Pengantar Dinamika: Hukum Newton Tentang Gerak

Gambar: Hukum Newton menjelaskan tentang lompat galah ini
Gerak menarik perhatian kita. Gerak sendiri bisa menjadi indah, menyebabkan kita untuk mengagumi kekuatan yang dibutuhkan untuk mencapai gerak spektakuler, seperti gerakan lumba-lumba melompat keluar dari air, atau pelompat galah, atau burung yang sedang terbang, atau orbit satelit. Studi tentang gerak adalah kinematika, tapi kinematika hanya menjelaskan perpindahan, kecepatan dan percepatan benda.

Gambar: Burung mampu terbang dan membentuk huruf V.

Dinamika mempelajari kekuatan-kekuatan yang mempengaruhi gerak suatu sistem. Hukum Gerak Newton adalah dasar dari dinamika. Hukum ini memberikan contoh luas dan kesederhanaan prinsip fungsi alam. Hukum ini universal berlaku untuk situasi yang sama di Bumi maupun di ruang angkasa.

Gambar ikan lumba-lumba sangat terkenal dengan lompatan indahnya

(1642-1727) hukum Issac Newton tentang gerak hanya salah satu bagian dari karya monumental yang telah membuatnya legendaris. Perkembangan hukum Newton menandai transisi dari Renaissance ke era modern. Transisi ini ditandai dengan perubahan revolusioner dalam cara orang berpikir tentang fisik alam semesta. Selama berabad-abad filfuf alam memperdebatkan sifat alam semesta yang sebagian besar didasarkan pada aturan-aturan tertentu dari logika dengan pemikiran filsuf klasik sebelumnya seperti Aristoteles (384-322 SM). Di antara banyak pemikir besar yang berkontribusi terhadap perubahan ini adalah Newton dan Galileo.

Gambar 2: Karya monumental Issac Newton , Philosophiae Naturalis Principia Mathematica , diterbitkan pada tahun 1687. Ini mengusulkan Hukum ilmiah yang masih digunakan saat ini untuk menggambarkan gerak benda.

Galileo berperan penting dalam membangun observasi sebagai penentu mutlak kebenaran, daripada argumen “logis”. Penggunaan teleskop Galileo adalah prestasi yang paling terkenal dalam menunjukkan pentingnya observasi. Ia menemukan bulan yang mengorbit Jupiter dan membuat pengamatan lain yang tidak konsisten dengan ide-ide kuno tertentu dan dogma agama. Untuk alasan ini, dan karena cara di mana ia berurusan dengan mereka yang berwenang, Galileo diadili oleh Inkuisisi dan dihukum. Dia menghabiskan tahun-tahun terakhir hidupnya di bawah bentuk tahanan rumah. Karena orang lain sebelum Galileo juga telah membuat penemuan dengan mengamati sifat alam semesta, dan karena pengamatan berulang diverifikasi mereka dari Galileo, karyanya tidak dapat ditekan atau ditolak. Setelah kematiannya, karyanya telah diverifikasi oleh orang lain, dan ide-idenya akhirnya diterima oleh gereja dan masyarakat ilmiah. Galileo juga berkontribusi pada pembentukan apa yang sekarang disebut hukum pertama Newton tentang gerak. Newton memanfaatkan karya para pendahulunya, yang memungkinkan dia untuk mengembangkan hukum gerak, menemukan hukum gravitasi, menciptakan kalkulus, dan membuat kontribusi besar untuk teori cahaya dan warna. Sungguh menakjubkan bahwa banyak dari perkembangan ini dibuat Newton dengan bekerja sendirian, tanpa manfaat dari interaksi biasa yang terjadi di antara para ilmuwan saat ini, sampai munculnya fisika modern di awal abad ke-20 yang ditemukan bahwa hukum Newton tentang gerak menghasilkan pendekatan yang baik untuk gerak hanya saat obyek bergerak dengan kecepatan jauh lebih sedikit daripada kecepatan cahaya dan ketika benda-benda lebih besar dari ukuran molekul (diameter sekitar 10^-9 m). Kendala ini mendefinisikan bidang mekanika klasik, seperti yang dibahas dalam Pengantar Nature of Science dan Fisika. Pada awal abad ke-20, Albert Einstein (1879-1955) mengembangkan teori relativitas dan bersama dengan banyak ilmuwan lain, mengembangkan teori kuantum. Teori ini tidak memiliki kendala dalam fisika klasik. Semua situasi kita pertimbangkan dalam bab ini. (#YV#)