Dunia
yang bergerak
Dunia
disekeliling kita tidak pernah diam. Di kota-kota terlihat mobil dan truk
belalu lalang di jalan raya. Di daerah pedesaan terlihat pesawat terbang
melesat di udara. Selama berabad-abad ilmuwan-ilmuwan seperti Galileo, Newton,
dan Instein telah menyelidiki dunia di sekeliling kita dan mereka menemukan
bahwa dunia ini adalah tempat yang jauh lebih menakjubkan dan jauh lebih
misterius daipada yang dikira, bahkan oleh Aristoteles.
Empat
unsur
Aristoteles
menyimpulkan bahwa ada empat wujud dasar materi, yang disebut unsur : tanah
yang padat , air yang cair, udara yang berwujud gas, dan api yang panas. Dari
penelitiannya tentang dunia alam ia menyimpulkan bahwa empat itu dibiarkan,
masing-masing akan bergerak menuju tempat alaminya. Sebagai contoh,
gelembung-gelembung udara yang ada di dalam air akan membumbung ke atas dan tanah akan mengendap di dalam air. Gaya
dihasilkan oleh unsur-unsur yang berusaha menemukan tempat-tempat alaminya itu.
Bola-bola
Kristal
Dalam bukunya Meteorology , Aristoteles menjelaskan
bahwa air, udara, dan api membentuk semacam kulit yang bulat yang membungkus
Bumi. Di atas permukaan kulit itu terdapat serangkaian bulatan yang transparan,
menopang bintang-bintang dan planet yang trus berputar di tempatnya. Diperkirakan
bahwa bola-bola itu terbuat dari bahan yang kaku nening kayak keristal ,yang
tidak terikat oleh hukum-hukum yang mengatur unsur-unsur bumi.
Lereng
dan Baji
Bagaimana bangsa
mesir kuno mengangkat balok-balok batu
besar untuk membangun piramida? Cukup mengherankan bahwa mereka
menggunakan mesin-bukan mesin canggih yang
mempunyai roda,gir,dan sebagainya melainkan menggunakan mesin yang sederhana
seperti bukan kayak mesin.semua mesin berhubungan dengan gaya,bagaimana menamba
gaya guna gaya.ada mesin yang meneruskan gaya dari tempat ketempat lain.ad
mesin yang menperbesar gaya sehinga usaha kecil menimbulkan efek besar .
Pembangunan
piramida
Jalan menanjak
berbentuk sepiral melingkari piramida seperti jalan melingkar-lingkar naik
kegunung.jalan sepiral lebih jauh dari pada jalan lurus berate bahwa usaha yang
diperlukan untuk mengangkat balok lebih kecil.
Roda
dan sumbu
Roda adalah
penemuan temuan yang sangat kuno, tetep berguna sekali. Roda tidak halnya
digunakan angkut mengangkut. Jika berputar pada sumbu tengahnya,roda menjadi
mesin yang dapat memindakan dan mengadakan gaya. Sebagaimana mesin, jarak kecil
yang menempuh jarak jauh. Contoh tenaga air yakni kincir air.
Penaik
air diciptakan Archimedes
Archimedes
adalah salah seorang insiyur dan penemu terbesar pada zaman Yunani kuno. Ia
adalah seorang pertama yang melakukan kajian ilmiyah mengenai mesin sederhana
dan menggunakan pengetahuannya untuk membuat berbagai mesin. Namanya dikaitkan
dengan alat pengangkat air alat pengangkat air ini adalah mesin sederhana dan
bagian utamanya terdiri dari bidang miring yang dipasang pada corong didalam
sebuah tabung. Dalam memutar alat ini, bidang miring itu berfungsi sebagai baji
yang menangguk air.
Mengapung
dan tenggelam
Ilmu Yunani
Archimedes terkenal karena : prinsipnya. Prinsip ini menjelaskan mengapa ada
benda yang mengapung dan mengapa ada pula yang tenggelam jika dimasukkan dalam
cairan. Benda yang penuh berisi udara, seperti bola yang berongga kosong adalah
pengapung yang baik. Banyak benda pejal misalnya buah apel juga mengapung.
Pemahaman Archimedes yang pertama adalah bahwa benda pengapung disangga oleh
gaya ke atas, yang mengacu ke daya apung atau tolak ke atas disebabkan oleh
adanya tekanan cairan terhadap benda yang mengapung. Pemahaman yang kedua ialah
gaya yang mendorong benda ke atas itu tergantung pada seberapa banyak cairan
dipindahkan oleh benda itu. Maksudnya benda memindahkan cukup banyak cairan,
benda itu mengalami tolak ke atas yang cukup kuat sehingga beratnya menjadi
tersangga, oleh karena itu benda akan mengapung.
Pengungkit
Pengungkit
adalah alat sederhana, terdiri tas sebuah batang kaku yang dapat berputar
mengelilingi sebuah titik yang tetap. Titik itu disebut tumpuan. Pengumpil
adalah sejenis alat pengungkit yang dipakai sebagai pengadaan gaya untuk
mengangkat benda berat dengan menggunakan gaya yang lebih kecil, beban itu yang
berada di salah satu ujung batang dapat diangkat dengan gaya yang lebih kecil.
Pengungkit seperti itu dikatakan mempunyai manfaat mekanik yang positif. Untuk
memperoleh manfaat itu pengungkit harus mengikuti kaidah yang berlaku bagi
semua pengganda gaya yaitu usaha harus bergerak lebih jauh dari pada beban.
Maksudnya usaha yang diterapkan pada ujung batang harus bergerak lebih jauh
dari pada jarak yang ditempuh oleh naiknya batu.
Mengangkat
Alat yang
digunakan adalah kerekan, kerekan adalah alat yang menggunakan tali yang ulang
alik melalui roda-roda beralur atau lebih dari satu. Salah satu ujung itu
diikat ke beban ujung yang lain ditarik untuk memindahkan atau mengangkat
beban.
Masuk
ke gir
Gir adalah
sepasang roda bergigi yang saling bersambungan yang fungsinya meneruskan gaya
dan gerakan pada suatu mesin. Empat jenis dasar gir adalah gir para-para, gir
pendorong, gir siku-siku, dan gir cacing. Sepasang gir mempunyai dua roda yang
bergigi yaitu roda yang lebih kecil berbutar lebih cepat dari pada roda yang
lebih besar. Perbedaan kecepatan ini menghasilkan perbedaan gaya yang
diteruskan rodah yang lebih besar. Berputar dengan gaya yang lebih besar,
berdasarkan hal ini gir dapat digunakan untuk menambah atau mengurangi gaya
disamping itu juga bisa mengubah kecepatan rotasi serta mengubah arah.
Mesin
Rumit
Mesin yang
sederhana merupakan bagian dari mesin yang rumit, mesin yang paling rumit pun
terdiri atas pengungkit, gir, katrol, sekrup, roda, dan sumbu (as).
Bagian-bagian yang sederhana ini saling dihubungkan melalui berbagai cara yang
penuh akal sehingga terciptalah mesin-mesin, seperti mesin cetak, mobil,
pengebor gigi, mesin fotokopi, dan penggiling makanan. Bagian-bagian dari
banyak mesin rumit saling dihubungkan oleh serangkaian gir, pengungkit, sabut,
rantai, dan poros transmisi. Digunakan juga engkol dan penghubung as (noken as)
yang mengubah gerakan berputar menjadi gerakan maju mundur. Misalnya untuk menggerakkan
jarum naik-turun pada mesin jahit.
Mesin
pertanian
Mesin uap
digunakan untuk menggerakkan mesin tumbuk dan untuk dipakai penggerak tali
sabuk. Ikatan jerami gandum dimasukkan ke dalam penumbuk dari ujung atas.
