Rahasia Berjalan di Atas Air

Banyak orang berhasil mendemonstrasikan, jika Anda mengisi kolam renang dengan air dan tepung maizena, Anda bisa berlari di atasnya. Jika berhenti, Anda akan tenggelam. Kendati begitu, bagaimana hal itu terjadi masih menjadi misteri dalam dinamika fluida.

Umumnya penjelasan yang diberikan untuk fenomena “berjalan di atas air” adalah suspensi, yaitu cairan berisi partikel di dalamnya, bukanlah fluida Newton yang makin kental, ketika terjadi peningkatan laju deformasi lantaran orang berlari di atasnya. Contoh umum adalah saus, darah, dan pasta gigi. Fluida “normal”, seperti air, mengalir dan viskositasnya konstan.

Namun Scott Waitukaitis dan Heinrich Jaeger, fisikawan di University of Chicago, menemukan bahwa situasi itu lumayan berbeda. Ketika Anda menginjak suspensi, partikelnya akan termampatkan dan berubah menjadi fase padat selama beberapa saat.

Waitukaitis dan Jaeger mencatat dalam riset yang akan dipublikasikan dalam jurnal Nature, edisi 12 Juli 2012, bahwa mekanisme biasa yang diajukan tidak mampu menjelaskan bagaimana orang bisa berlari di atas campuran air dan maizena. “Mekanisme itu tidak mampu menyokong bobot seseorang,” kata Jaeger.

Kedua ilmuwan ini mengisi sebuah wadah dengan campuran air dan maizena (oobleck) serta menjejakkan tongkat di atasnya. Menggunakan kamera fotografi berkecepatan tinggi dan sinar X, mereka melihat bahwa, ketika tongkat itu menyentuh suspensi, bagian di bawah tongkat menjadi solid. Partikel dalam suspensi itu tak bisa bergerak, menciptakan sebuah daerah mirip kolom yang cukup kokoh untuk mencegah tongkat tenggelam ke dalam oobleck.

Daerah yang kini solid dan menebal itu dapat meluas hingga ke dasar wadah. Jaeger mencatat bahwa zona yang memadat itu memancarkan energi yang cukup besar hingga salah satu wadah pecah. Energi itu bahkan dapat memantulkan dan mendorong kembali tongkat jika wadahnya lumayan dangkal.

Namun harus dicatat bahwa, berlawanan dengan pemodelan sebelumnya, dinding wadah tidak terpengaruh apakah tongkat atau orang berlari tetap berada di atas oobleck. Hal yang sama akan terjadi jika Anda mengisi laut dengan campuran itu dan melakukan eksperimen tersebut.

Setelah terkena tekanan tongkat, zona solid akan mulai mencair, karena tak ada lagi energi yang menekannya. Itulah sebabnya, ketika Anda berhenti berlari menyeberangi oobleck, Anda akan tenggelam. Itu juga menjelaskan mengapa orang tak bisa mengemudikan kendaraan di atasnya, karena roda tidak memberi tekanan pada daerah yang kecil.