MAKALAH
SEJARAH FISIKA
“GALILEO DAN FISIKA BARU”
DISUSUN
OLEH KELOMPOK 7
NAMA ANGGOTA :
1.
Anggraini Puspasari(06111011011)
2. Arsela Komaralita (06111011012)
3. Dinna Fitria (06111011036)
4. Maisyaroh (06111011020)
5.
Nisya Ulmiah (06111011028)
Dosen Pengasuh : M. Yusuf, M.Pd.
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU
PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
2012
GALILEO DAN FISIKA BARU
Galileo Galilei dilahirkan di Pisa, Toscana pada tanggal 15 Februari 1564
sebagai anak laki-laki pertama dari Vincenzo Galilei seorang metematikawan dan
kritikus musisi terkenal asal Florence dan Giulia Ammannati. Sebagai seorang
matematikawan, ayahnya berharap Galileo menjadi seorang dokter karena gaji
dokter sangat besar dibandingkan dengan matematikawan. Ia dididik sejak massa
kecil oleh kedua orang tuanya. Dia menerima pendidikan pertamanya di sebuah
biara di dekat Florence, dan di tahun 1581, dia masuk University of Pisa untuk
belajar kedokteran sesuai dengan keinginan ayahnya. Saat di University of Pisa,
Galileo mengikuti pelajaran geometri dan setelah itu meninggalkan kuliah
kedokterannya tetapi karena bosan dengan ilmu kedokteran ia mempelajari matematika
pada seorang guru di istana Tuscana, yakni Ostillo Ricci.
Namun, pada umur 21 tahun dia tidak dapat menyelesaikan kuliahnya karena
kekurangan biaya. Dia kembali ke Florence pada tahun 1585 untuk mempelajari
karya Euclid dan Archimedes. Tetapi untungnya ketika ia keluar dari
perkuliahannya ia ditawari sebagai pengajar di sana dan pada tahun 1589 ia
mengajar matematika. Setelah itu pindah ke Universitas Padua untuk mengajar
geometri, mekanika, dan astronomi sampai tahun 1610. Pada massa itu ia telah mendalami
sains dan membuat berbagai penemuan. Pada tahun 1612, Galileo pergi ke Roma dan
bergabung dengan Accademia dei Lincei untuk mengamati bintik matahari. Di tahun
1612 juga, muncul penolakan terhadap teori Nicolaus Copernicus oleh para ilmuan
tetapi teori ini didukung oleh Galileo. Sekitar tahun 1609 Galileo menyatakan
kepercayaannya bahwa Copernicus berada di pihak yang benar, tetapi waktu itu
dia tidak tahu cara membuktikannya.
Pada tahun 1614, dari Santa Maria Novella, Tommaso Caccini mengecam pendapat
Galileo tentang pergerakan bumi, anggapan bahwa teori ini sesat dan berbahaya.
Galileo pergi ke Roma untuk mempertahankan dirinya. Pada tahun 1616, Kardinal
Roberto Bellarmino menyerahkan pemberitahuan yang melarangnya mendukung maupun
mengajarkan teori Copernicus. Baru sesudah Paus meninggal tahun 1623, dia
digantikan oleh orang yang mengagumi Galileo. Tahun berikutnya, Paus baru ini
–Urban VIII– memberi pertanda walau samar-samar bahwa larangan buat Galileo
tidak lagi dipaksakan.Galileo menulis Saggiatore di tahun 1622, yang kemudian
diterbitkan pada tahun 1623. Pada tahun 1624, ia mengembangkan salah satu
mikrosop awal. Pada tahun 1630, ia kembali ke Roma untuk membuat izin mencetak
buku Dialogo Sopra i due massimi sistemi del mondo (Dialog tentang Dua
Sistem Penting Dunia) buku ini merupakan peragaan hebat hal-hal yang
menyangkut dukungan terhadap teori Copernicus dan buku ini diterbitkan tahun
1632 di Flourence dengan ijin sensor khusus dari gereja.
Meskipun begitu, penguasa-penguasa gereja menanggapi dengan sikap berang
tatkala buku terbit dan Galileo langsung diseret ke muka Pengadilan Agama di
Roma dengan tuduhan melanggar larangan tahun 1616. Dia dituduh telah melecehkan
agama, dan dinyatakan bersalah serta diminta untuk mengakui kesalahannya. Pada
masa-masa sulit itu, Galileo diduga membuat pernyataannya yang terkenal:
"Dan masih terus berputar", yang merujuk pada doktrin Copernican
tentang rotasi bumi pada porosnya. Akhirnya dia dijatuhkan vonis bahwa Galileo
harus ditahan di Sienna. Galileo, dapat dianggap orang yang taat beragama.
Lepas dari hukuman yang dijatuhkan terhadap dirinya dan pengakuannya, dia tidak
menolak baik agama maupun gereja. Yang ditolaknya hanyalah percobaan
pembesar-pembesar gereja untuk menekan usaha penyelidikan ilmu pengetahuannya.
Generasi berikutnya amat beralasan mengagumi Galileo sebagai lambang
pemberontak terhadap dogma dan terhadap kekuasaan otoriter yang mencoba
membelenggu kemerdekaan berfikir. Arti pentingnya yang lebih menonjol lagi
adalah peranan yang dimainkannya dalam hal meletakkan dasar-dasar metode ilmu
pengetahuan modern
Banyak pembesar-pembesar gereja tidak senang dengan keputusan menghukum
seorang sarjana kenamaan. Bahkan dibawah hukum gereja saat itu, kasus Galileo
dipertanyakan dan dia cuma dijatuhi hukuman yang lebih ringan. Meskipun hukuman
atas Galileo adalah hukuman penjara, Paus mengumumkan perintah untuk memberikan
Galileo hukuman penjara rumah di rumahnya di dekat Florence. Aturannya dia
tidak boleh menerima tamu, tetapi pada kenyataannya tidak seperti itu. Meskipun
ia dilarang untuk menerbitkan lagi karya-karyanya, dia mengabdikan diri pada
pergerakan dan lintasan-lintasan parabolic, sampai pada teori-teori yang
kemudian disempurnakan, dan memberikan suatu dampak yang penting dalam
penggunaan meriam. Hukuman lain terhadapnya hanyalah suatu permintaarn agar dia
secara terbuka mencabut kembali pendapatnya bahwa bumi berputar mengelilingi
matahari.Di bulan Desember 1633, ia diperbolehkan pensiun ke Vilanya di
Arciteri. Buku terakhirnya, Discorsi e dimostrazino matematiche, intorno a
due nuove scienze diterbitkan di Leiden pada tahun 1638. Di saat itu
Galileo hampir buta total.
