Majalah 1000 guru Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua ISSN 2338-1191 Jembatan Konigsberg | Pesawat Terbang | Obat Herbal Kepiting Beracun | Teknologi Hidrida | Tubuh dalam Dingin Seijin dan Shakaijin| Cerdas Bangsa, Maju Budaya Vol. 1 No. 4 | Agustus 2013 Alhamdulillah, majalah bulanan 1000guru dapat kembali hadir ke hadapan para pembaca. Pada edisi ke-29 ini tim redaksi memuat 8 artikel dari 8 bidang berbeda. Selain itu, sejak awal Mei 2013 majalah 1000guru telah mendapatkan ISSN 2338-1191 dari Pusat Data Informasi Ilmiah LIPI sehingga penomoran majalah edisi ini dalam versi ISSN adalah Vol. 1 No. 4. Tim redaksi majalah 1000guru juga sudah menerbitkan situs khusus artikel majalah 1000guru yang beralamat di: http://majalah.1000guru.net/ Setiap artikel dari edisi terkini hingga edisi pertama akan perlahan-lahan diunggah ke dalam situs tersebut. Kritik dan saran sangat kami harapkan dari para pembaca untuk terus meningkatkan kualitas majalah ini. Silakan kunjungi juga situs 1000guru (http://1000guru.net) untuk menyimak kegiatan kami lainnya. Mudah-mudahan majalah sederhana ini bisa terus bermanfaat bagi para pembaca, khususnya para siswa dan penggiat pendidikan, sebagai bacaan alternatif di tengah keringnya bacaan-bacaan bermutu yang ringan dan populer. 1000guru.net ii | Kata Pengantar 1000guru Vol. 1 No. 4 / Edisi ke-29 / Agustus 2013 1000guru.net Teka-Teki Jembatan Konigsberg 1 Rubrik Matematika | iii Daftar isi Prinsip-Prinsip Fisika pada Sayap Pesawat Terbang 3 Rubrik Fisika Obat Tradisional dan Metabolit Sekunder 6 Rubrik Kimia Teknologi hidrida untuk penyimpanan gas hidrogen 14 Rubrik Teknologi Mekanisme Tubuh dalam Menghadapi Cuaca Dingin 17 Rubrik Kesehatan Seijin dan Shakaijin dalam Budaya Jepang 18 Rubrik Sosial-Budaya Mencerdaskan Bangsa, Memajukan Kebudayaan Nasional 20 Rubrik Pendidikan Mengenal beberapa spesies kepiting beracun 11 Rubrik Biologi 1000guru Vol. 1 No. 4 / Edisi ke-29 / Agustus 2013 iv | Tim Redaksi Siapakah 1000guru? Gerakan 1000guru adalah sebuah lembaga swadaya masyarakat yang bersifat nonprofit, nonpartisan, independen, dan terbuka. Semangat dari lembaga ini adalah “gerakan” atau “tindakan” bahwa semua orang, siapapun itu, bisa menjadi guru dengan berbagai bentuknya, serta berkontribusi dalam meningkatkan kualitas pendidikan di Indonesia. Gerakan 1000guru juga berusaha menjembatani para profesional dari berbagai bidang, baik yang berada di Indonesia maupun yang di luar negeri, untuk membantu pendidikan di Indonesia secara langsung. Kontak Kami Website: http://1000guru.net http://majalah.1000guru.net E-mail: info@1000guru.net 1000guru.net Lisensi Majalah 1000guru dihadirkan oleh gerakan 1000guru dalam rangka turut berpartisipasi dalam mencerdaskan kehidupan bangsa. Majalah ini diterbitkan dengan tujuan sebatas memberikan informasi umum. Seluruh isi majalah ini menjadi tanggung jawab penulis secara keseluruhan sehingga isinya tidak mencerminkan kebijakan atau pandangan tim redaksi Majalah 1000guru maupun gerakan 1000guru. Majalah 1000guru telah menerapkan creative common license Attribution-ShareAlike. Oleh karena itu, silakan memperbanyak, mengutip sebagian, ataupun menyebarkan seluruh isi Majalah 1000guru ini