Apakah hukum gravitasi Newton?
Hukum fisika
Contoh yang banyak diketahui ialah bahwa hukum gravitasi Newton: saat menggambarkan dunia secara akurat untuk pengamatan most pertinent, seperti gerakan objek astronomi dalam tata surya, ditemukan tak sama saat diterapkan pada semata-mata massa atau kecepatan besar. Teori relativitas umum Einstein, bagaimanapun, secara akurat memegang interaksi gravitasi pada keadaan ekstrem itu, di samping jajaran yang dicakup hukum Newton. Rumus Newton untuk gravitasi masih digunakan dalam banyak keadaan, sebagai perkiraan yang lebih mudah untuk memperhitungkan dari hukum gravitasi. Hubungan yang mirip ada antara persamaan Maxwell dan teori elektrodinamika kuantum; ada beberapa kasus. Ini memberi kesan pertanyaan (tak terjawab) apakah ada hukum fisika yang akhirnya benar, atau apakah semuanya masih meneliti di mana panca indra dan perlengkapan rasional kita telah menghasilkan secara matematis perkiraan sederhana, benar dalam jajaran pengalaman manusia, pada rumus yang benar yang tak dapat diperoleh.
Kelajuan gravitasi
Dalam teori klasik gravitasi, perubahan dalam medan gravitasi menyebar. Perubahan dalam distribusi energi dan momentum dari materi menghasilkan perubahan berikutnya, di suatu jarak, dari medan gravitasi yang menghasilkannya. Dalam arti yang lebih benar secara fisika, "kelajuan gravitasi" mengacu pada kelajuan gelombang gravitasi, yang merupakan kelajuan yang sama dengan laju cahaya ("c").
Hukum gerak Newton
Hukum ini menyatakan bahwa jika resultan gaya (jumlah vektor dari semua gaya yang bekerja pada benda) bernilai nol, maka kecepatan benda tersebut konstan.
Dirumuskan secara matematis menjadi:
Mekanika klasik
Mekanika klasik menggambarkan dinamika partikel atau sistem partikel. Dinamika partikel demikian, ditunjukkan oleh hukum-hukum Newton tentang gerak, terutama oleh hukum kedua Newton. Hukum ini menyatakan, "Sebuah benda yang memperoleh pengaruh gaya atau interaksi akan bergerak sedemikian rupa sehingga laju perubahan waktu dari momentum sama dengan gaya tersebut".
Filsafat fisika
Selain gerak mutlak, Newton juga mendefinisikan gerak relatif, yakni gerakan suatu benda relatif terhadap suatu kerangka acuan Inersia. Kerangka acuan inersia atau kerangka acuan relatif yang dimaksud adalah kerangka acuan yang diam atau bergerak dengan kecepatan konstan dan kerangka acuan ini berada di dalam kerangka acuan mutlak Newton. Pada kerangka acuan ini berlaku hukum gerak Newton. Selain itu yang hal lainnya yang membedakan konsep Newton dan Descartes adalah pandangannya terhadap momentum, Newton berpendapat bahwa momentum dari suatu benda hanya bergantung dan berbanding lurus dengan kecepatan dan massanya.
Hukum pendinginan Newton
formula_6
Tetapan gravitasi
Menurut hukum gravitasi universal, gaya tarik ("F") antara dua benda proporsional terhadap massa benda ("m" dan "m"), dan berbanding terbaik proporsional terhadap kuadrat jarak "r", (hukum kuadrat terbalik) di antara keduanya:
"G", adalah tetapan gravitasi.
Relativitas umum
Segera setelah mempublikasikan teori relativitas khusus tahun 1905, Einstein mulai berpikir bagaimana menggabungkan gravitasi ke dalam kerangka kerja relativistiknya yang baru. Pada tahun 1907, percobaan sederhana dengan pengamatan jatuh bebas memulai pengamatannya selama 8 tahun berikutnya dalam teori gravitasi relativistik. Setelah berulang kali memperbaiki kesalahan, ia mengumumkan hasil kerjanya ke Akademi Sains Prusia pada bulan November 1915 dan menjadi apa yang kita kenal sekarang sebagai persamaan medan Einstein. Persamaan ini menunjukkan bagaimana geometri ruang dan waktu dipengaruhi kehadiran materi dan radiasi, dan membentuk inti dari teori relativitas umum Einstein.
