Hukum Kirchoff Arus dan Tegangan

Saturday 13 July 2013

Hukum Kirchoff Tegangan dan Arus Listrik

HUKUM TEGANGAN DAN ARUS KIRCHOFF
Gustav_Robert_Kirchhoff
Gustav_Robert_Kirchhoff
Sekilas Tentang Penemu
Gustav Robert Kirchhoff (lahir di Königsberg, Prusia, 12 Maret 1824 – meninggal di Berlin, Jerman, 17 Oktober 1887 pada umur 63 tahun) adalah seorang fisikawan Jerman yang berkontribusi pada pemahaman konsep dasar teori rangkaian listrik, spektroskopi, dan emisi radiasi benda hitam yang dihasilkan oleh benda-benda yang dipanaskan. Dia menciptakan istilah radiasi “benda hitam” pada tahun 1862.

Gustav Kirchhoff dilahirkan di Königsberg, Prusia Timur (sekarang Kaliningrad, Rusia), putra dari Friedrich Kirchhoff, seorang pengacara, dan Johanna Henriette Wittke. Dia lulus dari Universitas Albertus Königsberg (sekarang Kaliningrad) pada 1847 dan menikahi Clara Richelot, putri dari profesor-matematikanya, Friedrich Richelot. Pada tahun yang sama, mereka pindah ke Berlin, tempat dimana ia menerima gelar profesor di Breslau (sekarang Wroclaw).
Kirchhoff merumuskan hukum rangkaian, yang sekarang digunakan pada rekayasa listrik, pada 1845, saat dia masih berstatus mahasiswa. Ia mengusulkan hukum radiasi termal pada 1859, dan membuktikannya pada 1861. Di Breslau, ia bekerjasama dalam studi spektroskopi dengan Robert Bunsen. Dia adalah penemu pendamping dari caesium dan rubidium pada 1861 saat mempelajari komposisi kimia Matahari via spektrumnya.
Pada 1862 dia dianugerahi Medali Rumford untuk risetnya mengenai garis-garis spektrum matahari, dan pembalikan garis-garis terang pada spektrum cahaya buatan.
Dia berperan besar pada bidang spektroskopi dengan merumuskan tiga hukum yang menggambarkan komposisi spektrum optik obyek-obyek pijar, berdasar pada penemuan David Alter dan Anders Jonas Angstrom .
Hukum Arus Kirchoff

Hukum kirchoff tentang arus biasa disebut KCL (Kirchoff Current Law) berikut bunyi hukum arus kirchoff redaksi penulis
“ Jumlah arus yang mengalir masuk ke sebuah node ( titik percabangan ) akan sama dengan jumlah arus yang keluar dari node tersebut.”
KCL

Hukum Tegangan Kirchoff
Hukum kirchoff tentang tegangan biasa disebut KVL (Kirchoff Voltage Law) berikut bunyi hukum tegangan kirchoff redaksi penulis
“ Jumlah tegangan tiap komponen pada sebuah loop sama dengan nol”
loop1
Contoh penggunaan KCL dan KVL pada analisis rangkaian listrik :
loop

Hukum Ohm

HUKUM OHM


Hukum OHM dikemukakan oleh seorang fisikawan dari Jerman, Georage Simon Ohm pada tahun 1825. Kemudian Hukum Ohm dipublikasikan pada tahun 1827 melalui sebuah paper yang berjudul“The Galvanic Circuit Investigated Mathematically.”

Hukum OHM merupakan hukum yang menentukan hubungan antara beda potensial dengan arus listrik. George Simon Ohm menemukan bahwa perbandingan antara beda potensial di suatu beban listrik dengan arus listrik yang mengalir pada beban listrik tersebut menghasilkan angka yang konstan. Konstanta ini kemudian dinamakan dengan hambatan listrik atau Resistansi (R). Untuk menghargai jasanya maka satuan hambatan dinamakan dengan OHM (Ω).

Bunyi Hukum Ohm
Hukum Ohm Berbunyi : “Kuatnya arus listrik yang mengalir pada sauatu beban listrik sebanding lurus dengan tegangan listrik dan berbanding terbalik dengan hambatan.”
Berikut contoh rangkaian Hukum Ohm:

Rangkaian Hukum Ohm

V = Tegangan listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar dalam satuan volt (V).
I = Arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar dalam satuan Ampere (A).
R = nilai hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar dalam satuan Ohm (Ω)

Penjelasan:
Berdasarkan hukum Ohm, 1 Ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian yang dilewati kuat arus sebesar 1 Ampere dengan beda potensial 1 Volt. Oleh karena itu, kita dapat mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan kuat arus. Semakin besar sumber tegangan maka semakin besar arus yang dihasilkan. Jadi, besar kecilnya hambatan listrik tidak dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik tetapi dipengaruhi oleh panjang penampang, luas penampang dan jenis bahan. Hambatan dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu panjang, luas dan jenis bahan. Hambatan berbading lurus dengan panjang benda, semakin panjang maka semakin besar hambatan suatu benda. Hambatan juga berbading terbalik dengan luas penampang benda, semakin luas penampangnya maka semakin kecil hambatannya. Inilah alasan mengapa kabel yang ada pada tiang listrik dibuat besar-besar, tujuannya adalah untuk memperkecil hambatan sehingga tegangan bisa mengalir dengan mudah. Hambatan juga berbanding lurus dengan jenis benda (hambatan jenis) semakin besar hambatan jenisnya maka semakin besar hambatan benda itu.

Penerapan Hukum Ohm
Berikut ini contoh penerapan Hukum Ohm untuk menghidupkan lampu LED.

Penerapan Hukum Ohm

Menghitung Resistor Seri
Pada rangkaian beberapa resistor yang disusun seri, maka dapat diperoleh nilai resistor totalnya dengan menjumlah semua resistor yang disusun seri tersebut. Hal ini mengacu pada pengertian bahwa nilai kuat arus disemua titik pada rangkaian seri selalu sama.

Rangkaian Resistor Seri

Menghitung Resistor Paralel
Pada rangkaian beberapa resistor yang disusun secara paralel, perhitungan nilai resistor totalnya mengacu pada pengertian bahwa besar kuat arus yang masuk ke percabangansama dengan besar kuat arus yang keluar dari percabangan (I in = I out). Dengan mengacu pada perhitungan Hukum Ohm maka dapat diperoleh rumus sebagai berikut.

Rangkaian Resistor Paralel

Menghitung Kapasitor Seri
Pada rangkaian kapasitor yang disusun seri maka nilai kapasitor totalnya diperoleh dengan perhitungan berikut.

Rangkaian Kapasitor Seri

Menghitung Kapasitor Paralel
Pada rangkaian beberapa kapasitor yang disusun secara paralel maka nilai kapasitor totalnya adalah penjumlahan dari semua nilai kapasitor yang disusun paralel tersebut.

Rangkaian Kapasitor Paralel

Fungsi Hukum Ohm
Fungsi utama dari Hukum Ohm adalah untuk mengetahui hubungan tegangan dan kuat arus serta dapat digunakan untuk menentukan suatu hambatan beban listrik tanpa menggunakan alat ukur Ohmmeter.

Hukum Newton

Friday 12 July 2013

Hukum Newton adalah salah satu hukum fundamental dan sangat penting dalam fisika.Hukum ini pertama kali dirumuskan oleh Isaac Newton. Dia adalah ilmuwan paling besar dan paling berpengaruh sepanjang sejarah yang lahir di Woolsthrope, Inggris pada tahun 1642. Pada awal sekolahnya, dia bukanlah murid yang rajin atau pintar. Sampai-sampai, ibunya ternyata mengharapkan dia menjadi petani yang baik. Namun, setelah belajar di Universitas, bakatnya tampak luar biasa. Di antara penemuan-penemuannya, prinsip-prinsip tentang gerak merupakan penemuannya yang paling spektakuler. Prinsip-prinsip itulah yang kini kita kenal dengan nama Hukum Newton.

Benda dapat bergerak atau mengalami perubahan gerak karena adanya gaya yang mengenainya. Ilmu yang mempelajari gerak benda dengan memperhatikan penyebabnya disebut dinamika. Sedangkan ilmu yang mempelajari gerak benda tanpa memperhatikan penyebabnya disebut kinematika. Dasar dinamika gerak adalah Hukum Newton. 

