Itu kata-kata Einstein saat teori yang dihasilkannya ternyata berhasil menggulingkan teori Isaac Newton, seorang fisikawan legendaris, yang teorinya dipercaya oleh dunia sebelum munculnya teori Einstein yang mengobrak-abrik semuanya. Albert Einstein membuat heboh dengan Teori Relativitas Khusus (The Special Theory of Relativity) yang ditelorkannya pada tahun 1905. Sebentar lagi, teori yang pernah mengagetkan dunia ini akan merayakan ulang tahunnya yang ke-100! Perayaan seabadnya (Centenary) teori si jenius Albert Einstein ini bisa dilihat dari ramainya majalah-majalah ilmiah yang mulai membahas kembali teori yang sudah mengguncang dunia selama seratus tahun ini. Tahun 2005 bahkan dicanangkan sebagai The World Year of Physics untuk mengenang kebesaran Einstein. Apa sih istimewanya teori ini? Koq seluruh dunia begitu heboh merayakan kelahirannya ini? Yuk, kita ikut dalam gosip seru tentang apa yang menjadi dasar lahirnya teori ini...
Seorang ahli matematika dari Perancis, Jules Henri Poincaré, pernah mengajukan perumpamaan berikut. Di suatu malam, kita sedang asyik tidur dengan lelap di tempat tidur kita yang nyaman. Tiba-tiba seluruh jagad raya mengembang sehingga ukurannya menjadi seribu kali lebih besar dari ukuran semula. Seluruh jagad raya ini maksudnya semua benda di bumi dan di luar bumi, mulai dari benda-benda mati sampai semua jenis makhluk hidup, termasuk kita sendiri yang sedang lelap tertidur. Karena kita sedang asyik bermimpi, kita tidak menyadari kejadian ini. Sewaktu kita terbangun di pagi harinya, apa kita bisa merasakan bahwa semuanya sudah menjadi lebih besar? Apa kita bisa merasakan perbedaannya? Kalaupun kita diberi tahu bahwa ada kejadian menghebohkan tersebut saat kita tertidur, apakah ada yang bisa membuktikannya? Pasti kita tidak merasakan perbedaan apa pun walaupun seluruh jagad raya kini sudah berubah ukurannya. Ini karena semuanya ikut berubah sehingga tidak ada satu pun yang bisa dijadikan patokan untuk mengukur terjadinya perubahan tersebut. Karena itu, kita juga tidak mungkin bisa membuktikan bahwa seluruh jagad raya ini kini telah menjadi seribu kali lebih besar. Semua terlihat sama. Lain halnya jika hanya tubuh kita yang tiba-tiba menciut menjadi sangat kecil (ingat film fiksi Honey, I Shrunk the Kids!), sedangkan seluruh jagad raya tetap pada ukurannya semula. Tidak ada satu pun yang berubah ukuran kecuali tubuh kita sendiri. Wah, sudah pasti kita langsung panik karena kita bisa langsung merasakan perbedaan itu. Kita langsung tahu apa yang terjadi karena kita bisa melihat bahwa sekeliling kita tiba-tiba tampak seperti raksasa. Baju yang kita pakai tiba-tiba kedodoran, dan cincin yang biasa melingkar manis di jari kita tiba-tiba tampak seperti lingkaran raksasa yang berat dan menyeramkan karena hampir jatuh menimpa tubuh kerdil kita itu. Tetapi, apakah itu berarti bahwa tubuh kita yang mengecil, atau sekeliling kita yang tiba-tiba membesar? Hmm... bingung juga ya!
Bagaimana cara kita menentukan mana yang besar dan mana yang kecil? Apakah planet bumi yang kita tempati ini bisa disebut berukuran besar? Kalau dibandingkan dengan ukuran bola basket yang biasa kita mainkan di sekolah, tentu saja planet bumi ini tampak seperti bola raksasa yang sangat besar! Tetapi kalau kita bandingkan dengan matahari, planet bumi ini termasuk kecil! Jadi, yang mana yang benar? Besar atau kecil? Tidak ada yang benar, dan tidak ada yang salah! Itulah letak permasalahannya. Ukuran tidak bisa dinyatakan secara absolut. Untuk mengukur sesuatu kita perlu sesuatu yang lain sebagai perbandingannya. Ini berarti bahwa ukuran (orang fisika lebih senang menyebutnya sebagai: Length) selalu bersifat relatif, tidak ada yang mutlak berukuran besar ataupun kecil.
Sekarang kita coba lihat kasus lain. Masih ingat cerita si Kancil yang gesit dan lincah? Kancil bisa berlari sangat cepat. Tunggu dulu! Apa benar kancil itu cepat? Kalau dibandingkan dengan siput, sudah pasti si kancil terlihat sangat cepat. Kalau dibandingkan dengan juara olimpiade pun kancil masih terlihat sangat cepat. Tetapi kalau kita bandingkan dengan pesawat terbang, tentu saja si kancil jadi terlihat begitu lambat. Apa ini berarti pesawat terbang itulah yang cepat? Tidak juga! Kalau kita lihat roket yang meluncur ke luar angkasa, kita bisa langsung tahu bahwa roket itu jauh lebih cepat dari pesawat terbang biasa. Ini berarti, kecepatan pun merupakan sesuatu yang relatif. Kita juga bisa membuktikan ini saat kita sedang mengantar saudara kita yang akan pergi ke luar kota naik kereta api cepat. Sewaktu kereta mulai meluncur, kita melihat saudara kita itu melesat dengan cepat. Tetapi di dalam kereta itu sendiri, orang yang duduk di sebelah saudara kita itu melihat bahwa saudara kita itu duduk diam dan tenang di sebelahnya. Jadi, bagi kita yang sedang berada di luar kereta yang sedang meluncur itu, saudara kita memang terlihat bergerak dengan cepat. Tetapi bagi semuanya yang ada di dalam kereta, ia terlihat sedang diam. Jadi, waktu (Time) tidak mempunyai nilai absolut, sama seperti ruang (Space). Semuanya harus selalu dibandingkan dengan sesuatu yang bisa dijadikan patokan. Misteri inilah yang diutak-atik oleh otak jenius Einstein sehingga melahirkan teori relativitasnya yang terkenal itu. Semua hal yang tampak sebagai sesuatu yang absolut ternyata merupakan sesuatu yang relatif.
Ada dua postulat dalam teori relativitas khusus ini. Yang pertama menyatakan bahwa semua hukum fisika yang berlaku di bumi, berlaku juga di seluruh jagad raya. Yang kedua menyatakan bahwa kecepatan cahaya di ruang hampa selalu konstan (sekitar tiga ratus juta meter per detik, atau sering ditulis dalam bentuk kerennya: 3.108 meter per detik). Postulat yang kedua ini menunjukkan bahwa bagaimanapun cara kita mengukurnya, kecepatan cahaya tidak pernah berubah. Apa pun patokan yang kita gunakan untuk mengukur kecepatan cahaya, di mana pun posisi kita saat mengukur, dan berapa pun kecepatan kita (apakah kita sedang bergerak atau sedang duduk diam) saat mengukur, kecepatan cahaya selalu konstan. Ini menunjukkan bahwa kecepatan cahaya merupakan satu-satunya yang bersifat absolut. Postulat yang pertama pun menyatakan bahwa kondisi ini selalu berlaku di mana pun juga. Ini berarti, jika kita mengukur kecepatan cahaya di galaksi lain, kita tetap mendapatkan hasil yang sama, yaitu tiga ratus juta meter per detik!
Postulat-postulat Einstein ini ternyata memberi dampak besar bagi dunia. Ia pernah mencoba menjelaskan efek yang dihasilkan dari teorinya ini dalam perumpamaan berikut. Misalnya ada sebuah kereta yang sedang meluncur cepat. Si A sedang duduk dengan tenang dalam salah satu gerbong kereta itu. Si B sedang berdiri diam di luar kereta dan mengamati kereta yang meluncur di depannya itu. Sewaktu gerbong kereta yang dinaiki si A meluncur tepat di depannya, tiba-tiba ada kilat menyambar di dua tempat yang berbeda. Kilat pertama menyambar 100 meter di sebelah kanan B, sedangkan kilat yang satunya lagi menyambar 100 meter di sebelah kiri B. Saat kedua kilat menyambar, posisi A tepat di depan B. Karena si B sedang berdiri diam di luar kereta yang sedang meluncur, si B melihat kedua kilat itu menyambar pada saat yang bersamaan. Tetapi lain halnya dengan si A. Si A yang sedang berada di dalam kereta yang meluncur cepat (ke arah kanan si B) melihat kedua kilat menyambar satu per satu. Kilat yang pertama terlihat lebih dulu, beberapa saat kemudian baru kilat yang kedua terlihat oleh A. Padahal jarak A terhadap kilat pertama dan kedua sama dengan jarak B terhadap kedua kilat itu. Perbedaan ini disebabkan bedanya kerangka acuan A dan B (frame of reference). Si A sedang ‘meluncur’, sedangkan si B sedang berdiri ‘diam’. Karena si A sedang bergerak menuju kilat yang pertama, tentu saja kilat yang pertama itu terlihat lebih dulu. A bergerak menjauhi kilat yang kedua, sehingga kilat yang kedua tampak menyambar sesudah kilat yang pertama. Bagi si B yang sedang diam dan tidak mendekati maupun menjauhi kedua kilat itu, keduanya tampak menyambar pada waktu yang bersamaan. Yang mana yang benar? Keduanya benar! Tidak ada yang salah. Karena itulah ini dinamakan relativitas. Semua bergantung pada kerangka acuan yang digunakan. Dan apa pun kerangka acuannya, hukum-hukum fisika yang sama selalu berlaku (postulat 1). Sekarang jika si A dan si B sama-sama diminta untuk menghitung kecepatan cahaya, apa hasilnya akan berbeda? Tidak! Walaupun si A sedang bergerak dan si B sedang diam, keduanya akan mendapati bahwa kecepatan cahaya tetap tiga ratus juta meter per detik.
Ada konsekuensi dari teori relativitas ini. Yang paling terkenal adalah mulurnya waktu dan kontraksi panjang. Mulurnya waktu, atau bahasa kerennya Time Dilation, ini maksudnya bahwa jika suatu jam bergerak dengan kecepatan tertentu, waktunya akan memuai (mulur). Misalnya ada seorang astronot yang membawa jam tangannya saat menjalankan misi ke luar angkasa. Pesawat luar angkasa yang membawanya meluncur sangat cepat. Jika kita, yang berada di bumi, punya teropong yang sangat sensitif dan bisa melihat ke dalam pesawat yang sedang meluncur cepat itu, kita bisa menggunakan teropong itu untuk mengintip jam tangan si astronot. Sebelum si astronot berangkat kita sudah menyesuaikan jam tangan itu dengan jam tangan yang kita gunakan di bumi. Aneh, di jam tangan si astronot yang sedang meluncur di luar angkasa itu koq lebih lambat dibanding jam tangan kita di bumi? Padahal sebelum ia berangkat kedua jam sudah dicocokkan dan si astronot tidak mengubahnya sama sekali sejak keberangkatannya itu. Jarum detiknya tampak bergerak lebih lambat dibanding jarum detik di jam tangan kita. Inilah yang disebut dengan waktu yang mulur saat bergerak pada kecepatan tinggi. Semakin besar kecepatan gerak suatu benda atau partikel, waktu akan berjalan semakin lambat bagi benda atau partikel tersebut! Tentu saja hal ini tidak dirasakan oleh si astronot. Menurut si astronot, jam tangannya tidak berubah kecepatannya, yang berubah justru kecepatan jam tangan kita di bumi yang tampak bergerak lebih cepat. Hal ini disebabkan segala sesuatu di dalam pesawat astronot bergerak lambat termasuk proses metabolisma tubuh, getaran atom dan sebagainya.
