1. Teori Gerak Berdasarkan
Aristoteles
Aristoteles
merupaka ahli filsafat pada zaman Yunani yang memunculkan banyak teori tentang
berbagai hal. Teori-teorinya selalu diikuti oleh kebanyakan orang pada masa itu
sampai bertahan 20 Abad lamanya, sehingga tidak diragukan lagi kebenaranya.
Namun, tidak semua teori yang selalu didasarkan Rasio itu bertahan hingga
sekarang. Banyak hal yang disangkal oleh ilmuwan-ilmuwan modern. Diantara teori
Aristoteles adalah tentang gerak benda, ia membagi gerak benda atas dua macam,
yaitu : gerak alami dan gerak paksa. Teorinya ini diaplikasikan pada alam
semesta dalam hal ini adalah gerak benda langit.
Seperti yang
kita ketahui, hukum tentang gerak benda-benda dikembangkan jauh sebelum Newton mejelaskan tentang alasan
mengapa benda bergerak. Gerak benda-benda merupakan persoalan yang mempunyai
nilai ilmiah yang begitu penting dan bermanfaat untuk dipahami, karena sangat berkaitan erat dengan ilmu
fisika yang lain. Sehingga para ilmuwan banyak yang tertarik untuk
mempelajarinya. Tidak lain halnya dengan Aristoteles yang notabennya sebagai
filusuf dan ilmuwan, tentu banyak pemikiran yang dituangkan dalam membahas
gerak benda.
Dibawah asuhan
Plato, ia banyak menanamkan minat dalam
hal spekulasi filosof dan sains. Aristoteles banyak mengemukakan cabang
mekanika yang berurusan dengan hubungan timbal balik antara gerak dan gaya,
yaitu bidang dinamika. Aristoteles membagi atau mengklasifikasikan dalam dua
tipe yaitu : Gerak Alami (Pure motion) dan Gerak Paksa (violent motion).
Tentang gerak
alami, 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. Yakni Aristoteles menyifati berbagai benda dan
substansi gejala alam menurut kedekatan sifat-sifatnya terhadap sifat elemen
dasar benda itu. Maksudnya jika benda yang bergerak sentripetal dan gerak jatuh
bebas merupakan gerak alamiah dari sifat air dan tanah (bumi). Sedangkan gerak
sentrifugal dan loncotan keatas merupakan sifat alamiah dari api dan udara, dan
gerak sirkuler (melingkar) merupakan gerak alamiah dari sifat eter.
Tentang gerak
paksa yaitu gerak yang terjadi akibat
dari pengaruh luar yang dikenakan kepada benda dan boleh kesembarang arah
seperti dorongan atau tarikan bukan dari benda itu sendiri. Aristoteles juga
mempercayai konsep bahwa benda akan hanya bergerak apapun itu bentuknya jika selalu diberi gaya, dan gerak akan
berhenti jika gaya dihilangkan, dengan kata lain gerak paksa itu harus ada gaya
yang terus menerus.
Aristoteles juga
berpahaman mengenai percepatan benda yang disandarkan pada berat benda, yaitu
makin berat sebuah benda, makin cepat benda akan jatuh ke tanah. Oleh karena
itu kecepatan jatuhnya benda menjadi proporsional tergantung berat benda.
Contoh yang mendukung paham ini yaitu: apabila ada benda yang berat nya sama
dengan udara maka benda itu akan melayang tidak jatuh dan tidak naik, jika
berat nya lebih dari udara maka benda tersebut akan jatuh dan apabila lebih
ringan maka benda tersebut akan bergerak keatas. Dari contoh ini dapat diambil
pengertian bahwa berat benda akan mempengaruhi gerak jatuh benda.
Dari paham-paham
Aristoteles diatas masih ada satu lagi pemahaman terhadap pusat jagad raya,
yakni menurut dia pusat jagad raya adalah bumi (Geosentris). Sedangkan bumi
selalu dalam keadaan tenang tidak bergerak dan tidak berputar. Semua gerak
benda-benda angkasa mengitari bumi, lintasan atau orbit masing-masing benda
angkasa berbentuk lingkaran dan geraknya pun merupakan gerak alami. Dan ia
menjelaskan bahwa pergerakan benda-benda langit sangat sempurna terus menerus karena (kekuatan) yang diberikan
oleh Sang Pencipta yang berada diluar langit. Aristoteles pun belum mengenal
adanya gaya gravitasi, yang bagi kita gaya gravitasi lah yang menyebabkan benda
angkasa bergerak. Secara ilmiah Aristoteles menjelaskan, langit ini hampa tidak
ada penghalang bagi benda untuk terus
bergerak atau tidak ada gaya yang menimbulkan benda angkasa itu berhenti.
