Olimpiade Sains Nasional 2012 dan Cerminan Pendidikan di Indonesia

Bulan lalu saya diberi kepercayaan oleh Dinas Pendidikan Provinsi Sulawesi Selatan untuk mengajar peserta pembinaan OSN bidang astronomi. Pesertanya ialah siswa-siswi yang lolos seleksi provinsi yang kemudian akan melanjutkan kompetisisi di tingkat nasional. Karena itu, murid bimbingan saya cuma ada dua, tetapi salah satunya lebih memilih pelatihan dari bimbel khusus OSN. Praktis, terciptalah kelas romantis antara saya dan murid saya dari SMAN 17 Makassar, Arham Zainal Junaid. Puji syukur, ternyata murid sayalah yang berhasil memperoleh medali, yakni medali perunggu. Saat murid saya mengirimkan pesan singkat bahwa dia memperoleh medali, tentunya perasaan saya senang dan terharu. Tak puas, saya pun mengecek pengumuman resminya di http://siswapsma.org, dan saya menemukan hasil rekapitulasi perolehan medali tiap-tiap provinsi.

Lihat? Bagi yang mau hitung, silakan hitung standar deviasinya. Terlihat jelas ukuran penyebaran datanya sangat besar, sangat tidak merata. Tentunya sering kita mendengar berita mengenai sekolah-sekolah miskin di Indonesia. Tapi sekolah miskin ini ada di mana saja, dari Jakarta sampai Papua Barat. Tapi ini bukan masalah sekolah miskin, ini masalah kualitas pendidikan! Tentu sangat jelas bahwa yang dikirim oleh tiap-tiap provinsi adalah siswa terbaik, yang telah diberikan fasilitas pembinaan terbaik oleh dinas pendidikan setempat, dan beginilah hasilnya. Data yang tak terelakkan ini menunjukkan kesenjangan kualitas pendidikan (baik pendidik, fasilitas, maupun informasi pengetahuan) yang begitu besar antara daerah Jawa, Sumatera, dan Bali (kecuali Bengkulu, Bangka Belitung, dan Kepulauan Riau) dengan daerah di wilayah timur (lihat Sulteng, Sultra, Sulbar, Gorontalo, Kalsel, Kalbar, NTT, Maluku Utara, Papua Barat). Tidaklah aneh jika memang kualtas di daerah pusat lebih tinggi dari daerah timur, tapi ini sudah ironis namanya.

Selengkapnya...

Pembuatan Black Powder dengan Metode Pencampuran Basah

Halo? Sudah lebih sebulan tidak memposting tulisan di blog ini karena berbagai kesibukan. Sebenarnya ide ada banyak, tapi nggak sempat nulis. Oleh karena itu hari ini jadi posting banyak deh. Oke, kali ini saya akan memberitahukan cara membuat black powder dengan metode pencampuran basah (wet processing). Sebelumnya sudah pernah diberikan cara membuat black powder dengan metode pencampuran kering, dan tentu saja hasilnya tak sebagus black powder yang dibuat dengan pencampuran basah. Hal ini dipengaruhi ukuran partikel bahan (KNO₃, arang dan belerang) dan keseragaman (kehomogenan) campuran. Pada metode pencampuran basah, kalium nitrat dilarutkan dalam air lalu dicampur dengan arang dan belerang kemudian dijemur (evaporasi) sehingga terjadi rekristalisasi kalium nitrat. Dengan begitu, kalium nitrat dapat mengkristal pada pori-pori arang. Untuk lebih jelas, berikut langkah-langkah membuat 200 g BP dengan metode pencampuran basah.

Alat:

1. neraca
2. blender
3. nampan logam
4. mortar (lumpang dan alu) atau palu
5. sendok atau spatula

Bahan:

1. 150 gram kalium nitrat (KNO₃)
2. 30 gram arang kayu
3. 20 gram belerang (S8)
4. air panas (± 125 mL)

Cara membuat:

1. Jika arang yang Anda peroleh masih berupa bongkahan, hancurkan terlebih dahulu dengan mortar atau palu sehingga menjadi serpihan kecil (seukuran kelereng) lalu gerus menggunakan blender. Jangan sekali-kali menggerus arang dalam ukuran besar! Jika telah selesai simpan bubuk arang dalam plastik kering dan bersihkan gelas blender dengan tisu atau lap kering.
2. Pasang kembali gelas blender dengan kuat, masukkan kalium nitrat dan air panas lalu gerus dengan kelajuan rendah (bila blender Anda mempunyai lebih dari satu settingan kecepatan) selama dua menit.
3. Matikan blender lalu masukkan bubuk arang dan belerang dengan hati-hati agar tidak beterbangan. Tutup blender dan gerus lagi selama 3×2 menit dengan kecepatan maksimal. Gunakan spatula blender untuk mengaduk-aduk adonan.
4. Setelah digerus selama enam menit, campuran akan berbentuk seperti lumpur kental.Tuang adonan ini dalam nampan logam dan jemur hingga kering. Saat campuran hampir kering, sesekali aduk adonan.
5. Saat campuran telah mengering dan mengeras, hancurkan menggunakan alu (alu cobek juga bisa) dengan cara diulek. Saat semua sudah menjadi bubuk kasar, jemur lagi hingga benar-benar kering dan simpan dalam kantong plastik/botol yang tertutup rapat jika belum digunakan.