Kontraksi panjang juga berkaitan dengan perbedaan kecepatan. Misalnya si astronot agak lelah, lalu mulai berbaring di tempat tidur yang sudah disediakan di pesawat luar angkasanya. Dengan teropong yang sama, kita bisa mengintip si astronot yang tidur berbaring itu. Aneh, sewaktu berbaring koq si astronot tampak lebih pendek? Sewaktu ia masih di bumi dan pesawatnya belum berangkat, ia tampak tinggi. Lebih aneh lagi, sewaktu ia sudah terbangun lagi dari tidurnya dan kembali berdiri, tiba-tiba ia kelihatan tinggi seperti biasa. Tetapi ia juga kelihatan lebih kurus saat berdiri! Ada apa ini? Apa ia menyusut sewaktu sedang tidur? Tentu tidak! Karena ia sedang berada dalam pesawat yang meluncur cepat, saat ia tidur kita melihat panjang tubuhnya menciut (terjadi kontraksi panjang). Saat ia berdiri, kita melihat lebar tubuhnya menciut (juga merupakan kontraksi panjang). Ia sendiri tidak merasakan perubahan apa-apa di dalam pesawat. Nah, inilah serunya teori relativitas!
Tunggu dulu! Ada yang lebih seru lagi dari ini. The Twin Paradox. Apa itu? Misalnya kita pergi ke ruang angkasa menggunakan pesawat yang meluncur sangat cepat menjauhi bumi, dan kemudian kembali lagi ke bumi sepuluh tahun setelah pesawat lepas landas. Bagi kita yang berada di pesawat itu, kita hanya pergi selama satu tahun saja (karena adanya time dilation)! Jika kita punya saudara kembar yang menunggu kita di bumi, kita bisa melihat sendiri bahwa saat kita mendarat, kembaran kita (yang lahirnya bersamaan dengan kita) sudah 9 tahun lebih tua dari kita! Ini adalah salah satu akibat dari dilatasi waktu. Aneh tapi nyata!
Teori relativitas khusus ini telah banyak digunakan oleh para fisikawan dalam menelorkan karya-karya hebatnya. Sudah banyak bukti-bukti yang menunjukkan kebenarannya. Inilah hebatnya Einstein! Ia menelorkan teori tersebut murni dari hasil pemikiran otaknya saja, tanpa ada bantuan dari siapapun. Ia tidak pernah berdiskusi dengan siapapun dan tidak pernah menjalankan percobaan apapun untuk mendukung teori ini. Tetapi ternyata teori ini justru terbukti benar saat beberapa fisikawan mencobanya dalam berbagai eksperimen. Teori Einstein yang menelorkan konsep kecepatan cahaya inipun membuat heboh dunia karena bertentangan dengan teori Newton. Menurut Newton, jika sebuah benda yang sedang bergerak akan terus bergerak pada kecepatan sama jika tidak ada gaya lain yang mempengaruhinya. Jika kita memberikan gaya tambahan (secara terus-menerus) pada benda yang bergerak itu, maka gerakannya akan terus dipercepat. Ini berarti kecepatannya terus bertambah sampai pada kecepatan tak hingga, asalkan kita terus memberikan gaya yang dibutuhkan untuk mempercepat benda itu. Einstein langsung menyatakan: “Newton, forgive me…” karena menurut Einstein ini tidak mungkin terjadi! Semakin besar kecepatan yang diinginkan semakin besar pula gaya yang harus diberikan. Untuk mencapai kecepatan cahaya, kita harus memberikan energi dalam jumlah yang tak hingga (infinite). Hal ini tidak mungkin bisa dilakukan karena energi hanya ada dalam jumlah tertentu (finite) sebagai akibat dari Hukum Kekekalan Energi (energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan). Jumlah energi yang tersedia tidak pernah bertambah sehingga kecepatan cahaya tidak mungkin bisa dicapai.
Disamping Teori Relativitas Khusus, Einstein juga mengembangkan Teori Relativitas Umum (The General Theory of Relativity). Dalam teori ini Einstein memperhitungkan pengaruh gravitasi pada cahaya. Einstein menunjukkan bahwa lintasan cahaya akan mengalami pembelokan ketika berada dekat dengan benda-benda luar angkasa yang besar-besar itu. Tahu nggak, teori ini berhasil lolos ujian yang amat sulit, yaitu ketika menentukan gerakan presesi dari perihelion orbit planet Merkuri. Kemudian pada tahun 1919 ketika terjadi gerhana matahari total di teluk Guinea, Afrika sekelompok ilmuwan Inggris berusaha membuktikan adanya pembelokan cahaya bintang ketika berada dekat sekali dengan matahari seperti yang diramalkan oleh Teori Relativitas Umum Einstein. Para astronomer memfoto berbagai posisi suatu bintang tertentu ke arah matahari dan kemudian mengulangi 6 bulan kemudian. Ternyata ramalan Einstein benar! Saat itu Einstein menjadi sangat terkenal. (***)
(Yohanes Surya)
Senin, September 07, 2009
Atraksi Fisika di Udara
Atraksi Fisika di Udara
Sekumpulan burung Pelikan, Camar dan Angsa terbang indah di udara. Suatu atraksi udara yang sangat menakjubkan! Ada rasa iri yang dapat dimengerti saat manusia menyaksikan pertunjukan ini. Ternyata semua akal budi dan kepandaian manusia belum dapat menyaingi kemampuan burung yang dapat terbang dengan mulus dan sempurna tanpa menggunakan alat bantu mesin‐mesin besar yang mengeluarkan suara bising yang memekakkan telinga seperti pesawat‐pesawat ciptaan manusia. Apa rahasianya? Bagaimana burung bisa terbang, mengalahkan semua keterbatasan akibat berat tubuh mereka dan gravitasi bumi? Mereka bahkan selalu terbang sebagai kawanan burung yang dengan kompak menjelajahi udara dengan gerak‐gerik yang indah. Kalah kompakkah manusia?
Gambar 1 Seekor pelikan sedang beratraksi di udara
Atraksi terbang burung‐burung di udara ini ternyata melibatkan ilmu fisika. Ada 4 jenis gaya yang terlibat dalam atraksi udara tertua ini.
1. Drag Force, yaitu gaya hambat udara. Gaya ini berasal dari tumbukan molekul‐molekul udara dengan tubuh burung. Arah gaya ini selalu berlawanan dengan arah gerak burung. Sedangkan besar gaya ini sangat
tergantung pada luas permukaan burung dan kecepatan burung. Semakin luas permukaan burung semakin besar gaya hambatnya. Semakin cepat burung bergerak semakin besar pula gaya hambatnya ini. Suatu ilustrasi yang dapat menggambarkan drag‐force (hambatan) udara ini adalah hambatan yang dirasakan saat kita berjalan melawan arah angin yang kencang. Hambatan ini semakin terasa besar ketika kita membuka lengan kita lebar‐lebar (memperluas permukaan tubuh kita) atau ketika kita bergerak lebih cepat.
2. Lift Force (gaya angkat) merupakan gaya yang mengangkat burung ke atas. Ada 2 hal yang dapat menimbulkan gaya angkat ini: kepakan sayap dan aliran udara yang lewat sayap. Ketika burung mengepakkan sayap ke bawah, burung menekan udara ke bawah, akibatnya udara akan menekan balik dan mendorong burung ke atas (hukum aksi‐reaksi). Semakin cepat kepakan sayap, semakin besar gaya keatasnya. Itu sebabnya burung merpati yang hendak terbang akan mengepakan sayapnya secara cepat. Burung yang berat seperti Kori Bustard dari Afrika tentu harus mempunyai otot dada yang kuat sehingga mampu mengepakan sayap lebih cepat untuk mengangkat tubuhnya yang gembrot itu (19 kg).
(Karena ototnya keras, daging Kori Bustard keras....kurang enak dimakan).
Aliran udara Aliran udara
Sayap burung
Aliran udara
Gb.2 aliran udara pada sayap burung.
Pada Gb. 2 digambarkan aliran udara ketika melewati sayap. Udara yang mengalir lewat bagian atas sayap akan bergerak lebih cepat karena udara ini harus menempuh lintasan yang lebih jauh. Akibatnya tekanan dibagian ini lebih kecil dibandingkan dengan tekanan udara dibawah sayap. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya angkat pada burung. Semakin melengkung (semakin aerodinamis) sayap semakin besar gaya angkatnya.
3. Thrust (gaya dorong) yaitu gaya yang mendorong burung bergerak maju.
Gaya ini dihasilkan melalui kepakan sayap yang bergerak seperti angka 8 rebah (dilihat dari samping). Kepakan sayap menghasilkan suatu pusaran udara (vorteks) yang dapat memberikan suatu dorongan bagi burung untuk bergerak maju di udara. Besar‐kecilnya gaya dorong ini sangat tergantung pada kekuatan otot terbang.
4. Weight (gaya berat) yaitu gaya tarik gravitasi bumi. Besarnya sangat tergantung pada massa burung. Arahnya vertikal ke bawah.
Gambar 3 Gaya‐gaya pada burung yang sedang terbang
Kombinasi ke 4 gaya ini dimanfaatkan burung untuk melakukan berbagai atraksi seperti parachutting (gerak parasut), gliding (meluncur), flight (terbang ke depan), dan soaring (membubung) (pintar yach burung‐burung ini....)
Parachuting (gerak parasut)
Gerak parasut merupakan gerak jatuh di udara (bisa miring bisa pula vertikal). Sudut miringnya lebih besar dari 450 terhadap garis mendatar. Untuk melakukan gerak parasut, burung rajawali harus memperbesar gaya hambatnya (drag force) caranya adalah dengan memperbesar luas permukaannya (misalnya dengan melebarkan sayapnya).
Gliding (meluncur)
Gliding (meluncur) yaitu gerak jatuh yang membentuk sudut lebih kecil dari 45° dengan garis mendatar. Fokus utama dalam gliding adalah meluncur semendatar mungkin. Ini dilakukan dengan memperkecil gaya hambat udara. Dalam melakukan gliding burung Fulmar dapat menempuh jarak mendatar 8,5 meter tetapi hanya turun 1 meter saja. Burung pemakan bangkai (Vultures) lebih bagus lagi, burung ini dapat menempuh jarak mendatar 22 jarak meter dengan turun hanya 1 meter.
