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)