Mengapa terjadi petir?

Mengapa Bisa Terjadi Petir ?

 

Petir terjadi akibat perpindahan muatan negatif menuju ke muatan positif. Menurut batasan fisika, petir adalah lompatan bunga api raksasa antara dua massa dengan medan listrik berbeda. Prinsip dasarnya kira-kira sama dengan lompatan api pada busi.

Petir adalah hasil pelepasan muatan listrik di awan. Energi dari pelepasan itu begitu besarnya sehingga menimbulkan rentetan cahaya, panas, dan bunyi yang sangat kuat yaitu geluduk, guntur, atau halilintar. Geluduk, guntur, atau halilintar ini dapat menghancurkan bangunan, membunuh manusia, dan memusnahkan pohon.

Sedemikian raksasanya sampai-sampai ketika petir itu melesat, tubuh awan akan terang dibuatnya, sebagai akibat udara yang terbelah, sambarannya yang rata-rata memiliki kecepatan 150.000 km/detik itu juga akan menimbulkan bunyi yang menggelegar.

---

Sudut Pandang

Mengapa pesawat terbang yang jauh diatas terlihat lambat bergerak?

 

Ketika kita melihat sesuatu yang bergerak, yang patut kita sadari adalah perubahan sudut pandang dari mata kita terhadap obyek yang bergerak tersebut. Obyek yang berada dekat sekali dengan kita, walaupun bergerak tidak terlalu cepat, akan membuat kita memutarkan kepala hanya untuk melihat kemana obyek itu sekarang berada.

Ketika kamu melihat sesuatu obyek yang bergerak di kejauhan, perubahan sudut pandang yang terjadi tidak sebesar apabila obyek itu ada di dekat kita sehingga kita merasa bahwa obyek tersebut bergerak lambat, seperti pada pesawat yang sedang terbang jauh di atas kita.

Contoh lainnya adalah bulan. Bulan bergerak mengelilingi bumi dengan kecepatan rata-rata 1.022 Km/jam, tetapi karena jarak antara kita dengan bulan yang jauh, bulan kelihatan tidak bergerak sama sekali, karena kita hampir tidak merasakan perubahan sudut pandang.

---

---

---

---

---

---

Apa itu hypothermia ?

Mengapa Tubuh Kita Gemetar pada Saat Cuaca Dingin ?

Tubuh manusia tidak dapat mengtoleransi suhu yang terlalu rendah maupun terlalu tinggi. Seseorang yang berada di luar ruangan dengan temperatur udara di bawah minus 29 derajat C tanpa mengenakan pakaian yang cukup tebal akan beku dan berakhir pada kematian karena tubuhnya kehilangan panas.

Temperatur tubuh normal adalah 37 derajat C, dan ketika temperatur udara lebih rendah dari temperatur tubuh, panas akan mengalir dari tubuh kita. Pada temperatur udara sedang (berkisar antara 15-20 derajat C), tubuh kita tidak terlalu bermasalah, bahkan sesungguhnya temperatur udara sedang sangat dibutuhkan karena tubuh kita memproduksi panas berlebih dari yang kita butuhkan dan harus dilepas sebagian.

Suatu kondisi di mana temperatur udara sangat rendah sehingga tubuh melepas terlalu banyak panas sehingga temperatur tubuh turun disebut dengan hypothermia. Penurunan panas tubuh badan antara 1 derajat C hingga 2 derajat C mengakibatkan tubuh gemetar, yang merupakan salah satu usaha tubuh kita untuk menaikkan temperatur tubuh melalui gerakan dari sendi-sendi otot.

Penurunan yang lebih drastis lagi mengakibatkan kehilangan kesadaran dan bahkan kematian. Kebalikan dari kondisi di atas disebut dengan hiperthermia. Hal ini dapat disebabkan oleh tingginya udara di luar maupun faktor dari dalam tubuh kita sendiri yaitu ketika seseorang menderita demam.

Penulis : Sendi Nugraha Pratama

Penerapan Prinsip Pemuaian dalam Teknologi

 Penerapan Prinsip Pemuaian dalam Teknologi

Secara sederhana, pemuaian adalah fenomena pertambahan panjang, luas, atau volume suatu benda akibat adanya perubahan suhu. Prinsip pemuaian ini ternyata sudah banyak diterapkan untuk teknologi dalam kehidupan sehari-hari kita. Beberapa diantaranya adalah:

1. Bimetal

Bimetal adalah dua keping logam yang angka muainya berbeda kemudian dijadikan satu. Bimetal yang dipanaskan akan melengkung ke arah logam yang angka muainya kecil. Demikian juga kalau didinginkan, bimetal akan melengkung ke arah logam yang angka muainya besar. Penggunaan bimetal antara lain untuk termostat, sakelar otomatis pada lampu sein, dan termometer bimetal.