Flight (terbang)
Gerakan flight (terbang) dilakukan dengan mengepakkan sayap. Kepakan sayap digunakan untuk menghasilkan gaya dorong ke depan (thrust) dan gaya angkat (lift). Gaya dorong dan gaya angkat ini dapat diatur oleh burung untuk mengendalikan arah, kecepatan, dan ketinggiannya (ternyata otak burung cukup cerdas untuk menghitung fisika he...he..he.....).
Ketika burung hantu turun dengan kecepatan tinggi untuk menangkap
tikus, burung hantu mengecilkan drag force dengan merampingkan tubuhnya atau menekuk sayapnya. Ketika sudah dekat dengan mangsanya (akan
mendarat), burung hantu memperlambat gerakannya dengan memperbesar drag force yaitu dengan mengembangkan sayapnya (wuiii ...hebat sekali ilmu fisika burung hantu ini...)
Soaring (gerak membubung)
Gerak membubung merupakan gerak naik tanpa mengepakkan sayap. Gerakan ini dapat dilakukan dengan memanfaatkan arus udara. Akibat pemanasan matahari suhu udara yang dekat permukaan bumi menjadi lebih panas, udara panas ini akan naik ke atas dan menimbulkan arus udara ke atas. Arus udara inilah yang dimanfaatkan oleh burung rajawali untuk membubung tinggi tanpa perlu mengepakan sayapnya yang besar (hemat energi lho...). Burung camar atau burung albatros, lain lagi. Untuk membubung, burung camar memanfaatkan arus udara yang dipantulkan oleh permukaan air laut. Itu sebabnya burung camar selalu berada dekat‐dekat dengan permukaan laut.
Parade Burung Terbang
Pernah lihat angsa atau burung terbang bermigrasi (berpindah tempat)? Angsa ini umumnya terbang berkelompok membentuk suatu parade yang sangat indah, jarang ditemukan angsa terbang jauh sendirian. Selain untuk meningkatkan keamanan terhadap serangan predator, kebersamaan itu juga mengurangi resiko tersesat di jalan saat melakukan migrasi jarak jauh. Dalam melakukan migrasi dari satu tempat ke tempat lain angsa‐angsa ini memanfaatkan medan magnetik bumi sebagai penunjuk arah.
Dalam melakukan parade, angsa‐angsa ini seringkali membentuk formasi
seperti huruf V (gambar 4). Angsa yang paling depan (pemimpin) merupakan pembuka jalan yang harus bekerja keras “memecah” hambatan udara, sehingga angsa dibelakangnya dapat bergerak lebih mudah. Ketika pemimpin ini lelah,
temannya segera menggantikan posisinya (wah ternyata angsa tidak egois ...nggak mau enak sendiri).
Dalam formasi huruf V ini gerakan angsa‐angsa dalam kawanan ini sangat sinergi sehingga mereka tidak perlu keluar tenaga terlalu besar (pemakaian energi lebih efisien) untuk melakukan perjalanan yang jauh (wah tampaknya kita harus belajar dari angsa dalam bekerja sama...).
Angsa‐angsa ini tampak kompak sekali, seakan‐akan tidak pernah ada
yang salah arah. Sebenarnya berbagai kesalahan arah terbang tetap terjadi, hanya saja kesalahan itu dapat dengan cepat dileburkan sehingga tidak terlihat mempengaruhi arah terbang kawanan. Pada gambar 4, sekumpulan angsa sedang bergerak ke arah utara. Jika satu angsa menyimpang dari posisi (1) ke posisi (2) lalu ke posisi (3) dan (4), maka angsa‐angsa lain akan berusaha menyesuaikan diri (dengan memperhatikan aliran udara dan kondisi udara disekitarnya) sedemikian sehingga terjadi perubahan posisi tetapi arah gerak kawanan tetap tidak berubah yaitu tetap ke arah utara. Eh tahu nggak... konsep perubahan posisi ini dapat diterapkan dalam ilmu manajemen modern lho. Menurut konsep ini jika ada seorang mempunyai ide yang dapat menyimpangkan arah perusahaan tetapi menguntungkan perusahaan itu, orang ini tidak akan dikucilkan. Teman‐temannyalah yang akan menyesuaikan diri sedemikian sehingga misi dan visi perusahaan tetap tidak berubah, walaupun mungkin posisi teman‐temannya itu bisa berubah (wah keren... belajar dari angsa).
Gambar 4 Formasi terbang kawanan burung
Memang asyik mengamati gerakan‐gerakan burung. Ternyata dalam ilmu fisika kita harus banyak belajar dari burung. Begitu indah dan mempesonanya atraksi fisika yang mereka pertontonkan di udara selama jutaan tahun sehingga rasanya kita ini tidak ada apa‐apanya.
(Yohanes Surya).
Sekumpulan burung Pelikan, Camar dan Angsa terbang indah di udara. Suatu atraksi udara yang sangat menakjubkan! Ada rasa iri yang dapat dimengerti saat manusia menyaksikan pertunjukan ini. Ternyata semua akal budi dan kepandaian manusia belum dapat menyaingi kemampuan burung yang dapat terbang dengan mulus dan sempurna tanpa menggunakan alat bantu mesin‐mesin besar yang mengeluarkan suara bising yang memekakkan telinga seperti pesawat‐pesawat ciptaan manusia. Apa rahasianya? Bagaimana burung bisa terbang, mengalahkan semua keterbatasan akibat berat tubuh mereka dan gravitasi bumi? Mereka bahkan selalu terbang sebagai kawanan burung yang dengan kompak menjelajahi udara dengan gerak‐gerik yang indah. Kalah kompakkah manusia?
Gambar 1 Seekor pelikan sedang beratraksi di udara
Atraksi terbang burung‐burung di udara ini ternyata melibatkan ilmu fisika. Ada 4 jenis gaya yang terlibat dalam atraksi udara tertua ini.
1. Drag Force, yaitu gaya hambat udara. Gaya ini berasal dari tumbukan molekul‐molekul udara dengan tubuh burung. Arah gaya ini selalu berlawanan dengan arah gerak burung. Sedangkan besar gaya ini sangat
tergantung pada luas permukaan burung dan kecepatan burung. Semakin luas permukaan burung semakin besar gaya hambatnya. Semakin cepat burung bergerak semakin besar pula gaya hambatnya ini. Suatu ilustrasi yang dapat menggambarkan drag‐force (hambatan) udara ini adalah hambatan yang dirasakan saat kita berjalan melawan arah angin yang kencang. Hambatan ini semakin terasa besar ketika kita membuka lengan kita lebar‐lebar (memperluas permukaan tubuh kita) atau ketika kita bergerak lebih cepat.
2. Lift Force (gaya angkat) merupakan gaya yang mengangkat burung ke atas. Ada 2 hal yang dapat menimbulkan gaya angkat ini: kepakan sayap dan aliran udara yang lewat sayap. Ketika burung mengepakkan sayap ke bawah, burung menekan udara ke bawah, akibatnya udara akan menekan balik dan mendorong burung ke atas (hukum aksi‐reaksi). Semakin cepat kepakan sayap, semakin besar gaya keatasnya. Itu sebabnya burung merpati yang hendak terbang akan mengepakan sayapnya secara cepat. Burung yang berat seperti Kori Bustard dari Afrika tentu harus mempunyai otot dada yang kuat sehingga mampu mengepakan sayap lebih cepat untuk mengangkat tubuhnya yang gembrot itu (19 kg).
(Karena ototnya keras, daging Kori Bustard keras....kurang enak dimakan).
Aliran udara Aliran udara
Sayap burung
Aliran udara
Gb.2 aliran udara pada sayap burung.
Pada Gb. 2 digambarkan aliran udara ketika melewati sayap. Udara yang mengalir lewat bagian atas sayap akan bergerak lebih cepat karena udara ini harus menempuh lintasan yang lebih jauh. Akibatnya tekanan dibagian ini lebih kecil dibandingkan dengan tekanan udara dibawah sayap. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya angkat pada burung. Semakin melengkung (semakin aerodinamis) sayap semakin besar gaya angkatnya.
3. Thrust (gaya dorong) yaitu gaya yang mendorong burung bergerak maju.
Gaya ini dihasilkan melalui kepakan sayap yang bergerak seperti angka 8 rebah (dilihat dari samping). Kepakan sayap menghasilkan suatu pusaran udara (vorteks) yang dapat memberikan suatu dorongan bagi burung untuk bergerak maju di udara. Besar‐kecilnya gaya dorong ini sangat tergantung pada kekuatan otot terbang.
4. Weight (gaya berat) yaitu gaya tarik gravitasi bumi. Besarnya sangat tergantung pada massa burung. Arahnya vertikal ke bawah.
Gambar 3 Gaya‐gaya pada burung yang sedang terbang
Kombinasi ke 4 gaya ini dimanfaatkan burung untuk melakukan berbagai atraksi seperti parachutting (gerak parasut), gliding (meluncur), flight (terbang ke depan), dan soaring (membubung) (pintar yach burung‐burung ini....)
Parachuting (gerak parasut)
Gerak parasut merupakan gerak jatuh di udara (bisa miring bisa pula vertikal). Sudut miringnya lebih besar dari 450 terhadap garis mendatar. Untuk melakukan gerak parasut, burung rajawali harus memperbesar gaya hambatnya (drag force) caranya adalah dengan memperbesar luas permukaannya (misalnya dengan melebarkan sayapnya).
Gliding (meluncur)
Gliding (meluncur) yaitu gerak jatuh yang membentuk sudut lebih kecil dari 45° dengan garis mendatar. Fokus utama dalam gliding adalah meluncur semendatar mungkin. Ini dilakukan dengan memperkecil gaya hambat udara. Dalam melakukan gliding burung Fulmar dapat menempuh jarak mendatar 8,5 meter tetapi hanya turun 1 meter saja. Burung pemakan bangkai (Vultures) lebih bagus lagi, burung ini dapat menempuh jarak mendatar 22 jarak meter dengan turun hanya 1 meter.
Flight (terbang)
Gerakan flight (terbang) dilakukan dengan mengepakkan sayap. Kepakan sayap digunakan untuk menghasilkan gaya dorong ke depan (thrust) dan gaya angkat (lift). Gaya dorong dan gaya angkat ini dapat diatur oleh burung untuk mengendalikan arah, kecepatan, dan ketinggiannya (ternyata otak burung cukup cerdas untuk menghitung fisika he...he..he.....).
Ketika burung hantu turun dengan kecepatan tinggi untuk menangkap
tikus, burung hantu mengecilkan drag force dengan merampingkan tubuhnya atau menekuk sayapnya. Ketika sudah dekat dengan mangsanya (akan
mendarat), burung hantu memperlambat gerakannya dengan memperbesar drag force yaitu dengan mengembangkan sayapnya (wuiii ...hebat sekali ilmu fisika burung hantu ini...)