Dalam fisika, hukum diartikan sebagai aturan dasar yang dirumuskan dari hasil eksperimen atau pengamatan gejala alam. Pembahasan tentang Hukum Newton ini, akan kita pisahkan menjadi tiga bagian, yaitu:
HUKUM 1 NEWTON
Bunyi Hukum Newton I yaitu “Suatu benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan tetap jika tidak ada gaya luar yang bekerja padanya“ yang artinya Setiap benda akan tetap bergerak lurus beraturan atau tetap dalam keadaan diam jika tidak ada gaya luar yang bekerja, berarti resultan gaya sama dengan nol. Atau secara matematis dituliskan sebagai:
Hukum I Newton ===> F = 0 Setiap benda akan tetap bergerak lurus beraturan atau tetap dalam keadaan diam jika tidak ada resultan gaya (F) yang bekerja pada benda itu.

Hukum Newton I disebut juga sebagai hukum inersia atau hukum kelembaman. Besarnya inersia / kelembaman benda ditunjukkan dengan massa (ukuran inersia suatu benda). Sifat lembam benda adalah sifat mempertahankan keadaannya dalam keadaan tetap diam atau tetap bergerak beraturan.

Hukum Newton 1 juga menggambarkan bahwa suatu benda akan cenderung mempertahankan keadaan diam atau keadaan bergeraknya. Mungkin selama ini kita hanya mengetahui bahwa kelembaman / inersia yang berlaku pada Hukum I Newton ini hanya untuk mempertahankan keadaan benda. Nah, ternyata ada fakta unik lainnya yang harus kita ketahui. Apakah kalian pernah memakan telur mentah karena kalian mengira bahwa telur itu sudah matang? Ataukah karena kalian tidak dapat membedakan telur yang masih mentah dengan yang sudah direbus? Penasaran? Oke, saya akan menjelaskan bagaimana cara membedakan telur mentah dan telur yang sudah direbus.


Cara yang pertama adalah coba anda letakkan kedua telur dalam posisi terbaring, lalu putarlah. Saat telur berputar, tekan sedikit bagian tengah telur pada satu jari. Jika kecepatan telur berkurang, berarti telur tersebut adalah telur mentah. Tetapi jika telur benar-benar berhenti, berarti telur itu adalah telur rebus. Cara ini sesuai dengan hukum kelembaman yang mengatakan bahwa benda yang bergerak akan terus bergerak dan benda yang diam akan terus diam. Berbeda dengan telur rebus yang padat, telur mentah masih berbentuk cair dan terus bergerak serta tidak dapat berhenti secara tiba-tiba. Hukum kelembaman seperti ini juga dapat ditemui saat mobil yang melaju dengan kecepatan tinggi lalu tiba-tiba berhenti. Orang yang terdapat di dalamnya akan terdorong ke depan akibat hukum kelembaman tadi.

HUKUM 2 NEWTON


Dalam Hukum I Newton, kita telah belajar bahwa jika tidak ada gaya total yang bekerja pada sebuah benda, maka benda tersebut akan tetap diam, atau jika benda tersebut sedang bergerak maka benda tersebut tetap bergerak dengan laju tetap pada lintasan lurus. Apa yang terjadi jikagaya total tidak sama dengan nol ? Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, apakah anda sudah memahami pengertian gaya total ? Jika belum, silahkan pahami penjelasan postingan saya berikut ini. Selamat belajar Hukum Newton II, semoga sukses sampai di tempat tujuan semoga Hukum Newton semakin dekat di hati anda.

Pengertian Gaya Total
Seperti apakah gaya total itu ? Misalnya kita mendorong sekeping uang logam di atas meja; setelah bergerak, uang logam yang didorong tersebut berhenti. Ketika kita mendorong uang logam tadi, kita memberikan gaya berupa dorongan sehingga uang logam begerak. Nah, selain gaya dorongan kita, pada logam tersebut bekerja juga gaya gesekan udara dan gaya gesekan antara permukaan bawah uang logam dan permukaan meja, yang arahnya berlawanan dengan arah gaya dorongan kita. Apabila jumlah selisih antara kekuatan dorongan kita (Gaya dorong) dan gaya gesekan (baik gaya gesekan udara maupun gaya gesekan antara permukaan logam dan meja)adalah nol, maka uang logam berhenti bergerak/diam. Jika selisih antara gaya dorong yang kita berikan dengan gaya gesekan tidak nol, maka uang logam tersebut akan tetap bergerak. Selisih antara gaya dorong dan gaya gesekan tersebut dinamakan gaya total. Semoga ilustrasi sederhana ini bisa membantu anda memahami pengertian gaya total.

Sekarang kita kembali ke pertanyaan awal pada bagian pengantar. Apa yang terjadi jika gaya total yang bekerja pada benda tidak sama dengan nol ? Newton mengatakan bahwa jika pada sebuah benda diberikan gaya total atau dengan kata lain, terdapat gaya total yang bekerja pada sebuah benda, maka benda yang diam akan bergerak, demikian juga benda yang sedang bergerak bertambah kelajuannya. Apabila arah gaya total berlawanan dengan arah gerak benda, maka gaya tersebut akan mengurangi laju gerak benda. Apabila arah gaya total berbeda dengan arah gerak benda maka arah kecepatan benda tersebut berubah dan mungkin besarnya juga berubah. Karena perubahan kecepatan merupakan percepatan maka kita dapat menyimpulkan bahwa gaya total yang bekerja pada benda menyebabkan benda tersebut mengalami percepatan. Arah percepatan tersebut sama dengan arah gaya total. Jika besar gaya total tetap atau tidak berubah, maka besar percepatan yang dialami benda juga tetap alias tidak berubah.

Bagaimana hubungan antara Percepatan dan Gaya? Pernahkah anda mendorong sesuatu? mungkin motor yang mogok atau gerobak sampah jika belum pernah mendorong sesuatu seumur hidup anda, saya menyarankan agar sebaiknya anda berlatih mendorong. Tapi jangan mendorong mobil orang lain yang sedang diparkir, apalagi mendorong teman anda hingga jatuh. Ok, kembali ke dorong...

Bayangkanlah anda mendorong sebuah gerobak sampah yang bau-nya menyengat. Usahakan sampai gerobak tersebut bergerak. Nah, ketika gerobak bergerak, kita dapat mengatakan bahwa terdapat gaya total yang bekerja pada gerobak itu. Silahkan dorong gerobak sampah itu dengan gaya tetap selama 30 detik. Ketika anda mendorong gerobak tersebut dengan gaya tetap selama 30 menit, tampak bahwa gerobak yang tadinya diam, sekarang bergerak dengan laju tertentu,anggap saja 8 km/jam. Sekarang, doronglah gerobak tersebut dengan gaya dua kali lebih besar(gerobaknya didiamin dulu). Apa yang anda amati ? wah, gawat kalau belajar sambil ngelamun…Jika anda mendorong gerobak sampah dengan gaya dua kali lipat, maka gerobak tersebut bergerak dengan laju 4 km/jam dua kali lebih cepat dibandingkan sebelumnya. Percepatan gerak gerobak dua kali lebih besar. Apabila anda mendorong gerobak dengan gaya lima kali lebih besar, maka percepatan gerobak juga bertambah lima kali lipat. Demikian seterusnya. Kita bisa menyimpulkan bahwa percepatan berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja pada benda.

Seandainya percobaan mendorong gerobak sampah diulangi. Percobaan pertama, kita menggunakan gerobak yang terbuat dari kayu, sedangkan percobaan kedua kita menggunakan gerobak yang terbuat dari besi dan lebih berat. Jika anda mendorong gerobak besi dengan gaya dua kali lipat, apakah gerobak tersebut bergerak dengan laju 4 km/jam dua kali lebih cepat dibandingkan gerobak sebelumnya yang terbuat dari kayu ?

