Bumi Memiliki Sifat Magnet

Bumi Memiliki Sifat Magnet

Mengapa satu kutub dari sebuah magnet batang yang digantung dengan benang selalu menunjuk ke arah utara  dan satu kutub yang lain selalu menunjuk ke selatan? Kutub-kutub magnet tersebut pada mulanya diberi nama semata-mata untuk memaparkan  arah kutub-kutub tersebut di atas permukaan Bumi. Diberi nama kutub utara karena kutub magnet tersebut menghadap ke kutub utara Bumi.  Demikian juga halnya dengan kutub selatan magnet.

Orang pertama yang mengajukan jawaban atas  pertanyaan di atas adalah ahli Fisika  Inggris yang bernama William Gilbert. Pada tahun 1600, Gilbert berpendapat bahwa Bumi itu sendiri merupakan sebuah magnet. Ia meramalkan kelak akan ditemukan bahwa Bumi memiliki kutub-kutub magnet.

Teori Gilbert itu ternyata benar. Kutub magnet Bumi  akhirnya ditemukan. Sekarang, para ilmuwan  mengetahui bahwa Bumi berperilaku seperti kalau  ia mempunyai sebuah magnet batang yang terkubur jauh di dalam pusat Bumi. Bumi memiliki garis-garis gaya magnet dan dikelilingi oleh medan magnet yang paling kuat di dekat kutub magnet utara dan selatan.

Asal mula sebenarnya dari medan magnet Bumi belum sepenuhnya dipahami. Diyakini bahwa medan magnet  tersebut berkaitan dengan inti dalam Bumi, yang hampir seluruhnya merupakan besi dan nikel.

 

KOMPAS

Jika kamu pernah menggunakan kompas, kamu mengetahui bahwa jarum kompas selalu menunjuk ke arah utara. Jarum kompas merupakan sebuah magnet. Ia mempunyai sebuah kutub utara dan sebuah kutub selatan.  Kutub utara jarum kompas  menunjuk ke Kutub Utara Bumi.   

           

 Dimanakah tepatnya letak kutub utara tersebut?

Seperti yang telah kamu pelajari, kutub-kutub magnet yang senama tolak-menolak dan kutub-kutub magnet yang tak-senama tarik-menarik. Sehingga kutub magnet Bumi  ke arah mana kutub utara sebuah kompas menunjuk harus merupakan kutub selatan magnetik. Dengan kata lain, kutub utara sebuah  jarum kompas menunjuk ke arah kutub utara Bumi, yang sebenarnya merupakan kutub selatan magnet Bumi. Hal yang sama berlaku untuk kutub selatan Bumi, yang sebenarnya merupakan kutub utara magnet.

Kutub-kutub magnet Bumi tidak tepat berimpit dengan kutub-kutub. Ilmuwan telah menemukan bahwa kutub selatan magnet Bumi terletak di timur laut Kanada,  kurang-lebih  berjarak 1500 kilometer dari kutub utara  Bumi. Kutub utara magnet Bumi terletak dekat Antartika. Perbedaan sudut antara sebuah kutub magnet Bumi dan sebuah kutub Bumi  disebut sudut deklinasi. Besar deklinasi tersebut tidak sama untuk semua tempat di Bumi ini. Di dekat ekuator, sudut deklinasi tersebut  kecil. Semakin dekat dengan kutub, sudut tersebut  semakin besar. Sudut deklinasi  ini harus diperhitungkan pada saat menggunakan sebuah kompas. Disamping membentuk sudut dengan kutub Bumi, jarum kompas juga membentuk sudut dengan bidang datar. Jarum kompas tidak selalu sejajar dengan bidang datar. Hal ini berarti garis-garis  gaya magnet Bumi tidak selalu sejajar dengan permukaan Bumi.

"SABUK VAN ALLEN" BUKTI BETAPA KASIH DAN SAYANGNYA ALLAH SWT

"SABUK VAN ALLEN" BUKTI BETAPA KASIH DAN SAYANGNYA ALLAH SWT

 

Seluruh bagian bumi, dari massanya hingga kemiringan poros rotasinya terhadap matahari, dari susunan atmosfernya hingga komposisi pembentuk udara yang melingkupinya, ditetapkan dengan sangat cermat agar sesuai untuk kehidupan.

