Tekno  

Perpetuum Mobile: Dalam Sejarah Gagasan dan Konsep (Penggal 05)

SAMPAI hari ini, Agostino Ramelli (1531~1608) (?) dihormati sebagai ahli teknik paling penting. Karya gemilangnya Le Diverse et Artificiose Machine adalah harta karun tak ternilai bagi sejarawan teknologi. Di situ kita dapat menemukan berbagai mekanisme [peralatan] modern yang berhubungan dengan masa sesudahnya. Misalnya, Ramelli menciptakan ventilator dan pompa, yang sekarang dikenal dengan nama “penemu”-nya pompa kapsul Gaede (Gaede’s capsule pump). Akhir masa Renaisans dan Periode Barok adalah masa jaya proposal-proposal MGA. Tetapi Ramelli tidak “terperosok” ke dalam gagasan itu. Kita tidak akan menemukan tentang hal itu di dalam karyanya. Atau lebih tepatnya: hampir tidak.

Yeah, dalam Pasal 43 dalam bukunya itu Ramelli menggambarkan sebuah kincir untuk mengangkat air, yang memuat suatu mekanisme [alat/mesin] yang akan dapat meningkatkan kinerja dari kincir tersebut. Mekanisme semacam ini sebenarnya juga adalah sebuah kincir tak-seimbang yang klasik. Setelah memberikan uraian yang ringkas tentang mesin itu, Ramelli menambahkan: “Anda harus mengerti bahwa interior dari mesin ini dirancang guna menyenangkan seorang tuan yang meminta saya untuk melakukannya karena menurutnya bilamana arus sungai menjadi terlalu pelan ia akan dapat dibantu dengan kincir tersebut. Jadi siapa pun boleh saja membuatnya bila ia beranggapan hal itu adalah mungkin.”


[GBR. 17] A machine for levering water with
a perpetual energy amplifier.

Gerak-Abadi Magnetik

MGA tidak selalu berasaskan mekanikal murni untuk memantknya bekerja. Antara abad pertengahan dan masa kini banyak peralatan yang diusulkan yang menggunakan magnetik, hidrolik, elektrik, atau lainnya. Dan tentu saja, seringkali beberapa prinsip dikombinasikan dalam usaha membuat sebuah MGA yang berhasil.

Usulan gerak-abadi [berasaskan] magnetik yang paling awal diketahui muncul tahun 1269. Piere de Maricourt (biasa juga dikenal sebagai Petrus Peregrinus) menggambarkan sebuah peralatan yang menggunakan gaya tarik dari beberapa magnet.


[GBR. 18] Pierre de Maricourt’s magnetic concept.

Ketika efek-efek magnetik belum lagi dipahami dengan baik pada masa itu, gagasan ini bisa saja dianggap masuk akal. Maricourt menjelaskan bahwa usulannya tentang mesin itu bukanlah untuk menghasilkan kerja yang berguna, melainkan sekadar sebuah model untuk membantu menjelaskan bagaimana planet-planet bergerak di dalam orbitnya. Maka, mesin ini dipahami sebagai sebuah model murni atau analogi dari fenomena alam. Piere de Maricourt beranggapan bahwa batu magnetik [magnetic lodestone: batu magnet alami yang dibungkus dengan bola besi; biasa digunakan untuk percobaan-percobaan pada masa itu] adalah bagian tersembunyi dari yang dicari oleh para alkemis. [Tambahan : alkemis dalam pengertian belakangan seringkali bermakna negatif. Aslinya adalah istilah untuk merujuk pada ahli-ahli kimia dan ilmuwan abad pertengahan dan dalam kemajuan Peradaban Islam, yang berusaha mencari cara untuk membuat emas buatan. Meskipun pencarian itu gagal, berbagai pengertian dan materi baru tentang kimia dan fisika berhasil ditemukan.]

Sebagaimana yang sering terjadi dalam sejarah ilmu pengetahuan, dalam proses melakukan sesuatu, bahkan melakukan sesuatu yang salah arah, dapat saja ditemukan hal-hal yang berguna. Tujuan Pierre untuk menjelaskan gerak planet-planet tidak mencegahnya dari menemukan bahwa sepotong kawat logam yang diletakkan di atas bola magnet akan mengatur dirinya sendiri dalam garis yang sebanding dengan garis bujur imajiner ruang angkasa. Pierre juga mengamati bahwa batu magnet yang diletakkan pada sekeping kayu kecil di atas permukaan air akan selalu sejajar dengan arah utara-selatan. Pierre de Maricourt menemukan ungkapan “kutub utara” dan “kutub selatan” pada batangan magnet, dan dialah orang yang pertama kali menulis bahwa kutub yang berlawanan akan saling tarik-menarik dan kutub yang sama akan saling tolak-menolak.

