Sejumlah pertunjukan memperagakan seseorang tengah memukul bagian atas botol kaca berisi air. Tak lama kemudian, bagian bawah botol pecah sehingga airnya muncrat. Ini bukan sulap, apalagi sihir. Ahli fisika telah menemukan jawaban atas teka-teki itu.

Mereka merekam proses itu dengan video berkecepatan tinggi—baik saat sebelum, selama, maupun setelah botol pecah. Gambar video itu menunjukkan bahwa memukul bagian atas botol tidak akan langsung menghancurkan bagian bawahnya.

Pukulan kuat itu membuat botol mengalami percepatan ke bawah. Cairan yang memenuhi botol ternyata lebih responsif terhadap tekanan tadi. Karena terhentak, cairan yang mengendap di bagian bawah botol pertama-tama bergerak membentuk gelembung. Adapun sisa cairan lainnya baru bergerak sepersekian detik kemudian.

Ketika cairan berpindah dari satu wilayah ke wilayah lain, mereka meninggalkan kekosongan. Daerah kosong itu bertekanan rendah. Perbedaan akselerasi di lain tempat itu membuat cairan yang berada di bawah botol memiliki tekanan paling rendah dibanding bagian lainnya.

Sementara percepatan yang dialami oleh botol cukup besar, tekanan yang berkurang akan menyebabkan air di bagian bawah botol berubah menjadi gelembung. Proses ini disebut kavitasi.

"Kita sering melihat gelembung kavitasi pada baling-baling di dalam air, yang biasanya disebabkan oleh kecepatan tinggi dari pisau shearing yang mengenai cairan," ujar peneliti Tadd Truscott, ahli dinamika cairan dari Brigham Young University di Provo, Utah, kemarin.

Setelah botol dipukul dengan cepat, tekanan pada bagian bawah botol segera kembali normal. Dengan demikian, gelembung akan lenyap. Ketiadaan gelembung tadi berlangsung 10 kali lebih cepat daripada saat awal terbentuknya. Reaksi inilah yang menyebabkan bagian bawah botol retak, sehingga air akan muncrat keluar setelah itu.

Para peneliti menyebutnya sebagai teori ledakan gelembung. Namun, efek ledakan tak bekerja pada air soda, yang sebelumnya sudah memiliki gelembung di dalamnya. Meskipun bagian atas botol dipukul keras, air berkarbonasi di dalamnya hanya membentuk gelembung.

"Temuan ini dapat membantu menjelaskan beberapa aspek kerusakan yang disebabkan industri perkapalan," ujar Truscott. Mereka juga dapat membantu desainer botol kaca membuat produk yang lebih baik.

sumber