• Like
Gaya Newton, Hukum Kepler, dan Bumi 500 Tahun Kedepan
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

Gaya Newton, Hukum Kepler, dan Bumi 500 Tahun Kedepan

  • 2,416 views
Published

 

Published in Education
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
No Downloads

Views

Total Views
2,416
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
56
Comments
0
Likes
1

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. PENEMUAN GRAVITASI NEWTON Di atas hanya sebuah contoh yang menunjukkan bahwa fisika di mata siswa hanyasampai pada sebuah pelajaran hapalan, bukan terapan. Kalau ditanya berapa percepatangravitasi bumi, rata-rata siswa kelas IPA dengan lantang akan menyebutkan 9,8 atau 10m/s2. Tetapi konsekuensi dari adanya gravitasi ini sendiri belum sepenuhnya dimengerti,apalagi dimanfaatkan oleh siswa. Jika tak ada gravitasi, tentu Sir Isaac Newton (1642 – 1727) tak akan setenarsekarang, dimana beliau dikenal dengan apel yang jatuh, kemudian menemukan hukumyang dikenal dengan nama Hukum Newton. Bagaimana Newton menemukan Hukum gravitasinya dengan rumus F=G(m1*m2)/r2yang terkenal itu ? Banyak versi yang mengatakan bahwa ketika dia sedang istirahat dibawah pohon apel, tiba-tiba sebuah apel jatuh di kepalanya. dan mengilhaminya tentanggravitasi. Versi lain justru menyebutkan bahwa gagasan justru datang dari pandangannyatentang bulan yang justru tidak jatuh sebagaimana apel, tetapi mengambang di angkasa.Versi lain lagi adalah ketika ia mengingat permainan masa kecilnya, yaitu air yangdimasukkan ke dalam ember yang diputar secara vertikal tidak akan jatuh.Manakah yangbenar ? Pertama, cerita tentang apel ini. Sebenarnya cerita tentang apel jatuh dikepalaNewton ini tidak benar. Cerita ini hanya dikarang oleh seorang filsuf Perancis yangbernama François-Marie Arouet Voltaire (1694–1778).Newton orang Inggris,tapi kenapaVoltaire yang orang Perancis yang menyebarkan cerita bohong tentang apel itu ? Voltaire datang ke Inggris tahun 1726-1729 sedangkan Newton meninggal tahun1727. Jadi bagaimana ia mengenal baik Newton kalau jarak antara kedatangannya dankematian Newton hanya 1 tahun ?
  • 2. Tepatnya Newton meninggal sekitar 10 bulan setelah kedatangan Voltaire.Pemakaman Newton di Westminster Abbey sangat mengesankan bagi Voltaire. Dari situlah,Voltaire kemudian berteman dengan Mrs. conduit yang tak lain adalah keponakan Newton.Berhubung Voltaire ini adalah seorang filsuf, dia menuliskan seluruh kesan danpengalamannya tentang Inggris dalamsebuah karangan berseri yang berjudul Lettresphilosophiques atau Letters Concerning the English Nation yang diterbitkan baik di Perancismaupun Inggris pada tahun 1734. Hubungannya dengan apel Newton tadi adalah dalam Lettres philosophiques tadi,Voltaire menuliskan sedikit anekdot : yang menceritakan Voltaire diberitahu olehMrs.Conduit tentang kisah apel yang jatuh di kepala Newton. Lalu karena Voltairemenceritakan hal ini dua kali dalam Lettres philosophiques, maka anekdot ini dianggapserius oleh dunia, sehingga tersebarlah anekdot ini.Anekdot adalah sejumlah insiden yangmenarik atau berbau humor. Cerita yang mendasar dikemukakan oleh Stukeley, salah seorang kolega Newton.Pada tanggal 15 April 1726, Stukeley makan malam bersama Newton di Kensington.Setelah makan, ia menyatakan, “Cuaca hangat, kami pergi ke kebun dan minum teh, dibawah naungan beberapa pohon apel, hanya Newton dan saya. Dalam suatu perbincangan,dia mengatakan pada saya, dia pernah berada dalam situasi yang sama, dimana dalamsituasi sebelumnya, gagasan tentang gravitasi datang dalam pikirannya. Hal itu terjadiberkenaan dengan jatuhnya sebuah apel, ketika ia duduk dalam mood yang bagus untukberpikir. Mengapa apel selalu turun tegak lurus dengan tanah, pikirnya. Mengapa tidakmenyamping atau ke atas, tetapi dengan tetap selalu menuju ke pusat bumi. Sementara Mrs. Conduit menyatakan pada Stukeley,dan sementara ia sedangmerenung dalam kebun, datanglah pemikiran tentang kekuatan gavitasi (yang manamembawa apel jatuh ke bumi) tidak hanya dibatasi oleh jarak tertentu dari bumi, tetapipastilah kekuatan ini akan semakin jauh dan jauh.Mengapa tidak sampai sejauh bulan?Mrs.Conduit memang tidak menyatakan bahwa apel tersebut jatuh di kepalah NewtonJadi versikedua tentang hubungan bulan dan apel dalam perumusan Newton tentang gravitasiadalah benar. Dalam buku Misteri Apel Newton,Kisah Pergulatan Seorang Isaac Newton
