2. SUSUN DAN URAIKAN HASIL PENEMUANNYA

1. Mekanika

Mekanika merupakan cabang ilmu fisika tertua yang berhubungan dengan materi (benda), yaitu

ilmu yang mempelajari gerak benda, baik benda yang diam (statika) maupun benda yang

bergerak (kinematika dan dinamika). Kinematika merupakan ilmu fisika yang mempelajari gerak

suatu benda tanpa memperhatikan penyebab gerak benda tersebut, sedangkan dinamika

merupakan ilmu fisika yang mempelajari gerak suatu benda dengan memperhatikan atau

memperhitungkan penyebab gerak benda tersebut. Masalah mekanika merupakan hal yang

cukup penting dalam perkembangan ilmu fisika untuk kita pelajari karena masalah mekanika

sangat erat kaitannya dengan peristiwa yang tejadi dalam kehidupan kita sehari-hari.

Sebagaimana kita ketahui bahwa fisika merupakan ilmu yang mempelajari gejala alam yang

dapat diamati dan diukur, dan kasus mekanika merupakan salah satu gejala alam yang dapat

diamati dan diukur. Dalam perkembangannya, mekanika dibagi dalam menjadi dua yaitu

mekanika klasik dan mekanika kuantum. Mekanika klasik dititik beratkan pada benda-benda

yang bergerak dengan kecepatan jauh dibawah kecepatan cahaya, sedangkan mekanika kuantum

dititik beratkan pada benda-benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya

A. Mekanika Klasik

Periode 1 .( Pra Sains ... sampai dengan 1550 M )

1. Aristoteles ( 384-332 SM )

Aristoteles dilahirkan di kota Stagira, Macedonia, 384 SM. Ayahnya seorang ahli fisika

kenamaan. Pada umur tujuh belas tahun Aristoteles pergi ke Athena belajar di Akademi Plato.

Dia menetap di sana selama dua puluh tahun hingga tak lama Plato meninggal dunia. Dari

ayahnya, Aristoteles mungkin memperoleh dorongan minat di bidang biologi dan "pengetahuan

praktis". Di bawah asuhan Plato dia menanamkan minat dalam hal spekulasi filosofis. Nyaris

tidak terbantahkan, Aristoteles seorang filosof dan ilmuwan terbesar dalam dunia masa lampau.

Dia memelopori penyelidikan ihwal logika, memperkaya hampir tiap cabang falsafah dan

memberi sumbangsih tak terberikan besarnya terhadap ilmu pengetahuan. Aristoteles merupakan

orang pertama pada periode ini yang mengemukakan cabang mekanika yang berurusan dengan

hubungan timbal balik antara gerak dan gaya yaitu bidang dinamika. Ia mengemukakan suatu

argumen tentang sifat bawaan dari berbagai benda yang memberikan alasan untuk berbagai sifat

tersebut dalam daya intrinsik khusus dari benda itu sendiri. Aristoteles membedakan dua jenis

gerak yaitu gerak alamiah (pure motion) dan gerak paksa (violent motion). Menurutnya tiap

unsur memiliki

“tempat alamiah” di a

lam semesta ini seperti di pusat bumi yang dikelilingi oleh air udara dan api. Dengan cara serupa,

tiap unsur memiliki suatu gerak alamiah untuk bergerak kearah tempat alamiahnya jika ia tidak

ada di sana. Umumnya, bumi dan air memiliki sifat berat, yaitu cenderung bergerak ke bawah,

sementara udara dan api memiliki sifat levitasi, yaitu cenderung bergerak ke atas. Gerak alamiah

ether adalah melingkar, dan ether selalu dalam tempat alamiahnya. Gerak paksa disebabkan oleh

gaya luar yang dikenakan dan boleh ke sembarang arah. Gerak tersebut akan berhenti segera

setelah gaya dihilangkan. Salah satu kekurangan dinamika Aristoteles adalah bahwa kecepatan

sebuah benda akan menjadi tak hingga jika tak ada resistansi terhadap geraknya. Adalah sukar

sekali bagi para penganut aliran Aristoteles (

Aristotelian)

untuk membayangkan gerak tanpa resistansi. Memang, kenyataan bahwa gerak seperti itu akan

menjadi cepat secara tak terhingga jika tak ada gesekan dengannya seperti seperti benda yang

bergerak di ruang kosong. Teori Aristoteles bahwa gerak paksa membutuhkan suatu gaya

yang bekerja secara kontinyu ternyata bisa disangkal dengan memandang gerak proyektil.

Aristoteles mencontohkan pada sebuah anak panah yang ditembakkan dari sebuah busur akan

tetap bergerak untuk beberapa jarak meskipun jelas-jelas tidak selamanya didorong. busur entah

bagaimana

memberi suatu “daya gerak” kepada udara, yang kemudian mempertahankan

anak panah tetap bergerak. Penjelasan ini sangat tidak meyakinkan, dan masalah gerak peluru

terus berlanjut hinga membuat kesal para Aristotelian selama berabad-abad.

Aristoteles merupakan orang pertama pada periode ini yang mengemukakan cabang

mekanika yang berurusan dengan :

• hubungan timbal balik antara gerak dan gaya yaitu bidang dinamika.

• Pembedaan dua jenis gerak yaitu gerak alamiah (pure motion) dan gerak paksa (violent

motion).

• benda yang lebih berat jatuh lebih cepat ketimbang benda yang lebih ringan.

2. Archimedes (287-212 SM)

Archimedes ilmuwan Yunani abad ke-3 SM. Archimedes adalah seorang arsitokrat. Archimedes

adalah anak astronom Pheidias yang lahir di Syracuse, koloni Yunani yang sekarang dikenal

dengan nama Sisilia. Membicarakan Archimedes tidaklah lengkap tanpa kisah insiden

penemuannya saat dia mandi. Saat itu dia menemukan bahwa hilangnya berat tubuh sama dengan

berat air yang dipindahkan. Dia meloncat dari tempat mandi dan berlari terlanjang di

jalanan Syracuse sambil berteriak “Eureka, eureka!” (saya sudah menemukan,

saya sudah menemukan). Saat itulah Archimedes menemukan hukum pertama hidrostatik. Kisah

di atas diawali oleh tukang emas yang tidak jujur dengan mencampurkan perak ke dalam

mahkota pesanan Hieron. Hieron curiga dan menyuruh Archimedes untuk memecahkan problem

tersebut atau melakukan pengujian tanpa merusak mahkota. Rupanya saat mandi tersebut,

Archimedes memikirkan problem tersebut. Cabang lain mekanika adalah statika. Ia merupakan

studi benda-benda diam karena kombinasi berbagai gaya. Perintis bidang ini adalah Archimedes.

Archimedes adalah juga pendiri ilmu hidrostatika, yaitu studi tentang keseimbangan gaya-gaya

yang mereka kenakan pada benda-benda tegar.

Dalam bukunya yang berjudul “benda-benda merapung” ia menyatakan suatu prinsip terkenal

yaitu”benda-benda yang lebih berat dari cairan bila ditempatakan dalam cairan akan turun ke

dasar cairan tersebut. Bila benda tersebut ditimbang beratnya dalam cairan tersebut akan lebih

ringan dari berat yang sebenarnya, seberat zat cair yang dipisahkannya.”

Sumbangsih lain dari Archimedes yaitu Prinsip-prinsip fisika dan matematika diaplikasikan oleh

Archimedes seperti pompa ulir, untuk mengangkat air dari tempat yang lebih rendah maupun

untuk tujuan perang. Memang tidak dapat dihindari bahwa suatu penemuan biasanya akan dipicu

oleh suatu kebutuhan mendesak. Cermin pembakar, derek (crane) untuk melontarkan panah dan

batu atau menenggelamkan kapal adalah penguasaan fisika Archimedes yang dapat dikatakan

luar biasa pada zamannya. Kontribusi

penghitungan Л (pi) dari Archimedes barangkali dapat disebut sebagai awal bagi para pengikut

untuk meniru metode yang dipakai untuk menghitung luas lingkaran. Terus memperbanyak

jumlah segi enam untuk menghitung besaran

Л (pi) mengilhami para matematikawan berikutnya bahwa adanya

suatu ketidakhinggaan - seperti paradoks Zeno, dimana hal ini mendorong penemuan kalkulus.

