Proses Penemuan Hukum Gravitasi Newton

Wabah penyakit sedang melanda kota Cambridge, Inggris pada tahun 1666, Isaac Newton memutuskan mengungsi sementara di luar kota. Suatu hari, ketika dia sedang berjalan-jalan di taman, dia melihat sebuah apel jatuh. Apel tersebut jatuh begitu saja, seolah-olah diraih dari bawah oleh sebuah tangan tidak kelihatan. Versi lain dari cerita ini, yang lebih dramatis, apel tersebut jatuh ke atas kepala Newton ketika dia sedang tertidur di bawah sebatang pohon. Mana yang benar kita tidak tahu. Banyak sumber yang menyatakan bagaimana Newton menemukan Hukum gravitasinya dengan rumus

F=G∙m1m2r2  yang terkenal itu ? Banyak versi yang mengatakan bahwa ketika dia sedang istirahat di bawah pohon apel, tiba-tiba sebuah apel jatuh di kepalanya. dan mengilhaminya tentang gravitasi. Versi lain justru menyebutkan bahwa gagasan justru datang dari pandangannya tentang bulan yang justru tidak jatuh sebagaimana apel, tetapi mengambang di angkasa. Versi lain lagi adalah ketika ia mengingat permainan masa kecilnya, yaitu air yang dimasukkan ke dalam ember yang diputar secara vertikal tidak akan jatuh. Mana yang benar ? Berikut Penjelasannya :

è Pertama, cerita tentang apel

Sebenarnya cerita tentang apel jatuh dikepala Newton ini tidak benar. Cerita ini hanya dikarang oleh seorang filsuf  Perancis yang bernamaFrançois-Marie Arouet Voltaire (1694–1778). Voltaire datang ke Inggris tahun 1726-1729 sedangkan Newton meninggal tahun 1727.  Newton meninggal sekitar 10 bulan setelah kedatangan Voltaire. Pemakaman Newton di Westminster Abbey sangat mengesankan bagi Voltaire. Dari situ, Voltaire kemudian berteman dengan Mrs. conduit yang tak lain adalah keponakannya Newton. Berhubung Voltaire ini adalah seorang filsuf, dia menuliskan seluruh kesan dan pengalamannya tentang Inggris dalam sebuah karangan berseri (a series of essays) yang berjudul Lettres philosophiques atau Letters Concerning the English Nation yang diterbitkan baik di Perancis maupun Inggris pada tahun 1734. Dalam Lettres philosophiques tadi, Voltaire menuliskan sedikit anekdot :  yang menceritakan Voltaire diberitahu oleh Mrs.Conduit tentang kisah apel yang jatuh di kepala Newton. Lalu karena Voltaire menceritakan hal ini dua kali dalam Lettres philosophiques, maka anekdot ini dianggap serius oleh dunia, sehingga tersebarlah anekdot ini.

è Kedua, Cerita yang dikemukakan oleh Stukeley

Stukeley  merupakan salah seorang kolega Newton. Pada tanggal 15 April 1726, Stukeley makan malam bersama Mrs. Conduit, keponakan Newton di kensington. Setelah makan , ia menyatakan :

“Cuaca hangat, kami pergi ke kebun dan minum teh, dibawah naungan beberapa pohon apel, hanya Newton dan saya. Dalam suatu perbincangan, dia mengatakan pada saya, dia pernah berada dalam situasi yang sama, dimana dalam situasi sebelumnya, gagasan tentang gravitasi datang dalam pikirannya. Hal itu terjadi berkenaan dengan jatuhnya sebuah apel, ketika ia duduk dalam mood yang bagus untuk berpikir. Mengapa apel selalu turun tegak lurus dengan tanah, pikirnya. Mengapa tidak menyamping atau ke atas, tetapi dengan tetap selalu menuju ke pusat bumi.”

Sementara Mrs. Conduit menyatakan pada Stukeley,

“Dan sementara ia sedang merenung dalam kebun, datanglah pemikiran tentang kekuatan gavitasi (yang mana membawa apel jatuh ke bumi) tidak hanya dibatasi oleh jarak tertentu dari bumi, tetapi pastilah kekuatan ini akan semakin jauh dan jauh. Mengapa tidak sampai sejauh bulan ?”

Jadi disini, Mrs. Conduit tidak menyatakan bahwa apel jatuh di kepala Newton.

Jadi versi kedua tentang hubungan bulan dan apel dalam perumusan Newton tentang gravitasi adalah benar. Dalam buku Misteri Apel Newton; Kisah Pergulatan Seorang Isaac Newton diterangkan dengan jelas bahwa buah apel itu sendiri bukanlah apa-apa. Ia hanyalah kembaran dari bulan yang penuh teka-teki. Buah apel jatuh ke bumi, begitu juga bulan: terbelokkan dari lintasan yang lurus, mengelilingi bumi. Apel dan bulan merupakan suatu kebetulan, suatu generalisasi.

Cerita tentang penemuan hukum gravitasi newton karena apel jatuh di kepala Newton tersebut sungguh menarik, dan hampir semua dari kita pernah mendengarnya. Cerita tersebut tentu turut menyumbang kepercayaan kita bahwa penemuan hukum gravitasi oleh Newton adalah buah kejeniusan yang muncul mendadak. Sesaat sebelum apel tersebut jatuh, hukum gravitasi belum ada. Apel jatuh; hukum gravitasi mulai menemukan bentuknya di benak Newton. Hanya, dan hanya seorang jenius seperti Newton yang bisa melakukannya. Tidak perlu kerja keras bertahun-tahun untuk merumuskannya.

Sayangnya, cerita apel jatuh tersebut kemungkinan adalah cerita fiktif yang dikarang oleh Voltaire. Dan andaikata cerita tersebut nyata, Newton tidak serta merta langsung menemukan teori gravitasi.