Tentu saja tidak karena percepatan juga bergantung pada massa benda. Anda dapat membuktikannya sendiri dengan melakukan percobaan di atas. Jika anda mendorong gerobak sampah yang terbuat dari besi dengan gaya yang sama ketika anda mendorong gerobak yang terbuat dari kayu, maka akan terlihat bahwa percepatan gerobak besi lebih kecil. Apabila gaya total yang bekerja pada benda tersebut sama, maka makin besar massa benda, makin kecil percepatannya, sebaliknya makin kecil massa benda makin besar percepatannya.

Hubungan ini dikemas oleh eyang Newton dalam Hukum-nya yang laris manis di sekolah, yakni Hukum  Newton 2 tentang Gerak :

"Jika suatu gaya total bekerja pada benda, maka benda akan mengalami percepatan, di mana arah percepatan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya. Vektor gaya total sama dengan massa benda dikalikan dengan percepatan benda".


m adalah massa benda dan adalah (vektor) percepatannya. Jika persamaan di atas ditulis dalam bentuk a = F/m, tampak bahwa percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja padanya dan arahnya sejajar dengan gaya tersebut. Tampak juga bahwa percepatan berbanding terbalik dengan massa benda.


Jadi apabila tidak ada gaya total alias resultan gaya yang bekerja pada benda maka benda akan diam apabila benda tersebut sedang diam; atau benda tersebut bergerak dengan kecepatan tetap, jika benda sedang bergerak. Ini merupakan bunyi Hukum I Newton. Setiap gaya F merupakan vektor yang memiliki besar dan arah. Persamaan hukum Newton II di atas dapat ditulis dalam bentuk komponen pada koordinat xyz alias koordinat tiga dimensi, antara lain :


Satuan massa adalah Kilogram, satuan percepatan adalah kilogram meter per sekon kuadrat (kg m/s2). Satuan Gaya dalam Sistem Internasional adalah kg m/s2. Nama lain satuan ini adalah Newton; diberikan untuk menghargai jasa eyang Isaac Newton. Satuan-satuan tersebut merupaka satuan Sistem Internasional (SI). Dengan kata lain, satu Newton adalah gaya total yang diperlukan untuk memberikan percepatan sebesar 1 m/s2 kepada massa 1 kg. Hal ini berarti 1 Newton = 1 kg m/s2.

Dalam satuan CGS (centimeter, gram, sekon), satuan massa adalah gram (g), gaya adalah dyne. Satu dyne didefinisikan sebagai gaya total yang diperlukan untuk memberi percepatan sebesar 1 cm/s2 untuk benda bermassa 1 gram. Jadi 1 dyne = 1 gr cm/s2.

Kedua jenis satuan yang kita bahas di atas adalah satuan Sistem Internasional (SI). Untuk satuan Sistem Inggris (British Sistem), satuan gaya adalah pound (lb). 1 lb = 4,45 N. Satuan massa = slug. Dengan demikian, 1 pound didefinisikan sebagai gaya total yang diperlukan untuk memberi percepatan sebesar 1 ft/s2 kepada benda bermassa 1 slug.

Dalam perhitungan, sebaiknya anda menggunakan satuan MKS (meter, kilogram, sekon) SI. Jadi jika diketahui satuan dalam CGS atau sistem British, terlebih dahulu anda konversi.

Hukum III Newton

(Pustaka Fisika). Hukum III Newton sering juga disebut dengan hukum aksi-reaksi. Newton menyatakan bahwa "Jika benda pertama mengerjakan gaya aksi pada benda kedua, benda kedua akan memberikan gaya reaksi pada benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan." Secara matematisHukum III Newton dituliskan:

Faksi = -Freaksi ,
 
Pasangan gaya aksi dan reaksi bekerja pada dua benda yang berlainan. Pasangan yang bekerja pada satu benda bukan merupakan pasangan gaya aksi dan reaksi. Besar gaya aksi sama dengan besar gaya reaksi tetapi arahnya berlawanan. Gaya aksi dan reaksi selalu muncul secara bersamaan. Jadi, keduanya dapat saling dipertukarkan, tergantung dari mana kita memandangnya. Namun, dalam soal-soal fisika biasanya disebutkan bahwa gaya yang kita lakukan disebut gaya aksi. Satu hal lagi yang penting, bahwa gaya aksi-reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda, bukan pada satu benda.

Contoh peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang menunjukkan Hukum III Newton (Aksi-Reaksi), adalah sebagai berikut:
  1. Jika anda menghantam dinding dengan tangan anda, anda tentu merasa kesakitan. Semakin keras anda menghantam, rasa sakitnya akan bertambah. Hal itu karena dinding memberikan reaksi terhadap aksi yang anda lakukan.
  2. Agar dapat meloncat tinggi, seorang atlet harus menjejakkan kakinya ke tanah kuat-kuat. Itu artinya ia memberi gaya aksi kepada tanah. Karena diberi gaya aksi, tanah memberikan gaya reaksi. Gaya reaksi dari tanah itulah yang menyebabkan atlet itu terangkat (meloncat). Demikian pula yang terjadi pada orang berjalan. Pada saat berjalan, ia menekan tanah ke belakang. Dengan kata lain, ia memberi gaya aksi kepada tanah. Akibatnya, tanah memberikan gaya reaksi kepada orang itu. Gaya reaksi inilah yang mendorong orang ke depan (berjalan maju).

Sekianlah Teori Hukum Newton. Silahkan sampaikan komentar dan saran anda.


Albert Einstein

Tuesday 9 July 2013

Albert Einstein (lahir di UlmKerajaan WürttembergKerajaan Jerman14 Maret 1879 – meninggal di PrincetonNew JerseyAmerika Serikat18 April 1955 pada umur 76 tahun) adalah seorang ilmuwan fisika teoretis yang dipandang luas sebagai ilmuwan terbesar dalam abad ke-20. Dia mengemukakan teori relativitas dan juga banyak menyumbang bagi pengembangan mekanika kuantummekanika statistika, dan kosmologi. Dia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1921 untuk penjelasannya tentang efek fotolistrik dan "pengabdiannya bagi Fisika Teoretis".
Setelah teori relativitas umum dirumuskan, Einstein menjadi terkenal ke seluruh dunia, pencapaian yang tidak biasa bagi seorang ilmuwan. Di masa tuanya, keterkenalannya melampaui ketenaran semua ilmuwan dalam sejarah, dan dalambudaya populer, kata Einstein dianggap bersinonim dengan kecerdasan atau bahkan genius. Wajahnya merupakan salah satu yang paling dikenal di seluruh dunia.
Albert Einstein, Tokoh Abad Ini (Person of the Century)
Pada tahun 1999, Einstein dinamakan "Tokoh Abad Ini" oleh majalah Time.
Untuk menghargainya, sebuah satuan dalam fotokimia dinamai einstein, sebuah unsur kimia dinamai einsteinium, dan sebuah asteroid dinamai 2001 Einstein.
Rumus Einstein yang paling terkenal adalah E=mc²









Biografi


Masa muda dan universitas

Einstein dilahirkan di Ulm di Württemberg, Jerman; sekitar 100 km sebelah timur Stuttgart. Bapaknya bernama Hermann Einstein, seorang penjual ranjang bulu yang kemudian menjalani pekerjaan elektrokimia, dan ibunya bernama Pauline. Mereka menikah di Stuttgart-Bad Cannstatt. Keluarga mereka keturunan Yahudi; Albert disekolahkan di sekolah Katholikdan atas keinginan ibunya dia diberi pelajaran biola.