  • 3. diterangkan dengan jelas bahwa buah apel itu sendiri bukanlah apa-apa. Ia hanyalahkembaran dari bulan yang penuh teka-teki. Buah apel jatuh ke bumi, begitu jugabulan,terbelokkan dari lintasan yang lurus, mengelilingi bumi. Apel dan bulan merupakansuatu kebetulan, suatu generalisasi. Mungkin sebagian kita mempunyai kesan bahwa Newton menemukan perumusanhukum gaya beratnya melalui suatu ilham yang datang secara tiba-tiba. Ternyata tidak.Teori Newton lahir melalui proses yang cukup panjang yang dibuka oleh pemikiranCopernicus, dirintis oleh tumpukan data Tycho Brahe, dan yang kemudian digarap olehKepler. Penemuan Newton sendiri diperoleh melalui usaha dengan ketekunan yangmemakan waktu untuk dapat memahami ketiga ilmuwan tersebut. Bahkan, pada 1666 ia masih belum memahaminya. Dugaannya mengenai gravitasidisimpan oleh Newton untuk dirinya sendiri selama puluhan tahun. Dalam penelitian dikebunnya, dan dalam perenungannya seorang diri yang tanpa henti, serta nalarnya yangsenantiasa dipenuhi dengan modus-modus geometri dan analisis baru, Newton membuathubungan-hubungan di antara berbagai ranah pemikiran yang terpisah jauh. Namun, iamasih belum yakin. Perhitungan-perhitungannya masih meragukan, ia hanya menemukanjawaban-jawaban yang mendekati. Ia mencari presisi yang jarang dijumpai, melebihi dariyang dimungkinkan oleh data pendukung yang ada pada waktu itu. Dengan berbagai hasil karya ilmiah yang dicapainya, Newton menulis sebuah bukuPhilosophiae Naturalis Principia Mathematica tahun 1687.Pada buku tersebut,dideskripsikan mengenai teori gravitasi secara umum, berdasarkan hukum gerak yangditemukannya, dimana benda akan tertarik ke bawah karena gaya gravitasi. Jadi, dari penelitian dan kerja keras selama kurang lebih 20 tahun, akhirnyapada 1687 itu dia menjadi orang pertama yang mengeluarkan teori gravitasi universalnyayang terkenal itu. Jadi Newton adalah orang yang memikirkan sesuatu dengan serius dan bekerjakeras menyempurnakan teorinya, bukan orang biasa yang entah bagaimana tiba-tiba
  • 4. mendapat ide karena kejatuhan apel dan menulis teorinya dalam waktu singkat.Newtonbekerja terlalu keras dan pada akhir hidupnya menjadi agak aneh dan eksentrik. Setelahmeninggal, otopsi menemukan bahwa tubuhnya mengandung terlalu banyak merkuri,yang mungkin disebabkan oleh ketekunannya mengerjakan penelitian tentang alkimia. Halinilah yang mungkin menyebabkan keanehan perilaku dalam akhir hidupnya. Kesimpulannya, hukum Gravitasi Newton itu adalah buah manis sebuah perjalananpanjang, bukan hasil sim salabim atau apel jatuh yang sekonyong-konyong menghasilkanpersamaan. Sama sekali bukan.
  • 5. KESESUAIAN HUKUM KEPLER DENGAN HUKUM GRAVITASI NEWTONHukum I Kepler Hukum I Kepler menyatakan sebagai berikut.“Setiap planet bergerak pada lintasan berbentuk elips denganmatahari berada di salah satu fokus elips”.Hukum ini dapat menjelaskan lintasan planet yang berbentuk elips, namun belum dapatmen jelaskan kedudukan planet terhadap matahari. Oleh karena itu, muncullah hukum IIKepler.Hukum II Kepler Hukum II Kepler menyatakan sebagai berikut.“Suatu garis khayal yang menghubungkan matahari dengan planet menyapu luas juringyang sama dalam selang waktu yang sama”.Untuk lebih jelasnya,anggaplah pada selang waktu  planet menempuh lintasan dari A t1,ke A’, dan pada selang waktu t2 planet menempuh lintasan BB’. Jika t1 = t2 maka luasAMA’ sama dengan luas BMB’. Apa konsekuensinya?Konsekuensinya adalah ketika planet dekat dengan matahari, planet itu akan bergerakrelatif cepat daripada ketika planet tersebut berada jauh dari matahari. Coba kamubayangkan apa yang terjadi jika ketika planet dekat dengan matahari kecepatannya lebihrendah dari yang semestinya.Hukum III KeplerHukum III Kepler menyatakan sebagai berikut.“Perbandingan antara kuadrat waktu revolusi dengan pangkat tiga jarak rata-rata planet kematahari adalah sama untuk semua planet”.Hukum III Kepler dapat dirumuskan seperti di bawah ini.