Mungkin sebagian kita mempunyai kesan bahwa Newton menemukan perumusan hukum gaya beratnya melalui suatu ilham yang datang secara tiba-tiba. Ternyata tidak demikian! Teori Newton lahir melalui proses yang cukup panjang yang dibuka oleh pemikiran Copernicus, dirintis oleh tumpukan data Tycho Brahe, dan yang kemudian digarap oleh Kepler. Penemuan Newton sendiri diperoleh melalui usaha dengan ketekunan yang memakan waktu untuk dapat memahami ketiga ilmuwan tersebut. Bahkan  pada 1666 ia masih belum memahaminya. Dugaannya mengenai gravitasi disimpan oleh Newton untuk dirinya sendiri selama puluhan tahun. Dalam penelitian di kebunnya, dan dalam perenungannya seorang diri yang tanpa henti, serta nalarnya yang senantiasa dipenuhi dengan modus-modus geometri dan analisis baru, Newton membuat hubungan-hubungan di antara berbagai ranah pemikiran yang terpisah jauh. Namun, ia masih belum yakin. Perhitungan-perhitungannya masih meragukan; ia hanya menemukan jawaban-jawaban yang mendekati. Ia mencari presisi yang jarang dijumpai, melebihi dari yang dimungkinkan oleh data pendukung yang ada waktu itu.

Dengan berbagai hasil karya ilmiah yang dicapainya, Newton menulis sebuah buku Philosophiae Naturalis Principia Mathematica tahun 1687, di mana pada buku tersebut dideskripsikan mengenai teori gravitasi secara umum, berdasarkan hukum gerak yang ditemukannya, dimana benda akan tertarik ke bawah karena gaya gravitasi.

Jadi, dari penelitian dan kerja keras selama kurang lebih 20 tahun, akhirnya pada 1687 itu dia menjadi orang pertama yang mengeluarkan teori gravitasi universalnya yang terkenal itu.

Kita mengenal Newton sebagai sosok jenius, tetapi di masa mudanya, para teman-temannya mengenalnya sebagai sosok yang gigih luar biasa. Newton menghabiskan sebagian besar hidupnya untuk berpikir dan berpikir. Tidak ada seorang pun yang berpikir sekeras Newton di jamannya. Bahkan bila dia tidak pernah dipaksa melakukan percobaan untuk membuktikan teori-teorinya, teman-temannya kuatir dia akan meninggal karena belajar dan berpikir tanpa henti, dan lupa menjaga tubuhnya. Dia bahkan sering lupa untuk makan, dan dia juga benar-benar lupa untuk menikah karena Newton hidup melajang sampai akhir hayatnya.

Kegigihan Newton bisa dilihat ketika dia bertekad menguasai buku matematika karangan Rene Descartes, Geometry. Newton berkali-kali mengalami kesulitan memahami buku tersebut dan sering harus berhenti membaca setelah beberapa halaman, dan mengulangi dari awal sampai dia benar-benar memahami materinya. Setelah itu, dia akan meneruskan beberapa halaman berikutnya sampai menemukan kesulitan lagi. Demikian seterusnya hingga di menguasai seluruh buku tersebut. Siapa yang mengatakan Newton tidak perlu belajar lebih keras dari kita? Newton pun jelas tetap membutuhkan kerja keras untuk belajar.

Kita jelas harus mengakui Newton adalah seorang jenius dan hampir semua orang sepakat menempatkannya sebagai ilmuwan paling berpengaruh dalam sejarah umat manusia. Seperti yang ditulis oleh teman karibnya, Alexander Pope di batu nisan Newton: Tuhan menciptakan Newton, dan terkuaklah hukum-hukum alam. Kita memang layak mengagumi karya-karya Newton. Namun semoga sekarang kita bisa mengagumi sesosok jenius tersebut karena buah kerja keras dan kegigihannya yang tak kunjung henti.

v  Hikmah Dibalik Penemuan Newton

Newton adalah orang yang memikirkan sesuatu dengan serius dan bekerja keras menyempurnakan teorinya, bukan orang biasa yang tiba-tiba mendapat ide karena kejatuhan apel dan menulis teorinya dalam waktu singkat. Newton bekerja terlalu keras dan pada akhir hidupnya menjadi sedikit aneh dan eksentrik. Bukti keuletean dan kegigihannya Newton dalam melakukan penelitian yaitu setelah meninggal, otopsi menemukan bahwa tubuhnya mengandung terlalu banyak merkuri, yang mungkin disebabkan oleh ketekunannya mengerjakan penelitian tentang alkimia. Hal inilah yang mungkin menyebabkan keanehan perilaku dalam akhir hidupnya.

sumber : Muschin,Mohammad.2013.Ketika  buah apel jatuh di kepala newton. Diakses

melalui http://dunia.pelajar-islam.or.id/dunia.pii/arsip/ketika-sebuah-apel-

            jatuh-di-atas-kepala-newton.html pada 16 April 2013 Pukul 21:20 WIB

Rovita,Ana.2013. Sir Isaac Newton .Diakses melalui

http://mocksiper.blogspot.com/2011/05/penemu-hukum-new-ton.html

Biografi Sir Isaac Newton - Penemu Hukum Gravitasi

Sir Isaac Newton adalah seorang fisikawan,matematikawan, ahli astronomi dan juga ahli kimia yang berasal dari Inggris. Ia juga ilmuwan paling besar dan paling berpengaruh yang pernah hidup di dunia, lahir di Woolsthrope, Inggris, tepat pada hariNatal tahun 1642, bertepatan tahun dengan wafatnya Galileo. Seperti halnya Nabi Muhammad, dia lahir sesudah ayahnya meninggal Beliau merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika

modern.

Masa-Masa Awal Isaac Newton

Newton dilahirkan di kota Woolsthorpe-by-Colsterworth, hamlet di countyLincolnshire lahir secara prematur, dimana saat itu bayi prematur tidak diharapkan kehadirannya di dunia. Ayahnya, Isaac, meninggal tiga bulan sebelum kelahiran Newton, dan dua tahun kemudian ibunya, Hannah Ayscough Newton, menikah dengan lelaki lain dan meninggalkan Newton dengan neneknya. Newton merupakan kanak-kanak pintar.

