Rabu, 08 Juni 2016

Eksotika Skala Fahrenheit

Salah satu besaran pokok dalam fisika adalah suhu, yang memiliki satuan Kelvin dalam SI. Selain satuan Kelvin, satuan suhu yang lainnya adalah celcius, reamur, dan Fahrenheit. 


Jika satuan celcius dan reamur orang (siswa) masih menoleransi terhadap pilihan angka yang diberikan oleh kedua ilmuwan yang menemukan skala tersebut. Sedangkan satuan Kelvin (ada faktor -273) juga masih dianggap wajar dikarenakan memang skala Kelvin adalah skala mutlak yang melalui percobaan didapatkan angka demikian. 
fahrenheit
Nah …!! Tapi yang terakhir ini nih :D
Skala Fahrenheit-lah yang selalu menjadi kontroversi di kalangan para siswa, khususnya anak SMP dan mungkin sebagian anak SMA yang sedang meniti karir mencari kebenaran ilmu alam, hehe

Dikarenakan pilihan angka yang ganjil (titik lebur es 32°F dan titik didih air 212°F) yang selalu membingungkan ketika melakukan konversi suhu dari/ke Fahrenheit ke/dari celcius atau yang lainnya. Terkadang siswa bingung harus dikurangi atau ditambah dulu dengan angka 32. 

Mengapa Pak Fahrenheit memilih angka yang menyulitkan seperti itu ya?? 
Kadang tidak sedikit siswa yang  saat bingung mempelajari suatu ilmu, secara tidak sadar mereka menyalahkan ilmuwan zaman dulu.
“Siapa sih yang menemukan rumus ini? 
"Siapa sih yang menemukan ilmu ini, bikin bingung generasi sekarang saja!” 
Atau bahkan ada yang mengatakan 
“Kenapa sih orang dulu menemukan fisika,menambah-nambahi kerepotan saja.”
Semoga pembaca yang budiman tidak termasuk golongan orang-orang tersebut, yaitu golongan orang-orang yang merugi.

Lalu bagaimana sih ceritanya Gabriel Fahrenhrenheit menemukan skala thermometer yang kontroverisal tersebut?
Yok, coba kalian baca dengan teliti tulisan berikut!


Penentuan Skala Termometer

Sejak zaman dahulu, alat untuk mengukur suhu sudah ada, namun belum diberi skala. Pada tahun 1714, Fahrenheit membuat thermometer yang terdiri atas tabung kaca yang diberi raksa. Raksa dipilih karena warnanya yang indah, mengkilap, dan mudah dilihat saat terjadi pemuaian dan penyusutan akibat perubahan suhu sekitarnya. 

Kemudian ia ingin memberikan skala (angka-angka) pada thermometer tersebut agar orang lebih mudah dalam membandingkan suhu yang diukurnya. Para sejarawan sebenarnya masih berdebat mengenai jalan pikiran Fahrenheit tentang pemilihan besar skala ini, namun salah satu versi cerita berikut mungkin masuk akal

Pertama, Fahrenheit berpendapat bahwa lingkaran memiliki 360 tahapan atau 360 derajat, maka ia ingin memakai angka 360 tahapan pada skala yang ia buat untuk rentang air yang membeku dan air mendidih. Namun, 360 derajat akan menyebabkan rentang antartiap derajatnya terlalu kecil, maka sebagai gantinya ia memilih 180 derajat (360 dibagi 2). 

Langkah selanjutnya adalah menetapkan batas skalanya, apakah antara 0-180, 180-360, atau 32-212 (karena 212-32=180).

Nah, di sinilah Fahrenheit mulai berulah. Ia memasukkan thermometer tersebut ke dalam campuran paling dingin yang dapat dibuatnya, yaitu campuran antara es dan amonium khlorida, kemudian menetapkan skala pada suhu tersebut sebagai titik nolnya.