Setelah galileo merasakan
penyelidikan yang sangat ketat ditahun 1632, dia menjadi hati-hati dalam
risetnya atau setidaknya dalam publikasinya, kedalam topik-topik yang bebas
dari implikasi teologis. Dia kembali menekuni bidang studi awalnya, yaitu
mekanika. Bukunya yang berjudul “Dialoghi delle Nouve Scienze” diselesaikannya
tahun 1636 dan dicetak dua tahun kemudian. Di bulan Desember 1633, ia
diperbolehkan pensiun ke Vilanya di Arciteri. Buku terakhirnya, Discorsi e
dimostrazino matematiche, intorno a due nuove scienze diterbitkan di Leiden
pada tahun 1638. Di saat itu Galileo hampir buta total.
Pada awal
karirnya, Galileo telah mulai gencar melakukan serangan pada ide-ide
Aristotelian yang kemudian dilanjutkannya seumur hidupnya. Disebuah menara
miring di Pisa pada tahun 1590, Galileo melakukan demonstrasi paling teaterikal
dalam sejarah dunia sains. Dengan menggabungkan ide-ide dari pemikiran lama,
dia mengusulkan untuk mendemonstrasikan kesalahan doktrin Aristotelian yang
menyatakan kecepatan benda yang jatuh sebanding dengan beratnya. Galileo
menjatuhkan dua buah meriam dengan berat masing-masing setengah pon dan seratus
pon dari atap menara. Tak perlu diragukan lagi, kedua meriam itu mencapai tanah
secara bersamaan. Sayangnya, hanya sedikit orang yang senang dengan apa yang
ditunjukan Galileo, selebihnya menganggap Galileo melakukan sihir.
Percobaan
yang dilakukan Galileo dimenara miring itu menunjukan bahwa kecepatan benda
yang jatuh tidak bergantung pada beratnya, asalkan beratnya cukup untuk melawan
hambatan atmosfer. Percobaan-percobaan selanjutnya mengarahkan kita pada
hukum-hukum yang berkaitan dengan kecepatan benda jatuh yang dipercepat.
Percobaan lainya, dimana bola-bola meriam tadi dibuat menggelinding dibidang
miring. Hal ini menguatkan observasi bahwa gaya tarik gravitasi memberikan
kecepatan pada benda yang jatuh, yang sebanding dengan panjang lintasan jatuhnya,
tanpa memperdulikan lintasan itu berupa garis lurus atau miring.
Studi ini
diasosiasikan dengan proyektil. Sebagai contoh, sebuah peluru ditembakkan.
Peluru ini akan bergerak dalam sebuah garis horizontal yang lurus sampai gaya
yang mendorongnya habis, lalu kemudian peluru akan jatuh ketanah dalam suatu
garis vertical yang tegak lurus terhadap lintasan awalnya. Galileo berfikir
bahwa peluru itu mulai jatuh sesaat setelah ditembakkan dan melintang membentuk
arah parabola. Berdasarkan pemikirannya ini, sebuah peluru akan jatuh
menghantam tanah bersamaan dengan sebuah peluru yang ditembakkan secara
horizontal. Sebagaimana proyektil itu mengikuti lintasan parabola, hambatan
udara adalah faktor yang tidak dapat dihitung Galileo secara akurat, dan
menyalahi realisasi idenya. Ide pentingnya adalah : sejenis gaya, misalnya gaya
gravitasi yang bekerja pada sebuah benda yang tak disokong benda lain apapun
disaat yang sama akan dikerjai oleh sebuah gaya translasi.
Kepercayaan
bahwa bumi ini berotasi membuat suatu gambaran penting bahwa semua benda yang
ada dipermukaan bumi ambil bagian dari gerak-geraknya yang bervariasi dan cukup
bebas antara satu dengan yang lain. Jika bumi ini berotasi, maka sebongkah batu
yang dijatuhkan dari atas sebuah menara tidak akan jatuh dikaki menara, karena
gerak bumi akan membuat menara menjauh dari posisi asalnya ketika batu itu
sedang dalam lintasannya. Ini siap diobservasi, sebagai contoh : batu yang
dijatuhkan dari sebuah kereta yang bergerak tidak akan menghantam tanah secara
langsung ketitik dimana batu itu dijatuhkan, tetapi batu itu ambil bagian dari
gerak maju kereta. Pendek kata, percobaan sehari-hari memberikan kita ilustrasi
dari apa yang mungkin merupakan gerak gabungan, yang membuat semuanya terlihat
masuk akal. Jika bumi bergerak, benda yang ada dipermukaannya akan ambil bagian
terhadap gerak itu dengan sebuah cara yang tidak bercampur dengan pergerakan
lain yang mungkin mereka lakukan.