Archimedes adalah orang yang mendasarkan penemuannya dengan eksperiman. Sehingga, ia

dijuluki Bapak IPA Eksperimental.

Archimedes ilmuwan Yunani abad ke-3 SM yang lahir di Syracuse, koloni Yunani yang

sekarang dikenal dengan nama Sisilia.Penemuanya di mekanika berurusan dengan :

• Saat itu dia menemukan bahwa hilangnya berat tubuh sama dengan berat air yang dipindahkan

itulah saat Archimedes menemukan hukum pertama hidrostatik.

• Cabang lain mekanika adalah statika. Ia merupakan studi benda-benda diam karena kombinasi

berbagai gaya. Perintis bidang ini adalah Archimedes.

3. Eratoshenes (273 – 192 SM)

Eratoshenes melakukan penghitungan diameter bumi pada tahun 230 SM. Dia menengarai bahwa

kota Syene di Mesir terletak di equator, dimana matahari bersinar vertikal tepat di atas sumur

pada hari pertama musim panas. Eratoshenes mengamati fenomena ini tidak dari rumahnya, dia

menyimpulkan bahwa matahari tidak akan pernah mencapai zenith di atas rumahnya di

Alexandria yang berjarak 7° dari Syene. Jarak Alexandria dan Syene adalah 7/360 atau 1/50 dari

lingkaran bumi yang dianggap lingkaran penuh adalah 360°. Jarak antara Syene sampai

Alexandria +/- 5000 stade. Dengan dasar itu dibut prakiraan bahwa diameter bumi berkisar:

50x5000 stade = 25.000stade = 42.000Km. Pengukuran tentang diameter bumi diketahui adalah

40.000 km. Ternyata, astronomer jaman kuno juga tidak kalah cerdasnya, dengan deviasi kurang

dari 5%.

B. Periode 2 ( Awal Sains 1550-1800 M )

1. Galileo ( 1564 M - 1642 M)

Ilmuwan Itali besar ini mungkin lebih bertanggung jawab terhadap perkembangan metode

ilmiah dari siapa pun juga. Galileo lahir di Pisa, tahun 1564. Selagi muda belajar di Universitas

Pisa tetapi mandek karena urusan keuangan. Meski begitu tahun 1589 dia mampu dapat posisi

pengajar di universitas itu. Beberapa tahun kemudian dia bergabung dengan Universitas Padua

dan menetap di sana hingga tahun 1610. Dalam masa inilah dia menciptakan tumpukan

penemuan-penemuan ilmiah. Aristoteles mengajarkan, benda yang lebih berat jatuh lebih cepat

ketimbang benda yang lebih ringan, dan bergenerasi-generasi kaum cerdik pandai menelan

pendapat filosof Yunani yang besar pengaruh ini. Tetapi, Galileo memutuskan mencoba dulu

benar-tidaknya, dan lewat serentetan eksperimen dia berkesimpulan bahwa Aristoteles keliru.

Yang benar adalah, baik benda berat maupun ringan jatuh pada kecepatan yang sama kecuali

sampai batas mereka berkurang kecepatannya akibat pergeseran udara. Aristoteles mengajarkan,

benda yang lebih berat jatuh lebih cepat ketimbang benda yang lebih enteng, dan bergenerasi-

generasi kaum cerdik pandai menelan pendapat filosof Yunani yang besar pengaruh ini. Tetapi,

Galileo memutuskan mencoba dulu benar-tidaknya, dan lewat serentetan eksperimen dia

berkesimpulan bahwa Aristoteles keliru. Yang benar adalah, baik benda berat maupun enteng

jatuh pada kecepatan yang sama kecuali sampai batas mereka berkurang kecepatannya akibat

pergeseran udara. Galileo melakukan eksperimen ini di menara Pisa (Kebetulan, kebiasaan

Galileo melakukan percobaan melempar benda dari menara Pisa tampaknya tanpa sadar). Pada

satu sisi benda ringan akan menghambat benda berat dan benda berat akan mempercepat benda

ringan, dan karena itu kombinasi tersebut akan bergerak pada suatu laju pertengahan. Di lain

pihak benda-benda yang dipadu bahkan akan membentuk benda yang lebih berat, yang karena itu

harus bergerak lebih cepat dari pada yang pertama atau salah satunya. Mengetahui hal ini,

Galileo mengambil langkah-langkah lebih lanjut. Dengan hati-hati dia mengukur jarak jatuhnya

benda pada saat yang ditentukan dan mendapat bukti bahwa jarak yang dilalui oleh benda yang

jatuh adalah berbanding seimbang dengan jumlah detik kwadrat jatuhnya benda. Penemuan ini

(yang berarti penyeragaman percepatan) memiliki arti penting tersendiri. Bahkan lebih penting

lagi Galileo berkemampuan menghimpun hasil penemuannya dengan formula matematik.

Sumbangan besar Galileo lainnya ialah penemuannya mengenai hukum kelembaman (inersia).

Sebelumnya, orang percaya bahwa benda bergerak dengan sendirinya cenderung menjadi makin

pelan dan sepenuhnya berhenti kalau saja tidak ada tenaga yang menambah kekuatan agar terus

bergerak. Tetapi percobaan-percobaan Galileo membuktikan bahwa anggapan itu keliru.

Bilamana kekuatan melambat seperti misalnya pergeseran, dapat dihilangkan, benda bergerak

cenderung tetap bergerak tanpa batas. Analisis Galileo mencapai resolusi akhir dari masalah

gerak peluru. Dia juga memperlihatkan bagaimana komponen-komponen horisontal dan vertikal

dari gerak peluru bergabung menghasilkan lintasan parabolik. Galileo menganggap bahwa

sebuah benda yang menggelinding ke bawah pada suatu bidang miring adalah dipercepat

seragam yaitu, kecepatannya bertambah dengan besar yang sama dalam tiap interval waktu yang

kecil. Dia kemudian menunjukkan bahwa asumsi ini dapat diuji dengan mengukur jarak yang

dilalui, dari pada mencoba mengukur kecepatan secara langsung.

Berikut prinsip-prinsip kinematika yang ditemukan olehGalileo :

• Baik benda berat maupun ringan jatuh pada kecepatan yang sama kecuali sampai batas mereka

berkurang kecepatannya akibat pergeseran udara.

• Sumbangan besar Galileo lainnya ialah penemuannya mengenai hukum kelembaman (inersia).

• Analisis Galileo mencapai resolusi akhir dari masalah gerak peluru.

2. Descartes ( 1596 M – 1661 M )

Rene Descartes lahir Di desa La Haye tahun 1596, filosof, ilmuwan, matematikus Perancis yang

tersohor abad 17. Waktu mudanya dia sekolah Yesuit, College La Fleche. Begitu umur dua puluh

dia dapat gelar ahli hukum dari Universitas Poitiers walau tidak pernah mempraktekkan ilmunya

samasekali. Meskipun Descartes peroleh pendidikan baik, tetapi dia yakin betul tak ada ilmu apa

pun yang bisa dipercaya tanpa matematik. Karena itu, bukannya dia meneruskan pendidikan

formalnya, melainkan ambil keputusan kelana keliling Eropa dan melihat dunia dengan mata

kepala sendiri. Berkat dasarnya berasal dari keluarga berada, mungkinlah dia mengembara kian

kemari dengan leluasa dan longgar. Tak ada persoalan duit. Hukum Gerak Descartes terdiri atas

dua bagian, dan memprediksi hasil dari benturan antar dua massa:

1. bila dua benda memiliki massa dan kecepatan yang sama sebelum terjadinya benturan, maka

keduanya akan terpantul karena tumbukkan, dan akan mendapatkan kecepatan yang sama dengan

sebelumnya.

2. bila dua benda memiliki massa yang sama, maka karena tumbukkan tersebut, benda yang

memiliki massa yang lebih kecil akan terpantul dan menghasilkan kecepatan yang sama dengan

yang memiliki massa yang lebih besar. Sementara, kecepatan dari benda yang bermassa lebih

besar tidak akan berubah.

Descartes telah memunculkan hukum ini berdasarkan pada perhitungan simetris dan suatu

gagasan bahwa sesuatu harus ditinjau dari proses tumbukkan. Sayangnya, gagasan Descartes

memiliki kekurangan yang sama dengan gagasan Aristoteles yaitu masalah diskontinuitas.

