Berlibur Membuat Gunung Pasir dengan Konsep Fisika

Sahabat Berbagi ilmu, bagaimana liburan panjangnya? wah asyik ya bisa menghabiskan waktu bersama keluarga. Saya yakin diantara sahabat ada yang menghabiskan waktu liburannya dengan berkunjung ke pantai.

Salah satu yang menarik saat berlibur ke pantai adalah membuat gunung pasir. Anak-anak sangat senang, duduk basah-basahan di pasir sambil membuat gunung. Gunung yang dibuat bisa cukup tinggi, namun runtuh ketika datang gelombang yang menyapu hingga gunung pasir. Nah bagaimana cara membuat gunung pasir secara efektif? berikut penjelasan fisikanya.

Kalau kita buat gunung pasir dengan menggunakan pasir kering maka kemiringan gunung tidak besar sehingga gunung yang kita buat tidak akan terlalu tinggi. Tetapi jika menggunakan pasir basah maka kita dapat membuat gunung pasir yang lebih terjal. Ada sudut maksimum kemiringan yang membuat gunung pasir stabil. Jika sudut kemiringan lebih besar daripada sudut kritis maka terjadi longsor. Untuk menentukan sudut kritis gundukan pasir, kalian tumpuk saja pasir cukup banyak hingga membentuk gunung. Sudut kritis adalah sudut kemiringan lereng gunung pasir yang kita buat. Jika kalian sulit mendapatkan pasir, kalian dapat menggunakan beras, kacang, atau butiran apa saja. Kalian akan amati bahwa berapa pun pun banyak yang kalian tumpuk maka sudut kemiringan lereng selalu konstan. Gambar 4.52 adalah contoh tumpukan kacang hijau, kacang kedelai, dan beras.

Pasir kering memiliki sudut kritis kecil. Pasir basah memiliki sudut kritis lebih besar. Namun jika pasir mengandung kelebihan air maka butiran pasir tidak bisa membentuk gunung karena mengalir terbawa air. Peristiwa longsor tebing memiliki kaitan dengan fenomena ini.

Misalkan sudut kritis pasir kering adalah Ɵo. Ketika pasir sedikit dibasahkan maka ada tambahan gaya tarik antar butir pasir akibat adanya lapisan air di permukaan. Ada gaya adhesi antara air dengan permukaan dua butir pasir yang bersentuhan sehingga muncul tambahan gaya tarik pada butir pasir. Tambahan gaya tersebut menaikkan sudut kontak. Halsey dan Levine [T. C. Halsey and J. Levine, How Sandcastles Fall?, Physical Review Letter 80, 3142 (1998)] membuktikan bahwa sudut kontak pasir basah memenuhi persamaan:

dengan

g adalah tegangan permukaan air

A adalah luas permukaan kontak

r  adalah jari-jari kelengkugan permukaan butir pasir (jika butir berbentuk bola maka r adalah jari-jari butir)

r adalah massa jenis tumpukan pasir

G adalah percepatan gravitasi bumi

D adalah ketebalan tumpukan pasir.

Jelas dari persamaan di atas bahwa q ’c > qc.

Subscribe to receive free email updates: