Material butiran: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
Addbot (bicara | kontrib)
k Bot: Migrasi 11 pranala interwiki, karena telah disediakan oleh Wikidata pada item d:q1155083
JThorneBOT (bicara | kontrib)
clean up, removed: {{Link GA|sv}}
Baris 25:
Efek kacang Brasil memiliki suatu hal yang menarik karena pada awalnya sulit untuk dipercaya bahwa apabila dua butiran yang berbeda ukuran dicampurkan dan kemudian digetarkan, maka butiran-butiran yang lebih besar dan berat akan berada di atas, sedangkan yang lebih kecil akan berada di bawah. Hal ini mula-mula diketahui oleh para [[petani]] yang mengumpulkan hasil panennya. Dan kemudian teramati pula pada kotak [[sereal]] ([[kacang]] [[Brasil]]) di mana sebelumnya di pabrik, kacang-kacang tersebut tercampur merata, akan tetapi setelah 'digetarkan' secara tak sengaja dalam proses transportasi, saat dibuka, telah didapatkan terpisah. Kemudian para ahli mulai mengadakan eksperimen untuk mengamati fenomena ini.
 
Sebuah eksperimen mengenai efek ini pernah dilakukan oleh Chippla Vandu, Jürg Ellenberger dan R. Krishna dari Van't Hoff Institute for Molecular Sciences di Universitas Amsterdam.
 
== Kebalikan efek kacang Brasil ==
Baris 32:
Kebalikan efek kacang Brasil ditunjukkan oleh Breu ''et. al.'' (Phys. Rev. Lett. '''90''', 014302 (2003)). Menurutnya, kedua efek ini dapat diperoleh.
 
Tampak pada bagian a: campuran dari butiran kaca berwarna (berdiameter 8  mm) dengan butiran polipropilen (''polypropylnene'') (berdiameter 15  mm), dan pada bagian b: campuran dari butiran kuningan (berdiameter 10  mm) dengan butiran kaca (berdiameter 4  mm). Bagian a menunjukkan efek kacang Brazil dan bagian b menunjukkan efek kebalikannya.
 
Lalu apa yang menentukan suatu campuran akan menghasilkan efek kacang Brasil atau kebalikannya? Dengan keahlian Hong ''et. al'' (Phys. Rev. Lett. '''86''', 3423–3426 (2001)) dan Breu (Hong menggunakan simulasi dinamika molekular dan Hong melakukan percobaan) keduanya menunjukkan, dalam batas-batas parameter fisis tertentu, bahwa terdapat hubungan antara massa dan diameter butiran, yang menentukan apakah suatu campuran akan bersifat efek Kacang Brasil atau kebalikannya saat dikenakan vibrasi. Syarat yang dimaksud adalah
 
<math>\left(\frac{d_A}{d_B}\right)^{D-1} \approx \frac{m_A}{m_B}</math>
 
di mana ''d'' menyatakan diameter, ''m'' menyatakan massa, ''D'' menyatakan dimensi (2 atau 3) dan ''A'' serta ''B'' menyatakan masing-masing jenis butiran dalam campuran. Apabila dibuat suatu ruang parameter dua dimensi, di mana sumbu-''y'' untuk <math>d_A/d_B</math> dan sumbu-''x'' untuk <math>m_A/m_B</math>, maka garis ''y = x'' memisahkan ruang efek kacang Brasil dan kebalikannya. Ruang sebelah atas untuk efek kacang Brasil (EKB) dan ruang sebelah bawah untuk kebalikan efek kacang Brasil (KEKB).
Baris 42:
== Avalansi ==
 
[[Berkas:Wooden_hourglassWooden hourglass.jpg|thumb|100px|Jam pasir]]
 