Descartes menerima prinsip Galileo bahwa benda-benda cenderung untuk bergerak dalam garis

lurus, dia beranggapan bahwa tidak pernah ada sembarang ruang kosong ke dalam mana sebuah

benda dapat bergerak. maka konsekuensinya adalah satu-satunya gerak yang mungkin adalah

rotasi dari suatu kumpulan partikel-partikel.. Pengaruh besar lain dari konsepsi Descartes adalah

tentang fisik alam semesta. Dia yakin, seluruh alam kecuali Tuhan dan jiwa manusia bekerja

secara mekanis, dan karena itu semua peristiwa alami dapat dijelaskan secara dan dari sebab-

musabab mekanis. Atas dasar ini dia menolak anggapan- anggapan astrologi, magis dan lain-lain

ketahayulan. Berarti, dia pun menolak semua penjelasan kejadian secara teleologis. (Yakni, dia

mencari sebab-sebab mekanis secara langsung dan menolak anggapan bahwa kejadian itu terjadi

untuk sesuatu tujuan final yang jauh). Dari pandangan Descartes semua makhluk pada

hakekatnya merupakan mesin yang ruwet, dan tubuh manusia pun tunduk pada hukum mekanis

yang biasa. Pendapat ini sejak saat itu menjadi salah satu ide fundamental fisiologi modern.

Descartes menyukai suatu alam dengan suatu mekanisme mesin jam yang besar sekali, yaitu

alam yang mekanistik, yang diciptakan oleh Tuhan dengan suatu pasokan materi dan gerak yang

tetap. Agar mesin dunia tidak “berhenti akhirnya”, dia berasumsi bahwa kapanpun dua partikel

bertumbukan, daya dorong atau momentum total mereka harus tetap tak berubah. Descartes

mendefinisikan momentum sebagai perkalian massa dan kecepatan, tidak sepunuhnya benar

kecuali “kecepatan” diperlakukan sebagai sebuah

vektor yaitu suatu besaran yang memiliki arah tertentu di dalam ruang sehingga kecepatan-

kecepatan yang sama dalam arah belawanan akan saling menghilangkan. Sedikitnya ada lima ide

Descartes yang punya pengaruh penting terhadap jalan pikiran Eropa: (a) pandangan mekanisnya

mengenai alam semesta; (b) sikapnya yang positif terhadap penjajagan ilmiah; (c) tekanan yang,

diletakkannya pada penggunaan matematika dalam ilmu pengetahuan; (d) pembelaannya

terhadap dasar awal sikap skeptis; dan (e) penitikpusatan perhatian terhadap epistemologi.

Hukum Gerak Descartes terdiri atas dua bagian, dan memprediksi hasil dari benturan antar dua

massa:

1. bila dua benda memiliki massa dan kecepatan yang sama sebelum terjadinya benturan, maka

keduanya akan terpantul karena tumbukkan, dan akan mendapatkan kecepatan yang sama dengan

sebelumnya.

2. bila dua benda memiliki massa yang sama, maka karena tumbukkan tersebut, benda yang

memiliki massa yang lebih kecil akan terpantul dan menghasilkan kecepatan yang sama dengan

yang memiliki massa yang lebih besar. Sementara, kecepatan dari benda yang bermassa lebih

besar tidak akan berubah.

3. Torricelli (1608 M – 1647 M)

Evangelista Torricelli (1608-1647), fisikawan Italia kelahiran Faenza dan belajar di Sapienza

College Roma. Ia menjadi sekretaris Galileo selama 3 bulan sampai Galileo wafat pada tahun

1641. Tahun 1642 ia menjadi profesor matematika di Florence. Pada tahun 1643 ia menetapkan

tentang tekanan atmosfer dan menemukan alat untuk mengukurnya, yaitu barometer. Pada tahun

1643, Torricelli membuat eksperimen sederhana, yang dinamakan Torricelli Experiment, yaitu ia

menggunakan sebuah tabung kaca kuat dengan panjang kira-kira 1m dan salah satu ujungnya

tertutup. Dengan menggunakan sarung menghadap ke atas. Dengan menggunakan corong ia

menuangkan raksa dari botol ke dalam tabung sampai penuh. Kemudian ia menutup ujung

terbuka tabung dengan jempolnya, dan segera membaliknya. Dengan cepat ia melepaskan

jempolnya dari ujung tabung dan menaruh tabung vertikal dalam sebuah bejana berisi raksa. Ia

mengamati permukaan raksa dalam tabung dan berhenti ketika tinggi kolom raksa dalam tabung

76 cm di atas permukaan raksa dalam bejana. Ruang vakum terperangkap di atas kolam raksa.

Ia mengamati permukaan raksa dalam tabung dan berhenti ketika tinggi kolom raksa dalam

tabung 76 cm di atas permukaan raksa dalam bejana. Ruang vakum terperangkap di atas kolam

raksa.( disebut 1 atm).

4. Otto von Guericke ( 1602 M – 1686 M)

Otto von Guericke (30 November 1602- 21 Mei 1686) adalah seorang ilmuwan Jerman,

pencipta, dan politikus. Prestasi ilmiah utama nya menjadi penetapan dari ilmu fisika ruang

hampa. Pada 1650 Guericke menemukan pompa udara. Guericke menerapkan barometer ke

ramalan cuaca untuk meteorologi. Kemudiannya bidang kajianya dipusatkan pada listrik, tetapi

sangat sedikit hasil nya. Ia menemukan generator

elektrostatik yang pertama, “ Elektrisiermaschine”.

Prestasi ilmiah utama nya menjadi penetapan dari ilmu fisika ruang hampa.

5. Blaise Pascal ( 1623 M -1662 M )

Blaise Pascal (19 Juni 1623- 19Agustus 1662) adalah ilmuwan Perancis Ahli matematik, ahli

ilmu fisika, dan ahli filsafat religius. Dalam bidang fisika, khususnya mekanika, dia melakukan

percobaan dengan cara mengukur beda tinggi barometer di dasar dan di puncak gunung. Dari

keterangan-keterangannya itu nantinnya dia mengemukakan prinsip hidrostatik yang kita

kenal dengan Hukum Pascal, yaitu “Jika suatu zat cair dikenakan tekanan,

maka tekanan itu akan merambat ke segala arah sama besar dengan tidak bertambah atau

berkurang kekuatannya”. Dia mengemukakan prinsip hidrostatik yang kita kenal dengan Hukum

Pascal, yaitu “Jika suatu zat cair dikenakan tekanan, maka tekanan itu akan merambat ke segala

arah sama besar dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya”.

6. Sir Isaac Newton ( 1642 M – 1727 M )

Isaac Newton (1642-1727), lahir di Woolsthrope, Inggris. Dia lahir di tahun kematian Galileo.

Dia belajar di Universitas Cambridge dan pada usia awal 20-an ketika dia membuat tiga

penemuan besarnya teori matematikanya yang sekarang dikenal dengan kalkulus, teori gravitasi,

dan tentang komposisi cahaya. Karya besarnya, Mathematical Principles of Natural Philosophy

(biasa disebut Principia) diterbitkan pada 1687.Penemuan-penemuan Newton yang terpenting

adalah di bidang mekanika, pengetahuan sekitar bergeraknya sesuatu benda didasarkan pada tiga

hukum fundamental. Hukum pertamany adalah hukum inersia Galileo, Galileo merupakan

penemu pertama hukum yang melukiskan gerak sesuatu obyek apabila tidak dipengaruhi oleh

kekuatan luar. Tentu saja pada dasarnya semua obyek dipengaruhi oleh kekuatan luar dan

persoalan yang paling penting dalam ihwal mekanik adalah bagaimana obyek bergerak dalam

keadaan itu. Masalah ini dipecahkan oleh Newton dalam hukum geraknya yang kedua dan