Gambar: Termometer Bimetal (source: leengatevalves.co.uk)

2. Pengelingan

Mengeling yaitu menyambung dua pelat dengan menggunakan paku keling. Cara pengelingannya dengan memanaskan paku, kemudian dimasukkan ke dalam lubang pelat. Setelah dimasukkan, ujung paku keling dipukul hingga melebar dan menjepit 2 pelat tersebut. Setelah dingin, paku keling mengkerut dan menjepit pelat dengan sangat kuat. Pengelingan biasanya digunakan pada pembuatan badan kapal, penyambungan besi jembatan, pembuatan tangki, dan pembuatan badan pesawat.

Gambar: Pembuatan badan pesawat

3. Pemasangan Bingkai Besi Roda

Zaman dahulu, roda pedati atau delman dibuat dari kayu yang dibingkai dengan besi dan karet. Untuk memasang bingkai besi, bingkai diusahakan dalam keadaan panas karena dalam keadaan dingin bingkai tidak dapat masuk pada roda. Setelah dipanaskan, bingkai akan mengalami pemuaian sehingga besar lingkaran dalam bingkai membesar dan dapat masuk pada roda delman. Saat dingin, bingkai besi akan mengerut dan menempel pada roda dengan kuat.

Gambar: Roda pedati

4. Pemasangan Kaca Jendela

Pada pemasangan kaca jendela, biasanya tidak dilakukan dengan tepat tetapi agak longgar. Mengapa demikian? Jika kita memasang kaca dengan tepat pada bingkainya maka saat udara panas, pemuaian akan terjadi pada kaca dan kaca dapat pecah. Karena besarnya pemuaian kaca lebih besar daripada pemuaian bingkai jendela, sehingga luas dan volume bingkai tidak dapat mengikuti kaca. Dari prinsip pemuaian ini, pemasangan kaca jendela atau kaca pintu dibuat agak longgar untuk mengantisipasi pemuaian yang terjadi pada kaca.

Gambar: Proses pemuaian kaca jendela

5. Pemasangan Rel Kereta Api dan Jembatan

Penerapan prinsip pemuaian juga dapat kita lihat pada teknologi rel kereta api. Pada rel kereta api, sambungannya tidak berimpit, tetapi ada rongga atau jarak antara rel yang satu dengan yang lain. Hal ini untuk mengatasi kemungkinan terjadinya pemuaian pada siang hari sehingga rel tersebut tidak melengkung. Penerapan prinsip pemuaian yang lain adalah pada pembuatan jembatan. Sambungan pada jembatan diberi celah untuk mengatasi kemungkinan pemuaian pada besi jembatan.

Gambar: Pemuaian pada rel kereta api

Sekian tulisan mengenai Penerapan Prinsip Pemuaian dalam Teknologi, semoga bermanfaat.

sumber : pustakafisika.wordpress.com

ANOMALI AIR

ANOMALI AIR

Mengapa danau ketika membeku di permukaannya terlebih dahulu ??


Suatu benda itu akan memuai (volume bertambah) bila suhu bertambah dan menyusut (volume berkurang) bila suhu berkurang. Namun beda dengan air, air memiliki sifat keanehan yang tidak sama dengan sifat benda lainnya.

Pada saat suhu udara di permukaan sungai atau danau menurun sampai 4°C, volume air akan menyusut (berkurang) akibatnya massa jenis air bertambah besar (ingat massa jenis itu = massa / volume) Massa jenis air paling besar terjadi pada suhu 4°C

Karena massa jenis air bertambah, maka air yang ada dipermukaan sungai/ danau akan turun ke bawah permukaan, sementara air yang ada di dasar karena massa jenisnya lebih ringan akan naik ke atas. Proses ini akan terjadi terus sampai suhu mencapai 4°C.

Nah ketika suhu turun terus mulai 4°C ke bawah, anomali air akan terjadi. Seharusnya benda kalau didinginkan terus volume akan menyusut (mengecil) tapi dalam hal ini tidak berlaku untuk air. Air yang ada di permukaan (karena suhu udara semakin dingin) volume akan bertambah. Air di permukaan menjadi es dan volume air justru bertambah /memuai (ingat kan kenapa kalau kita bikin es batu dibungkus plastik, kalau sudah beku pasti menggembung). Akibatnya massa jenis akan berkurang (ingat massa jenis = massa / volume).

