makalah kelompok 7 galileo dan fisika baru (1)
Post on 26-Nov-2015
56 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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 PENDIDIKANUNIVERSITAS 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
http://einsteinfisika.blogspot.com/2012/01/sejarah-fisika-abad-16-galileo.html (diakses 08 April 2012)
top related