PERKEMBANGAN FISIKA KLASIK

7/25/2019 PERKEMBANGAN FISIKA KLASIK

1/11

PERKEMBANGAN FISIKA KLASIK

A. RESUME

Fisika klasik Dimulai dari tahun 1800an sampai 1890an. Pada periode ini

diformulasikan konsep-konsep fisika yang mendasar yang sekarang kita kenal dengan

sebutan Fisika Klasik. Dalam periode ini Fisika berkembang dengan pesat terutama dalam

mendapatkan formulasi-formulasi umum dalam Mekanika Fisika Panas !istrik-Magnet dan

"elombang yang masih terpakai sampai saat ini. Fisika Klasik adalah fisika yang didasari

prinsip-prinsip yang dikembangkan sebelum bangkitnya teori kuantum biasanya

termasuk teori relati#itas khusus dan teori relati#itas umum. Pada fisika klasik pendekatan

terhadap peme$ahan persoalan pada umumnya lebih didasarkan pada dalil-dalil mekanika

gerak. Disamping itu dalam penanganan solusi se$ara tegas dilakukan perbedaan antara

benda partikel dan fenomena gelombang dan begitu %uga mengenai tanggapan& tidak ada

pembatasan-pembatasan dalam besarnya energi 'energi dapat bertambah atau berkurang

dengan besaran nilai yang tidak dibatasi dengan satuan tertentu(.

B. MATERI

Fisika klasik adalah fisika yang didasari prinsip-prinsip yang dikembangkan sebelum

bangkitnya teori kuantum dari abad 1) hingga 19. *abang-$abang yang termasuk fisika

klasik antara lain& mekanika klasik 'hukum gerak +e,ton dan lagrangian serta mekanika

amiltonian( elektrodinamika klasik termodinamika klasik dan teori relati#itas.


2/11

1. Perkembangan Fisika Klasik Galileo

Pada a,al abad 1) "alileo membuka penggunaan eksperimen untuk memastikan

kebenaran teori fisika yang merupakan kun$i metode sains. "alileo memformulasikan dan

berhasil mengu%i beberapa hasil dari dinamika mekanik terutama inersia. Pada 18) /saa$

ne,ton menerbitkan karyanya yang fenomenal mathemati$al prin$iples of natural

philosophy 'prin$ipia( yang memberikan pen%elasan yang gamblang dan teori fisika yang

sukses. ukum gerak +e,ton yang merupakan sumber dari mekanika klasik dan hukum

gra#itasi +e,ton yang men%elaskan gaya dasar gra#itasi. Kedua teori ini sangat $o$ok dalam

eksperimen. Prin$ipia %uga memasukkan beberapa teori dalam dinamika fluida. Mekanika

klasik dikembangkan besar-besaran oleh oseph-!ouis de !agrange. illiam 2o,an

amilton dan lainnya yang men$iptakan formula prinsip dan hasil baru. ukum gra#itasi

memulai bidang astrofisika yang menggambarkan fenomena astronomi menggunakan teori

fisika.

3e%ak abad 18 dan seterusnya termodinamika dikembangkan oleh 2obert 4oyle

*harles gay-lussa$ dkk. Pada 1)55 Daniel 4ernoulli menggunakan argument statistika

dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil termodinamika memulai bidang mekanika

statisti$. Pada 1)98 4en%amin 6hompson mempertun%ukkan kon#ersi ker%a mekanik ke


3/11

dalam panas. Pada 187) %ames %oule menyatakan hukum konser#asi energy dalm bentuk

panas dan %uga dalam energy mekanik.

3ifat listrik dan magnetisme dipela%ari oleh Mi$hael faraday "eorge ohm dan

lainnya. Pada 18 %ames *lerk Ma,ell menyatukan kedua fenomena men%adi satu teori

elektromagnetisme di%elaskan oleh persamaan Ma,ell. Perkiraan dari teori ini adalah

$ahaya adalah gelombang ele$tromagnet.

