Why don't perpetual motion machines ever work? - Netta Schramm

Translator: Christoper Wijaya Reviewer: Ary Nuansa

Around 1159 A.D.,

Sekitar tahun 1159 Masehi,

a mathematician called Bhaskara the Learned

Seorang matematikawan bernama Bhaskara the Learned

sketched a design for a wheel containing curved reservoirs of mercury.

membuat sketsa untuk sebuah roda yang mengandung

penyimpanan merkuri yang melengkung.

He reasoned that as the wheels spun,

Alasannya adalah saat roda berputar,

the mercury would flow to the bottom of each reservoir,

merkuri akan mengalir ke dasar setiap penyimpanan,

leaving one side of the wheel perpetually heavier than the other.

menyebabkan satu sisi roda lebih berat dari sisi yang lain.

The imbalance would keep the wheel turning forever.

Ketidakseimbangan ini akan membuat roda berputar selamanya.

Bhaskara's drawing was one of the earliest designs

Gambar Bhaskara adalah salah satu desain paling awal

for a perpetual motion machine,

untuk mesin yang bergerak selamanya,

a device that can do work indefinitely without any external energy source.

alat yang dapat bekerja tanpa batas waktu, tanpa sumber energi eksternal.

Imagine a windmill that produced the breeze it needed to keep rotating.

Bayangkan sebuah kincir angin yang menghasilkan angin sepoi-sepoi

yang dibutuhkan untuk terus berputar.

Or a lightbulb whose glow provided its own electricity.

Atau bola lampu yang memberikan cahaya listriknya sendiri.

These devices have captured many inventors' imaginations

Alat-alat ini telah menginspirasi banyak imajinasi para penemu

because they could transform our relationship with energy.

karena mereka bisa mengubah hubungan kita dengan energi

For example, if you could build a perpetual motion machine

Contohnya, jika kamu dapat membangun sebuah mesin gerak abadi

that included humans as part of its perfectly efficient system,

yang melibatkan manusia di dalam sistem yang sangat efisien,

it could sustain life indefinitely.

itu bisa menopang kehidupan tanpa batas.

There's just one problem.

Hanya ada satu masalah.

They don't work.

Alat ini tidak berkerja.

Ideas for perpetual motion machines

Semua ide untuk mesin gerak abadi

all violate one or more fundamental laws of thermodynamics,

melanggar satu atau lebih hukum dasar termodinamika,

the branch of physics that describes the relationship

ilmu fisika yang menjelaskan hubungan

between different forms of energy.

di antara berbagai bentuk energi.

The first law of thermodynamics says that energy can't be created or destroyed.

Hukum pertama termodinamika mengatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan

atau dihancurkan.

You can't get out more energy than you put in.

Kamu tidak bisa mengeluarkan lebih banyak energi

daripada yang kamu masukkan.

That rules out a useful perpetual motion machine right away

Hal ini langsung mengesampingkan ide dari mesin gerak abadi

because a machine could only ever produce as much energy as it consumed.

karena sebuah mesin hanya dapat menghasilkan energi

sebanyak yang dikonsumsinya.

There wouldn't be any left over to power a car or charge a phone.

Tidak akan ada yang tersisa untuk menyalakan mobil atau mengisi daya HP.

But what if you just wanted the machine to keep itself moving?

Tetapi bagaimana jika kamu menginginkan mesin itu untuk terus bergerak?

Inventors have proposed plenty of ideas.

Penemu telah mengajukan banyak ide.

Several of these have been variations on Bhaskara's over-balanced wheel

Beberapa di antaranya merupakan variasi pada roda Bhaskara yang terlalu seimbang

with rolling balls or weights on swinging arms.

dengan bola menggelinding atau beban di lengan ayun.

None of them work.

Tidak satu pun berhasil.

The moving parts that make one side of the wheel heavier

Bagian yang bergerak membuat salah satu sisi roda menjadi lebih berat

also shift its center of mass downward below the axle.

juga menggeser pusat massanya ke bawah di bawah sumbu.

With a low center of mass,

Dengan pusat massa yang rendah,

the wheel just swings back and forth like a pendulum,

roda hanya berayun maju mundur seperti pendulum,

then stops.

lalu berhenti.

What about a different approach?

Bagaimana dengan pendekatan yang berbeda?

In the 17th century, Robert Boyle came up with an idea

Pada abad ke-17, Robert Boyle datang dengan sebuah ide

for a self-watering pot.

untuk pot yang menyirami sendiri.