dengan mencantumkan sumbernya tanpa perlu meminta izin terlebih dahulu kepada pihak editor. Akan tetapi, untuk memodifikasi sebagian atau keseluruhan isi majalah ini tanpa izin penulis serta editor adalah terlarang. Segala akibat yang ditimbulkan dari sini bukan menjadi tanggung jawab editor ataupun organisasi 1000guru. Desain Majalah Muhammad Salman Al Farisi (Tohoku University, Jepang) Pemimpin Redaksi Ahmad-Ridwan Tresna Nugraha (Tohoku University, Jepang) Editor Rubrik Matematika: Eddwi Hesky Hasdeo (Tohoku University, Jepang) Fisika: Satria Zulkarnaen Bisri (Groningen University, Belanda) Kimia: Andriati Ningrum (BOKU Vienna, Austria) Biologi: Sarrah Ayuandari (Innsbruck Medical University, Austria) Teknologi: Fran Kurnia (The University of New South Wales, Australia) Kesehatan: Mas Rizky A. A. Syamsunarno (Gunma University, Jepang) Sosial-Budaya: Putri Heryani (Nissei Japanese School, Osaka, Jepang) Pendidikan: Agung Premono (Universitas Negeri Jakarta) Penanggung Jawab 1000guru Isa Anshori (University of Tsukuba, Jepang) Miftakhul Huda (Gunma University, Jepang) Promosi dan Kerjasama Lia Puspitasari (University of Tsukuba, Jepang) Lutfiana Sari Ariestin (Kyushu University, Jepang) Erlinda Cahya Kartika (Wageningen University, Belanda) Edi Susanto (KBRI Den Haag, Belanda) Yudhiakto Pramudya (Universitas Gajah Mada, Yogyakarta) 1000guru Vol. 1 No. 4 / Edisi ke-29 / Agustus 2013 1000guru.net | 1 Rubrik Matematika | Jembatan Königsberg Ini merupakan kisah nyata. Pada abad ke-18, di Prussia, terdapat sebuah kota yang bernama Königsberg. Kota ini sekarang bernama Kaliningrad, Russia. Beberapa area kota Königsberg dipisahkan oleh sungai Pregel sehingga untuk mencapai area kota yang lainnya penduduk harus berjalan melalui jembatan yang jumlahnya ada tujuh. Bertahun-tahun kemudian, timbul sebuah pertanyaan pada penduduk Königsberg. Apakah bisa melalui semua jembatan hanya dengan satu kali jalan? Seorang matematikawan asal Swiss, Leonhard Euler, berhasil memecahkan teka-teki ini dengan menggunakan teori graf. Sebelum kita memecahkannya, mari kita belajar sedikit mengenai teori graf dan istilah-istilahnya. Teori graf adalah studi tentang grafik yang digunakan untuk memodelkan hubungan antarobjek. Pada teori graf, terdapat titik, garis, dan banyaknya garis yang berhubungan dengan titik, yang disebut sebagai derajat. Untuk lebih jelasnya, perhatikan contoh berikut ini. Graf di atas memiliki: •5 titik, yaitu A, B, C, D dan E. •8 garis, yaitu AB, BC, CD, DA, AE, BE, AC ,dan BD. •Titik A dan B memiliki derajat 4. •Titik C dan D memiliki derajat 3. •Titik E memiliki derajat 2. Salah satu konsep penting dalam teori graf adalah mengenai lintasan Euler. Sebuah graf disebut memiliki lintasan Euler apabila graf tersebut mempunyai titik dengan derajat ganjil yang banyaknya kurang dari tiga. Pada contoh graf A hingga E di bawah ini, kita bisa analisis mana graf yang memiliki lintasan Euler dan mana yang tidak. Jembatan Königsberg Reyna M. Quita (mahasiswi Jurusan Matematika, Unibraw, Malang) Kontak: reynaquita2905(at)gmail.com 1000guru Vol. 1 No. 4 / Edisi ke-29 / Agustus 2013 Teka-Teki Kota Konigsberg beserta ketujuh jembatannya. 