"alileo "alilei ' 17 - 17: ( "alileo adalah seorang yang berpengetahuan luas dan

sangat teliti; 4eliau dipandang sebagai 4apak Fisika lat ini terdiri dari sebuah

bandul yang digantungkan pada sebuah tali yang lemas; dengan mengatur pan%ang tali yang

disesuaikan dengan denyutan nadi maka frekuensi denyutan dapat ditentukan besarnya.

=ntuk masa-masa berikutnya ternyata dunia fisika dan matematika lebih menarik perhatian

"alileo sehingga kemudian dia meninggalkan dunia kedokteran yang semula di tekuninya.

Ketika berumur : tahun "alileo men%adi profesor dalam bidang matematika di Pisa. Disini

dia memulai suatu penyelidikan yang sistematis terhadap doktrin-doktrin mekanika yang

dikemukan >ristoteles dengan per$obaan-per$obaan yang dia ker%akan diperoleh kesimpulan

bah,a doktrin-doktrin yang ditemukan >ristoteles tidak benar. Misalnya sa%a mengenai


4/11

benda-benda %atuh >ristoteles mengemukakan ?benda yang berat %atuh lebih $epat daripada

benda yang ringan@. alaupun sebenarnya berdasarkan per$obaan-per$obaan yang

diker%akan berbagai penulis misalnya Philoponus dalam abad ke # %uga oleh 4enedetto

#ar$hi doktrin >ristoteles tersebut sudah dipertanyakan tetapi karena dua penulis yang

terakhir tersebut tidak memiliki pengaruh di masyarakat maka pertanyaan yang mereka

temukan lenyap dan doktrin >ristoteles dapat diterima umum. =ntuk mengu%i kebenaran

doktrin >ristoteles tersebut "alileo mengadakan eksperimen yang berbeda-beda dari atas

menara Pisa yang miring.

Dari per$obaan didapatkan kenyataan bah,a benda-banda yang tak sama beratnya

tersebut praktis %atuh dalam ,aktu yang sama. asil per$obaan "alileo yang bertentangan

dengan doktrin ristoteles ini segera mengundang masalah bagi "alileo ,alaupun sabagian

orang yakin akan kesalahan >ristoteles tetapi karena pengaruhnya masih demikian besar

maka "alileo terpaksa meringkuk di pen%ara. Keluar dari pen%ara "alileo meninggalkan Pisa

dan pada tahun 19: men%adi profesor matematika di =ni#ersitas Padua; disini ia dapat

menikmati kebebasan akademiknya selama 18 tahun. Kemasyurannya sebagai seorang

penga%ar meluas ke seluruh


5/11

kenyataannya %auh lebih banyak dari pada yang dapat dilihat dengan mata telan%ang. Dari sini

ia dapat men%a,ab pertanyaan-pertanyaan tentang Milky ay

2. Pekembangan Fisika Klasik Ne!on

/saa$ +e,ton '17:-1):)( lahir di oolsthrope /nggris. Dia lahir di tahun kematian

"alileo. Dia bela%ar di =ni#ersitas *ambridge dan pada usia a,al :0-an ketika dia membuat

tiga penemuan besarnya teori matematikanya yang sekarang dikenal dengan kalkulus teori

gra#itasi dan tentang komposisi $ahaya. Karya besarnya Mathematical Principles of

Natural Philosophy'biasa disebutPrincipia( diterbitkan pada 18).

Penemuan-penemuan +e,ton yang terpenting adalah di bidang mekanika

pengetahuan sekitar bergeraknya sesuatu benda didasarkan pada tiga hukum fundamental.

ukum pertamany adalah hukum inersia "alileo "alileo merupakan penemu pertama hukum

yang melukiskan gerak sesuatu obyek apabila tidak dipengaruhi oleh kekuatan luar. 6entu

sa%a pada dasarnya semua obyek dipengaruhi oleh kekuatan luar dan persoalan yang paling

penting dalam ih,al mekanik adalah bagaimana obyek bergerak dalam keadaan itu.

