km x 60 = 18.000.000 km

1 jam = 18.000.000 km x 60 = 1.080.000.000 km

1 hari = 1.080.000.000 km x 24 = 25.920.000.000 km

1 tahun = 25.920.000.000 km x 365 = 9.460.800.000.000 km

Anda lihat sendiri, dalam satu tahun, cahaya menempuh jarak sembilan setengah TRILIUN kilometer! Ingat bahwa ini baru satu tahun. Jarak antar bintang biasanya JUTAAN tahun cahaya! Bahkan, yang lebih fantastis lagi, diameter alam semesta ini diperkirakan oleh para ilmuwan adalah sepanjang 93 MILIAR tahun cahaya. Sungguh suatu jarak yang AMAT SANGAT SUPER JAUH SEKALI. Luar biasa. 

Maha Besar Tuhan yang telah menciptakan alam semesta sedemikian masif dan megahnya.

 

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

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

Sumber Data:

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

Sumber Gambar:

http://apod.nasa.gov/apod/image/0810/ic2118_ssro.jpg

http://fc07.deviantart.net/fs71/i/2011/158/1/8/speed_of_light_by_seasonaldragon1-d3i9ujp.png

http://cdn.phys.org/newman/gfx/news/hires/2012/andromedawan.jpg

7 Mengapa Pluto Dikeluarkan Dari Keluarga Planet?

Sewaktu saya kecil dulu, banyaknya planet ada 9. Sekarang tinggal 8. Telah banyak orang yang tahu bahwa pluto sekarang tak lagi berstatus sebagai planet, namun mungkin baru sedikit orang yang tahu mengapa demikian. 

Pluto secara dominan tersusun atas bebatuan dan es. Planet yang ditemukan oleh Clyde W Tombaugh pada tahun 1930 ini dipertanyakan status keplanetannya mulai tahun 1977 ketika para ilmuwan menemukan benda-benda angkasa yang mirip dengan pluto di sekitar area edarnya. Benda-benda langit tersebut, seperti halnya pluto, memiliki orbit yang berbeda dengan planet merkurius, venus, bumi, pluto, saturnus, uranus, dan neptunus. Atas dasar inilah, pada tahun 2006 di Prague, Republik Ceko, IAU (International Astronomers Union, atau perkumpulan astronom sedunia) berkumpul dan membahas kriteria baru untuk mendefiniisikan planet.

Pertemuan tersebut menghasilkan kesimpulan bahwa sebuah benda angkasa disebut sebagai planet jika:

1) mengitari matahari pada orbit tertentu,

2) memiliki massa yang cukup besar untuk mempertahankan bentuk bulatnya,

3) memiliki orbit yang bersih (tidak berpotongan dengan orbit benda angkasa di sekitarnya).

Pluto memenuhi kriteria nomor 1 dan 2 di atas, namun tidak nomor 3. Orbit pluto tidak bersih karena memotong orbit neptunus. Selain itu, jalur orbit pluto tidak sebidang dengan orbit planet lainnya, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Atas dasar perbedaan perilaku pluto inilah, ia akhirnya tidak diakui lagi sebagai planet sejak tahun 2006.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

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

Sumber Gambar:

http://vintagespace.files.wordpress.com/2011/11/poor-pluto.jpg

http://www.pixelbomb.com/blog/2006/08/24/pluto-is-no-longer-a-planet.html

Sumber Data:

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

http://en.wikipedia.org/wiki/2006_definition_of_planet

4 Mengapa Pelangi Tidak Pernah Muncul Di Siang Hari?

Pelangi. Fenomena alam yang bernama lain bianglala ini muncul di langit biasanya sehabis hujan. Wujudnya yang indah telah lama dikagumi manusia. Akan tetapi, mungkin Anda tidak pernah menyadari bahwa pelangi tidak pernah muncul di siang hari. Ia hanya muncul di pagi atau sore hari. Mengapa bisa begitu?

Pertama-tama kita mesti tahu bagaimana pelangi bisa terbentuk. Pelangi biasanya muncul di langit sehabis hujan karena memang terbentuknya pelangi membutuhkan kehadiran butiran air. Selepas hujan, udara begitu lembab sehingga butiran air tertahan di udara. Ketika matahari kembali muncul, sinarnya memasuki butiran-butiran air tersebut dan mengalami pembiasan seperti tampak pada gambar berikut ini.

