Biografi Hidup Sir Isaac Newton

SIR ISAAC NEWTON

(1642 – 1727)

A.    Sejarah Hidup

Newton lahir sebelum waktunya pada tanggal 25 Desember 1643 di Woolsthorpe, Inggris. Ayahnya meninggal dunia sebelum ia lahir, ibunya menikah lagi pada saat Newton berumur 2 tahun.

Pada waktu ia masih sekolah menengah, ia sudah dapat membuat kincir angina yang dipasang diatas atap toko obat yang ditempati Newton. Sejak itu banyak orang yang memuji kpintaran Newtton. Newton senang membuat alat yang dianggap aneh pada saat itu, seperti jam air, kincir air, dan lain-lain.

Tahun 1660 Newton masuk jurusan ilmu hizab dan cahaya di Trynity College. Prof. Barrow yang ahli matematika tertarik pada Newton, karena Newton adalah anak terpandai dan sangat menonjol pada bidang matematika. Dibawah bimbingan prof. Barrow Newton menemukan Teori Binomial sehingga ia dikenal orang banyak. Tahun 1655 November ia menyelesaikan elemen-elemen kalkulus Differensial. Januari 1666 ia dapat menjelaskan tentang “Misteri Effek Prisma” terhadap sinar putih. Bulan Mei 1666 Newton mulai mengerjakan kalkulus integral dan pada tahun itu juga muncul idenya tentang “ Grafitasi Umum” yang menyebabkan Newton menjadi ahli fisika yang terkenal.

Dari buah apel yang jatuh dari pohonnya maka ditemukanlah “Hukum Grafitasi Semesta” oleh Newton. Hukum tersebut dapat dituliskan dengan persamaan :

F         =  gaya tarik menarik

M₁M₂ =  massa benda I dan II

R        =  jarak antara kedua benda

G        =  konstanta grafitasi

Pada tahun 1667 Newton kembali ke Cambridge. Tahun 1668 Newton membuat teleskop reflector dengan perbesaran 30 sampai 40 kali. Juga Newton mendapat bahwa : “ Bila berkas cahaya sejajar jatuh pada sisi datar sebuah lensa konveks yang sisi cembungnya ditempelkan pada lempeng kaca datar maka karena pemantulan cahaya dapat disaksikan adanya cincin-cincin terang gelap tersebut dinamakan “Cincin Newton”.

Tahun 1672 Newton mempublikasikan papernya yang berjudul “Phylosophycal Transactions” di Royal Society. Dalam paper tersebut dituliskan tentang penelitiannya yang menggunakan prisma, serta kesimpulannya bahwa “ sinar putih adalah campuran semua warna yang terkandung dalam pelangi”. Dari publikasi itu, maka prof. Barrow mengakui bahwa Newton adalah seorang genius dan seorang yang luar biasa kepandaiannya.

Paper lain Newton yang diserahkan pada Royal Society adalah berjudul “ De Motu Corporun” yang isinya mengenai gerk benda-benda. Tanggal 5 Juli 1687 bukunya yang berjudul “philosophia Naturalis Principia Mathematica” atau disingkat “Principia” diterbitkan. Dalam buku ini dituangkan kembali isi paper “ De Motu Corporun”. Dari buku inilah sehingga kita sekarang mengenal hukum-hukum Newton tentang Gerak. Laplace seorang sarjana besar Perancis pernah mengatakan :” Buku Principia Newton berada jauh diatas semua produk manusia genius yang ada di dunia”.

