Disini, saya akan membahas beberapa soal geofisika dalam kehidupan sehari-hari beserta penyelesaiannya. Ternyata, banyak sekali hal yang kita anggap sepele tetapi kita tidak tahu rahasia apa yang ada didalamnya sehingga hal itu bisa terjadi sedemikian rupa. Well, posting ini lebih cocok kalau yang membacanya murid kelas 1 atau X SMA/MA. Tapi kalo ada umi-umi pengajian yang mau baca ini juga sok aja, gak ada yang ngelarang, hehe. Tapi inget, kalo ada yang mau copas, harus dicantumin juga yah sumber postingan ini dari bukuyang berjudul Olimpiade Fisika: Teori dan Latihan Fisika Menghadapi Masa Depan yang disusun oleh Yohanes Surya, M.Sc., Ph.D.. Okeokeoke... ;-)
T: Seekor burung camar beristirahat diatas ombak laut. Ternyata burung tersebut tetap bertengger di tempat yang kurang lebih sama dengan tempat semula, meskipun ombak telah menggulung silih berganti. Mengapa bisa terjadi demikian?
J: Penyebabnya adalah gelombang laut atau ombak itu tidak mendorong burung camar dalam arah mendatar. Gelombang laut sebenarnya hanyalah merupakan perjalanan gerak turun naik air (air tidak bergerak mendatar tetapi hanya ke atas ke bawah dalam hal ini). Gerak ke depan yang tampak jelas karena gelombang menyapu permukaan laut hanya merupakan suatu ilusi optis saja. Ini mirip dengan gerakan sebuah tali ketika diberi usikan pada salah satu ujungnya, sehingga timbul gelombang transversal. Usikan ini akan dijalarkan ke ujung lain tanpa talinya bergerak mengikuti usikan.
(catatan: mungkin burung itu tergeser sedikit akibat arus laut)
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: Mengapa air lebih lambat menjadi panas dibandingkan dengan daratan (tanah)?
J: Air lebih banyak memantulkan sinar matahari daripada menyerapnya. Sebaliknya tanah lebih menyerap sinar matahari (panas). Sinar matahari yang diserap air dapat menembus permukaan sampai pada kedalaman tertentu dan tidak mengumpul di permukaan. Sedangakan permukaan tanah tidak dapat ditembus oleh sinar matahari sehingga panas matahari akan berkumpul dipermukaan dan membuat hangat permukaan tanah.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: Mengapa tanah cepat menjadi dingin pada malam hari?
J: Panas yang diterima bumi sebagian besar akan dipancarkan kembali berupa radiasi panas, hanya sedikit sekali yang disimpan. Akibatnya ketika pada malam saat tidak ada penyinaran, tidak banyak panas yang dimilikinya sehingga tanah menjadi cepat dingin.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: Mengapa daerah khatulistiwa merupakan daerah yang kekurangan angin?
J: Pada waktu membicarakan aliran udara global, kita tahu bahwa di daerah khatulistiwa, udara akan naik ke atas dan kemudian terpecah ke utara dan selatan. Hanya sedikit sekali yang kembali ke khatulistiwa. Itulah sebabnya daerah ini kurang angin
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: Pada waktu hari cerah, anda berdiri di atas salju putih. Bagaimana warna bayangan anda? Hitam, biru, atau merah?
J: Bagian salju yang terkena sinar matahari langsung akan menunjukan warna matahari; kuning keputih-putihan. Salju yang terletak pada bayangan anda tidak terkena sinar matahari secara langsung, tetapi disinari oleh cahaya dari langit biru. Sehingga warna bayangan anda akan terlihat kebiruan.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: Sebentuk awan melintas dalam suatu daerah yang cukup cerah, sehingga terlihat bayangannya di tanah. Mana yang jauh lebih besar, awan atau bayangannya?
J: Sinar matahari berada pada jarak yang jauh sekali sehingga sinar yang datang pada awan hampir sejajar, akibatnya awan dan bayangannya hampir sama besar. Dilihat dari bumi, awan kelihatannya jauh lebih kecil dari bayangannya karena efek perspektif. Seperti anda melihat 2 rel kereta yang berdampingan, semakin jauh jarak kedua rel itu, maka ruas antara kedua rel itu semakin sempit.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: Mengapa kebanyakan orang mencat rumahnya dengan warna putih?
J: Ada beberapa sebab orang mencat rumahnya dengan warna putih. Warna putih memantulkan sinar matahari sehingga membuat rumah tidak terlalu panas di waktu siang. Warna putih meradiasikan sedikit sekali panas sehingga membuat rumah tidak kehilangan banyak panas pada waktu malam hari (ruumah terasa lebih hangat). Cat putih bertahan lebih lama kerusakannya dari warna lainnya. Yang merusak cat adalah sinar yang diserap oleh benda (benda yang disebut disini adalah tembok). Warna putih (bukan benda putih) pun tidak menyerap sinar matahari sehingga bertahan lebih lama.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: Mengapa resep kue harus diubah ketika anda memasak pada ketinggian lebih dari 1000 m di atas permukaan laut?