Berdasarkan pernyataan E.T. Bell (1937, Simon and Schuster) dan H. Eves:

“

Newton memulai sekolah saat tinggal bersama neneknya di desa dan kemudian dikirimkan ke sekolah bahasa di daerah Grantham dimana dia akhirnya menjadi anak terpandai di sekolahnya. Saat bersekolah di Grantham dia tinggal di-kost milik apoteker lokal yang bernama William Clarke. Sebelum meneruskan kuliah di Universitas Cambridge pada usia 19, Newton sempat menjalin kasih dengan adik angkat William Clarke, Anne Storer. Saat Newton memfokuskan dirinya pada pelajaran, kisah cintanya dengan menjadi semakin tidak menentu dan akhirnya Storer menikahi orang lain. Banyak yang menegatakan bahwa dia, Newton, selalu mengenang kisah cintanya walaupun selanjutnya tidak pernah disebutkan Newton memiliki seorang kekasih dan bahkan pernah menikah.

Sejak usia 12 hingga 17 tahun, Newton mengenyam pendidikan di sekolah The Kings School yang terletak di Grantham (tanda tangannya masih terdapat di perpustakaan sekolah). Keluarganya mengeluarkan Newton dari sekolah dengan alasan agar dia menjadi petani saja, bagaimanapunNewton terlihat tidak menyukai pekerjaan barunya. Tapi pada akhirnya setelah meyakinkan keluarga dan ibunya dengan bantuan paman dan gurunya, Newton dapat menamatkan sekolah pada usia 18 tahun dengan nilai yang memuaskan.

Di masa bocah dia sudah menunjukkan kecakapan yang nyata di bidang mekanika dan teramat cekatan menggunakan tangannya. Meskipun anak dengan otak cemerlang, di sekolah tampaknya ogah-ogahan dan tidak banyak menarik perhatian. Tatkala menginjak akil baliq, ibunya mengeluarkannya dari sekolah dengan harapan anaknya bisa jadi petani yang baik. Untungnya sang ibu bisa dibujuk, bahwa bakat utamanya tidak terletak di situ.

Pada umurnya delapan belas dia masuk Universitas Cambridge. Di sinilah Newton secara kilat menyerap apa yang kemudian terkenal dengan ilmu pengetahuan dan matematik dan dengan cepat pula mulai melakukan penyelidikan sendiri. Antara usia dua puluh satu dan dua puluh tujuh tahun dia sudah meletakkan dasar-dasar teori ilmu pengetahuan yang pada gilirannya kemudian mengubah dunia.

Pertengahan abad ke-17 adalah periode pembenihan ilmu pengetahuan. Penemuan teropong bintang dekat permulaan abad itu telah merombak seluruh pendapat mengenai ilmu perbintangan. Filosof Inggris Francis Bacon dan Filosof Perancis Rene Descartes kedua-duanya berseru kepada ilmuwan seluruh Eropa agar tidak lagi menyandarkan diri pada kekuasaan Aristoteles, melainkan melakukan percobaan dan penelitian atas dasar titik tolak dan keperluan sendiri. Apa yang dikemukakan oleh Bacon dan Descartes, sudah dipraktekkan oleh si hebat Galileo. Penggunaan teropong bintang, penemuan baru untuk penelitian astronomi oleh Newton telah merevolusionerkan penyelidikan bidang itu, dan yang dilakukannya di sektor mekanika telah menghasilkan apa yang kini terkenal dengan sebutan “Hukum gerak Newton” yang pertama.

Dengan berbagai hasil karya ilmiah yang dicapainya, Newton menulis sebuah buku Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, dimana pada buku tersebut dideskripsikan mengenai teori gravitasi secara umum, berdasarkan hukum gerak yang ditemukannya, dimana benda akan tertarik ke bawah karena gaya gravitasi. Bekerja sama dengan Gottfried Leibniz, Newton mengembangkan teori kalkulus.Newton merupakan orang pertama yang menjelaskan tentang teori gerak dan berperan penting dalam merumuskan gerakan melingkar dari hukum Kepler, dimana Newton memperluas hukum tersebut dengan beranggapan bahwa suatu orbit gerakan melingkar tidak harus selalu berbentuk lingkaran sempurna (seperti elipse, hiperbola dan parabola). Newton menemukan spektrum warna ketika melakukan percobaan dengan melewati sinar putih pada sebuah prisma, dia juga percaya bahwa sinar merupakan kumpulan dari partikel-partikel. Newton juga mengembangkan hukum tentang pendinginan yang di dapatkan dari teori binomial, dan menemukan sebuah prinsip momentum dan angular momentum.

Pendapat Kepala Akademi Ilmiah Berlin tentang Newton: "Newton ialah seorang jenius besar yang pernah ada dan paling beruntung, yang tak bisa kita temukan lebih dari suatu sistem dunia untuk didirikan." [See Shapley.

Ilmuwan besar lain, seperti William Harvey, penemu ihwal peredaran darah dan Johannes Kepler penemu tata gerak planit-planit di seputar matahari, mempersembahkan informasi yang sangat mendasar bagi kalangan cendikiawan. Walau begitu, ilmu pengetahuan murni masih merupakan kegemaran para intelektual, dan masih belum dapat dibuktikan –apabila digunakan dalam teknologi– bahwa ilmu pengetahuan dapat mengubah pola dasar kehidupan manusia sebagaimana diramalkan oleh Francis Bacon.

Walaupun Copernicus dan Galileo sudah menyepak ke pinggir beberapa anggapan ngelantur tentang pengetahuan purba dan telah menyuguhkan pengertian yang lebih genah mengenai alam semesta, namun tak ada satu pokok pikiran pun yang terumuskan dengan seksama yang mampu membelokkan tumpukan pengertian yang gurem dan tak berdasar seraya menyusunnya dalam suatu teori yang memungkinkan berkembangnya ramalan-ramalan yang lebih ilmiah. Tak lain dari Isaac Newton-lah orangnya yang sanggup menyuguhkan kumpulan teori yang terangkum rapi dan meletakkan batu pertama ilmu pengetahuan modern yang kini arusnya jadi anutan orang.

