Mengapa Gelembung Sabun Selalu Berbentuk Bulat?

Dalam matematika, bentuk bola adalah bentuk dengan luas permukaan paling kecil untuk volume tertentu, yang sesuai dengan prinsip dasar dari Pertidaksamaan Isoperimetrik 3D. Artinya, saat kamu meniup udara ke dalam cairan sabun, film tipis sabun itu akan otomatis mencari bentuk yang memerlukan energi paling sedikit untuk menahan udara di dalamnya. Dan bentuk paling efisien untuk itu adalah bola.

Dilansir Lumen Learning, gaya kohesif antar molekul menyebabkan permukaan cairan menyusut hingga mencapai luas permukaan sekecil mungkin. Efek umum ini disebut surface tension atau tegangan permukaan. Ketika gaya tarik ini bekerja dari segala arah secara merata, hasil akhirnya adalah bentuk bulat yang stabil. Kalau gelembung mencoba menjadi persegi, tegangan di sudut-sudutnya akan lebih besar, membuatnya tidak seimbang dan cepat pecah. Jadi, bentuk bulat adalah pilihan alami paling cerdas untuk menjaga konsistensi tanpa mengeluarkan energi lebih.

Tegangan permukaan adalah aktor utama di balik bentuk lembut gelembung. Ia bekerja seperti kulit elastis yang selalu berusaha mengecilkan dirinya sendiri. Menurut HyperPhysics (Georgia State University), fenomena ini dijelaskan oleh Hukum Laplace, yang menyebut bahwa perbedaan tekanan di dua sisi permukaan lengkung bergantung pada tegangan permukaan dan jari-jari lengkungannya. Dalam konteks gelembung sabun, hukum itu membuat gelembung memilih bentuk bola agar tekanan bisa merata ke semua arah.

Laman Fiveable Library juga menulis bahwa tegangan permukaan berperan penting dalam menjaga stabilitas dan bentuk sferis gelembung. Kalau kamu meniup terlalu keras, tekanan udara akan melebihi batas elastisitas film, dan gelembung pun pecah. Tapi selama keseimbangannya terjaga, tegangan permukaan inilah yang membuatnya bisa melayang dengan anggun tanpa kehilangan bentuknya.

Selain tegangan permukaan, tekanan udara juga punya peran penting dalam menjaga bentuk gelembung. Menurut Virginia Tech Department of Physics, tekanan udara di dalam gelembung sedikit lebih tinggi dibandingkan tekanan udara di luar. Perbedaan ini mengikuti Persamaan Young–Laplace (Δp = 4γ/r), yang menunjukkan bahwa semakin kecil radius gelembung, semakin besar pula tekanan yang harus ditahan oleh lapisan sabun.

Bila gelembung mencoba memiliki bentuk lain, misalnya segitiga atau persegi, tekanan udara di dalamnya akan menekan lebih kuat pada titik tertentu, membuat permukaan cepat menipis dan akhirnya pecah. Bentuk bola memecahkan masalah ini dengan distribusi tekanan yang sempurna ke segala arah. Itulah mengapa, tak peduli seperti apa cara kamu meniupnya, begitu udara masuk dan tegangan bekerja, gelembung akan selalu berakhir dengan bentuk bulat.

Setiap sistem di alam cenderung mencari keadaan dengan energi paling rendah, dan gelembung sabun adalah contoh nyatanya. Dalam fisika, hal ini disebut principle of minimum energy. Para ilmuwan di Massachusetts Institute of Technology (MIT) pernah menjelaskan bahwa sistem cairan dengan tegangan permukaan akan otomatis menyesuaikan bentuk untuk mengurangi energi potensialnya.

Fenomena ini juga bisa kita temukan di berbagai hal lain di alam. Tetesan embun di daun, butiran minyak di air, hingga planet dan bintang, semuanya cenderung berbentuk bulat karena prinsip yang sama: mencari keseimbangan energi paling stabil. Gelembung sabun, meski kecil dan tampak rapuh, sebenarnya mengikuti hukum yang sama dengan tata surya.

Kini, setiap kali kamu meniup gelembung sabun dan melihatnya melayang, kamu tahu ada sains yang sedang bekerja di sana. Tegangan permukaan, tekanan udara, dan prinsip energi minimum berpadu untuk menciptakan bentuk yang sempurna. Tak heran jika gelembung jadi simbol sederhana dari keseimbangan—sesuatu yang tampak ringan tapi menyimpan logika ilmiah mendalam.

Sumber Referensi :

Bourouiba, L., & Bush, J. W. (2012). Drops and bubbles in the environment. In Handbook of Environmental Fluid Dynamics, Volume One (pp. 445-458). CRC Press.

Lumen Learning. (n.d.). Cohesion and adhesion in liquids: Surface tension and capillary action. Diakses 30 Oktober 2025, dari https://courses.lumenlearning.com/suny-physics/chapter/11-8-cohesion-and-adhesion-in-liquids-surface-tension-and-capillary-action/

HyperPhysics. (n.d.). Surface tension. Georgia State University. Diakses 30 Oktober 2025, dari http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/surten2.html

Fiveable. (n.d.). Soap bubbles – Principles of physics II. Diakses 30 Oktober 2025, dari https://fiveable.me/key-terms/principles-physics-ii/soap-bubbles

Virginia Tech Department of Physics. (n.d.). Basic information on bubbles. Diakses 30 Oktober 2025, dari https://www1.phys.vt.edu/bubble/basic-information.html