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

(secara matematik dijabarkan dengan persamaan F = m.a atau a = F/m) menetapkan bahwa

percepatan obyek adalah sama dengan gaya netto dibagi massa benda. Hukum kedua Newton

memiliki bentuk sama seperti hukum dinamika Aristoteles, v =k F/R, dengan dua perbedaan

penting. Yang satu adalah bahwa gaya menghasilkan percepatan dari pada kecepatan, sehingga

dalam ketidak hadiran gaya, kecepatan tetap konstan (hukum pertama). Perbedaan yang lain

adalah bahwa hambatan terhadap gerak adalah disebabkan oleh massa benda itu sendiri, terhadap

medium di mana ia bergerak. Terhadap kedua hukum itu Newton menambah hukum ketiganya

yang masyhur tentang gerak (menegaskan bahwa pada tiap aksi, misalnya kekuatan fisik,

terdapat reaksi yang sama dengan yang bertentangan) serta yang paling termasyhur

penemuannya tentang kaidah ilmiah hukum gaya berat universal. Newton juga membedakan

antara massa dan berat. Massa adalah sifat intrinsik suatu benda yang mengukur resistansinya

terhadap percepatan, sedangkan berat adalah sesungguhnya suatu gaya, yaitu gaya berat

yang bekerja pada sebuah benda. Jadi berat W sebuah benda adalah W= mag, di mana ag

adalah percepatan karena gravitasi. Keempat perangkat hukum ini, jika 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. Newton

tidak cuma menetapkan hukum-hukum mekanika, tetapi dia sendiri juga menggunakan alat

kalkulus matematik, dan menunjukkan bahwa rumus-rumus fundamental ini dapat

dipergunakan bagi pemecahan masalah fisika. Diantara banyak prestasi Newton, ada satu yang

merupakan penemuan

terbesar ialah „Hukum Gravitasi‟. Pada penemuan ini, Newton menggunakan

dengan baik penemuan penting sebelumnya tentang pergerakan angkasa yang dibuat oleh Kepler

dan yang lainnya. Newton menyadari hukum semacam ini pada pertengahan 1660. Pada masa

kreatif ini, ia menulis hampir satu abad

kemudian bahwa,“Saya menarik kesimpulan bahwa kekuatan yang menjaga

planet-planet pada orbitnya pasti berbanding terbalik sama dengan kuadrat dari jarak mereka d

engan pusat dimana mereka berevolusi”. Diungkapkan sebagai sebuah persamaan

di mana F gaya gravitasi diantara dua benda bermassa

m1dan m2, r adalah jarak antara pusat-pusatnya, dan G adalah tetapan gravitasi . Gerak sebuah

planet mengelilingi matahari adalah suatu kombinasi gerak garis lurus yang ia harus miliki jika

tak ada gaya yang bekerja kepadanya dan percepatannya karena gaya gravitasi matahari.

Penemuan-penemuan Newton yang terpenting adalah di bidang mekanika, yaitu pengetahuan sekitar

bergeraknya sesuatu benda didasarkan pada tiga hukum fundamental.yaitu :

Hukum pertamany adalah hukum inersia Galileo(rumusan bagaimana obyek bergerak dalam

keadaan ada pengaruh benda luar)

Hukum kedua (secara matematik dijabarkan dengan persamaan F = m.a atau a = F/m)

menetapkan bahwa percepatan obyek adalah sama dengan gaya netto dibagi massa benda.

Penemuan terbesar ialah ‘Hukum Gravitasi’.

C. PERIODE ke 3 ( Fisika Klasik 1800 M -1890 (1900 ) M )

1) Daniel Bernoulli (1700 M – 1780 M)

Daniel Bernoulli ( 8 Pebruari 1700 – 17 Maret 1782) adalah ilmuwan swiss. Ahli matematik

yang menghabiskan banyak hidunya di Basel, di mana ia akhirnya meninggal. Keahlian

matematikanya untuk diaplikasikan ke mekanika, terutama ilmu mekanika zat cair (fluida) dan

gas. Prinsip Bernoulli

adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran

fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran

tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang

menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya

dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama

ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli. Dalam bentuknya yang sudah

disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli; yang pertama berlaku

untuk aliran tak-termampatkan (incompressible flow), dan yang lain adalah untuk fluida

termampatkan (compressible flow)

Bernauli memiliki pengaruh di bidang mekanika, terutam ilmu mekanika zat cair (fluida)

dan gas, yaitu:

Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada

suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan

pada aliran tersebut.

Secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran tak-

termampatkan (incompressible flow), dan yang lain adalah untuk fluida termampatkan

(compressible flow).

2) Leonhard Euler ( 1707 M – 1783 M )

Leonard Euler lahir tahun 1707 di Basel, Swiss. Dia diterima masuk Universitas Basel tahun

1720 tatkala umurnya baru mencapai tiga belas tahun. Mula-mula dia belajar teologi, tetapi

segera pindah ke mata pelajaran matematika. Kegeniusan Euler memperkaya hampir segala segi

matematika murni maupun matematika siap pakai, dan sumbangannya terhadap matematika

fisika hampir tak ada batasnya untuk penggunaan. Euler khusus ahli mendemonstrasikan

bagaimana hukum-hukum umum mekanika, yang telah dirumuskan di abad sebelumnya oleh

Isaac Newton, dapat digunakan dalam jenis situasi fisika tertentu yang terjadi berulang kali.

Misalnya, dengan menggunakan hukum Newton dalam hal gerak cairan, Euler sanggup

mengembangkan persamaan hidrodinamika. Juga, melalui analisa yang cermat tentang

kemungkinan gerak dari barang yang kekar, dan dengan penggunaan prinsip-prinsip Newton.

Dan Euler berkemampuan mengembangkan sejumlah pendapat yang sepenuhnya menentukan

gerak dari barang kekar. Dalam praktek, tentu saja, obyek benda tidak selamanya mesti kekar.

Karena itu, Euler juga membuat sumbangan penting tentang teori elastisitas yang menjabarkan

bagaimana benda padat dapat berubah bentuk lewat penggunaan tenaga luar. Pengetahuan

modern dan teknologi akan jauh tertinggal di belakang, tanpa adanya formula Euler, rumus-

rumusnya, dan metodenya. Sekilas pandangan melirik indeks textbook matematika dan fisika

akan menunjukkan penjelasan-penjelasan ini sudut Euler (gerak benda keras); kemantapan Euler

(deret tak terbatas); keseimbangan Euler (hydrodinamika); keseimbangan gerak Euler (dinamika

benda keras); formula Euler (variabel kompleks); penjumlahan Euler (rentetan tidak ada

batasnya), curve polygonal Eurel (keseimbangan diferensial); pendapat Euler tentang keragaman

fungsi (keseimbangan diferensial sebagian); transformasi Euler (rentetan tak terbatas); hukum

Bernoulli-Euler (teori elastisitis); formula Euler-Fourier (rangkaian trigonometris);

keseimbangan Euler-Lagrange (variasi kalkulus, mekanika); dan formula Euler-Maclaurin

(metode penjumlahan) itu semua menyangkut sebagian yang penting-penting saja.

Euler khusus ahli mendemonstrasikan bagaimana hukum-hukum umum mekanika, yang

telah dirumuskan di abad sebelumnya oleh Isaac Newton, dapat digunakan dalam jenis situasi

fisika tertentu yang terjadi berulang kali.

3) Hamilton ( 1789-1795 )

Jika ditinjau gerak partikel yang terkendala pada suatu permukaan bidang, maka diperlukan

adanya gaya tertentu yakni gaya konstrain yang berperan mempertahankan kontak antara partikel

dengan permukaan bidang

Prinsip Hamilton mengatakan, Dari seluruh lintasan yang mungkin bagi sistem dinamis

untuk berpindah dari satu titik ke titik lain dalam interval waktu spesifik (konsisten dengan

sembarang konstrain), lintasan nyata yang diikuti sistem dinamis adalah lintasan yang

meminimumkan integral waktu selisih antara energi kinetik dengan energi potensial.

4) Joseph-Louis Lagrange ( 1736 M – 1813 M )

Persamaan Lagrange merupakan persamaan gerak partikel sebagai fungsi dari koordinat

umum, kecepatan umum, dan mungkin waktu.

