GALILEO DAN FISIKA BARU
GALILEO DAN FISIKA BARU
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.
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.
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.
Fitriyana
Migumi
(19 April
2013)
BAB
I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Ada
pepatah mengatakan bangsa yang besar adalah bangsa yang menghargai jasa para
pahlawannya. Dalam ilmu fisika, kita bisa mengatakan bahwa para pahlawan fisika
adalah mereka yang menyumbangkan pemikirannya untuk pencerahan dalam
mempelajari alam semesta. Banyak sekali penemu di bidang fisika diantaranya
Newton, Einstein, Maxwel, Faraday, Galileo, Ampere, Ohm, dan lain sebagainya.
Salah satu yang akan kita bahas adalah ilmuan fisika yang mengemukakan pendapat
bahwa setiap pernyataan itu mesti dibuktikan dengan percobaan. Beliau adalah
Galileo Galilei.
Galileo
galilei telah banyak memberikan sumbangan ilmu pengetahuan berupa penemuan-
penemuan yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia saat ini. Selain itu
beliau juga dijuluki sebagai “pencetus” mekanika modern dan telah menerbitkan
berbagai buku tentang dinamika dan kinematika. Oleh sebab itu, penghargaan
kepada para penemu perlu kita berikan sebagai ucapan terima kasih. Selain itu,
yang jauh lebih penting dari ucapan terima kasih adalah dari kehidupan dan
penemuan mereka kita telah banyak belajar dan memakai penemuan-penemuan mereka
untuk membuat kualitas hidup menjadi lebih baik.
B. Rumusan Masalah
1. Bagaimana
latar belakang kehidupan dari Galileo Galilei?
2. Apa
saja penemuan fundamental Galileo Galilei di bidang fisika ?
3. Apa
saja pendapat Aristoteles yang ditentang oleh Galileo Galilei ?
C. Tujuan
Tujuan pembuatan makalah
ini adalah untuk memenuhi salah satu tugas mata
kuliah sejarah fisika.
BAB
II
PEMBAHASAN
A. Biografi Galileo Galilei
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.
Pada tanggal 8 Januari
1642, Galileo wafat di Arcetri pada usia 78 tahun saat ditemani oleh Vincenzo
Viviani salah seorang muridnya.Setelah meninggal tubuhnya tidak langsung
dikuburkan, melainkan tetap disimpan hingga tahun 1737, hampir seabad
berikutnya. Bahkan, sebelum dikuburkan di Gereja Santa Croce, Florence, Italia,
seorang bangsawan memotong tiga jari-jari Galileo sebagai untuk dijadikan
"kenang-kenangan". Dua dari jari itu kemudian dimiliki oleh seorang
dokter Itali, dan jari ketiga - sepotong jari tengah - saat ini berada di
Museum Sejarah Ilmu Pengetahuan di Florence, Italia, dipajang menunjuk ke
langit di atas tiang marmer. Setelah Galileo meninggal baru pada tahun 1992
Paus Yohanes Paulus II menyatakan secara resmi bahwa keputusan penghukuman itu
salah dan dalam pidato 21 Desember 2008 Paus Benediktus XVI menyatakan bahwa
gereja Katolik Roma merehabilitasi namanya dari seorang yang penentang menjadi
seorang ilmuwan.
B. 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.
C. Galileo Menantang Aristoteles
Dalam novel jules verne berjudul from the earth to the
moon (dari bumi ke bulan) yag terbit pada tahun 1865, ada gambaran bagus
mengenai kelembaman (inersia). Verne melukiskan perjalanan keruang angkasa
dengan wahana antariksa.Ketika penumpang membuang sampah, ternyata limbahnya
tetap melayang disamping pesawat meskipun tidak terdorong oleh gaya. Adegan ini
mencerminkan prinsip dasar mekanika. Bila dirumuskan prinsip kelembaman
mengatakan bahwa sembarang benda akan tetap diam,atau bergarak dengan kecepatan
tetap selama tidak ada gaya yang bekerja padanya. Bagi orang yang sudah
memahaminya, kiranya sulit membayangkan dunia tanpa pengertian kelembaman. Perahu akan terus meluncur tanpa kerja gaya
terhadapnya.Semua itu adalah akibat kelembaman dan topik ini dirumuskan dengan
jernih pada pertengahan abad ke 17. Setelah perumusan jernih, longsorlah
argumen ariestoteles selama 2.000 tahun. Gugurnya aristoteles adalah pergulatan selama 400 tahun yang disulut oleh pemikir
prancis
pada abad ke 13, dilanjutkan oleh galileo
dan akhirnya sampai pada perumusan terakhir oleh Rene Descartes dan Christiaan Huygens.