1000guru.net 2 | Rubrik Matematika | Jembatan Königsberg Kedua, gambar jembatan Königsberg dapat disederhanakan lagi menjadi bentuk graf. Ketiga, setelah disederhanakan menjadi bentuk graf, dapat dengan mudah diketahui terdapat: •4 titik, yaitu A, B, C, dan D, •4 titik berderajat ganjil, yaitu A, B, C, dan D, •tidak ada titik yang berderajat genap. Dengan demikian, dapat diambil sebuah kesimpulan bahwa jembatan Königsberg ini bukanlah lintasan Euler sehingga tidak dapat dilintasi hanya dengan satu kali jalan. Riddle solved! Silakan untuk graf D dan graf E dikerjakan sendiri ya! Sekarang mungkin sudah ada yang bertanya-tanya, sebenarnya untuk apa mempelajari lintasan Euler ini? Jawabannya, apabila sebuah graf memiliki lintasan Euler, graf tersebut ternyata dapat digambar hanya dalam satu kali tarikan pensil! Wow! Benarkah? Contohnya adalah graf A, kita dapat menggambar graf A dengan satu kali tarikan pensil menggunakan lintasan a-c-b-d-c-b-a-d. Lintasannya sendiri dapat bermacam-macam. Cobalah sekarang temukan lintasan satu kali tarikan pensil untuk graf B! Nah, dengan pengetahuan ini kita sudah siap untuk memecahkan teka-teki ini sebagaimana Euler memecahkannya 300 tahun yang lalu. Let's start! Pertama-tama, kita sederhanakan dulu gambar jembatan Königsberg. 1000guru Vol. 1 No. 4 / Edisi ke-29 / Agustus 2013 Graf Jumlah Titik Jumlah Derajat Genap Jumlah Derajat Ganjil Lintasan Euler? A 5 3 (titik a, c, dan e) 2 (titik b dan d) Ya B 8 8 (titik a-h) 0 Ya C 9 5 (titik a, c, e, g, dan i) 4 (titik b, d, f dan h) Tidak D ? ? ? ? E ? ? ? ? Bahan bacaan: http://www.mathsisfun.com/activity/seven-bridges-konigsberg.html http://en.wikipedia.org/wiki/Graph_theory http://www.ctl.ua.edu/math103/euler/howcanwe.htm http://www.ctl.ua.edu/math103/euler/historic.htm 1000guru.net | 3 Rubrik Fisika | Pesawat Terbang Cukuran, Ngobrolin Apa Ya? Lebih Banyak Penjelasan Ilmiah untuk Peristiwa Sehari-hari). Dalam buku tersebut salahsatunya diulas tentang mekanisme terbangnya pesawat. Di dalam tulisannya ia mengakui, "I looked up in utter dis-belief at the four-hundred-ton monster that had just wafted me across the Atlantic Ocean at an altitude of more than five miles (eight kms) above Earth's surface". Terkadang memang sulit bagi kita membayangkan bagaimana bisa sebuah bongkahan logam seberat empat ratus ton membawa kita terbang di udara selama berjam-jam pada ketinggian rata-rata 10 kilometer.” Namun, jelas-jelas itu bisa terjadi, dan, ia terjadi tiap hari. Jadi kita tidak perlu bingung, segera akan dijelaskan bagaimana hal itu bisa terjadi. Dari buku yang sama itu, penulis mengutip penjelasan yang akan disampaikan dalam tulisan ini. Pertama-tama, mari kita ingat-ingat sedikit, di pelajaran sekolah sudah banyak dibahas mengenai prinsip-prinsip fisika di balik terbangnya pesawat. Masalahnya, seringkali, kalau bukan selalu, para pelajar diarahkan untuk mempercayai begitu saja bahwa pesawat dapat terbang hanya karena sebuah prinsip yang dikenal dengan nama Prinsip Bernoulli. Prinsip ini, seperti sudah jelas dari namanya, dirumuskan oleh matematikawan Swiss bernama Daniel Bernoulli (1700-1782), yang merumuskan konsep dinamika fluida dalam persamaan berikut: 푝1+12휌푣12+휌푔ℎ1=푝2+12휌푣22+휌푔ℎ2 Bagi yang tidak familiar dengan fisika, jangan