Kesulitan
terbesarnya adalah benda-benda yang bergerak itu diperkirakan dengan cara yang
salah. Karena gaya harus diaplikasikan pada sebuah benda agar benda itu dapat
brgerak, maka diasumsikan bahwa gaya yang sama harus terus-menerus
diaplikasikan untuk membuat benda-benda itu tetap bergerak. Sebagai contoh,
ketika sebuah batu dilemparkan dari tangan, gaya langsung diaplikasikan ketika
batu itu meninggalkan tangan. Walaupun demikian, batu itu terbang pada jarak
tertentu dan kemudian jatuh ke tanah. Aristotelian memperoleh kesimpulan bahwa
gerakan tangan telah memberikan gerak dorongan pada udara dan gerakan dorongan
ini tidak dijelaskan. Mungkin saja, riak air yang perlahan lenyap memberikan
penjelasan secara analogi mengenai implus yang lenyap secara berangsur-angsur
yang mendorong batu itu.
Semua ini
tentu hanyalah kesalahan penentuan sudut pandang. Seperti semua orang ketahui
saat ini, udara memperlambat gerak batu, menyebabkan gravitasi mampu menariknya
kebumi lebih cepat daripada yang seharusnya terjadi. Seandainya hambatan udara
dan gaya tarik gravitasi tidak ada, maka batu yang terlemparkan dari tangan
tadi akan melayang dalam suatu garis lurus dengan kecepatan yang tidak akan
pernah berubah. Namun faktanya, seperti yang dinyatakan dalam hukum gerak
pertama, sangat sulit untuk dimengerti. Langkah pertama yang penting dalam hal
ini mungkin di implikasikan dalam penelitian Galileo tentang benda yang jatuh.
Penelitian ini, seperti yang kita ketahui, mendemonstrasikan bahwa benda yang
beratnya setengah pon dan seratus pon jatuh dengan kecepatan yang sama.
Bagaimana pun, permasalahanya terletak pada benda tertentu, misalnya bulu, yang
tidak jatuh dengan kecepatan rata-rata seperti halnya pada benda yang lebih
berat. Anomali ini, menuntut penjelasan, dan penjelasannya adalah benda yang
relatif ringan dihambat oleh udara. Saat ide bahwa udara dapat melakukan aksi,
sebagaimana sebuah gaya akan muncul, dipahami, para penyelidik prinsip-prinsip
mekanika telah memasuki perjalanan yang baru dan menjanjikan.
Galileo
tidak dapat menunjukan pengaruh hambatan udara. Dia tidak dapat meletakkan
sehelai bulu dan sebuah koin dalam suatu ruang hampa udara dan membuktikan
hukum kedua benda itu akan jatuh dengan kecepatan yang sama, karena pada
massanya pompa udara belum ditemukan. Seorang Italiaan yang hebat telah
mengerti benar bahwa ide hambatan udara memainkan peranan yang amat penting
berkaitan dengan gerak benda jatuh dan benda yang diproyeksikan. Sebagaimana
yang dinyatakan Descrates dalam bukunya “principia philosophiae” yang
diterbitkan pada tahun 1644, benda apapun yang bergerak sepanjang garis lurus
kecepatannya akan selalu tetep. Sebaliknya benda tidak bergerak akan tetap diam
walaupun dikerjai oleh beberapa gaya.
Eksperimen
Galileo yang lebih mendalam yang berkaitan dengan subjek sebelumnya, dibuat
dengan mengukur kecepatan bola yang berputar diatas bidang miring dengan
sudut-sudut yang bervariasi. Dia menemukan bahwasanya kecepatan bola itu
berbanding dengan tinggi dimana bola itu dijatuhkan dan tidak berkaitan dengan
kemiringannya. Ekperimen-eksperimen itu dibuat juga dengan sebuah bola yang
menggelinding diatas sebuah papan yang melengkung, lengkungan itu mewakili
ukursn luas lingkaran. Eksperimen-eksperimen ini mengarahkan kita pada
pembelajaran tentang gerak kurva liniear dari sebuah benda yang digantungkan
dengan seutas tali dengan kata lain sebuah pendulum.
Galileo
menemukan, sebagai contoh : bahwa sebuah pendulum dengan panjang tertentu
melakukan osilasi dengan frekuensi yang sama walaupun lengkungannya dibuat
sangat bervariasi. Dia juga menemukan bahwa osilasi rata-rata untuk pendulum
dengan panjang tali yang berbeda-beda akan berbeda pula dan didasarkan pada
hukum yang sederhana. Agar sebuah pendulum berosilasi setengah kali dari
kecepatan semula maka panjang pendulum dijadikan empat kali semula. Dengan kata
lain, osilasi rata-rata pendulum variasi dan berbanding terbalik dengan kuadrat
jaraknya. Disini kemudian ada sebuah hubungan sederhana antara gerak benda
berayun dengan hubungan yang ditemukan Keppler tentang gerak relatif
planet-planet.
Galileo lebih jauh mengamati bahwa
pendulumnya dapat dikonstruksikan dengan berat berapa pun yang dapat mengatasi
hambatan udara dan tidak ada suatu bahan atau benda apapun yang dapat
mempengaruhi waktu osilasi, hal ini hanya ditentukan oleh panjang tali. Dikarenakan sebuah pendulum dengan panjang tertentu berosilasi dengan
kecepatan yang tetap, maka waktu dapat diukur. Hal inilah yang memungkinkan
Huygens untuk merancang jam pendulum.
Sebagai hasil teoritis dari studi
terhadap benda yang berputar dan berosilasi, dikembangkanlah apa yang biasanya
disebut hukum gerak ketiga, yaitu pada benda yang bergerak dengan sebuah efek
yang sebanding dengan efek yang dikerjakannya pada benda yang sama dalam
keadaan diam.
Penemuan-Penemuan
Galileo-Galilei
1. Prinsip Pendulum
Saat ia menjadi mahasiswa, ia
meneliti sebuah lampu gantung yang bergoyang, dan memerhatikan bahwa waktu yang
diperlukan lampu itu untuk menyelesaikan ayunannya adalah tetap sama, bahkan
bila kecepatan ayunan lampu itu bertambah dengan cepat. Dia kemudian melakukan
percobaan terhadap benda-benda tertentu dan mendapati bahwa benda-benda itu
juga mengalami hal yang sama, hal ini mengingatkan dia pada prinsip pendulum.