2. Teori Gerak Berdasarkan Galileo Galilei
Sebelum
masa Galileo, orang mempercayai pemikiran bahwa benda yang lebih berat
jatuh lebih cepat dari benda yang lebih ringan, dan bahwa laju jatuh benda
tersebut sebanding dengan berat benda itu. Galileo menemukan bahwa
semua benda akan jatuh dengan percepatan konstan yang sama jika tidak ada udara
atau hambatan lainnya. Ia menyatakan bahwa untuk sebuah benda yang jatuh dari
keadaan diam, jarak yang ditempuh akan sebanding dengan kuadrat waktu, (h ∝ t). Untuk
memperkuat penemuannya bahwa laju benda yang jatuh bertambah ketika benda itu
jatuh, Galileo menggunakan argumen yang cerdik. Sebuah batu berat
yang dijatuhkan dari ketinggian 2 m akan memukul sebuah tiang pancang lebih
dalam ke tanah dibandingkan dengan batu yang sama tetapi dijatuhkan dari
ketinggian 0,2 m. Jelas, batu tersebut bergerak lebih cepat pada ketinggian
yang pertama.
Galileo juga
menegaskan bahwa semua benda, berat atau ringan jatuh dengan percepatan yang
sama, jika tidak ada udara (hampa udara). Jika kita memegang selembar kertas
secara horizontal pada satu tangan dan sebuah benda lain yang lebih berat,
misalnya sebuah bola di tangan yang lain, dan melepaskan kertas dan bola
tersebut pada saat yang sama, benda yang lebih berat akan lebih dulu mencapai
tanah. Tetapi jika kita mengulang percobaan ini, dengan membentuk kertas
menjadi gumpalan kecil kita akan melihat bahwa kedua benda tersebut
mencapai lantai pada saat yang hampir sama.
Galileo yakin
bahwa udara berperan sebagai hambatan untuk benda-benda yang sangat ringan dan
memiliki permukaan luas. Tetapi pada banyak keadaan biasa, hambatan udara ini
bisa diabaikan. Pada suatu ruang di mana udara telah dihisap, maka benda ringan
seperti bulu atau selembar kertas yang dipegang horizontal akan jatuh dengan
percepatan yang sama seperti benda yang lain . Demonstrasi pada ruang hampa
udara seperti ini tidak ada pada masa Galileo, yang membuat
keberhasilan Galileo lebih hebat lagi.
Galileo sering
disebut “Bapak sains modern”, tidak hanya disebabkan isi dari sainsnya
(penemuan astronomik, inersia, jatuh bebas), tetapi juga gaya atau
pendekatannya terhadap sains (idealisasi dan penyederhanaan, matematisasi
teori, teori yang memiliki hasil yang dapat diuji, eksperimen untuk menguji
ramalan teoritis). Sumbangan Galileo yang spesifik terhadap pemahaman
kita mengenai gerak benda jatuh bebas dapat dirangkum sebagai
berikut:
“Pada suatu
lokasi tertentu di Bumi dan dengan tidak adanya hambatan udara, semua benda
jatuh dengan percepatan konstan yang sama”. Kita menyebut percepatan ini
percepatan yang disebabkan oleh gravitasi pada Bumi dan diberi simbol dengan g,
besar percepatan gravitasi kira-kira g = 9,80 m/s. Besar percepatan gravitasi g
sedikit bervariasi menurut garis lintang dan ketinggian, tampak pada Tabel 2.1.
Tetapi variasi ini begitu kecil sehingga kita bisa mengabaikannya untuk
sebagian besar kasus. Efek hambatan udara seringkali kecil, dan akan sering
kita abaikan. Bagaimanapun, hambatan udara akan tampak, bahkan pada benda yang
cukup berat jika kecepatannya besar.
C. SIMPULAN
Menurut teori yang dikemukakan oleh Aristoteles, benda-benda akan jatuh dengan kecepatan yang tergantung pada massa masing-masing benda tersebut. Ini menjelaskan bahwa benda yang lebih berat akan menyentuh tanah lebih cepat dibandingkan dengan benda yang bermassa lebih ringan. Pendapat ini kemudian dibantah oleh Galileo Galilei dengan melakukan percobaan menjatuhkan dua benda dengan massa yang berbeda secara bersamaan pada ketinggian yang sama. Hal yang terjadi selanjutnya adalah, kedua benda tersebut menyentuh tanah dalam waktu bersamaan. Hal ini membawa kita pada sebuah kesimpulan bahwa semua benda akan jatuh dengan laju yang tepat sama jika pengaruh hambatan udara diabaikan. Benda yang dijatuhkan akan mengalami percepatan yang pada saatnya nanti kita kenal sebagai percepatan gravitasi.