Soaring (gerak membubung)
Gerak membubung merupakan gerak naik tanpa mengepakkan sayap. Gerakan ini dapat dilakukan dengan memanfaatkan arus udara. Akibat pemanasan matahari suhu udara yang dekat permukaan bumi menjadi lebih panas, udara panas ini akan naik ke atas dan menimbulkan arus udara ke atas. Arus udara inilah yang dimanfaatkan oleh burung rajawali untuk membubung tinggi tanpa perlu mengepakan sayapnya yang besar (hemat energi lho...). Burung camar atau burung albatros, lain lagi. Untuk membubung, burung camar memanfaatkan arus udara yang dipantulkan oleh permukaan air laut. Itu sebabnya burung camar selalu berada dekat‐dekat dengan permukaan laut.
Parade Burung Terbang
Pernah lihat angsa atau burung terbang bermigrasi (berpindah tempat)? Angsa ini umumnya terbang berkelompok membentuk suatu parade yang sangat indah, jarang ditemukan angsa terbang jauh sendirian. Selain untuk meningkatkan keamanan terhadap serangan predator, kebersamaan itu juga mengurangi resiko tersesat di jalan saat melakukan migrasi jarak jauh. Dalam melakukan migrasi dari satu tempat ke tempat lain angsa‐angsa ini memanfaatkan medan magnetik bumi sebagai penunjuk arah.
Dalam melakukan parade, angsa‐angsa ini seringkali membentuk formasi
seperti huruf V (gambar 4). Angsa yang paling depan (pemimpin) merupakan pembuka jalan yang harus bekerja keras “memecah” hambatan udara, sehingga angsa dibelakangnya dapat bergerak lebih mudah. Ketika pemimpin ini lelah,
temannya segera menggantikan posisinya (wah ternyata angsa tidak egois ...nggak mau enak sendiri).
Dalam formasi huruf V ini gerakan angsa‐angsa dalam kawanan ini sangat sinergi sehingga mereka tidak perlu keluar tenaga terlalu besar (pemakaian energi lebih efisien) untuk melakukan perjalanan yang jauh (wah tampaknya kita harus belajar dari angsa dalam bekerja sama...).
Angsa‐angsa ini tampak kompak sekali, seakan‐akan tidak pernah ada
yang salah arah. Sebenarnya berbagai kesalahan arah terbang tetap terjadi, hanya saja kesalahan itu dapat dengan cepat dileburkan sehingga tidak terlihat mempengaruhi arah terbang kawanan. Pada gambar 4, sekumpulan angsa sedang bergerak ke arah utara. Jika satu angsa menyimpang dari posisi (1) ke posisi (2) lalu ke posisi (3) dan (4), maka angsa‐angsa lain akan berusaha menyesuaikan diri (dengan memperhatikan aliran udara dan kondisi udara disekitarnya) sedemikian sehingga terjadi perubahan posisi tetapi arah gerak kawanan tetap tidak berubah yaitu tetap ke arah utara. Eh tahu nggak... konsep perubahan posisi ini dapat diterapkan dalam ilmu manajemen modern lho. Menurut konsep ini jika ada seorang mempunyai ide yang dapat menyimpangkan arah perusahaan tetapi menguntungkan perusahaan itu, orang ini tidak akan dikucilkan. Teman‐temannyalah yang akan menyesuaikan diri sedemikian sehingga misi dan visi perusahaan tetap tidak berubah, walaupun mungkin posisi teman‐temannya itu bisa berubah (wah keren... belajar dari angsa).
Gambar 4 Formasi terbang kawanan burung
Memang asyik mengamati gerakan‐gerakan burung. Ternyata dalam ilmu fisika kita harus banyak belajar dari burung. Begitu indah dan mempesonanya atraksi fisika yang mereka pertontonkan di udara selama jutaan tahun sehingga rasanya kita ini tidak ada apa‐apanya.
(Yohanes Surya).
Plastik Politiofena, Plastik Superkonduktor Pertama
Plastik superkonduktor dimuat di Kompas Agustus 2002. Tulisan saya ini berkisah tentang tantangan dan keberhasilan pembuatan plastik superkonduktor dari plastik politiofena. Secara singkat, selain membuka cakrawala baru ilmu superkonduktor, penemuan plastik superkonduktor dari plastik politiofena ini merupakan lompatan teknologi plastik. Sebelumnya, plastik hanya mampu dibuat menjadi plastik konduktor dan plastik semikonduktor.
Plastik Superkonduktor
Kita pasti tidak asing lagi dengan plastik, material sintetik yang dapat dilelehkan dan dibentuk menjadi bermacam-macam bentuk. Plastik telah digunakan dalam semua bidang. Sebagai contoh, plastik digunakan sebagai pembungkus kabel tembaga (karena sifat insulatornya) yang melindungi manusia dari sengatan listrik.
Kata plastik sendiri berasal dari bahasa Latin plasticus, yang artinya mudah dibentuk. Plastik dibuat dari polimer organik, yakni molekul raksasa yang dibangun dari pengulangan atom-atom karbon (monomer karbon). Di tahun 1970-an, Alan J Heeger, Alan G McDiarmid, dan Hideki Shirakawa (pemenang Nobel Kimia 2000) berhasil mentransformasikan plastik dari berupa insulator menjadi konduktor (pengantar listrik). Mereka menggunakan plastik yang terbuat dari polimer organik terkonjugasi (polimer organik yang ikatan ganda-duanya berselang-seling dengan ikatan tunggalnya) dan menambahkan pengotor kimia untuk mengubah sifat listrik plastik tersebut.
Sejak itu, penelitian terhadap sifat kelistrikan plastik (dari material organik terkonjugasi) berkembang pesat. Plastik-plastik konduktor dan atau semikonduktor telah berhasil dibuat dan digunakan sebagai material alternatif untuk logam dan semikonduktor anorganik konvensional. Jendela “pintar” yang secara otomatis dapat menjaga kesejukan gedung dari panasnya sinar Matahari, dioda emisi cahaya (LED), dan sel surya merupakan contoh barang-barang elektronik yang memanfaatkan plastik-plastik tersebut.
Meskipun konduktivitas dan semikonduktivitas material plastik telah diinvestigasi secara ekstensif, namun superkonduktivitas material ini belum pernah dilaporkan. Pembuatan plastik superkonduktor yaitu plastik yang tidak memiliki hambatan di bawah suatu nilai tertentu, ternyata jauh lebih sulit.
Tantangan utama dalam pembuatan plastik superkonduktor adalah mengatasi keacakan struktur inheren plastik-mirip dengan keacakan untaian mi yang telah dimasak-yang mencegah interaksi-interaksi elektronik yang penting untuk superkonduktivitas. Setelah dua puluh tahun, barulah tantangan tersebut dapat diatasi oleh Dr Bertram Batlogg dan koleganya dari Bell Laboratories di Murray Hill, New Jersey, Amerika Serikat. Mereka mampu mengatasi tantangan itu melalui pembuatan larutan yang mengandung plastik, politiofena. Politiofena adalah salah satu jenis polimer organik terkonjugasi yang berupa semikonduktor pada suhu ruang sehingga telah digunakan dalam pembuatan komponen optoelektronik terintegrasi dan sirkuit terintegrasi (IC).
Bertram Batlogg Dengan metode penataan sendiri (self-organization), mereka mampu membuat tumpukan film (lapisan tipis) politiofena yang luar biasa rapi (remarkably well-ordered), mirip dengan tumpukan untaian mi yang belum dimasak. Sebagai pengganti pengotor kimia (yang diketahui dapat merusak kerapian film politiofena), mereka menempatkan film politiofena pada lapisan aluminium oksida dan elektroda-elektroda emas pada peralatan elektronik yang dikenal sebagai field-effect transistor. Transistor tersebut menghasilkan medan listrik yang dapat mengeluarkan elektron dari film politiofena, sehingga elektron tersisa lebih mudah bergerak dan mengantarkan listrik. Pada suhu minus 455 derajat Fahrenheit (2,35 K), plastik politiofena tersebut bersifat superkonduktor.
Mereka mempublikasikan temuannya dalam jurnal Nature pada tanggal 8 Maret 2001. Plastik superkonduktor tersebut termasuk dalam Chemistry Highlight 2001 menurut Chemical & Engineering News volume 79, 10 Desember 2001.
Dibandingkan dengan material superkonduktor lain, plastik superkonduktor tersebut termasuk superkonduktor lemah dan suhu kritisnya (suhu di mana material menjadi superkonduktor) jauh di bawah suhu tinggi. Superkonduktor suhu tinggi bekerja pada suhu sampai minus 200 derajat Fahrenheit (sekitar 145 K). Walaupun demikian, plastik superkonduktor diyakini lebih murah dan lebih mudah dibuat serta dibentuk daripada material superkonduktor lain. Untuk itu, Batlogg dan kawan-kawan optimistis dapat meningkatkan suhu kritis plastik superkonduktor tersebut dengan cara mengubah struktur molekuler plastik itu. Bahkan, Zhenan Bao, kimiawan yang terlibat dalam penelitian tersebut, mengklaim bahwa metode yang mereka kembangkan dapat membuat material organik lain menjadi superkonduktor.
Di akhir artikelnya, para peneliti Bell Labs tersebut mencatat bahwa plastik superkonduktor pertama yang telah mereka temukan memungkinkan diaplikasikan dalam bidang elektronika superkonduksi dan komputer masa depan yang menggunakan kalkulasi mekanika kuantum.
Walaupun usia plastik superkonduktor baru sekitar satu tahunan dan belum diaplikasikan, namun yang pasti pencapaian ini merupakan terobosan yang membuka cakrawala baru ilmu dan teknologi superkonduktor.
Dikutip dari :Harian Kompas 16 Agustus 2002
Herman Yudiono, Mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA IPB Bogor
Plastik Superkonduktor
Kita pasti tidak asing lagi dengan plastik, material sintetik yang dapat dilelehkan dan dibentuk menjadi bermacam-macam bentuk. Plastik telah digunakan dalam semua bidang. Sebagai contoh, plastik digunakan sebagai pembungkus kabel tembaga (karena sifat insulatornya) yang melindungi manusia dari sengatan listrik.
Kata plastik sendiri berasal dari bahasa Latin plasticus, yang artinya mudah dibentuk. Plastik dibuat dari polimer organik, yakni molekul raksasa yang dibangun dari pengulangan atom-atom karbon (monomer karbon). Di tahun 1970-an, Alan J Heeger, Alan G McDiarmid, dan Hideki Shirakawa (pemenang Nobel Kimia 2000) berhasil mentransformasikan plastik dari berupa insulator menjadi konduktor (pengantar listrik). Mereka menggunakan plastik yang terbuat dari polimer organik terkonjugasi (polimer organik yang ikatan ganda-duanya berselang-seling dengan ikatan tunggalnya) dan menambahkan pengotor kimia untuk mengubah sifat listrik plastik tersebut.
