GALILEO DAN FISIKA BARU

GALILEO DAN FISIKA BARU

Pada tahun 1609, Galileo menemukan teleskop dan berdasarkan penyelidikan ilmiahnya, ia menyatakan bahwa model alam semesta geosentris dari Ptolemy benar-benar tidak digunakan para peneliti berpengetahuan dan digantikan model heliosentris. Galileo Galilei menciptakan sebuah revolusi dalam astronomi yang bergema sampai hari ini mengenai pengamatannya dari setelit Yupiter. Dari September 1610, Galileo mengamati bahwa Venus menunjukkan set lengkap fase yang sama dengan yang dari Bulan.

·        Stevinus dan Hukum Kesetimbangan          

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 tekanan hidrostatik. 

·        Galileo dan Kesetimbangan Fluida

Galileo melakukan sebuah percobaan yang merupakan pengulangan dari hukum archimedes. Galileo ingin membuktikan hukum tersebut. Thesisnya pada percobaan ini hampir benar, namun masih ada idenya yang salah. Karena menuruttnya air tidak mempunyai hambatan pada penetrasi.

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

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. 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

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

            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 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.