Richard Feynman (8) - The Laws of Motion, Galileo - Newton

 

The next question was what makes them go around? 

Or how can we understand this in more detail? 

Or is there anything else to say? 

In the meantime, Galileo was investigating the laws of motion. Incidentally at the time of Kepler, the problem of what drove the planets around the sun was answered by some people by saying that there were angels behind here, beating their wings and pushing the planet along around the orbit. As we'll see that answer is not very far from the truth the only difference is that the angels sit in a different direction, and their wings go this way.. But the point that the angels sit in a different direction is the one that I must now come to. Galileo in studying the laws of motion and doing a number of experiments such as seeing how balls rolled down incline planets and how pendulums swung. and so on. Discovered an idealization, a great pinciple called the principle of inertia, which is this that if a thing has nothing acting on it, if an object has nothing acting on it and it's going along at a certain velocity in a straight line, it will go at the same velocity at exactly the same straight line forever. Unbelievable though that way sound to anybody who has tried to make a ball roll forever. The idealization is correct that if there were no influences acting such as friction on the floor, and so on.  The thing would go at a uniform speed forever. 

The next point was made by Newton, who discovered the next question which is when it doesn't go in a straight line, then what?  

He answered this way that a force is needed to change the velocity in any manner. For instance if you're pushing it in a direction that moves, it will speed up. If you find that it changes direction, then the force must have been sideways. And that the force can be measured by the product of two effects, first how does the velocity change in a small interval of time? How fast is the velocity changing? How much is it accelerating in this direction. How much is the velocity changing when it changes direction? That's called the acceleration. 

When that's multiplied by a coefficient called the mass of an object (or its inertia coefficient) then that together is the force. If one has a stone on the end of a string and swings it in a circle over one's head, then one finds that one has to pull the reason is that the speed is not changing as its goes aroubd the circle but it's changing its direction so there must be perpetually an in pulling force and this is proportional to the mass. So that if we were to take two different objects , first swing one, and then swing another one at fhe same speed around the head and measure the force in the second one, that second one, the new force is bigger than the other force in the proportion that the masses are different. This is a way of measuring the masses, by how hard it is to change the speed.

Pertanyaan berikutnya adalah: 

Apa yang membuat benda-benda itu bergerak 

mengelilingi?

Atau bagaimana kita bisa memahami 

hal ini dengan lebih rinci?

Atau adakah hal lain yang bisa 

kita katakan?

Sementara itu, Galileo sedang menyelidiki 

hukum-hukum gerak. Pada masa Kepler, masalah tentang apa yang menggerakkan planet-planet mengitari Matahari dijawab oleh sebagian orang dengan mengatakan bahwa ada malaikat di belakangnya, mengepakkan sayap dan mendorong planet itu sepanjang orbitnya. 

Seperti yang akan kita lihat, jawaban itu sebenarnya tidak terlalu jauh dari kebenaran—perbedaannya hanya pada arah para “malaikat” itu duduk, dan arah kepakan sayapnya. Dan soal arah duduk para malaikat itulah yang sekarang harus saya jelaskan.

Galileo, ketika mempelajari hukum gerak dan melakukan sejumlah percobaan—misalnya melihat bagaimana bola menggelinding di bidang miring atau bagaimana bandul bergerak —menemukan suatu idealisasi, sebuah prinsip besar yang disebut prinsip inersia. Prinsip itu menyatakan bahwa jika tidak ada apa pun yang bekerja pada suatu benda, dan benda itu sedang bergerak dengan kecepatan tertentu dalam garis lurus, maka benda itu akan terus bergerak dengan kecepatan yang sama dan dalam garis lurus yang sama selamanya. Meskipun terdengar mustahil bagi siapa pun yang pernah mencoba membuat bola bergulir tanpa henti, idealisasi ini benar: jika tidak ada pengaruh apa pun, seperti gesekan lantai dan sebagainya, benda itu memang akan bergerak dengan kecepatan tetap selamanya.

Poin berikutnya dikemukakan oleh Newton, yang menemukan pertanyaan lanjutan: jika benda tidak bergerak dalam garis lurus, lalu apa yang terjadi?

Ia menjawab bahwa gaya diperlukan untuk mengubah kecepatan dalam cara apa pun. Misalnya, jika Anda mendorong sebuah benda ke arah geraknya, benda itu akan bertambah cepat. Jika ternyata arahnya berubah, maka gaya yang bekerja pasti merupakan gaya ke samping. Dan gaya dapat diukur dari dua hal: pertama, seberapa cepat kecepatan berubah dalam selang waktu yang sangat kecil—berapa besar percepatannya. Perubahan kecepatan karena perubahan arah juga termasuk percepatan.

Ketika percepatan ini dikalikan dengan suatu koefisien yang disebut massa benda (atau koefisien inersianya), maka hasilnya adalah gaya.

Jika seseorang memegang sebuah batu yang diikat pada seutas tali dan memutarnya dalam lingkaran di atas kepala, ia akan merasakan perlu menarik tali tersebut. Alasannya adalah meskipun besar kecepatannya tidak berubah selama berputar, arah kecepatannya terus berubah, sehingga harus ada gaya tarik yang bekerja terus-menerus. Gaya ini sebanding dengan massa batu tersebut. Jadi, jika kita mengambil dua benda berbeda, mengayunkan yang pertama, lalu mengayunkan yang kedua dengan kecepatan yang sama, dan mengukur gaya tariknya, maka gaya yang dibutuhkan untuk benda kedua akan lebih besar sesuai dengan perbandingan massa keduanya. Inilah cara untuk mengukur massa: dari seberapa sulit mengubah kecepatannya.