Mengapa Permukaan Air Selalu Terlihat Datar? Ini Penjelasannya Menurut Fisika

Ilustrasi permukaan air terlihat datar. Foto: Unsplash

Saat melihat segelas air, permukaan kolam renang, atau bahkan danau yang tenang, kita selalu melihat permukaan air yang tampak datar dan horizontal. Hal ini pun membuat beberapa orang penasaran dan bertanya-tanya, mengapa permukaan air selalu terlihat datar? Untuk mengetahui jawaban lengkapnya, simak terus uraian artikel ini.

Gravitasi dan Prinsip Kesetimbangan Air

Air pada dasarnya punya sifat alami untuk selalu mengalir ke tempat yang paling rendah. Dalam penjelasan fisika, permukaan air akan membentuk bidang yang rata karena mengikuti arah gaya yang bekerja padanya, terutama gravitasi. Permukaan ini disebut sebagai “permukaan level”, yaitu permukaan yang selalu tegak lurus terhadap arah tarikan gaya-gaya luar.

Menurut penjelasan Walter Bislins, gerakan air terjadi karena adanya gaya yang tidak seimbang, sesuai dengan hukum Newton. Karena itu, air akan terus bergerak dan menyesuaikan posisi sampai menemukan bentuk permukaan yang paling stabil, yaitu saat semua gaya sudah kembali seimbang.

Sumber lain, FlatEarth.ws, juga menjelaskan bahwa air selalu bergerak menuju tempat dengan potensi gravitasi yang paling rendah. Dalam konteks Bumi, itu berarti air akan mencari posisi yang berada pada jarak kurang lebih sama dari pusat Bumi. Akibatnya, seluruh partikel air di permukaan akan berada pada tingkat energi potensial yang sama, sehingga permukaan air terlihat rata dan stabil.

Kelengkungan Bumi yang Tidak Terlihat pada Skala Kecil

Kalau Bumi itu bulat, kenapa air di gelas, ember, atau kolam terlihat datar? FlatEarth.ws menjelaskan bahwa hal ini terjadi karena ukuran Bumi sangat besar, jari-jarinya sekitar 6.371 km.

Dengan ukuran sebesar itu, lengkungan Bumi tidak akan kelihatan pada permukaan yang kecil. Jadi, pada skala seperti gelas atau kolam rumah, perbedaan ketinggiannya terlalu kecil untuk bisa ditangkap oleh mata manusia.

Penjelasan serupa juga disampaikan oleh Permies, yang menyebut bahwa di area yang sangat kecil dibandingkan Bumi, air tampak datar karena efek lengkungan gravitasi tidak terlalu terasa.

Namun, ketika wadah atau permukaan air sangat luas, misalnya danau yang lebarnya puluhan atau bahkan ratusan mil, barulah lengkungan Bumi mulai bisa dirasakan. Ini karena permukaan air yang luas akan mengikuti bentuk Bumi yang melengkung.

Pengaruh Tegangan Permukaan dan Kondisi di Luar Angkasa

Pada tingkat yang sangat kecil (skala mikroskopis), permukaan air sebenarnya tidak benar-benar datar. Physics Forums menjelaskan bahwa hal ini terjadi karena tegangan permukaan membuat air sedikit melengkung. Sementara itu, gaya gravitasi membuat air mengikuti permukaan gaya berat (equipotential gravitasi) yang juga memiliki kelengkungan halus.

Contoh yang lebih mudah dipahami bisa kita lihat pada perilaku air di luar angkasa. USGS menjelaskan bahwa di Stasiun Luar Angkasa Internasional, gravitasi sangat kecil sehingga air tidak membentuk permukaan datar. Sebaliknya, air justru menggumpal membentuk bola.

Tanpa gravitasi, tegangan permukaan menjadi kekuatan utama sehingga air memilih bentuk bulat. Di Bumi, gravitasi jauh lebih kuat, sehingga air “ditekan” dan terlihat datar ketika kita melihatnya dari dekat.

Baca juga: Penyebab Munculnya Titik-Titik Air di Luar Gelas Berisi Es Menurut Ilmu Fisika

(NDA)