Pada umur lima tahun, ayahnya menunjukkan kompas kantung, dan Einstein menyadari bahwa sesuatu di ruang yang "kosong" ini beraksi terhadap jarum di kompas tersebut; dia kemudian menjelaskan pengalamannya ini sebagai salah satu saat yang paling menggugah dalam hidupnya. Meskipun dia membuat model dan alat mekanik sebagai hobi, dia dianggap sebagai pelajar yang lambat, kemungkinan disebabkan oleh dyslexia, sifat pemalu, atau karena struktur yang jarang dan tidak biasa pada otaknya (diteliti setelah kematiannya). Dia kemudian diberikan penghargaan untuk teori relativitasnya karena kelambatannya ini, dan berkata dengan berpikir dalam tentang ruang dan waktu dari anak-anak lainnya, dia mampu mengembangkan kepandaian yang lebih berkembang. Pendapat lainnya, berkembang belakangan ini, tentang perkembangan mentalnya adalah dia menderita Sindrom Asperger, sebuah kondisi yang berhubungan denganautisme.
Einstein mulai belajar matematika pada umur dua belas tahun. Ada gosip bahwa dia gagal dalam matematika dalam jenjang pendidikannya, tetapi ini tidak benar; penggantian dalam penilaian membuat bingung pada tahun berikutnya. Dua pamannya membantu mengembangkan ketertarikannya terhadap dunia intelek pada masa akhir kanak-kanaknya dan awal remaja dengan memberikan usulan dan buku tentang sains dan matematika.
Pada tahun 1894, dikarenakan kegagalan bisnis elektrokimia ayahnya, Einstein pindah dari München ke PaviaItalia(dekat kota Milan). Albert tetap tinggal untuk menyelesaikan sekolah, menyelesaikan satu semester sebelum bergabung kembali dengan keluarganya di Pavia.
Kegagalannya dalam seni liberal dalam tes masuk Eidgenössische Technische Hochschule (Institut Teknologi Swiss Federal, di Zurich) pada tahun berikutnya adalah sebuah langkah mundur dia oleh keluarganya dikirim ke AarauSwiss, untuk menyelesaikan sekolah menengahnya, di mana dia menerima diploma pada tahun 1896, Einstein beberapa kali mendaftar di Eidgenössische Technische Hochschule. Pada tahun berikutnya dia melepas kewarganegaraanWürttemberg, dan menjadi tak bekewarganegaraan.

Pada 1898, Einstein menemui dan jatuh cinta kepada Mileva Marić, seorang Serbia yang merupakan teman kelasnya (juga teman Nikola Tesla). Pada tahun 1900, dia diberikan gelar untuk mengajar oleh Eidgenössische Technische Hochschule dan diterima sebagai warga negara Swiss pada 1901. Selama masa ini Einstein mendiskusikan ketertarikannya terhadap sains kepada teman-teman dekatnya, termasuk Mileva. Dia dan Mileva memiliki seorang putri bernama Lieserl, lahir dalam bulan Januari tahun 1902.Lieserl Einstein, pada waktu itu, dianggap tidak legal karena orang tuanya tidak menikah.

Kerja dan Gelar Doktor

Albert Einstein, 1905
Pada saat kelulusannya Einstein tidak dapat menemukan pekerjaan mengajar, keterburuannya sebagai orang muda yang mudah membuat marah professornya. Ayah seorang teman kelas menolongnya mendapatkan pekerjaan sebagai asisten teknik pemeriksa di Kantor Paten Swiss pada tahun 1902. Di sana, Einstein menilai aplikasi paten penemu untuk alat yang memerlukan pengetahuan fisika. Dia juga belajar menyadari pentingnya aplikasi dibanding dengan penjelasan yang buruk, dan belajar dari direktur bagaimana "menjelaskan dirinya secara benar". Dia kadang-kadang membetulkan desain mereka dan juga mengevaluasi kepraktisan hasil kerja mereka.
Einstein menikahi Mileva pada 6 Januari 1903. Pernikahan Einstein dengan Mileva, seorang matematikawan. Pada 14 Mei 1904, anak pertama dari pasangan ini, Hans Albert Einstein, lahir. Pada 1904, posisi Einstein di Kantor Paten Swiss menjadi tetap. Dia mendapatkan gelar doktor setelah menyerahkan thesis "Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen" ("On a new determination of molecular dimensions") pada tahun 1905 dari Universitas Zürich.
Pada tahun yang sama dia menulis empat artikel yang memberikan dasar fisika modern, tanpa banyak sastra sains yang dapat ia tunjuk atau banyak kolega dalam sains yang dapat ia diskusikan tentang teorinya. Banyak fisikawan setuju bahwa ketiga thesis itu (tentanggerak Brownian), efek fotolistrik, dan relativitas khusus) pantas mendapat Penghargaan Nobel. Tetapi hanya thesis tentang efek fotoelektrik yang mendapatkan penghargaan tersebut. Ini adalah sebuah ironi, bukan hanya karena Einstein lebih tahu banyak tentang relativitas, tetapi juga karena efek fotoelektrik adalah sebuah fenomena kuantum, dan Einstein menjadi terbebas dari jalan dalam teori kuantum. Yang membuat thesisnya luar biasa adalah, dalam setiap kasus, Einstein dengan yakin mengambil ide dari teori fisika ke konsekuensi logis dan berhasil menjelaskan hasil eksperimen yang membingungkan para ilmuwan selama beberapa dekade.
Dia menyerahkan thesis-thesisnya ke "Annalen der Physik". Mereka biasanya ditujukan kepada "Annus Mirabilis Papers" (dari LatinTahun luar biasa). Persatuan Fisika Murni dan Aplikasi (IUPAP) merencanakan untuk merayakan 100 tahun publikasi pekerjaan Einstein pada tahun 1905sebagai Tahun Fisika 2005.

Gerakan Brownian

Albert Einstein, 1951 (saat ulang tahun ke 72, diambil oleh Arthur Sasse, photographer)
Di artikel pertamanya pada tahun 1905 bernama "On the Motion—Required by the Molecular Kinetic Theory of Heat—of Small Particles Suspended in a Stationary Liquid", mencakup penelitian tentang gerakan Brownian. Menggunakan teori kinetik cairan yang pada saat itu kontroversial, dia menetapkan bahwa fenomena, yang masih kurang penjelasan yang memuaskan setelah beberapa dekade setelah ia pertama kali diamati, memberikan bukti empirik (atas dasar pengamatan dan eksperimen) kenyataan pada atom. Dan juga meminjamkan keyakinan padamekanika statistika, yang pada saat itu juga kontroversial.
Sebelum thesis ini, atom dikenal sebagai konsep yang berguna, tetapi fisikawan dan kimiawan berdebat dengan sengit apakah atom itu benar-benar suatu benda yang nyata. Diskusi statistik Einstein tentang kelakuan atom memberikan pelaku eksperimen sebuah cara untuk menghitung atom hanya dengan melihat melalui mikroskop biasa. Wilhelm Ostwald, seorang pemimpin sekolah anti-atom, kemudian memberitahu Arnold Sommerfeld bahwa ia telah berkonversi kepada penjelasan komplit Einstein tentang gerakan Brown.

Kematian

Pada 17 April 1955, Albert Einstein mengalami pendarahan internal yang disebabkan oleh pecahnya suatu aneurisma aorta perut, yang sebelumnya telah dilakukan pembedahan oleh Dr Rudolph Nissen pada tahun 1948. Ia mengambil konsep pidato, ia sedang mempersiapkan untuk penampilan televisi memperingati ulang tahun Negara Israel ketujuh dengan kondisi di rumah sakit, tapi dia tidak hidup cukup lama untuk menyelesaikannya. Einstein menolak operasi, mengatakan: "Saya ingin pergi ketika saya ingin. Hambar untuk memperpanjang hidup artifisial. Saya telah melakukan bagian saya, sekarang saatnya untuk pergi, aku akan melakukannya dengan elegan..." Dia meninggal di Rumah Sakit Princeton, pagi, pada usia 76, setelah terus bekerja sampai mendekati akhir.

Selama autopsi, ahli patologi dari Rumah Sakit Princeton, Thomas Stoltz Harvey, menghapus otak Einstein untuk pengawetan tanpa izin dari keluarganya, dengan harapan bahwa ilmu saraf masa depan akan mampu menemukan apa yang membuat Einstein begitu cerdas. Einstein tetap dikremasi dan abunya tersebar di sebuah lokasi yang dirahasiakan.
Dalam ceramahnya pada peringatan Einstein, fisikawan nuklir, Robert Oppenheimer, meringkas kesan pribadinya tentang Einstein: "Dia hampir seluruhnya tanpa kecanggihan dan sepenuhnya tanpa keduniawian ... Selalu ada bersamanya kemurnian indah sekaligus kekanak-kanakan dan keras kepala mendalam."

