Uji Ketajaman 4.7 Gerak Melingkar
5.2 Hukum Pertama Newton: Penegasan Kembali Hukum Kelembaman 127 kan di menara condong Pisa Akan tetapi, meskipun percobaan di menara Pisa itu
membuktikan kesalahan pandangan Aristoteles, pandangan Aristoteles saat itu te- tap saja dianut oleh banyak orang, termasuk yang paling getol adalah pihak gereja. Memang, pada kurun itu, pandangan Aristoteles cukup mewarnai gereja. Karena pandangannya berbenturan dengan pandangan Aristoteles yang diyakini oleh pihak gereja, maka Galileo Galilei menghadapi kon ik dengan gereja. Pada saat itu, ge- reja memiliki kekuasaan untuk memberi hukuman. Hukuman yang diterima oleh Galilei termasuk ringan, yakni mendekam sebagai tahanan rumah sampai akhir ha- yatnya. Akan tetapi, dia tetap berkarya selama di dalam tahanan dan di kemudian hari hasil-hasil karyanya berhasil diselundupkan ke Belanda dan diterbitkan di sana serta menyebar ke berbagai tempat.
5.2
HukumPertamaNewton: PenegasanKembaliHu-
kum Kelembaman
Gambar 5.2: Gambar paling atas menunjuk- kan bahwa sebuah bola yang dilepas di sebe- lah kiri akan menggelinding hingga berhen- ti di ketinggian yang sama di sebelah kan- an. Gambar kedua memperlihatkan peristi- wa yang sama kecuali bagian lintasan di se- belah kanan diubah sehingga lebih landai dan panjang. Bola berhenti di sebelah kanan de- ngan ketinggian yang sama. Gambar yang ke- tiga memperlihatkan peristiwa yang sama, de- ngan lintasan yang semakin landai dan pan- jang. Gambar paling bawah memperlihatkan keadaan ekstrim, yakni bagian lintasan sebe- lah kanan menjadi mendatar. Bola akan ber- gerak terus ke kanan (tanpa henti).
Dalam upaya mempelajari gerakan, Galilei melakukan ekperi- men dengan menggelindingkan bola pada permukaan miring yang saling berhadapan (lihat Gambar 5.2). Bola tersebut akan terus menggelinding dan akan berhenti sesaat pada tempat yang memiliki ketinggian yang sama dengan ketinggian awalnya. Ji- ka bidang miring yang di sebelah kanan dibuat lebih landai dari sebelumnya, maka bola tetap akan bergerak menggelinding dan akan berhenti sesaat pada tempat yang memiliki ketinggian yang sama dengan ketinggian awalnya (di sebelah kiri). Hanya saja tempat bola berhenti lebih jauh daripada tempat pemberhen- tian pada eksperimen yang pertama. Hal ini dikarenakan lin- tasan bidang miringnya lebih landai. Eksperimen ini diterusk- an dengan merubah atau menambah kelandaian bidang miring yang di sebelah kanan. Semakin landai, maka bola akan sema- kin jauh menggelinding dan akan berhenti sesaat pada tempat yang mempunyai ketinggian sama dengan ketinggian awalnya. Menggunakan hasil ekperimen tersebut, maka dapat disimpulk- an, jika salah satu sisi pada akhirnya dibuat mendatar, maka bola akan menggelinding terus tanpa berhenti (dengan catatan mengabaikan pengaruh gesekan). Hal tersebut berarti bola akan tetap mempertahankan gerakannya. Secara umum suatu ben- da memiliki kecenderungan untuk mempertahankan geraknya. Oleh karena itu, benda tersebut dikatakan mempunyai inersia ataukelembaman.
Konsep kelembaman yang ditemukan oleh Galilei memberi- kan ilham penting bagi Isaac Newton untuk merumuskan pan- dangannya tentang gerak. Pandangan tersebut dituangkan da- lam hukum pertama Newton tentang gerak yang menyatakan “Setiap benda akan terus berada pada keadaan diam atau ber- gerak dengan kelajuan tetap sepanjang garis lurus jika tidak di- paksa untuk merubah keadaan geraknya itu oleh gaya-gaya yang bekerja padanya”
Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi unifomiter in dire- ctum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare
(Lex I, Principia:12).
