Yuk Bedah Fenomena dengan Ilmu Fisika

Sahabat, pernahkah kalian bertanya kenapa langit berwarna biru? Kenapa benda yang dilempar pasti jatuh ke bawah? Dan kenapa kita harus belajar Fisika?

Pertanyaan yang terakhir sepertinya yang paling kalian sering lontarkan yaa? hehe.. Ya, karena untuk menjawab fenomena-fenomena fisik dalam kehidupan kita butuh ilmu yang membahas tentang hal-hal itu. Apa ilmu itu? Ya, Fisika :)

Coba yuk kita lihat beberapa pertanyaan tentang fenomena ynag terjadi dalam kehidupan yang bisa kita bedah asal-muasalnya, sebab-musababnya dengan analisis Fisika:

1.    Kenapa warna matahari berbeda pada pagi, siang, dan sore hari?

Jawaban:

Warna matahari berbeda di pagi, siang, dan sore hari menunjukkan adanya pengaruh difraksi cahaya matahari oleh atmosfer bumi. di pagi dan sore hari, cahaya matahari harus menembus atmosfer yang lebih tebal daripada di siang hari. Padahal di atmosfer, cahaya matahari dihamburkan oleh partikel-partikel yang ada. namun hanya cahaya biru yang terkena efeknya karena panjang gelombangnya yang pendek. akibatnya, hanya warna merah yang bisa kita lihat ketika pagi dan sore hari. hamburan yang terjadi itu disebut dengan hamburan Rayleigh. Dan karena penyebab yang sama pula, langit di siang hari akan terlihat biru. Saat matahari terbit dan terbenam maka langit sebagian akan berwarna berwarna merah, langit berwarna biru, dan cahaya langit terpolarisasi (paling tidak sebagian).

Pada saat matahari terbenam, dipihak lain, berkas cahaya matahari melewati panjang atmosfer maksimum. Banyak dari warna biru yang telah dikeluarkan dengan penghamburan. Cahaya yang mencapai permukaan bumi berarti kekurangan biru, yang merupakan alasan matahari terbenam berwarna kemerahan. Langit hanya berwarna biru di siang hari. Ada beberapa sebab mengapa langit saat itu berwarna biru. Bumi diselubungi lapisan udara yang disebut atmosfer. Kita tahu, cahaya dari matahari terdiri dari paduan semua warna, dari merah, kuning, hijau, biru, hingga ungu. Merah memiliki frekuensi yang lebih kecil dari kuning, kuning lebih kecil dari hijau, hijau lebih kecil dari biru, biru lebih kecil dari ungu. Semakin besar frekuensi cahaya, semakin kuat cahaya itu dihamburkan.

Pada sore hari, sering matahari berubah warna menjadi merah. Pada saat itu, sinar matahari yang sudah miring menempuh jarak lebih jauh untuk mencapai mata kita, sehingga semakin banyak cahaya yang dihamburkan. Sehingga yang banyak tersisa adalah cahaya frekuensi rendah, yaitu merah. Di bulan dan di planet yang tidak memiliki atmosfir, cahaya matahari tidak dihamburkan, sehingga langit selalu berwarna hitam, walaupun di siang hari. Kita ingat untaian cahaya tampak dalam spektrum cahaya, merah-jingga-kuning-hijau-biru-ungu. Dari urutan merah sampai ungu, frekuensinya semakin tinggi. Jadi warna-warna yang mendekati merah memiliki frekuensi cahaya tinggi, dan warna-warna yang mendekati ungu memiliki frekuensi cahaya rendah.

2.  Mengapa roda atau ban kendaraan berbentuk bulat, tidak kotak atau bentuk yang lain?

                           

Jawaban:

Beberapa alasanya karena:

·           Bentuk bulat tidak mempunyai sudut. Bisa dilihat pada gambar di atas. Gambar A adalah bentuk kotak. Sudutnya sangat tajam-tajam dan ini sangat menyusahkan bagi kotak untuk diputar. Sudut tajam ketika dicoba untuk diputar, seperti menancap pada bidang gerak. Ini tentu memerlukan tenaga besar untuk memutarnya dan yang paling parah adalah jalan dari kotak tentu tidak mulus. Rasanya seperti berkendara dijalan yang penuh bebatuan. Begitu juga dengan decagon (segi sepeluh) pada gambar B. Walaupun bentuknya yang menyerupai bulatan, tetap saja masih ada sudutnya dan masih memerlukan energi besar untuk memutarnya. Kalau bentuknya bulat, maka tidak ada sudut lagi yang menghalangi pergerakan roda. Roda berjalan lancar.

·           Bidang gesek kecil. Bidang gesek kotak terhadap alasnya sangatlah besar dan memerlukan energi lebih untuk memutarnya. Jika bentuk roda kotak, bisa dibayangkan bagaimana kerja mesin motor anda untuk menggerakkannya. Kemudian bentuk decagon juga mempunyai bentuk gesek yang besar walaupun lebih kecil dari kotak. Yang paling baik adalah bulat. Bidang geseknya sangat kecil sekali dan sangat memudahkan kerja mesin untuk memutarnya.

3. Kenapa infusan dipasang lebih tinggi dari tubuh pasien sedangkan saat donor darah dipasang lebih rendah (di bawah) tubuh pendonor?

                                    

     Jawaban:

Sebelum dipasangi infus, tubuh pasien harus diukur terlebih dahulu tekanan darahnya. Setelah diukur baru kemudian dipasangi infus. Posisi infus diatur sedemikian rupa agar tekanan aliran dari cairan infus lebih besar dari tekanan darah. Kalau tekanan cairan infus lebih kecil dari tekanan darah keadaannya akan terbalik yakni darah akan masuk ke dalam kantong infus.