Isaac Newton

Thursday 4 July 2013

Potret Pria hitam dengan sebahu, rambut cokelat bergelombang, hidung besar dan tajam, dan tatapan tergangguSir Isaac Newton FRS (lahir di Woolsthorpe-by-Colsterworth, Lincolnshire, 4 Januari 1643 – meninggal 31 Maret 1727 pada umur 84 tahun; KJ: 25 Desember 1642 – 20 Maret 1727) adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi, filsuf alam, alkimiawan, dan teolog yang berasal dari Inggris. Ia merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu fisika klasik.[7]
Karya bukunya Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica yang diterbitkan pada tahun 1687 dianggap sebagai buku paling berpengaruh sepanjang sejarah sains. Buku ini meletakkan dasar-dasar mekanika klasik. Dalam karyanya ini, Newton menjabarkan hukum gravitasi dan tiga hukum gerak yang mendominasi pandangan sains mengenai alam semesta selama tiga abad. Newton berhasil menunjukkan bahwa gerak benda di Bumi dan benda-benda luar angkasa lainnya diatur oleh sekumpulan hukum-hukum alam yang sama. Ia membuktikannya dengan menunjukkan konsistensi antara hukum gerak planet Kepler dengan teori gravitasinya. Karyanya ini akhirnya menyirnakan keraguan para ilmuwan akan heliosentrisme dan memajukan revolusi ilmiah.
Dalam bidang mekanika, Newton mencetuskan adanya prinsip kekekalan momentum dan momentum sudut. Dalam bidang optika, ia berhasil membangun teleskop refleksi yang pertama[8] dan mengembangkan teori warna berdasarkan pengamatan bahwa sebuah kaca prisma akan membagi cahaya putih menjadi warna-warna lainnya. Ia juga merumuskan hukum pendinginan dan mempelajari kecepatan suara.
Dalam bidang matematika pula, bersama dengan karya Gottfried Leibniz yang dilakukan secara terpisah, Newton mengembangkan kalkulus diferensial dan kalkulus integral. Ia juga berhasil menjabarkan teori binomial, mengembangkan "metode Newton" untuk melakukan pendekatan terhadap nilai nol suatu fungsi, dan berkontribusi terhadap kajian deret pangkat.
Sampai sekarang pun Newton masih sangat berpengaruh di kalangan ilmuwan. Sebuah survei tahun 2005 yang menanyai para ilmuwan dan masyarakat umum di Royal Society mengenai siapakah yang memberikan kontribusi lebih besar dalam sains, apakah Newton atau Albert Einstein, menunjukkan bahwa Newton dianggap memberikan kontribusi yang lebih besar.[9]

Biografi


Masa-masa Awal

Rumah Keluarga Newton di mana Lahirnya Isacc Newton
Isaac Newton dilahirkan pada tanggal 4 Januari 1643 [KJ: 25 Desember 1642] di Woolsthorpe-by-Colsterworth, sebuah hamlet (desa) di county Lincolnshire. Pada saat kelahirannya, Inggris masih mengadopsi kalender Julian, sehingga hari kelahirannya dicatat sebagai 25 Desember 1642 pada hari Natal. Ayahnya yang juga bernama Isaac Newton meninggal tiga bulan sebelum kelahiran Newton. Newton dilahirkan secara prematur; dilaporkan pula ibunya, Hannah Ayscough, pernah berkata bahwa ia dapat muat ke dalam sebuah cangkir (≈ 1,1 liter). Ketika Newton berumur tiga tahun, ibunya menikah kembali dan meninggalkan Newton di bawah asuhan neneknya, Margery Ayscough. Newton muda tidak menyukai ayah tirinya dan menyimpan rasa benci terhadap ibunya karena menikahi pria tersebut, seperti yang tersingkap dalam pengakuan dosanya: "Threatening my father and mother Smith to burn them and the house over them."[10]
Newton pada tahun 1702
Isaac Newton (Bolton, Sarah K. Famous Men of Science. NY: Thomas Y. Crowell & Co., 1889)
Berdasarkan pernyataan E.T. Bell (1937, Simon and Schuster) dan H. Eves:
Newton memulai sekolah saat tinggal bersama neneknya di desa dan kemudian dikirimkan ke sekolah bahasa di daerah Grantham dimana dia akhirnya menjadi anak terpandai di sekolahnya. Saat bersekolah di Grantham dia tinggal di-kost milik apoteker lokal yang bernama William Clarke. Sebelum meneruskan kuliah di Universitas Cambridge pada usia 19, Newton sempat menjalin kasih dengan adik angkat William Clarke, Anne Storer. Saat Newton memfokuskan dirinya pada pelajaran, kisah cintanya dengan menjadi semakin tidak menentu dan akhirnya Storer menikahi orang lain. Banyak yang menegatakan bahwa dia, Newton, selalu mengenang kisah cintanya walaupun selanjutnya tidak pernah disebutkan Newton memiliki seorang kekasih dan bahkan pernah menikah.
Sejak usia 12 hingga 17 tahun, Newton mengenyam pendidikan di sekolah The King's School yang terletak di Grantham (tanda tangannya masih terdapat di perpustakaan sekolah). Keluarganya mengeluarkan Newton dari sekolah dengan alasan agar dia menjadi petani saja, bagaimanapun Newton tidak menyukai pekerjaan barunya[11]. Kepala sekolah King's School kemudian meyakinkan ibunya untuk mengirim Newton kembali ke sekolah sehingga ia dapat menamatkan pendidikannya. Newton dapat menamatkan sekolah pada usia 18 tahun dengan nilai yang memuaskan.
Pada Juni 1661, Newton diterima di Trinity College Universitas Cambridge sebagai seorang sizar (mahasiswa yang belajar sambil bekerja).[12] Pada saat itu, ajaran universitas didasarkan pada ajaran Aristoteles, namun Newton lebih memilih untuk membaca gagasan-gagasan filsuf modern yang lebih maju seperti Descartes dan astronom seperti Copernicus, Galileo, dan Kepler. Pada tahun 1665, ia menemukan teorema binomial umum dan mulai mengembangkan teori matematika yang pada akhirnya berkembang menjadi kalkulus. Segera setelah Newton mendapatkan gelarnya pada Agustus 1665, Universitas Cambridge ditutup oleh karena adanya Wabah Besar. Walaupun dalam studinya di Cambridge biasa-biasa saja, studi privat yang dilakukannya di rumahnya di Woolsthorpe selama dua tahun mendorongnya mengembangkan teori kalkulus, optika, dan hukum gravitasi. Pada tahun 1667, ia kembali ke Cambridge sebagai pengajar di Trinity.[13]

Masa Dewasa

Matematika

Kebanyakan ahli sejarah percaya bahwa Newton dan Leibniz mengembangkan kalkulus secara terpisah. Keduanya pula menggunakan notasi matematika yang berbeda pula. Menurut teman-teman dekat Newton, Newton telah menyelesaikan karyanya bertahun-tahun sebelum Leibniz, namun tidak mempublikasikannya sampai dengan tahun 1693. Ia pula baru menjelaskannya secara penuh pada tahun 1704, manakala pada tahun 1684, Leibniz sudah mulai mempublikasikan penjelasan penuh atas karyanya. Notasi dan "metode diferensial" Leibniz secara universal diadopsi di Daratan Eropa, sedangkan Kerajaan Britania baru mengadopsinya setelah tahun 1820.
Dalam buku catatan Leibniz, dapat ditemukan adanya gagasan-gagasan sistematis yang memperlihatkan bagaimana Leibniz mengembangkan kalkulusnya dari awal sampai akhir, manakala pada catatan Newton hanya dapat ditemukan hasil akhirnya saja. Newton mengklaim bahwa ia enggan mempublikasi kalkulusnya karena takut ditertawakan. Newton juga memiliki hubungan dekat dengan matematikawan Swiss Nicolas Fatio de Duillier. Pada tahun 1691, Duillier merencanakan untuk mempersiapkan versi baru buku Philosophiae Naturalis Principia Mathematica Newton, namun tidak pernah menyelesaikannya. Pada tahun 1693 pula hubungan antara keduanya menjadi tidak sedekat sebelumnya. Pada saat yang sama, Duillier saling bertukar surat dengan Leibniz.[14]
Pada tahun 1699, anggota-anggota Royal Society mulai menuduh Leibniz menjiplak karya Newton. Perselisihan ini memuncak pada tahun 1711. Royal Society kemudian dalam suatu kajian memutuskan bahwa Newtonlah penemu sebenarnya dan mencap Leibniz sebagai penjiplak. Kajian ini kemudian diragukan karena setelahnya ditemukan bahwa Newton sendiri yang menulis kata akhir kesimpulan laporan kajian ini. Sejak itulah bermulainya perselisihan sengit antara Newton dengan Leibniz. Perselisihan ini berakhir sepeninggal Leibniz pada tahun 1716.[15]
Newton umumnya diakui sebagai penemu teorema binomial umum yang berlaku untuk semua eksponen. Ia juga menemukan identitas Newton, metode Newton, mengklasifikasikan kurva bidang kubik, memberikan kontribusi yang substansial pada teori beda hingga, dan merupakan yang pertama untuk menggunakan pangkat berpecahan serta menerapkan geometri koordinat untuk menurunkan penyelesaian persamaan Diophantus.
Ia dipilih untuk menduduki jabatan Lucasian Professor of Mathematics pada tahun 1669. Pada saat itu, para pengajar Cambridge ataupun pengajar Oxford haruslah seorang pastor Anglikan yang telah ditahbiskan. Namun, jabatan profesor Lucasian mengharuskan pula pejabatnya tidak aktif dalam gereja. Oleh karena itu, Newton berargumen bahwa ia seharusnyalah dibebaskan dari keharusan penahbisan. Raja Charles II menerima argumen ini dan memberikan persetujuan, sehingga konflik antara pandangan keagamaan Newton dengan gereja Anglikan dapat dihindari.[16]

