https://frosthead.com

Apakah Anda Ingin Membangun Manusia Salju? Fisika Dapat Membantu

Tanpa kekuatan putri es ajaib, membangun manusia salju yang sempurna bisa menjadi tantangan serius. Seringkali upaya kita menjadi sedikit kental atau miring dan dengan cepat meleleh menjadi benjolan yang tidak dapat dikenali. Namun membangun Frosty atau Olaf pribadi Anda sendiri tetap menjadi hobi musim dingin yang klasik.

Konten terkait

  • Bagaimana "Slurpee" Waves Membentuk Sepanjang Pantai Nantucket
  • Gunakan Peta Ini untuk Melacak Hujan Salju dan Media Sosial Buzz Di Sekitar Badai Timur Laut

Banyak video YouTube dan situs web pengasuhan menawarkan saran untuk membuat salju, dan ada sebanyak mungkin panduan cara seperti ada parodi “Let It Go” di Internet. Seseorang bahkan mematenkan instruksi untuk membangun manusia salju / snowwoman pada 2011. Tapi semua saran mungkin sia-sia jika Anda tidak memiliki ilmu pengetahuan di pihak Anda. Memahami sifat fisik salju dapat membantu Anda mengetahui apakah karya Anda bahkan layak, dan prinsip-prinsip penumpukan kemudian dapat memandu upaya Anda.

Pertama, mari kita bicara tentang salju. "Salju bisa terlalu basah atau terlalu kering, " tandas Dan Snowman, seorang ahli fisika di Rhode Island College di Providence. Para ilmuwan sebenarnya mengklasifikasikan salju berdasarkan kadar airnya — jumlah air bebas relatif terhadap kristal es — jangan dikacaukan dengan jumlah air yang akan dihasilkan salju jika meleleh. Salju datang dalam lima kategori: kering (nol persen air), lembab (kurang dari 3 persen), basah (3 hingga 8 persen), sangat basah (8 hingga 15 persen) dan lumpur (lebih dari 15 persen).

Dengan skala itu, salju basah hingga basah sangat ideal untuk bangunan manusia salju, menurut Jordy Hendrikx, seorang ilmuwan salju di Montana State University. Salju kering seperti bubuk longgar dengan partikel yang tidak saling menempel dengan baik, sedangkan lumpur terlalu cair untuk menahan bentuk. "Anda bisa menganggap air gratis sebagai 'lem.' Anda perlu cukup untuk menyatukan kristal, tetapi tidak terlalu banyak. Kalau tidak, itu tidak akan membentuk manusia salju yang solid, ”kata Hendrikx.

Morfologi kristal salju Bentuk kristal salju berubah secara signifikan dengan suhu. (Kenneth Libbrecht / Berdasarkan percobaan oleh U. Nakaya)

Suhu udara di sekitarnya terutama menentukan jumlah air di salju, serta struktur kristalnya. Salju basah dan lembab jatuh sekitar 32 derajat Fahrenheit. Temperatur yang jauh di bawah titik beku membuat salju menjadi lebih kering, karena lebih banyak partikel air yang membeku menjadi kristal. Kristal salju basah atau lembab yang baru jatuh biasanya berbentuk seperti kepingan salju bercabang klasik, yang disebut dendrit, menyediakan banyak area permukaan untuk diikat dengan lem berair. Kondisi yang lebih dingin menghasilkan bentuk pelat datar dengan luas permukaan lebih sedikit, membuatnya lebih sulit untuk membentuk bubuk kering menjadi bola salju dan manusia salju.

"Bertahun-tahun percobaan dan penelitian dengan anak-anak saya mengungkapkan kesetaraan salju-ke-air sekitar 5: 1 menghasilkan salju ideal untuk membangun manusia salju yang sempurna, " kata Snowman.

Jadi badai apa yang akan menghasilkan campuran khusus salju lembab atau basah ini? "Badai terbaik adalah badai yang datang cukup hangat — untuk salju, " kata Hendrikx. Itu berarti hanya satu atau dua derajat di atas atau di bawah titik beku. Di Pantai Timur AS, Nor'easter yang sejuk dan basah — tidak seperti badai salju yang melanda Timur Laut minggu ini — akan berhasil. Kondisi pusaran kutub akan lebih cenderung menaburkan bubuk kering yang menawarkan perjalanan yang lembut dan halus ideal untuk bermain ski.

Setelah bahan mentah ada di tanah, saatnya untuk memilih permukaan bangunan manusia salju Anda. Level tanah adalah yang terbaik, tetapi aspal menyerap dan menahan panas dari sinar matahari, jadi hindari jalan masuk. Sebuah titik datar di dekat bagian bawah bukit besar dapat memberikan keteduhan dan menjaga kreasi Anda aman dari kehangatan langsung dari matahari — meskipun mungkin berakhir sebagai target untuk kereta luncur.

Bola adalah blok bangunan terbaik untuk manusia salju. Membentuk bola salju dan mengemas salju bersama memberikan tekanan pada kristal es sehingga beberapa mencair selama konstruksi. "Setelah mencair, air akan mengkristal sekali lagi, mengikat bola salju bersama, " catat Snowman.

Susun beku (Animasi gif via bloodydifficult.tumblr.com / Disney)

Ketika datang untuk menumpuk, struktur standar besar-sedang-kecil adalah cara untuk menghindari penggulingan. “Menjaga pusat massa salju yang rendah sangat penting dalam pembangunan manusia salju mana pun, ” kata Snowman. Pusat massa mengacu pada titik di objek mana pun di mana massanya terkonsentrasi — jika Anda bisa menyeimbangkan manusia salju di jari Anda, memegangnya di pusat massa akan membuatnya tetap stabil. Semakin dekat titik itu ke tanah, semakin kecil kemungkinan benda vertikal jatuh.

Melihat bangunan manusia salju sebagai cara untuk mengajarkan prinsip-prinsip teknik dasar, siswa di Bluefield State College di Virginia Barat menyarankan bahwa rasio diameter optimal untuk bola salju adalah 3: 2: 1 dari bawah ke atas. Rasio ini menjaga pangkalan pada ukuran yang cukup untuk mendukung berat gabungan dari dua bola salju teratas. Menurut beberapa akun, konstruksi manusia salju terbalik adalah layak, tetapi mungkin tidak berkelanjutan. "Ini hampir sama dengan penampakan Sasquatch, " Snowman memperingatkan.

Dan jangan membuat manusia salju keji Anda terlalu besar, karena mungkin ada batas atas ukuran bola, terkait dengan kandungan air salju. "Ketika bola salju tumbuh, lebih sulit untuk memberikan tekanan untuk mengemas secara memadai, " kata Snowman. "Ini berpotensi menghasilkan struktur yang tidak stabil untuk bagian tubuh Frosty dan dapat mengakibatkan kegagalan bencana."

Selain stabilitas, bola dapat membantu manusia salju Anda mencapai umur panjang, karena bentuknya meminimalkan area permukaan yang terkena kenaikan suhu dan dengan demikian memperlambat pencairan. "Ini memberi Frosty kesempatan terbaik untuk tetap tenang dan dingin, " kata Snowman. Sayangnya, leleh tidak bisa dihindari karena suhu naik. Berkat Frozen, kita semua tahu apa yang terjadi pada manusia salju di musim panas.

Apakah Anda Ingin Membangun Manusia Salju? Fisika Dapat Membantu