Pandangan tentang gerak secara lengkap dituangkan dalam karyanya yang berju- dul Principia Mathematica Philosophiae Naturalis (Prinsip-prinsip Matematika bagi Filsafat Alam).
Hukum pertama Newton sesungguhnya menjelaskan pengertian gaya. Hal ini jelas tersirat dalam ungkapan (Lex I, Principia) di atas.
Gaya adalah penyebab perubahan gerakan, dan bukan penyebab gerakan.
Gaya adalah penyebab per- ubahan gerakan, dan bukan penyebab gerakan. Oleh karena itu, jika resultan ga- ya yang bekerja pada sembarang benda lenyap atau sama dengan nol, maka benda itu tidak akan mengalami perubahan gerakan, yakni benda tersebut bergerak lurus dengan kelajuan tetap. Hal tersebut berarti, jika benda titik tersebut pada awalnya diam, maka akan tetap diam. Sementara jika pada awalnya benda tersebut bergerak dengan kecepatan sembarang, maka akan bergerak lurus pada kecepatan tersebut. Sebagai contoh, sebuah perahu cepat di atas danau meskipun mesinnya sudah di- matikan namun tetap bergerak. Tentu masih ingat bahwa peristiwa ini tidak bisa dijelaskan dengan konsep gerak menurut Aristoteles. Tetapi sekarang secara gam- blang dapat dijelaskan dengan konsep gerak menurut Galilei dan Newton. Tepat ketika mesin dimatikan, perahu cepat sudah memiliki kecepatan. Perahu cepat ber- usaha mempertahankan keadaan geraknya, yaitu untuk tetap bergerak dengan kela- juan tersebut karena kelembamannya. Kenyataannya, apabila diamati, perahu cepat pada akhirnya akan berhenti juga. Mengapa demikian? Apakah hukum Newton salah? Semakin lama, perahu bergerak semakin lambat dan akhirnya berhenti. Ja- di, perahu mengalami perubahan gerakan. Dalam hal ini dapat diduga adanya gaya yang menyebabkan perubahan gerakan tersebut. Gaya tersebut tidak lain adalah ga- ya gesek.
Gambar 5.3: Sir Isaac New- ton (gambar diambil dari ht- tp:\\isissousa2.deviantart.com)
Sebagai contoh berikutnya, perhatikan seorang astronaut yang berada jauh dari benda angkasa manapun sehingga efek gravitasi sangat dapat di- abaikan. Sebuah alat komunikasi yang semula dipegang oleh astronaut itu tiba-tiba terlempar dari tangannya. Benda itu selanjutnya akan bergerak lu- rus beraturan tanpa berhenti karena ketiadaan gaya yang bekerja pada benda itu.
Terakhir, kita perhatikan seseorang yang mendorong sebuah meja di atas lantai. Pada saat dorongan diberikan, meja bergerak. Akan tetapi, ketika do- rongan dihentikan, meja seolah-olah ikut berhenti. Benarkah meja seketika itu berhenti? Bukankah meja tersebut sudah mempunyai kelajuan tepat ke- tika dorongan dihentikan? Bukankah seharusnya meja tersebut akan terus bergerak bahkan setelah dorongan dihentikan? Bagaimana hal ini dapat di- jelaskan? Keadaannya mirip dengan contoh perahu cepat di atas. Hanya saja gesekan antara meja dan lantai jauh lebih besar jika dibandingkan dengan gesekan antara perahu dan air. Akibatnya, perubahan gerakan akan tam- pak lebih jelas untuk kasus meja daripada kasus perahu. Dengan kata lain, perlambatan yang diakibatkan oleh gaya gesek meja dan lantai lebih besar daripada yang ditimbulkan oleh gaya gesek perahu dan air. Akibatnya, me- ja yang meluncur di atas lantai rumah lebih cepat berhenti daripada perahu yang meluncur di atas permukaan danau. Karena terjadinya begitu singkat seolah-olah meja berhenti seketika.
