Apa itu hukum penskalaan?

Hukum penskalaan adalah konsep dalam sains dan teknik.Ini mengacu pada variabel yang berubah secara drastis tergantung pada skala (ukuran) yang dipertimbangkan.Misalnya, jika Anda mencoba membangun kendaraan penambangan 50 ton menggunakan asumsi teknik yang sama dengan mobil 2 ton, Anda mungkin akan berakhir dengan kendaraan yang bahkan tidak berjalan.Istilah hukum penskalaan sering muncul ketika mempertimbangkan desain konstruksi yang luar biasa besar atau kecil, sehingga pemikiran yang cermat diperlukan untuk memperluas prinsip konstruksi berukuran tipikal ke konstruksi berukuran luar biasa.

Beberapa hukum penskalaan sederhana.Misalnya, untuk konstruksi tiga dimensi, volume meningkat dengan kubus dimensi linier.Ini berarti bahwa untuk setiap 10 kali peningkatan dimensi linier, volume konstruk meningkat dengan faktor 1000. Ini signifikan untuk merancang mesin atau struktur: jika Anda ingin menggandakan kapasitas menara air, Anda hanya meningkatkan dimensi liniernyadengan beberapa lusin persen, daripada menggandakan mereka.Sederhana tapi benar.

Ada variasi hukum penskalaan yang lebih kompleks.Beberapa manifestasi yang paling menarik dari hukum penskalaan ditemukan di bidang Mikroteknologi dan Nanoteknologi, di mana para insinyur harus mengatasinya dan mengeksploitasi sifat tidak biasa yang dihasilkan dari skala kecil.Dalam mikrofluida, beberapa sifat yang tidak biasa ini termasuk aliran laminar, tegangan permukaan, elektrowetting, relaksasi termal cepat, muatan permukaan listrik, dan difusi.Misalnya, di ruang cairan dengan ukuran lebih kecil dari sekitar setengah milimeter, alirannya adalah laminar, yang berarti bahwa dua saluran konvergen tidak dapat bercampur melalui turbulensi, seperti pada skala makro, dan sebaliknya harus mencampur melalui difusi.Ada banyak contoh hukum penskalaan lain di sini.

Ketika sifat -sifat tertentu dipertahankan terlepas dari skalanya, itu disebut skala invarian .Contohnya termasuk apa pun yang terjadi pada semua skala ukuran, termasuk fenomena longsoran salju, keausan pada isolator listrik, perkolasi cairan melalui media yang tidak teratur, dan difusi molekul dalam larutan.Ketika kita belajar lebih banyak tentang fisika dan mekanik, kami menemukan fenomena skala-invarian baru yang menarik.Secara umum, sebagian besar sifat fisik bervariasi dengan skala.