Avalansi ada suatu fenomena material butiran di mana bersifat sebagai padatan yang diam akan tetapi apabila tercapai suatu keadaan kritis maka akan terjadi perubahan yang tiba-tiba sehingga konfigurasi material butiran berubah untuk kemudian kembali stabil dan diam seperti padatan. Saat terjadi perubahan tersebut dapat dikatakan material butiran bersifat sebagai cairan, walau hanya sesaat. Contoh miniatur dari fenomena ini adalah jam pasir.
Baris 54:
== Iblis Maxwell ==
 
[[Berkas:Maxwells_DemonMaxwells Demon.png|thumb|220px|Iblis Maxwell]]
Material butiran dapat menunjukkan bahwa suatu ekperimen dalam pemikiran (''thought experiment''/''Gedankenexperiment'') yang dikenal sebagai Iblis Maxwell (''Maxwell's Demon'') dapat terealisasi dalam simulasi, sebagaimana dilakukan oleh Jens Eggers (Phys. Rev. Lett. '''83''', 5322–5325 (1999)), untuk mendukung percobaan yang ditunjukkan oleh H. J. Schlichting dan V. Nordmeier (Math. Naturwiss. Unterr. '''49''', 323 (1996)).
 
Dalam percobaan ini digunakan sebuah kotak dengan luas alas 12 &nbsp;cm<sup>2</sup> dan tinggi 20 &nbsp;cm yang diletakkan di atas sebuah penggetar vertikal dan diisi oleh 100 buah butiran plastik dengan ukuran garis tengah 1 &nbsp;mm. Celah dibuat pada ketinggian 2,3 &nbsp;cm. Pada kondisi penggetar dengan tenaga maksimum yaitu amplitudo 0,3 &nbsp;cm dan frekuensi 50 &nbsp;Hz, partikel terdistribusi merata pada kedua ruang (sisi gambar sebelah kiri), meskipun pada awalnya diisikan hanya pada salah satu ruang. Akan tetapi apabila frekunsi diturunkan, terdapat suatu frekuensi kritis, yaitu di bawah 30 &nbsp;Hz, di mana terjadi kerusakan simetri sehingga butiran-butiran akan lebih memilih untuk mengelompok di salah satu ruang (sisi kanan).
 
Hal ini bertentangan dengan hukum kedua [[termodinamika]], yang dalam hal ini dapat dinyatakan bahwa "apabila dua buah sistem yang memiliki perbedaan [[temperatur]] dikontakkan, niscaya apabila waktu yang dibutuhkan cukup, kedua sistem akan berada pada kesetimbangan termal (memiliki temperatur yang sama)". Dalam kasus ini seharusnya kedua ruangan tetap memiliki jumlah butiran yang sama, apabila butiran-butirannya masih dapat bergerak (temperatur tidak nol).
Baris 129:
== Material butiran 1D ==
 
[[Berkas:Mat_but_1DMat but 1D.png|thumb|225px|Material butiran 1D]]
 
Yang dimaksud dengan material butiran 1D (satu dimensi) adalah suatu model eksperimen, simulasi ataupun teori yang dikembangkan dengan membatasi derajat kebebasan butiran sehingga hanya bisa bergerak translasi ke satu arah. Dua buah contohnya adalah mainan [[ayunan Newton]] (''Newton's cradle'') dan untaian manik-manik.
Baris 138:
 
== Logam butiran ==
[[Berkas:Logam_butiranLogam butiran.png|thumb|225px|Logam butiran]]
Logam butiran umumnya tersusun seperti [[roti lapis]] (''sandwich''), yaitu dua buah lempeng bahan tak-menghantar (isolator) yang di tengah-tengahnya disisipkan butiran-butiran logam. Kadang kala suatu logam butiran dapat dianggap seakan-akan sebagai larik (''array'') dari titik kuantum (''quantum dot''), yang dari sisi teori dan eksperimen mempunyai kekhususan menarik secara [[fisika]].
 
Baris 162:
[[Kategori:Bahan]]
[[Kategori:Material butiran| ]]
 
{{Link GA|sv}}
 
[[nl:Granulaat]]