Fenomena roti bakar mentega

Fenomena roti bakar mentega adalah kecenderungan roti bakar mentega untuk mendarat dengan sisi bermentega berada di bawah setelah jatuh. Ini telah dianggap sebagai representasi gagasan pesimistis.^[1] Hukum Murphy dianggap sebagai penjelasan fenomena ini, tetapi sains dan fisika membuktikan hal itu terjadi di lingkungan yang tepat.

Fenomena ini sering dikatakan merupakan pepatah lama dari "negara bagian utara" (Amerika Serikat). Catatan tertulis dapat ditelusuri sampai pertengahan abad ke-19. Fenomena ini sering dikaitkan dengan sebuah puisi parodi karya James Payn dari tahun 1884:^[2][3]

I never had a slice of bread,
Particularly large and wide,
That did not fall upon the floor,
And always on the buttered side!

Aku tak pernah punya sepotong roti,
Terutama yang besar dan lebar,
Roti yang tak pernah jatuh ke lantai,
Dan selalu di sisi bermentega!

Dahulu, hal ini sering kali hanya dianggap sebagai suatu kepercayaan pesimis. Sebuah studi yang ditampilkan oleh serial televisi BBC Q.E.D. menemukan bahwa saat roti bakar dilemparkan keudara, roti akan mendarat dengan sisi bermentega dibawah hanya satu setengah dari keseluruhan percobaan (sebagaimana yang terjadi sebagai sebuah kebetulan).^[4] Namun, beberapa penelitian ilmiah telah menemukan bahwa saat roti panggang dijatuhkan dari meja (berlawanan dengan dilempar ke udara), roti itu akan jatuh dengan sisi mentega dibawah.^[5][6][7] Sebuah studi oleh Robert A J Matthews^[8] memenangkan Hadiah Nobel Ig pada tahun 1996.^{[9] [10]}

Saat roti panggang terlepas dari tangan, peristiwa kejatuhan tersebut akan terjadi dalam sebuah sudut, secara alami akan tergelincir dari posisi sebelumnya, kemudian roti panggang akan terputar. Mengingat tinggi meja biasanya antara dua hingga enam kaki (0,7 sampai 2 meter), ada cukup waktu bagi roti panggang untuk memutar sekitar satu setengah putaran, dan dengan demikian berada terbalik dengan posisi semula. Karena posisi aslinya biasanya mentega berada diatas, roti panggang akan terjatuh dengan sisi bermentega di bawah.^[11] Namun, jika tinggi meja lebih dari 10 kaki (3 meter), roti panggang akan terputar 360 derajat penuh, dan akan mendarat dengan sisi bermentega berada di atas.^[12] Jika roti bakar bergerak secara horisontal pada kecepatan lebih dari 3,6 mil per jam (1,6 m/dtk), roti bakar tersebut tidak akan cukup terputar untuk untuk jatuh dengan sisi mentega berada di bawah.^[4] Faktanya, fenomena ini disebabkan oleh konstanta fisika fundamental.^[9]

Bobot mentega yang ditambahkan tidak berpengaruh pada proses kejatuhan,^[13] selama mentega dioleskan merata ke seluruh permukaan irisan roti.^[4]

Massa mentega yang ditambahkan ke roti bakar (sekitar 4 gram), lebih kecil dibandingkan dengan massa roti bakar pada umumnya (sekitar 35 gram). Mentega itu tersebar dengan tipis, dan sebagian masuk ke pori-pori roti bakar. Ini berkontribusi terhadap pergerakan total inersia roti bakar dan dinamika rotasi, sehingga pengaruhnya terhadap roti bakar dapat diabaikan

— Roberts A J Matthews., Tumbling toast, Murphy’s Law and the Fundamental Constants

Temuan berikut berasal dari Mythbusters:^[14]

• Periode Rotasi: Jika Anda menjatuhkan sepotong roti bakar dari meja dapur, roti tersebut akan terputar saat jatuh. Periode rotasi adalah waktu yang dibutuhkan untuk roti bakar untuk menyelesaikan putaran 360 derajat penuh. Masalahnya adalah lantai menginterupsi jatuh tepat di tengah rotasi roti bakar—ini akan menyebabkan roti bakar terbalik dari sisi bermentega diatas menjadi sisi bermentega di bawah. Semakin tinggi roti bakar dijatuhkan, semakin besar kesempatan untuk menyelesaikan rotasi—dan terjatuh dengan sisi mentega diatas.
• Momen Inersia: Saat sepotong roti bakar mulai terputar saat jatuh ke lantai dapur, ia memiliki inersia-tak akan terputar jika mendapat gaya yang cukup. Inersia ditentukan oleh kecepatan roti bakar saat terputar, dikombinasikan dengan ukuran dan massa roti bakar. Sebagian besar sarapan roti bakar memiliki massa dan ukuran yang sama. Tetapi bagaimanpun cara mengirisnya, aturan yang sama akan tetap berlaku. Tambahkan sedikit kecepatan ketika roti mulai terputar saat sarapan terjatuh dari piring-berikan sedikit tamparan untuk menambahkan inersia dan lihat bagaimana dia akan mendarat.
• Momentum Sudut: Sama seperti frisbee atau giroskop, roti bakar akan meningkat stabilitasnya saat terputar. Sebenarnya, semakin cepat berputar, semakin stabil pula. Ini adalah momentum sudut, atau massa bergerak di sekitar satu titik, dalam suatu aksi. Newton pernah mengklaim bahwa massa yang bergerak akan tetap bergerak (kelembaman), dan ini berlaku pula untuk roti bakar. Begitu roti bakar terputar, ia akan terus berputar, sampai beberapa gaya lain bekerja di atasnya... seperti lantai yang menghentikannya.

• Paradoks kucing bermentega
• Hukum Murphy