Percobaan Fisika Asyik: Pemuaian Panjang

Sebagian besar material memuai ketika dipanaskan. Jembatan dan trotoar dibuat dengan celah di antara bagian padat sehingga mempunyai ruang untuk memuai karena pemanasan di musim panas. Pada saat cuaca dingin, bagian tersebut menyusut dan celah menjadi lebih besar. Roda kereta api dipanaskan sebelum ditempatkan pada as nya sehingga ketika dingin, menyusut dan tergantung rapat. Bola logam yang baru saja melewati sebuah cincin akan menempel jika dipanaskan, tetapi dengan mudah lewat setelah dicelupkan ke dalam air es. Tidak begitu dengan pita karet di bawah tekanan. Panaskan pita karet yang teregang, dan karet akan menyusut; dinginkan dan karet akan mengembang. Perilaku yang aneh tersebut dilakukan oleh struktur seperti rantai dari molekul karet.

Bayangkan karet di bawah tegangan seperti buntelan rantai yang diregangkan, dengan panas menggoncangkan rantai. Semakin keras rantai di goncang, semakin kuat tarikan rantai menarik ujungnya, sehingga menyusut. Kamu dapat menggunakan sifat panas biasa pita karet untuk membuat alat merespon panas. Alat tersebut tidak mau dihidupkan dengan lokomotif, tetapi kamu akan mendapatkan ide bagaimana dengan mesin pemanas (sebuah mesin yang memindahkan panas menjadi energi mekanik) dapat bekerja dengan skala yang lebih besar.

Alat dan Bahan

1. Kaca mata pengaman (digunakan ketika memanaskan dan menangani pita karet)
2. Gunting
3. Pemberat yang ada kaitnya
4. Berbagai jenis pita karet
5. Tip-ex
6. 2 cincin penyangga (atau buat oleh kamu sendiri dari bahan yang bisa nenegakkan pita,seperti tripod kamera atau potongan kayu
7. Es secukupnya
8. Lampu atau senter
9. Beberapa klem dan sebuah katrol (kamu bisa menemukan semua jenis klem dan katrol di toko alat-alat rumah tangga atau bahan logam
10. Kawat
11. Penggaris

Pakai kaca mata pengaman dan pegang pita karet di depan kamu. Sebelum meregangkannya, sentuhkan ke bibir kamu untuk merasakan temperaturnya. Sekarang regangkan sepanjang dan sekuatnya, dengan cepat, dan bawa kembali ke bibir kamu, dalam keadaan teregang. Terasakah panasnya? Kamu membentuk kerja pada pita karet, dan energi yang kamu berikan berubah menjadi panas. Setelah menunggu beberapa detik pita karet (masih teregang) kembali ke temperatur ruang, lepaskan tarikan pada pita karet dengan cepat dan biarkan menyusut, bawa kembali ke bibir kamu. Seharusnya terasa dingin sekarang, karena menyerap panas.

Langkah Pembuatan

1. Susun dua penyangga berdekatan satu sama lain, jaraknya 20 cm satu sama lain. Kamu bisa mengatur jarak seperlunya untuk menyangga pita karet.
2. Klem katrol ke satu penyangga, lebih kurang 20 cm dari dasarnya, sehingga bidang katrol vertikal.
3. Potong pita karet dan klem ujung yang satu ke penyangga lainnya pada ketinggian yang sama dengan katrol. Lewatkan ujung yang satu lagi ke katrol (Jika penyokong kamu bergerak, kamu mungkin perlu meletakkan pemberat pada pentokong atau klem ke meja).
4. Gantung pemberat pada ujung pita karet yang bebas sehingga pita karet teregang melalui katrol dan pemberat tergantung bebas. Tandai sebuah titik pada katrol dengan tip-ex.
5. Dengan pelan gosok sepotong es kotak sepanjang pita karet, maju mundur, selama 1 menit Apa yang terjadi pada lempeng katrol.
6. Sorotkan lampu pemanas pada pita karet. Sekarang apa yang terjadi?
7. Selanjutnya kamu dapat merancang kembali peralatan kamu untuk sensitifitas dan gerakan yang maksimum. Variasikan panjang dan jenis pita karet. Lakukan eksperimen dengan sekumpulan pita karet, atau material lain, seperti kawat. Ketika kamu menggunakan kawat, bagaimana perbedaan gerakan katrol dibanding ketika kamu menggunakan karet? 

Sumber: Riset Unggulan Remaja