Karung ditempatkan di depan untuk tempat mengisi butiran gandum yang sudah
terlepas dari jeraminya. Jeramin yang sudah tertumbuk itu dikeluarkan melalui
elevator di ujung lain yang jauh.
Ilmu
Gerak Galileo
Selama lebih
dari 1500 tahun setelah Archimedes, ilmu pengetahuan mengalami sedikit sekali
perkembangan. Namun, sedikit demi sedikit bermunculanlah gagasan-gagasan baru,
terutama selama zaman Renaisans, yaitu zaman kegiatan intelektual besar di
Eropa dari akhir tahun 1300-an sampai dengan 1600-an. Ilmuwan terpenting di
akhir zaman Renaisans itu adalah Galileo Galilei dari Italia, yang lahir di
Pisa pada tahun 1564. Ia mengkaji gagasan-gagasan Archimedes, khususnya
mengenai penggunaan matematika untuk mengatasi masalah-masalah fisika.
Ilmu
Peluru Meriam
Kajian-kajian
galileo mengenai benda bergerak telah memperluas wawasan. Ia meyadari bahwa
gaya apapun,bahkan yang kecil,dapat menimbulkan benda bergerak. Dalam praktek
friksi atau gesekan mencegah agar tidak digerakan oleh gayah kecil. Namun jika
tidak ada gesekan atau dorongan atau tarikan yang terkecil pun akan meyebabkan
benda bergerak. Galileo menyadari bawah suatu benda suda bergerak benda itu
akan terus bergerak sampai ada gaya yang memberentikan nya. Galileo melanjutkan
dengan mempelajari proyek-benda yang dilempar keudara lalu trus melayang habis
itu akhirnya jatuh. Tombak, anak panah, meriam yang dilemparkan keudara adalah
proyektil.
Alam
Semesta Dengan Mekanisme Jam Menurut Newton
Isaac newton
lahir pada tahun 1642,beberapa bulan meninggalnya Galileo. Ia adalah salah satu
orang ilmuwan-ilmuwan terbesar di panjang masa. Isaac newton meneruskan karya
Galileo dan mengakui “jika saya dikatakan melihat lebih jauh karena saya
berdiri di atas bauh-bauh orang besar. Menurut newton, alam semesta ini
berjalan seperti mesin jam dan di atur beberapa hukum yang sederhana. Seperti
Galileo,newton menyadari bahwa matematika adalah bahasa sain, dan ia merumuskan
hukum-hukum semesta yang mengatur gerak dan gravitasi secara otomatis.
Hukum-hukum itu memeriksa bagai mana benda bergerak jika digerakan oleh gaya.
Hukum
Newton Dalam Gerakan Nyata.
Hukum newton
yang pertama menyatakan bahwa jika sebuah benda tidak didorong atau di tarik
suatu gaya,benda itu akan tetap diam jika sedang diam atau bergerak mengikuti
garis lurus dengan kecepatan yang tetap bila benda itu sedang bergerak.
Cenderung benda untuk terus bergerak melalui garis lurus pada kecepatan tetap
atau kecenderungan benda diam tersebut disebut inertia atau kelembapan. Hukum
newton yang kedua menetap kan apa yang terjadi apabila suatu gaya bekerja pada
suatu benda yang sedang bergerak, Hukum yang ketiga menyatakan bahwa suatu
benda didorong atau ditarek ,benda itu akan mendorong atau menarik dengan
kekuatan yang sama tetapi dengan arah yang berlawanan.
Gravitasi;
Gaya Jarak Jauh
Gaya yang
membuat jatuh ke tanah adalah gaya yang menbuat planet-pelanet yang memutari
matahari. Pada tahun 1687 newton membuktikan didalam bukun
Gaya yang
membuat jatuh ke tanah adalah gaya yang menbuat planet-pelanet yang memutari
matahari. Pada tahun 1687 newton membuktikan didalam buku nya PRINCIPIA bahwa
planet-planet mengitari matahari karena adanya gaya jarak jauh yaitu gravitasi
yang menarik planet-planet ke matahari dan planet tergantung pada jarak
diantara keduanya.sebuah planet yang jaraknya dari matahari dua kali jarak
planet lain dari matahari mengalami hanya seperempat gaya ,jika planet itu
lebih jauh gaya gravitasinya sepersembilan dan seterusnya.