Sejak itu, penelitian terhadap sifat kelistrikan plastik (dari material organik terkonjugasi) berkembang pesat. Plastik-plastik konduktor dan atau semikonduktor telah berhasil dibuat dan digunakan sebagai material alternatif untuk logam dan semikonduktor anorganik konvensional. Jendela “pintar” yang secara otomatis dapat menjaga kesejukan gedung dari panasnya sinar Matahari, dioda emisi cahaya (LED), dan sel surya merupakan contoh barang-barang elektronik yang memanfaatkan plastik-plastik tersebut.
Meskipun konduktivitas dan semikonduktivitas material plastik telah diinvestigasi secara ekstensif, namun superkonduktivitas material ini belum pernah dilaporkan. Pembuatan plastik superkonduktor yaitu plastik yang tidak memiliki hambatan di bawah suatu nilai tertentu, ternyata jauh lebih sulit.
Tantangan utama dalam pembuatan plastik superkonduktor adalah mengatasi keacakan struktur inheren plastik-mirip dengan keacakan untaian mi yang telah dimasak-yang mencegah interaksi-interaksi elektronik yang penting untuk superkonduktivitas. Setelah dua puluh tahun, barulah tantangan tersebut dapat diatasi oleh Dr Bertram Batlogg dan koleganya dari Bell Laboratories di Murray Hill, New Jersey, Amerika Serikat. Mereka mampu mengatasi tantangan itu melalui pembuatan larutan yang mengandung plastik, politiofena. Politiofena adalah salah satu jenis polimer organik terkonjugasi yang berupa semikonduktor pada suhu ruang sehingga telah digunakan dalam pembuatan komponen optoelektronik terintegrasi dan sirkuit terintegrasi (IC).
Bertram Batlogg Dengan metode penataan sendiri (self-organization), mereka mampu membuat tumpukan film (lapisan tipis) politiofena yang luar biasa rapi (remarkably well-ordered), mirip dengan tumpukan untaian mi yang belum dimasak. Sebagai pengganti pengotor kimia (yang diketahui dapat merusak kerapian film politiofena), mereka menempatkan film politiofena pada lapisan aluminium oksida dan elektroda-elektroda emas pada peralatan elektronik yang dikenal sebagai field-effect transistor. Transistor tersebut menghasilkan medan listrik yang dapat mengeluarkan elektron dari film politiofena, sehingga elektron tersisa lebih mudah bergerak dan mengantarkan listrik. Pada suhu minus 455 derajat Fahrenheit (2,35 K), plastik politiofena tersebut bersifat superkonduktor.
Mereka mempublikasikan temuannya dalam jurnal Nature pada tanggal 8 Maret 2001. Plastik superkonduktor tersebut termasuk dalam Chemistry Highlight 2001 menurut Chemical & Engineering News volume 79, 10 Desember 2001.
Dibandingkan dengan material superkonduktor lain, plastik superkonduktor tersebut termasuk superkonduktor lemah dan suhu kritisnya (suhu di mana material menjadi superkonduktor) jauh di bawah suhu tinggi. Superkonduktor suhu tinggi bekerja pada suhu sampai minus 200 derajat Fahrenheit (sekitar 145 K). Walaupun demikian, plastik superkonduktor diyakini lebih murah dan lebih mudah dibuat serta dibentuk daripada material superkonduktor lain. Untuk itu, Batlogg dan kawan-kawan optimistis dapat meningkatkan suhu kritis plastik superkonduktor tersebut dengan cara mengubah struktur molekuler plastik itu. Bahkan, Zhenan Bao, kimiawan yang terlibat dalam penelitian tersebut, mengklaim bahwa metode yang mereka kembangkan dapat membuat material organik lain menjadi superkonduktor.
Di akhir artikelnya, para peneliti Bell Labs tersebut mencatat bahwa plastik superkonduktor pertama yang telah mereka temukan memungkinkan diaplikasikan dalam bidang elektronika superkonduksi dan komputer masa depan yang menggunakan kalkulasi mekanika kuantum.
Walaupun usia plastik superkonduktor baru sekitar satu tahunan dan belum diaplikasikan, namun yang pasti pencapaian ini merupakan terobosan yang membuka cakrawala baru ilmu dan teknologi superkonduktor.
Dikutip dari :Harian Kompas 16 Agustus 2002
Herman Yudiono, Mahasiswa Jurusan Kimia FMIPA IPB Bogor
Selasa, Agustus 11, 2009
Pembangkit Listrik Tenaga Air Arus Rendah
Teknologi Ikan : Pembangkit Listrik Tenaga Air Arus Rendah (Low Water-Current Power Generator)
(http://www.vortexhydroenergy.com/)
Arus pergerakan air sungai dan laut yang pelan bisa dilaporkan bisa menjadi sumber energi alternatif baru yang terjangkau dan dapat dihandalkan. Seorang insinyur dari Universitas Michigan telah membuat sebuah mesin yang bekerja selayaknya seekor ikan yang mampu mengubah getaran destruktif dari aliran fluida menjadi tenaga listrik.
Mesin tersebut dinamakan VIVACE (Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy).
VIVACE merupakan alat yang bisa memproduksi energi dari arus air di seluruh dunia karena alat tersebut bekerja pada arus air yang mengalir dengan kecepatan kurang dari 2 knot (2 mil per jam). Hampir semua arus air di bumi berkecepatan kurang dari 3 knot. Turbin dan kincir air membutuhkan kecepatan air minimal 5-6 knot untuk bisa beroperasi dengan efisien.
(http://www.vortexhydroenergy.com/)
Mesin VIVACE ini tidak tergantung pada gelombang, pasang-surut air, turbin ataupun bendungan. Dia adalah suatu sistem hidrokinetik yang sangat unik, yang mengandalkan "getaran-getaran yang diinduksi pusaran (vortex induced vibrations)".
Getaran-getaran yang diinduksi pusaran ini merupakan getaran yang dihasilkan apabila sebuah benda berbentuk bulat atau melengkung dimasukkan dalam fluida yang bergerak, yang bisa berupa air atupun udara. Adanya benda tersebut akan menimbulkan pusaran dengan kecepatan sebesar aliran fluida tersebut. Akhirnya akan terbentuk arus edy, atau pusaran, pada bagian belakang benda tersebut. Pusaran ini ternyata menggerakkan benda, mendorong dan menarik ke arah kiri-kanan atau atas-bawah, tegak lurus dengan arah arus.
Vibrasi serupa telah merobohkan jembatan Tacoma Narrows di Washington pada tahun 1940 dan tower pendingin pada pembangkit listrik Ferrybridge di England pada tahun 1965. Pada air, vibrasi seperti ini sering merusak dermaga, kilang minyak dan bangunan-bangunan pesisir.
"Selama 25 tahun terakhir, para insinyur - termasuk saya - telah mencoba untuk mengurangi vibrasi yang diinduksi pusaran ini. Namun, sekarang di Michigan kami melakukan hal sebaliknya. Kami memacu vibrasi dan menuai kekuatan destruktifnya yang kuat," kata pengembang VIVACE Michael Bernitsas, seorang profesor di Departemen U-M Teknik Kelautan dan Arsitektur Angkatan Laut.
Ikan telah lama diketahui memiliki kemampuan untuk memanfaatkan pusaran air yang menginduksi vibrasi ini dengan baik.
"VIVACE ini meniru teknologi ikan tersebut," kata Bernitsas. "Ikan meliukkan badannya untuk meluncur di antara pusaran-pusaran yang berada didepan badannya. Kekuatan otot mereka sendiri tidak akan mampu melontarkan badan mereka di air dengan kecepatan tersebut oleh karenanya mereka berenang pada alur ikan yang lain."
Meskipun mesin Bernitsas ini tidak mirip ikan, dia mengatakan suatu saat nanti akan menyerupainya. Prototip mesinnya saat ini di lab-nya hanya berupa satu silinder yang terhubung dengan pegas. Silinder tersebut berposisi horisontal melintang aliran air dalam sebuah tangki seukuran trailer. Air dalam tangki tersebut mengalir dengan kecepatan 1,5 knot.
Cara kerja VIVACE adalah sebagai berikut :
Adanya silinder dalam aliran air akan menyebabkan pusaran pada bagian atas dan bawah silinder. Pusaran-pusaran tersebut akan mendorong dan menarik silinder pasif tersebut ke atas dan ke bawah pada pegasnya, yang akan menimbulkan energi mekanik. Kemudian, mesin mengubah energi mekanik tersebut menjadi listrik.
Cukup beberapa silinder saja sudah mencukupi untuk menyuplai kapal yang sedang berhenti, atau mercusuar, kata Bernitsas. Silinder-silinder ini dapat disusun berderet. Dia juga mengatakan mesinnya bisa mencukupi untuk 100.000 rumah.
Oleh karena osilasi pada VIVACE ini lambat, diteorikan bahwa sistem tersebut tidak akan membahayakan kehidupan air, sebagaimana bendungan dan turbin mampu merusak.
Bernitsas mengatakan energi VIVACE akan bernilai 5,5 sen per kilowatt jam. Energi angin bernilai 6,9 sen per kilowatt jam, 4,6 sen untuk tenaga nuklir dan 16-48 sen untuk tenaga surya (tergantung tempat).
Bernitsas mengatakan, bila kita mampu mendulang 0,1% energi samudera saja, kiata akan mampu mencukupi 15 milyar orang.
Akhir-akhir ini banyak ilmuwan telah melakukan bermacam penelitian yang akhirnya menemukan sebuah alat yang mampu menciptakan tenaga listrik dari sungai Detroit. Mereka telah bekerja selama 18 bulan untuk membuat pilot projeknya.
(untuk melihat video dan animasinya bisa dilihat di http://www.vortexhydroenergy.com/)
Terakhir diperbaharui ( Monday, 24 November 2008 )
(http://www.vortexhydroenergy.com/)
Arus pergerakan air sungai dan laut yang pelan bisa dilaporkan bisa menjadi sumber energi alternatif baru yang terjangkau dan dapat dihandalkan. Seorang insinyur dari Universitas Michigan telah membuat sebuah mesin yang bekerja selayaknya seekor ikan yang mampu mengubah getaran destruktif dari aliran fluida menjadi tenaga listrik.
Mesin tersebut dinamakan VIVACE (Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy).
VIVACE merupakan alat yang bisa memproduksi energi dari arus air di seluruh dunia karena alat tersebut bekerja pada arus air yang mengalir dengan kecepatan kurang dari 2 knot (2 mil per jam). Hampir semua arus air di bumi berkecepatan kurang dari 3 knot. Turbin dan kincir air membutuhkan kecepatan air minimal 5-6 knot untuk bisa beroperasi dengan efisien.
(http://www.vortexhydroenergy.com/)
Mesin VIVACE ini tidak tergantung pada gelombang, pasang-surut air, turbin ataupun bendungan. Dia adalah suatu sistem hidrokinetik yang sangat unik, yang mengandalkan "getaran-getaran yang diinduksi pusaran (vortex induced vibrations)".
