Bagaimana Kapal Selam Berada Di Dalam Air?

Prinsip dasar yang membuat kapal selam dapat menyelam atau muncul di permukaan adalah sangat sederhana. Kapal selam-kapal selam yang paling modern mempunyai dua lambung atau badan. Balas air disimpan antara lambung bagian dalam dan lambung bagian luar yang dapat dianggap sama dengan "kerangka".

Ketika kapal selam siap untuk menyelam, katup-katup besar yang dikenal sebagai "kingstons" yang terletak di dasar tangki balas dibuka untuk membiarkannya masuk ke laut. Udara di dalam tangki keluar melalui katup-katup pada bagian atas yang dikenal sebagai "lubang-lubang angin". Kapal selam itu masuk ke dalam air!

Ketika kapal selam siap untuk muncul ke permukaan, lubang-lubang angin ditutup dan tekanan udara didorong masuk ke dalam tangki-tangki. Hal ini meniup air kembali melalui kingstons dan kapal selam itu pun naik.

Agar kapal selam dapat menyelam dan muncul ke permukaan, ada kemudi-kemudi horisontal yang dipasang pada lambung kapal. Untuk mengemudikan kapal selam ketika bergerak ke atas, ada sebuah kemudi sama seperti kapal-kapal biasa.

Kapal selam dibagi oleh dinding-dinding pemisah yang bersilang menjadi kompartemen-kompartemen. Untuk keluar dari satu kompartemen ke kompartemen lain, seseorang harus melalui pintu-pintu kedap air yang dapat menutup dengan cepat. Semua kapal selam mempunyai lubang-lubang palka dan paru-paru pengaman untuk digunakan dalam keadaan darurat.

Bagaimana kapal selam mengetahui kemana kapal itu akan pergi? Observasi dilakukan dengan menggunakan periskop yang terdiri dari tabung panjang yang dapat didorong ke atas dari bagian dalam kapal. Dengan menggunakan kombinasi prisma, seseorang yang berada pada ujung bawah periskop dapat melihat obyek-obyek di atas permukaan. Dengan memutar tabung periskop, ia dapat melihat semua pemandangan di samudera.

Semua kapal selam juga mempunyai alat-alat pendengar yang dapat menangkap dan menempatkan suara kapal-kapal yang jauh dan radar yang membuat kapal-kapal selam itu dapat menemukan obyek-obyek ketika berada di atas permukaan.

Pada tahun 1951, kapal selam atom yang pertama di dunia dibuat dan diluncurkan pada tanggal 21 Juli 1955.

Bagaimana Lampu Pijar Menghasilkan Cahaya?

Pada tahun 1880, seorang Inggris yang bernama Humphry Davy melakukan eksperimen-eksperimen tertentu dengan tenaga listrik. Ia mempunyai apa yang sekarang kita namakan baterai listrik, tetapi baterai itu sangat lemah. Ia menghubungkan kawat-kawat ke ujung-ujung baterai dan menempelkan sepotong karbon pada masing-masing dari ujung-ujung kawat yang bebas. Dengan menyentuh dua potong karbon bersama-sama dan menariknya agar terpisah, ia menghasilkan cahaya yang mendesis.

Ini dinamakan "busur listrik", tetapi ini adalah bukti pertama bahwa cahaya listrik itu dapat dibuat. Davy juga mengganti dua potong karbon dengan kawat platina tipis yang menghubungkan kedua ujung kawat yang menuju kepada baterai. Ketika arus listrik melewati kawat platina itu, kawat menjadi panas dan mulai berpijar dan menghasilkan cahaya!

Kesulitan dengan cahaya-cahaya listrik sederhana ini adalah bahwa sumber tenaga listrik tidak cukup kuat. Jadi seorang murid Davy, Michael Faraday, mengadakan eksperimen yang mengarah kepada pengembangan generator-generator listrik. Dengan menggunakan mesin-mesin uap untuk menggerakkan generator-generator itu, ditemukan sumber-sumber tenaga listrik yang lebih baik.

Sementara itu, di Amerika Serikat, Thomas Edison mengadakan eksperimen dengan benang-benang karbon tipis. Ketika benang karbon, atau filamen, dipanaskan dengan mengalirkan arus listrik kepadanya, benang itu berpijar. Jika ini dilakukan di udara, karbon itu sendiri akan membakar. Jadi, Edison menaruhnya di dalam bola lampu kaca dan mengeluarkan udara dari dalamnya. Karena tidak ada oksigen di dalam bola lampu itu, karbon tidak dapat membakar. Bola lampu itu berpijar dengan terang dan padam secara sangat perlahan-lahan. Sekarang kita mempunyai lampu pijar listrik yang menghasilkan cahaya yang sangat terang.

Tetapi para ilmuwan mengetahui bahwa semakin filamen dipanaskan, semakin kuat cahaya yang dihasilkan. Jadi mereka mencari bahan-bahan yang dapat dipanaskan sampai suhu-suhu tinggi tanpa mencair. Salah satu dari bahan-bahan ini adalah tantalum, sebuah logam yang mencair pada suhu 5.160 derajat Fahrenheit. Logam itu diubah menjadi kawat-kawat halus dan digunakan untuk filamen-filamen lampu pada tahun 1905.

Sebuah logam yang bahkan lebih baik untuk filamen adalah tungsten, karena logam itu mencair pada suhu 6.100 derajat Fahrenheit. Pada mulanya tidak seorang pun yang dapat mengubah tungsten menjadi kawat dan memerlukan waktu selama bertahun-tahun untuk mengembangkan proses ini. Sekarang, lampu-lampu filamen tungsten adalah lampu-lampu yang paling banyak digunakan dan kira-kira 1.000.000.000 dari lampu-lampu itu dibuat di Amerika Serikat setiap tahunnya!

Bagaimana Baterai Menghasilkan Tenaga Listrik?

Ada dua cara untuk menghasilkan arus listrik untuk memperoleh daya. Daya dapat dihasilkan oleh mesin-mesin yang dinamakan "dinamo" atau "generator" dan oleh sel-sel baterai.

Sebuah sel baterai menghasilkan tenaga listrik dengan mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Sebagian dari energi kimia diubah menjadi panas dan sebagian lagi diubah menjadi arus listrik.

Ada dua jenis sel-sel baterai. Jenis pertama, yang dinamakan "sel primer", tidak dapat diperbaharui jika habis kecuali dengan mengisi bahan-bahan kimianya kembali. Sel kering biasa (seperti pada lampu senter) adalah sel primer. Jenis lain, yang dinamakan "sel sekunder" dapat diisi kembali dengan mengalirkan arus listrik ke dalamnya. Aki yang digunakan untuk menjalankan mobil adalah sel-sel sekunder.

Baterai adalah sekelompok yang terdiri dari dua atau lebih sel-sel primer atau sekunder. Satu sel sering disebut "baterai", tetapi ini tidak benar.

Berbagai zat kimia digunakan dalam sel-sel primer, tetapi prinsipnya selalu sama. Di dalam setiap sel primer terdapat elektroda-elektroda dan sebuah elektrolit. Elektroda-elektroda, atau "unsur-unsur sel" seperti namanya, mempunyai dua logam yang berbeda atau satu logam dan karbon. Elektrolit adalah cairan.

Salah satu dari unsur-unsur ini, yang dinamakan "katoda", biasanya adalah seng. Yang lainnya dinamakan "anoda", dan biasanya adalah karbon. Kekuatan kimia menyebabkan katoda larut dengan lambat di dalam elektrolit. Ini membuat elektron-elektron menjadi bebas. Sekarang jika terdapat suatu bidang, atau sirkuit, di mana elektron-elektron yang bebas ini dapat bergerak, elektron-elektron ini menghasilkan arus listrik. Jika kamu menghubungkan unsur-unsur dengan seutas kawat atau penghantar listrik lainnya, arus akan mengalir melaluinya dan kamu akan memperoleh "tenaga listrik".

Aki sebenarnya tidak menyimpan tenaga listrik. Aki memperoleh dayanya dari perubahan-perubahan kimia, sama seperti semua jenis baterai lainnya. Satu perangkat lempengan di dalam aki terbuat dari timah peroksida. Kedua perangkat itu dicelupkan ke dalam asam sulfurik, dan keduanya secara perlahan-lahan berubah menjadi timah sulfat. Proses kimia inilah yang menghasilkan arus listrik di dalam aki.

Bagaimana Seismograf Mencatat Gempa Bumi?

Kadang-kadang ada berita di surat kabar atau televisi tentang gempa bumi yang terjadi di suatu bagian dunia, mungkin di Amerika, di Asia atau di tempat lain.

Kamu telah membaca dan mendengar tentang kota-kota hancur, ratusan orang meninggal. Namun kamu, di dalam rumah tidak merasakan apa-apa. Jika bumi "bergoncang", mengapa kamu tidak merasakannya di tempat kamu tinggal?

Mungkin kamu tidak merasakannya, tetapi tidak jauh dari kamu, di sebuah kota besar atau universitas, kemungkinan besar para ilmuwan membuat catatan yang lengkap dan tepat mengenai gempa bumi itu. Mereka merasakannya melalui alat-alat mereka.

Alat itu dinamakan seismograf. Sebenarnya, studi tentang gempa bumi dikenal sebagai seismologi. Sekarang mari kita melihat mengapa kamu tidak merasakannya dan para ilmuwan dapat membuat catatan tentangnya.