Dari penemuan ini, ia dapat menemukan suatu alat untuk mengukur waktu, yang
menurut para dokter dapat digunakan untuk mengukur denyut nadi pasien.
Christian Huygens kemudian mengambil prinsip ayunan pendulum itu untuk membuat
jam pendulum.
2.
Keseimbangan Hidrostatik
Galileo tidak meneruskan
pendidikanya sampai akhir dikarenakan masalah keuangan. Lalu dia kembali ke
Florence pada tahun 1585 untuk mempelajari karya Euclid dan Archimedes. Dia
memperluas karya Archimedes tentang hidrostatik dengan menciptakan keseimbangan
hidrostatik, suatu alat yang dirancang untuk mengukur berat jenis benda. Tahun
berikutnya, ia menerbitkan suatu tulisan yang menjelaskan penemuan barunya,
yang menentukan gravitasi tertentu benda dengan memasukkannya ke dalam air.
Dengan keseimbangan hidrostatik, Galileo mendapatkan reputasi sebagai ilmuwan
di Itali.
3. Pengamatan Kualitatif ke Kuantitatif
Sumbangan yang sangat penting
dari Galileo bagi perkembangan ilmu pengetahuan adalah metodologi ilmu
pengetahuan. Galileo menetapkan fenomena dan melakukan pengamatan secara
kuantitatif. Penetapan yang cermat terhadap perhitungan secara kuantitatif
sejak saat itu menjadi dasar penyelidikan ilmu pengetahuan hingga saat ini.
4. Bidang Mekanika
Sumbangan Galileo pada bidang ini
mengacu pada pernyataan Aristoteles seorang filsuf Yunani yang memiliki
pengaruh besar yakni benda yang lebih berat akan jatuh lebih cepat dibanding
dengan benda yang lebih ringan. Tidak seperti kaum cerdik dan pandai lainnya
yang menelan begitu saja pernyataan Aristoteles, Galileo memutuskan untuk
membuktikannya terlebih dahulu. Melalui beberapa eksperimen dia berkesimpulan
bahwa pendapat Aristoteles tidak benar. Menurut Galileo berdasarkan
eksperimennya bahwa baik benda berat maupun ringan akan jatuh dengan kecepatan
yang sama kecuali sampai pada batas mereka berkurang kecepatannya akibat adanya
gesekan udara. Kebiasaan Galileo melakukan percobaan melempar benda dari menara
Pissa dilakukannya tanpa sadar. Berdasarkan hal tersebut, Galileo mengambil
langkah lebih lanjut. Dengan hati-hati dia mengukur jarak jatuhnya benda pada
saat yang telah ditentukan dan mendapatkan bukti bahwa jarak yang dilalui oleh
benda yang jatuh adalah berbanding lurus dengan jumlah detik kuadrat jatuhnya
benda. Penemuan ini memiliki arti penting tersendiri. Bahkan lebih penting lagi
Galileo berkemampuan menghimpun hasil penemuannya dengan formula matematik.
Penggunaan yang luas formula matematik dan metode matematik merupakan sifat
penting dari ilmu pengetahuan modern.
5. Penemuan Termometer
Tahun 1593, Galileo menemukan
salah satu alat ukur yang dapat digunakan dalam ilmu pengetahuan, yaitu
termometer. Termometer temuan Galileo ini terdiri dari sebuah gelembung udara
yang bisa membesar atau mengecil karena perubahan temperatur dan hal ini bisa
menyebabkan level air naik atau turun. Meskipun alat ini tidak akurat karena
tidak menghitung perubahan tekanan udara, alat ini merupakan pelopor perkembangan
alat-alat canggih.
6. Bidang Hukum Kelembaman
Sumbangan terbesar lainnya dari
Galileo adalah penemuannya mengenai hukum kelembaman. Sebelumnya, orang percaya
bahwa benda yang bergerak dengan sendirinya akan menjadi makin pelan dan akan
berhenti jika tidak ada tenaga yang menambah kekuatan agar terus bergerak.
Tetapi percobaan-percobaan Galileo membuktikan bahwa anggapan itu keliru. Jika
kekuatan melambat seperti pergeseran, dapat dihilangkan, benda yang sedang
bergerak cenderung bergerak tanpa batas. Ini merupakan prinsip penting yang
telah berulang kali dikemukakan oleh Newton dan digabungkan dengan sistemnya
sendiri sebagai hukum gerak pertama salah satu prinsip vital dalam ilmu
pengetahuan.Galileo juga menurunkan percepatan sebagai laju perubahan terhadap
waktu.
Oleh karena itu galileo tidak
mencapai pengertian lengkap untuk kelembaman.Walaupun demikian, sekurangnya ia
sudah menurunkan pengertian yang cukup berguna.Pada tahun 1592 ,ia melihat
bahwa ketika menggelinding dipermukaan licin dan rata, bola tidak akan berhenti
karena tidak ada gesekan. Dengan kata lain, kelembaman benda kekal ketika tidak
ada gaya perintang.Kesimpulan ini bertolak belakang dengan pendapat pengikut
aristoteles .Mereka menyatakan bahwa kecepatan akan bertambah ketika tidak ada
gaya perintang.Meskipun tidak pernah memberi sepatah definisi “kelembaman”.
Ia mengatakan bahwa benda
memiliki ”keenganan” terhadap perubahan,baik dalam posisi diam maupun sedang
bergerak. Keenganan dipahaminya dari hasil perkalian antara berat dan kecepatan.
Satu – satunya penulis kuno yang dihormati galileo adalah Arkhimedes. Contoh
gerak yang menggelinding tadi sudah menegaskan bahwa hal itu bukan gerak alami,
bukan juga gerak paksa.