He theorized that capillary action,

Dia berteori bahwa "aksi kapiler",

the attraction between liquids and surfaces

sebuah daya tarik antara cairan dan permukaan

that pulls water through thin tubes,

yang menarik air melalui tabung tipis,

might keep the water cycling around the bowl.

mungkin membuat air tetap berputar di sekitar mangkuk.

But if the capillary action is strong enough to overcome gravity

Tetapi jika "aksi kapiler" cukup kuat untuk melawan gravitasi

and draw the water up,

dan menarik air ke atas,

it would also prevent it from falling back into the bowl.

itu juga akan mencegahnya jatuh kembali ke dalam mangkuk.

Then there are versions with magnets, like this set of ramps.

Lalu ada versi dengan magnet, seperti jalur landai ini.

The ball is supposed to be pulled upwards by the magnet at the top,

Bola seharusnya ditarik ke atas oleh magnet di bagian atas,

fall back down through the hole,

jatuh kembali melalui lubang,

and repeat the cycle.

dan mengulangi siklusnya.

This one fails because like the self-watering pot,

Yang ini gagal karena seperti pot yang menyirami sendiri,

the magnet would simply hold the ball at the top.

magnet hanya akan menahan bola di atas.

Even if it somehow did keep moving,

Bahkan jika itu terus bergerak,

the magnet's strength would degrade over time

kekuatan magnet akan menurun seiring waktu

and eventually stop working.

dan akhirnya berhenti bekerja.

For each of these machines to keep moving,

Agar setiap mesin ini terus bergerak,

they'd have to create some extra energy

mereka harus menciptakan energi ekstra

to nudge the system past its stopping point,

untuk mendorong sistem melewati titik perhentiannya,

breaking the first law of thermodynamics.

dan melanggar hukum pertama termodinamika.

There are ones that seem to keep going,

Ada yang sepertinya terus berjalan,

but in reality, they invariably turn out to be drawing energy

tetapi pada kenyataannya, mereka selalu menarik energi

from some external source.

dari suatu sumber eksternal.

Even if engineers could somehow design a machine

Bahkan jika para insinyur mampu merancang sebuah mesin

that didn't violate the first law of thermodynamics,

yang tidak melanggar hukum pertama termodinamika,

it still wouldn't work in the real world because of the second law.

itu tetap tidak akan berhasil di dunia nyata karena hukum kedua.

The second law of thermodynamics

Hukum kedua termodinamika

tells us that energy tends to spread out through processes like friction.

memberi tahu kita bahwa energi cenderung menyebar melalui proses seperti gesekan.

Any real machine would have moving parts

Mesin asli apapun pasti memiliki bagian yang bergerak

or interactions with air or liquid molecules

atau interaksi dengan udara atau molekul cair

that would generate tiny amounts of friction and heat,

yang akan menghasilkan sedikit gesekan dan panas,

even in a vacuum.

bahkan di ruang hampa.

That heat is energy escaping,

Panas itu adalah energi yang keluar,

and it would keep leeching out,

dan itu akan terus keluar,

reducing the energy available to move the system itself

mengurangi energi yang tersedia untuk menggerakkan sistem itu sendiri

until the machine inevitably stopped.

sampai mesin akhirnya berhenti.

So far, these two laws of thermodynamics

Sejauh ini, dua hukum termodinamika ini

have stymied every idea for perpetual motion

telah menghalangi setiap gagasan untuk gerakan abadi

and the dreams of perfectly efficient energy generation they imply.

dan impian untuk menghasilkan energi yang sangat efisien yang mereka inginkan.

Yet it's hard to conclusively say we'll never discover a perpetual motion machine

Namun sulit untuk mengatakan secara meyakinkan

kita tidak akan pernah menemukan mesin yang bergerak abadi

because there's still so much we don't understand about the universe.

karena masih banyak yang belum kita pahami tentang alam semesta.

Perhaps we'll find new exotic forms of matter

Mungkin kita akan menemukan bentuk materi baru yang eksotis

that'll force us to revisit the laws of thermodynamics.

yang akan memaksa kita untuk meninjau kembali hukum termodinamika.

Or maybe there's perpetual motion on tiny quantum scales.

Atau mungkin ada gerakan abadi pada skala kuantum kecil.

What we can be reasonably sure about is that we'll never stop looking.

Apa yang bisa kita yakini secara masuk akal adalah

kita tidak akan pernah berhenti mencari.

For now, the one thing that seems truly perpetual is our search.

Untuk saat ini, satu hal yang tampaknya benar-benar abadi adalah pencarian kita.