Inti bumi berisi unsur-unsur berat bersifat magnet seperti besi dan nikel. Namun, yang lebih penting lagi adalah bahwa inti ini tersusun atas dua lapisan yang berbeda. Inti bagian dalam berwujud padat, sedang inti bagian luar berwujud cair. Lapisan luar yang cair tersebut mengapung dan bergerak di atas lapisan terdalamnya, sehingga memunculkan pengaruh magnetis pada logam-logam berat yang menyusun bumi, yang pada akhirnya membentuk suatu medan magnet. Selain menjadikan kita mampu menentukan arah dengan kompas, medan magnet ini juga dimanfaatkan burung migrasi untuk menentukan arah tujuannya.

Lebih jauh lagi, medan magnet tersebut membentang hingga jauh di atas atmosfer dan membentuk sebuah perisai yang melindungi Bumi dari bahaya yang mungkin datang dari angkasa luar. Perpanjangan zona magnet yang mencapai lapisan luar atmosfer ini diberi nama Sabuk Van-Allen. Besarnya energi listrik yang diperlukan untuk menjaga keberadaan medan magnet seperti ini hampir mencapai satu miliar ampere. Ini setara dengan jumlah energi listrik yang pernah dibangkitkan umat manusia sepanjang sejarah.

Energi yang dipancarkan oleh sebuah letusan pada Matahari (kiri) sungguh amat dahsyat sehingga sulit dibayangkan akal manusia: Letusan tunggal pada matahari setara dengan ledakan 100 miliar bom atom yang pernah dijatuhkan di Hiroshima. Bumi (tengah) terlindungi dari pengaruh merusak akibat pancaran energi ini oleh lapisan medan magnet yang disebut Sabuk Van-Allen yang melingkupinya (kanan). 

Kebanyakan dari sinar-sinar mematikan yang berasal dari angkasa luar, dan meteor yang melintas di angkasa tidak mampu menembus perisai yang melingkupi bumi ini. Selain panas, sinar, dan radiasi, matahari menyemburkan ke arah bumi badai yang terdiri atas proton dan elektron yang bergerak dengan kecepatan sekitar 1,5 kilometer per detik. “Badai matahari” ini merupakan salah satu bahaya paling besar. Namun badai matahari ini tidak mampu menembus Sabuk Van-Allen yang membentuk medan magnet berjarak 40 ribu mil (64360 km) dari bumi ini. Saat menghujani medan magnet tersebut, badai matahari yang berupa hujan partikel itu memudar, dan dibelokkan mengelilingi medan magnet ini. 

Jika saja sabuk Van-Allen tidak ada, semburan energi raksasa yang disebut jilatan api matahari yang terjadi berkali-berkali pada matahari akan menghancurkan seluruh kehidupan di muka bumi. Dr. Hugh Ross berkata tentang peran penting Sabuk Van-Allen bagi kehidupan kita:

Bumi ternyata memiliki kerapatan terbesar di antara planet-planet lain di tata surya kita. Inti bumi yang terdiri atas unsur nikel dan besi inilah yang menyebabkan keberadaan medan magnetnya yang besar. Medan magnet ini membentuk lapisan pelindung berupa radiasi Van-Allen, yang melindungi Bumi dari pancaran radiasi dari luar angkasa. Jika lapisan pelindung ini tidak ada, maka kehidupan takkan mungkin dapat berlangsung di Bumi. Satu-satunya planet berbatu lain yang berkemungkinan memiliki medan magnet adalah Merkurius – tapi kekuatan medan magnet planet ini 100 kali lebih kecil dari Bumi. Bahkan Venus, planet kembar kita, tidak memiliki medan magnet. Lapisan pelindung Van-Allen ini merupakan sebuah rancangan istimewa yang hanya ada pada Bumi. (http://www.jps.net/bygrace/index. html Taken from Big Bang Refined by Fire by Dr. Hugh Ross, 1998. Reasons To Believe, Pasadena, CA.)