7. Bidang Astronomi
Pada awal tahun 1600-an teori
perbintangan berada pada situasi yang tidak menentu. Terjadi selisih pendapat
antara teori Copernicus yang matahari sentris dan teori-teori sebelumnya yang
menyatakan bumi sentris. Tetapi Galileo saat itu sampai akhir hayatnya
mendukung teori Copernicus. Dalam beberapa wacana dikatakan bahwa penemuan
Galileo di bidang Astronomi merupakan penemuan termahsyur diantara
penemuan-penemuannya. Tetapi ada disuatu wacana yang menyatakan bahwa Galileo
itu tidak memberikan kontribusi apapun dalam bidang astronomi karena sebenarnya
yang menemukan teleskop pertama kali itu bukan Galileo tetapi oleh Hans
Lippershey, seorang pembuat kacamata dari Denmark. Saat Galileo mempelajari
penemuan ini di pertengahan tahun 1609, dia segera membuat sendiri dan
memberikan beberapa tambahan. Teleskop buatannya dapat memperbesar benda-benda
9 kali lipat, 3 kali lebih hebat dari buatan Lippershey. Teleskop Galileo
terbukti sangat berguna untuk kegiatan kelautan dan Galileo diangkat sebagai
profesor seumur hidup di University of Venice.
Ia kemudian melanjutkan karyanya,
dan di akhir tahun 1609, dia telah membuat sebuah teleskop yang dapat
memperbesar tiga puluh kali lipat. Penemuan yang dilakukannya terhadap alat ini
menggerakkan bidang astronomi. Galileo melihat pinggiran bulan yang tidak rata,
yang dianggapnya sebagai puncak-puncak gunung. Dia menganggap bahwa daerah
bulan yang luas dan gelap adalah terdiri dari air, yang disebutnya sebagai
"maria" (laut), meskipun sekarang kita tahu bahwa tidak ada air di
bulan. Saat dia meneliti Milky Way, Galileo dikagumi karena menemukan Jupiter,
yang berlanjut dengan penemuannya atas empat bulan Jupiter; yang kemudian
disebutnya sebagai "satelit", suatu istilah yang diusulkan oleh
seorang ahli astronomi Jerman, Johannes Kepler. Galileo menamakan bulan-bulan
milik Jupiter itu dengan Sidera Medicea (Medicea Stars) untuk menghormati
Cosimo de Midici, the Grand Duke of Tuscany (Adipati Tuscany), seseorang yang
kepadanya Galileo bekerja sebagai "filsuf dan ahli matematika
pertama" setelah meninggalkan University of Pisa di tahun 1610. Dengan
terus mengadakan penelitian, ia juga dapat mengamati bulan- bulan yang sedang
tertutup oleh Jupiter (gerhana), dan dari hal itulah dia dapat dengan tepat
memperkirakan periode rotasi setiap bulan.
Tahun 1610, Galileo menggambarkan
planet-planet yang ditemukannya di sebuah buku kecil yang disebut "Siderus
Nuncius" (The Sidereal Messenger). Tahun 1613, Galileo menerbitkan sebuah
buku di mana untuk pertama kalinya dia memberikan bukti dan pembelaannya secara
terbuka tentang bentuk sistem tata surya yang terlebih dahulu dikemukakan oleh
ahli astronomi asal Polandia, Nicholas Copernicus, yang mengatakan bahwa bumi
yang letaknya di tengah-tengah alam semesta ini, seperti yang ada dalam
rancangan Ptolemic, hanyalah salah satu galaksi yang mengelilingi matahari.
Sementara itu, ada dukungan dari beberapa pendeta yang berkuasa terhadap bukti
yang disampaikan Galileo atas teori Copernicus. Penguasa Roma Katolik akhirnya
memutuskan bahwa perbaikan atas doktrin gereja yang panjang berkenaan dengan astronomi
tidaklah diperlukan. Oleh sebab itulah di tahun 1616, sebuah dekrit dikeluarkan
oleh gereja yang menyatakan bahwa pendapat yang dikemukakan Copernicus
"salah dan keliru" dan Galileo diminta untuk tidak mengikuti sistem
tersebut.
Ia juga terkenal dengan teorinya
bahwa gerak pasang surut samudra merupakan bukti bahwa Bumi memang berputar di
ruang angkasa. Dia menganggap pasang surut adalah konsekuensi alam akibat
gerakan Bumi. Logikanya begini: jika Bumi tetap diam, bagaimana airnya bisa
mengalir terus, naik turun dengan dengan interval teratur di sepanjang pantai.
Selanjutnya, karena gereja Katolik dan pengadilan melarangnya untuk mengikuti
teori Copernican mengenai sistem tata surya, maka Galileo memfokuskan diri pada
masalah menentukan gelombang longitudinal di laut, yang membutuhkan sebuah jam
yang dapat dipercaya. Galileo berpendapat bahwa ada kemungkinan untuk mengukur
waktu dengan meneliti gerhana di bulan Jupiter. Sayangnya, ide ini tidak dapat
dilakukan karena gerhana tidak dapat diperkirakan dengan cukup akurat dan
meneliti benda angkasa dari sebuah perahu yang kandas adalah hampir tidak
mungkin. Galileo ingin perintah yang melarang teori Copernican dicabut. Dan di
tahun 1624, ia melakukan perjalanan ke Roma untuk menyampaikan keinginannya itu
kepada Paus yang baru saja terpilih, Urban VIII. Paus tidak akan mencabut
larangan itu, tetapi akan memberi izin kepada Galileo untuk menulis tentang
sistem Copernican, syaratnya tulisan tersebut tidak akan dipakai oleh gereja
seperti contoh alam yang disampaikan oleh Ptolemaic.