Masalah ini dipe$ahkan oleh +e,ton dalam hukum geraknya yang kedua dan

termasyhur dan dapat dianggap sebagai hukum fisika klasik yang paling utama. ukum

kedua 'se$ara matematik di%abarkan dengan persamaan F B m.a atau a B FCm( menetapkan

bah,a per$epatan obyek adalah sama dengan gaya netto dibagi massa benda. ukum kedua

+e,ton memiliki bentuk sama seperti hukum dinamika >ristoteles v B kFC2 dengan dua

perbedaan penting. Aang satu adalah bah,a gaya menghasilkan per$epatan dari pada

ke$epatan sehingga dalam ketidak hadiran gaya ke$epatan tetap konstan 'hukum pertama(.

Perbedaan yang lain adalah bah,a hambatan terhadap gerak adalah disebabkan oleh massa

benda itu sendiri terhadap medium di mana ia bergerak. 6erhadap kedua hukum itu +e,ton

menambah hukum ketiganya yang masyhur tentang gerak 'menegaskan bah,a pada tiap aksi


6/11

misalnya kekuatan fisik terdapat reaksi yang sama dengan yang bertentangan( serta yang

paling termasyhur penemuannya tentang kaidah ilmiah hukum gaya berat uni#ersal.

+e,ton %uga membedakan antara massa dan berat. Massa adalah sifat intrinsik suatu

benda yang mengukur resistansinya terhadap per$epatan sedangkan berat adalah

sesungguhnya suatu gaya yaitu gaya berat yang beker%a pada sebuah benda. adi berat "

sebuah benda adalah " B mag di mana ag adalah per$epatan karena gra#itasi. Keempat

perangkat hukum ini %ika digabungkan akan membentuk suatu kesatuan sistem yang berlaku

buat seluruh makro sistem mekanika mulai dari ayunan pendulum hingga gerak planet-planet

dalam orbitnya mengelilingi matahari. +e,ton tidak $uma menetapkan hukum-hukum

mekanika tetapi dia sendiri %uga menggunakan alat kalkulus matematik dan menun%ukkan

bah,a rumus-rumus fundamental ini dapat dipergunakan bagi peme$ahan masalah fisika.

Diantara banyak prestasi +e,ton ada satu yang merupakan penemuan terbesar ialah

ukum "ra#itasiE. Pada penemuan ini +e,ton menggunakan dengan baik penemuan

penting sebelumnya tentang pergerakan angkasa yang dibuat oleh Kepler dan yang lainnya.

+e,ton menyadari hukum sema$am ini pada pertengahan 10. Pada masa kreatif ini ia

menulis hampir satu abad kemudian bah,a?3aya menarik kesimpulan bah,a kekuatan yang

men%aga planet-planet pada orbitnya pasti berbanding terbalik sama dengan kuadrat dari %arak

mereka dengan pusat dimana mereka bere#olusi@. Diungkapkan sebagai sebuah persamaan

di mana F gaya gra#itasi diantara dua benda bermassa m1dan m: radalah %arak antara pusat-

pusatnya dan " adalah tetapan gra#itasi . "erak sebuah planet mengelilingi matahari adalah

suatu kombinasi gerak garis lurus yang ia harus miliki %ika tak ada gaya yang beker%a

kepadanya dan per$epatannya karena gaya gra#itasi matahari.

a. Mekanika Klasik #Mekanika Ne!onian$


7/11

Mekanika klasik menggambarkan dinamika partikel atau sistem partikel. Dinamika

partikel demikian ditun%ukkan oleh hukum-hukum +e,ton tentang gerak terutama oleh

hukum kedua +e,ton. ukum ini menyatakan 3ebuah benda yang memperoleh pengaruh

gaya atau interaksi akan bergerak sedemikian rupa sehingga la%u perubahan ,aktu dari

momentum sama dengan gaya tersebut. ukum-hukum gerak +e,ton baru memiliki arti

fisis %ika hukum-hukum tersebut dia$ukan terhadap suatu kerangka a$uan tertentu yakni

kerangka a$uan inersia 'suatu kerangka a$uan yang bergerak serba sama - tak mengalami

per$epatan(. Prinsip 2elati#itas +e,tonian menyatakan ika hukum-hukum +e,ton berlaku

dalam suatu kerangka a$uan maka hukum-hukum tersebut %uga berlaku dalam kerangka

a$uan lain yang bergerak serba sama relatif terhadap kerangka a$uan pertama.