Nah karena massa jenis lebih ringan dari air yang ada di bawah, maka air tidak akan turun ke bawah. Air yang ada di permukaan akan membeku lebih dulu daripada air yang ada di dasar.

Jadi siklus air membentuk es itu terjadi dari permukaan air menuju ke dalam / dasar. ( Ingat kan kalau kita bikin es batu, yang belum begitu sempurna, maka bagian permukaan lebih keras daripada bagian dalam). Itu terjadi karena hal di atas (anomali air).

Kalau seandainya anomali air tidak terjadi, maka volume air akan berkurang (menyusut), massa jenis air akan bertambah besar, dan proses pembekuan akan terjadi dari dasar menuju ke permukaan. Akibatnya air akan membeku dari dasar sungai atau danau lebih dahulu diikuti dengan air yang ada dipermukaan (ikan dan makhluk hidup air lain bisa mati karena air di dasar membeku lebih dulu).

Sifat anomali air ini ternyata berguna untuk menjaga ekosistem yang ada di dalam sungai atau danau tersebut. karena meski air sudah beku dipermukaan, ternyata air yang ada di dasar / dalam tidak ikut membeku sehingga makhluk hidup di dalamnya bisa bertahan, di kala musim dingin datang. Bukan tidak mungkin bila suhu menjadi sangat ekstrim (mungkin bila akibat global warming dsb) maka air akan terus membeku sampai ke dasar.

Maha besar Tuhan yang menciptakan semuanya

sumber : muklhis putra

10 Fenomena Antariksa Paling Misterius

1. Tabrakan Antar Galaksi
Ternyata galaksi pun dapat saling “memakan” satu sama lain. Yang lebih mengejutkan adalah galaksi Andromeda sedang bergerak mendekati galaksi Bima Sakti kita. Gambar di atas merupakan simulasi tabrakan Andromeda dan galaksi kita , yang akan terjadi dalam waktu sekitar 3 milyar tahun. Credit: F. Summers/C. Mihos/L. Hemquist

2. Quasar
Quasar tampak berkilau di tepian alam semesta yang dapat kita lihat. Benda ini melepaskan energi yang setara dengan energi ratusan galaksi yang digabungkan. Bisa jadi quasar merupakan black hole yang sangat besar sekali di dalam jantung galaksi jauh. Gambar ini adalah quasar 3C 273, yang dipotret pada 1979. Credit: NASA-MSFC.

3. Materi Gelap (Dark Matter)
Para ilmuwan berpendapat bahwa materi gelap (dark matter) merupakan penyusun terbesar alam semesta, namun tidak dapat dilihat dan dideteksi secara langsung oleh teknologi saat ini. Kandidatnya bervariasi mulai dari neotrino berat hingga invisible black hole. Jika dark matter benar-benar ada, kita masih harus membutuhkan pengetahuan yang lebih baik tentang gravitasi untuk menjelaskan fenomena ini. Credit: Andrey Kravtsov.

4. Gelombang Gravitasi (Gravity Waves)
Gelombang gravitasi merupakan distorsi struktur ruang-waktu yang diprediksi oleh teori relativitas umum Albert Einstein. Gelombangnya menjalar dalam kecepatan cahaya, tetapi cukup lemah sehingga para ilmuwan berharap dapat mendeteksinya hanya melalui kejadian kosmik kolosal, seperti bersatunya dua black hole seperti pada gambar di atas. LIGO dan LISA merupakan dua detektor yang didesain untuk mengamati gelombang yang sukar dipahami ini. Credit: Henze/NASA.

5. Energi Vakum
Fisika Kuantum menjelaskan kepada kita bahwa kebalikan dari penampakan, ruang kosong adalah gelembung buatan dari partikel subatomik “virtual” yang secara konstan diciptakan dan dihancurkan. Partikel-partikel yang menempati tiap sentimeter kubik ruang angkasa dengan energi tertentu, berdasarkan teori relativitas umum, memproduksi gaya antigravitasi yang membuat ruang angkasa semakin mengembang. Sampai sekarang tidak ada yang benar-benar tahu penyebab ekspansi alam semesta. Credit: NASA-JSC-ES&IA.

6. Mini Black Hole
Jika teori gravitasi “braneworld” yang baru dan radikal terbukti benar, maka ribuan mini black holes tersebar di tata surya kita, masing-masing berukuran sebesar inti atomik. Tidak seperti black hole pada umumnya, mini black hole ini merupakan sisa peninggalan Big Bang dan mempengaruhi ruang dan waktu dengan cara yang berbeda. Credit: NASA-MSFC.