Newton sendiri agak ogah-ogahan menerbitkan dan mengumumkan penemuan-penemuannya. Gagasan dasar sudah disusunnya jauh sebelum tahun 1669 tetapi banyak teori-teorinya baru diketahui publik bertahun-tahun sesudahnya. Penerbitan pertama penemuannya adalah menyangkut penjungkir-balikan anggapan lama tentang hal-ihwal cahaya. Dalam serentetan percobaan yang seksama, Newtonmenemukan fakta bahwa apa yang lazim disebut orang “cahaya putih” sebenarnya tak lain dari campuran semua warna yang terkandung dalam pelangi. Dan ia pun dengan sangat hati-hati melakukan analisa tentang akibat-akibat hukum pemantulan dan pembiasan cahaya. Berpegang pada hukum ini dia –pada tahun 1668– merancang dan sekaligus membangun teropong refleksi pertama, model teropong yang dipergunakan oleh sebagian terbesar penyelidik bintang-kemintang saat ini. Penemuan ini, berbarengan dengan hasil-hasil yang diperolehnya di bidang percobaan optik yang sudah diperagakannya, dipersembahkan olehnya kepada lembaga peneliti kerajaan Inggris tatkala ia berumur dua puluh sembilan tahun.

Keberhasilan Newton di bidang optik saja mungkin sudah memadai untuk mendudukkan Newton pada urutan daftar buku ini. Sementara itu masih ada penemuan-penemuan yang kurang penting di bidang matematika murni dan di bidang mekanika. Persembahan terbesarnya di bidang matematika adalah penemuannya tentang “kalkulus integral” yang mungkin dipecahkannya tatkala ia berumur dua puluh tiga atau dua puluh empat tahun. Penemuan ini merupakan hasil karya terpenting di bidang matematika modern. Bukan semata bagaikan benih yang daripadanya tumbuh teori matematika modern, tetapi juga perabot tak terelakkan yang tanpa penemuannya itu kemajuan pengetahuan modern yang datang menyusul merupakan hal yang mustahil. Biarpun Newton tidak berbuat sesuatu apapun lagi, penemuan “kalkulus integral”-nya saja sudah memadai untuk menuntunnya ke tangga tinggi dalam daftar urutan buku ini.

Tetapi penemuan-penemuan Newton yang terpenting adalah di bidang mekanika, pengetahuan sekitar bergeraknya sesuatu benda. Galileo merupakan penemu pertama hukum yang melukiskan gerak sesuatu obyek apabila tidak dipengaruhi oleh kekuatan luar. Tentu saja pada dasarnya semua obyek dipengaruhi oleh kekuatan luar dan persoalan yang paling penting dalam ihwal mekanik adalah bagaimana obyek bergerak dalam keadaan itu. Masalah ini dipecahkan oleh Newton dalam hukum geraknya yang kedua dan termasyhur dan dapat dianggap sebagai hukum fisika klasik yang paling utama. Hukum kedua (secara matcmatik dijabarkan dcngan persamaan F = m.a) menetapkan bahwa akselerasi obyek adalah sama dengan gaya netto dibagi massa benda. Terhadap kedua hukum ituNewton menambah hukum ketiganya yang masyhur tentang gerak (menegaskan bahwa pada tiap aksi, misalnya kekuatan fisik, terdapat reaksi yang sama dengan yang bertentangan) serta yang paling termasyhur penemuannya tentang kaidah ilmiah hukum gaya berat universal. Keempat perangkat hukum ini, jika digabungkan, akan membentuk suatu kesatuan sistem yang berlaku buat seluruh makro sistem mekanika, mulai dari pergoyangan pendulum hingga gerak planit-planit dalam orbitnya mengelilingi matahari yang dapat diawasi dan gerak-geriknya dapat diramalkan. Newton tidak cuma menetapkan hukum-hukum mekanika, tetapi dia sendiri juga menggunakan alat kalkulus matematik, dan menunjukkan bahwa rumus-rumus fundamental ini dapat dipergunakan bagi pemecahan problem.

Hukum Newton dapat dan sudah dipergunakan dalam skala luas bidang ilmiah serta bidang perancangan pelbagai peralatan teknis. Dalam masa hidupnya, pemraktekan yang paling dramatis adalah di bidang astronomi. Di sektor ini pun Newton berdiri paling depan. Tahun 1678 Newtonmenerbitkan buku karyanya yang masyhur Prinsip-prinsip matematika mengenai filsafat alamiah (biasanya diringkas Principia saja). Dalam buku itu Newton mengemukakan teorinya tentang hukumgaya berat dan tentang hukum gerak. Dia menunjukkan bagaimana hukum-hukum itu dapat dipergunakan untuk memperkirakan secara tepat gerakan-gerakan planit-planit seputar sang matahari. Persoalan utama gerak-gerik astronomi adalah bagaimana memperkirakan posisi yang tepat dan gerakan bintang-kemintang serta planit-planit, dengan demikian terpecahkan sepenuhnya oleh Newtonhanya dengan sekali sambar. Atas karya-karyanya itu Newton sering dianggap seorang astronom terbesar dari semua yang terbesar.