Getaran-getaran yang diinduksi pusaran ini merupakan getaran yang dihasilkan apabila sebuah benda berbentuk bulat atau melengkung dimasukkan dalam fluida yang bergerak, yang bisa berupa air atupun udara. Adanya benda tersebut akan menimbulkan pusaran dengan kecepatan sebesar aliran fluida tersebut. Akhirnya akan terbentuk arus edy, atau pusaran, pada bagian belakang benda tersebut. Pusaran ini ternyata menggerakkan benda, mendorong dan menarik ke arah kiri-kanan atau atas-bawah, tegak lurus dengan arah arus.
Vibrasi serupa telah merobohkan jembatan Tacoma Narrows di Washington pada tahun 1940 dan tower pendingin pada pembangkit listrik Ferrybridge di England pada tahun 1965. Pada air, vibrasi seperti ini sering merusak dermaga, kilang minyak dan bangunan-bangunan pesisir.
"Selama 25 tahun terakhir, para insinyur - termasuk saya - telah mencoba untuk mengurangi vibrasi yang diinduksi pusaran ini. Namun, sekarang di Michigan kami melakukan hal sebaliknya. Kami memacu vibrasi dan menuai kekuatan destruktifnya yang kuat," kata pengembang VIVACE Michael Bernitsas, seorang profesor di Departemen U-M Teknik Kelautan dan Arsitektur Angkatan Laut.
Ikan telah lama diketahui memiliki kemampuan untuk memanfaatkan pusaran air yang menginduksi vibrasi ini dengan baik.
"VIVACE ini meniru teknologi ikan tersebut," kata Bernitsas. "Ikan meliukkan badannya untuk meluncur di antara pusaran-pusaran yang berada didepan badannya. Kekuatan otot mereka sendiri tidak akan mampu melontarkan badan mereka di air dengan kecepatan tersebut oleh karenanya mereka berenang pada alur ikan yang lain."
Meskipun mesin Bernitsas ini tidak mirip ikan, dia mengatakan suatu saat nanti akan menyerupainya. Prototip mesinnya saat ini di lab-nya hanya berupa satu silinder yang terhubung dengan pegas. Silinder tersebut berposisi horisontal melintang aliran air dalam sebuah tangki seukuran trailer. Air dalam tangki tersebut mengalir dengan kecepatan 1,5 knot.
Cara kerja VIVACE adalah sebagai berikut :
Adanya silinder dalam aliran air akan menyebabkan pusaran pada bagian atas dan bawah silinder. Pusaran-pusaran tersebut akan mendorong dan menarik silinder pasif tersebut ke atas dan ke bawah pada pegasnya, yang akan menimbulkan energi mekanik. Kemudian, mesin mengubah energi mekanik tersebut menjadi listrik.
Cukup beberapa silinder saja sudah mencukupi untuk menyuplai kapal yang sedang berhenti, atau mercusuar, kata Bernitsas. Silinder-silinder ini dapat disusun berderet. Dia juga mengatakan mesinnya bisa mencukupi untuk 100.000 rumah.
Oleh karena osilasi pada VIVACE ini lambat, diteorikan bahwa sistem tersebut tidak akan membahayakan kehidupan air, sebagaimana bendungan dan turbin mampu merusak.
Bernitsas mengatakan energi VIVACE akan bernilai 5,5 sen per kilowatt jam. Energi angin bernilai 6,9 sen per kilowatt jam, 4,6 sen untuk tenaga nuklir dan 16-48 sen untuk tenaga surya (tergantung tempat).
Bernitsas mengatakan, bila kita mampu mendulang 0,1% energi samudera saja, kiata akan mampu mencukupi 15 milyar orang.
Akhir-akhir ini banyak ilmuwan telah melakukan bermacam penelitian yang akhirnya menemukan sebuah alat yang mampu menciptakan tenaga listrik dari sungai Detroit. Mereka telah bekerja selama 18 bulan untuk membuat pilot projeknya.
(untuk melihat video dan animasinya bisa dilihat di http://www.vortexhydroenergy.com/)
Terakhir diperbaharui ( Monday, 24 November 2008 )
Buih Capucino Seperti Sebuah Superkonduktor??
Untuk melihat perkembangan terakhir superkonduktor tipe l, lihatlah buih pada secangkir cappucino. Tim fisikawan dari laboratorium Ames Departeman Energi U.S. dan para pelajar menemukan bahwa penyusunan domain magnetik seperti buih mempunyai pola yang sama seperti buih sabun atau buih susu pada kopi.
Kemiripan antara pola bentuk poligonal busa konvesional dengan “suprafroths” adalah polanya dibentuk oleh medan magnet di sebuah superkonduktor. Hal ini membuat suprafroth sebagai sebuah model untuk sistem studi buih.
“Ada beberapa hukum statistik yang mengatur kelakuan buih dan supraforth memenuhinya", tutur Ruslan Prozorov fisikawan dan investigator utama laboratorium Ames. "Kita dapat mengaplikasikan apa yang kita tahu dari suprafroth pada buih lainnya dan sistem buih kompleks”.
Prozorov menemukan pola supraforth tahun lalu, ia melihat desain seperti busa yang tak terduga ketika ia menaruh medan magnet pada sampel sistem magneto-optik. Karena superforth telah digunakan pada istilah produk lain maka Prozorov menyebutnya suprafroth pada tahun 1930, superkonduktor disebut suprakonduktor.
Untuk membantu mengenali suprafroth, Prozorov dibantu fisikawan senior laboratorium Ames, Paul Canfield, asisten lab musim panas Andrew Fidler dan mahasiswa S2 Jacob Hoberg. Canfield yang ahli dalam pembentukan pola alami, mengusulkan pembandingan pola suprafroth dengan buih biasa.
“Tahun lalu kami berdiri didekat poster pola kesetimbangan timbal milik Ruslan dan saya mendiskusikan salah satu gambarnya ketika istirahat”, kata Canfield. “Saya mengenali bahwa pola yang dia perlihatkan untuk sampel timbal persis sama dengan gambar klasik buih. Awalnya Ruslan skeptis tetapi beberapa minggu setelahnya kami menyadari betapa banyaknya kemiripan antara suprafroth dan buih biasa" lanjut canfield
Analisa lanjut menunjukkan bahwa suprafroth berlaku seperti buih lain meski ada perbedaan besar pada mikroskopis; dinding sel buih biasa terdiri dari bahan seperti deterjen air atau plastik sementara dinding suprafroth terdiri dari timbal superkonduktor.
Satu kemiripan suprafroth dan buih biasa adalah proses koarsen, yaitu ketika sel buih tumbuh atau menciut sebelum hilang. Pada kehidupan sehari-hari, proses ini dapat dilihat pada tempat cuci piring yang penuh buih sabun yang pecah dan hilang. Proses ini sama pada suprafroth ketika medan magnet meningkat, menunjukkan bahwa suprafroth memenuhi hukum John von Neumann, konsep yang disetujui secara fisis yg menspesifikasi nilai pertumbuhan atau penciutan sel buih.
Berlakunya hukum von Neumann pada suprafroth menunjukkan bahwa fase buih adalah sifat intrinsik superkonduktor," sebut Prozorov. "Suprafroth seperti busa biasa, mematuhi konsep pengisian daerah hingga jika ingin menutup bidang poligon dengan tiga tiang, maka poligon yang paling mungkin adalah heksagon,” lanjutnya.
Fisikawan mempercayai hubungan dua aturan statistik buih. Pengertian umum menunjukkan bahwa heksagon yang bersisi enamlah yang menentukan apakah sel buih tumbuh atau menciut selama koarsen. Tetapi analisa tim laboratorium Ames telah memisahkan dua konsep ini pada suprafroth.
“Pada suprafroth, kami menemukan bahwa hubungan dua ide itu adalah kebetulan, tidak ada korespondensi ketat antara tipe dinding sel paling stabil dan jumlah umum sisi buih,” sebut Prozorov.
Pada suprafroth sel setiap sisi tumbuh sebanding dengan medan magnet, penemuan ini memberi kontribusi penting untuk studi umum buih. Tapi kontribusi terbesar suprafroth pada fisis umum buih adalah sebagai sistem model untuk semua studi buih. Suprafroth menawarkan pembalikan, keuntungan khusus dibanding buih biasa.
“Pada buih sehari-hari seperti sabun, yang mewakili perubahan adalah waktu,” sebut Prozorov. “Kita harus menunggu busa mengering dan itu butuh waktu serta tak dapat dibalikkan. Karena waktu tak bisa dibalik”. “Ketika buih pecah maka sifat kimia dan fisisnya berubah sehingga tak layak untuk percobaan”, lanjut Prozorov. “Pada situasi ideal kita hanya ingin mempelajari sifat pola buih dan kompleksitasnya. Kita ingin dapat merubah parameter dan struktur buih dengan mudah”.
Keadaan ideal eksperimen buih dapat dicapai pada suprafroth karena hal yang menyebabkan sel fase superkonduktor adalah medan magnet dan suhu, parameter yang dapat dibalik. “Keduanya dapat diatur di lab, kata Prozorov. “Mereka dapat dinaikturunkan sehingga kita dapat mempelajari sifat statistik murni buih tanpa masalah dengan tidak bisa dibaliknya waktu atau perubahan sifat kimia”. Pembandingan prozorov tentang suprafroth juga memberi kontribusi penting pada studi superkonduktor.
“Analisa statistik menunjukkan bahwa suprafroth berlaku seperti buih biasa, hal yang baru untuk superkonduktifitas”, sebut Prozorov. “Baru tahun lalu pola ini ditemukan dan sekarang terbukti bahwa keadaan buih adalah sifat intrinsik timbal superkonduktor. Ini adalah terobosan besar bagi fisika buih umum dan pertumbuhan fisika superkonduktor”.
“Pada fisika, jika dapat menemukan sistem model yang memiliki pola mirip, seperti suprafroth, dan mempelajarinya maka akan didapat info tambahan tentang perilaku sistem sangat komplek seperti galaksi, geofisis dan biofisis”, sebut Prozorov. “Jadi intinya adalah mempelajari fisis dari buih sabun atau suprafroth dapat membantu memahami pertanyaan sulit dan komplek tentang kehidupan sekitar kita”.
Canfield mengatakan bahwa proyek suprafroth adalah studi kasus untuk bagaimana kolaborasi laboratorium penelitian harus dilakukan. “Kolaborasi yang berbuah ini sering terjadi di laboratorium Ames sebagai bagian kolaborasi dan interaksi ekstensif, Ruslan dan saya selalu mendiskusikan ide bahan dan hasil setiap saat”.
Sumber: ScienceDaily (Jun. 11, 2008)
Kemiripan antara pola bentuk poligonal busa konvesional dengan “suprafroths” adalah polanya dibentuk oleh medan magnet di sebuah superkonduktor. Hal ini membuat suprafroth sebagai sebuah model untuk sistem studi buih.