7. Neutrino
Neutrino merupakan partikel elementer yang tak bermassa dan tak bermuatan
yang dapat menembus permukaan logam. Beberapa neutrino sedang menembus tubuhmu saat membaca tulisan ini. Partikel “phantom” ini diproduksi di dalam inti bintang dan ledakan supernova. Detektor diletakkan di bawah permukaan bumi, di bawah permukaan laut, atau ke dalam bongkahan besar es sebagai bagian dari IceCube, sebuah proyek khusus untuk mendeteksi keberadaan neutrino.Credit: Jeff Miller/NSF/U. of Wisconsin-Madison.

8. Ekstrasolar Planet (Exoplanet)
Hingga awal 1990an, kita hanya mengenal planet di tatasurya kita sendiri. Namun, saat ini astronom telah mengidentifikasi lebih dari 200 ekstrasolar planet yang berada di luar tata surya kita. Pencarian bumi kedua tampaknya belum berhasil hingga kini. Para astronom umumnya percaya bahwa dibutuhkan teknologi yang lebih baik untuk menemukan beberapa dunia seperti di bumi. Credit: ESO.

9. Radiasi Kosmik Latarbelakang
Radiasi ini disebut juga Cosmic Microwave Background (CMB) yang merupakan sisa radiasi yang terjadi saat Big Bang melahirkan alam semesta. Pertama kali dideteksi pada dekade 1960 sebagai noise radio yang nampak tersebar di seluruh penjuru alam semesta. CBM dianggap sebagai bukti terpenting dari kebenaran teori Big Bang. Pengukuran yang akurat oleh proyek WMAP menunjukkan bahwa temperatur CMB adalah -455 derajat Fahrenheit (-270 Celsius). Credit: NASA/WMAP Science Team.

10. Antimateri
Seperti sisi jahat Superman, Bizzaro, partikel (materi normal) juga mempunyai versi yang berlawanan dengan dirinya sendiri yang disebut antimateri. Sebagai contoh, sebuah elektron memiliki muatan negatif, namun antimaterinya positron memiliki muatan positif. Materi dan antimateri akan saling membinasakan ketika mereka bertabrakan dan massa mereka akan dikonversi ke dalam energi melalui persamaan Einstein E=mc2. Beberapa desain pesawat luar angkasa menggabungkan mesin antimateri. Credit: Penn State U. /NASA-MSFC.

Melihat berbagai fenomena tersebut, mengingatkan kita betapa micro sebenarnya keberadaan kita dalam alam semesta ini. (far/aloysiuzgonzaga)

Aurora

Jika diuraikan dengan kata-kata, keindahan langit memang  tidak akan pernah ada habisnya. Sungguh Maha Besar bagi Dia yang menciptakan langit dengan segala isinya. Kali ini kita akan bersama-sama menguraikan rasa penasaran tentang cahaya yang berpendar luar biasa anggun dalam dinginnya atmosfer lintang tinggi. Kemilau cahayanya yang terang menyerupai fajar di pagi hari, mampu menimbulkan mitos di kalangan Bangsa Yunani. Mereka menyebut pendar cahaya itu sebagai kehadiran Sang Dewa Fajar. Namun demikian, seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, mitos Dewa Fajar itu telah tersisihkan dengan nama Aurora. 

Aurora merupakan pancaran cahaya pada langit daerah lintang tinggi, sebagai akibat atas pembelokan partikel angin matahari oleh magnetosfer ke arah kutub, serta adanya reaksi dengan molekul-molekul atmosfer.

Matahari, atau Bintang merah yang menjadi pusat orbit planet-planet wilayah tatasurya ternyata hanyalah satu diantara milyaran bintang lainnya di galaksi bimasakti. Pada inti pusatnya, ia memiliki suhu 14 juta kelvin dengan tekanan 100 milyar kali lipat tekanan atmosfer di bumi. Cahaya yang dipancarkan matahari berasal dari reaksi fusi termonuklir yang terjadi pada inti bintang. Secara konveksi, energi hasil reaksi fusi tersebut dialirkan ke permukaan. Dari aliran konveksi tersebut, tercipta medan magnet yang sangat kuat di permukaan matahari. Daerah-daerah medan magnet tersebut relatif gelap (lebih dingin) dari pada sekitarnya, sehingga ia dinamakan bintik matahari atau sunspot.

sunspot ini dianggap sebagai bendungan pasir pada arus air yang liar, nah ketika kekuatannya sudah tak sanggup lagi menahan tekanan arus, maka ia akan ‘jebol’. ‘Jebol’nya sunspot ini akan memuntahkan kandungan energi yang disalurkan sebagai arus proton atau elektron. Energi yang dilontaran keluar matahari tersebutlah  yang disebut sebagai angin matahari. Jika dengan intensitas yang besar maka dinamakan badai matahari.  

