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 juga sebaliknya. 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 lama
siang dan malam, gerak semu tahunan matahari, perubahan musim, dan perubahan
penampakan rasi bintang, serta kalender masehi.
Nah, begitu sahabat, beberapa fenomena yang bisa dianalisis dengan Fisika. Insya Allah nanti kita sambung lagi, karena masih banyak sekali pertanyaan lainnya. Semoga tidak puas, sehingga terus belajar :) Dan mudah2an ada manfaatnya :)
Salam Fisika :)