Roket
Hukum-hukum tersebut menjelaskan bagaimana roket bekerja dan mengapa roket mampu bekerja dalam ruang hampa di angkasa. Hukum Newton segera mulai memiliki dampak praktis pada desain roket. Sekitar tahun 1720, seorang profesor Belanda, Willem Gravesande, membangun model mobil yang didorong oleh jet uap. Rocket peneliti di Jerman dan Rusia mulai bekerja dengan roket dengan massa lebih dari 45 kilogram.
Kerangka acuan
Suatu kerangka acuan non-inersia, sebagai contoh mobil yang bergerak melingkar, atau komidi putar yang sedang berputar, berakselerasi atau/dan berputar. Hukum pertama Newton tidak berlaku dalam kerangka acuan non-inersial, yang terlihat dengan adanya percepatan pada objek tanpa adanya gaya yang menyebabkannya dalam kerangka acuan tersebut. Kecepatan konstan saja tidak cukup untuk membuat suatu kerangka acuan menjadi kerangka acuan inersia, ia juga harus bergerak dalam garis lurus. Gerak berputar atau melengkung akan menyebabkan kerangka acuan tidak lagi menjadi inersia dikarenakan munculnya percepatan sentripetal.
Hukum pendinginan Newton
sehingga:
Pi
Dalam ranah kosmologi, muncul dalam persamaan medan Einstein, suatu formula fundamental yang menjadi dasar teori relativitas umum dan menjelaskan interaksi fundamental gravitasi sebagai hasil pelengkungan ruang waktu oleh materi dan energi:
dengan formula_50 adalah tensor lengkungan Ricci, adalah lengkungan skalar, formula_51 adalah tensor metrik, adalah tetapan kosmologi, adalah tetapan gravitasi Newton, adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa, dan formula_52 adalah tensor energi tegangan.
Hadiah Albert Einstein
Hadiah Albert Einstein (Inggris: "Albert Einstein Prize") adalah hadiah yang diberikan tiap dua tahun sekali oleh Asosiasi Fisika Amerika Serikat (American Physical Society) sejak tahun 2003 untuk mengenang tokoh fisikawan Albert Einstein (1879-1955), penemu teori relativitas umum dan khusus. Para penerima hadiah ini mendapat uang sebanyak US$10.000, dan dihadiahkan untuk hasil riset istimewa di bidang fisika gravitasi.
Hukum gerak Newton
Secara matematis, hukum ketiga ini berupa persamaan vektor satu dimensi, yang bisa dituliskan sebagai berikut. Asumsikan benda A dan benda B memberikan gaya terhadap satu sama lain.
Isaac Newton
Pada Juni 1661, Newton diterima di "Trinity College" Universitas Cambridge sebagai seorang "sizar" (mahasiswa yang belajar sambil bekerja). 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.
Hukum gerak Newton
Ketika kecepatan mendekati kecepatan cahaya, efek dari relativitas khusus harus diperhitungkan.
Hukum gerak Newton
Hukum gerak Newton adalah tiga hukum fisika yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Hukum ini telah dituliskan dengan pembahasaan yang berbeda-beda selama hampir 3 abad, dan dapat dirangkum sebagai berikut:
Pengantar relativitas umum
Percobaan dan pengamatan menunjukkan bahwa deskripsi Einstein mengenai gravitasi memperhitungan beberapa efek yang tidak dapat dijelaskan oleh hukum Newton, seperti anomali menit dalam orbit dari Merkurius dan planet-planet lainnya. Relativitas umum juga memprediksi efek novel gravitasi, seperti gelombang gravitasi, lensa gravitasi dan efek gravitasi pada waktu yang dikenal sebagai dilatasi waktu gravitasi. Banyak dari prediksi ini telah dikonfirmasi oleh percobaan atau pengamatan, yang paling baru adalah gelombang gravitasi.