D. Gerak Menurut Aristoteles
Aristoteles
menegaskan bahwa setiap benda memiliki watak yang khas tergantung dari unsur
penyusunya, apakah udara, air, api,
atau tanah. Jika berwatak udara dan api, arah gerakanya seharusnya naik dan
jika berwatak air dan tanah arahnya kebawah. Gerakan yang wajar atau alamiah
ini tidak ada huubunganya sama sekali dengan faktor-faktor diluar benda itu
sendiri. Misalnya gravitasi, yang bagi kita dapat menyatakan segala macam
gerakan, entah naik atau turun, tidak disinggung oleh Aristoteles. Aristoteles menegaskan bahwa gerakan akan
bertambah cepat bila gaya bertambah besar. secara matematis bahwa gaya
berbanding lurus dengan kecepatan,atau F~V, rumus ini dapat menerangkan gerak
benda disekitar kita yang sedang dibayangkan Aristoteles. Sekarang kita liat bagaimana Aristoteles
menjelaskan dua kasus berikut ini.
1. Bagaimana menjelaskan anak panah yang sedang
melesat ? jelas-jelas tidak ada gaya yang bekerja terahadapnya
padahal melanggar gerakan alaminya sendiri..
2. Bagaimana menjelaskan jatuhya sebongkah batu
yang terlihat semakin lama bergerak semakin cepat ?
Aristoteles menjawab :
1. Meskipun sudah lepas
dari busur, masih ada seutas gaya yang bekerja langsung terhadap anak panah. Setelah lepas dari busur, anak-panah dipercepat terus
selama waktu yang singkat kemudian semakin melambat.
2. Kasus batu yang jatuh semakin cepat Aristoteles menjawab
bahwa batu,yang berasal dari tanah, merasa semakin gembira ketika semakin dekat dengan tanah.
Oleh karena itulah batu bergerak semakin bergegas.
Berdasarkan jawabannya
tersebut dia dikecam habis-habisan
oleh para ahli di eropa. Pada abad ke 14 mereka menganggap jawaban Aristoteles dalam kasus ini
ngawur. Orang yunani masa itu belum menganggap alam semesta sebagai mekanisme. Bagi
mereka alam hidup dan penuh dengan hal-hal yang tidak kasat mata
dan masih setia pada sejenis animisme.
Bagi mereka fisika adalah filsafat sekaligus agama. Tapi menduga-duga musabab
tanpa mengamatinya adalah langkah yang kurang tepat .Selama manusia masih sibuk disitu, ilmu tidak akan berkembang. Kegagalan
seperti
itulah yang justru paling banyak
menghambat perkembangan ilmu pada abad pertengahan.
E. Menyangkal
Aristoteles atas nama injil
Abad pertengahan bisa disebut sebagai zaman kristen. Setelah bangkit dari zaman kegelapan (runtuhnya
kekaisaran roma sampai awal abad ke -10), identitas yang sengaja mereka kenakan masa itu adalah identitas kristen. Para cendikiawan
menghadapi kesulitan besar pada zaman ini karena wawasan intelektualnya berasal
dari peradaban yang bukan kristen. Sepanjang abad ke-13 gereja katolik
mengeluarkan berbagai pernyataan yang mengecam ajaran aristoteles. Setelah
1277, siapa pun yang terbukti menganut salah satu dari 219 pokok ajaran
Aristoteles dapat dipecat dari gereja. Ajaran Aristoteles diantaranya adalah
anggapan jiwa manusia yang fana, kosmos yang terhingga, apa yang kira-kira dapat ditemukan diluar batas
kosmos, serta keteraturan alam secara umum. Teologi yang
melatarbelakangi kecaman tersebut yakni Gereja menekankan kekuasaan dan
kebebasan Allah menciptakan dunia berlainan dari ajaran Aristoteles.
