Cerita-cerita kedai kopi semasa kelas fizik.....Terima kasih kepada guru fizik yang sering mengajar benda-benda baru dalam sejarah dan kemajuan terkini dalam bidang fizik.Bak kata beliau,''...dekat sinilah kamu nampak 'The Beauty of Physics..'',dengan bangganya.Tersenyum sinis sahaja beliau tatkala mengajar ilmu kepada anak-anak muridnya.
Bukannya mahu cerita biografi guru tersebut,tapi saya cuma mahu kongsikan sedikit sebanyak idea dan cerita 'gila-gila' beliau sepanjang beliau mengajar saya dan rakan-rakan seperjuangan.Almaklumlah,beliau merupakan bekas pelajar yang mengambil jurusan fizik berkonsepkan kajian.Memang menarik kisahnya.Sebelum ini, main sumbat-sumbat sahaja angka-angka dalam formula tetapi jarang sekali menafsirkan formula fizik itu sendiri mahupun mengaitkannya semasa praktikal dalam makmal.Kisah di sini ialah tentang kehadiran nilai pemalar 'k' dalam rangka fizik.
Perhatikan baik-baik formula-formula di bawah:
Asas 1)Didapati y bertambah apabila x bertambah,ia dipanggil berkadar langsung/selari ( directly proportional )
Contoh : x ∝ y
Asas 2)Didapati y berkurang apabila x bertambah,ia dipanggil berkadar songsang. ( inversely proportional )
Contoh : x ∝ 1/y
Bagaimana mahu menghapuskan simbol '∝' dan menggantikannya dengan simbol persamaan '=' ?
Tidak boleh sesuka hati menghapuskan simbol '∝' kerana ia menunjukkan nilai x sama dengan y bagi (1) atau nilai x sama dengan nilai 1/y bagu (2).Mungkin boleh jika kedua-duanya sememangnya sama nilai namun,selalunya dalam eksperimen yang dijalankan oleh saintis,ia adalah sangat jarang menemukan nilai yang sama bagi :
x = Pembolehubah dimanipulasi ( Manipulated Variable )
Y = Pembolehubah tindak balas ( Responding Variable )
Apatah lagi nilai-nilai yang diperolehi melalui eksperimen bagi x dan y akan direkodkan dalam jadual dan diplot ke bentuk graf.Oleh yang demikian,di sinilah saintis memasukkan elemen baru yang akan sentiasa tetap nilainya bagi cabang-cabang sains tertentu ke dalam persamaan.Elemen baru tersebut ialah :
k = Pembolehubah tetap ( Fixed or Constant Variable )
Jadi,bagi (1) dan (2),formula akan mengalami sedikit perubahan dengan adanya nilai 'k':
x=ky
x=k/y
Berikut adalah beberapa contoh pemalar 'k' yang digunakan dalam formula-formula sains ( Fizik dan Kimia) :
Hooke's Law of Spring F= kx
Electric Field E = k lql / r²
Electostatic force F = k lq1llq2l / r²
Boyle's Law V = k / p
Avogadro's Law V = kn
Charle's Law V = kT
Gay Lussac's Law P = kT
Ideal Gas Law PV = nkT or PV = nRT ( R is also a constant value )
Rate Law Rate = k [ A ] with order n if there is an order.
Banyak lagi formula-formula yang menggunakan simbol 'k' sebagai pemalar untuk menjadikan formula yang tercipta hasil eksperimen yang dijalankan berulang-ulangkali adalah sahih dan boleh disebarkan kepada orang ramai.Nilai 'k' dalam formula-formula tersebut ada yang berbeza bagi setiap bidang ilmu sains yang berlainan dan unit untuk k adalah himpunan satu atau beberapa simbol untuk menghapuskan unit-unit bagi pembolehubah yang lain.
Contoh bagi Electric Field,
Electric Field,E ---> Newton per Coulomb ,NC
Electric Charge,q---> Coulomb,C
Radius,r( actually is radius squared,r²) ----> metre squared,m²
Jadi,unit untuk k ialah N.m²/ C².