Mekanika klasik
Hukum-hukum gerak Newton baru memiliki arti fisis, jika hukum-hukum tersebut diacukan terhadap suatu kerangka acuan tertentu, yakni kerangka acuan inersia (suatu kerangka acuan yang bergerak serba sama - tak mengalami percepatan). Prinsip Relativitas Newtonian menyatakan, "Jika hukum-hukum Newton berlaku dalam suatu kerangka acuan maka hukum-hukum tersebut juga berlaku dalam kerangka acuan lain yang bergerak serba sama relatif terhadap kerangka acuan pertama".
Pembuktian melalui deduksi
Penalaran deduktif memberlakukan "prinsip-prinsip" umum untuk mencapai kesimpulan-kesimpulan yang spesifik, sementara penalaran induktif menguji informasi yang spesifik, yang mungkin berupa banyak potongan informasi yang spesifik, untuk menarik suatu kesimpulan umu. Dengan memikirakan fenomena bagaimana apel jatuh dan bagaimana planet-planet bergerak, Isaac Newton menyimpulkan teori daya tarik. Pada abad ke-19, Adams dan LeVerrier menerapkan teori Newton (prinsip umum) untuk mendeduksikan keberadaan, massa, posisi, dan orbit Neptunus (kesimpulan-kesimpulan khusus) tentang gangguan (perturbasi) dalam orbit Uranus yang diamati (data spesifik).
Pengantar relativitas umum
Pada bulan September 1905, Albert Einstein menerbitkan teorinya mengenai relativitas khusus, yang menggabungkan hukum Newton tentang gerak dengan elektrodinamika (interaksi antara benda dengan muatan listrik). Relativitas khusus memperkenalkan kerangka kerja baru untuk ilmu fisika dengan mengusulkan konsep-konsep baru tentang ruang dan waktu. Beberapa teori fisika yang kemudian diterima inkonsisten dengan kerangka itu; contohnya adalah teori Newton tentang gravitasi, yang menggambarkan saling tarik yang dialami oleh tubuh karena massa mereka.
Teori relativitas
Relativitas umum adalah teori gravitasi yang dikembangkan oleh Einstein pada tahun 1907-1915. Pengembangan relativitas umum dimulai dengan asas ekivalensi, di mana keadaan gerak dipercepat dan diam pada sebuah medan gravitasi (contohnya, ketika berada pada pada permukaan bumi) yang identik secara fisik. Hasilnya adalah jatuh bebas adalah gerak inersia: objek yang sedang jatuh bebas akan jatuh karena itulah bagaimana objek bergerak ketika tidak ada gaya yang diberikan pada benda tersebut, bukan akibat gaya gravitasi seperti pada kasus mekanika klasik. Maka hal ini tidak cocok dengan mekanika klasik dan relativitas khusus karena pada teori ini objek yang bergerak inersia tidak dapat mempercepat terhadap satu sama lain, namun objek yang jatuh bebas dapat. Untuk menyelesaikan masalah ini, Einstein mengajukan bahwa ruang-waktu adalah kelengkungan. Tahun 1915, ia merancang persamaan medan Einstein yang menghubungkan kelengkungan ruang-waktu terhadap massa, energi, dan momentum.
Gravity Guy
Pemain membayangkan jika pemain bisa melawan hukum gravitasi. Hukum yang dicetuskan oleh seorang ilmuwan besar yaitu Newton sekitar 300 tahun yang lalu ini, dan masih digunakan sampai sekarang. Pasti rasanya sangat menyenangkan saat kita bisa melayang dan melawan hukum gravitasi. Di dalam game ini, pemain bisa merasakan rasanya melawan hukum gravitasi.
Hukum gerak Newton
Hukum pertama newton adalah penjelasan kembali dari hukum inersia yang sudah pernah dideskripsikan oleh Galileo. Dalam bukunya Newton memberikan penghargaan pada Galileo untuk hukum ini. Aristoteles berpendapat bahwa setiap benda memilik tempat asal di alam semesta: benda berat seperti batu akan berada di atas tanah dan benda ringan seperti asap berada di langit. Bintang-bintang akan tetap berada di surga. Ia mengira bahwa sebuah benda sedang berada pada kondisi alamiahnya jika tidak bergerak, dan untuk satu benda bergerak pada garis lurus dengan kecepatan konstan diperlukan sesuatu dari luar benda tersebut yang terus mendorongnya, kalau tidak benda tersebut akan berhenti bergerak. Tetapi Galileo menyadari bahwa gaya diperlukan untuk mengubah kecepatan benda tersebut (percepatan), tetapi untuk mempertahankan kecepatan tidak diperlukan gaya. Sama dengan hukum pertama Newton : Tanpa gaya berarti tidak ada percepatan, maka benda berada pada kecepatan konstan.
