Dalam artikel ini kita akan mengupas tentang topik gaya, usaha dan friksi dengan contoh cangkang telur. Mungkin di antara kita sudah ada yang memperhatikan bahwa kekuatan sebutir telur terletak pada bagiannya yang lengkung, bukan pada bagian yang datar. Mengapa demikian?
Mari kita gunakan fisika untuk hiburan untuk menjelaskannya.
Salah satu masalah filosofis dipecahkan dengan kecerdasan Kifa Mokievich, tokoh dalam novel Dead Souls (Jiwa-Jiwa yang Mati), karya Gogol, penulis besar Rusia abad ke-19. Mokievich memeras otaknya untuk memecahkan masalah berikut:"Misalkan gajah dilahirkan dari dalam telur. Bukankah kulit telur gajah itu akan sangat tebal? Mungkin bahkan bola meriam tidak bisa menembusnya dan senjata tembak baru harus diciptakan."
Filsuf Gogol akan terperangah dengan takjub seandainya dia diberitahu bahwa kulit telur biasa tidak begitu rapuh seperti yang terlihat. Tidak mungkin, atau sangat sulit untuk menghancurkan sebutir telur di antara telapak tangan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Anda harus berusaha keras. Jika Anda ingin mencobanya, waspadalah terhadap serpihan cangkang.
Gambar di bawah ini menunjukkan sebuah lengkungan jendela batu kecil. Beban S (berat bata di atas) yang menekan bata berbentuk baji di tengah lengkungan memberikan gaya yang ditunjukkan oleh tanda panah A. Namun bata mahkota tidak bisa jatuh karena
berbentuk baji, ia hanya menekan bata di samping kiri dan kanannya.
Gaya A dengan demikian diselesaikan menurut aturan jajaran genjang menjadi dua gaya yang ditunjukkan oleh tanda panah C dan B. Kedua gaya ini diimbangi oleh resistansi dari bata-bata yang berdekatan, yang pada gilirannya diapit di antara bata-bata yang lain. Oleh karena itu, gaya yang menekan lengkungan dari atas tidak akan menghancurkannya.
Di sisi lain, agak mudah untuk merusak lengkungan dengan menekan dari dalam. Tidak mengherankan, karena meskipun bata berbentuk baji mencegahnya jatuh ke bawah, itu tidak bisa mencegahnya didorong ke atas.
Cangkang telur juga merupakan satu-satunya lengkungan satunya yang melengkung di setiap sisinya. Tekanan dari luar tidak akan merusaknya dengan mudah seperti yang Anda harapkan.
Anda bahkan bisa berdiri di atas meja kayu ek dengan empat kakinya di atas 4 telur mentah dan telur-telur itu tidak akan hancur (untuk membuat telur-telur tersebut berdiri, Anda harus memasangnya di atas penyangga plester Paris, yang mudah menempel pada kapur cangkang telur. Â
Sekarang Anda tahu mengapa ayam yang duduk tidak perlu takut telurnya akan hancur karena berat tubuhnya. Tapi anak ayam yang lemah di dalam dengan mudah menghancurkan cangkang telur dari dalam saat muncul dari "penjara bawah tanah alam."
Saat memecahkan bagian atas telur dengan memukulnya ke samping dengan sendok, Anda tidak bisa percaya bahwa telur itu sangat kuat menahan tekanan. Alam telah menyediakan "lapisan pelindung" yang bagus untuk embrio yang sedang berkembang di dalamnya!
Cangkang telur juga menjelaskan kekuatan misterius dari bola lampu listrik yang tampaknya rapuh. Yang lebih menakjubkan lagi ketika orang menganggap bahwa bola lampu tidak memiliki apa pun di dalamnya untuk menahan tekanan udara luar yang cukup besar.
Anda mungkin akan tertarik jika mengetahui bahwa bola lampu 10 cm harus bisa menahan tekanan total lebih dari 75 kg, berat seorang pria dewasa. Bahkan, telah dibuktikan secara eksperimental bahwa bola lampu bisa menahan tekanan dua setengah kali lebih besar dari 75 kg.
Kekuatan lengkungan ini juga menjelaskan mengapa sejak zaman dahulu di China banyak dibangun jembatan bulan atau jembatan lengkung. Jembatan bulan (Yueqiao) adalah jembatan penyeberangan melengkung yang sangat bundar. Jembatan bulan berasal dari China dan kemudian diperkenalkan ke Jepang.
Jenis jembatan ini pada awalnya dirancang untuk memungkinkan pejalan kaki melintasi kanal sambil memungkinkan lewatnya tongkang di bawahnya. Ketika dibangun menggunakan tanjakan dan turunan, ia memiliki keuntungan lebih lanjut karena tidak menggunakan ruang dari bidang yang bersebelahan untuk mendekati jembatan.
Dalam desain formal taman, jembatan bulan ditempatkan sehingga tercermin dalam air yang tenang. Lengkungan tinggi dan pantulannya membentuk lingkaran yang melambangkan bulan.
Kepustakaan:
1. Perelman, Y., Physics for Entertainment, Book 2, Shkarovsky, A. (Transl.), Foreign Language Publishing House, Moscow, 1936.
2. Diary Johan Japardi
3. Berbagai sumber daring.
Jonggol, 25 Juli 2021
Johan Japardi