  • 6. Keterangan:T : waktu revolusi suatu planet (s atau tahun), kala revolusi bumi = 1 tahunR : jarak suatu planet ke matahari (m atau sa), jarak bumi ke matahari = 1 sa (satuan astronomis) = 150 juta kmKesesuaian Hukum Kepler dengan Hukum Gravitasi Newton Untuk men jelaskan hal in,i kita dapat melakukan pendekatan bahwa orbit planetadalah lingkaran dan matahari terletak pada pusatnya. Perhatikan gambar 2.6 di samping! Sebagaimana telah kita bahas di depan bahwa gaya tarikmenarik antara planetdengan matahari dapat kita tuliskan sebagai:Karena planet bergerak dalam lintasan lingkaran maka planet akan mengalami gayasentripetal yang besarnya adalah:
  • 7. Berdasarkan uraian di atas, dapat kita ketahui bahwa ternyata hukum gravitasi Newtonmemiliki kesesuaian dengan tata edar planet seperti yang dirumuskan oleh hukum Kepler.
  • 8. BUMI 500 TAHUN YANG AKAN DATANG Prediksi keadaan bumi 500 yang akan datang Jika kamu dapat melakukan perjalanan kembali ke masa lima abad yang lalu, kamuakan menemukan sebuah kekaisaran Aztek berkembang di Meksiko Tengah, lahirnyalukisan “Mona Lisa” dalam Renaisans Eropa dan suhu dingin di belahan bumi utara. Iniadalah sebuah dunia di tengah-tengah Little Ice Age (1300-1850) dan periode eksplorasiEropa sekarang dikenal luas sebagai Age of Discovery. Tapi bagaimana kalau kita bisa melihat 500 tahun ke depan dan melihat Bumi dariabad ke-26? Apakah dunia tampak berbeda bagi kita seperti manusia abad ke-16 melihatkita di abad ke-21? Sebagai awalan, seperti apakah cuacanya? Tergantung pada siapa kamu bertanya, abad ke-26 dapat menjadi sedikit dinginatau bahkan panas. Beberapa model output matahari menunjukkan bahwa tahun 2500-an,
  • 9. iklim bumi akan mendingin kembali menuju “Little Ice Age“. Penelitian lain memperkirakanbahwa perubahan iklim sedang berlangsung dan penggunaan bahan bakar fosil akanmembuat planet kita terlalu panas untuk kehidupan manusia dengan pada tahun 2300. Beberapa ahli menyatakan bahwa “tanggal awal” dari perubahan iklim adalahRevolusi Industri pada tahun 1800-an, dengan peralatan baru manusia mengubahlingkungan mereka. Dan alat-alat abad 26 kita mungkin memang cukup mengesankan. Fisikawan teoritis dan futuris – Michio Kaku memprediksi bahwa dalam 100 tahunsaja, manusia akan membuat lompatan dari peradaban tipe nol ke peradaban tipe I padaSkala Kardashev. Dengan kata lain, kita akan menjadi spesies yang dapat memanfaatkanseluruh jumlah energi sebuah planet. Memegang kekuasaan tersebut, manusia abad ke-26akan menjadi tuan dari teknologi energi bersih seperti fusi dan tenaga surya. Selanjutnya,mereka akan dapat memanipulasi energi planet untuk mengontrol iklim global. FisikawanFreeman Dyson, di sisi lain, memperkirakan lompatan untuk peradaban akan terjadi dalamwaktu sekitar 200 tahun. Teknologi telah meningkat secara eksponensial sejak tahun 1500-an, dan kecepatanini akan terus bertambah di abad yang akan datang. Stephen Hawking fisikawanmemperkirakan bahwa pada tahun 2600, pertumbuhan ini akan jelas terlihat. Misalnya 10dokumen baru teori fisika akan diterbitkan setiap 10 detik. Jika Hukum Moore berlaku, sertakecepatan dan kompleksitas komputer semakin berlipat ganda setiap 18 bulan, mungkinakan menghasilkan teknologi mesin yang sangat cerdas. Apa teknologi lain yang akan membentuk dunia abad 26? Futuris dan penulis AdrianBerry percaya bahwa rentang hidup rata-rata manusia akan mencapai 140 tahun.Penyimpanan digital dari kepribadian manusia akan terlaksana dengan sistemkomputerisasi yang canggih. Manusia akan melakukan pertanian lautan, perjalanan dalampesawat antarbintang dan berkoloni di bulan dan Mars sementara robot-robot menjelajahikosmos luar.
  • 10. Daftar Pustaka http://science.howstuffworks.com/earth-500-years.htm http://www.pnas.org/content/97/23/12433.full.pdf