Energi yang dipancarkan dalam satu jilatan api saja pada permukaan matahari, sebagaimana tercatat baru-baru ini, terhitung setara dengan 100 miliar buah bom atom yang dijatuhkan Amerika Serikat di kota Hiroshima, Jepang pada perang dunia II. Lima puluh delapan jam setelah jilatan api tersebut, teramati bahwa jarum magnet kompas bergerak tidak seperti biasanya, dan 250 kilometer di atas atmosfer bumi terjadi peningkatan suhu tiba-tiba hingga mencapai 2.500 derajat celcius. 

Demikianlah, sebuah sistem sempurna sedang bekerja jauh tinggi di atas bumi. Perisai ini melingkupi bumi kita dan melindunginya dari berbagai ancaman dari luar angkasa. Para ilmuwan baru mengetahuinya sekarang, sementara berabad-abad lampau, miliaran makhluk hidup termasuk manusia hanya bisa merasakan nyamannya hidup di bumi, tanpa pernah merasa khawatir akan bahaya dari ruang angkasa tersebut, dan tanpa pernah tahu keberadaan Sabuk Van-Allen. Ini adalah bukti pengetahuan dan kekuasaan Allah yang tak terbatas. Dialah yang telah menciptakan bumi beserta seluruh seluk beluknya yang sempurna agar kehidupan dapat berlangsung dengan nyaman. Mahasuci Allah, Dialah Tuhan yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang atas para hamba-Nya. Dia menciptakan dan mengendalikan segala sesuatu dan memberikan kita kesempatan untuk menghargai kekuasaan-Nya yang tak terbatas dan kembali kepada-Nya:
 

"Dia Pemilik kerajaan langit dan bumi milik. Dia tidak memiliki anak laki-laki, dan Dia tidak ada sekutu bagi-Nya dalam kekuasaan-Nya. Dia menciptakan segala sesuatu dan menetapkan ukuran-ukurannya dengan cara yang tepat. " (QS. Al-Furqan, 2)

Gaya yang Menjaga Alam Semesta Tetap Utuh: Gaya Gravitasi

Gaya yang Menjaga Alam Semesta Tetap Utuh: Gaya Gravitasi

Gravitasi adalah satu-satunya gaya yang dapat kita rasakan sehari-hari, namun sedikit sekali yang kita ketahui tentangnya. Gaya gravitasi sesungguhnya disebut “gaya tarik massa”. Gaya ini paling lemah dibandingkan gaya lainnya, namun karena gaya inilah, massa-massa yang sangat besar tarik-menarik. Gaya inilah yang membuat galaksi dan bintang-bintang di alam semesta tetap berada pada orbitnya masing-masing. Bumi dan planet-planet lain tetap di dalam orbit tertentu mengi-tari matahari, sekali lagi karena adanya gaya gravitasi. Kita dapat berjalan di atas bumi karena gaya ini. Bila ada pengurangan dalam nilai gaya ini, bintang-bintang akan jatuh, bumi akan keluar dari orbitnya, dan kita akan bertebaran ke luar angkasa. Bila nilainya lebih besar sedikit saja, bintang-bintang akan bertabrakan, bumi akan bergerak menuju matahari, dan kita akan melesak ke dalam kerak bumi. Walaupun tampak kecil sekali kemungkinan ini bagi Anda, semua itu tidak akan terelakkan bila gaya ini bergeser dari nilainya yang sekarang sekalipun hanya untuk sesaat.

 Keteraturan tata surya sebagai akibat dari ketepatan yang luar biasa nilai gaya-gaya gravitasi. 

Semua ilmuwan yang sedang meneliti subjek ini mengakui bahwa ketepatan nilai gaya-gaya fundamental ini sangat penting demi keber-adaan alam semesta.