 Isaac Newton mewakili Universitas Cambridge sebagai Anggota Parlemen tahun 1689 dan 1690. Tahun 1690 kesehatannya memburuk. Ini mungkin karena gangguan saraf akibat kerja bertahun-tahun dan seringnya ia mengalami ketegangan. Akhirnya memang dia sembuh sama sekali selama beberapa tahun kemudian. Tahun 1696, pemerintah mengangkatnya menjadi Pelindung Mata Uang. Tugasnya adalah mengawasi penggantian mata uang Inggris yang telah tua dan rusak dengan mata uang baru yang lebih tahan lama. Dia juga bertanggung jawab membongkar jaringan pemalsu uang.
Tahun 1701, Newton kembali menjadi anggota Parlemen. Dua tahun kemudian dia terpilih sebagai presiden Royal Society dan dianugerahi gelar Sir.. Terpilihnya ia terus untuk jabatan itu setiap tahun sepanjang hidupnya, menunjukkan betapa rekan-rekannya sesama ilmuwan sangat menghormatinya. Setelah kembali ke dunia ilmu, Tahun 1703 Newton menerbitkan karya pertamanya mengenai cahaya. Buku Opticks (Optik) memuat temuan-temuannya mengenai optik dan saran-saran untuk penelitian lebih lanjut. Optica berisi eksperimen-eksperimen yang telah lama dikerjakan dengan alat-alat lensa, prisma, teleskop, film tipis, sifat-sifat warna, refraksi, dan sebagainya. Buku ini menunjukan bahwa Newton merupakan seorang ahli fisika eksperimental yang sangat besar. Sedangkan buku Principia menunjukan bahwa Newton  adalh ahli fisika matematika yang besar. Negara secara resmi mengakui karya-karyanya tahun 1705 ketika ia menjadi orang pertama yang dianugerahi gelar kebangsawanan karena prestasinya dalam bidang ilmu.

Umur 80 tahun, Newton sering dililit penyakit tetapi penglihatannya masih baik. Untuk membantu mengakomodasi kegiatannya, dipekerjakanlah seorang asisten. Newton tidak menikah tapi ketiga saudara tirinya tetap mendapat perhatian darinya., Newton meninggal tahun 1727, dalam usia 84 tahun. Dia mendapat kehormatan dimakamkan di Westminster Abbey. tempat peristirahatan terakhir bagi keluarga raja, orang terkenal, pahlawan dan ilmuwan. Setelah Newton meninggal, untuk mengenang jasa-jasanya dibuatlah mata uang bergambar Newton.

Gambar 1 : Mata Uang Bergambar Wajah Sir Isaac Newton

Walaupun Newton sudah menjadi ahli ilmu pengetahuan yang terbesar pada saat itu, tetapi ia masih tetap rndah hati. Hatinya merasa rendah bila sedang memikirkan dan mengagumi akan kebesarn dan keindahan alam, ini menandakan begitu kuat perasaan Ketuhanan pada diri Newton.

Hari-hari akhir dari kehidupan Newton dilalui dengan penuh kebahagiaan, sebagai orang terhormat dan dikagumi. Pada usia 80 tahun Newton mulai menderita penyakit ginjal, kemudian penyakit encok. Karena penyakitnya makin parah, maka Newton meninggal pada tanggal 20 Maret 1727.

Legrange sering menyatakan bahwa “Newton adalah genius terbesar yang pernah hidup”. Dalam buku seratus tokoh yang paling berpengaruh dalam sejarah ternyata newton berada pada urutan kedua setelah Nabi Muhammad SAW.

B.     Sejarah Penemuan Konsep

Ide terbesar Newton justru terjadi pada tahun 1666. Pada siang hari dia membaca dan merenungkan teori Copernicus. Galileo dan Kepler tentang orbit bumi dibawah pohon apel. Sebuah apel jatuh menimpanya dan dia langsung mengambil kesimpulan bahwa bulan juga mempunyai daya tarik karena bulan tidak jatuh ke bumi sama seperti apel yang dikenal dengan grafitasi. Penemuan gaya grafitasi ini juga terjadi ketika Newton melihat keponakannya bermain bola. Bola itu diikat pada tali dan anak itu memegang ujung tali dengan erat. Dia mengayun bola, awalnya pelan  semakin lama semakin cepat sampai talinya menegang.

Melihat itu Newton mulai menyadari bahwa bola itu sama persis dengan bulan. Dua gaya yang bekerja pada bola pergerakannya (menuju keluar) dan gaya tarik tali (yang menarik kedalam). Dua gaya bekerja pada bulan. Gaya geraknya dan gaya tarik grafitasi.

Kemudian berdasarkan hukum kepler  dan percbaan Galileo, Newton mampu memperoleh pemahaman bahwa bulan sebenarnya ‘ lebih suka’ untuk bergerak pada sebuah garis lurus, namun setiap kali ia maju ke depan, meski sekecil apapun jaraknya gaya grafitasi bumi menariknya kea rah pusat bumi dan membelokan arah pergerakannya dari garis lurus semula. Tarik-menarik antara Bumi dan Bulan yang senantiasa terjadi memnyebabkan bulan tetap berada pada orbitnya.