Apa penilaian kita terhadap arti penting keilmiahan Newton? Apabila kita buka-buka indeks ensiklopedia ilmu pengetahuan, kita akan jumpai ihwal menyangkut Newton beserta hukum-hukum dan penemuan-penemuannya dua atau tiga kali lebih banyak jumlahnya dibanding ihwal ilmuwan yang manapun juga. Kata cendikiawan besar Leibniz yang sama sekali tidak dekat dengan Newton bahkan pernah terlibat dalam suatu pertengkaran sengit: “Dari semua hal yang menyangkut matematika dari mulai dunia berkembang hingga adanya Newton, orang itulah yang memberikan sumbangan terbaik.” Juga pujian diberikan oleh sarjana besar Perancis, Laplace: “Buku Principia Newton berada jauh di atas semua produk manusia genius yang ada di dunia.” Dan Langrange sering menyatakan bahwaNewton adalah genius terbesar yang pernah hidup. Sedangkan Ernst Mach dalam tulisannya di tahun 1901 berkata, “Semua masalah matematika yang sudah terpecahkan sejak masa hidupnya merupakan dasar perkembangan mekanika berdasar atas hukum-hukum Newton.” Ini mungkin merupakan penemuan besar Newton yang paling ruwet: dia menemukan wadah pemisahan antara fakta dan hukum, mampu melukiskan beberapa keajaiban namun tidak banyak menolong untuk melakukan dugaan-dugaan; dia mewariskan kepada kita rangkaian kesatuan hukum-hukum yang mampu dipergunakan buat permasalahan fisika dalam ruang lingkup rahasia yang teramat luas dan mengandung kemungkinan untuk melakukan dugaan-dugaan yang tepat.

Dalam uraian yang begini ringkas, adalah mustahil membeberkan secara terperinci penemuan-penemuan Newton. Akibatnya, banyak karya-karya yang agak kurang tenar terpaksa harus disisihkan biarpun punya makna penting di segi penemuan dalam bidang masalahnya sendiri. Newton juga memberi sumbangsih besar di bidang thermodinamika (penyelidikan tentang panas) dan di bidang akustik (ilmu tentang suara). Dan dia pulalah yang menyuguhkan penjelasan yang jernih bagai kristal prinsip-prinsip fisika tentang “pengawetan” jumlah gerak agar tidak terbuang serta “pengawetan” jumlah gerak sesuatu yang bersudut. Antrian penemuan ini kalau mau bisa diperpanjang lagi: Newtonlah orang yang menemukan dalil binomial dalam matematika yang amat logis dan dapat dipertanggungjawabkan. Mau tambah lagi? Dia juga, tak lain tak bukan, orang pertama yang mengutarakan secara meyakinkan ihwal asal mula bintang-bintang.

Nah, sekarang soalnya begini: taruhlah Newton itu ilmuwan yang paling jempol dari semua ilmuwan yang pernah hidup di bumi. Paling kemilau bagaikan batu zamrud di tengah tumpukan batu kali. Taruhlah begitu. Tetapi, bisa saja ada orang yang mempertanyakan alasan apa menempatkan Newtondi atas pentolan politikus raksasa seperti Alexander Yang Agung atau George Wasington, serta disebut duluan ketimbang tokoh-tokoh agama besar seperti Nabi Isa atau Budha Gautama. Kenapa mesti begitu?

Pertimbangan saya begini. Memang betul perubahan-perubahan politik itu penting kalau tidak teramat penting. Walau begitu, bagaimanapun juga pada umumnya manusia sebagaian terbesar hidup nyaris tak banyak beda antara mereka di jaman lima ratus tahun sesudah Alexander wafat dengan mereka di jaman lima ratus sebelum Alexander muncul dari rahim ibunya. Dengan kata lain, cara manusia hidup di tahun 1500 sesudah Masehi boleh dibilang serupa dengan cara hidup buyut bin buyut bin buyut mereka di tahun 1500 sebelum Masehi. Sekarang, tengoklah dari sudut perkembangan ilmu pengetahuan. Dalam lima abad terakhir, berkat penemuan-penemuan ilmiah modern, cara hidup manusia sehari-hari sudah mengalami revolusi besar. Cara berbusana beda, cara makan beda, cara kerja dan ragamnya beda. Bahkan, cara hidup santai berleha-leha pun sama sekali tidak mirip dengan apa yang diperbuat orang jaman tahun 1500 sesudah Masehi. Penemuan ilmiah bukan saja sudah merevolusionerkan teknologi dan ekonomi, tetapi juga sudah mengubah total segi politik, pemikiran keagamaan, seni dan falsafah. Sangat langkalah aspek kehidupan manusia yang tetap “jongkok di tempat” tak beringsut sejengkal pun dengan adanya revolusi ilmiah. Alasan ini –sekali lagi alasan ini– yang jadi sebab mengapa begitu banyak ilmuwan dan penemu gagasan baru tercantum di dalam daftar buku ini. Newton bukan semata yang paling cerdas otak diantara barisan cerdas otak, tetapi sekaligus dia tokoh yang paling berpengaruh di dalam perkembangan teori ilmu. Itu sebabnya dia peroleh kehormatan untuk didudukkan dalam urutan hampir teratas dari sekian banyak manusia yang paling berpengaruh dalam sejarah manusia. Newton menghembuskan nafas penghabisan tahun 1727, dikebumikan di Westminster Abbey, ilmuwan pertama yang memperoleh penghormatan macam itu.

Daftar karya Newton

• Method of Fluxions (1671)
• De Motu Corporum (1684)
• Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687)
• Opticks (1704)

Dari Klasik (Newton) hingga Modern (Einstein)

(Pustaka Fisika). Seperti semua ilmu-ilmu lainnya, Ilmu Fisika didasarkan pada pengamatan eksperimental dan pengukuran kuantitatif. Tujuan utama fisika adalah untuk menemukan seperangkat hukum dasar yang mengatur fenomena alam dan menggunakannya untuk mengembangkan teori yang dapat memprediksi hasil percobaan di masa depan. Hukum dasar yang digunakan dalam teori sering dinyatakan dalam bahasa matematika, alat yang menyediakan jembatan antara teori dan eksperimen. Ketika perbedaan antara teori dan eksperimen muncul, teori-teori baru harus diformulasikan untuk menghilangkan perbedaan tersebut. Sering kali suatu teori cukup memuaskan hanya dalam kondisi yang terbatas, sebuah teori yang lebih umum mungkin memuaskan tanpa pembatasan-pembatasan.