Optika

Replika teleskop refleksi kedua Newton yang ia presentasikan ke Royal Society pada tahun 1672[17]
Dari tahun 1670 sampai dengan 1672, Newton mengajar bidang optika. Semasa periode ini, ia menginvestigasi refraksi cahaya, menunjukkan bahwa kaca prisma dapat membagi-bagi cahaya putih menjadi berbagai spektrum warna, serta lensa dan prisma keduanya akan menggabungkan kembali cahaya-cahaya tersebut menjadi cahaya putih.[18]
Dia juga menunjukkan bahwa cahaya berwarna tidak mengubah sifat-sifatnya dengan memisahkan berkas berwarna dan menyorotkannya ke berbagai objek. Newton mencatat bahwa tidak peduli apakah berkas cahaya tersebut dipantulkan, dihamburkan atau ditransmisikan, warna berkas cahaya tidak berubah. Dengan demikian dia mengamati bahwa warna adalah interaksi objek dengan cahaya yang sudah berwarna, dan objek tidak menciptakan warna itu sendiri. Ini dikenal sebagai teori warna Newton[19]
Dari usahanya ini dia menyimpulkan bahwa lensa teleskop refraksi akan mengalami gangguan akibat dispersi cahaya menjadi berbagai warna (aberasi kromatik). Sebagai bukti konsep ini dia membangun teleskop menggunakan cermin sebagai objektif untuk mengakali masalah tersebut. .[20] Pengerjaan rancangan ini, teleskop refleksi fungsional pertama yang dikenal, yang sekarang disebut sebagai teleskop Newton[20] melibatkan pemecahan masalah bagaimana menemukan bahan cermin yang cocok serta teknik pembentukannya. Newton menggosok cerminny sendiri dari komposisi khusus logam spekulum yang sangat reflektif, menggunakan cincin Newton untuk menilai mutu optika teleskopnya. Pada akhir 1668[[21] dia berhasil memproduksi teleskop pantul pertamanya. Pada tahun 1671 Royal Society meminta demonstrasi teleskop pantulnya. [22] Minat mereka mendorongnya untuk menerbitkan catatannya, On Colour (Tentang Warna), yang kemudian dikembangkannya menjadi Opticks.
Ketika Robert Hooke mengkritik beberapa gagasan Newton, dia begitu tersinggung sehingga dia menarik diri dari depan publik. Newton dan Hooke berkomunikasi singkat pada tahun 1679-1680, ketika Hooke, yang ditunjuk untuk mengelola korespondensi Royal Society, menulis surat yang dimaksudkan untuk memperoleh sumbangan dari Newton untuk penerbitan Royal Society,[23], yang mendorong Newton untuk menyelesaikan bukti bahwa orbit elips planet merupakan hasil dari gaya sentripetal yang berbanding terbalik dengan kuadrat vektor jari-jari (lihat hukum gravitasi Newton) dan De motu corporum in gyrum). Namun hubungan kedua ilmuwan tersebut umumnya tetap buruk sampai saat kematian Hooke. [24]
Newton berargumen bahwa cahaya terdiri dari partikel atau corpuscles, yang direfraksikan dengan percepatan ke dalam medium yang lebih rapat. Dia condong kepada teori gelombang seperti suara untuk menerangkan pola berulang pemantulan dan transmisi oleh film tipis (Opticks Bk.II, Props. 12), tapi masih mempertahankan teori 'fits' yang menentukan apakah corpuscles dipantulkan atau diteruskan. Para fisikawan kemudian lebih menyukai teori gelombang murni untuk cahaya untu menjelaskan pola interferensi, dan fenomena umum difraksi. Mekanika kuantum, foton, dan dualisme gelombang-partikel dewasa ini hanya memiliki kemiripan sedikit saja dengan pemahaman Newton terhadap cahaya.
Dalam Hypothesis of Light yang terbit pada tahun 1675, Newton mendalilkan keberadaan eter untuk menghantarkan gaya antarpartikel. Kontak dengan Henry More, seorang teosofis, membangkitkan minatnya dalam alkimia. Dia mengganti eter dengan gaya gaib yang didasarkan kepada gagasan hermetis tentang gaya tarik dan tolak antara partikel. John Maynard Keynes, yang memperoleh banyak tulisan Newton tentang alkimia, menyatakan bahwa "Newton bukanlah orang pertama dari Abad Pencerahan (Age of Reason): beliau adalah ahli sihir terakhir."[25] Minat Newton dalam alkimia tidak dapat dipisahkan dari sumbangannya terhadap ilmu pengetahuan; namun tampaknya dia memang meninggalkan penelitian alkimianya..[4] (Ini adalah ketika tidak ada perbedaan yang jelas antara alkimia dan sains). Bila saja dia tidak mengandalkan gagasan gaib aksi pada suatu jarak, dalam ruang hampa, dia mungkin tidak akan mengembangkan teori gravitasinya. (Lihat pula studi ilmu gaib Isaac Newton).
Pada tahun 1704 Newton menerbitkan Opticks, yang menguraikan secara terperinci teori korpuskular tentang cahaya. Dia menganggap cahaya terbuat partikel-partikel (corpuscles) yang sangat halus, bahwa materi biasa terdiri dari partikel yang lebih kasar, dan berspekulasi bahwa melalui sejenis transmutasi alkimia "mungkinkah benda kasar dan cahaya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, ... dan mungkinkah benda-benda menerima aktivitasnya dari partikel cahaya yang memasuki komposisinya?" ("Are not gross Bodies and Light convertible into one another, ...and may not Bodies receive much of their Activity from the Particles of Light which enter their Composition?" ( [26] Newton juga membangun bentuk primitif generator elektrostatik gesek, menggunakan bulatan gelas (Optics, 8th Query).
Di dalam artikel berjudul "Newton, prisms and the 'opticks' of tunable lasers[27] diindikasikan bahwa Newton dalam bukunya Opticks adalah yang pertama kali menunjukkan diagram penggunaan prisma sebagai pengekspansi berkas cahaya. Dalam buku yang sama dia memerikan, lewat diagram, penggunaan susunan prisma berganda. Sekitar 278 tahun setelah diskusi oleh Newton, pengekspansi prisma berganda menjadi pokok dari pengembangan laser tertalakan lebargaris sempit. Penggunaan prisma pengekspansi berkas ini berakibat terhadap pengembangan teori dispersi prisma berganda. [27]

Mekanika dan gravitasi

Salinan buku Principia milik Newton sendiri, dengan koreksi tulisan tangan untuk edisi kedua