Untuk pertama kalinya, Newton memperhitugkan kemungkinan bahwa grafitasi merupakan sebuah gaya menarik universal, tidak hanya planet maupun bintang bahkan grafitasi menarik apel ke tanah. Dalam pekerjaannya, Newton membandingkan antara besar gaya grafitasi bumi yang menarik bulan dan menarik benda-benda pada permukaan bumi. Perepatan grafitasi yang dialami  setiap benda dipermukaan bumi adalah 9,8 m/s². Jarak bulan dari pusat bumi atau jari-jari orbit bulan = 3,84x10⁸ m, dan jarak permukaan bumi dari pusat bumi atau jari-jari bumi = 6,4x10⁶ m. ini berarti jarak bulan dari pusat bumi adalah 60x jarak permukaan bumi dari pusat bumi. Akhirnya Newton menyimpulkan bahwa besar gaya grafitasi bumi pada sautu benda F, berkurang dengan kuadrat jaraknya r, dari pusat bumi. Newton menyadari bahwa gaya grafitasi tidak hanya bergantung pada jarak, tetapi juga bergantung pada massa benda. Hukum III Newton menyatakan bahwa ketika bumi mengerjakan gaya grafitasi  pada suatu benda ( missal bulan), maka benda itu akan mengerjakan gaya pada bumi yang besarnya sama besar tetapi arahya berlawanan. Newton terus berlanjut dalam emnganalisis grafitasi. Dari kumpulan data ini dan data pendukung dia mendapatkan bahwa gaya grafitasi yang dikerjakan matahari pada planet yang menjaga planet tetap pada orbitnya mengitari matahari ternyata juga berkurang secara kuadrat terbalik terhadap jarak palnet-planet itu dari matahari. Oleh karena kesebandingan kuadrat terbalik ini, maka Newton menyimpulkan bahwa gaya grafitasi matahari pada planetlah yang menjaga panet-planet tersebut tetap pada orbitnya mengitari matahari. Selanjutnya Newton mengajukan hukum grafitasi umum Newton, yang berbunyi :

Gaya grafitasi antara dua benda merupakan gaya tarik menarik yang besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya. 

Maka, adalah keberhasilan yang besar dari pemikiran Newton dapat menurunkan hukum-hukum Kepler dari hukum gerak Newton dan dari hokum grafitasi Newton. Hukum grafitasi Newton didalam kasus ini mengharuskan planet ditarik menuju matahari dengan sebuah benda yang sebanding dengan massa planet dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari planet ke matahari.

Ketika Universitas Cambridge dibuka kembali, Newton melanjutkan pendidikan untuk memperoleh gelar sarjana sambil mengajar dan melakukan penelitian. Pada usia 23 tahun, Newton juga melakukan eksperimen “cahaya” dengan menggunakan sebuah prisma.. lewat eksperimen ditemukan bahwa cahaya putih bias diurai menjadi spectrum tujuh warna. Lalu bias menyatu kembali menjadi seberkas cahaya putih. Untuk menunjukan bahwa cahaya matahari terdiri atas berbagai warna, yang kita kenal sebagai warna-warni pelangi. Ini membukikan bahwa pendapat orang Yunani kuno mengenai cahaya adalah keliru. Pada masa Newton, perkembangan astronomi sangat terhambat oleh lensa teleskop yang menguraikan sebagian cahaya matahari menjadi warna-warni yang tak diinginkan sehingga mengaburkan pandangan. Meskipun bukan orang yang pertama yang mempetimbangkan penggunaan cermin lengkungsebagai pengganti lensa, Newtonlah yang pertama berhasil membuat teleskop dengan menerapkan asas ini, asas yang sampai sekarang masih dipakai dalam banyak jenis teleskop.

Tahun 1704, setelah buku optic yang isinya meliputi warna cahaya, pemantulan dan spectrum cahaya dicetak untuk kedua kalinya. Newton juga melakukan penelitian antaralain: akustik (ilmu tentang suara), prinsip pengawetan, theorem binomial, alkimia (cikal bakal ilmu kimia), dimana yang  terakhir ini dilakukannya dengan sering berdiskusi dan melakukan percobaan dengan Boyle. Kesimpulan dari percobaan Newton dan Boyle menjawab bahwa alkimia bukan semacam ilmu sihir dan merintis  cabang ilmu pengetahuan lain, yaitu kimia. Adanya materi dan alam yang member unsure padat, cair dan gas. Bentuk padat menjadi bentuk cair dan kembali dari cair menjadi padat adalah “kerja” alam, sebelum dibuat kesimpulan bahwa materi yang ada dialam semesta terdiri dari materi yang paling kecil.

