Banyak orang berhasil mendemonstrasikan, jika Anda mengisi kolam
renang dengan air dan tepung maizena, Anda bisa berlari di atasnya. Jika
berhenti, Anda akan tenggelam. Kendati begitu, bagaimana hal itu
terjadi masih menjadi misteri dalam dinamika fluida.
Umumnya penjelasan yang diberikan untuk fenomena “berjalan di atas
air” adalah suspensi, yaitu cairan berisi partikel di dalamnya, bukanlah
fluida Newton yang makin kental, ketika terjadi peningkatan laju
deformasi lantaran orang berlari di atasnya. Contoh umum adalah saus,
darah, dan pasta gigi. Fluida “normal”, seperti air, mengalir dan
viskositasnya konstan.
Namun Scott Waitukaitis dan Heinrich Jaeger, fisikawan di University
of Chicago, menemukan bahwa situasi itu lumayan berbeda. Ketika Anda
menginjak suspensi, partikelnya akan termampatkan dan berubah menjadi
fase padat selama beberapa saat.
Waitukaitis dan Jaeger mencatat dalam riset yang akan dipublikasikan
dalam jurnal Nature, edisi 12 Juli 2012, bahwa mekanisme biasa yang
diajukan tidak mampu menjelaskan bagaimana orang bisa berlari di atas
campuran air dan maizena. “Mekanisme itu tidak mampu menyokong bobot
seseorang,” kata Jaeger.
Kedua ilmuwan ini mengisi sebuah wadah dengan campuran air dan
maizena (oobleck) serta menjejakkan tongkat di atasnya. Menggunakan
kamera fotografi berkecepatan tinggi dan sinar X, mereka melihat bahwa,
ketika tongkat itu menyentuh suspensi, bagian di bawah tongkat menjadi
solid. Partikel dalam suspensi itu tak bisa bergerak, menciptakan sebuah
daerah mirip kolom yang cukup kokoh untuk mencegah tongkat tenggelam ke
dalam oobleck.
Daerah yang kini solid dan menebal itu dapat meluas hingga ke dasar
wadah. Jaeger mencatat bahwa zona yang memadat itu memancarkan energi
yang cukup besar hingga salah satu wadah pecah. Energi itu bahkan dapat
memantulkan dan mendorong kembali tongkat jika wadahnya lumayan dangkal.
Namun harus dicatat bahwa, berlawanan dengan pemodelan sebelumnya,
dinding wadah tidak terpengaruh apakah tongkat atau orang berlari tetap
berada di atas oobleck. Hal yang sama akan terjadi jika Anda mengisi
laut dengan campuran itu dan melakukan eksperimen tersebut.
Setelah terkena tekanan tongkat, zona solid akan mulai mencair,
karena tak ada lagi energi yang menekannya. Itulah sebabnya, ketika Anda
berhenti berlari menyeberangi oobleck, Anda akan tenggelam. Itu juga
menjelaskan mengapa orang tak bisa mengemudikan kendaraan di atasnya,
karena roda tidak memberi tekanan pada daerah yang kecil.
Monday, July 23, 2012
Subscribe to:
Post Comments (Atom)
0 comments:
Post a Comment