Dalam kondisi tertentu, tidaklah mungkin atau sulit menyatakan seluruh gaya yang beraksi

terhadap partikel, maka pendekatan Newtonian menjadi rumit atau bahkan tak mungkin

dilakukan

B. Mekanika Modern

Pada periode keempat ( 1820 – sampai sekarang )

1) Max Planck

Memperkenalkan ide bahwa energi terkuantisasi, dalam rangka untuk

memperoleh rumus untuk frekuensi yang diamati ketergantungan dari energi yang dipancarkan

oleh suatu benda hitam. Hipotesis kuantum oleh Max Planck bahwa setiap sistem atom

memancarkan energi secara teoritis dapat dibagi menjadi beberapa diskrit 'unsur-unsur energi'

ε (epsilon) sedemikian rupa sehingga masing-masing elemen energi tersebut adalah sebanding

dengan frekuensi ν yang mereka masing-masing individu memancarkan energi, sebagaimana

didefinisikan oleh rumus berikut:

2) Max Bohr

Pada tahun 1913, Bohr menjelaskan garis spektrum dari atom hidrogen, lagi dengan

menggunakan kuantisasi, dalam kertas Juli 1913 Pada Konstitusi Atom dan Molekul. Ungkapan

mekanika kuantum pertama kali digunakan pada Max Born 's 1924 kertas "Zur

Quantenmechanik". Di tahun-tahun untuk mengikuti, dasar teoretis ini perlahan mulai diterapkan

pada struktur kimia, reaktivitas, dan ikatan. Lihat juga mekanika kuantum Urutan waktu.

3) Erwin Schrödinger

Seorang fisikawan Austria menemukan mekanika gelombang dan non-relativistik persamaan

Schrödinger sebagai pendekatan untuk kasus generalised teori de Broglie.

4) Pauli

Paul Dirac memulai proses menyatukan mekanika kuantum dengan relativitas khusus oleh

mengusulkan persamaan Dirac untuk elektron. Para persamaan Dirac mencapai deskripsi yang

relativistik fungsi gelombang dari sebuah elektron yang gagal memperoleh Schrödinger. Ini

memperkirakan spin elektron dan dipimpin Dirac memprediksi keberadaan positron. Dia juga

memelopori penggunaan teori operator, termasuk yang berpengaruh notasi bra-ket.

5) Werner Heisenberg

Heisenberg merumuskan prinsip ketidakpastian pada tahun 1927, dan interpretasi Kopenhagen

mulai terbentuk pada waktu yang hampir bersamaan.

2. ENERGI

Periode kedua

1. James Prescott Joule

James Prescott Joule (lahir di Salford, Inggris, 24 Desember 1818 – meninggal di Greater

Manchester, Inggris, 11 Oktober 1889 pada umur 70 tahun) ialah seorang ilmuwan Inggris. Ia

dikenal sebagai perumus Hukum Kekekalan Energi, yang berbunyi; “ energi tidak dapat

diciptakan ataupun dimusnahkan”. Ia adalah seorang ilmuwan Inggris yang berminat pada fisika.

Dengan percobaan, ia berhasil membuktkan bahwa panas (kalori) tak lain adalah suatu bentuk

energi. Dengan demikian ia berhasil mematahkan teori kalorik, teori yang menyatakan panas

sebagai zat alir. Salah satu satuan energi—Joule—dinamai atasnya

Biografi

James adalah putra kedua dari lima bersaudara. Ia berasal dari keluarga kaya. Ayahnya, Benjamin

Joule, adalah seorang pengusaha yang mempunyai pabrik pembuatan bir. Walaupun berasal dari

keluarga kaya, namun James tidak bisa bersekolah seperti anak-anak umumnya. James kecil

menderita penyakit kelainan tulang belakang, yang membuatnya harus banyak beristirahat di rumah.

Karena tidak bisa bersekolah, maka sang ayah pun mencarikan guru privat untuk mengajari James di

rumah. Karena kondisi kesehatannya buruk, James tumbuh menjadi seorang yang pendiam dan

pemalu.

Sebagai anak pengusaha kaya, James boleh dikatakan dapat melakukan apapun. Ia bebas membaca

berbagai macam buku yang disukainya. James sangat tertarik pada listrik. Ia kerap kali melakukan

percobaan seram dengan mengalirkan aliran arus listrik kecil ke tubuh pelayan-pelayannya.

Melihat James begitu menyukai sains, maka pada usia 16 tahun, ayahnya mengirim James ke

Universitas Manchester. Di sana ia mengikuti beberapa pelatihan sains yang diajarkan oleh John

Dalton. Sekembalinya dari pelatihan sains, ayah James membangun laboratorium itu pribadi di ruang

bawah tanah bagi putranya. Di laboratorium itu, James melakukan berbagai eksperimen untuk

menemukan hubungan antara energi panas dan listrik.

Pada tahun 1840, James menerbitkan sebuah karya ilmiah tentang panas yang dihasilkan oleh arus

listrik. Lalu pada tahun 1843, ia menerbitkan kelanjutan karya ilmiahnya tentang bagaimana

mengubah kerja menjadi panas. Ia melakukan eksperimen menggunakan roda berpedal. Akhirnya

dari situ James merumuskan konsep fisika mengenai kesetaraan energi mekanik dan energi

panas.

Empat tahun kemudian, ia berhasil merumuskan hukum kekekalan energi, yang merupakan hukum

pertama dari hukum termodinamika. Hukum itu menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan

atau dimusnahkan, tapi dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya.

Pada tahun 1847 James bertemu dengan Lord Kelvin atau William Thomson, di acara diskusi sains.

Lord Kelvin tertarik dengan penemuan-penemuan James dan karya-karya ilmiah yang pernah

dipublikasikan. Ia pun mengajak James untuk bekerja sama. Dari kerja samanya, maka lahirlah suatu

konsep fisika yang disebut Efek Joule-Thomson. Efek Joule-Thomson lalu berkembang menjadi

ilmu yang memelajari tentang sifat materi pada suhu sangat rendah. Ilmu itu disebut Kriogenik.

2. Hermann Von Helmholtz

Dia dibahas dengan Weber kompatibilitas Weber 's elektrodinamika dengan prinsip konservasi

energi. Bahkan argumen air panas dan telah berlangsung sepanjang 1870-an. Hal ini juga

merupakan argumen yang baik dan benar-benar memenangkan 1880s melihat Maxwell 's teori

diterima. Helmholtz berusaha untuk memberikan sebuah yayasan untuk mekanik termodinamika,

dan dia juga mencoba untuk berasal Maxwell 's lapangan persamaan elektromagnetik dari

tindakan yang paling tidak prinsip.

3. Julius Robert von Mayer

(lahir di Heilbronn, Baden-Württemberg, Jerman, 25 November 1814 – meninggal di Heilbronn,

Baden-Württemberg, Jerman, 20 Maret 1878 pada umur 63 tahun) adalah dokter dan fisikawan

Jerman yang merupakan salah satu pemrakarsa termodinamika. Pada tahun 1841, ia

mengucapkan pernyataan yang terkenal mengenai konservasi energi:

“ Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. ”

Selama tahun 1842, Mayer mendeskripsikan proses kimia vital yang kini disebut oksidasi

sebagai sumber utama energi untuk semua makhluk hidup.

4. CAHAYA

hCahaya termasuk unsr fisik yang penting. Upaya untuk memahami cahay tidak hanya dimulai

dari abad ke 19. Orang Yunani kuno percaya bahwa mata manusia memancarkan seberkas sinar

sewaktu melihat.

1. Abu Ali Hasab Ibn Al-Haithan

Ilmuwan Abu Ali Hasab Ibn Al-Haithan (965-sekitar 1040) menyatakan bahwa setiap

titik pada daerah yang tersinari cahaya, mengeluarkan sinar cahaya ke segala arah, namun hanya

satu sinar dari setiap titik yang masuk ke mata secara tegak lurus yang dapat dilihat. Sedangkan

cahaya lain yang mengenai mata tidak secara tegak lurus tidak dapat dilihat.

3. Huygens

Huygens dalam bukunya Traite de la Lumiere (telaah cahaya) yang terbit pada tahun

1690 membayangkan cahaya seperti gelombang. Inilah pernyataan tentang cahya yang

pertama. Hipotesa gelombang ini hanya bertujuan untuk mencati penjelasan geometris tabiat

cahaya (miisalnya memantul dan membias). Gelombang yang dibayangkan Huygens adalah

gelombang longitudinal bukan gelombang transversal. Selain itu, gelombang Huygens tidak

periodic, Huygens sengaja membuatnya demikian untuk menghindari gangguan diantara dua

sinar yang menyilang. Gagasan ini disusun tanpa data hasil eksperimen sama sekali. Walaupun

demikian Huygens telah menggalang kubu yang cukup berpengaruh dalam perdebatan tentang

cahaya.