Sinar putih matahari merupakan sinar polikromatik (terdiri dari berbagai warna, yaitu mejikuhibiniu: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu). Perbedaan warna itu terjadi karena adanya perbedaan frekuensi gelombang elektromagnetik dari sinar-sinar tersebut. Pembiasan terjadi ketika seberkas sinar memasuki medium yang berbeda kerapatannya sehingga menjadikan kecepatan rambatnya berubah. Karena memiliki frekuensi yang berbeda, sinar-sinar mejikuhibiniu pun mengalami perubahan kecepatan yang berbeda ketika memasuki medium tertentu. Akibatnya, sudut pembiasannya pun berbeda. Inilah penyebab terurainya sinar putih matahari menjadi warna-warna mejikuhibiniu ketika terjadi pembiasan, seperti yang terjadi di dalam butiran air.

Pada gambar di atas, tampak bahwa sinar matahari mengalami pemantulan di bagian belakang butiran air. Hal ini terjadi karena sudut pembiasannya melebihi sudut kritis (critical angle) sehingga terjadi pemantulan (total internal reflection). Jika sudut pembiasannya kurang dari sudut kritis, maka sinarnya hanya dibiaskan biasa saja tanpa terjadi pemantulan.

Seperti juga tampak pada gambar di atas, keluarnya cahaya pelangi mejikuhibiniu dari butiran air terjadi pada sudut 42^o terhadap arah datangnya sinar matahari. Fakta ini merupakan kata kunci dalam menjelaskan mengapa pelangi tidak pernah muncul di siang hari. Perhatikan gambar berikut.

Ketika tengah hari, posisi matahari tegak lurus dengan permukaan bumi (matahari tepat berada di di atas kepala). Pada posisi seperti ini, jika saja ada butiran air di langit, sinar mejikuhibiniu yang keluar dari butiran air tersebut akan terpantul kembali ke angkasa sehingga tidak terlihat dari permukaan bumi. Hal ini disebabkan oleh pembiasan cahaya pelangi yang selalu terjadi pada sudut 42^o.

Dengan sudut sebesar 42^o, sinar mejikuhibiniu yang keluar dari butiran air baru akan terlihat dari permukaan bumi ketika matahari condong di arah barat atau timur (pada waktu sore atau pagi hari). Inilah momen di mana pelangi dapat dinikmati oleh penduduk bumi, seperti ditunjukkan oleh gambar berikut.

Jadi sebenarnya pelangi tetap saja dapat terjadi di siang hari, namun ia tidak terlihat dari permukaan bumi. Pelangi hanya dapat diamati oleh penduduk bumi ketika pelangi tersebut muncul di pagi atau sore hari.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

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

Sumber Gambar:

http://ttorus.net/wp-content/uploads/2013/04/rainbow.jpg

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Rainbow1.svg

http://www.jadwalsholat.org/wp-content/uploads/2011/08/waktushalat.jpg

http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Rainbow_formation.png

7 Dunia Yang Kita Tinggali Ini: Antara Ada Dan Tiada

Cermati lagi dunia di sekeliling Anda. Tanah yang Anda pijaki, udara yang Anda hirup, meja yang Anda duduki, gadget yang Anda mainkan.... Apakah Anda yakin bahwa mereka benar-benar ada di situ? Orang awam pasti menjawab, “Ya tentu saja, benda-benda itu benar-benar ada di situ! Saya dapat melihat dan memegangnya! Apa maksud Anda bertanya seperti itu?!”

Hehehe... Tenang, tidak perlu esmosi :D Jika kita telaah secara fisika, faktanya mungkin akan mencengangkan Anda.

Di sekolah, kita diajari bahwa setiap benda tersusun dari bahan tertentu. Bahan-bahan tersebut tersusun dari molekul. Molekul tersusun dari unsur. Unsur terdiri dari atom. Jadi, semua benda dan materi di sekeliling kita tersusun dari atom-atom. Adapun atom itu sendiri terdiri dari proton, neutron, dan elektron, seperti yang diilustrasikan melalui gambar berikut.

 

Nukleus (inti) atom tersusun oleh proton dan neutron, sedangkan elektron berputar mengitari nukleus. Sayangnya, ilustrasi di atas hanya menggambarkan secara tepat komposisi penyusun atom, namun tidak menggambaran secara tepat komposisi ukuran atom. Sebenarnya, ukuran nukleus dan elektron sangat-sangat kecil sekali dalam sebuah atom. Analoginya, jika sebuah stadion adalah atom, maka nukleusnya adalah sebutir kelereng yang berada di tengah-tengah stadion, sedangkan elektron serupa debu yang beterbangan mengitari kelereng tersebut di seantero stadion.  Bayakangkanlah, seberapa besar stadion serta seberapa kecil kelereng dan debu.