Catatan:

1. Jika Anda tertarik dengan proyek ini dalam jangka panjang, belilah blender baru khusus untuk laboratirium Anda. Anda sudah bisa mendapatkan blender dengan uang Rp 150.000,00. Jika menggunakan blender dapur pastikan Anda telah mendapat izin dari ibu serta cucilah gelas dan cawan pisau dengan bersih. Noda pada cawan pisau agak sulit dihilangkan, gunakan bantuan deterjen dan abu gosok.
2. Jangan sekali-kali menyalakan blender secara kontinyu lebih dari tiga menit. Hal ini akan mempersingkat usia pakai blender. Setiap sesi, istirahatkan mesin blender selama 4-5 menit. Saat mencuci gelas blender, jangan mencuci karet pendukung dengan deterjen dan jangan dijemur agar karet tetap elastik.
3. Bubuk yang lembab berwarna hitam, sedangkan bubuk yang kering berwarna abu-abu gelap dan agak kehijauan bila terkena cahaya matahari. Bubuk yang diperoleh dengan metode pencampuran basah tetap baik kualitasnya beskipun ukuran bubuknya agak kasar. Anda tidak perlu menggerusnya hingga sangat halus.
4. Demi keamanan Anda, jagalah kebersihan meja kerja. Hindarkan motor blender dari tumpahan cairan.

Selamat mencoba^^
Selengkapnya...

Persamaan Sumasi

Beberapa minggu lalu saat mengerjakan suatu pemodelan matematika saya mendapatkan persamaan seperti di bawah ini.

Berapakah nilai x yang memenuhi?

Aih, mungkin saya ketiduran saat pelajaran matematika di kelas waktu SMU dulu, tapi menurut saya persamaan di atas benar-benar keren! Menyelesaikannya juga ternyata menyenangkan.

Dengan demikian berlaku pula



bila dipersamakan, diperoleh





Jadi diperoleh



Dapat deh...

Selengkapnya...

Propelan Sukrosa untuk Roket

Halo para pembaca blog saya yang terhormat, apa kabar? (nggak dijawab nggak apa) Sudah cukup lama rasanya tidak mem-posting dikarenakan liburan semester ini admin memiliki banyak kesibukan diantaranya proyek penelitian dinamit untuk pengujian seismik. Tetapi karena penelitian masih berjalan jadi saya belum akan mempostingnya, untuk itu silakan mencoba penelitian saya tahun lalu, yakni propelan roket berbahan gula. Jika Anda telah mencoba membuat roket dengan bahan bakar black powder, sekarang saatnya menggunakan bahan bakar baru, yakni gula. Selamat bekerja dan semoga berhasil....

Proyek Propelan Sukrosa
Sunkar Eka Gautama
07/07/2011

Pendahuluan

Pembuatan sampel propelan sukrosa dengan oksidator KNO₃ ini sebagai tahap awal pembuatan roket mikro dengan propelan sukrosa. Diharapkan setelah teknik propelan berhasil dikuasai, penelitian dapat dilanjutkan ke tahap struktur exhaust dan badan roket.

Alat dan Bahan
Alat:

1. neraca Ohauss/digital
2. penggorengan teflon
3. sendok/spatula
4. kompor

Bahan:

1. 15 gram gula pasir (sukrosa)
2. 2,5 gram glukosa
3. 2,5 gram madu asli
4. 30 gram kalium nitrat (KNO₃)
5. 300 mL air panas

Cara Pembuatan

1. Timbanglah bahan dengan menggunakan neraca.
2. Secara perlahan, masukkan sukrosa, glukosa, madu dan kalium nitrat dalam penggorengan teflon yang telah berisi 300 mL air panas.
3. Saat bahan sudah tak bisa larut (jenuh), nyalakan kompor dan masak adonan dengan api kecil.
4. Terus aduk campuran dengan gerakan memutar dan perlahan, ini akan memakan waktu cukup lama.
5. Seiring dengan waktu, campuran akan mendidih dan mulai mengental serta menghasilkan letupan-letupan kecil sehingga pinggiran penggorengan dipenuhi dengan bubuk putih. Selalu masukkan kembali bubuk putih ini kembali dalam adonan sambil terus mengaduk.
6. Saat letupan-letupan sudah mulai berkurang dan adonan sudah tak terlihat berair, tidak lengket di penggorengan, serta warnanya mulai kekuningan, tandanya adonan sudah matang, tetap aduk selama 3 – 5 menit.
7. Matikan kompor, tuang adonan di atas aluminium foil.

Penting!