“Ada beberapa hukum statistik yang mengatur kelakuan buih dan supraforth memenuhinya", tutur Ruslan Prozorov fisikawan dan investigator utama laboratorium Ames. "Kita dapat mengaplikasikan apa yang kita tahu dari suprafroth pada buih lainnya dan sistem buih kompleks”.
Prozorov menemukan pola supraforth tahun lalu, ia melihat desain seperti busa yang tak terduga ketika ia menaruh medan magnet pada sampel sistem magneto-optik. Karena superforth telah digunakan pada istilah produk lain maka Prozorov menyebutnya suprafroth pada tahun 1930, superkonduktor disebut suprakonduktor.
Untuk membantu mengenali suprafroth, Prozorov dibantu fisikawan senior laboratorium Ames, Paul Canfield, asisten lab musim panas Andrew Fidler dan mahasiswa S2 Jacob Hoberg. Canfield yang ahli dalam pembentukan pola alami, mengusulkan pembandingan pola suprafroth dengan buih biasa.
“Tahun lalu kami berdiri didekat poster pola kesetimbangan timbal milik Ruslan dan saya mendiskusikan salah satu gambarnya ketika istirahat”, kata Canfield. “Saya mengenali bahwa pola yang dia perlihatkan untuk sampel timbal persis sama dengan gambar klasik buih. Awalnya Ruslan skeptis tetapi beberapa minggu setelahnya kami menyadari betapa banyaknya kemiripan antara suprafroth dan buih biasa" lanjut canfield
Analisa lanjut menunjukkan bahwa suprafroth berlaku seperti buih lain meski ada perbedaan besar pada mikroskopis; dinding sel buih biasa terdiri dari bahan seperti deterjen air atau plastik sementara dinding suprafroth terdiri dari timbal superkonduktor.
Satu kemiripan suprafroth dan buih biasa adalah proses koarsen, yaitu ketika sel buih tumbuh atau menciut sebelum hilang. Pada kehidupan sehari-hari, proses ini dapat dilihat pada tempat cuci piring yang penuh buih sabun yang pecah dan hilang. Proses ini sama pada suprafroth ketika medan magnet meningkat, menunjukkan bahwa suprafroth memenuhi hukum John von Neumann, konsep yang disetujui secara fisis yg menspesifikasi nilai pertumbuhan atau penciutan sel buih.
Berlakunya hukum von Neumann pada suprafroth menunjukkan bahwa fase buih adalah sifat intrinsik superkonduktor," sebut Prozorov. "Suprafroth seperti busa biasa, mematuhi konsep pengisian daerah hingga jika ingin menutup bidang poligon dengan tiga tiang, maka poligon yang paling mungkin adalah heksagon,” lanjutnya.
Fisikawan mempercayai hubungan dua aturan statistik buih. Pengertian umum menunjukkan bahwa heksagon yang bersisi enamlah yang menentukan apakah sel buih tumbuh atau menciut selama koarsen. Tetapi analisa tim laboratorium Ames telah memisahkan dua konsep ini pada suprafroth.
“Pada suprafroth, kami menemukan bahwa hubungan dua ide itu adalah kebetulan, tidak ada korespondensi ketat antara tipe dinding sel paling stabil dan jumlah umum sisi buih,” sebut Prozorov.
Pada suprafroth sel setiap sisi tumbuh sebanding dengan medan magnet, penemuan ini memberi kontribusi penting untuk studi umum buih. Tapi kontribusi terbesar suprafroth pada fisis umum buih adalah sebagai sistem model untuk semua studi buih. Suprafroth menawarkan pembalikan, keuntungan khusus dibanding buih biasa.
“Pada buih sehari-hari seperti sabun, yang mewakili perubahan adalah waktu,” sebut Prozorov. “Kita harus menunggu busa mengering dan itu butuh waktu serta tak dapat dibalikkan. Karena waktu tak bisa dibalik”. “Ketika buih pecah maka sifat kimia dan fisisnya berubah sehingga tak layak untuk percobaan”, lanjut Prozorov. “Pada situasi ideal kita hanya ingin mempelajari sifat pola buih dan kompleksitasnya. Kita ingin dapat merubah parameter dan struktur buih dengan mudah”.
Keadaan ideal eksperimen buih dapat dicapai pada suprafroth karena hal yang menyebabkan sel fase superkonduktor adalah medan magnet dan suhu, parameter yang dapat dibalik. “Keduanya dapat diatur di lab, kata Prozorov. “Mereka dapat dinaikturunkan sehingga kita dapat mempelajari sifat statistik murni buih tanpa masalah dengan tidak bisa dibaliknya waktu atau perubahan sifat kimia”. Pembandingan prozorov tentang suprafroth juga memberi kontribusi penting pada studi superkonduktor.
“Analisa statistik menunjukkan bahwa suprafroth berlaku seperti buih biasa, hal yang baru untuk superkonduktifitas”, sebut Prozorov. “Baru tahun lalu pola ini ditemukan dan sekarang terbukti bahwa keadaan buih adalah sifat intrinsik timbal superkonduktor. Ini adalah terobosan besar bagi fisika buih umum dan pertumbuhan fisika superkonduktor”.
“Pada fisika, jika dapat menemukan sistem model yang memiliki pola mirip, seperti suprafroth, dan mempelajarinya maka akan didapat info tambahan tentang perilaku sistem sangat komplek seperti galaksi, geofisis dan biofisis”, sebut Prozorov. “Jadi intinya adalah mempelajari fisis dari buih sabun atau suprafroth dapat membantu memahami pertanyaan sulit dan komplek tentang kehidupan sekitar kita”.
Canfield mengatakan bahwa proyek suprafroth adalah studi kasus untuk bagaimana kolaborasi laboratorium penelitian harus dilakukan. “Kolaborasi yang berbuah ini sering terjadi di laboratorium Ames sebagai bagian kolaborasi dan interaksi ekstensif, Ruslan dan saya selalu mendiskusikan ide bahan dan hasil setiap saat”.
Sumber: ScienceDaily (Jun. 11, 2008)
Analisis Inti Es Greenland Menunjukkan Perubahan Iklim yang Drastis
Informasi yang didapat dari inti es Greenland oleh sebuah tim saintis internasioanal yang menunjukkan bahwa dua suhu bagian besar belahan bumi utara meningkat ketika mendekati akhir zaman es 11.500 tahun yang lalu berhubungan dengan pergeseran dasar sirkulasi atmosfer.
Inti es menunjukkan bahwa bagian utara belahan bumi terbentuk secara singkat dari tahun es 14.700 tahun yang lalu dengan 22 derajat Fahreheit hanya dalam waktu 50 tahun, kemudian kembali ke kondisi es sebelum tiba-tiba memanas lagi kira-kira 11.700 tahun yang lalu. Dan secara mengejutkan bukti pusat es Greenland menunjukkan adanya “pengaturan” besar-besaran pada sirkulasi atmosfer di belahan bumi utara yang berhubungan dengan lonjakan temperatur, dimana setiap pengaturan memerlukan waktu satu atau dua tahun, sebut peneliti.
Penemuan baru diharapkan dapat membantu saintis mengembangkan permodelan komputer yang telah ada untuk memprediksi perubahan iklim yang akan datang akibat meningkatnya efek rumah kaca di atmosfer yang meningkatkan suhu global.
Tim menggunakan perubahan pada tingkat debu dan isotop air stabil dalam lapisan es tahunan sepanjang 2 mil dari pusat es Greenland, yang terbentuk dari lembaran-lembaran es dari tahun 1998 sampai dengan 2004, untuk menggambarkan temoeratur masa lalu dan turunya salju. Paper mereka dipublikasikan pada 19 juni oleh Science Express, versi online sains.
Inti es – dianalisa dengan mikroskop powerful – yang diambil sebagai bagian dari proyek inti es Greenland Utara oleh Dorthe Dahl-Jensen pimpinan proyek pusat es dan iklim dari Institut Neils Bohr Universitas Copenhagen. Studi termasuk 17 co investigator dari Eropa, satu dari Jepang dan dua dari USA-- Jim White dan Trevor Popp dari Universitas Colorado di Boulder.
“Kami telah menganalisa perubahan dari periode akhir glasial hingga periode pemanasan interglasial sekarang, dan perubahan iklim yang terjadi tiba-tiba, seperti ada seseorang yang menekan tombol,” kata Dahl- Jenson.
Menurut peneliti, periode peringatan keras pertama mulai dari 14.700 sampai 12.900 tahun yang lalu ketika kondisi super beku kembali sekitar 1.200 tahun sebelum permulaan kejadian hangat tajam. Dua kejadian ini menunjukkan kecepatan proses perubahan iklim alami yang belum ada sebelumnya di inti es, sebut White, direktur Institut CU-Boulder.
“Kita mulai memisahkan urutan perubahan iklim tiba-tiba ini,” sebut White, yang didanai oleh National Science Foundation's Office of Polar Programs. “Karena perubahan iklim yang cepat akan menantang masyarakat manapun bahkan yang paling modern dan mampu beradaptasi, maka mengetahui asal mula dan evolusi perubahan iklim merupakan pertanyaan iklim yang paling mendesak untuk dijawab.”
“Kedua kejadian dramatis itu dimulai dengan menurunnya deposisi debu Greenland, yang mengindikasikan suhu tropis lebih tinggi dan banyaknya hujan di gurun Asia,” tambah White. Tim percaya pemanasan tropis kuno membuat perubahan atmosfer di khatulistiwa, intensifnya badai laut pasifik, mencairnya es laut atlantis utara dan panas atmosfer di Greenland dan belahan bumi utara.
“Kami mengusulkan beberapa kejadian yang dimulai di dekat khatulistiwa dan menyebabkan perubahan laut dan atmosfer yang menunjukkan anatomi perubahan iklim tiba-tiba,” tulis pengarang. White memiripkan kejadian ini dengan pergeseran arus panas di Amerika Utara yang menyebabkan munculnya badai di sana.
“Kita tahu itu akan terjadi tapi tidak tau kapan. Pertanyaannya adalah dapatkah kita melihat gejalanya sebelum itu terjadi?. Jika tidak kita sama seperti meluncur cepat di jalan sempit dan berharap tak ada tikungan di depan”, tambah White. “Nah dengan catatan tahunan es ini kita dapat menunjukkan suhu dan tingkat penyerapan sebelumnya, isi atmosfer kuno dan bahkan bukti waktu dan besarnya badai, kebakaran dan letusan gunung berapi”.
Sumber : ScienceDaily
Terakhir diperbaharui ( Wednesday, 04 February 2009 )
Inti es menunjukkan bahwa bagian utara belahan bumi terbentuk secara singkat dari tahun es 14.700 tahun yang lalu dengan 22 derajat Fahreheit hanya dalam waktu 50 tahun, kemudian kembali ke kondisi es sebelum tiba-tiba memanas lagi kira-kira 11.700 tahun yang lalu. Dan secara mengejutkan bukti pusat es Greenland menunjukkan adanya “pengaturan” besar-besaran pada sirkulasi atmosfer di belahan bumi utara yang berhubungan dengan lonjakan temperatur, dimana setiap pengaturan memerlukan waktu satu atau dua tahun, sebut peneliti.