Berat
Ban Masa
Seorang
astronout yang sedang berdiri di bulan yang mempunyai berat tubuh yang hanya
seperenam yang beratnya dibumi. Hal ini dikarenakan oleh gaya grsvitasi yang
bekerja terhadapnya,gaya gravitasi diplanet tergantung pada massa dan besarnya
planet itu.gaya gravitasi dipermukaan bulan hanya seperenam di atas permukaan bumi,sehingga
benda mempunyai berat 2,64 kali beratnya di bumi. Massa suatu benda adalah
jumlah materi yang dikandung nya dan jumlah ini bersifat tetap.
Tabrakan
Bayangkara
sebuah truk sedang melaju dijalan sebuah
mobil tiba-tiba muncul didepan truk itu dan tabrakan pun tidak dapayt di
hindarkan. Sopir truk menginjak rem,tetapi hanya bisa melambatkan truk pada
waktunya. Makin tingih kecepatan truk itu makin besar lah momennya dan makin
susa untuk menghentikannya dengan kecepatan momentum sebuah benda tergantung
pada dua hal,yaitu kecepatan dan massanya. Ada beberapa gaya-gaya yang membuat
momentum total yaitu hukum konservasi momentum dan hukum ini berfungi semua
benda yang bergerak.
Gesekan
Gesekan adalah
gaya yang melawan gerak benda-benda yang saling bergesek ,gesekan terjadi
karena permukaan benda tidak benar-benar halus atau licin bagaimana pun rata
tempatnya. Semua permukaan terdiri atas bikit dan lembah,ketika puncak-puncak
bukit mikroskopis dikedua permukaan benda itu sling bersinggungan puncak-puncak
itu saling menempel seola-ola disambung dengan las. Hal ini membuat suatu benda
sukar untuk meluncur diatas permukaan benda yang lain.
Energi
Menurut
young,semua benda yang bergerak menpunyai energi karena bisa disuruh melakukan
pekerjaan. Sebagai contoh,benda yang bergerak menarik kereta kecil. Dewasa ini
benda yang bergerak kita sebut ‘energy kinetik’.insiyur wiliam rangkine dari
sekotlandia menciptakan istilah ‘energy potensial’setengah abad youngki istila
itu digunakan untuk mendeskripsikan energi yang dimiliki oleh beban yang
terangkat.
Gaya
Gabungan
Kebayakan benda
mempunyai lebi dari satu gaya yang bekerja terhadapnya. Misalnya perahu layar
yang melintasi laut yang digerakan oleh gaya angin yang mengembus layarnya. Ada
gaya resistasi udara dan air yang memperlambat geraknya. Disamping itu berat
perahu menarik kebawah,sedangkan gaya apung yang diberikan air mengangkat
perahu itu.masi ada lagi gaya yang dihasilkan oleh lunas berat perahu itu,yang
tujuannya untuk menjaga agar perahu itu tidak miring.pengaruh gabungan dari
gaya itu disebut resultan,yaitu gaya tunggal yang mempunyai efek yang sama
dengan efek bayak gaya yang bekerja pada suatu benda.
Tekanan
Dan Aliran
Jika dua orang
yang beratnya sama berjalan diatas salju yang tebal,yang satu menggunakan
sepatu biasa dan yang lain menggunakan sepatu salju tungkai orang yang memakai
sepatu biasa akan tenggelam lebi dalam dari pada tungkai orang yang memakai
sepatu salju. Gaya dibawa sepatu biasanya terpusat dari pada gaya sepatu salju.
Hal ini menunjukan pentingnya tekanan yaitu gaya persatuan luas,didalam bayak
hal yang penting yaitu tekanan bukan gaya.