Dalam ilmu fisika ada dikenal dengan tekanan hidrostatis yaitu tekanan yang dialami oleh cairan yang statis atau diam. Tekanan Hidrostatis adalah tekanan yang terjadi di bawah air. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air akibat dari percepatan gravitasi yang membuat cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan (zat cair) terrgantung pada kedalaman cairan di dalam sebuah ruang dan gravitasi juga menentukan tekanan air tersebut. Rumus fisikanya:

P = ρ.g.h

Diman:

P = Tekanan yang dialami oleh cairan

ρ = massa jenis cairan

h = ketinggian cairan/kedalaman cairan

Jadi makin tinggi tempat kantong infus dengan pergelangan lengan makan tekanan cairan infus makin besar juga, begitu jugasebaliknya. Oleh karena itu pemasangan cairan infus diposisikan lebih tinggi dari pergelangan tangan pasien agar cairan infusnya mau masuk ke dalam tubuh pasien. Coba anda bayangkan kalau cairan infus di pasang lebih rendah dari tubuh pasien? 

Pastinya akan terbalik. Bukan cairan infus yang masuk ke tubuh pasien akan tetapi cairan darah yang akan masuk ke dalam kantong infus. Kejadian ini akan mirip seperti orang donor darah. Di mana kantong darah di letakan di bawah atau lebih rendah dari tubuh si pendonor.

4.  Mengapa api biasanya berwarna orange?

Jawaban:

       Warna api tergantung dari suhu. Warna biru meanandakan suhu yang sangat tinggi. Api memerlukan oksigen. Ketika lilin terbakar, bagian tengah api dekat dasarnya, tidak mendapatkan banyak oksigen. Jadi tampak gelap. Tetapi bagian luar dan puncak api mendapat banyak udara, di bagian ini api menyala terang. Saat sumbu terbakar dan lilih meleleh dan mendesis, karbon-serpihan lilin yang terbakar hangus dan berterbangan. Serpihan kecil karbon ini sangat panas, sehingga nyala api berwarna orange.

5.  Mengapa langit berwarna biru? 

Jawaban :

       Sinar matahari yang menerangi langit siang berwarna putih yang “terbuat” dari warna pelangi.Debu dan partikel-partikel udara lain di udara mengurai cahaya dari matahari dan biru keluar paling kuat. Delapan foton cahaya biru muncul untuk setiap satu merah (cahaya biru yang memancar keluar dari molekul delapan kali lebih terang daripada cahaya merah). Langit tidak “murni” biru, karena warna-warna lain juga mencapai ke mata kita tetapi warna yang lain “ditenggelamkan” oleh warna biru.

6. Kenapa bumi berbentuk bulat?

Jawaban:

       Bentuk bumi bulat, tetapi tidak persis seperti bola bentuk bumi agak pepat di kedua kutubnya. Bentuk bumi yang demikian disebabkan oleh perputaran bumi pada porosnya (rotasi). Akibat rotasi bumi, bagian bumi yang berada di kutub hampir tak bergerak, sedangkan bagian bumi yang berada di katulistiwa merasakan sedikit terlempar keluar, sedangkan yang berada disekitar kutub tidak. Terlempar keluarnya bagian yang berada di sekitar khatulistiwa menyebabkan bagian-bagian tersebut sedikit menjauh dari pusat bumi. Itu sebabnya jari-jari bumi di khatulistiwa lebih panjang dibandingkan di kutub. Jari-jari di khatulistiwa 6.378 km dan di kutub 6375 km. Dengan demikian , jari-jari bumi rata-rata 6.371 km.

7.  Benarkah bumi mengelilingi matahari? Mengapa justru matahari yang tampak terbit dari timur ke barat bumi?

Jawaban:

       Bintang-bintang (termasuk matahari) yang tampak bergerak sebenarnya tidak bergerak. Akibat rotasi bumi dari arah barat ke timur, bintang-bintang tersebut tampak bergerak dari timur ke barat. Rotasi bumi tidak dapat kita saksikan, yang dapat kita saksikan adalah peredaran matahari dan benda-benda langit melintas dari timur ke barat. Oleh karena itu kita selalu menyaksikan matahari terbit disebelah timur dan terbenam di sebelah barat. Pergerakan dari timur ke barat yang tampak pada matahari dan benda-benda langit ini dinamakan gerak semu harian bintang. Karena gerak semu ini dapat di amati setiap hari, maka disebut gerak semu harian.

8.  Kenapa lama siang dan malam kadang berbeda? Waktu shalat pun jadi berbeda, maju atau mundur beberapa menit?

Jawaban:

       Karena terjadinya revolusi bumi. Revolusi Bumi adalah peredaran bumi mengelilingi matahari. Bumi mengelilingi matahari pada orbitnya sekali dalam waktu 365¼.waktu 365¼ atau satu tahun surya disebut kala revolusi bumi. Ternyata poros bumi tidak tegak lurus terhadap bidang ekliptika melainkan miring dengan arah yang sama membentuk sudut 23,50 terhadap matahari, sudut ini diukur dari garis imajiner yang menghubungkan kutub utara dan kutub selatan yang disebut dengan sumbu rotasi. Revolusi ini menimbulkan beberapa gejala alam yang berlangsung secara berulang tiap tahun diantaranya perbedaan lamasiang dan malam, gerak semu tahunan matahari, perubahan musim, dan perubahan penampakan rasi bintang, serta kalender masehi.

SEMOGA BERMANFAAT :-)