  

Berdasarkan penyelidikan ilmiah, para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa sebuah atom tersusun dari 99,9999999999999% ruang kosong. Hanya 0,0000000000001% saja dari ruangan atom itu yang terisi oleh proton, neutron, dan elektron. Maka atom dapat dikatakan sebagai suatu wujud yang nyaris kosong-melompong. Dengan kata lain, atom adalah sesuatu yang “nyaris” tidak ada.

Jadi, karena semua materi tersusun dari atom, ketika Anda sedang melihat sebuah batu, sebenarnya Anda sedang melihat sesuatu yang hampir-hampir tidak ada di situ. Ketika Anda bernafas, Anda nyaris tidak menghirup apa-apa. Ketika Anda memegang selembar kertas, Anda seakan-akan memegang sebuah ketiadaan.

Begitu pula dengan tubuh Anda sendiri...... Kosong dan hampa...... 

Begitulah. Dunia ini antara ada dan tiada. Bahkan, dunia ini lebih mengarah ke tidak ada daripada ada. Jadi, jangan mengagung-agungkan dunia ini ini karena Anda sama saja mengagung-agungkan sesuatu yang tidak ada. Terkait dengan topik ini, Anda dapat pula membaca tulisan lain saya, Apakah Kita Benar-Benar Hidup Di Dunia Nyata?, yang mengulas sisi lain dari abstraknya kehidupan dunia ini.

 *******

Ditulis oleh Doni Aris Yudono

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

Sumber Gambar:

http://www.hdwallpapersos.com/wp-content/uploads/2014/07/in_heaven.jpg

http://www.solarlightaustralia.com.au/wp-content/uploads/2013/03/Atoms.jpg

http://diagnoser.com/cocoon/diagnoser/328-DIAG/version/default/part/ImageData/data/stadium_nucleus_atom.GIF

2 Mengapa Suara Anak Lelaki Menjadi Nge-Bass Ketika Remaja?

Ketika kita mengenal seorang bocah laki-laki, lantas beberapa tahun tidak bertemu dengannya lagi, maka biasanya kita akan menjadi sedikit terkejut dengan perubahan suaranya ketika kita menuinya lagi di saat ia beranjak remaja. Suara anak laki-laki memberat dengan drastis ketika mereka tumbuh dewasa. Dari mana suara bass tersebut berasal?

Untuk memahami fenomena ini, perlu dipahami mekanisme keluarnya suara pada tubuh manusia. Telah umum diketahui bahwa manusia memiliki pita suara di dalam kerongkongan. Organ inilah yang berperan penting dalam produksi suara manusia. Berikut ini adalah gambar pita suara manusia.

Perbedaan kondisi pita suara manusia antara ketika berbicara (atas) dan bernafas (bawah)

 

Ketika kita bersuara, paru-paru menghembuskan udara ke dalam kerongkongan sehingga terjadi aliran udara yang menggetarkan pita suara. Getaran pita suara inilah yang mebghasilkan bunyi dan merambat di udara hingga sampai ke telinga orang yang mendengarnya. Frekuensi (tinggi rendahnya nada) yang dihasilkan pita suara bergantung pada seberapa banyak getaran pita suara tersebut per detiknya. Semakin banyak getaran yang terjadi per detik, maka frekuensinya semakin tinggi (semakin melengking). Sebaliknya, semakin sedikit getaran yang terjadi per detik, maka frekuensinya semakin rendah (semakin berat/ngebass).

Ketika anak lelaki masih berusia balita, pita suaranya masih tipis sehingga mudah bergetar dan menghasilkan banyak getaran per detiknya. Alhasil, suara anak itu masih bernada tinggi sehingga terdengar imut. Namun ketika beranjak remaja, pita suara anak itu menebal sehingga lebih sulit bagi aliran udara untuk menggetarkannya. Banyaknya getaran per detik dari pita suara tersebut pun berkurang sehingga frekuensinya menurun. Akibatnya, suara anak remaja itu menjadi ngebass.

Sebetulnya fenomena ini juga terjadi pada anak perempuan, namun proses penebalannya tidak sebanyak yang terjadi pada anak laki-laki sehingga efeknya ngebass yang timbul tidak sedrastis anak laki-laki.

*******

Ditulis Oleh Doni Aris Yudono

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

Sumber Gambar:

http://img4.wikia.nocookie.net/__cb20090925224829/uncyclopedia/images/f/fa/Smiling_boy.jpg

http://www.entmags.org/archive/images/Vocal_Cord_Paralysis.jpg

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