Pendidikan Sains Aplikatif, Matematika Menarik dan Karya Ilmiah

Percobaan Sains : Penjepit Kertas yang Mengambang

Logam mempunyai kepadatan delapan kali lebih padat daripada air sehingga harus tenggelam. Tapi di sini kita memiliki penjepit kertas kecil 'mengambang'  diatas air

Cara Kerja
1. Isi gelas dengan air dan ambil beberapa penjepit kertas logam (baja)

http://www.thoharianwarphd.com/2016/11/percobaan-sains-penjepit-kertas-yang.html

2. Kita coba masukan penjepit kertas tersebut kedalam air, tentu saja penjepit kertas tersebut akan tenggelam. Hal itu tentu tidak mengejutkan karena kepadatan logam (baja) adalah sekitar 8000 kilogram per meter kubik. Sedangkan densitas air adalah 1000 kg per meter kubik.

http://www.thoharianwarphd.com/2016/11/percobaan-sains-penjepit-kertas-yang.html

3. Untuk membuat penjepit kertas 'melayang', tekuk salah satu lengan penjepit kertas di setengah seperti ini.
http://www.thoharianwarphd.com/2016/11/percobaan-sains-penjepit-kertas-yang.html

4. Letakan penjepit kertas kedua horizontal di atas yang kita bengkokan tadi di tengahnya seperti ini.

http://www.thoharianwarphd.com/2016/11/percobaan-sains-penjepit-kertas-yang.html

5. Turunkan dengan perlahan penjepit kertas tersebut ke dalam air.

http://www.thoharianwarphd.com/2016/11/percobaan-sains-penjepit-kertas-yang.html

6. Maka Lihatlah, penjepit kertas tersebut terlihat 'mengambang!'  mengambang.

http://www.thoharianwarphd.com/2016/11/percobaan-sains-penjepit-kertas-yang.html

7. Untuk membuktikan penjepit kertas tidak benar-benar mengambang sama sekali, celupkan tusuk gigi di beberapa deterjen pencuci piring.

http://www.thoharianwarphd.com/2016/11/percobaan-sains-penjepit-kertas-yang.html

8. Sentuh permukaan air dengan tusuk gigi dan penjepit kertas mungkin penjepit kertas tersebut masih akan terus mengapung. Sekarang sentuh sedikit air yang menggembung sampai di 'dalam' dari penjepit kertas dan penjepit kertas tersebut akan langsung tenggelam.

http://www.thoharianwarphd.com/2016/11/percobaan-sains-penjepit-kertas-yang.html

Ini penjelasannya
Trik ini merupkan  ilmu klasik ini muncul untuk menentang Prinsip Archimedes '.

Benda dikatakan mengambang menurut Archimedes, terjadi ketika sebuah benda menggantikan volume air yang beratnya lebih dari objek itu sendiri. Ketika sebuah benda berat lebih dari volume air yang dipindahkan, maka benda itu tenggelam. Ketika sebuah benda berat persis sama dengan volume air yang dipindahkan, maka benda itu tidak tenggelam atau mengapung dan secara alami akan terapung.

Kepadatan baja adalah sekitar 8000 kilogram per meter kubik, yang delapan kali lebih besar dari densitas air. Oleh karena itu, baja pasti harus tenggelam. Alasan penjepit kertas dapat dibuat untuk 'melayang' adalah karena ukuran dan tegangan permukaan sangat kuat air.

Tegangan permukaan diukur dalam Newton per meter dan hasil dari gaya tarik-menarik antara molekul dalam cairan. Semakin kuat molekul yang tertarik satu sama lain, semakin kuat tegangan permukaan.

Menurut Journal  Referensi Data Fisik dan Air pada 20 derajat Celcius tegangan permukaan air adalah 72,75 Newton per meter. Yang cukup kuat dibandingkan dengan zat lain. Misalnya, tegangan permukaan etanol murni pada 20 derajat Celcius hanya 22,31 Newton per meter.

Pada 100 derajat Celcius, tegangan permukaan air telah menurun menjadi 58,91 Newton per meter yang menjelaskan mengapa bola kapas tenggelam lebih cepat dalam air panas. 

Penjepit kertas 'mengapung' karena beratnya tidak cukup untuk memecah ikatan antara molekul air terpisah.

Ketika kita berbicara tentang massa kita, kita biasanya mengatakan bahwa kita menimbang X kilogram tetapi berat badan sebenarnya diukur dalam Newton. Untuk menghitung berat badan Anda di Bumi, Anda harus kalikan massa Anda dengan percepatan gravitasi, yang merupakan 9,8 meter per detik kuadrat. Jadi, jika massa Anda adalah 50 kilogram maka berat badan Anda 490 Newton. Jika kita ingin mengurangi berat kita tanpa berolahraga atau mengubah diet kita, maka hanya dengan  meluncurkan diri ke luar angkasa di mana tidak ada gravitasi dan kita akan menimbang 0 Newton. Kita masih akan memiliki massa 50 kilogram sehingga berat badan kita mungkin berubah tapi tidak pinggang Anda.

Satu penjepit kertas 33 milimeter memiliki massa sekitar 0,45 gram (0,00045 kilogram) dan karena itu hanya berbobot sekitar 0,0044 Newton. Jika Kacang kita tumpuk seperti penjepit kertas hinga hingga seukuran mobil, tentu itu pasti tidak akan 'melayang' karena bobotnya akan lebih dari cukup untuk memecahkan tegangan permukaan air. Mengambang tidak terpengaruh oleh skala suatu objek dengan cara ini.

Jadi dari percobaan ini. Sebuah penjepit kertas mengambang sebenarnya tidak benar-benar melayang atau mengambang, tetapi hanya saja tidak mempunyai berat yang cukup untuk memecah tegangan permukaan air.

No comments:

Post a Comment