4. Descartes

Descatres mengangkat kembali gagasan Huygens di Perancis. Ia membayangkan chaya

sebagai getaran dalam eter. Descartes tidak banyak menguji dugaannya dan ia tidak tahu

perbedaan antara fakta dan dugaan kontras dengan Newton yang dapat membedakan keduanya

dengan jernih.

5. Sir ishac newton

Cahaya pertama kali dibahas secara rinci oleh Newton. Pendirian Newton yang oleh

pengikutnya ditafsirkan sebagai teori partikel, kemudian menjadi dogma selama seabad

lamanya. Pengertian partikel nantinya diserang oleh teori gelombang Young dan Fresnel pada

awal abad ke-19.

5. SUHU

Periode Pertama

1. Anders Celcius

pada tahun 1742 Anders Celcius menciptakan sebuah versi

perhitungan skala suhu “terbalik”. Dimana 0 derajat Celcius didefinisikan sebagai titik beku air

dan 100 derajat Celcius didefinisikan sebagai titik didih air.

Pada makalahnya, dia menceritakan bahwa eksperimennya menunjukkan bahwa titik lebur es

pada dasarnya tidak terpengaruh oleh tekanan. Disitupun dia menentukan dengan presisi yang

luar biasa, bahwa titik didih air bervariasi sebagai fungsi dari tekanan atomosfir yang

berkalibrasi pada tekanan udara rata-rata di permukaan laut.

Kemudian selama 204 tahun berikutnya, masyarakat ilmiah di seluruh dunia menyatakan bahwa

skala tersebut sebagai skala Celcius.

2. Boyle

Hukum Boyle

Hukum Boyle merupakan hukum yang menghubungkan volume dengan tekanan gas pada suhu

yang konstan. Bisa dikatakan bahwa pada gas, walau pun suhunya konstan, volumenya bisa

berubah karena adanya perubahan tekanan

3. Gay-Lussac

Hukum Gay-Lussac atau Hukum Charles.

Kira-kira satu abad kematian Boyle, seorang fisikawan prancis Jacques Charles, menemukan

persamaan yang menghubungkan antara volume dan suhu gas pada tekanan konstan. Selanjutnya

persamaan ini dikenal sebagai Hukum Charles atau Hukum Gay-Lussac

Sampai pada pertengahan abad 18, orang masih menyamakan pengertian suhu dan kalor. Baru

pada tahun 1760, joseph black membedakan kedua pengertian ini. Suhu adalah sesuatu yang

diukur pada termometer, dan kalor adalah sesuatu yang mengalir dari benda yang panas ke benda

yang dingin untuk mencapai keadaan termal.

5. Listrik / Magnet

Perkembangan listrik magnet periode I (zaman purbakala sd 1500-an)

1. Thales , Militus, dan Theophratus

Pada 600 SM, seorang ahli filsafat yunani yang bernama Thales dari Militus menjelaskan

bahwa batu amber tersebut mempunyai kekuatan. Sementara itu, ahli filsafat lainnya,

Theophratus mengemukakan bahwa ada benda lain yang juga mempunyai kekuatan seperti batu

amber.

2. Willian gilbert

Setelah era Theophratus, hampir tidak ada orang yang memberikan penjelasan lebih detail

tentang kemampuan batu amber tersebut dalam menarik benda.- benda kecil. Sampai akhirnya

pada 1600 M, seorang dokter dari inggris, Willian gilbert dalam bukunya mengemukakan bahwa

selain batu amber masih banyak lagi benda-benda yang dapat di beri muatan dengan cara di

gosok. Oleh Gilbert benda-benda tersebut di beri nama “ electrica” .

3. Thomas Brown

Kata electrica ini diambil dari bahasa yunani “electron” yang artinya amber.Setelah itu, baru

pada 1646, seorang penulis dan dokter dari inggris, Thomas Brown menggunakan istilah

electricity yang di terjemahkan listrik dalam bahasa Indonesia.Setelah era Thomas Brown, dunia

kelistrikan berkembang pesat.Berbagai penemuan penting mulai bermunculan.

Perkembangan listrik magnet periode II (sekitar 1550-1800 M)

1. Otto Von Guericke

Sekitar tahun 1672 ,Ahli fisika jerman yang Bernama Otto Von Guericke menemukan Bahwa listrik

dapat mengalir melalui suatu zat.saat itu ,zat yang iya gunakan adalah sejenis benang linen.selain

itu ,Guericke juga menemukan mesin pertama yang dapat menghasilkan muatan-muatan listrik

2. Stephen Gray

Pada awal tahun 1700-an,peristiwa hantaran listrik juga di temukan oleh Stephen Gray.lebih

jauh Gray juga berhasil mencatat beberapa benda yang bertindak sebagai konduktor dan insolator

listrik.

3. Charles Dufay

Pada awal tahun 1700-an, ilmuan perancis, Charles Dufay secara terpisah mengamati bahwa

muatan listrik terdiri dari dua jenis.Ia juga menemukan fakta bahwa muatan listrik yang sejenis

akan tolak menolak, sedangkan muatan listrik yang berbeda jenis akan tarik menarik.

4. Benyamin Franklin

Pada tahun 1752-an ilmuan amerika, Benjamin Franklin merumuskan teori bahwa listrik

merupakan sejenis fluida (zat alir) yang dapat mengalir dari satu benda ke benda lain. Franklin

juga menjelaskan bahwa kilat merupakan salah satu gejala kelistrikan

5. Joseph Priestley

Pada tahun 1766 ahli kimia inggris, Joseph Priestley membuktikan secara eksperimen bahwa

gaya di antara muatan- muatan listrik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara muatan-

muatan tersebut. Selain itu ahli fisika perancis, Charles Augustin de Coloumb berhasil

menemukan alat untuk menentukan gaya yang berinteraksi muatan-muatan listrik. Alat ini di

namakan neraca torsi.

6. Charles-Augustin de Coulomb

Charles-Augustin de Coulomb yang lahir tahun 1736 adalah seorang ilmuwan Perancis yang

diabadikan namanya untuk satuan listrik untuk menghormati penelitian penting yang telah

dilakukan oleh ilmuwan ini. Coulomb berasal dari keluarga bangsawan yang berpengaruh hingga

pendidikannya terjamin.Ia berbakat besar dalam bidang matematika dan belajar teknik untuk

menjadi Korps Ahli Teknik Kerajaan. Setelah bertugas di Martinique selama beberapa tahun, ia

kembali ke Paris dan di tahun 1779 terpilih menjadi anggota Akademi Ilmiah di tahun 1781. Dia

meninggal tahun 1806. Pada waktu Revolusi Perancis pecah, ia terpaksa meninggalkan Paris

tinggal di Blois dengan sahabatnya yang juga ilmuwan, Jean-Charles de Borda (1733-1799). Ia

meneruskan berbagai percobaannya dan akhirnya diangkat menjadi inspektur pendidikan di

tahun 1802. Percobaan awal Coulomb meliputi tekanan yang bisa memecahkan suatu benda

(1773) dan ini adalah awal ilmu modern tentang kekuatan benda-benda.Karyanya di bidang

listrik dan magnet yang membuatnya begitu terkenal, baru diterbitkan dalam serangkaian

makalah antara tahun 1785 dan 1789. Melakukan percobaan dengan magnet kompas, ia langsung

melihat bahwa gesekan pada sumbu jarum menyebabkan kesalahan. Ia membuat kompas dengan

jarum tergantung pada benang lembut. Dan ia menarik kesimpulan; besarnya puntiran pada

benang haruslah sama dengan kekuatan yang mengenai jarum dari medan magnetik bumi. Ini

mengawali penemuan Timbangan Puntir, untuk menimbang benda-benda yang sangat

ringan.Timbangan puntir tadi membawa Coulomb ke penemuannya yang paling penting. Dengan

menggerakkan dua bulatan bermuatan listrik di dekat timbangan puntir, ia menunjukkan bahwa

kekuatan di antara kedua benda itu berbeda-beda jika kedua benda itu saling menjauh.

