Minggu ketiga Newton : Hukum-hukum Gerak Dr.Arief

Minggu ketiga
Newton :
Hukum-hukum Gerak
Dr.Arief Hermanto, Msc
Kita ulang dulu perbandingan antara Aristoteles
(A) dan Galileo (G). K = Komentar..
----------------------------------------------------------------- A : Bumi adalah pusat alam semesta dan
berada dalam keadaan diam mutlak.
-- G : Pusat alam semesta bukan bumi, menurut
Copernicus, matahari adalah pusat alam
semesta.
Bumi bukan objek atau tempat yang sangat
istimewa; bumi dalam keadaan bergerak, baik
gerak mengitari matahari maupun gerak rotasi
pada porosnya.
K : Ini adalah perbedaan dalam kosmologi.
Galileo mengikuti pendapat Copernicus yang
secara fundamental mengubah posisi bumi dari
sebagai pusat alam semesta menjadi objek
atau tempat yang biasa saja seperti planetplanet yang lain.
Pertanyaan : Kalau bumi memang hanya planet
yang biasa-biasa saja, maka manusia juga
mahluk yang biasa saja - - > akan dijumpai
banyak sekali “manusia” lain di alam semesta ?
-- A : Orbit planet-planet (mengelilingi bumi)
berbentuk lingkaran.
-- G : Orbit planet-planet (mengelilingi
matahari) berbentuk lingkaran.
K : Galileo masih sepaham dengan
Aristoteles dalam hal menganggap lingkaran
sebagai bentuk geometris yang paling
sempurna sehingga harus diikuti oleh semua
planet.
Flashback : Ptolomaeus (P) versus Copernicus
( C ).
Observasi : Gerak planet kadang retrogade
(berbalik).
P : Orbit planet bukan lingkaran yang
mengelilingi bumi, melainkan lingkaran-pinggir
(epicycle).
O : Orbit planet harus berupa lingkaran primer,
bukan epicycle. Ini bisa diperoleh dengan
mengubah pusat gerak melingkar dari bumi
diubah jadi matahari.
K : Copernicus “menyelamatkan” prinsip
lingkaran sebagai bentuk paling sempurna.
Prinsip ini masih tetap dianut oleh Galileo.
Kembali ke alur utama.
-- A : Memberi posisi penting terhadap
pengamatan dengan panca indera. Observasi
empirik sangat penting, meskipun
interpretasinya harus tetap tunduk pada
prinsip-prinsip filosofi yang kuat. Tidak
melakukan eksperimen.
-- G : Data empirik diperoleh tidak hanya lewat
observasi alami, diperluas dengan eksperimen.
Pengamatan dibantu dengan instrumen
(konstruksi teropong yang pertama). Masih
tunduk pada prinsip-prinsip filosofis.
Komentar :
Galileo mengikuti Francis Bacon tentang
pentingnya hasil-hasil eksperimen untuk
mengungkap realita alam semesta.
Hasil pengamatan, baik observasi dengan
instrumen maupun hasil pengukuran dari
eksperimen menempati posisi sangat penting.
Komentar (Lanjutan) :
Namun, Galileo belum sepenuhnya bebas dari
ketundukan pada prinsip filosofi. Menurut
Kepler, orbit planet berbentuk elips. Galileo
masih bertahan pada pentingnya bentuk
lingkaran.
Galileo adalah figur fisikawan modern awal
yang akan menjadi sempurna pada Newton.
Kembali ke alur utama
-- A : Meskipun (sebagai murid Plato yang
utama) menguasai matematika dengan baik,
namun tidak menggunakan matematika dalam
fisika dan kosmologi.
Akan tetapi tetap mengutamakan logika. Ingat
bahwa Aristoteles adalah Bapak Logika.
-- G : Keteraturan alam semesta dinyatakan
dalam bentuk berbagai hukum yang dituliskan
dalam bahasa matematika. Fisika harus
menggunakan matematika. Contohnya : hukum
gerak jatuh bebas.
Apa yang sudah dirintis oleh Galileo kemudian
menjadi sempurna pada Newton.
Newton memang menyatakan bahwa dia berdiri
di pundak para raksasa (mungkin yang
dimaksud antara lain adalah Aristoteles,
Ptolomaeus, Copernicus, Kepler, Galileo dan
Descartes)..
Karya masterpiece Newton adalah kitab
berjudul (diterjemahkan) : “The mathematical
principles of natural philosophy” (disingkat
sebagai “Principia”).
Natural philosophy = fisika
Jadi, maksudnya adalah prinsip-prinsip
matematika dari fisika.
Dalam Principia dinyatakan Hukum-hukum
dasar tentang gerak (Hukum 1,2 dan 3
Newton).
Terutama hukum 2 bisa dinyatakan secara
matematika :
F=m.a
Huruf tebal menyatakan vektor.
Dengan menggunakan Kalkulus yang ditemukan
Newton sendiri dan dilanjutkan Euler, Laplace,
Lagrange, Cauchy dan lain-lainnya kita bisa
menjabarkan berbagai teorema tentang gerak
berdasarkan hukum-hukum Newton,
yang kemudian bisa dibandingkan dengan hasil
eksperimen.
Inilah arti penggunaan matematika dan
eksperimen dalam fisika.
Perenungan atau Refleksi
(Perbandingan Newton – Aristoteles)
Mulai Newton (sekitar 1600 – an) Fisika
berkembang seperti fisika yang kita kenal
sekarang ini.
Penggunaan matematika diperlukan karena
hasil eksperimen (berupa pengukuran)
dinyatakan dalam bilangan.
Fisika menjadi ilmu yang kuantitatif dengan
metode deduktif-induktif.
Inilah bagian fisika yang diajarkan di sekolah
dan perguruan tinggi..
Fisika Aristotelian tidak memerlukan
matematika karena sifatnya yang kualitatif,
meskipun tetap menggunakan logika. Ingat
bahwa logika dan matematika hampir sama
saja.
Untuk saat ini, bagian fisika yang kira-kira sama
dengan fisika Aristotelian tetap dikembangkan
dengan nama Philosophy of Physics..