Selanjutnya, thermometer tersebut digunakan untuk mengukur suhu badan dan ia sebagai manusia ingin suhu badan manusia berada pada skala 100 (100°F atau lebih tepatnya sekarang diketahui suhu badan normal manusia adalah 98,6°F). 
Setelah itu, thermometer dimasukkan ke dalam campuran es dan air. Di situlah Fahrenheit melihat suhu es yang mencair berada 32 derajat lebih tinggi dari suhu temperature nol campurannya. Dari situlah ia menetapkan suhu es yang melebur adalah 32 derajat pada skala Fahrenhheit. Jadi, skala air yang sedang mendidih haruslah 180 derajat lebih tinggi, yaitu 32 + 180 = 212 derajat pada skala Fahrenheit.


Suhu Badan Normal 98,6o

Mungkin ada beberapa pembaca yang bertanya, suhu normal tubuh manusia kan 98,6oF. Kok dibulatkan menjadi 100oF, bukankah itu terlalu memaksa?
Ya, kita tahu bahwa suhu normal tubuh manusia menurut dokter adalah 37oC, yang jika diubah menjadi skala Fahrenheit adalah 98,6°F. Namun, suhu tubuh manusia sebenarnya berubah-ubah sedikit dalam sehari, dalam sebulan (untuk wanita) dan tergantung kepada metabolisme. Jika 100odiubah menjadi skala celcius akan menunjukkan angka 37,7°C.

Konversi Suhu Fahrenheit ke Celcius 

Dalam konversi suhu Fahrenheit ke Celcius, kiranya masih ada yang bingung tentang angka 32 yang dikurung-kurung ditambah dulu atau dikali atau dikurang dulu seperti yang diajarkan di sekolah-sekolah formal. Yang mungkin masih bingung atau lupa, di sini pakgurufisika menawarkan cara lain:
  • Untuk konversi suhu Celcius à Fahrenheit: tambahkan 40 kalikan 1,8 (atau kali 9/5), lalu kurangi 40.
  • Untuk konversi suhu Fahrenhheit à Celcius: tambahkan 40 bagi 1,8 (atau kali 5/9), lalu kurangi 40.
Dengan cara ini kadang kita tidak akan bingung harus dikurangi 32 atau ditambah 32 dulu, karena polanya sama, yaitu pasti ditambah dulu lalu hasilnya dikurangi dengan angka yang sama, yaitu 40.

Sebagai contoh:
86°F = ….°C


Contoh lagi
20°C = ….. °F



Yang di mana keduanya menghasilkan jawaban yang sama. 
Lalu angka 40 itu darimana?
Apakah angka 40 itu terinspirasi dari angka keramat, seperti 40 hari pada beberapa kepercayaan keagamaan? 
Tentu saja tidak. 40 itu dikarenakan Celcius dan Fahrenheit berada pada angka yang sama, pada skala -40 derajat. Artinya -40 derajat Fahrenheit sama dengan -40 derajat celcius.

Sekian, semoga bermanfaat.

Sumber :
Robert L walke. 2004.kalo Einstein lagi cukuran, ngobrolin apa ya?. jakarta :PT GRAMEDIA pustaka utama.

Senin, 06 Juni 2016

Memaknai iIstilah Teori dan Hukum Dalam Sains

Ketika pertama kali mempelajari IPA, mungkin di SMP atau di SMA, Anda mungkin telah mempelajari “Metode ilmiah” yang merupakan semacam tata kerja (prosedur) yang dengannya kemajuan ilmu dicapai. 

Gagasan dasar “metode ilmiah” ini adalah bahwa dalam usaha memahami aspek alam tertentu, para ilmuwan akan menciptakan hipotesis, teori, atau dugaan sementara yang berdasarkan referensi dari sains atau hukum yang telah ada. Kemudian untuk menguji hipotesis tersebut ilmuwan melakukan percobaan. Jika hasil percobaan sesuai dengan hipotesis, teori, atau dugaan sementara tersebut, maka statusnya akan ditingkatkan menjadi hukum. 

