[oleh: Eko Widiatmoko, Alumni Fisika ITB]

Misalkan ada botol dengan tinggi 20 cm, diameter 8 cm, tebal dinding 4 mm, bahan kaca, diameter mulut botol 3 cm. Botol ini terisi sambal dengan skala kepedasan 50000, viskositas 1000 kali air (seperti apa sih?), volume seperempat penuh, berada di dasar botol. Sisanya udara. Percepatan gravitasi 9,8 m/s², tekanan udara 760 mmHg, temperatur 250^oC.

Pertanyaannya:

Bagaimana cara mengeluarkannya?

Balik botolnya, lalu pukul dari atas. Menurut fisika, ini adalah jawaban yang salah. Mengapa? Kita kembali ke fisika SMA. Menurut Hukum ketiga Newton, jika ada aksi maka ada reaksi dengan besar sama dan arah sebaliknya. Kita memukul botol ke bawah, botol memukul kita ke atas. Botol tersentak ke bawah, sambal tersentak ke atas menurut koordinat botol. Dengan kata lain, sambalnya hanya akan semakin menempel ke dasar botol.

Cara lain untuk menjelaskan fenomena ini adalah dengan cara mengambil (atau membayangkan) sebuah piring berisi sesendok tepung. Jika piring diketok-ketok dari arah kanan, maka tepungnya akan bergerak ke kanan. Bahkan, tepung akan merambat naik pinggiran piring dan tumpah, meskipun piringnya datar.

Ada penjelasan yang lebih rumit, tetapi intinya sama saja. Misalkan botol dan sambal (atau piring dan tepung) dimodelkan dengan sebuah balok kecil yang berada di atas papan besar. Gesekan tidak diabaikan. Pukulan dari kanan oleh tangan orang dimisalkan menyebabkan papan bergerak ke kiri dengan cepat, kemudian bergerak kembali ke posisi semula dengan lebih lambat. Diasumsikan bahwa percepatan yang dialami oleh papan cukup besar sehingga balok kecil lepas dari gesekan statik, dan yang bekerja adalah gesekan dinamik saja.

Perhatikan gaya-gaya yang bekerja pada balok. Mula-mula, pada gerakan ke kiri, bekerja gaya gesek ke kiri sepanjang waktu t₁. Kemudian, pada gerakan ke kanan, bekerja gaya gesek yang sama besarnya, tapi arahnya ke kanan dan waktunya selama t₂ yang lebih besar daripada t₁.

Dalam fisika SMA kita diajari tentang impuls yang sama dengan gaya dikalikan waktu. Bagaimana impuls yang dialami balok? Impuls pertama sebesar F.t₁ ke kiri, sedangkan impuls kedua sebesar em>F.t₂ ke kanan. Tentu impuls ini lebih besar, karena t₂ > t₁. Jumlahnya adalah sebuah impuls ke kanan. Impuls berarti perubahan momentum, dan karena mula-mula balok diam, maka akhirnya balok akan bergerak ke kanan dengan kecepatan tertentu. Selanjutnya, setelah papan kembali diam, kecepatan balok akan diperlambat oleh gesekan, sehingga akhirnya balok kembali diam, namun posisinya bergeser ke kanan dibandingkan posisi semula.

Kesimpulannya, memukul botol sambal dari dasarnya bukan cara yang benar untuk mengeluarkan sambal, menurut fisika. Cara yang benar adalah:

pegang botol sambal, ayunkan membentuk lingkaran besar dengan mulut botolnya di luar.

Inersia sambal akan membuatnya cenderung bergerak dalam garis lurus sehingga sambal mengalami gaya fiktif sentrifugal, relatif terhadap botol.
Memang dengan cara ini sambalnya akan terbang ke mana-mana, tapi bukankah itu yang kita inginkan? [hahahaha... ] Hasilnya adalah sambal keluar dari botol.

Ada cara lain yang lebih elegan, yaitu:

pegang botol sambal dengan mulutnya di bawah, lalu pukul tangan yang memegang botol ke arah atas

Dengan cara ini, peristiwa botol-dipukul-dari-atas akan berbalik, dan sambalnya akan terdorong ke bawah. Penasaran? Coba sendiri.
Gagal? Tanya kenapa.

Jika sudah selesai dengan sambal, bagaimana dengan saus tomat, mayones, mustard, dan botol sampo? Boleh dicoba. Boleh juga diukur efisiensinya.