11 Fenomena Fisika Dalam Kehidupan Sehari-Hari
Monday 11 September 2017
gammafisblog.blogspot.com - kali ini saya akan menulis artikel mengenai 11 Fenomena Fisika Dalam Kehidupan Sehari-Hari.
Fenomena fisika yang saya maksud disini adalah fenomena alam yang berkaitan dengan hukum-hukum fisika yang sering terjadi dan sering kita lihat dalam kehidupan kita sehari-hari. Ada banyak fenomena alam unik yang bisa kita amati dan pelajari yang berkaitan dengan hukum-hukum fisika. Untuk lebih memperjelas akan kita bahas lebih dalam lagi tentang fenomena fisika ini. Fisika merupakan cabang dari ilmu alam (sains) yang karenanya fisika dapat menjelaskan berbagai fenomena alam dalam kehidupan sehari-hari. Sedangkan fenomena alam merupakan kejadian yang terjadi secara alamiah dan dapat dicapai dengan logika manusia karena sifatnya tetap dan tidak berubah-ubah. Sebagai contoh air yang mengalir dari tempat tinggi ke tempat yang rendah merupakan sifat alamiah yang tetap (pasti) yang dapat dijelaskan dengan ilmu fisika.
Berikut rangkuman fenomen alam fisika dalam kehidupan sehari-hari yang mudah teramati:
1. Gerak semu harian matahari
 |
| Gerak semu harian matahari |
Setiap hari kita melihat bahwa matahari terbit di kaki langit sebelah Timur, lalu bergerak makin lama makin tinggi, hingga akhirnya pada tengah hari mencapai tempat kedudukannya yang paling tinggi pada hari itu. Setelah itu ia meneruskan perjalannya, tempatnya di langit main lama makin rendah, dan pada senja hari kita lihat ia terbenam di ufuk sebelah Barat. Perjalanan matahari seperti itu bukanlah gerak matahari yang sebenarnya, akan tetapi terjadi akibat adanya perputaran bumi pada porosnya (rotasi) selama sehari semalam. Peristiwa perjalanan matahari semacam itu dinamakan perjalanan semu harian matahari. Gerak semu harian matahari ini disebabkan oleh rotasi bumi (gerak putar bumi pada sumbu putarnya), dengan waktu rotasi yaitu 23 jam 56 menit 4.1 detik. Dengan demikian dalam sehari matahari bergerak 000 59' 08,33".
Gerak semu harian matahari mengakibatkan perubahan posisi matahari setiap harinya. Matahari terlihat terbit di timur dan tenggelam di barat. Padahal gerak semu ini teramati karena bumi kita yang ber-rotasi dengan arah sebaliknya, dari barat ke timur. Sehingga akan muncul tampak kesan semu bahwa dari sudut pandang kita (sebagai pengamat) di bumi, matahari-lah yang bergerak mengelilingi.
2. Pasang Surut Air Laut
Pasang surut air laut adalah peristiwa naik atau turunnya permukaan air laut. Banyak faktor yang dapat mempengaruhi naik atau turunnya air laut. Beberapa ahli berpendapat bahwa beberapa faktor yang mempengaruhi tingginya permukaan air laut adalah efek sentrifugal akibat rotasi bumi dan kombinasi gaya gravitasi bulan dan matahari. Walaupun massa matahari lebih besar dari bulan namun akibat lebih jauhnya matahari dari pada bulan, pengaruh dari matahari hanya 46% saja dari pengaruh bulan. Berikut ini saya kutip salah satu pendapat ahli. Meskipun massa matahari jauh lebih besar dari massa bulan (27 juta kali) tetapi jaraknya terhadap bumi 387 kali lebih jauh dari jarak bumi-bulan. Oleh karena itu pasang surut oleh matahari 46% pasang surut oleh bulan. Kombinasi pengaruh pasang surut bulan dan pasang surut matahari dapat memperbesar atau memperkecil tinggi pasang surut yang terjadi.