Ia mempelajari akibat gesekan pada mesin-mesin dan menampilkan teori tentang

pelumasan. Semua ini, bersama pandangannya tentang magnet, diterbitkan di Teori tentang

Mesin Sederhana pada tahun 1779. Dari tahun 1784 sampai 1789, saat bekerja di berbagai

departemen pemerintah, ia terus meneliti elektrostatika dan magnet. Tahun 1785 keluarlah

hukum Coulomb; daya tarik dan daya tolak kelistrikan antara dua benda yang bermuatan listrik

adalah perkalian muatannya dengan kuadrat terbalik dari jaraknya.Rumus ini sangat mirip

dengan hukum gravitasi Newton.

Di Blois, Coulomb meneliti sifat muatan listrik pada benda dan diketemukannya bahwa

muatan tersebut hanya ada pada permukaan benda. Didapatkannya pula bahwa daya magnet juga

mengikuti hukum kuadrat terbalik seperti daya listrik statis.Beberapa karyanya ditemukan juga

oleh Henry Cavendish tetapi karya Cavendish baru terbit tahun pada tahun 1879.Penemuan

Coulomb yang memastikan adanya hubungan antara kelistrikan dan magnetisme kelak

dibuktikan oleh Hans Christian rsted serta Simon Poisson.Dan ini menjadi dasar penelitian

elektrodinamika oleh Andre-Marie Ampere.Semua karyanya menunjukkan orisinalitas dan

penelitian yang teliti serta tekun.

Pada tahun 1791, ahli biologi italia, Luigi Galvani mengumumkan hasil percobaannya yaitu

otot pada kaki katak akan berkontraksi ketika di beri arus listrik.

Perkembangan listrik magnet periode III( 1700-1830 M)

1. Alessandro Volta

Pada tahun 1800, ilmuan italia, Alessandro Volta menciptakan batrai pertama.Belajar bagaimana

memproduksi dan menggunakan listrik tidak mudah.

Untuk waktu yang lama ada ada sumber diandalkan listrik untuk percobaan.Akhirnya, pada

tahun 1800, Alessandro Volta, seorang ilmuwan Italia, membuat penemuan besar.dia basah

kuyup

Kertas dalam air garam, seng dan tembaga ditempatkan di sisi berlawanan dari kertas, dan

mengamati reaksi kimia menghasilkan arus listrik. Volta telah menciptakan sel listrik

pertama.Dengan menghubungkan banyak dari sel-sel ini bersama-sama, Volta mampu "string

saat ini" dan membuat baterai.Hal ini untuk menghormati Volta bahwa kita mengukur daya

baterai dalam volt.Akhirnya, sumber yang aman dan dapat diandalkan listrik tersedia, sehingga

mudah bagi para ilmuwan untuk mempelajari listrik. Seorang ilmuwan Inggris, Michael Faraday,

adalah orang pertama yang menyadari bahwa

Arus listrik dapat dihasilkan dengan melewatkan magnet melalui

kawat tembaga. Itu adalah penemuan yang menakjubkan.Hampir semua listrik kita gunakan saat

ini dibuat dengan magnet dan kumparan dari kawat tembaga di raksasa pembangkit listrik.

Kedua generator listrik dan motor listrik didasarkan pada ini

prinsip. Sebuah generator mengubah energi gerak menjadi listrik.Sebuah

Motor mengubah energi listrik menjadi energi gerak.

2. Hans Christian Oersted

Pada tahun 1819, ilmuan Denmark, Hans Christian Oersted mendemonstrasikan bahwa arus

listrik dikelilingi oleh medan magnet.

Oersted adalah seorang ahli fisika dan kimia Denmark.Ia dilahirkan di kota Rudkobing.

Oersted menyelesaikan pendidikannya di Universitas Copenhagen dan melanjutkan

pengabdiannya di sana hingga akhirnya pada tahun 1806 ia diangkat menjadi profesor fisika.

Pada tahun 1819 Oersted mengamati bahwa magnet jarum yang diletakkan dibawah penghantar

yang dialiri arus listrik ternyata menyimpang secara tegak lurus.Penemuan inilah yang

mengawali penelitian tentang hubungan listrik dan magnet (elektromagnetika). Selain

sumbangannya memelopori bidang tersebut, Oersted juga merupakan orang pertama yang

menemukan cara untuk memurnikan aluminium dari bijih bauksit. Tidak lama kemudian Andre

Marie Ampere mengemukakan hukum yang menjelaskan arah medan magnet yang di hasilkan

oleh arus listrik

3. Andre Marie Ampere

Andre Marie Ampere ( 1775-1836 ) Amper adalah seorang ilmuwan Prancis serba bisa yang

menjadi alah satu pelopor di bidang listrik dinamis (eletrodinamika). Ia dilahirkan di Polemieux-

au-Mont-d’Or, dekat kota Lyon. Namanya diabadikan sebagai satuan kuat arus listrik untuk

menghormati jasa-jasanya.Ampere adalah orang pertama yang mengembangkan alat untuk

mengukur besaran-besaran listrik. Selain itu, ia juga orang pertama yang mengamati bahwa dua

batang konduktor yang diletakkan berdampingan dan keduanya mengalir arus listrik searah akan

saling tarik menarik sedangkan jika berlawanan arah akan saling tolak.

Seperti kebanyakan orang jenius lainnya, Ampere juga menderita kelinglungan. Banyak

cerita seputar kelinglungan Ampere, seperti misalnya ketika ia lupa bahwa mendapat kehormatan

dijamu oleh Kaisar Napoleon. Kehidupan pribadi Ampere penuh dengan kepiluan.Ayahnya

meninggal oleh pisau gulotin saat berlangsungnya Revolusi Prancis.Ia sendiri meninggal pada

usia 61 tahu akibat pneumonia.

4. Georg Simon Ohm

Pada tahun 1827, Ilmuan jerman, Georg Simon Ohm menjelaskan kemampuan beberapa zat

dalam menghantarkan arus listrik dan mengemukakan hukum Ohm tentang hantaran listrik.

5. Joseph Henry

Pada tahun 1830 ahli fisika amerika, Joseph Henry menemukan bahwa medan magnet yang

bergerak akan menimbulkan arus listrik induksi. Gejala yang sama juga di temukan oleh Michael

Faraday satu tahun kemudian. Faraday juga menggunakan konsep garis gaya listrik untuk

menjelaskan gejala tersebut.

6. Michael Faraday

Joseph Henry (17 Desember 1797 - 13 Mei 1878) adalah seorang Amerika Serikat ilmuwan

yang menjabat sebagai Sekretaris pertama dari Smithsonian Institution , serta anggota pendiri

dari Institut Nasional untuk Promosi Science , pelopor dari Smithsonian Institution. Selama

hidupnya, ia sangat dihormati. Sementara elektromagnet bangunan, Henry menemukan

elektromagnetik fenomena diri induktansi . Dia juga menemukan induktansi mutual independen

dari Michael Faraday , meskipun Faraday adalah orang pertama yang mempublikasikan hasil

nya. Henry's bekerja di relay elektromagnetik adalah dasar telegraf listrik , diciptakan oleh

Samuel Morse dan Charles Wheatstone secara terpisah.

Perkembangan listrik magnet periode IV ( 1887 - 1925 M)

1. Peter Zeeman(1852 – 1943)

Menyatakan bahwa medan magnet yang sangat kuat dapat berpengaruh terhadap berkas cahaya.

2. Stark (1874 – 1957)

Seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman yang mengungkapkan bahwa medan listrik yang sangat

kuat dapat mempengaruhi berkas cahaya. medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu

dapat menghasilkan (menginduksi) medan listrik dalam bentuk arus listrik.

3. Heinrich Rudolf Hertz dan Hendrik Antoon Lorentz

gambar Heinrich Rudolf Hertz

gambar Hendrik Lorentz

Dua prediksi Maxwell diuji secara terpisah oleh Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894 ) dan

Hendrik Antoon Lorentz ( 1853-1928 ). Maxwell meramalkan bahwa gangguan di dalam medan

magnetik dan listrik harus merambat secepat cahaya. Tapi gelombang elektromagnetik seperti itu

belum pernah teramati.

