Belajar Fisika itu Mudah

Wednesday, October 5, 2016

PENGANTAR SEJARAH GRAVITASI

PENGANTAR SEJARAH GRAVITASI

Sir Isaac Newton (lahir di Woolsthorpe-by-Colsterworth, Lincolnshire, 4 Januari 1643- meninggal 31 maret 1727 pada umur 84 tahun) adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi, filsuf alam, alkimiawan, dan teolog yang berasal dari Inggris. Ia merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika klasik.

Dalam bidang mekanika, Newton mencetuskan adanya prinsip kekekalan momentum dan momentum sudut. Dalam bidang optika, ia berhasil membangun teleskop refleksi yang pertama dan mengembangkan teori warna berdasarkan pengamatan bahwa sebuah kaca prisma akan membagi cahaya putih menjadi warna-warna lainnya. Ia juga merumuskan hukum pendinginan dan mempelajari kecepatan suara.

Dalam bidang matematika pula, bersama dengan karya Gottfried Leibniz yang dilakukan secara terpisah, Newton mengembangkan kalkulus diferensial dan kalkulus integral. Ia juga berhasil menjabarkan teori binomial, mengembangkan "metode Newton" untuk melakukan pendekatan terhadap nilai nol suatu fungsi, dan berkontribusi terhadap kajian deret pangkat.

ILUSTRASI ADANYA GRAVITASI


Sampai sekarang pun Newton masih sangat berpengaruh di kalangan ilmuwan. Sebuah survei tahun 2005 yang menanyai para ilmuwan dan masyarakat umum di Royal Society mengenai siapakah yang memberikan kontribusi lebih besar dalam sains, apakah Newton atau Albert Einstein, menunjukkan bahwa Newton dianggap memberikan kontribusi yang lebih besar.

Pada tahun 1679 Newton kembali mengerjakan mekanika benda langit, yaitu gravitasi dan efeknya terhadap orbit planet-planet, dengan Referensi terhadap hukum Kepler tentang gerak planet. Ini dirangsang oleh pertukaran surat singkat pada masa 1679-80 dengan Hooke, yang telah ditunjuk untuk mengelola korespondensi Royal Society, dan membuka korespondensi yang dimaksudkan untuk meminta sumbangan dari Newton terhadap jurnal ilmiah Royal Society.[23] Bangkitnya kembali ketertarikan Newton terhadap astronomi mendapatkan rangsangan lebih lanjut dengan munculnya komet pada musim dingin 1680-1681,yang dibahasnya dalam korespondensi dengan John Flamsteed.[28] Setelah diskusi dengan Hooke, Newton menciptakan bukti bahwa bentuk elips orbit planet akan berasal dari gaya sentripetal yang berbanding terbalik dengan kuadrat vektor jari-jari. Newton mengirimkan hasil kerjanya ini ke Edmond Halley dan ke Royal Society dalam De motu corporum in gyrum, sebuah risalah yang ditulis dalam 9 halaman yang disalin ke dalam buku register Royal Society pada Desember 1684 Risalah ini membentuk inti argumen yang kemudian akan dikembangkan dalam Principia.

Principia dipublikasikan pada 5 Juli 1687 dengan dukungan dan bantuan keuangan dari Edmond Halley. Dalam karyanya ini Newton menyatakan hukum gerak Newton yang memungkinkan banyak kemajuan dalam revolusi Industri yang kemudian terjadi. Hukum ini tidak direvisi lagi dalam lebih dari 200 tahun kemudian, dan masih merupakan pondasi dari teknologi non-relativistik dunia modern. Dia menggunakan kata Latin gravitas (berat) untuk efek yang kemudian dinamakan sebagai gravitasi, dan mendefinisikan hukum gravitasi universal.

Dalam karya yang sama, Newton mempresentasikan metode analisis geometri yang mirip dengan kalkulus, dengan 'nisbah pertama dan terakhir', dan menentukan analisis untuk menentukan (berdasarkan hukum Boyle) laju bunyi di udara, menentukan kepepatan bentuk sferoid Bumi, memperhitungkan presesi ekuinoks akibat tarikan gravitasi bulan pada kepepatan Bumi, memulai studi gravitasi ketidakteraturan gerak Bulan, memberikan teori penentuan orbit komet, dan masih banyak lagi.

Newton memperjelas pandangan heliosentrisnya tentang tata surya, yang dikembangkan dalam bentuk lebih modern, karena pada pertengahan 1680-an dia sudah mengakui Matahari tidak tepat berada di pusat gravitasi tata surya. Bagi Newton, titik pusat Matahari atau benda langit lainnya tidak dapat dianggap diam, namun seharusnya "titik pusat gravitasi bersama Bumi, Matahari dan Planet-planetlah yang harus disebut sebagai Pusat Dunia", dan pusat gravitasi ini "diam atau bergerak beraturan dalam garis lurus". Newton mengadopsi pandangan alternatif "tidak bergerak" dengan memperhatikan pandangan umum bahwa pusatnya, di manapun itu, tidak bergerak. Postulat Newton aksi-pada-suatu-jarak yang tidak terlihat menyebabkan dirinya dikritik karena memperkenalkan "perantara gaib" ke dalam ilmu pengetahuan. Dalam edisi kedua Principia (1713) Newton tegas menolak kritik tersebut dalam bagian General Scholium di akhir buku. Dia menulis bahwa cukup menyimpulkan bahwa fenomena tersebut menyiratkan tarikan gravitasi, namun hal tersebut tidak menunjukkan sebabnya. Tidak perlu dan tidak layak merumuskan hipotesis hal-hal yang tidak tersirat oleh fenomena itu. Di sini Newton menggunakan ungkapannya yang kemudian terkenal, Hypotheses non fingo.