langsung mual. Ketiga suku pada masing-masing ruas persamaan ini hanya merunutkan tekanan (p) yang diberikan si fluida, energi gerak fluida per satuan volume (ρv2), dan energi potensial fluida per satuan volume (ρgh) pada dua buah titik yang berbeda (dinyatakan oleh indeks 1 dan 2). Pernah memperhatikan pesawat terbang atau menumpanginya? Penulis yakin kebanyakan dari kita pernah melakukan paling tidak salah satu dari hal tersebut, baik itu terkait “pesawat terbang” seperti ini (baca: pesawat kertas): ataupun yang ini, pesawat Boeing 777-300ER terbaru milik Garuda Indonesia: Di sini penulis akan memfokuskan pembahasan prinsip-prinsip fisika untuk tipe pesawat yang terakhir (ya iyalah… masa ya iya dong…). Pesawat ini jauh lebih besar, jauh lebih serius, dan seolah telah memperkecil dunia sejak pertama kali diluncurkan oleh Wright bersaudara pada tahun 1903 silam. Sejak peluncuran “mesin terbang” pertama di dunia saat itu, sudah ribuan “burung besi” dibuat dan diterbangkan di seluruh penjuru dunia. Hal ini tentunya sering menimbulkan rasa takjub bagi orang-orang yang memperhatikannya. Robert L. Wolke, seorang profesor kimia yang juga penulis terkenal, telah menulis sebuah buku berjudul What Einstein Told His Barber: More Scientific Answers to Everyday Questions (dalam bahasa Indonesia berjudul Kalau Einstein Lagi 1000guru Vol. 1 No. 4 / Edisi ke-29 / Agustus 2013 Sayap Pesawat Terbang Gianluigi G. Maliyar (mahasiswa S1 Tohoku University, Jepang) Kontak: gian.gmaliyar(at)gmail.com Prinsip-Prinsip Fisika pada 1000guru.net 4 | Rubrik Fisika | Pesawat Terbang Prinsip apa lagi, dong? Lalu, kalau bukan hanya karena Prinsip Bernoulli, lantas apa faktor utama yang menyebabkan pesawat bisa terbang? Sekarang serahkan tampuk penjelasan kepada Isaac Newton (1642-1727). Newton, sebagaimana banyak orang ketahui, terkenal terutama atas ketiga hukumnya mengenai gerak, dan juga karena hukum gravitasi-nya Newton (soalnya Einstein teori gravitasi yang lain). Ketiga hukum Newton ini amat berguna karena dapat diaplikasikan pada hampir semua kondisi di alam semesta, selama benda yang ditinjau tidak terlalu ringan (lebih ringan dari sebuah elektron) atau tidak bergerak terlalu cepat (mendekati kecepatan cahaya). Lalu, bagaimana hukum Newton diaplikasikan pada sayap pesawat terbang? Sabar dulu… Begini… Rancangan sayap yang telah disebutkan pada penjelasan prinsip Bernoulli, selain membuat aliran udara yang sedikit lebih cepat di bagian atas sayap daripada di bagian bawah, ternyata juga menghembuskan udara yang dibelahnya ke arah bawah. Kok bisa? Ini semua bermula dari kenyataan bahwa sebuah fluida yang mengalir di permukaan sebuah benda lengkung akan cenderung untuk mengikuti bentuk lengkung benda (meskipun akhirnya akan menyimpangkan arah laju fluida) sebelum ia melanjutkan perjalanan. Efek ini dikenal dengan nama Efek Coandă, merujuk kepada ahli aerodinamika Henri-Marie Coandă (1885-1972). Contoh efek Coandă dalam kehidupan sehari-hari dapat kita lihat pada aliran air yang berbelok di sekitar lengkungan kepala sendok (kita bisa coba juga pada permukaan gelas). 