Bagaimana Jam Pasir Mengukur Waktu? Cek Teori Perhitungannya di Sini

Ilustrasi Bagaimana Jam Pasir Mengukur Waktu? Unsplash.com/Aron Visuals

Jam pasir sebagai alat pengukur waktu telah digunakan sejak zaman dahulu. Bahkan jam pasir sudah dikenal dari mitologi Yunani, yaitu Chronos sebagai Dewa penguasa waktu. Lalu, bagaimana jam pasir mengukur waktu?

Jam pasir bekerja sesuai prinsip-prinsip dalam ilmu fisika seperti gravitasi dan waktu. Alat sederhana untuk mengukur suatu interval atau durasi waktu ini memiliki sisi yang cukup misterius dan menarik dipelajari.

Di Zaman Dahulu, Bagaimana Jam Pasir Mengukur Waktu?

Ilustrasi Bagaimana Jam Pasir Mengukur Waktu? Unsplash.com/Immo Wegmann

Bagaimana jam pasir mengukur waktu? Jam pasir adalah alat kuno yang berasal dari masa lampau. Waktu pasti kemunculannya masih belum diketahui.

Mengutip dari hourglassworldshop.com, salah satu perkiraan menyebutkan bahwa jam pasir mungkin mulai muncul di dunia Barat pada sekitar abad ke-12. Sementara pendapat lain yang menelusurinya adalah pada masa yang jauh lebih awal.

Jam pasir memiliki bentuk geometri yang simbolis. Jam ini terdiri atas dua wadah atau ruang yang berbentuk seperti bohlam dan umumnya terbuat dari kaca.

Kedua wadah ini ditempatkan saling berhadapan layaknya dua segitiga yang bertemu ujungnya. Keduanya terhubung oleh sebuah bagian sempit yang disebut dengan diafragma atau leher jam pasir.

Di masa lalu, kedua wadah dan bagian diafragma ini disegel menggunakan lilin penyegel. Seiring berkembangnya teknologi, kini jam pasir dibuat dengan satu kompartemen. Sehingga, kedua wadah tersebut membentuk satu volume dan satu kesatuan.

Jam pasir memiliki dua komponen, yaitu wadah dan pasir. Secara khusus, mekanisme kerjanya meliputi pergerakan akibat berat dan gravitasi, perancangan durasi tertentu dan pengaturan aliran, dan efek jam pasir atau efek Janssen.

1. Komponen Wadah

Jam ini terdiri atas dua wadah atau kompartemen. Wadah bagian atas berisi pasir halus yang mengalir melalui bagian yang memang dirancang untuk itu, yaitu diafragma atau leher jam pasir.

Aliran butiran pasir yang jatuh relatif konstan. Kedua wadah umumnya memiliki volume yang sama, terbuat dari kaca, dan dihubungkan oleh diafragma atau leher sempit. Bagian kecil inilah jalur pasir untuk berpindah dari wadah atas ke wadah bawah.

2. Komponen Pasir

Jenis dan kualitas pasir adalah unsur penting agar jam pasir bekerja dengan baik. Biasanya digunakan pasir gurun yang halus, bubuk marmer, timbal, atau cangkang telur yang dihancurkan sangat halus.

Jadi, jawaban utama untuk pertanyaan bagaimana jam pasir bekerja mengukur waktu adalah dengan pasir.

3. Pergerakan karena Gravitasi

Konsep menarik dalam penjelasan cara kerja jam pasir adalah pergerakan pasir. Pasir bergerak dari kompartemen atas menuju kompartemen bawah karena beratnya sendiri.

Gravitasi berperan dalam proses ini. Saat jam pasir dibalik, arah aliran pasir akan berubah. Gravitasi menyebabkan butiran pasir bergerak dari bagian yang lebih tinggi menuju bagian yang lebih rendah.

4. Pengaturan Aliran

Pengaturan aliran pasir dimungkinkan oleh bagian sempit yang ada pada titik pertemuan kedua wadah. Bagian ini dirancang untuk menghasilkan kecepatan aliran pasir yang dikehendaki.

Ukuran bagian sempit ini dapat berbeda-beda sesuai ukuran butiran pasir dan durasi waktu yang ingin diukur. Misalnya, jam pasir dirancang untuk mengukur waktu selama 1 menit, 5 menit, atau 30 menit.

5. Efek Jam Pasir (Efek Janssen)

Terdapat fenomena unik yang dikenal sebagai efek jam pasir atau efek Janssen. Nama ini diambil berdasarkan fisikawan Jerman abad ke-19 yang menjelaskan fenomena ini.

Dalam konsep ini, ada gaya gesek yang terjadi antara butiran pasir dan dinding wadah. Gaya ini berinteraksi dengan tekanan yang dihasilkan dari berat pasir.

Gaya gesek membantu menahan sebagian tekanan dan dapat menghambat pergerakan pasir ke bawah. Berat total pasir berkaitan dengan jumlah butiran yang tersedia di dalam kompartemen atas.

Interaksi berbagai gaya ini membantu menghasilkan aliran yang relatif stabil dan konstan. Efek Janssen inilah yang menjelaskan mengapa aliran pasir dalam jam pasir dapat relatif stabil meskipun jumlah pasir di bagian atas terus berkurang.

Bagaimana jam pasir mengukur waktu dapat dijawab karena adanya pasir dalam kompartemen benda ini. Kemudian dipengaruhi oleh gravitasi dan efek Janssen. Benda ini masih relevan digunakan untuk mengukur waktu sederhana dalam berbagai aktivitas. (Aya)