Pada tahun 1679 Newton kembali mengerjakan mekanika benda langit, yaitu gravitasi dan efeknya terhadap orbit planet-planet, dengan rujukan terhadap hukum Kepler tentang gerak planet. Ini dirangsang oleh pertukaran surat singkat pada masa 1679-80 dengan Hooke, yang telah ditunjuk untuk mengelola korespondensi Royal Society, dan membuka korespondensi yang dimaksudkan untuk meminta sumbangan dari Newton terhadap jurnal ilmiah Royal Society.[23] Bangkitnya kembali ketertarikan Newton terhadap astronomi mendapatkan rangsangan lebih lanjut dengan munculnya komet pada musim dingin 1680-1681,yang dibahasnya dalam korespondensi dengan John Flamsteed.[28] Setelah diskusi dengan Hooke, Newton menciptakan bukti bahwa bentuk elips orbit planet akan berasal dari gaya sentripetal yang berbanding terbalik dengan kuadrat vektor jari-jari. Newton mengirimkan hasil kerjanya ini ke Edmond Halley dan ke Royal Society dalam De motu corporum in gyrum, sebuah risalah yang ditulis dalam 9 halaman yang disalin ke dalam buku register Royal Society pada Desember 1684[29] Risalah ini membentuk inti argumen yang kemudian akan dikembangkan dalam Principia.
Principia dipublikasikan pada 5 Juli 1687 dengan dukungan dan bantuan keuangan dari Edmond Halley. Dalam karyanya ini Newton menyatakan hukum gerak Newton yang memungkinkan banyak kemajuan dalam revolusi Industri yang kemudian terjadi. Hukum ini tidak direvisi lagi dalam lebih dari 200 tahun kemudian, dan masih merupakan pondasi dari teknologi non-relativistik dunia modern. Dia menggunakan kata Latin gravitas (berat) untuk efek yang kemudian dinamakan sebagai gravitasi, dan mendefinisikan hukum gravitasi universal.
Dalam karya yang sama, Newton mempresentasikan metode analisis geometri yang mirip dengan kalkulus, dengan 'nisbah pertama dan terakhir', dan menentukan analisis untuk menentukan (berdasarkan hukum Boyle) laju bunyi di udara, menentukan kepepatan bentuk sferoid Bumi, memperhitungkan presesi ekuinoks akibat tarikan gravitasi bulan pada kepepatan Bumi, memulai studi gravitasi ketidakteraturan gerak Bulan, memberikan teori penentuan orbit komet, dan masih banyak lagi.
Newton memperjelas pandangan heliosentrisnya tentang tata surya, yang dikembangkan dalam bentuk lebih modern, karena pada pertengahan 1680-an dia sudah mengakui Matahari tidak tepat berada di pusat gravitasi tata surya[30] Bagi Newton, titik pusat Matahari atau benda langit lainnya tidak dapat dianggap diam, namun seharusnya "titik pusat gravitasi bersama Bumi, Matahari dan Planet-planetlah yang harus disebut sebagai Pusat Dunia", dan pusat gravitasi ini "diam atau bergerak beraturan dalam garis lurus".(Newton mengadopsi pandangan alternatif "tidak bergerak" dengan memperhatikan pandangan umum bahwa pusatnya, di manapun itu, tidak bergerak. [31]
Postulat Newton aksi-pada-suatu-jarak yang tidak terlihat menyebabkan dirinya dikritik karena memperkenalkan "perantara gaib" ke dalam ilmu pengetahuan.[32] Dalam edisi kedua Principia (1713) Newton tegas menolak kritik tersebut dalam bagian General Scholium di akhir buku. Dia menulis bahwa cukup menyimpulkan bahwa fenomena tersebut menyiratkan tarikan gravitasi, namun hal tersebut tidak menunjukkan sebabnya. Tidak perlu dan tidak layak merumuskan hipotesis hal-hal yang tidak tersirat oleh fenomena itu. Di sini Newton menggunakan ungkapannya yang kemudian terkenal, Hypotheses non fingo.
Berkat Principia, Newton diakui dunia internasional[33] Dia mendapatkan lingkaran pengagum, termasuk matematikawan kelahiran Swiss Nicolas Fatio de Duillier, yang menjalin hubungan yang intens dengannya sampai 1693, saat hubungan tersebut mendadak berakhir. Pada saat bersamaan Newton menderita gangguan saraf.[34]

Masa tua

Isaac Newton dalam usia senja, potret tahun 1712, oleh Sir James Thornhill
Lambang pribadi Sir Isaac Newton[35]
Pada dasawarsa 1690-an, Newton menulis sejumlah risalah keagamaan yang membahas penafsiran harfiah Alkitab. Kepercayaan Henry More tentang Alam Semesta dan penolakan dualisme Cartesian mungkin telah mempengaruhi gagasan-gagasan keagamaan Newton. Naskah yang dia kirim ke John Locke yang berisi bantahan terhadap eksistensi Trinitas tidak pernah diterbitkan. Karya-karya akhirnya, The Chronology of Ancient Kingdoms Amended (1728) dan Observations Upon the Prophecies of Daniel and the Apocalypse of St. John (1733) diterbitkan setelah kematiannya. Dia juga mencurahkan waktu cukup banyak untuk studi alkimia.
Newton adalah anggota Parlemen Inggris dari tahun 1689 sampai 1690, dan pada tahun 1701. Namun menurut beberapa laporan komentarnya di parlemen hanyalah keluhan tentang aliran udara dingin dalam ruangan dan permintaan agar jendela ditutup.[36]
Newton pindah ke London untuk menempati posisi pengawas Percetakan Uang Logam Kerajaan (Royal Mint) pada tahun 1696, posisi yang didapatkannya berkat dukungan Charles Montagu, Earl Pertama Halifax, yang pada saat itu menjabat Chancellor of Exchequer. Dia bertanggung jawab atas pencetakan kembali uang logam Inggris, tugas yang sebenarnya tumpang tindih dengan Lord Lucas, Gubernur Menara London. Dia juga mendapatkan pekerjaan deputi pengawas cabang sementara Chester untuk Edmond Halley. Newton menjadi Empu Percetakan Uang Logam (Master of Mint) yang paling terkenal setelah kematian Thomas Neale pada tahun 1699, posisi yang tetap dijabatnya sampai akhir hayatnya. Penunjukan ini sebenarnya dimaksudkan sebagai pekerjaan ringan, namun Newton memperlakukannya sebagai tugas serius, dan pensiun dari kewajibannya di Cambridge pada tahun 1701, dan menggerakkan kekuasaannya untuk mereformasi mata uang dan menghukum pemalsu dan pemotong uang logam.
Sebagai Empu Percetakan Uang Logam pada tahun 1717 Newton memindahkan standar Poundsterling ke standar perak dari standar emas, dengan menentukan hubungan bimetalik antara koin emas dan koin perak yang menguntungkan koin emas. Ini menyebabkan koin perak serling dilebur dan dikapalkan ke luar Britania. Newton diangkat sebagai Presiden Royal Society pada tahun 1703 dan menjadi rekan dari Akademi Ilmu Pengetahuan Perancis (Académie des Sciences). Pada kedudukannya di Royal Society, Newton menjadi bermusuhan dengan John Flamsteed, Astronom Kerajaan, dengan menerbitkan secara prematur karya Flamsteed, Historia Coelestis Britannica, yang telah digunakan oleh Newton dalam studinya.[37]
Pada April 1705 Ratu Anne mengangkat Newton sebagai Kesatria pada saat kunjungan ke Trinity College, Cambridge. Pengangkatan ini kemungkinan didorong oleh perhitungan politik sehubungan dengan pemilihan Parlemen pada bulan Mei 1705, daripada pengakuan karya-karya ilmiah Newton ataupun jasanya sebagai Empu Percetakan Uang Logam..[38] Newton adalah ilmuwan kedua yang diangkat sebagai kesatria, setelah Francis Bacon.
Mendekati akhir hayatnya, Newton bertempat tinggal di Cranbury Park, dekat Winchester dengan kemenakan perempuan dan suaminya, sampai wafatnya pada tahun 1727.[39] Newton wafat dalam tidurnya di London pada tanggal 31 Maret dan dikebumikan di Westminster Abbey. Kemenakannya Catherine Barton Conduitt,[40] bertindak sebagai tuan rumah pada saat-saat urusan sosial di rumhnya di Jermyn Street di London. Dia adalah "pamannya yang sangat penyayang,"[41] menurut surat Newton kepada Catherine Barton pada saat kemenakannya itu sedang memulihkan diri dari penyakit cacar. Newton yang tetap melajang telah membagi-bagikan sebagian besar harta miliknya kepada sanak keluarganya pada tahun-tahun terakhirnya, dan wafat tanpa meninggalkan warisan.
Setelah kematiannya, tubuh Newton ditemukan mengandung sejumlah besar raksa, mungkin sebagai akibat studi alkimianya. Keracunan air raksa dapat menjelaskan keeksentrikan Newton di akhir hayatnya.[42]