Dan nilai k ialah 8.99 Giga ( giga = 10 to the power of 9 )
Cuba buat persamaan dalam formula tanpa memasukkan sebarang angka,penghapusan unit-unit antara k dengan q1,q2 dan r² akan menghasilkan unit untuk E iaitu N/C.
Contoh lain bagi nilai pemalar yang berbeza ialah dalam Gas Law,nilai pemalar R ialah 8.134 J/mol.K
Kadang-kala,nilai pemalar 'k' boleh jadi tidak sama walaupun dalam satu tajuk dan perlu dikira berdasarkan maklumat yang diberi.Ia menjadi komponen soalan untuk dijawab oleh pelajar dalam peperiksaan.
Apa yang saya mahu tekankan bukanlah tentang berapa nilai k,apa fungsi k atau yang sewaktu dengannya.Namun,persoalan saya,nilai 'k' ini mewakili apa sebenarnya?
Para saintis yang menjalankan eksperimen sendiri pun tidak mampu menafsirkan kewujudan 'k' dalam formula sains kerana ia hanya diadakan untuk mengesahkan sesuatu teori dan keputusan eksperimen mereka.Permasalahan lebih lanjut ialah apabila mereka dapat mengira nilai 'k' yang sama bagi setiap data kajian.
Secara ringkasnya,nilai pemalar 'k' ialah faktor yang menyamakan x dengan y.
Jika nilai 'k' tiada,eksperimen tidak dapat disahkan walaupun teori adalah betul bagi sesetengah kes.
Kadang-kadang,bukan simbol 'k' sahaja digunakan.Terdapat simbol-simbol lain seperti R,g dan sebagainya yang turut menjadi simbol nilai pemalar dalam formula.
Contoh lain ialah nilai pecutan graviti,g ke bawah iaitu -9.81 m/s².Nilai ini sentiasa sama bagi setiap data kajian eksperimen dan saintis tidak dapat menerangkan secara lanjut dengan sebenar-benarnya apakah yang diwakili oleh angka 9.81 itu walaupun mereka menamakannya pecutan graviti (gravitational acceleration) kerana nilainya sentiasa sama bagi semua data..Namun,nilai tersebut akan berubah berdasarkan lokasi di mana kita berada seperti di kawasan biasa dengan kawasan kutub.
Siapakah yang bertanggungjawab mencari setiap nilai-nilai 'k' tersebut?Jawapannya ialah pakar matematik.Para saintis akan memberikan data-data kajian kepada pakar matematik dan pakar-pakar tersebut akan menggunakan program komputer untuk menganalisis angka-angka tersebut dan kalkulator komputer akan menghasilkan nilai 'k'.Pakar matematik lagilah tidak mampu menafsir secara tepat pemalar tersebut kerana mereka hanya menerima data sahaja.
Ini adalah antara batas-batas akal seorang cendekiawan sains.Mampu melakukan beratus-ratus ujikaji namun masih tidak mampu menafsir pemalar.Haruslah diingat bahawa tidak ada yang mustahil dalam meneroka ilmu kecuali ilmu-ilmu metafizik seperti roh,alam ghaib dan sabagainya yang Allah sudah tetapkan bahawa itu adalah urusannya dan manusia hanya mengetahuinya sedikit sahaja.Apa yang penting ialah keimanan dalam hal-hal tersebut.
Tidak mustahil untuk untuk merungkai permasalahan tentang perwakilan nilai pemalar dalam formula.Hanya perlukan usaha dan tawakkal yang lebih hebat lagi.Mungkinkah jawapannya sudah pun ditemui?Sebarang berita ilmiah terbaru adalah wajar dikongsikan bersama-samabdan jika terdapat khilaf,marilah kita membetulkannya.
** Sebenarnya banyak lagi yang beliau cerita semasa syarahan seperti kemajuan militari melalui penyimpanan data dalam cahaya,cip pada kad pengenalan,cara membuat 'customated guitar',perbezaan pergerakan gelombang antara di udara dengan lantai,dan lain-lain kisah yang cukup menarik.Nak cerita lebih lanjut tapi tak pakar dan tak mahir dalam bidang-bidang tersebut......Hanya mendengar dari sumber lisan.Memang perlukan masa dan ruang untuk mendalaminya.
No comments:
Post a Comment