Stevinus dan Hukum Kesetimbangan
Penelitian-penelitian
mekanika yang dilakukan Galileo tak ubahnya sebuah tindakan revolusioner
dibidang sains. Penelitiannya ini merupakan kemajuan besar pertama setelah
penelitian dinamis yang dilakukan Archimedes dan kemudian mengarahkan kita pada
dasar yang terjamin untuk memulai sains modern. Namun Galileo tidak mengerjakan
semuanya sendiri. Dua orang yang sangat berjasa dan membantu Galileo adalah
seseorang belanda bernama Stevinus yang merupakan rekan Galileo dalam
menentukan dasar-dasar sains dinamis, dan seorang Inggris bernama Gilbert yang
pertama meneliti fenomena magnet sehingga dijadikan penelitian sains.
Stevinus
lahir pada tahun 1548 dan meninggal di tahun1620. Dia adalah orang yang memiliki
kejeniusan dibidang praktek dan dia menarik perhatian orang-orang non-sains
pada zamannya dengan mengkonstruksi kendaraan darat yang dilengkapi roda
sehingga mirip dengan perahu di air. Dialah orang yang mampu menyelesaikan
persoalan tentang gaya tak langsung dan dia juga yang menemukan prinsip penting
dalam hidroninamik, yaitu bahwa tekanan fluida sebanding dengan kedalamannya
tanpa bergantung pada bentuk pipanya.
Penelitian
gaya tak langsung dibuat Stevinus dengan bantuan benda miring. Percobaannya
yang paling demonstratif ini sebenarnya sangat sederhana, dimana sebuah
rangkaian yang tersusun oleh bola-bola dengan berat yang sama digantung pada
sebuah bidang segitiga. Segitiga itu dirancang sedemikian rupa sehingga diam
diposisi dasar horizontal, sisi-sisi miring yang menunjang hubungan dengan sisi
yang lain. Stevinus menemukan bahwa rangkaian bolanya akan seimbang jika empat
bola berada pada sisi yang lebih panjang dan dua bola pada sisi yang lebih
pendek dan lebih curam. Keseombangan gaya seperti itu merupakan suatu
kesetimbangan stabil. Stevinus menjadi orang yang pertama memisahkan suatu
jenis kondisi dan kondisi yang tidak seimbang disebut keseimbangan yang tidak
stabil. Percobaan yang sederhana ini didasari hukum statis. Penelitian awal
Stevinus dipublikasikan pada tahun 1608. Seluruh hasil kerjanya yang terkumpul
dipublikasikan oleh Leyden pada tahun 1634.
Penelitian
tentang keseimbangan tekanan benda saat diam mengarah Stevinus untuk
mempertimbangkan gabungan dari tekanan fluida. Dia diberi penghargaan atas
penjelasannya yang kemudian dikenal sebagai paradoks hidrostatik. Percobaan
modern yang mengilustrasikan paradoks ini dibuat dengan memasukkan sebuah
tabung yang panjang dan tegak lurus dengan kaliber yang kecil kedalam bagian
atas dari tong yang tertutup rapat. Saat mengisi tong dan tabung dengan air,
ini memungkinkan untuk menghasikan suatu tekanan yang akan menekan tong.
Walaupun tong itu kuat dan berat air didalam tabung tidak signifikan. Hal ini
mengilustrasikan fakta bahwa tekanan pada bagian bahwa tabung sebanding dengan
tinggi tabung dan tidak bergantung pada bagian besarnya, inilah yang
mempertanyakan paradoks hidrostatik. Penjelasannya adalah bahwa suatu fluida
yang diletakkan dibawah tekanan akan membutuhkan sebuah gaya yang sama terhadap
semua bagian dari dinding pembatas, jumlah tekanan yang dapat ditambah secara
tidak tepat dengan memperbesar permukaannya. Inilah prinsip yang digunakan pada
tekana hidrostatik.
Galileo dan Kesetimbangan Fluida
Percobaan-percobaan
dari penggabungan benda, yang harus dilakukan dengan kesetimbangan fluida,
menguji kecerdasan Galileo. Beberapa percobaan paling pentingnya harus
dilakukan dengan benda yang terapung. Kini pandangan yang ditentang Galileo
menyatakan bahwa air memberikan hambatan pada penetrasi dan hambatan ini
bersifat instrumental dalam menentukan apakah benda yang diletakkan di air akan
mengapung atau tenggelam. Galileo berpendapat bahwa air tidak dapat menghambat
dan benda akan mengapung atau tenggelam bergantung pada beratnya. Ini merupakan
pengulangan dari pernyataan tentang hukum Archimedes. Namun harus dijelaskan
mengapa benda dengan suatu bentuk tertentu mengapung, sementara benda lain yang
terbuat dari bahan yang sama dan beratnya sama tapi berbeda bentuk dapat
tenggelam.
Galileo mencoba
untuk membuktikan hal ini. Pada tempat pertama, dia membuat kerucut dari bahan
kayu atau lilin dan menunjukan bahwa ketika benda itu mengapung dengan titik
atau dasarnya di air, benda itu akan menggantikan sejumlah fluida. Lagi-lagi
percobaan itu dapat ditemukan bahwa bentuk pelampung dengan kuantitas yang sama
harus ditambahkan pada lilin ini untuk mengangkat permukaannya.
Terlihat
bahwasanya Galileo, sedang menuju suatu thesis yang benar walaupun ada beberapa
idenya yang salah. Tentu saja tidak benar bahwa air tidak mempunyai hambatan
pada penetrasi walaupun seperti yang kita fikirkan Galileo benar jika hambatan
air bukanlah faktor penting yang dapat menentukan apakah benda akan mengapung
atau tenggelam. Begitu pula halnya pada benda datar. Tidak semua hal menjadi
tidak tepat untuk mengatakan bahwa air menghambat penetrasi dan hambatan ini
mendorong benda. Fisikawan modern menjelaskan fenomena berhubungan dengan
permukaan sebagai tegangan fluida.
William Gilbert dan Studi Tentang Magnet
Akan diobservasi
bahwa studi-studi Galileo dan Stevinus terkonsentrasi pada gaya gravitasi.