Sebagai contoh, hukum yang ditemukan oleh Isaac Newton (1642-1727) pada abad ke-17 yang secara akurat dapat memberikan gambaran tentang gerak benda-benda yang ada disekitar kita. Fisika klasik, adalah semua teori  fisika yang telah berkembang sebelum tahun 1900, yang meliputi teori, konsep, hukum, serta eksperimen dalam mekanika klasik, termodinamika, dan elektromagnetisme.

Kontribusi penting untuk fisika klasik diberikan oleh Newton, yang mengembangkan mekanika klasik sebagai sebuah teori yang sistematis dan merupakan salah satu pencetus kalkulus sebagai alat matematika. Perkembangan utama dalam mekanika dilanjutkan dalam abad ke-18, tetapi bidang termodinamika, listrik dan magnetisme belum dikembangkan sampai bagian akhir abad ke-19, terutama karena sebelum waktu itu alat untuk percobaan masih terlalu kasar atau belum tersedia.

Sebuah era baru dalam fisika, biasanya disebut sebagai era fisika modern, yang dimulai sekitar akhir abad ke-19.  Fisika modern berkembang terutama karena penemuan fenomena fisika yang tidak dapat dijelaskan oleh fisika klasik. Dua perkembangan yang paling penting dalam fisika modern adalah teori relativitas dan mekanika kuantum. Teori relativitas Einstein merevolusi konsep tradisional ruang, waktu energi, dan; mekanika kuantum, yang berlaku untuk “dua dunia” yakni mikroskopis dan makroskopis. Para ilmuwan terus bekerja untuk meningkatkan pemahaman kita tentang fenomena dan hukum dasar, dan penemuan baru yang dibuat setiap hari.

Dalam berbagai disiplin ilmu, banyak ditemukan terjadinya penggabungan antara ilmu fisika, kimia, geologi, dan biologi, serta teknik. Beberapa perkembangan yang paling menonjol dalam bidang eksplorasi ilmu yang menyebabkan hal terebut adalah (1) banyaknya misi luar angkasa dan pendaratan astronot di Bulan, (2) microcircuitry dan komputer berkecepatan tinggi, dan (3) teknik pencitraan yang canggih yang digunakan dalam penelitian ilmiah dan kedokteran. Dampak dari perkembangan dan penemuan tersebut pada masyarakat kita telah sangat besar, dan sangat mungkin bahwa penemuan masa depan serta perkembangannya akan sama menarik sekaligus menantang untuk dikaji lebih lanjut,  tentunya diharapkan semakin  bermanfaat bagi kemanusiaan.

Aplikasi Gelombang BUNYI dalam kehidupan 

Radar

Radar (yang dalam bahasa Inggris merupakan singkatan dariRadio Detection and Ranging, yang berarti deteksi dan penjarakan radio) adalah suatu sistem gelombang elektromagnetik yang berguna untuk mendeteksi, mengukur jarak dan membuat map benda-benda seperti pesawat terbang, berbagai kendaraan bermotor dan informasi cuaca(hujan).

Panjang gelombang yang dipancarkan radar adalah beberapa milimeter hingga satu meter. Gelombang radio/sinyal yang dipancarkan dan dipantulkan dari suatu benda tertentu akan ditangkap oleh radar. Dengan menganalisa sinyal yang dipantulkan tersebut, pemantul sinyal dapat ditentukan lokasinya dan kadang-kadang dapat juga ditentukan jenisnya. Meskipun sinyal yang diterima relatif lemah/kecil, namun radiosinyal tersebut dapat dengan mudah dideteksi dan diperkuat oleh radar.

Jenis-jenis Gelombang Radar

1. Doppler Radar

Doppler radar merupakan jenis radar yang mengukur kecepatan radial dari sebuah objek yang masuk ke dalam daerah tangkapan radar dengan menggunakan Efek Doppler. Hal ini dilakukan dengan memancarkan sinyal microwave ke objek lalu menangkap refleksinya, dan kemudian dianalisis perubahannya. Doppler radar merupakan jenis radar yang sangat akurat dalam mengukur kecepatan radial. Contoh Doppler radar adalah Weather Radar yang digunakan untuk mendeteksi cuaca.

2.Bistatic Radar

Bistatic radar merupakan suatu jenis sistem radar yang komponennya terdiri dari pemancar sinyal (transmitter) dan penerima sinyal (receiver), di mana kedua komponen tersebut terpisah. Kedua komponen itu dipisahkan oleh suatu jarak yang dapat dibandingkan dengan jarak target/objek. Objek dapat dideteksi berdasarkan sinyal yang dipantulkan oleh objek tersebut ke pusat antena. Contoh Bistatic radar adalah Passive radar. Passive radar adalah sistem radar yang mendeteksi dan melacak objek dengan proses refleksi dari sumber non-kooperatif pencahayaan di lingkungan, seperti penyiaran komersial dan sinyal komunikasi.

Berdasarkan bentuk gelombang

1.   Continuous Wave/CW (Gelombang Berkesinambungan), merupakan radar yang menggunakan transmitter dan antena penerima (receive antenna) secara terpisah, di mana radar ini terus menerus memancarkan gelombang elektromagnetik. Radar CW yang tidak termodulasi dapat mengukur kecepatan radial target serta posisi sudut target secara akurat. Radar CW yang tidak termodulasi biasanya digunakan untuk mengetahui kecepatan target dan menjadi pemandu rudal (missile guidance).
2. Pulsed Radars/PR (Radar Berdenyut), merupakan radar yang gelombang elektromagnetiknya diputus secara berirama.Frekuensi denyut radar (Pulse Repetition Frequency/PRF) dapat diklasifikasikan menjadi 3 bagian, yaitu PRF high, PRF medium dan PRF low.

Panjang gelombang yang akan digunakan pada sistem radar bergantung pada aplikasi yang akan dikerjakan. Radar menggunakan satu atau lebih jenis band dalam melakukan penginderaan jauh. Band merupakan Rentang Panjang Gelombang. Radar menggunakan spektrum gelombang elektromagnetik pada rentang frekuensi 300 MHz hingga 30 GHz.