C.     Sejarah Pengembangan Konsep

Newton menggembangkan teleskop buatan Galileo, sehingga mampu melakukan pembesaran 40 kali yang disebut dengan teleskop refleksi. Newton terus mencoba melakukan perbaikan kemampuan teleskop ini, sampai pada akhirnya tahun 1671 jadilah teleskop refleksi yang berkualitas paling baik di jaman itu (sampai sekarang teleskop ini masih tersimpan pada perpustakaan kerajaan di London).Newtonlah yang pertama berhasil membuat teleskop dengan menerapkan asas ini--asas yang sampai sekarang masih dipakai dalam banyak jenis teleskop yang mulai dikembangkan oleh pakar-pakar yang ahli dibidang pembuatan teleskop.

Gambar 2 : Replika Teleskop Refleksi Ke Dua Newton Yang Ia  Presentasikan Ke Royal Society Pada Tahun 1762

Newton mengawali penjelajahan sains dengan dasar pemikiran Galileo, analitikal geometri dari Descartes dan hukum Kepler tentang gerakan planet yang ada di otak.Ketiga orang inilah yang disebut Newton dengan raksasa-raksasa yang menggendongnya.Newton memformulasikan tiga hukum yang mengatur semua gerakan (fenomena) dalam alam semesta dari galaksi di jagad raya sampai elektron berputar mengelilingi nukleus. Hukum gerak Newton mampu bertahan tiga abad.

Hukum Newton I :

Sebuah benda tetap pada keadaan awalnya yang diam atau bergerak dengan kecepatan sama kecuali benda tersebut dipengaruhi oleh gaya eksternal berupa tarikan atau dorongan, bila benda mula-mula bergerak maka benda tersebut akan bergerak dengan kecepatan tetap

ΣF = 0

                        

Gambar 3 : Ilustrasi Penerapan Hukum 1 Newton

`           Hukum Newton II tentang hubungan antara gaya, massa dan percepatan, yaitu:

Percepatan sebuah benda berbanding terbalik dengan massanya dan berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut”

atau

Gambar 4 : Ilustrasi Contoh hukum II Newton

Hukum Newton III tentang aksi dan reaksi, yaitu:

ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua juga melepaskan gaya yang sama namun berlawanan arah dengan gaya benda pertama.

F_aksi = -F_reaksi

               Gambar 5 : Ilstruasi Contoh Hukum III Newton

Gravitasi tidak akan diperhatikan orang tanpa peran Newton. Tonggak-tonggak sains dibentuk oleh Newton sebelum dikembangkan oleh pakar-pakar lainnya sampai dirombak oleh Einstein lewat teori relativitas yang fenomental.

Dibidang Optik, Newton menentukan komposisi cahaya putih yang di integrasikan dengan fenomena warna. Dan usaha ini kemmudian dikembangkan oleh para ahli fisikawan sebagai titik awal atau fondasi kajian awal bagi fisika modern

D.    Aplikasi Konsep

Temuan-temuan dari Issac Newton tersebut diaplikasikan dalam kehidupan seperti :

1. Gravitasi tidak akan diperhatikan orang tanpa peran Newton, dengan adanya hukum gravitasi universal Newton kita dapat mengetahui mengapa semua benda jatuh ke bawah
2. Dalam bidang mekanika, Newton mencetuskan adanya prinsip kekekalan momentum dan momentum sudut
3. Dalam bidang optika, ia berhasil membangun teleskop refleksi yang pertama, dengan teleskop refleksi yang dikembangkan Newton dapat membantu dalam mengamati benda-benda langit. Sehingga Newton-lah orang pertama yang mengutarakan secara meyakinkan ihwal asal mula bintang-bintang
4. Newton menemukan teori warna berdasarkan pengamatan bahwa sebuah kaca prisma akan membagi cahaya putih menjadi warna-warna lainnya 
5. Ketiga hukumnya terutama hukum tentang gaya (aksi dan reaksi) dapat digunakan untuk menjelaskan fenomena alam