Ulang
Alik
Apabila suatu
pemberat digantungkan dari sebuah pegas dan sedikit didorong kebawah, pembarat
itu akan menarik naik turun. Gerakan-gerakan ini disebut gerakan olak-alik
kerkali-kali disebut osilasi atau vibrasi.
Getaran
Raksasa
Frekfensi alami
ini mengacu ke jumlah getaran yang dibuat suatu benda setiap detik jia benda
itu bergetar.jika benda diberi dorongan satu kali ia akan melakukan bergetar
pada frekuensi alaminya.namun benda itu akan berhenti kecuali digerakan secara
teratur.
Membuat
Gelombang
Energi tidak
halnya terus menerus berubah bentuk saja energi juga terus menerus pinda dari
satu tempat ketempat lain. Hal ini terjadi karena gelombang. Jika sebuah batu
di jatukan ke kolam mula-mula batu bergerak jatuh itulah yang mempunyai energi
namun sesaat kemudian daun yang jauh disisi batu yang jatuh akan bergerak naik
turun ketika riak-riak kecil tiba padanya.
Berputar
Melingkar
Seember air yang
diayunkan memutar diujung tali tidak akan jatuh kalo ember itu digerakan cukup
cepat.karena hal ini air trus bergerak mengikuti garis lurus dan karenanya
mendorong ember yang menariknya memutar sehinga membentuk melingkar.cenderung
trus bergerak mengikuti garis lurus ini ternyata menpunyai gaya yang bergerak
keluar dari titik pusat lingkaran.
Berputar
Seperti Sepiral
Kipas angin atau
kipas pengering terus berputar walaupun listriknya dipadam kan. Seperti halnya
benda yang bergerak benda yang bergerak mempunyai momentum. Haya hal ini
momentum tum itu halnya mementum yang berputar bukan momentum sudut dan seperti
halnya momentum linear momentum ini bertamba besar jika kecepatannya bertamba
cepat, misalnya roda mempunyai massa yang sama tapi menpunyai titik pusat yang
berbeda,roda yang besar mempunyai momentum yang besar pada waktu berputar.
Gasing
Gasing adalah
permainan yang menarik. Gangsing berputar dapat berdiri diatas ujung pensil dan
jika pensil itu digerakan paku gangsing yang tetap berputar tetep menuju arah
yang sama hal ini karena gangsing menpunyai momentum sudut yang sama. Mementum
ini tidak akan berubah kecuwali ada gaya yang berbeda yang bekerja terhadapnya
mementum sudut selalu tersimpan tidak beruba
Batas
Akhir Kecepatan
Pada tahun 1905
ILMUAN JERMAN ALBERT EINSTEN menemukan teori baru yang revolusioner, teori itu
disebut teori khusus realitivitas dan membahas pengaruh gerakan kecepatan
tinggi. Jika benda bergerak dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya
kira-kira 300.000 km/ detik akal sehat tidak lagi dipakai lagi untuk pegangan.
Gravitasi
Einstein
Menurut eintein
ruwang angkasa berprilaku seolah olah berupa lembaran karet benda itu akan
menyebabkan cengkungan. Sebuah bola kecil yang digelindingkan di atas lembaran
karet iku akan dipengaruhi oleh adanya cengkungan itu dan karena itu akan
menggelinding kearah benda berat tersebut begini lah cara kerja gravitasi
menurut einstein.
Gaya-Gaya
Dasar
Gaya-gaya yang
tidak diketahui didalam kehidupan sehari-hari ternyata bekerja diantara
partikel-partikel yang membentuk inti atom. Ini adalah gaya nuklir kuat dengan
nuklir lemah,sekarang dimungkinkan melihat ada beberapa gaya dasar yang bekerja
dialam semesta, yaitu gaya elektromagnetik gaya gravutasionl, serta gaya nuklir
yang kuat dan yang lemah.
Sumber : Jendela Iptek - Balai Pustaka Jakarta