Penemuan baru diharapkan dapat membantu saintis mengembangkan permodelan komputer yang telah ada untuk memprediksi perubahan iklim yang akan datang akibat meningkatnya efek rumah kaca di atmosfer yang meningkatkan suhu global.
Tim menggunakan perubahan pada tingkat debu dan isotop air stabil dalam lapisan es tahunan sepanjang 2 mil dari pusat es Greenland, yang terbentuk dari lembaran-lembaran es dari tahun 1998 sampai dengan 2004, untuk menggambarkan temoeratur masa lalu dan turunya salju. Paper mereka dipublikasikan pada 19 juni oleh Science Express, versi online sains.
Inti es – dianalisa dengan mikroskop powerful – yang diambil sebagai bagian dari proyek inti es Greenland Utara oleh Dorthe Dahl-Jensen pimpinan proyek pusat es dan iklim dari Institut Neils Bohr Universitas Copenhagen. Studi termasuk 17 co investigator dari Eropa, satu dari Jepang dan dua dari USA-- Jim White dan Trevor Popp dari Universitas Colorado di Boulder.
“Kami telah menganalisa perubahan dari periode akhir glasial hingga periode pemanasan interglasial sekarang, dan perubahan iklim yang terjadi tiba-tiba, seperti ada seseorang yang menekan tombol,” kata Dahl- Jenson.
Menurut peneliti, periode peringatan keras pertama mulai dari 14.700 sampai 12.900 tahun yang lalu ketika kondisi super beku kembali sekitar 1.200 tahun sebelum permulaan kejadian hangat tajam. Dua kejadian ini menunjukkan kecepatan proses perubahan iklim alami yang belum ada sebelumnya di inti es, sebut White, direktur Institut CU-Boulder.
“Kita mulai memisahkan urutan perubahan iklim tiba-tiba ini,” sebut White, yang didanai oleh National Science Foundation's Office of Polar Programs. “Karena perubahan iklim yang cepat akan menantang masyarakat manapun bahkan yang paling modern dan mampu beradaptasi, maka mengetahui asal mula dan evolusi perubahan iklim merupakan pertanyaan iklim yang paling mendesak untuk dijawab.”
“Kedua kejadian dramatis itu dimulai dengan menurunnya deposisi debu Greenland, yang mengindikasikan suhu tropis lebih tinggi dan banyaknya hujan di gurun Asia,” tambah White. Tim percaya pemanasan tropis kuno membuat perubahan atmosfer di khatulistiwa, intensifnya badai laut pasifik, mencairnya es laut atlantis utara dan panas atmosfer di Greenland dan belahan bumi utara.
“Kami mengusulkan beberapa kejadian yang dimulai di dekat khatulistiwa dan menyebabkan perubahan laut dan atmosfer yang menunjukkan anatomi perubahan iklim tiba-tiba,” tulis pengarang. White memiripkan kejadian ini dengan pergeseran arus panas di Amerika Utara yang menyebabkan munculnya badai di sana.
“Kita tahu itu akan terjadi tapi tidak tau kapan. Pertanyaannya adalah dapatkah kita melihat gejalanya sebelum itu terjadi?. Jika tidak kita sama seperti meluncur cepat di jalan sempit dan berharap tak ada tikungan di depan”, tambah White. “Nah dengan catatan tahunan es ini kita dapat menunjukkan suhu dan tingkat penyerapan sebelumnya, isi atmosfer kuno dan bahkan bukti waktu dan besarnya badai, kebakaran dan letusan gunung berapi”.
Sumber : ScienceDaily
Terakhir diperbaharui ( Wednesday, 04 February 2009 )
Sistem jaringan listrik nirkabel
Dalam sebuah konferensi hi-tech di TED Global Conference, Oxford beberapa waktu lalu, diperkenalkan sebuah sistem jaringan listrik yang tidak menggunakan kabel (wireless).
Sistem ini mempergunakan teknik fisika yang cukup sederhana yang mampu menyuplai tenaga ke beberapa perangkat elektronik.
Pada konferensi tersebut, pemateri menunjukkan telepon seluler dan televisi yang ditenagai oleh listrik secara wireless. Dia mengatakan bahwa sistem tersebut bisa menggantikan ribuan mil kabel dan baterai yang mahal. "Hampir 40 juta baterai diproduksi tiap tahun", katanya. Milyaran dolar juga telah dihabiskan untuk membangun infrastruktur jaringan kabel untuk menyalurkan energi listrik, lanjutnya.
Ilmuwan tersebut mencontohkan dengan memakai ponsel Google G1 dan iphone Apple yang ditenagai dengan sistem tersebut. Selain ponsel, dia juga menampilkan televisi yang memakai sistem kelistrikan wireless ini.
"Bayangkan, anda bisa menaruh televisi ini menggantung di dinding rumah anda tanpa perlu mencari stop kontak," ujarnya.
Bagaimanakah sebenarnya jaringan listrik wireless tersebut?
Terakhir diperbaharui ( Wednesday, 29 July 2009 )
Baca Lebih Lengkap...
Transistor Grafin : Untuk Prosesor Super Cepat
Ditulis Oleh Admin
Tuesday, 10 February 2009
Transistor Grafin : Untuk Prosesor Super Cepat
Tahukah berapa kecepatan prosesor komputermu saat ini? Kecepatan prosesor notebook atau netbookmu saat ini? Tahukah berapa kecepatan prosesor komputer tercepat saat ini? Ternyata semua masih dalam angka Mega Hertz (MHz) atau Giga Hertz (GHz).
Pernahkah membayangkan bagaimana rasanya menggunakan komputer super cepat dengan kecepatan prosessor 40 Terra Hertz (40.000 GHz)?
Inilah yang sedang didesain oleh seorang profesor teknik fisika bernama Walter de Heer. Pada tahun 2008 lalu dia menemukan sebuah bahan untuk membuat semikonduktor guna dipakai dalam perangkat eletronik termasuk prosesor komputer. Bahan tersebut adalah grafin, suatu bentuk baru dari karbon. Selama ini bahan semikonduktor yang digunakan dalam sirkuit elektronik berasal dari silikon. Material yang banyak kita temui dalam isi pensil.
Sebelumnya telah dibuat model-model karbon yang diperkirakan bisa menjadi bahan semikonduktor yang lebih baih dari silikon. Dan ternyata menurut model tersebut grafin salah satu yang paling cocok.. Satu lapis karbon dengan ketebalan 1 atom dapat dibuat menjadi transistor dengan kecepatan ratusan kali lebih cepat daripada transistor silikon saat ini. Bersama dengan laboratorium Lincoln MIT, Walter membuat ratusan transistor grafin pada sepotong chip. Hasilnya makin menguatkan bahwa grafin bisa menjadi bahan transistor generasi masa depan.
Dia menambahkan, komputer berbasis transistor silikon saat ini hanya bisa menjalankan sejumlhha operasi saja per detiknya tanpa over heating. Namun dengan grafin, elektron bisa bergerak lebih cepat hampir-hampir tanpa hambatan sehingga panas yang diihasilkan juga kecil. Terlebih lagi,, bahan grafin sendiri adalah bahan konduktor panas sehingga panas yang dihasilkan bisa segera dihilangkan dengan cepat. Oleh karenanya elektronik berbasis grafin akan bekerja dengan jauh lebih cepat.
Sistem ini mempergunakan teknik fisika yang cukup sederhana yang mampu menyuplai tenaga ke beberapa perangkat elektronik.
Pada konferensi tersebut, pemateri menunjukkan telepon seluler dan televisi yang ditenagai oleh listrik secara wireless. Dia mengatakan bahwa sistem tersebut bisa menggantikan ribuan mil kabel dan baterai yang mahal. "Hampir 40 juta baterai diproduksi tiap tahun", katanya. Milyaran dolar juga telah dihabiskan untuk membangun infrastruktur jaringan kabel untuk menyalurkan energi listrik, lanjutnya.
Ilmuwan tersebut mencontohkan dengan memakai ponsel Google G1 dan iphone Apple yang ditenagai dengan sistem tersebut. Selain ponsel, dia juga menampilkan televisi yang memakai sistem kelistrikan wireless ini.
"Bayangkan, anda bisa menaruh televisi ini menggantung di dinding rumah anda tanpa perlu mencari stop kontak," ujarnya.
Bagaimanakah sebenarnya jaringan listrik wireless tersebut?
Terakhir diperbaharui ( Wednesday, 29 July 2009 )
Baca Lebih Lengkap...
Transistor Grafin : Untuk Prosesor Super Cepat
Ditulis Oleh Admin
Tuesday, 10 February 2009
Transistor Grafin : Untuk Prosesor Super Cepat
Tahukah berapa kecepatan prosesor komputermu saat ini? Kecepatan prosesor notebook atau netbookmu saat ini? Tahukah berapa kecepatan prosesor komputer tercepat saat ini? Ternyata semua masih dalam angka Mega Hertz (MHz) atau Giga Hertz (GHz).
Pernahkah membayangkan bagaimana rasanya menggunakan komputer super cepat dengan kecepatan prosessor 40 Terra Hertz (40.000 GHz)?
Inilah yang sedang didesain oleh seorang profesor teknik fisika bernama Walter de Heer. Pada tahun 2008 lalu dia menemukan sebuah bahan untuk membuat semikonduktor guna dipakai dalam perangkat eletronik termasuk prosesor komputer. Bahan tersebut adalah grafin, suatu bentuk baru dari karbon. Selama ini bahan semikonduktor yang digunakan dalam sirkuit elektronik berasal dari silikon. Material yang banyak kita temui dalam isi pensil.
Sebelumnya telah dibuat model-model karbon yang diperkirakan bisa menjadi bahan semikonduktor yang lebih baih dari silikon. Dan ternyata menurut model tersebut grafin salah satu yang paling cocok.. Satu lapis karbon dengan ketebalan 1 atom dapat dibuat menjadi transistor dengan kecepatan ratusan kali lebih cepat daripada transistor silikon saat ini. Bersama dengan laboratorium Lincoln MIT, Walter membuat ratusan transistor grafin pada sepotong chip. Hasilnya makin menguatkan bahwa grafin bisa menjadi bahan transistor generasi masa depan.
Dia menambahkan, komputer berbasis transistor silikon saat ini hanya bisa menjalankan sejumlhha operasi saja per detiknya tanpa over heating. Namun dengan grafin, elektron bisa bergerak lebih cepat hampir-hampir tanpa hambatan sehingga panas yang diihasilkan juga kecil. Terlebih lagi,, bahan grafin sendiri adalah bahan konduktor panas sehingga panas yang dihasilkan bisa segera dihilangkan dengan cepat. Oleh karenanya elektronik berbasis grafin akan bekerja dengan jauh lebih cepat.
Langganan:
Postingan (Atom)