F. Silet Ockam menyayat Aristoteles (± 1280-1349)
Salah satu unsur filsafat Ockhtam ini adalah “asas
kesederhanaan” yaitu kita
harus memilih penjelasan yang paling sederhana. Setiap penjelasan harus
bertumpu pada asumsi atau pengandaian.Adapun asumsi yang memahami tolak ukur
kesederhanaan adalah penjelasan yang
paling kikir asumsinya. Menurut ockhtam sia-sialah penjelasan yang disusun
berdasarkan asumsi yang berlebihan. Ketika gagasan ockhtam muncul,cengkeraman
Aristoteles masih kuat,tapi semakin lama ketahuan bahwa
asumsi yang mendasarinya tidak terbukti. Oleh karena itu bisa dianggap Ockhtam
sedang menyayat Aristoteles.
G. Impetus
dan Buridan ( ± 1300-1358 )
Aristoteles menganggap bahwa benda tidak dapat bergerak
kecuali bila ada penggerak yang mendorongnya secara langsung. Anggapan ini
sudah dikritik oleh beberapa cendikiawan arab pada abad ke-12 dan ke-13
misalnya Avicena yang
mengatakan bahwa bukan udara yang mendorong panah (suatu benda), melainkan
semacam “zat gaya “ yang berada didalam benda itu sendiri. ”Zat” itu dianggap
berasal dari penggerak (dalam hal ini busur) sewaktu masih bersentuhan dengan
benda itu. Gagasan zat itu diangkat kembali oleh Buridan yang diberi nama impetus.
Bagi Buridan
impetus adalah semacam semangat didalam benda,yang berhubungan dengan benda itu
sendiri. Dirumuskan lain, jumlah impetus dalam suatu benda ditentukan oleh laju
benda itu dan kandungan bahannya.
Gagasan impetus merupakan kemajuan besar dalam usaha
melawan animisme yang menyatu dalam ide Aristoteles. Aristoteles mengatakan
bahwa harus ada sebentuk penggerak langsung,meskipun sering tidak kelihatan
yaitu jin.
Buridan justru menegaskan bahwa ada penjelasan yang menyeluruh dan mekanis semata untuk gerak. Sebutir
batu yang dilempar tidak lagi mendapat gaya dari luar. Gerakanya hanya
ditentukan oleh impetus yang “tersimpan” didalamnya. Bahkan ia membayangkan bagaimana benda-benda
langit bisa
bergerak dengan mulus dan tanpa
gesekan tanpa memerlukan “Dewa”untuk bergerak. Sistem Buridan ini jauh dari pengaruh ”Dewa-Dewa” yang memutar
bola-bola dilangit sistem Aristoteles. Buridan
menyatakan bahwa mungkin Allah hanya membuat satu “jam” setelah pegas diputar
maka jam itu dibiarkan berjalan sendiri.
H. Galileo sebagai Bapak Mekanika Modern
Galileo sering dijuluki ‘
pencetus ‘ mekanika modern,tapi sekarang kita ketahui bahwa ternyata banyak
penemuan galileo yang tidak muncul dari benaknya sendiri, seperti teori impetus oresme. Galileo bukan
hanya memperbaiki teori impetus untuk menghasilkan mekanika, tapi banyak
mendapat ilham darinya. Masalah
utama yang dihadapi oleh galileo adalah merumuskan percepatan sebetulnya
perkara ini sudah dipecahkan 50 tahun sebelumnya oleh seorang pastur spanyol
bernama domimco soto. Soto melihat dengan jelas bahwa untuk gerakan yang
dipercepat beraturan ,kecepatan akan berbanding lurus dengan waktu.dirumuskan
percepatan adalah perubahan kecepatan terhadap waktu. Namun soto pun tidak
dapat membuktikannya.