Pada bulan baru (new moon) dan bulan purnama (full moon) dimana bumi, bulan dan matahari berada dalam satu garis, pasang surut oleh bulan diperkuat oleh pasang surut matahari. Pada waktu-waktu ini pasang surut yang terjadi mempunyai tinggi yang maksimum, dan disebut 'pasang purnama' (spring tide). Pada kuartir pertama dan kuartir ketiga dimana posisi bulan, bumi tegak lurus matahari, pasang surut oleh bulan diperlemah oleh pasang surut matahari. Pada waktu-waktu ini pasang surut yang terbentuk mempunyai tinggi yang minimum dan disebut 'pasang perbani' (neap tide).
3. Pembiasan Cahaya
Pembiasan cahaya adalah peristiwa penyimpangan atau pembelokan cahaya karena melalui dua medium yang berbeda kerapatan optiknya. Arah pembiasan cahaya dibedakan menjadi dua macam, yaitu : Pembiasan cahaya mendekati garis normal - Cahaya dibiaskan mendekati garis normal jika cahaya merambat dari medium optik kurang rapat ke medium optik lebih rapat, contohnya cahaya merambat dari udara ke dalam air. Pembiasan cahaya menjauhi garis normal - Cahaya dibiaskan menjauhi garis normal jika cahaya merambat dari medium optik lebih rapat ke medium optik kurang rapat, contohnya cahaya merambat dari dalam air ke udara.
Berikut ini adalah peristiwa unik akibat pembiasan cahaya:
- Sendok terlihat patah - ketika sebuah kita masukkan kedalam sebuah gelas yang berisi air bening maka akan terlihat seakan-akan batang sendok yang lurus akan terlihat patah dan membentuk garis sejajar.
- Cahaya senter terlihat membelok - Ketika anda menyinari sungai yang airnya jernih dengan sebuah senter di malam hari. Cahaya senter terlihat membelok ke arah mendekati sumber cahaya. Ini terjadi karena cahaya senter melewati medium udara dan air.
- Dasar kolam jernih terlihat dangkal - Air kolam yang dalam dan jernih akan terlihat seolah-olah dangkal. Anda dapat melihat kesan dangkal karena dasar kolam itu terlihat dengan jelas. Begitu pula halnya dengan air di sungai yang berair jernih.
- Terbentuknya pelangi, akibat dispersi cahaya. Pelangi terbentuk karena adanya cahaya mengalami pembiasan ketika cahaya matahari terkena air hujan. Ketika cahaya matahari melewati tetesan air maka cahaya tersebut akan dibengkokkan sehingga membuat warna-warna tersebut berpisah dengan warna lainnya. Konsep fisika dalam fenomena ini salah satunya adalah tentang cahaya
- Intan berkilau - Semua orang akan terpesona melihat kilauan sebuah intan. Intan memiliki kerapatan optik yang jauh lebih besar ketimbang udara. Oleh sebab itu akan terjadi proses pembiasan berulang oleh peristiwa pembiasan cahaya.
- Posisi bintang di langit - Posisi bintang yang terlihat malam hari sebenarnya adalah posisi semu. Hal ini karena cahaya bintang berasal dari ruang hampa udara menuju udara di atmosfir bumi.
4. Peristiwa Gerhana Bulan
Terbentuknya gerhana bulan, yaitu ketika bumi berada di antara bulan dan matahari. Gerhana Bulan adalah peristiwa ketika terhalanginya cahaya Matahari oleh Bumi sehingga tidak semuanya sampai ke Bulan. Peristiwa yang merupakan salah satu akibat dinamisnya pergerakan posisi Matahari, Bumi, dan Bulan ini hanya terjadi pada saat fase purnama dan dapat diprediksi sebelumnya. Adapun Gerhana Matahari adalah peristiwa terhalangnya cahaya Matahari oleh Bulan sehingga tidak semuanya sampai ke Bumi dan selalu terjadi pada saat fase bulan baru.
5. Angin Darat dan Angin Laut
Angin Darat dan Angin Laut adalah angin yang bergerak dalam daerah darat dan laut. Angin Laut adalah jenis angin yang bergerak dari lautan ke daratan, sebaliknya pada malam hari, daratan lebih dingin daripada lautan. Saat itu udara bergerak dari daratan ke lautan, peristiwa ini disebut Angin darat.