Mengomentari hal ini, seorang ahli biologi molekuler yang terkenal, Michael Denton menyatakan dalam bukunya Nature's Destiny: How the Laws of Biology Reveal Purpose in the Universe:

  

Jika, misalnya, gaya gravitasi satu triliun kali lebih kuat, maka alam semesta akan jauh lebih kecil dan sejarah hidupnya jauh lebih pendek. Sebuah bintang rata-rata akan mempunyai massa satu triliun lebih kecil dari matahari dan masa hidup sekitar satu tahun. Di lain pihak, jika gravitasi kurang kuat, tidak ada bintang atau galaksi yang akan pernah terbentuk. Hubungan dan nilai-nilai lain tidak kurang kritisnya. Jika gaya nuklir kuat sedikit lebih lemah saja, satu-satunya unsur yang akan stabil hanya hidrogen. Tidak ada atom lain yang bisa terbentuk. Jika gaya nuklir kuat tersebut sedikit lebih ku-at dalam kaitannya dengan elektromagnetisme, maka inti atom yang terdiri dari dua proton menjadi yang paling stabil di alam semesta yang berarti tidak akan ada hidrogen, dan jika ada bintang atau galaksi yang terbentuk, mereka akan sangat berbeda dari bentuknya sekarang. Jelas sekali, jika se-mua gaya dan konstanta ini tidak mempunyai nilai tepat demikian, takkan ada bintang, supernova, planet, atom, dan kehidupan.11

Seorang ahli fisika terkemuka, Paul Davies, menyatakan kekaguman-nya terhadap penetapan nilai-nilai hukum-hukum fisika yang berlaku di alam semesta.

Bila seorang melanjutkan studi kosmologi, keingintahuannya bertambah. Temuan-temuan tentang sejarah kosmos membuat kita menerima bahwa perluasan alam semesta telah diatur dalam gerakannya dengan ketepatan yang sangat mengagumkan.12

Rancangan agung dan keteraturan sempurna yang berlaku di seluruh alam semesta dibangun di atas pondasi yang disediakan gaya-gaya fundamental ini. Pemilik keteraturan ini, tanpa keraguan, adalah Allah, yang menciptakan segala sesuatu tanpa cacat. Allah, Raja seluruh alam, menjaga bintang-bintang tetap berada di orbitnya dengan gaya-gaya terlemah, dan menjaga keutuhan inti atom dengan gaya-gaya terkuat. Semua gaya bekerja sesuai dengan “ukuran” yang telah Dia tentukan. Allah menujukkan keteraturan dalam penciptaan alam semesta dan keseimbangan “yang ditetapkan dengan serapi-rapinya” dalam salah satu ayat-Nya:

“Yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagi-Nya dalam kekuasaan (Nya), dan Dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia mene-tapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya.” (QS. Al Furqan, 25: 2)

Gaya dan Hukum Newton

Gaya dan Hukum Newton

PENGERTIAN GAYA

Gaya adalah suatu dorongan atau tarikan. Gaya dapat mengakibatkan perubahan – perubahan sebagai berikut :

1) benda diam menjadi bergerak

2) benda bergerak menjadi diam

3) bentuk dan ukuran benda berubah

4) arah gerak benda berubah

Macam – macam Gaya

Berdasarkan penyebabnya, gaya dikelompokkan

sebagai berikut :

(1) gaya mesin, yaitu gaya yang berasal dari mesin

(2) gaya magnet, yaitu gaya yang berasal dari magnet

(3) gaya gravitasi, gaya tarik yang diakibatkan oleh bumi

(4) gaya pegas, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh pegas

(5) gaya listrik, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik

Berdasarkan sifatnya, gaya dikelompokkan menjadi :

(1) gaya sentuh, yaitu gaya yang timbul karena titik kerja gaya, langsung bersentuhan dengan benda.

(2) gaya tak sentuh, yaitu gaya yang timbul walaupun titik kerja gaya tidak bersentuhan dengan benda.

Menggambar Gaya

Gaya merupakan besaran vektor ( memiliki nilai dan arah). Oleh karena itu, gaya dapat digambarkan dengan menggunakan diagram vektor .