Dalam buku yang membahas
gerakan, galileo masih belum memahami definisi percepatan, karena menyatakan
bahwa bila sebutir batu jatuh bebas maka kecepatannya tetap dengan nilai yang
hanya ditentukan oleh berat alami benda saja.pada tahun 1604 ia berhasil
menurunkan rumus yang tepat untuk hubungan antara jarak dan waktu dalam kasus
ini. Baru pada tahun 1609 galileo menyadari “ adanya hubungan erat antara
kecepatan dan waktu” pada waktu itu ia berani menurunkan sejumlah persamaan
kinematika sekalipun ada beberapa kelemahan pada bagian konsep.
I. Kelembaman
sama dengan keengganan?
Galileo juga menurunkan
pengertian percepatan sebagai laju perubahan kecepatan terhadap waktu. Tapi ia
belum mengaitkan percepatan dengan gaya oleh
karena itu galileo tidak mencapai pengertian lengkap untuk kelembaman. Pada tahun 1592, ia melihat bahwa ketika
menggelinding dipermukaan yang licin dan rata, bola tidak akan berhenti ,
karena tidak mengalami gesekan ,dengan kata lain kelembaman benda kekal ketika
tidak ada gaya perintang. Kesimpulan
ini bertolak belakang dengan pendapat pengikut aristoteles. Mereka menyatakan
kecepatan akan bertambah ketika tidak ada gaya perintang.
Galileo suka meledek
aristoteles .satu – satunya penulis kuno yang ia hormati hanya arkhimedes .
perbedaan antara gerak alami dan gerak paksa , misalnya, tidak ada artinya bagi
galileo. Contohnya yaitu bola
yang menggelinding bukan gerak alami bukan juga gerak paksa. Tidak ada lagi
perbedaan pokok antara gerak naik atau turun dan gerak lainnya. Udara tidak
lagi penting bagi gerak. bagi galileo dianggap kasong dan hanya dipahami secara
geometris saja.
BAB
III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Secara garis besar dapat
kita simpulkan bahwa Galileo telahir pada tanggal 15 Februari 1564 dari seorang
musisi Florence. Dia memulai pendidikannya di sebuah biara di dekat Flourence
dan pada tahun 1581 belajar di Universitas Pissa namun terhenti karena masalah
keuangan dan ditawari menjadi pengajar matematika di universitas tersebut.
Galileo mengeluarkan pendapat bahwa apa yang dinyatakan oleh Aristoteles
mengenai kelembaman keliru. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan oleh
Galileo mengenai hal tersebut ternyata baik benda ringan maupun benda berat
memiliki percepatan yang sama saat jatuh. Dia membuktikan hal tersebut melalui
kebiasaannya menjatuhkan benda dari menara Pisa.
Dengan kegigihannya
meskipun mendapatkan cercaan dari berbagai pihak terutama pihak gereja, dia
tetap kukuh dengan pendapatnya dan berusaha untuk membuktikannya. Sebelum
meninggalnya Galileo menerbitkan buku yang terakhir yang berjudul Discorsi e
dimostrazioni matematiche, intorno à due nuove scienze diterbitkan di
Leiden. Sampai akhir hayatnya dia tetap berada dalam keadaan dihukum meskipun
hanya tahanan rumah. Baru setelah pada tahun 1992 Paus Yohanes Paulus II
menyatakan secara resmi bahwa keputusan penghukuman itu salah dan dalam pidato
21 Desember 2008 Paus Benediktus XVI menyatakan bahwa gereja Katolik Roma
merehabilitasi namanya dari seorang yang penentang menjadi seorang ilmuwan.