Dengan keragu-raguan pada prinsip pengecualian Bacon, Gilbert adalah orang
sains yang paling beda di Inggris selama masa pemerintah Ratu Elizabeth. Ratu
Elizabeth memberikannya uang pensiun yang memungkinkannya melanjutkan
penelitiannya dibidang sains murni.
Penelitian
Gilbert di bidang kimia, yang juga dianggap hal yang amat penting hampir
hilang. Namun demikian hasil karyanya selama dela[an belas tahun, De magntte
adalah hasil karya yang cukup penting. Dr. Priestly kemudian menyebutkan
sebagai bapak listrik modern.
Gilbert
adalah orang pertama yang menyatakan bahwa bumi
adalah sebuah magnet yang sangat besar. Dia tidak hanya memberikan sebutan
“kutub” untuk titik akhir atau titik ekstrim pada jarum magnet, tettapi
menyebutkan adanya kutub utara dan kutub selatan. Walaupun persamaan ini
mempunyai arti yang sangat bertentangan dengan apa yang kita gunakan
sehari-hari. Kutub utara magnet mengarahkan ke selatan bumi atau sebaliknya.
Dia juga orang pertama yang menggunakan istilah “gaya listrik”, “pancar
listik”. Sampai saat ini belum terdeteksi adanya kesalahan pada teori-teori
yang ditemukan Gilbert. Sebagai seorang pionier dari sebuah bidang sains yang
tidak tereksprorasi, karya yang dihasilkan terbilang akurat.
Sebelum mengumpulkan demonstrasi
bahwa bumi sebenarnya adalah sebuah batu timah raksasa, Gilbert
mendemonstrasikan dengan cara yang jenius, bahwa setiap batu timah apapun
ukurannya memiliki kutub yang pasti dan tetap. Dia melakukanya dengan meletakannya batu itu dalam sebuah mesin bubut metal
dan mengubah bentuknya menjadi bola dan diatas bola inilah ditunjukan bagaimana
kutub-kutub magnet ditemukan. Batu timah berbentuk bola ini dinamainya terella
(bumi kecil).
Gilbert telah
melakukan percobaan dengan meenempatkan batu timah itu mengapung di air. Serta
meneliti bahwa kutub-kutub itu selalu berputar sampai mereka menunjukan arah
utara dan selatan, yang kemudian dijelaskan Gilbert sebagai tarikan magnet
bumi. Dia juga memberitahukan bahwa sepotong besi yang ditempa yang
ditempatkan diatas sebuah gabus yang mengapung di atas air ditarik oleh besi
lain menuju suatu sudut besrnya tidak berarti dan dia juga meneliti bahwa
batangan besi biasa jika digantungkan dengan benang, diasumsikan sebagai arah
utara dan selatan. Percobaan-percobaan lainnya semakin meyakinkan bahwa bumi
itu adalah magnet dan batu timah.
Karena
apresiasi yang besar pada pemikiran Gilbert yang menyatakan bahwa bumi adalah
magnet, maka teori-teori yang menjelaskan aksi jarum magnet itu semakin maju.
Columbus dan Paracelsus misalnya, percaya bahwa jarum tidak ditarikoleh suatu
titik disurga seperti bintang magnetic. Gilbert membuat percobaan-percobaan
yang luas untuk menjelaskan jarum yang bengkok, yang pertama diberitahukan oleh
William Norman. Teori Gilbert tentang pembengkokkan ini didasarkan pada suatu
hipotesis yang telah dipertimbangkan lebih dulu. Gilbert menemukan jarum
magnetnya membengkok 72 derajat di London ; delapan tahun kemudian Hudson
menemukan pembengkokkan jarum magnet 750 22` kearah garis
balik utara. Namun 200 tahun kemudian yaitu tahun 1831, Sir James Ross
menemukan bahwa garis balik utara berada pada posisi 7005` dan garis
balik selatan diposisi 96043`. Ini bukanlah hal nyata yang
diasumsika Gilbert dan prediksi sainsnya tidak sepenuhnya benar.
Sebuah ringkasan singkat dari
penemu-penemuannya yang lain cukup menunjukan bahwa posisi terhormat dibidang
sains untuknya sebagaimana dia adalah satu dari ilmuan-ilmuan lainnya yang
patut dihargai. Dia adalah orang pertama yang
membedakan antara listrik dan magnet. Dia juga menemukan “muatan listrik” dan
menunjukan bahwa muatan listrik itu dapat disimpan beberapa saat didalam suatu
benda dengan cara menutupi benda itu dengan bahan-bahan yang tidak dapat menghantar
listrik, misalnya kain sutera walaupun tentunya konduksi listrik tidak terlalu
dimengerti. Peralatan listrik pertama yang dibuat Gilbert adalah manometer.
Walaupun dia telah meninggal tida abad yang lalu, namun metode per-magnet-an
besi diperkenalkannya masih dipakai sampai saat ini.