Konsep partikel bebas diperkenalkan ketika suatu partikel bebas dari pengaruh gaya

atau interaksi dari luar sistem fisis yang ditin%au 'idealisasi fakta fisis yang sebenarnya(.

"erak partikel terhadap suatu kerangka a$uan inersia tak gayut 'independen( posisi titik asal

sistem koordinat dan tak gayut arah gerak sistem koordinat tersebut dalam ruang. Dikatakan

dalam kerangka a$uan inersia ruang bersifat homogen dan isotropik. ika partikel bebas

bergerak dengan ke$epatan konstan dalam suatu sistem koordinat selama inter#al ,aktu

tertentu tidak mengalami perubahan ke$epatan konsekuensinya adalah ,aktu bersifat

homogen.

b. Elek!ro%inamika Klasik


8/11

kuliah khusus tentang elektrodinamika. al yang perlu dikemukakan di sini adalah bah,a

menurut Ma,ell medan listrik dan magnet memenuhi persamaan

Persamaan ini mengungkapkan bah,a medan elektromagnet merambat dalam ruang

dalam bentuk gelombang dengan ke$epatan tetap #. Ma,ell adalah orang pertama yang

mengungkapkan bah,a gelombang


9/11

ukum ini mengatur semua perubahan bentuk energi se$ara kuantitatif dan tidak membatasi

arah perubahan bentuk itu. Pada kenyataannya tidak ada kemungkinan ter%adinya proses

dimana proses tersebut satu I satunya hasil dari perpindahan bersih panas dari suatu tempat

yang suhunya lebih rendah ke suatu tempat yang suhunya lebih tinggi. Pernyataan yang

mengandung kebenaran eksperimental ini di kenal dengan hukum kedua termodinamika.

Keterbatasan termodimika klasik. 6ermodinamika klasik menggarap keadaan sistem

dari sudut pandang makroskopik dan tidak membuat hipotesa mengenai struktur Hat. =ntuk

membuat analisa termodinamika klasik kita perlu menguraikan keadaan suatu sistem dengan

perin$ian mengenai karakteristik I karakteristik keseluruhannya seperti tekanan #olume dan

temperature yang dapat diukur se$ara lansung dan tidak menyangkut asumsi I asumsi

mengenai struktur Hat.

6ermodinamika klasik tidak memperhatikan perin$ian perin$ian suatu proses tetapi

membahas keadaan I keadaan kesetimbangan. Dari sudut pandang termodinamika %umlah

panas yang dipindahkan selama suatu proses hanyalah sama dengan beda antara perubahan

energi sistem dan ker%a yang dilaksanakan. %elaslah bah,a analisa ini tidak memperhatikan

mekanisme aliran panas maupun ,aktu yang diperlukan untuk memindahkan panas tersebut.

6ermodinamika klasik mampu menerangkan mengapa perpindahan panas dapat

ter%adi namun termodinamika klasik tidak men%elaskan bagaimana $ara panas dapat

berpindah. Kita mengenal bah,a panas dapat berpindah dengan tiga $ara yaitu konduksi

kon#eksi dan radiasi.

%. Teori Rela!i'i!as Um(m


10/11

penarik tapi lebih sebagai kekuatan eksterior yang merupakan konsek,ensi dari ruang dan

,aktu atau ruang-,aktu. 2angkaian ruang-,aktu empat-dimensi yang melengkung seringkali

dilukiskan seperti sebuah karet yang dimelarkan oleh benda bermasaJbintang galaksi dll.

4enda bermassa seperti matahari melengkungkan ruang-,aktu di sekelilingnya dan planet-

planet bergerak di sepan%ang %alur melengkungnya ruang-,aktu.


11/11

Documents

PERKEMBANGAN FISIKA KLASIK