GABUNGAN ( resultan ) gaya

Resultan gaya (R), yaitu penjumlahan beberapa gaya yang bekerja segaris. Sehingga secara matematis ditulis :

Untuk memudahkan perhitungan maka, gaya yang berarah kekanan atau keatas diberi tanda positif (+), dan gaya yang berarah kekiri maupun kebawah diberi tanda negatif (-)

Gaya – gaya Searah

Perhatikan gambar berikut :

Maka Nilai R = F₁ + F₂ = ( 2 + 6 ) N = 8 N

Gaya – gaya Yang Berlawanan Arah

Perhatikan gambar berikut :

Maka nilai R = F₁ + F₂ = ( -4 + 16 ) N = 12 N

Gaya-gaya Yang membentuk Sudut 90^o ( Siku-siku )

Perhatikan berikut :

F₁ = 4 N Fr

F₂ = 3 N

Fr = √ F₁ ² + F₂ ² = √ 4² + 3² = √ 25 = 5 N

Arahnya menuju ke arah 45⁰ , di tengah-tengah dari kedua gaya yang bekerja tersebut

Kedudukan yang Seimbang

Dua buah gaya dikatakan seimbang apabila kedua gaya itu sama besar, berlawanan arah, dan terletak satu garis. Resultan gaya – gaya yang seimbang R = 0.

Apabila suatu benda dalam keadaan seimbang (R= 0), maka benda tidak mengalami perubahan gerak sehingga :

(1) benda yang dalam keadaan diam akan tetap diam

(2) benda yang mengalami GLB akan tetap mengalami GLB.

hukum newton

Newton merupakan ilmuwan Inggris yang mendalami Dinamika, yaitu cabang fisika yang mempelajari tentang gerak. Newton mengemukakan tiga hukum tentang gerak :

Hukum I Newton

Hukum Kelembaman ( F = 0 )

“ Suatu benda yang diam akan tetap diam, dan suatu benda yang sedang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan, kecuali bila ada gaya luar yang bekerja pada benda itu“.

Hukum II Newton

“ Massa benda dipengaruhi oleh gaya luar yang berbanding terbalik dengan percepatan gerak benda tersebut“

Secara matematis ditulis :

dengan : F = gaya luar ( N atau kg ms^-2 )

m = massa benda (kg)

a = percepatan benda (ms^-2)

Hukum III Newton

Hukum aksi reaksi

“ Suatu benda mendapatkan gaya dikarenakan berinteraksi dengan benda yang lain“

F aksi = - F reaksi

Secara matematis ditulis :

tanda (-) menunjukkan arah gaya yang berlawanan .

gaya gesekan

Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung antara dua permukaan benda dengan arah berlawanan terhadap kecenderungan arah gerak benda.

dengan Fg = gaya gesekan

Besar gaya gesekan tergantung pada kekasaran permukaan sentuh. Semakin kasar permukaan, maka semakin besar gaya gesekan yang timbul.

Cara memperkecil gaya gesekan :

(1) memperlicin permukaan, misal dengan pemberian minyak pelumas atau mengampelas permukaan.

(2) memisahkan kedua permukaan yang bersentuhan dengan udara, misal kapal laut yang bagian dasarnya berupa pelampung yang diisi udara.

(3) meletakkan benda di atas roda – roda, sehingga benda lebih mudah bergerak.

Gaya Gesekan yang Merugikan

Contoh gaya gesekan yang merugikan :

(1) gaya gesekan pada mesin mobil dan kopling menimbulkan panas yang berlebihan sehingga mesin mobil cepat rusak karena aus.

(2) gaya gesekan antara ban mobil dengan jalan mengakibatkan ban mobil cepat aus dan tipis.

(3) gaya gesekan antara angin dengan mobil dapat menghambat gerakan mobil.

Gaya berat / BERAT benda

Berat benda adalah pengaruh gaya tarik bumi yang bekerja pada benda tersebut. Sehingga W = m g.

dengan :

W = berat benda ( N )

m = massa benda yaitu ukuran banyaknya

zat yang terkandung pada benda (kg)

g = percepatan gravitasi bumi ( g = 9,8 ms^-2)