Uskup John Wilkins (1614~1672) yang juga pendiri Royal Society (sebuah perkumpulan ilmuwan ternama dan paling disegani di Inggris di mana banyak ilmuwan terkemuka bergabung di dalamnya, termasuk di antaranya Sir Isaac Newton), dalam bukunya Mathematical Magick menggambarkan sebuah MGA magnetik sederhana, yang diusulkan oleh Johannes Taisnierus. Di puncak sebuah tiang besar diletakkan sebuah bola magnet, di mana ujung sebuah rampa [titian dengan bidang yang miring] berada. Rampa tersebut memiliki dua lubang, di mana di ujung bawah tempat sebuah bola besi dapat masuk dan naik ke titian tersebut dan yang lainnya yang berada dekat puncak membuat bola besi tersebut dapat keluar dan jatuh dari titian tersebut lalu meluncur ke titian lengkung di bawahnya yang menuntun bola tersebut kembali ke lubang di ujung bawah rampa. Bola besi itu akan kembali naik dan jatuh dari lubang di atas dan demikianlah seterusnya.

[GBR. 19] A simple magnetic PM, which was suggested by Johannes Taisnierus.

Wilkins juga memberikan penjelasan, kenapa alat dengan mekanisme semacam ini tidak akan dapat bekerja. Mengapa juga bola besi itu harus jatuh lewat lubang atas itu kalau ia bisa ditarik menggelinding ke arah magnet? Mengapa juga bola itu harus menggelinding turun saat di rampa bawah yang berarti melawan gaya tarik magnet, kalau ia tidak demikian saat di rampa atas? Bagaimana bola besi itu mengetahui kapan saatnya ia harus mengubah arah pergerakannya ketika berada di ujung rampa?

Pertanyaan-pertanyaan tersebut dan penjelasannya dapat ditemukan dalam banyak artikel dan rupanya itu adalah pendekatan yang paling alami untuk mengempiskan gagasan Taisnierus itu. Bila kita lakukan analisis secara hati-hati tentang alat tersebut dengan pengetahuan modern, kita akan mendapatkan hal itu tidaklah sesederhana sebagaimana yang terlihat. Perhatikan gaya-gaya yang bekerja pada bola besi itu (lihat gambar berikut). Tentu saja, posisi magnet, kemiringan rampa, dan letak lubang ujung atas haruslah diatur secara teliti. Kejutan bagi kita, alat tersebut ternyata tidaklah bertentangan dengan hukum kekekalan energi – tetapi ia bertentangan dengan hukum thermodinamika kedua!


[GBR. 20] Check this out and explain how it works!

Pada tahun 1922, sebuah variasi gerak-abadi magnetik modern diuraikan oleh Prachar. Di sini susunan beberapa magnet mendorong naik sebuah bola baja. Bola tersebut dituntun oleh sebuah rampa ataupun tabung. Namun sayangnya problem bagaimana menurunkan bola itu kembali tidak terpecahkan oleh si pencipta. Nah, ini berarti ada tantangan sekaligus peluang bagi elo semua untuk memecahkan masalah ini. Bisa gak?


[GBR. 21] Prachar’s solution with permanent magnets
in alternating arrangement.

William Gilbert (1544~1603) adalah fisikawan kerajaan pada Ratu Elizabeth I. Lebih dari itu, Gilbert adalah orang yang pertama kali mempelajari secara sistematis fenomena yang disebabkan oleh magnet bumi. Dia adalah orang yang pertama kali menunjukkan bahwa jarum kompas senantiasa menunjuk arah kutub utara magnet bumi. Pada masa Gilbert penelitian atas fenomena magnetik telah sepenuhnya dilakukan, banyak gagasan dan penemuan baru. Tetapi teori tentang medan magnet belum lagi berkembang dan harapan untuk menemukan MGA dengan menggunakan magnet termakan oleh cerita-cerita mengerikan seperti batu takdir atau gunung magnet yang memorak-porandakan setiap kapal yang terlalu dekat dengan menarik lepas semua paku dengan tenaga magnetnya yang mengerikan.

[GBR. 22] Theory of magnetic fields was fed by dreadful tales like those about the fate rock or magnet mountain which ruined every ship coming too close by pulling out all nails due to its terrible magnetic power.

Buku Gilbert yang berjudul De Magnete (1600) dibaca luas dan sangat berpengaruh. Gilbert sendiri bukanlah pengikut konsep gerak-abadi. Pada kenyataannya, dalam Pasal XXXV, ia menyebutkan beberapa nama [yang berhubungan dengan gerak-abadi] dan menyanggah dengan jelas tentang kemungkinan alat-alat tersebut.

Dan, inilah sebuah mesin yang mewujudkan pemikiran yang keliru dari MGA magnetik. Kadang-kadang di dalam kartun atau karikatur atau ulasan fisika [untuk] hiburan kita menemukan gambar seperti di bawah ini, yang mengilustrasikan bagaimana sebuah magnet dapat digunakan untuk menggerakkan sebuah kapal atau mobil.

[GBR. 23] H.P. Gramatke’s version of the magnetic car.

(BERSAMBUNG)

Ikuti berita lamanriau.com di GoogleNews