Mengukur Ketinggian Dengan Menggunakan Barometer

Barometer adalah alat untuk mengukur tekanan udara, bagaimana caranya untuk mengukur ketinggian?

Cerita berikut tentang salah satu pertanyaan dalam ujian Fisika di Universitas Copenhagen: "Jelaskan bagaimana menetapkan tinggi suatu bangunan pencakar langit dengan menggunakan sebuah barometer."

Salah seorang mahasiswa menjawab:"Ikatlah leher barometer itu dengan seutas tali panjang, lalu turunkan barometer dari pucuk gedung pencakar langit sampai menyentuh tanah. Panjang tali ditambah panjang barometer akan sama dengan tinggi pencakar langit."

Jawaban yang luar biasa "orisinil" ini membuat pemeriksa ujian begitu geram. Akibatnya si mahasiswa langsung tidak diluluskan.

Si mahasiswa naik banding. Menurutnya, kebenaran atas jawaban itu tidak bisa disangkal.

Kemudian universitas menunjuk seorang arbiter yang independen untuk memutuskan kasus itu.

Arbiter menyatakan bahwa jawaban itu memang benar, hanya saja tidak memperlihatkan secuil pun pengetahuan mengenai ilmu fisika.

Untuk mengatasi permasalahan itu, disepakati untuk memanggil si mahasiswa, dan memberinya waktu enam menit untuk memberikan jawaban verbal yang menunjukkan paling sedikit latar belakang pengetahuannya mengenai prinsip-prinsip dasar ilmu fisika.

Selama lima menit, si mahasiswa duduk tepekur, dahinya berkerut. Arbiter mengingatkan bahwa waktu sudah hampir habis. Mahasiswa itu menjawab bahwa ia sudah memiliki berbagai jawaban yang sangat relevan, tetapi tidak bisa memutuskan yang mana yang akan dipakai.

Saat diingatkan arbiter untuk segera memberikan jawaban, si mahasiswa menjelaskan sebagai berikut:

"Pertama-tama, ambillah barometer dan bawalah sampai ke atap pencakar langit. Lemparkan ke tanah, lalu ukurlah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tanah.Ketinggian bangunan bisa dihitung dari rumus H = 0.5g x t kwadrat. Tetapi khan sayang barometernya jadi pecah."

"Atau, bila matahari sedang bersinar, anda bisa mengukur tinggi barometer, tegakkan di atas tanah, dan ukurlah panjang bayangannya. Setelahitu, ukurlah panjang bayangan pencakar langit, sehingga hanya perluperhitungan aritmatika proporsional secara sederhana untuk menetapkan ketinggian pencakar langitnya."

"Tapi kalau anda betul-betul ingin jawaban ilmiah, anda bisa mengikat seutas tali pendek pada barometer dan menggoyangkannya seperti pendulum.Mula-mula lakukan itu di permukaan tanah lalu di atas pencakar langit. Ketinggian pencakar langit bisa dihitungatas dasar perbedaan kekuatan gravitasi T = 2 pi akar dari (l/g)."

"Atau kalau pencakar langitnya memiliki tangga darurat di bagian luar, akan mudah sekali untuk menaiki tangga, lalu menggunakan panjangnya barometer sebagai satuan ukuran pada dinding bangunan, sehingga tinggi pencakar langit = penjumlahan seluruh satuan barometernya pada dinding pencakar langit."

"Bila anda hanya ingin membosankan dan bersikap ortodoks, tentunya anda akan menggunakan barometer untuk mengukur tekanan udara pada atap pencakarlangit dan di permukaan tanah, lalu mengkonversikan perbedaannya dari milibar ke satuan panjang untuk memperoleh ketinggian bangunan."

"Tetapi karena kita senantiasa ditekankan agar menggunakan kebebasan berpikir dan menerapkan metoda-metoda ilmiah, tentunya cara paling tepat adalah mengetuk pintu pengelola gedung dan mengatakan: 'Bila anda menginginkan barometer baru yang cantik, saya akan memberikannya pada anda jika anda memberitahukan ketinggian pencakar langit ini."

Siapakah mahasiswa tersebut? Mahasiswa tersebut adalah Niels Bohr, satu-satunya warga Denmark yang memenangkan hadiah Nobel untuk Fisika.


Sumber: http://cdc.eng.ui.ac.id/article/articleview/964/1/41/