Science for Everyone

[uploader]

Bahasan ini selalu saya berikan kepada anak-anak didik saya, bahwa pelajaran Fisika sangat menyenangkan dan penuh kejutan. Dan bagaimana konsep massa, berat, volume, dan massa jenis kadang membingungkan dan sekaligus menjadi bahan klasik yang unik untuk selalu diulik.

Planet Saturnus Dapat Mengapung di Air

Ya, meski Bumi memiliki kehidupan dan berwarna biru cemerlang, namun sepertinya semua orang akan setuju jika ditanya planet apa yang paling cantik, akan menjawab Saturnus tanpa ragu. Planet kedua terbesar di Tata Surya ini sudah menebar pesonanya sejak pertama kali ditemukan di era peradaban Babilonia (planet terjauh yang ditemukan astronom sebelum era teleskop abad ke-17 Masehi). Apalagi kalau bukan warnanya yang cantik dan yang menjadi legenda: cincin raksasanya yang warna-warni. Meski faktanya, Saturnus bukan satu-satunya planet yang memiliki cincin. Yupiter, Neptunus, dan Uranus juga memiliki cincin. Tapi tidak ada yang sebesar dan seindah Saturnus tentu saja.

Sebagai planet terbesar kedua dari segi volume setelah Yupiter, massa Saturnus sangat mengesankan, 5.6846x10²⁶ kilogram. Artinya, planet ini 95 kali lipat “lebih berat” daripada planet Bumi. Meski jaraknya amat jauh, Saturnus menjadi objek yang bisa dilihat dari Bumi dengan mata telanjang. Bahkan Saturnus menjadi planet terjauh di Tata Surya yang dapat dilihat tanpa bantuan teleskop. Volumenya sekitar 763x lipat lebih besar daripada planet Bumi, volume Saturnus mencapai 8.2713x10¹⁴ km³.

Namun, berbeda dengan planet Bumi, raksasa cantik ini tidak tersusun dari bebatuan. Seperti halnya planet jovian lain (Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus), Saturnus terusun dari gas yang membeku. Dan, di sinilah kunci utama keajaiban Saturnus.

Dalam pelajaran fisika dasar, massa jenis didefinisikan sebagai hasil pembagian antara massa terhadap volumenya. Air pada suhu dan tekanan standar misalnya, jika memiliki massa sekitar 1 gram akan memiliki volume 1 cm³ (=1 cc) maka massa jenisnya 1 g/cc. Nilai massa jenis (densitas) air ini sering dijadikan standar untuk keperluan praktis. Semua benda yang memiliki densitas di bawah 1 g/cc akan mengapung di air, dan yang memiliki densitas di atas 1 g/cc akan tenggelam.

Dengan cara yang sama, kita bisa mendapatkan densitas Saturnus dengan membagi antara harga massa terhadap volumenya. Jadi, akan didapatkan densitas Saturnus sebesar kurang lebih 0.687 g/cc. Sehingga densitas Saturnus cukup jauh di bawah densitas air. Itu artinya, Saturnus dapat mengapung di atas air, jika kita memiliki jumlah air cukup banyak untuk menampung planet Saturnus.

Es yang memiliki densitas sekitar 0.9 g/cc, akan terapung di atas air dengan 90% bagiannya terendam. Oleh sebab itu, jika kita memiliki jumlah air cukup banyak untuk bisa menampung Saturnus, maka sekitar 30% bagian Saturnus akan menyembul, sisanya terendam. Artinya, Saturnus dapat mengapung di air seperti halnya bebek, gabus, atau kapal pesiar. Bagaimana bisa benda yang “berat”nya 95x lipat planet Bumi bisa mengapung di air? Satu keping uang logam yang beratnya cuma beberapa gram akan tenggelam jika dimasukkan ke dalam air, tetapi kapal tanki besar yang beratnya ribuan ton dapat mengapung.

Dan faktanya, Saturnus menjadi satu-satunya planet di Tata Surya yang dapat mengapung di air, jika tersedia air dalam jumlah cukup. Planet lain akan tenggelam jika dimasukkan ke dalam air.

Pertanyaan lebih lanjut, apakah itu artinya Saturnus akan mengapung jika kita meletakkannya di Samudera Pasifik? Jawabannya adalah tidak. Saturnus adalah planet yang SANGAT BESAR. Seperti ditulis di atas, untuk bisa mengapung, minimal 70% bagian dari volume Saturnus akan tenggelam dan hanya 30% yang akan menyembul. Volume total air di bumi tidak akan cukup untuk menampung volume 70% Saturnus yang tenggelam (ingat hukum Archimedes!).

bacaan tambahan:
http://www.space.com/48-saturn-the-s...er.html‎
hypertextbook.com/facts/1997/MeredithGarmisa.shtml‎
coolcosmos.ipac.caltech.edu/cosmic_kids/AskKids/saturnfloat.shtml‎
http://www.castor2.ca/16_Calc/02_Density/index.html
www.universetoday.com/15322/density-of-saturn/‎
starryskies.com/articles/dln/11-99/saturn.html‎
http://www.wired.com/wiredscience/20...loat-in-water/