Berkat Principia, Newton diakui dunia internasional. Dia mendapatkan lingkaran pengagum, termasuk matematikawan kelahiran Swiss Nicolas Fatio de Duillier, yang menjalin hubungan yang intens dengannya sampai 1693, saat hubungan tersebut mendadak berakhir. Pada saat bersamaan Newton menderita gangguan saraf.

HUKUM UNIVERSAL PLANET DAN SATELIT

Hukum Universal planet dan satelit----Pernahkah kita berfikir, mengapa mangga bisa jatuh dari pohonnya dan orang yang ada di atas bangunan bisa jatuh ke bawah? Ternyata fenomena ini sudah dijelaskan oleh Newton dalam hukumnya tentang gravitasi. Menurut Newton jika ada dua benda bermassa didekatkan maka antara keduanya itu akan timbul gaya gravitasi atau gaya tarik menarik antar massa.
Walaupun hukum kepler merupakan langkah penting untuk mengerti gerakan planet-planet, namun hukum tersebut tetap hanya aturan empiris yang diperoleh dari pengamatan astronomis. Tinggallah Newton untuk mengambil langkah besar ke depan dan menghubungkan percepatan sebuah planet dalam orbitnya dengan gaya yang dilakukan oleh matahari pada planet yang berubah secara terbalik dengan kuadrat jarak antara matahari dan planet. Kemudian Newton membuat sebuah hukum yaitu Hukum Gravitasi Newton. Hukum Gravitasi Newton mempostulatkan bahwa setiap benda mengadakan gaya tarik pada tiap benda lain yang sebanding dengan massa kedua benda itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pisah antara mereka (Tipler, 1998).

http://fisika-info.blogspot.co.id/

Hukum Universal Planet dan Satelit

Untuk membahas energi dalam planet dan satelit, tinjaulah sebuah objek dengan massa m bergerak dengan kecepatan v di sekitar sebuah obyek masif yang bermassa M, di mana M >> m. Sistem ini mungkin sebuah planet yang bergerak mengelilingi Matahari, sebuah satelit yang mengorbit di sekitar Bumi, atau komet yang sekali waktu mengitari Matahari. Jika kita mengasumsikan obyek massa M sedang beristirahat dalam kerangka acuan inersia, energi total E mekanik dari sistem dua objek ketika objek yang dipisahkan oleh jarak r adalah jumlah dari energi kinetik dari objek dengan massa m dan energi potensial dari sistem, yang diberikan oleh Persamaan berikut:
E = K + U
E = ½ mv^2 – GMm/r   (Pers 1)
Persamaan di atas menunjukkan bahwa E bisa positif, negatif, atau nol, tergantung pada nilai v Untuk sistem terikat seperti sistem Bumi-Matahari, bagaimanapun, E adalah selalu kurang dari nol karena kita telah memilih konvensi bahwa U →0 ketika r →∞.
Kita dapat dengan mudah menetapkan bahwa E < 0 untuk sistem yang terdiri dari obyek bermassa m bergerak dalam orbit melingkar disekitar obyek bermassa M >> m. Hukum kedua Newton diterapkan pada objek dengan massa m memberikan:
Fg = ma →  GMm/r^2 = mv^2/r
Mengalikan kedua sisi dengan r dan membaginya dengan 2 memberikan:
½ mv^2 = GMm/2r     (Pers 2)
Mengganti persamaan ini ke Persamaan 1, kita memperoleh:
E = GMm/2r – GMm/r
E = - GMm/2r  (orbit melingkar)   (Pers 3)

Hasil ini menunjukkan bahwa energi mekanik total adalah negatif dalam kasus orbit lingkaran. Perhatikan bahwa energi kinetik adalah positif dan sama dengan setengah nilai absolut dari energi potensial. Nilai absolut E juga sama dengan energi pengikatan sistem karena jumlah energi ini harus diberikan kepada sistem untuk memindahkan dua benda yang berjauhan sangat jauh.

Total energi mekanik juga negatif dalam kasus orbit elips. Ekspresi untuk E untuk orbit elips adalah sama dengan Persamaan 13.18 dengan r diganti dengan panjang sumbu semimajor a:

E = -GMm/2a  (orbit elips)  (Pers 4)

Selain itu, energi total adalah konstan jika kita asumsikan sebagi sistem terisolasi. Oleh karena itu, ketika obyek bermassa m bergerak dari A ke B pada Gambar 13.10 (di postingan sebelumnya), total energi tetap konstan dan Persamaan 1 memberikan:

E = ½ mvi^2 – GMm/ri  = ½ mvf^2 – GMm/rf   (Pers 5)

Menggabungkan pernyataan konservasi energi ini dengan pembahasan kita sebelumnya tentang kekekalan momentum sudut, kita melihat bahwa baik energi total dan total momentum sudut dari gravitasi terikat, sistem dua objek adalah konstanta geraknya (Serway, 2010:387-388).

Inilah yang dapat kami jelaskan terkait materi "Hukum universal planet dan satelit" semoga apa yang telah kami jelaskan dapat memberi ilmu yang bermanfaat bagi anda.
Unknown Fisika Klasik