Adanya angin darat dan angin laut ini menyebabkan perubahan garis pantai. Air laut atau ombak yang dihasilkan angin lama kelamaan akan mengikis pasir atau batuan pantai. Air laut membawa pasir atau serpihan batu ke laut. Akibatnya, garis pantai mengalami perubahan.
Adanya angin darat dan angin laut ini menyebabkan perubahan garis pantai. Air laut atau ombak yang dihasilkan angin lama kelamaan akan mengikis pasir atau batuan pantai. Air laut membawa pasir atau serpihan batu ke laut. Akibatnya, garis pantai mengalami perubahan.
Angin Darat - Pada malam hari daratan lebih dingin dibandingkan lautan, karena sifat daratan yang cepat menerima panas dan cepat menerima dingin. Daratandn menjadi daerah yang mempunyai tekanan tinggi (maksimum), sedangkan laut menjadi daerah yang mempunyai tekanan rendah (minimum). Angin darat biasanya digunakan oleh nelayan untuk berangkat mencari ikan ke laut. Oleh karena itu, kita sering melihat nelayan pergi menangkap ikan malam hari dan kembali dari menangkap ikan siang hari
Angin Laut - Pada saat itu suhu di laut lebih dingin dibandingkan dengan suhu daratan. Hal ini disebabkan sifat laut (perairan) yang lambat menerima panas dan lambat melepaskannya. Sehingga laut menjadi daerah yang mempunyai tekanan tinggi (maksimum) dan daratan menjadi daerah yang mempunyai tekanan rendah (minimum). Angin laut digunakan oleh para nelayan untuk pulang dari laut.
Angin Laut - Pada saat itu suhu di laut lebih dingin dibandingkan dengan suhu daratan. Hal ini disebabkan sifat laut (perairan) yang lambat menerima panas dan lambat melepaskannya. Sehingga laut menjadi daerah yang mempunyai tekanan tinggi (maksimum) dan daratan menjadi daerah yang mempunyai tekanan rendah (minimum). Angin laut digunakan oleh para nelayan untuk pulang dari laut.
6. Fenomena Aurora
Aurora adalah fenomena alam yang menyerupai pancaran cahaya yang menyala-nyala pada lapisan ionosfer dari sebuah planet sebagai akibat adanya interaksi antara medan magnetik yang dimiliki planet tersebut dengan partikel bermuatan yang dipancarkan oleh Matahari (angin surya).
7. Fenomena Gunung Es
Fenomena gunung es mengapung ini sangat berperan penting dalam kehidupan manusia, coba bayangkan jika es lebih besar densitasnya daripada air, maka es akan tenggelam. Dan gunung es di dalam air laut ini semakin lama akan menumpuk di dasar laut dan air laut akan naik menutupi permukaan bumi. Karena itulah kita patut bersyukur berkat keunikan sifat air hal ini bisa dihindari.
Kaitan hukum archimedes dengan lempeng tektonik yaitu ketika ada dua lempeng yang bertemu dan cairan magma naik ke atas permukaan. Hal ini bisa terjadi karena ketika dua lempeng saling menumbuk temperature bertambah karena gesekan antara kedua lempeng. Daerah dimana lempeng subduksi berhubungan dengan astenosfer, menjadi cair dan magma terbentuk. Densitas magma lebih rendah dari pada batuan sekitarnya, sehingga magma yang terbentuk sepanjang zona subduksi ini naik ke atas, muncul ke permukaan, menjadi beku, dan menjadi batuan baru. Fenomena tersebut jelas sesuai prinsip archimedes karena suatu fluida akan bergerak ke atas atau mengapung dalam fluida/benda lain jika kerapatan fluida tersebut lebih kecil dari kerapatan fluida/benda lain disekitarnya.
Kaitan hukum archimedes dengan lempeng tektonik yaitu ketika ada dua lempeng yang bertemu dan cairan magma naik ke atas permukaan. Hal ini bisa terjadi karena ketika dua lempeng saling menumbuk temperature bertambah karena gesekan antara kedua lempeng. Daerah dimana lempeng subduksi berhubungan dengan astenosfer, menjadi cair dan magma terbentuk. Densitas magma lebih rendah dari pada batuan sekitarnya, sehingga magma yang terbentuk sepanjang zona subduksi ini naik ke atas, muncul ke permukaan, menjadi beku, dan menjadi batuan baru. Fenomena tersebut jelas sesuai prinsip archimedes karena suatu fluida akan bergerak ke atas atau mengapung dalam fluida/benda lain jika kerapatan fluida tersebut lebih kecil dari kerapatan fluida/benda lain disekitarnya.