Tabel 1. Panjang gelombang Radar dan Frekuensinya yang digunakan dalam Penginderaan Jauh

Konsep Radar

Konsep radar adalah mengukur jarak dari sensor ke target. Ukuran jarak tersebut didapat dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan gelombang elektromagnetik selama penjalarannya mulai dari sensor ke target dan kembali lagi ke sensor.

Komponen- komponen Gelombang Radar
            Ada tiga komponen utama yang tersusun di dalam sistem radar, yaitu antena, transmitter (pemancar sinyal) dan receiver (penerima sinyal).
    
      1. Antena 

Antena yang terletak pada radar merupakan suatu antena reflektorberbentuk piring parabola yang menyebarkan energi elektromagnetik dari titik fokusnya dan dipantulkan melalui permukaan yang berbentuk parabola. Antena radar memiliki du akutub (dwikutub). Input sinyal yang masuk dijabarkan dalam bentuk phased-array (bertingkat atau bertahap). Ini merupakan sebaran unsur-unsur objek yang tertangkap antena dan kemudian diteruskan ke pusat sistem radar.

2.  Pemancar sinyal (transmitter)

Pada sistem radar, pemancar sinyal (transmitter) berfungsi untuk memancarkan gelombang elektromagnetik melalui reflektor antena. Hal ini dilakukan agar sinyal objek yang berada didaerah tangkapan radar dapat dikenali. Pada umumnya, transmitter memiliki bandwidth dengan kapasitas yang besar. Transmitter juga memiliki tenaga yang cukup kuat, efisien, bisa dipercaya, ukurannya tidak terlalu besar dan tidak terlalu berat, serta mudah dalam hal perawatannya.
3.  Penerima sinyal (receiver)

Pada sistem radar, penerima sinyal (receiver) berfungsi sebagai penerima kembali pantulan gelombang elektromagnetik dari sinyal objek yang tertangkap oleh radar melalui reflektor antena. Pada umumnya, receiver memiliki kemampuan untuk menyaring sinyal yang diterimanya agar sesuai dengan pendeteksian yang diinginkan, dapat memperkuat sinyal objek yang lemah dan meneruskan sinyal objek tersebut ke pemroses data dan sinyal (signal and data processor), dan kemudian menampilkan gambarnya di layar monitor (display).

Selain tiga komponen di atas, sistem radar juga terdiri dari beberapa komponen pendukung lainnya, yaitu:

• Waveguide, berfungsi sebagai penghubung antara antena dan transmitter.
• Duplexer, berfungsi sebagai tempat pertukaran atau peralihan antara antena dan penerima atau pemancar sinyal ketika antena digunakan dalam kedua situati tersebut.
• Software, merupakan suatu bagian elektronik yang berfungsi mengontrol kerja seluruh perangkat dan antena ketika melakukan tugasnya masing-masing.

Sistem Kerja Gelombang Radar

Umumnya, radar beroperasi dengan cara menyebarkan tenaga elektromagnetik terbatas di dalam piringan antena. Tujuannya adalah untuk menangkap sinyal dari benda yang melintas di daerah tangkapan antena yang bersudut 20^o – 40^o. Ketika ada benda yang masuk ke dalam daerah tangkapan antena tersebut, maka sinyal dari benda tersebut akan ditangkap dan diteruskan ke pusat sitem radar untuk kemudian diproses sehingga benda tersebut nantinya akan tampak dalam layar monitor/display. Berikut merupakan tahapan kerja Gelombang Radar.

Gambar 1 Cara kerja radar

Sensor memancarkan gelombang elektromagnetik ke target dan diterima kembali oleh sensor untuk menentukan jarak (S).
Pengukuran jarak antara sensor dengan target menggunakan rumus :

S= ( c. Δt) : 2

c  = Kecepatan cahaya.
S  = Jarak antara sensor dengan target di permukaan bumi.
Δt = Waktu tempuh gelombang elektromagnetik.
Pada permukaan bumi, pulsa gelombang radar dipancarkan ke segala arah, sebagian pantulannya diterima kembali oleh sensor. Intensitas dari gelombang pantulan ini sangat lemah dibandingkan ketika dipancarkan.
 
Gambar 2. Gelombang radar yang dipancarkan satelit,kemudian dipantulkan kembali kesegala arah oleh permukaan bumi dan sebagian diterima kembali oleh satelitManfaat gelombang Radar dalam kehidupan sehari-hari

      §            Wifi radar

Wifi radar adalah aplikasi yang dirancang untuk ponsel Nokia s60v3 ataupun bisa juga dicoba di Nokia s60v5 sebagai aplikasi unuk mendeteksi keberadaan sinyal Wifi/Jaringan internet melalui sambungan gelombang radio.Aplikasi Wifi Radar ini akan memberitahukan dengan notifikasi suara jika aplikasi ini mendeteksi keberadaan Wifi,jadi menurut saya cukup berguna bagi anda yang memilki ponsel ber-Wifi dan sering menggunakan fasilitas Wifi jika berinternet.Anda tak perlu mencari sinyal Wifi secara manual,tinggal mengaktifkan aplikasi Wifi Radar dan mengoperasikannya,maka aplikasi Wifi Radar ini akan mendeteksi adanya sinyal Wifi yang ditagkap oleh ponsel anda.

Wifi radar ini sanga berguna bagi anda yang suka memanfaatkan fasilitas Wifi untuk internetan,karena aplikasi ini akan memberitahukan adanya sinyal wifi di tempat yang sedang dilewati.Jika anda tertarik untuk mencobanya silahkan download aplikasinya di bawah ini.

      §            Cuaca

• Weather Radar, merupakan jenis radar cuaca yang memiliki kemampuan untuk mendeteksi intensitas curah hujan dan cuaca buruk, misalnya badai.
• Wind Profiler, merupakan jenis radar cuaca yang berguna untuk mendeteksi kecepatan dan arah angin dengan menggunakan gelombang suara (SODAR).