Pandangan keagamaan

Kuburan Newton di Westminster Abbey
T.C. Pfizenmaier berargumen bahwa Newton berpegang kepada pandangan Ortodoks Timur tentang trinitas, bukannya pandangan Barat yang dipegang oleh Katolik Roma, Anglikan dan kebanyakan Kristen Protestan.[43] Namun pandangan seperti ini "telah kehilangan pendukung akhir-akhir ini dengan ketersediaan risalah teologi Newton", [44] dan saat ini kebanyakan sarjana mengidentifikasi Newton sebagai monoteis antitrinitarian. [5][45] "Di mata Newton, menyembah Kristus sebagai Tuhan sama dengan penyembahan berhala, yang di matanya merupakan dosa mendasar".[46] Sejarawan Stephen Snobelen menyebutkan, "Isaac Newton adalah pembelot, Tetapi ... dia tidak pernah menyatakan kepercayaan pribadinya secara terbuka—yang akan dianggapo oleh kaum ortodoks sebagai radikal ekstrem. Dia menyembunyikan kepercayaannya begitu baiknya sehingga para sarjana masih menguraikan seluk-beluk kepercayaan pribadinya."[5] Snobelen menyimpulkan Newton paling tidak adalah simpatisan Socinianisme (dia memiliki dan telah membaca dengan saksama paling tidak delapan buku Socinianisme.[5] Di masa yang terkenal tidak toleran beragama, hanya sedikit ekspresi publik pandangan radikal Newton, terutama penolakannya untuk menerima pentahbisan dan, di ranjang kematiannya, menerima sakramen yang ditawarkan kepadanya.[5]
Meskipun hukum gerakan dan hukum gravitasi universalnya menjadi penemuan yang paling terkenal dari Newton, dia memperingatkan terhadap penggunaannya untuk memandang alam semesta hanya sebagai mesin, seperti jam besar. Dia mengatakan, "Gravitasi menerangkan gerakan planet-planet, namun tidak dapat menerangkan siapa yang menggerakkannya pertama kali. Tuhan mengatur semua hal dan mengetahui apa saja yang ada atau dapat dilakukan."[47]
Beserta dengan kemasyhurannya di dunia ilmiah, studi Newton tentang Alkitab dan Bapa Gereja awal juga patut dicatat. Newton menulis karya-karya kritik tekstual, yang paling terkenal adalah An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture. Dia menempatkan penyaliban Yesus Kristus pada tanggal 3 April 33 M, yang cocok dengan salah satu tanggal yang diterima secara tradisional.[48] Dia juga berusaha tanpa hasil menemukan pesan-pesan tersembunyi di dalam Alkitab.
Newton percaya terhadap dunia yang imanen secara rasional, tetapi dia menolak hilozoisme yang tersirat dalam pemikiran Leibniz dan Baruch Spinoza. Alam yang teratur dan dimaklumkan secara dinamis dapat dipahami, dan mestinya dipahami, dengan akal aktif. Dalam surat-menyuratnya, Newton mengklaim bahwa dalam menulis Principia "Saya memandang prinsip-prinsip tersebut sebagai karya besar dengan mempertimbangkan manusia untuk kepercayaan terhadap Tuhan".[49] Dia melihat tanda-tanda rancangan dalam sistem alam semesta: "keseragaman yang mengagumkan pada sistem planet haruslah membolehkan efek dari pilihan." Tetapi Newton bersikeras bahwa campur tangan ilahi akhirnya akan diperlukan untuk memulihkan sistem, karena pertumbuhan lambat-laun ketidakstabilan.[50] Karena ini, Leibniz mengejeknya: "Tuhan yang Mahakuasa ingin memutar lagi arlojinya dari waktu ke waktu: kalau tidak arloji itu akan berhenti bergerak. Dia tampaknya tidak memiliki pandangan jauh ke depan untuk membuatnya dapat bergerak selamanya.""[51] Posisi Newton dengan gigih dipertahankan oleh pengikutnya Samuel Clarke dalam sebuah korespondensi terkenal. Seabad kemudian, karya Pierre-Simon Laplace Celestial Mechanics (Mekanika Benda Langit) memiliki penjelasan alami tentang alasan orbit planet tidak memerlukan campur tangan ilahi.[52]

Dampak kepada pemikiran keagamaan

Filsafat mekanis Newton dan Robert Boyle diangkat oleh para pendebat rasionalis sebagai alternatif layak terhadap panteisme dan antusiasme, dan diterima dengan ragu-ragu oleh para pengkhotbah ortodoks dan pemberontak seperti para latitudinarian. [53] Kejelasan dan kesederhanaan sains dilihat sebaga cara untuk memerangi superlatif emosional dan metafisis dari antusiasme tahyul dan ancaman ateisme, [54] dan pada saat bersamaan, gelombang kedua para deis Inggris menggunakan penemuan Newton untuk menunjukkan kemungkinan adanya "agama alamiah".
Newton, oleh William Blake; di sini Newton digambarkan secara kritis sebagai "juru ukur ilahi".
Serangan terhadap "pemikiran magis" pra-Penceahan dan unsur-unsur mistisisme Kristen diberikan dasarnya dengan gambaran mekanis Boyle tentang alam semesta. Newton melengkapi gagasan Boyle melalui pembuktian matematika, dan mungkin yang lebih penting, sangat berhasil dalam mempopulerkannya.[55] Newton membentuk ulang dunia yang diatur oleh Tuhan yang selalu campur tangan menjadi dunia yang diciptakan oleh Tuhan yang merancang sesuai asas-asas rasional dan universal.[56] Asas-asas ini terbuka bagi semua orang untuk ditemukan, memungkinkan mereka untuk mengikuti tujuannya sendiri dengan bermanfaat di dalam hidup ini, bukan setelah mati, dan untuk menyempurnakan diri mereka sendiri dengan daya rasionya.[57]
Newton melihat Tuhan sebagai pencipta utama yang keberadaannya tidak dapat disangkal di depan keagungan segala ciptaan.[58][59][60] Juru bicaranya, Clarke, menolak teodisi Leibniz yang membersihkan Tuhan dari tanggungjawab untuk masalah kejahatan dengan membuat Tuhan tidak lagi campur tangan dengan ciptaannya, karena seperti yang ditegaskan Clarke, tuhan seperti itu hanyalah namanya saja menjadi raja, dan paham seperti itu hanya selangkah lagi menuju ateisme. [61] Tetapi akibat teologis yang tidak disangka-sangka terhadap keberhasilan sistem Newton pada abad berikutnya adalah semakin kuatnya kedudukan deisme yang dianjurkan oleh Leibniz.[62] Pemahaman dunia sekarang dibawa turun ke aras akal sederhana manusia, dan manusia, seperti argumen Odo Marquard, menjadi bertanggung jawab terhadap perbaikan dan pemberantasan kejahatan.[63]

Kiamat

Dalam naskah yang dia tulis tahun 1704 yang berisi deskripsi usahanya untuk menggali keterangan ilmiah dari Alkitab, dia memperkirakan dunia akan berakhir paling cepat tahun 2060. Dalam meramalkan ini dia berkata "Ini saya sebutkan bukan untuk bukan untuk menegaskan kapan seharusnya waktu akan berakhir, tetapi untuk menghentikan dugaan gegabah dari orang-orang yang penuh angan-angan yang sering meramalkan kapan kiamat terjadi, dan dengan demikian menodai nubuat suci sesering kegagalan ramalan mereka."[64]