Pada tahun 1887, Heartz menguji prediksi itu sampai dengan memercikkan bunga api

listrik di antara dua kutub. Ia mengamati bahwa di antara dua kutub di tempat lain di dalam

laboratoriumnya terjadi juga percikan bunga api yang sama. Tak pelak lagi, pengaruh bunga api

yang petama harus dibawa sebagai gelombang melalui udara sehingga menimbulkan bunga api

yang kedua. Ia membuktikan secara experimental bahwa gelombang mirip seperti gelombang

cahaya, karena menunjukkan gejala pemantulan, pembiasan, difraksi, dan polarisasi. Berkat

penemuan ini, Hertz membawa kita menuju jaman telekomunikasi.

Maxwell, bersama-sama Thompson, bersikeras menghubungkan medan elektromagnetik

dengan getaran dalam fluida yang bersifat mekanis. Para ilmuan sesudah maxwell telah

melepaskan hubungan itu samasekali. Dalam disertasi 1892, Lorentz membabat tuntas kaitan

antara medan dan fluida dengan merumuskan kembali persamaan maxwell. Lorentz telah sampai

pada pengertian yang melampaui percobaan Michelson-Morley, yang memperlihatkan bahwa

eter mungkin tidak ada.

Sampai sekarang, pengertian medan masih tetap bersifat elektromagnetik murni, tanpa sisa

mekanis yang melekat. Walaupun demikian, garis gaya temuan Faraday masih tetap menjadi

topik pengajaran di sekolah sampai sekarang untuk memberi pengertian medan di sekolah

6. ELEKTROMAGNET

1. David E. Hughes

Pada 1878 David E. Hughes adalah orang pertama yang mengirimkan dan menerima gelombang

radio ketika dia menemukan bahwa keseimbangan induksinya menyebabkan gangguan ke

telepon buatannya.

2. James Clerk Maxwell (1831 – 1879)

seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris (Scotlandia) menyatakan bahwa cepat rambat

gelombang elektromagnetik sama dengan cepat rambat cahaya yaitu 3×108 m/s, oleh karena itu

Maxwell berkesimpulan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.

3.Heinrich Rudolf Hertz (1857 – 1894)

Membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik merupakan gelombang tranversal. Hal ini

sesuai dengan kenyataan bahwa cahaya dapat menunjukkan gejala polarisasi.

7. SEMI KONDUKTOR

1940 - PN junction

Russel OHL di Bell Labs mengembangkan sambungan PN yang menghasilkan 0,5volt bila

terkena cahaya.

1945 - Transistor diciptakan

Pada tahun 1945, Bell Labs mendirikan sebuah kelompok untuk mengembangkanpengganti

semikonduktor untuk tabung vakum. Kelompok yang dipimpin olehWilliam Shockley, termasuk,

John Bardeen, Walter Brattain dan lainnya. Padatahun 1947 Bardeen dan Brattain berhasil

menciptakan sebuah sirkuit memperkuatmemanfaatkan titik-kontak "transfer perlawanan"

perangkat yang kemudiandikenal sebagai transistor. Bardeen dan Brattain perangkat adalah

TransistorKontak Point transistor pertama. Pada tahun 1948, Bardeen dan Brattainmengajukan

hak paten, yang pada tahun 1950 dikeluarkan untuk Bell Labs - USpaten # 2524035,

"Memanfaatkan Tiga Elektroda Elemen Sirkuit Bahansemikonduktif".

1951 - Transistor Junction diciptakan

Pada tahun 1951, William Shockley mengembangkan transistor junction, bentuk yang lebih

praktis dari transistor, transistor titik kontak sulit untuk memproduksidan digantikan oleh

transistor junction oleh lima puluhan pertengahan. Pada tahun1954 transistor adalah komponen

penting dari sistem telepon. Bell laboratorium juga berlisensi transistor untuk perusahaan lain

(royalti) dan transistor pertamakali muncul dalam alat bantu dengar diikuti oleh radio. Pada

tahun 1956pentingnya penemuan transistor oleh Bardeen, Brattain dan Shockley diakui

olehPenghargaan Nobel dalam fisika.

1952 - silikon kristal tunggal yang dibuat

3. JELASKAN CIRI KHAS SETIAP PERIODE YANG PALING FUNDAMENTAL

{ Periode 1 (Antara zaman purbakala s.d. 1500) Belum adanya eksperimen yang sistematis dan

kebebasan dalam mengadakan percobaan.

¶ Hasil perkembangan pengetahuan dalam bidang fisika tidak memuaskan.

¶ Sifatnya spekulasi dan metafisik (sulap dan gaib).

¶ Eksperimen tidak sistematis dan jauh dari ketelitian.

{ Periode 2 ( Sekitar 1550 – 1800) Perkembangan Fisika berdasarkan Metode Eksperimen yang

dapat dipertanggungjawabkan, diakui, dan diterima sebagai persoalan yang ilmiah.

¶ Pertumbuhan penyelidikan berkembang pesat sekali dengan percobaan yang dipelopori oleh

Galileo (1564-1642).

¶ Galileo meletakan pandangan modern dimana sains harus berdasarkan pengamatan dan

percoban. Hampir 2 abad Galileo menghadapi dogma dan intoleransi kaum agama.

¶ Tokoh lain yang berperan Newton, Huygens, Boyle, dll.

¶ Prinsip yang berkembang : ”Ilmu dapat dikembangkan dan dimajukan sesuai dengan

teorinya yang berdasarkan eksperimen; diterima atau ditolak apabila teori sesuai atau berlawanan

dengan eksperimen yang diperlukan untuk menguji teori tersebut”.

{ Periode 3 (Periode singkat, 1800 – 1890) Berkembangnya Fisika Klasik yang meletakkan

dasar fisika kuantum.

¶ Kemajuan pesat dari pertumbuhan dan perkembangan fisika klasik yang meletakkan dasar

fisika kuantum.

¶ Periode ini singkat, tapi kemajuannya pesat, hampir semua fisikawan percaya semua hukum

fisika telah ditemukan dan selesai, sehingga penelitian dialihkan untuk memperbaiki validitas

alat ukur dan perbaikan metode pengukurannya.

¶ Beberapa fenomena dapat dicatat antara lain:

1. Eksperimen Count Rumford dan Joule yang memberi dasar teori kinetik panas yang

dikenal sekarang

2. Pengamatan dan percobaan Young telah membuktikan interferensi dua berkas cahaya, yang

mengukuhkan teori gelombang Huygens dari teori Corpuscular Newton

3. Hasil Riset Faraday yang memberikan dasar kebenaran teori elektromagnetik maxwell.

¶ Banyak teknologi hasil fisika dipakai dalam kegiatan industry.

{ Periode 4 (Tahun 1887 s.d. 1925) Adanya fenomena mikroskopis (elektron dll). Teori Klasik

semi moderen, Teori Kuantum masih terkait fisika klasik (the old quantum mechanics).

¶ Dimulai tahun 1887 dengan ditemukannya efek fotolistrik.

¶ Sepuluh tahun kemudian ditemukan berturut- turut: Sinar-X (1895), Radioaktivitas (1896),

dan elektron (1900).

¶ Teori kuantum yang timbul masih dihubungkan dengan teori klasik semi modern,

perkembangannya kurang pesat (the old quantum mechanics).

¶ Adanya fenomena mikroskopis, yaitu fenomena yang tidak dapat dilihat langsung, seperti

elektron dan neutron dimana fisika klasik tak dapat menerangkan fenomena tersebut sehingga

dicari ilmu dan model-model baru lagi.

{ Periode 5 (Tahun 1925 s.d. sekarang) Fenomena mikroskopis revolusioner, dibuat teori baru

yang tidak terkait Fisika Klasik (The new quantum mechanics).

¶ Dimulai perkembangan baru dengan dibuatnya teori-teori baru yang lebih revolusioner dengan

tidak mengindahkan mekanika klasik (the new quantum mechanics).

¶ Teori baru ini muncul berdasarkan uraian teoritis de Broglie, Heissenbergh, dan Schrodinger

serta percobaan Davisson-Germer dan Thompson).

¶ Diitemukan prinsip mekanika matriks (Heisenbergh), Mekanika Gelombang (Schrodinger),

dan Mekanika gabungan keduanya yang lebih umum (Dirac-Tomonaga).

¶ Mekanika kuantum yang dikemukakan Dirac dinamakan simbolic method, sifatnya sangat

abstrak dan sukar dimengerti, dikenal dengan nama Relativistic quantum mechanics.