Filsafat fisika
Dalam konsep fisika klasik, dipercaya bahwa gelombang cahaya atau elektromagnetik merambat melalui suatu zat yang dinamakan ether, zat ini dipercaya juga bersifat elastis dan memenuhi ruang alam semesta. Albert Michelson selama enam tahun dari tahun 1881 hingga 1887, dengan instrumen percobaanya mencoba menemukan ether namun selalu gagal . Sementara beberapa ilmuwan juga telah mulai skeptis dengan konsep ruang dan waktu mutlak yang dikemukakan oleh Newton. Kemudian pada tanggal 26 September 1905, Albert Einstein mempublikasikan karyanya tentang relativitas khusus. Dalam naskahnya, Einstein berargumen bahwa aether tidak harus ada jika kita meninggalkan konsep ruang dan waktu mutlak Newton. Basis yang mendasari relativitas khusus einstein adalah dua postulat sebagai berikut :
Implikasi dari kedua postulat Einstein ini ialah hal yang tak lazim pada masanya seperti dilatasi waktu, kontraksi panjang dan pertambahan masa relativistik. Kemudian dilanjutkan dengan relativitas umum Einstein menunjukan bahwa percepatan akibat medan gravitasi sama halnya dengan percepatan pada kerangka inersia yang dipercepat, yang mana akan berimplikasi terhadap pelengkungan lintasan cahaya dan perlambatan waktu pada suatu ruang dengan medan gravitasi tertentu.
When Knowledge Conquered Fear
Tyson lalu menyebut kolaborasi Edmond Halley dan Isaac Newton pada paruh terakhir abad ke-17 di Cambridge. Kerja sama yang mereka lakukan menjadi pemicu diterbitkannya "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica", karya tulis besar pertama yang menjelaskan hukum fisika secara matematis, meski mendapat tentangan dan klaim plagiarisme dari Robert Hooke serta kesulitan keuangan yang dialami Royal Society of London. Tyson mengemukakan cara "Principia" membungkam pemikiran bahwa Tuhan merencanakan penciptaan alam semesta, tetapi pada akhirnya berhasil memengaruhi banyak sekali aspek kehidupan modern, salah satunya penerbangan antariksa. Tyson menyebutkan sejumlah kontribusi Halley berkat karya Newton, beberapa di antaranya adalah penentuan jarak Bumi ke matahari, pergerakan bintang, dan prediksi orbit Komet Halley yang saat itu tak bernama menggunakan hukum Newton. Tyson membandingkan pendekatan ilmiah untuk memahami galaksi ini dengan pendekatan yang diambil peradaban sebelumnya. Ia menganggap kemajuan ini sebagai tahap pertama manusia dalam penjelajahan alam semesta. Episode ini diakhiri dengan animasi bersatunya galaksi Bima Sakti dan Andromeda sesuai yang diperkirakan kaidah hukum Newton.
Laju cahaya
Laju cahaya (kelajuan cahaya dalam ruang vakum; "kecepatan cahaya"), disimbolkan dengan , adalah sebuah konstanta fisika universal yang penting dalam banyak bidang fisika. Nilai presisinya adalah (kira-kira ), karena panjang meter didefinisikan berdasarkan konstanta ini dan standar internasional waktu. Kelajuan ini merupakan kelajuan maksimum yang dapat dilajui oleh segala bentuk energi, materi, dan informasi dalam alam semesta. Kelajuan ini merupakan kelajuan segala partikel tak bermassa dan medan fisika, termasuk radiasi elektromagnetik dalam vakum. Kelajuan ini pula menurut teori modern adalah kelajuan gravitasi (kelajuan dari gelombang gravitasi). Partikel-partikel maupun gelombang-gelombang ini bergerak pada kelajuan tanpa tergantung pada sumber gerak maupun kerangka acuan inersial pengamat. Dalam teori relativitas, saling berkaitan dengan ruang waktu. Konstanta ini muncul pula pada persamaan fisika kesetaraan massa-energi .