• Jangan pernah meninggalkan adonan yang sementara dimasak (perkiraan waktunya sekitar 30 menit dengan api kecil). Pastikan jangan sampai ada adonan yang jatuh pada kompor, ia akan segera terbakar.
• Hati-hati memegang adonan yang baru dimasak. Adonan ini benar-benar panas, tetapi permukaannya cepat mendingin. Saat adonan mendingin ia akan menjadi keras.
• Adonan ini bersifat sangat higroskopis. Jika belum akan digunakan, simpan dengan baik dalam wadah yang tertutup rapat.

Pengujian

Propelan dibentuk menjadi silinder-silinder dengan panjang 5 cm dan diameter (D) = 1 cm saat masih agak lunak. Setelah mengeras salah satu ujungnya dipegang dengan tang dan ujung satunya dibakar menggunakan pembakar spirtus.

Hasil
Video frame:

dibakar pada t = 2,5 s
terbakar pada t = 7 s
padam pada t = 25 s

Hasil perhitungan:
volume sampel = ± 3,9 cm³
massa sampel = ± 12 gram
burning time = ± 4,5 detik
burn time= ± 18 detik
burn rate = ± 0,22 cm³ s^-1
panjang semburan maksimal = ± 4 cm (untuk D = 1 cm pada t = 10 s)

Catatan:

Kalium nitrat dan glukosa dapat Anda peroleh di toko bahan kimia atau seperti pada postingan saya di sini. Penggorengan teflon sebaiknya menggunakan yang sudah tidak terpakai (misal sudah banyak tergores), atau membeli sebuah yang baru khusus untuk laboratorium Anda. Propelan ini akan digunakan sebagai bahan bakar roket yang akan saya posting suatu saat nanti..

Selengkapnya...

Problem Basel dan Paradoks Deret Basel-Harmonik

Pada postingan sebelumnya telah beberapa kali disinggung mengenai Terompet Toricelli dan deret harmonik, yakni deret yang berbentuk

Deret harmonik tidak lain ialah deret zeta riemann orde satu. Deret zeta riemann sendiri adalah deret tak hingga yang berbentuk

Ada pun deret zeta riemann orde-2, ζ(2) dikenal juga sebagai deret Basel yakni

Telah dibuktikan pada postingan mengenai infinity series paradoks, jumlahan dari deret harmonik adalah tak hingga (divergen). Sekarang kita akan mencari jumlahan dari deret Basel yang pertama kali dilakukan oleh Leonhard Euler. Pertama, panggil ekspansi Taylor/Mac Laurin untuk sinus

Lalu bagilah dengan x



Bentuk (sin x)/x bernilai 0 untuk x = nπ dengan n = ±1, ±2, ±3, … . Dengan demikian, dapat dikatakan nπ adalah akar-akar dari deret (sin x)/x. Seperti halnya polinomial dapat dinyatakan sebagai perkalian akar-akarnya, begitu pula dengan deret tak hingga.



Ingat, bentuk ini sama saja dengan akar-akar polinomial, misal (1-x/π)=0, berarti salah satu akarnya adalah x = π, dan seterusnya. Kemudian ingatlah lagi pemfaktoran (a + b)(a – b) = a² – b², sehingga diperoleh



Jika ruas kanan diperkalikan, lalu kita kumpulkan koefisien-koefisien dari variabel x², didapatkan koefisien itu berbentuk deret



Hal ini dengan mudah diperoleh jika kita melakukan pengandaian dengan suku terbatas, misalkan . jika dijabarkan menghasilkan bentuk:



Jika dikumpulkan koefisien dari variabel x², diperoleh . Dengan menggunakan analogi, kita juga bisa memperoleh hasil untuk deret tak hingga (bandingkan dengan yang di atas). Bagaimana, paham kan?

Karena kedua deret di atas (deret Mac Laurin dan perkalian faktor) nilainya sama-sama (sin x)/x, maka jelas keduanya sama. Dengan demikian kita dapat mempersamakan koefisien dari x2 pada deret Mac Laurin dan deret perkalian faktor kita menjadi

Akhirnya, diperoleh nilai dari ζ(2) alias jumlahan deret Basel yaitu

Jadi telah terbukti bahwa ζ(2) = π²/6, dengan kata lain deret Basel memiliki jumlah berhingga (konvergen). Sekarang, perhatikanlah ilustrasi berikut.

Persegi-persegi di atas mewakili tiap suku dalam deret harmonik (yakni panjang rusuknya) dan deret Basel (luasnya). Dengan demikian jika diterukan sampai tak hingga, panjang sumbu merupakan jumlahan deret harmonik dan luas bangun merupakan jumlahan deret Basel. Perhatikanlah panjang bangun sama dengan ζ(1) = ∞, padahal luasnya berhingga, ζ(2) = π²/6. Kok bisa?

.

Penjelasannya hampir serupa dengan terompet Toricelli, jadi silakan Anda simpulkan sendiri.

Selengkapnya...