Proses terjadinya angin matahari. Dimulai dengan terbentuk nya sunspot yang menciptakan medan magnet. Karena kekuatan sudah tak sanggup lagi menahan tekanan arus, maka ia akan ‘jebol’. Jebol nya sunspot ini akan memuntahkan kandungan energi yang disalurkan sebagai arus proton atau elektron. Image Credit : UIO Oslo university

Perjalanan angin matahari menuju bumi, dapat ditempuh selama 18 jam hingga 2 hari perjalanan antariksa. Ketika melewati Merkurius dan Venus, angin matahari akan langsung begitu saja menerpa atmosfernya, sehingga planet tersebut mengalami peningkatan suhu yang luar biasa akibat dari terpaan aliran proton dan elektron yang dibawanya. Namun demikian, lain halnya ketika angin matahari itu menghantam bumi.
Bumi ini bagaikan magnet yang berukuran sangat besar, dengan kutub-kutub magnetnya hampir berdekatan dengan kutub geografis bumi. Sehingga bumi ini dilapisi oleh medan magnet (magnetosfer) yang berbentuk sebuah perisai yang mirip dengan buah apel, dimana bumi berada pada inti buahnya dan magnetosfer berada pada kulit buah apel.magnetosfer ini terdiri dari beberapa lapisan, dengan lapisan terbawahnya, sabuk radiasi van allen yang berada di sekitar ekuator (khatulistuwa). Layaknya sebuah perisai, magnetosfer dan sabuk van allen melindungi bumi dari terpaan partikel angin matahari.

Angin matahari ditunjukkan pada garis kuning sedang medan magnet bumi ditunjukkan pada garis biru.

Ketika angin matahari menerpa magnetosfer, partikel-partikel angin matahari dibelokkan dan tertarik menuju kutub medan magnet bumi. Semakin tinggi energi partikel, maka semakin dalam lapisan magnetosfer yang berhasil ditembus olehnya. Aliran partikel yang tertarik ke kutub medan magnet bumi akan bertumbukan dengan atom-atom yang ada di atmosfer. Energi yang dilepaskan akibat reaksi dari proton dan elektron yang bersinggungan dengan atom-atom di atmosfer, dapat dilihat secara visual melalui pendar cahaya yang berwarna-warni di langit, atau yang kita kenal sebagai Aurora. Di kutub utara bumi, aurora ini disebut sebagai aurora borealis, dan di kutub selatan, disebut sebagai aurora australis.

Interaksi antara angin matahari dengan medan magnet bumi. Sebagian partikel-partikel matahari tertarik menuju kutub.

Reaksi antara partikel angin matahari dengan atmosfer bumi, menghasilkan berbagai macam warna pada aurora. Perbedaan warna ini dipengaruhi oleh jenis atom yang berinteraksi dengan proton dan elektron, mengingat pada ketinggian-ketinggian tertentu, jenis atom penyusun atmosfer tidaklah sama. Pada ketinggian di atas 300 km, partikel angin matahari akan bertumbukan dengan atom-atom hidrogen sehingga terbentuk warna aurora kemerah-merahan. Semakin turun, yakni pada ketinggian 140 km, partikel angin matahari bereaksi dengan atom oksigen yang membentuk cahaya aurora berwarna biru atau ungu. Sementara itu, pada ketinggian 100 km proton dan elektron bersinggungan dengan atom oksigen dan nitrogen sehingga aurora tervisualisasikan dengan warna hijau dan merah muda.

Cahaya Aurora yang berwarna warni mengandung arti ketinggian.

Jika teman-teman berniat dan berminat untuk melihat keelokan aurora secara langsung, bisa langsung saja berkunjung ke daerah-daerah lintang tinggi, seperti Kanada, New Zeland, Antartika, dll. Ketika aktivitas matahari dalam keadaan stabil, maka frekuensi terbentuknya aurora lebih sering pada bulan-bulan ekuinoks. (ekuinoks musim semi jatuh pada tanggal 23 Maret, dan ekuinoks musim gugur adalah tanggal 21 September). Namun demikian ketika aktivitas matahari sedang meningkat, atau dengan kata lain intensitas angin matahari tinggi, maka cahaya aurora pun akan terbentuk semakin terang.
Potret Aurora di kutub utara