Prosedur ini bertujuan menekankan pentingnya dilakukan percobaan untuk mencari kebenaran dari suatu hipotesis dan menolak yang tidak lulus. Sebagai contohnya: para filsuf Yunani zaman dahulu memiliki gagasan mengenai gerak benda, seperti gerak peluru pada medan gravitasi bumi. 

Namun, tidak ada gagasan tersebut yang diuji melalui percobaan, sehingga barulah 200 tahun kemudian Galileo melakukan percobaan untuk menguji gagasan para filsuf Yunani dan menemukan hukum-hukum gerak yang tidak sesuai dengan pemikiran filsuf yunani. Kemudian hukum-hukum ini dianalisis dan ditata lebih lanjut oleh Newton.




Namun demikian, ada satu persoalan yang berkaitan dengan fisika atau ilmu sains lain mengenai penggunaan kata “teori” seperti dalam “metode ilmiah” di atas. Sepeti “teori” dalam “teori relativitas”, “teori kuantum” atau malahan “teori atom” atau “teori evolusi”. Terdapat dua definisi tentang perkataan ” teori “ yang berbeda dan bertentangan dalam kamus. 
1. Suatu hipotesis atau dugaan 
2. Suatu kumpulan fakta atau penjelasan 

Metode ilmiah merujuk ke “teori” menurut definisi pertama. Sedangkan bila kita berbicara tentang “teori relativitas” maka kita merujuk ke definisi kedua. Walaupun demikian, seringkali terjadi kesimpangsiuran antara kedua definisi ini. 

Teori relativitas dan fisika kuantum kadang-kadang dipandang seseorang sebagai hipotesis belaka, di mana bukti-bukti pendukungnya masih tetap dihimpun, dengan harapan bahwa pada suatu saat bukti-bukti ini akan diajukan ke semacam mahkamah internasional yang kemudian akan memutuskan status “teori” menjadi hukum. Jadi, teori relativitas mungkin suatu saat akan menjadi hukum relativitas, seperti hukum gravitasi.


Teori relativitas dan teori kuantum, seperti halnya teori atom dan teori evolusi, benar-benar suatu kesimpulan fakta dan penjelasan, bukan hipotesis. Karena itu, tidaklah relevan memperdebatkan apakah kedua “teori” ini kelak menjadi “hukum”,”fakta-fakta” dari teori relativitas dan teori kuantum, seperti fakta pada teori atom dan teori evolusi, benar-benar telah diterima para ilmuwan dewasa ini. Apakah fakta itu disebut teori atau hukum hanyalah masalah arti kata. Belaka dan tidak ada sangkut pautnya dengan jsa ilmiah kedua teori iniakan terus berkembang dan berubah begitu diperoleh penemuan-penemuan baru. Inilah intisari perkembangan ilmiah. 


Dan satu hal lagi yang perlu diketahui bagi para pencari ilmu fisika. Bahwa teori atau hukum fisika menjawab pertanyaan dari “bagaimana “ teori ini dan tidak menjawab mengenai “mengapa” teori” atau hukum “ ini. Hukum menjelaskan bagaimana alam berperilaku . dari fenomena-fenomena alam inilah ilmuwan menarik kesimpulan mengenai perilaku alam dalam bentuk “hukum”, dan hukum fisika bukan “mengatur” alam seharusnya berperilaku seperti “hukum pidana” atau “hukum perdata” yang mengatur seharusnya manusia berperilaku. Dan pertanyaan yang berkaitan “mengapa” dari teori ini, mengapa alam berperilaku menurut hukum newton ketimbang dugaan para filsuf yunani. Mengapa alam berperilkau seperti ini? Seperti hukum ini dan hukum itu? Hal itu bukan dalam cakupan bidang ilmu fisika atau sains, tetapi dalam bidang filsafat dan teologi.

Referensi : Kenneth krane. 1992. FISIKA MODERN . Jakarta:UI press.