8. Fenomena Pelangi Di Malam Hari
Mungkin saat melihat pelangi merupakan hal yang wajar ketika munculnya setelah hujan di pagi, siang ataupun sore hari. Pelangi yang biasa terlihat merupakan sebuah spektrum cahaya yang berbentuk garis melengkung atau busur besar yang terjadi akibat pembiasan dari cahaya matahari dan butir air. Pada umumnya, pelangi terlihat setelah datangnya hujan. Tapi pernahkah melihat pelangi yang muncul di malam hari? Bagaimana bisa ada pelangi sedangkan sinar dari matahari pun tidak ada.
Fenomena pelangi di malam hari dikenal dengan sebutan Moonbow. Fenomena ini kerap terjadi ketika posisi bulan berada pada titik rendah (kurang dari 42° di atas langit) dan ada hujan yang berlawanan dengan bulan. Bulan memang benda langit yang tidak menciptakan cahaya sendiri, bulan hanya memantulkan cahaya dari matahari. Bila pelangi siang hari terjadi karena pembiasan cahaya matahari, maka pelangi yang terjadi pada malam hari disebabkan oleh pembiasan cahaya bulan.
Moonbow atau yang punya sebutan lain sebagai 'pelangi lunar' sebenarnya memiliki jenis warna yang sama dengan pelangi pada umumnya, namun pada kondisi tertentu warna pelangi bisa terlihat. Kebanyakan orang mungkin tidak dapat melihat moonbow dengan mata telanjang. Cara terbaik untuk melihat pelangi tersebut dengan menggunakan kamera dan eksposur panjang.
Fenomena pelangi di malam hari dikenal dengan sebutan Moonbow. Fenomena ini kerap terjadi ketika posisi bulan berada pada titik rendah (kurang dari 42° di atas langit) dan ada hujan yang berlawanan dengan bulan. Bulan memang benda langit yang tidak menciptakan cahaya sendiri, bulan hanya memantulkan cahaya dari matahari. Bila pelangi siang hari terjadi karena pembiasan cahaya matahari, maka pelangi yang terjadi pada malam hari disebabkan oleh pembiasan cahaya bulan.
Moonbow atau yang punya sebutan lain sebagai 'pelangi lunar' sebenarnya memiliki jenis warna yang sama dengan pelangi pada umumnya, namun pada kondisi tertentu warna pelangi bisa terlihat. Kebanyakan orang mungkin tidak dapat melihat moonbow dengan mata telanjang. Cara terbaik untuk melihat pelangi tersebut dengan menggunakan kamera dan eksposur panjang.
9. Peristiwa Anomali Air
Peristiwa anomali air terjadi karena struktur antar molekul pada saat bentuk es lebih renggang, sedangkan dalam bentuk air lebih rapat. Dengan demikian, pada saat dipanaskan dari 0°C hingga mencapai 4°C, molekul air yang berbentuk es akan merapat lebih dahulu, akibatnya volumnya menyusut. Setelah suhu lebih dari 4°C, air akan kembali memuai seperti zat cair lainnya. Karena volumenya menyusut tetapi massanya tetap maka, air akan memiliki massa jenis paling besar pada saat suhunya mencapai 4°C.
Sifat anomali air ini dapat kita lihat pada fenomena kehidupan di bawah air pada saat musim dingin di negara-negara yang memiliki empat musim. Misalkan suatu kolam pada saat musim dingin awalnya suhunya lebih dari 4°C namun karena cuaca lebih dingin maka suhu air akan turun. Saat air permukaan kolam mencapai suhu 4°C maka air di permukaan bergerak turun karena massa jenisnya lebih besar dan digantikan oleh air yang lebih hangat yang berasal dari tempat yang di bawahnya. Proses itu terjadi terus-menerus sampai akhirnya seluruh suhu air di kolam mencapai 4°C. Setelah suhu 4°C maka suhu air yang berada di permukaan akan terus turun menuju 0°C yang artinya air itu membeku, sementara air yang berada di bawah tidak bergerak naik lagi karena air pada 4°C memiliki massa jenis yang paling besar. Saat air di permukaan membeku, air di bawahnya tetap tidak membeku. Mahluk hidup yang ada di bawah permukaan es akan tetap bisa hidup. Sehingga tidak mengherankan jika ada orang yang bisa memancing di daerah kutub, dengan cara melubangi permukaan es, seperti gambar di bawah ini.