      §            Militer

• Airborne Early Warning (AEW), merupakan sebuah sistem radar yang berfungsi untuk mendeteksi posisi dan keberadaan pesawat terbang lain. Sistem radar ini biasanya dimanfaatkan untuk pertahanan dan penyerangan udara dalam dunia militer.
• Radar pemandu peluru kendali, biasa digunakan oleh sejumlah pesawat tempur untuk mencapai sasaran/target penembakan. Salah satu pesawat yang menggunakan jenis radar ini adalah pesawat tempur Amerika Serikat F-14. Dengan memasang radar ini pada peluru kendali udara (AIM-54 Phoenix), maka peluru kendali yang ditembakkan ke udara itu (air-to-air missile) diharapkan dapat mencapai sasarannya dengan tepat.

      §            Kepolisian

Radar biasa dimanfaatkan oleh kepolisian untuk mendeteksi kecepatan kendaraan bermotor saat melaju di jalan. Radar yang biasa digunakan untuk masalah ini adalah radar gun yang berbentuk seperti pistol dan microdigicam radar.

      §            Pelayaran

Dalam bidang pelayaran, radar digunakan untuk mengatur jalur perjalanan kapal agar setiap kapal dapat berjalan dan berlalu lalang di jalurnya masing-masing dan tidak saling bertabrakan, sekalipun dalam cuaca yang kurang baik, misalnya cuaca berkabut.

      §            Penerbangan

Dalam bidang penerbangan, penggunaan radar terlihat jelas pada pemakaian Air Traffic Control (ATC). Air Traffic Control merupakan suatu kendali dalam pengaturan lalu lintas udara. Tugasnya adalah untuk mengatur lalu lalang serta kelancaran lalu lintas udara bagi setiap pesawat terbang yang akan lepas landas (take off), terbang di udara, maupun yang akan mendarat (landing). ATC juga berfungsi untuk memberikan layanan bantuan informasi bagi pilot tentang cuaca, situasi dan kondisi bandara yang dituju.

      §            Secondary Surveillance Radar (SSR) di Bandara Polon

Radar ada beberapa macam dan yang umum digunakan di bandara udara adalah Primary Surveillance Radar (PSR) dan Secondary Surveillance Radar (SSR). Kedua jenis radar baik PSR maupun SSR mempunyai cara kerja berbeda. Pada PSR sifatnya aktif dan pesawat yang ditargetkan sifatnya pasif. Karena PSR hanya menerima pantulan gelombang radio dari refleksi pesawat tersebut (echo). Sedangkan pesawat itu sendiri tidak “tahu-menahu” dengan kegiatan radar di bawah. Pada SSR, baik radar maupun pesawat kedua-duanya aktif. Hal ini dapat dilakukan karena pesawat terbang telah dilengkapi dengan transponder. Pesawat-pesawat yang tidak dilengkapi transponder tidak akan dapat dilihat pada radar scope seperti identifikasi pesawat, ketinggiannya, dan lain-lain.

Dengan radar SSR, yang merupakan radar deteksi aktif dengan pesawat terpasang transponder, informasi yang didapatkan lebih dari deteksi PSR, yaitu : – jarak pesawat

- posisi pesawat
- kode pesawat
- ketinggian pesawat
- kecepatan pesawat

Secondary Surveillance Radar (SSR) adalah radar yang bekerja dengan bantuan alat yang bernama transponder di pesawat udara. Secara sederhana cara kerjanya adalah sebagai berikut:

1. SSR di darat memancarkan sinyal yang disebut dengan interrogation pada frekuensi 1030 Mhz
2. Jika mendapatkan sinyal interogasi, maka transponder akan menjawab/ memberikan sinyal balasan pada frekuensi 1090 Mhz
3. Dekoder yang ada di SSR akan menghitung jarak pesawat tersebut dari lamanya sinyal sampai kembali ke SSR
4. Arah pesawat tersebut akan ditentukan oleh arah antena radar SSR yang berputar 360 derajat.

                                                                             

Gambar 3. Cara kerja secondary surveillance radar (SSR)
Jadi misalnya antena SSR sedang mengarah ke timur pada arah 90° dan mendapatkan jawaban (reply) dari sebuah transponder, maka jarak dan posisi pesawat akan diketahui oleh SSR.
a. Manfaat dari SSR :
- Menghasilkan informasi dari transponder pesawat yang mengirimkan jawaban dengan membawa identitas dari pesawat
- Jarak jangkau pancaran adalah 200 NM
- Daya nya adalah 2,5 Kwatt
b. Informasi yang dapat dihasilkan oleh secondary surveillance radar adalah :

• Jarak: Salah satu cara yang bisa dipakai untuk mengukur jarak suatu objek dari antena ialah dengan mengirimkan sinyal gelombang radio (radiasi elektromagnetik) dan mengukur jeda waktu pantulan gelombangnya. Jarak(Range) Pesawat Terbang Menunjukkan jarak pesawat terbang terhadap staiun radar atau bandar udara dalam satuan Nautical Mile(NM) dimana 1NM=1,852 kilometer
• Kecepatan: Perbedaan frekuensi antara sinyal gelombang yang dipancarkan dan sinyal gelombang yang dipantulkan kembali dapat digunakan untuk menghitung kecepatan dari benda tersebut.
• Posisi

Merupakan nilai sekian derajat terhadap titik utara stasiun radar kearah pesawat terbang dengan putaran searah jarum jam(Clock Wise/Cw)

• Ketinggian

Ketinggian dari suatu pesawat harus diketahui baik pilot maupun ATC (air traffic control) untuk menyeimbangkan pesawat agar tidak berada pada jalur yang salah. Ketinggian Pesawat Terbang Menunjukkan ketinggian pesawat udara terhadap permukaan laut dengan satuan feet.

• Kode pesawat

Kode pesawat digunakan untuk mengetahui pesawat jenis apa yang sedang terbang pada saat itu. Dan untuk membedakan pesawat satu dengan yang lainnya
.

Daftar Pustaka

http://id.wikipedia.org/wiki/Radar