Gempa bumi adalah getaran atau vibrasi permukaan bumi. Perhatikan kata permukaan. Permukaan berarti hanya kerak bumi, suatu patahan yaitu satu bongkah batu telah bergesekan dengan batu lain dengan kekuatan dan gesekan yang sangat besar. Energi dari gesekan ini diubah menjadi getaran di dalam batu-batuan. Getaran ini dapat terasa sampai ribuan mil.

Sekarang getaran-getaran gempa bumi ini adalah sejenis gerakan gelombang yang bergerak pada kecepatan yang berbeda-beda melalui kerak bumi yang berbatu-batu. Karena getaran-getaran itu mencapai jarak yang jauh dan merambat melalui batu-batuan, pada waktu getaran-getaran ini sampai di kota kamu, kamu bahkan tidak dapat melihatnya. Tetapi seismograf bisa. Beginilah cara kerjanya.

Bayangkan sebuah balok atau pelat beton. Sebuah grafik yang ditempelkan balok atau pelat itu menonjol keluar. Grafik itu sejajar dengan tanah, seperti lembaran kertas. Di atasnya, sebuah balok menonjol keluar dari tempat tergantungnya suatu beban. Pada dasar beban itu terdapat sebuah pena yang menyentuh grafik itu. Sekarang muncul gelombang gempa bumi. Balok beton bergerak dan demikian juga grafik yang menempel padanya. Tetapi beban yang digantung tidak bergerak. Jadi, pena itu membuat tanda-tanda pada grafik itu pada waktu pena itu bergerak dan kita memperoleh catatan tentang gempa bumi. Tentu saja alat ini dibuat dengan sangat teliti sehingga gerakan yang paling kecil sekalipun dapat dicatat.

Apakah Magnet Itu?

Ada sebuah legenda kuno yang menyatakan bahwa seorang gembala bernama Magnes yang memelihara hewan-hewan gembalanya di sepanjang lereng-lereng Gunung Ida, menemukan bahwa lekuk besinya dan paku-paku besi sandalnya menempel pada sebuah batu besar yang berwarna hitam. Kenyataannya bahwa batu-batu tertentu dapat menarik besi adalah penemuan tentang magnet. Batu-batu misterius ini juga ditemukan dekat suatu tempat yang dinamakan Magnesia di Asia Kecil. Nama "magnet" mungkin tercipta karena salah satu dari alasan-alasan ini.

Seiring dengan berjalannya waktu, ada penemuan lebih lanjut tentang magnet. Ditemukan bahwa ketika potongan-potongan besi digosokkan pada batu-batu yang mengandung magnet, potongan-potongan itu juga menjadi magnet-magnet. Ribuan tahun yang lalu juga telah ditemukan bahwa magnet yang digantung akan menunjuk kurang lebih ke arah utara. Ini tentu saja adalah akibat dari kompas. Batu-batu magnetis dinamakan "lodestone". Nama ini berasal dari "leading stone" (batu penunjuk) karena batu-batu itu membantu menuntun pengembara.

Dalam zaman Ratu Elizabeth, pertama kali ditemukan bahwa setiap magnet mempunyai dua kutub yang definitif yang sifatnya berlawanan. Seperti kutub-kutub yang saling menolak satu sama lain dan tidak seperti kutub-kutub yang menarik satu sama lain.

Tidak banyak yang dapat dilakukan dengan magnet sampai awal abad ke-19. Pada tahun 1820, Oersted, seorang ilmuwan berkebangsaan Denmark menemukan bahwa seutas kawat yang membawa arus listrik juga menciptakan bidang magnetis. Ini mengarah pada penemuan bahwa dengan menaruh inti besi yang lembut di dalam kawat-kawat yang dihubungkan ke sebuah baterai, inti besi menjadi mempunyai kekuatan magnetis. Ini adalah kreasi pertama dari elektromagnet yang jauh lebih kuat daripada semua magnet yang pernah dikenal sebelumnya.

Kreasi dari elektromagnet memungkinkan dibuatnya banyak alat yang paling penting dan berguna seperti yang sekarang ada. Elektromagnet bukan hanya dapat mengangkat beban-beban yang berat, tetapi sebenarnya juga memainkan peranan dalam bel-bel dan lonceng listrik, dinamo-dinamo dan mesin-mesin serta dalam segala sesuatu yang menggunakan sirkuit listrik.

Walaupun telah lama diketahui bahwa kekuatan magnet mencapai suatu jarak dari magnet, Michael Faraday adalah orang yang pertama yang mendefinisikan dan menunjukkan "bidang-bidang kekuatan" dan "saluran-saluran kekuatan". Pemahaman ini memungkinkan pengembangan-pengembangan seperti telepon, lampu listrik, radio dan sebagainya.