1000guru Vol. 1 No. 4 / Edisi ke-29 / Agustus 2013 Fakta alam yang ingin ditunjukkan oleh persamaan Bernoulli ini adalah, bahwa ketika sebuah fluida (entah apakah itu air, semilir angin, atau hasil buang gas orang di sebelah Anda) bergerak lebih cepat, tekanan fluida tersebut terhadap lingkungan sekitarnya akan berkurang. Kejadian ini mirip seperti seorang pelari, yang lebih sulit untuk mendorong orang di sampingnya daripada ketika ia berjalan normal. Cukupkah Prinsip Bernoulli saja? Lantas, apa hubungannya dengan pesawat terbang? Menurut orang-orang yang sudah puas dengan prinsip Bernoulli sebagai satu-satunya mekanisme di balik kemampuan pesawat terbang, sayap pesawat dirancang sedemikian rupa dengan bagian atas yang lebih melengkung dari bagian bawah (kenyataannya memang begitu). Dengan rancangan sayap semacam itu, menurut mereka, ketika udara melalui sayap pesawat, udara yang melintas di bagian atas akan melintas lebih jauh. Oleh karena waktu tempuh udara di atas sayap dan di bawah sayap sama (asumsi waktu transit sama), kecepatan udara diatas sayap lebih besar, yang berarti, tekanan di atas sayap lebih kecil daripada di bawah. Adanya perbedaan tekanan menyebabkan adanya gaya tekan udara, yang totalnya mengarah ke atas. Hal inilah yang diklaim menjadi sebab utama pesawat dapat terbang. Sebenarnya teori tersebut hampir semuanya benar, kecuali untuk satu hal: asumsi waktu transit sama hampir tidak berlaku pada kenyataan sebenarnya. Tidak ada alasan penting bagi udara yang terpecah Penampang sayap pesawat dan diagram aliran angin di sekeliling sayap pesawat (gambar dari Boeing, Inc.) 1000guru.net | 5 Rubrik Fisika | Pesawat Terbang Efek serupa dapat kita jumpai jika kita merentangkan tangan keluar kaca jendela mobil yang melaju, dan menaikkan sisi yang menghadap arah angin sedikit. Akan ada dorongan yang cukup kuat ke atas. Prinsip-prinsip inilah, dengan sedikit kontribusi prinsip Bernoulli, yang menjadi faktor utama di balik terbangnya sebuah pesawat. Catatan: Tulisan ini disadur dari buku Kalau Einstein Lagi Cukuran, Ngobrolin Apa Ya? Lebih Banyak Penjelasan Ilmiah untuk Peristiwa Sehari-hari, halaman 19-21 dengan banyak perubahan. Sekarang bayangkan udara yang mengalir di atas dan di bawah sayap pesawat. Sayap pesawat membelah aliran udara menjadi ke atas dan ke bawah, dan sesuai dengan efek Coandă, udara yang mengalir di sayap pesawat akan mengikuti bentuk lekukan sayap tersebut. Disinilah kuncinya: Bentuk sayap yang sedemikian rupa membuat udara yang mengalir di atas 'diarahkan' sehingga secara umum lebih banyak udara yang dihembuskan ke arah bawah. Dari fakta ini, sesuai hukum 3 Newton, dengan adanya udara yang dihembuskan ke bawah oleh sayap, udara di bawah pesawat akan 'balas mendorong' pesawat. Nah! “Balasan” inilah yang menjadi gaya angkat pesawat! Ah, ada satu faktor lagi. Jika kita lihat penampang melintang sayap pesawat, akan kita dapati bidang sayap pesawat tidaklah sejajar dengan tubuh pesawat, tetapi agak miring di bagian depan (yang disebut sebagai angle of attack) dengan sudut sekitar 4 derajat untuk pesawat-pesawat kecil. Dengan bentuk seperti ini, udara yang dilintasi pesawat akan sedikit 'tertahan' di bagian bawah sayap, yang akhirnya mendorong sayap ke atas. 1000guru Vol. 1 No. 4 / Edisi ke-29 / Agustus 2013 α adalah “angle of attack” dari pesawat. Next >