Little
Einstein (Anonim) Sejarah Fisika Abad 16 Galileo.
http://rennyse.blogspot.com/2013/03/makalah-galileo-dan-fisika-baru.html 27 maret 2013. (23April 2013)
Sumbangannya dalam keilmuan antara lain adalah penyempurnaan teleskop, berbagai pengamatan astronomi, dan hukum gerak pertama dan kedua (dinamika). Selain itu, Galileo juga dikenal sebagai seorang pendukung Copernicus mengenai peredaran bumi mengelilingi matahari.
Akibat pandangannya yang disebut terakhir itu ia dianggap merusak iman dan diajukan ke pengadilan gereja Italia tanggal 22 Juni 1633. Pemikirannya tentang matahari sebagai pusat tata surya bertentangan dengan ajaran Aristoteles maupun keyakinan gereja bahwa bumi adalah pusat alam semesta. Ia dihukum dengan pengucilan (tahanan rumah) sampai meninggalnya. Baru pada tahun 1992 Paus Yohanes Paulus II menyatakan secara resmi bahwa keputusan penghukuman itu adalah salah, dan dalam pidato 21 Desember 2008 Paus Benediktus XVI menyatakan bahwa Gereja Katolik Roma merehabilitasi namanya sebagai ilmuwan.[2]
Menurut Stephen Hawking, Galileo dapat dianggap sebagai penyumbang terbesar bagi dunia sains modern. Ia juga sering disebut-sebut sebagai "bapak astronomi modern", "bapak fisika modern", dan "bapak sains". Hasil usahanya bisa dikatakan sebagai terobosan besar dari Aristoteles. Konfliknya dengan Gereja Katolik Roma (Peristiwa Galileo) adalah sebuah contoh awal konflik antara otoritas agama dengan kebebasan berpikir (terutama dalam sains) pada masyarakat Barat.
Astronomi
Prangko
peringatan Tahun Astronomi Internasional - Teleskop Galileo (Galileoskop)
Tidak seperti yang
dipercaya sebagian orang, Galileo tidak menciptakan teleskop tapi ia telah
menyempurnakan alat tersebut. Ia menjadi orang pertama yang memakainya untuk
mengamati langit, dan untuk beberapa waktu, ia adalah satu dari sedikit orang
yang bisa membuat teleskop sebagus itu. Awalnya, ia membuat teleskop hanya
berdasarkan deskripsi tentang alat yang dibuat di Belanda pada 1608. Ia membuat
sebuah teleskop dengan perbesaran 3x dan kemudian membuat model-model baru yang
bisa mencapai 32x. Pada 25 Agustus 1609, ia mendemonstrasikan teleskop pada
pembuat hukum dari Venesia. Selain itu, hasil kerjanya juga membuahkan hasil
lain karena ada pedagang-pedagang yang memanfaatkan teleskopnya untuk keperluan
pelayaran. Pengamatan astronominya pertama kali diterbitkan di bulan Maret
1610, berjudul Sidereus Nuncius.Galileo menemukan tiga satelit alami Jupiter -Io, Europa, dan Callisto- pada 7 Januari 1610. Empat malam kemudian, ia menemukan Ganymede. Ia juga menemukan bahwa bulan-bulan tersebut muncul dan menghilang, gejala yang ia perkirakan berasal dari pergerakan benda-benda tersebut terhadap Jupiter, sehingga ia menyimpulkan bahwa keempat benda tersebut mengorbit planet.
Galileo adalah salah satu orang Eropa pertama yang mengamati bintik matahari, diperkirakan Astronomi astronom Tionghoa sudah mengamatinya sejak lama. Selain itu, Galileo juga adalah orang pertama yang melaporkan adanya gunung dan lembah di bulan, kesimpulan yang diambil melihat dari pola bayangan yang ada di permukaan. Ia kemudian memberi kesimpulan bahwa bulan itu "kasar dan tidak rata, seperti permukaan bumi sendiri", tidak seperti anggapan Aristoteles yang menyatakan bulan adalah bola sempurna.
Galileo juga mengamati planet Neptunus pada 1612 namun ia tidak menyadarinya sebagai planet. Pada buku catatannya, Neptunus tercatat hanya sebagai sebuah bintang yang redup.
Komentar
Posting Komentar