Sifat anomali air ini dapat kita lihat pada fenomena kehidupan di bawah air pada saat musim dingin di negara-negara yang memiliki empat musim. Misalkan suatu kolam pada saat musim dingin awalnya suhunya lebih dari 4°C namun karena cuaca lebih dingin maka suhu air akan turun. Saat air permukaan kolam mencapai suhu 4°C maka air di permukaan bergerak turun karena massa jenisnya lebih besar dan digantikan oleh air yang lebih hangat yang berasal dari tempat yang di bawahnya. Proses itu terjadi terus-menerus sampai akhirnya seluruh suhu air di kolam mencapai 4°C. Setelah suhu 4°C maka suhu air yang berada di permukaan akan terus turun menuju 0°C yang artinya air itu membeku, sementara air yang berada di bawah tidak bergerak naik lagi karena air pada 4°C memiliki massa jenis yang paling besar. Saat air di permukaan membeku, air di bawahnya tetap tidak membeku. Mahluk hidup yang ada di bawah permukaan es akan tetap bisa hidup. Sehingga tidak mengherankan jika ada orang yang bisa memancing di daerah kutub, dengan cara melubangi permukaan es, seperti gambar di bawah ini.
10. Peristiwa Petir, kilat, atau halilintar
Petir, kilat, atau halilintar adalah gejala alam yang biasanya muncul pada musim hujan di saat langit memunculkan kilatan cahaya sesaat yang menyilaukan. Beberapa saat kemudian disusul dengan suara menggelegar yang disebut guruh. Perbedaan waktu kemunculan ini disebabkan adanya perbedaan antara kecepatan suara dan kecepatan cahaya. Petir merupakan gejala alam yang bisa kita analogikan dengan sebuah kondensator raksasa, di mana lempeng pertama adalah awan (bisa lempeng negatif atau lempeng positif) dan lempeng kedua adalah bumi (dianggap netral). Seperti yang sudah diketahui kapasitor adalah sebuah komponen pasif pada rangkaian listrik yang bisa menyimpan energi sesaat (energy storage). Petir juga dapat terjadi dari awan ke awan (intercloud), di mana salah satu awan bermuatan negatif dan awan lainnya bermuatan positif. Petir terjadi karena ada perbedaan potensial antara awan dan bumi atau dengan awan lainnya.
11. Peristiwa Pemuaian
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor. Pemuaian terjadi pada 3 zat yaitu pemuaian pada zat padat, pada zat cair, dan pada zat gas.
Berikut adalah contoh fenomena fisika akibat terjadinya pemuaian dalam kehidupan sehari-hari :
Berikut adalah contoh fenomena fisika akibat terjadinya pemuaian dalam kehidupan sehari-hari :
- Rel Kereta Api, jika kamu perhatikan sambungan diantara rel kereta diberikan jarak. Nah jarak ini berfungsi agar pada saat siang hari dimana cuaca panas dan rel memuai maka rel tidak akan menjadi bengkok.
- Proses Pemasangan Kaca Pada Jendela, bingkai jendela biasanya diberi celah. ini dimaksudkan agar bila kaca memuai pada siang, maka kaca tersebut tidak akan pecah.
- Pemasangan Kabel Telepon atau Listrik, lihatlah di sekeliling rumah maka akan di dapati kabel listrik yang dipasang oleh PLN terlihat kendur. Kabel tersebut sengaja agar saat siang hari dimana kabel memanjang dan pada saat malam dimana kabel menyusut maka kabel itu tidak akan putus.
Itulah "11 Fenomena Fisika Dalam Kehidupan Sehari-Hari". Semoga artikel ini dapat bermanfaat bagi teman-teman dan terimakasih telah berkunjung.