J: Resep kue harus diubah dengan alasan berikut. Pada tempat tinggi, tekanan lebih rendah, karena tekanan rendah maka titik didih air menjadi lebih kecil (<100>
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: Mengapa tidak ada gunung yang lebih tinggi dari Mt. Everest di bumi ini?
J: Jika gunung sangat tinggi, tekanan di dasar gunung akan sangat besar sehingga akan membuat batu-batuan mulai mencair. Ini akan menyebabkan gunung ambruk. Menurut perhitungan teori, tinggi gunung maksimum yang dapat berdiri adalah 30 km.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: Pada waktu udara dingin, kita berdiri dengan pakaian biasa di luar, mengapa kita menggigil kedinginan?
J: Suatu benda yang suhunya lebih tinggi dari 0 K akan meradiasikan panas dan menyerap panas dari sekelilingnya. Suhu tubuh kita lebih besar dari suhu sekelilingnya, sehingga tubuh kita akan mengeluarkan (meradiasikan) panas lebih besar dibandingkan dengan panas yang diserapnya. Pada waktu udara dingin sekali, panas yang hilang dari tubuh kita jauh lebih banyak sehingga kita merasa kedinginan..
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: Air danau yang tenang dan jernih akan tampak berwarna apa?
J: Jika danaunya dalam dan airnya murni, warna biru akan tampak dari pantulan sinar biru (dari langit). Jika airnya dangkal, danau kelihatan warna kehijauan akibat pantulan dari dasar danau.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
T: pada waktu cuaca mendung atau hujan turun, terlihat kilat menyambar dan petir menggelegar. Dari segi fisika, bagaimana kilat dan petir ini dapat terjadi?
J: Kita mulai dari udara panas yang sedang bergerak ke atas. Udara ini membawa banyak uap air. Di atas udara ini menjadi dingin. Dalam keadaan dingin, daya tampung udara untuk menampung uap air berkurang. Akibatnya sebagian air berkondensasi menjadi titik-titik air yang berbentuk awan. Awan ini akan terus naik ke atas, walaupun suhu sekelilingnya kurang dari 00C, titik-titik air ini tidak membeku karena tekanan udara sangat rendah. Titik-titik air ini dinamakan air super dingin. Keadaan ini dapat terus berlangsung sampai suhu sekitarnya menjadi -400C. Pada suhu ini air membeku menjadi butir-butir es.
Kemudian butir-butir es bergabung satu sama lain menjadi es batu. Dan karena beratnya, batu-batu es ini jatuh sebagai hujan batu es. Ketika jatuh, batu-batu es ini berbenturan dengan titik-titik air super dingin yang sedang naik ke atas. Begitu tertabrak es, air super dingin ini terganggu sehingga membeku. Setiap kali batu es berbenturan dengan satu butiran air super dingin, sebagian butiran air akan terpental sebagai pecahan es kecil. Sisanya kan menjadi satu dengan batu es makin lama makin besar.
Pada setiap kali tumbukan, satu elektron dari pecahan es kecil akan terlepas dan diterima oleh batu es. Pecahan es kecil akan menjadi bermuatan positif. Menurut Sir Basil Schonland, jutaan benturanterjadi antara batu es dengan tetes-tetes air super dingin ini dan menghasilkan muatan listrik di awan.
Pecahan-pecahan es kecil yang bermuatan positif akan naik ke tempat yang lebih tinggi. Selagi pecahan es ini naik, batu es bermuatan negatif akan turun ke bawah yang lebih panas. Antara kutub positif dan negatif bisa terjadi potensial setinggi 100 juta volt.
Dengan demikian batu-batu es ini mencair menjadi tetes-tetes air yang besar. Seluruh proses ini memakan waktu kira-kira 1 jam.
Pemancaran kilat pertama terjadi ketila muatan negatif pada bagian bawah awan meloncat ke dasar awan yang bermuatan positif. Muatan positif ini akan menjadi netral. Sebagian elektron dari bagian bawah ini akan turun ke bumi, tertarik oleh daya tarik muatan positif di permukaan bumi. Loncatan elektron ini akan menimbulkan bunag apai listrik yang dikenal sebagai kilat.
Pada waktu kilat menyambar, udara disekitarnya menjadi panas dan mengembang. Hal ini menimbulkan gelombang bertekanan yang bergerak dan menimbulkan suara yang mengejutkan dan memekakan telinga. Suara inilah yang kita kenal dengan nama petir.
0 comments:
Post a Comment