Penelitian-penelitian Tentang Cahaya, Panas dan Tekanan Atmosfer
Kita telah mengetahui bahwa Ptolemy dimasa Aleksandria dan Alhazen di Arab
telah mempelajari refraksi. Keppler mengulangi eksperimen-eksperimen kedua
orang itu dan selalu berjuang untuk menggeneralisasikan observasinya. Dia
mencoba menemukan hukum yang mengatur perubahan arah cahaya, dimana suatu sinar
cahaya diasumsikan melewati satu medium menuju medium lain. Keppler menghitung
sudut refraksi dengan menggunakan sebuah bak seperti apparatus yang
memungkinkannya membandingkan sinar dtg dan sinar refraksi. Dia menemukan bahwa
ketika sebuah sinar cahaya melewati sebuah piringan kaca, jika sinar ini
mengenai permukaan kaca dengan sudut yang lebih besar dari 450, maka
sinar itu akan direfraksikan seluruhnya ke udara. Keppler tidak mengetahui
bahwa medium yang berbeda akan merefraksikan cahaya dengan cara yang berbeda
pula dan untuk medium yang sama, jumlah cahaya berpengaruh terhadap perubahan
sudut. Dia tidak dapat menggeneralisasikan observasinya seperti yang ia
harapkan ditambah dengan hukum refraksi tidak berhasil ditemukannya. Tahun
1621, seorang Belanda bernama Willebrord Snell menemukan hukum dari hasil
penelitian Keppler dan Decrates yang memformulasikan hukum itu. Kadang-kadang
orang beranggapan bahwa Decrates lah penemu hukum refraksi cahaya. Tidak ada
alasan untuk mempercayai bahwa Decrates mendasarkan generalisasinya pada
percobaan Snell. Hukum itu, seperti yang dinyatakan Decrates, menyatakan bahwa
sinus dari sudut yang datang memberikan suatu rasio yang tetap untuk sinus dari
sudut refraksinya untuk semua medium.
Galileo sendiri mempelajari tentang cahaya sebagaimana dia berkontribusi dalam
penyempurnaan teleskop. Penelitian tentang panas ternyata lebih menarik
perhatiannya dan kemudian dia mengarahkan penelitiannya untuk mengukur suhu.
Thermometer ciptaannya didasarkan pada prinsip ekspansi zat cair jika
dipengaruhi panas. Namun sebagaimana pengukuran temperatur adalah sesuatu yang
sangat rumit karena tabung yang di dalamnya terkandung zat cair yang akan
diukur ini terbuka dan berhubungan langsung dengan udara luar. Oleh karena itu,
barometer yang menunjukkan perubahan tekanan mengganjal teori Galileo tentang
pengukuran temperaturnya.
Torricelli
Torricelli adalah murid dari Galileo. Galileo telah mengobservasi bahwa air
tidak akan naik ke dalam sebuah tabung tertutup seperti pompa ke ketinggian
yang melebihi 33 kaki. Tapi dia tidak pernah mampu memberikan penjelasan yang
memuaskan tentang prinsip itu. Torricelli dapat menunjukkan bahwa tinggi air
tidak bergantung pada apapun kecuali beratnya yang kemudian dibandingkan dengan
berat udara. Hal ini memang benar, ini adalah bukti bahwa fluida apapun akan
mencapai ketinggian tertentu bergantung pada berat relatifnya yang dibandingkan
dengan udara. Dengan demikian, Mercuri yang memiliki kerapatan 13 kali
kerapatan air hanya akan naik ke 1/13 tinggi kolom air yaitu sepanjang 30 inci.
Berdasarkan hasil ini, maka Torricelli akan membuktikan bahwa teorinya benar.
Torricelli memasukkan Mercuri ke dalam sebuah tabung yang salah satu bagian
ujungnya tertutup. Dia lalu membalikkan tabung itu sehingga mulut tabung yang
terbuka berada dibawah. Mercuri yang ada di dalam tabung jatuh menuju mulut
tabung yang berada di bawah, namun setelah sampai 30 inci dari titik awalnya
jatuh, Mercuri itu tidak menyentuh mulut tabung dan berada pada keadaan tetap
30 inci. Keberhasilan Teori Torricelli ini merupakan tindakan revolusioner.
Tekanan atmosferlah yang menyebabkan Mercuri tidak jatuh sampai ke mulut
tabung.
Telah lama orang-orang menyangka dan percaya bahwa kecepatan udara bervariasi
setiap waktu. Ada kalanya udara itu “berat” dan kadang pula “ringan”. Ini
adalah bukti bahwa kolom Mercuri yang diciptakan Torricelii dapat naik turun
dan hanya berbanding lurus dengan berat atau ringannya udara saai itu. Kemudian
hanya perlu digambarkan suatu skala ditabung itu yang mengindikasikan tekanan
atmosfer relative dan barometer Torricelli berhasil diselesaikan.
Teori-teori dan penemuan-penemuan yang sifatnya revolusioner seperti yang
dikatakan Torricelli jelas menimbulkan kontroversi. Tahun 1648, Pascal
menyarankan bahwa jika teori tekanan atmosfer dengan menggunakan Mercuri itu
benar adanya maka hal ini dapat ditunjukkan dengan mendaki gunung dan membawa
tabung Mercuri tersebut. Sebagaimana diketahui bahwa udara menjadi lebih ringan
dipermukaan bumi yang lebih tinggi maka kolom Mercuri itu tingginya akan
berkurang dan akan naik lagi ketika tabung itu berada dipermukaan bumi yang
lebih rendah. Percobaan ini akhirnya dilakukan di Gunung Puy de Dome di
Auvergne dan kolom Mercuri itu naik turun sebesar 3 inci.
Dari percobaan ini didapatlah bahwa pengukuran ketinggian gunung dapat
dilakukan dengan menggunakan barometer dengan sedikit modifikasi dan perbaikan
pada bentuk awalnya.
Torricelli juga melakukan penelitian di bidang Hidrolik. Selain itu dia juga
melakukan perbaikan pada mikroskop dan teleskop. Torricelli meninggal pada
tanggal 26 Oktober 1647.
DAFTAR PUSTAKA
Magge, Bryan. The Story of Philosophy. http://books.google.co.id/(diakses 08 April 2012)
Smith Williams , Henry. 2002. A History of Science, V2.http://www.blackmask.com/
http://www.apprendre-math.info/indonesien/historyDetail.htm?id=Kepler
Smith Williams , Henry. 2002. A History of Science, V2.http://www.blackmask.com/
http://www.apprendre-math.info/indonesien/historyDetail.htm?id=Kepler
http://einsteinfisika.blogspot.com/2012/01/sejarah-fisika-abad-16-galileo.html (diakses 08 April 2012)
No comments:
Post a Comment