Hukum gravitasi universal
Hukum gravitasi Newton menyerupai hukum kekuatan listrik Coulomb , yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya listrik antara dua benda bermuatan. Keduanya hukum kuadrat-terbalik, di mana gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda. Hukum Coulomb memiliki produk dari dua muatan pada produk dari massa, dan konstanta elektrostatik pada konstanta gravitasi.
Hukum Newton telah digantikan oleh teori relativitas Einstein umum, tetapi terus digunakan sebagai pendekatan yang sangat baik dari efek gravitasi. Relativitas diperlukan hanya ketika ada kebutuhan untuk presisi ekstrem, atau ketika berhadapan dengan medan gravitasi yang sangat kuat, seperti yang ditemukan pada benda yang sangat besar dan padat, atau pada jarak sangat dekat (seperti orbit Merkurius mengelilingi matahari).
Presesi
Kontradiksi antara harga liukan perihelion tercerap ke Merkurius dengan harga yang diprediksi oleh ilmu mekanika klasik adalah terampil dalam kalangan bentuk-bentuk bukti eksperimental yang menjurus kepada penerimaan teori relativitas Einstein (khususnya teori relativitas umum) yang tepat meramal anomalinya. Teori gravitasi Einstein menyimpang dari hukum Newton dengan memperkirakan sebutan tambahan A / r4 yang tepat memberikan harga belok surplus tercerap sebanyak 43 arkasaat setiap 100 tahun.
Gravitasi kuantum simpal
Gravitasi kuantum simpal (GKS, ) adalah teori fisika yang bertujuan untuk menjelaskan sifat-sifat kuantum dari gravitasi. Ia juga merupakan teori ruang-waktu kuantum, karena, berdasarkan teori relativitas umum, geometri ruang waktu adalah efek dari gravitasi itu sendiri. GKS adalah salah satu teori untuk menggabungkan mekanika kuantum dan relativitas umum. Dari teori ini, dapat ditunjukkan bahwa secara fisis, ruang-waktu bersifat granular/diskrit. Kediskritan ruang-waktu ini merupakan konsekuensi dari kuantisasi kanonik. Hal ini mirip dengan kediskritan foton (partikel cahaya) dalam elektrodinamika kuantum, dan juga mirip dengan kediskritan tingkat energi pada atom.
Hukum gerak Newton
Ketiga hukum gerak ini pertama dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica", pertama kali diterbitkan pada 5 Juli 1687. Newton menggunakan karyanya untuk menjelaskan dan meniliti gerak dari bermacam-macam benda fisik maupun sistem. Contohnya dalam jilid tiga dari naskah tersebut, Newton menunjukkan bahwa dengan menggabungkan antara hukum gerak dengan hukum gravitasi umum, ia dapat menjelaskan hukum pergerakan planet milik Kepler.
Isaac Newton
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."
Gaya (fisika)
Hukum kedua Newton menyatakan bahwa gaya resultan yang bekerja pada suatu benda sama dengan laju pada saat momentumnya berubah terhadap waktu. Jika massa objek konstan, maka hukum ini menyatakan bahwa percepatan objek berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada objek dan arahnya juga searah dengan gaya tersebut, dinyatakan dengan
Sistem hidraulik
Hukum Newton (1687)
Isaac Newton
"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 fondasi dari teknologi non-relativistik dunia modern. Dia menggunakan kata Latin "gravitas" (berat) untuk efek yang kemudian dinamakan sebagai gravitasi, dan mendefinisikan hukum gravitasi universal.
Steven Weinberg
Dari usia 16, fisika teoretis telah merebut Weinberg. Ia pergi ke Universitas Cornell (sebagaimana Glashow!), belajar di Institut Niels Bohr di Denmark, dan menerima Ph.D.-nya dari Princeton. Ia memulai pada karier riset dan pengajaran yang membawanya ke beberapa pusat riset fisika terbaik di negeri itu: Columbia, Berkeley, MIT, dan Harvard. Kini ia adalah guru besar di jurusan fisika dan astronomi di Universitas Texas di Austin. Perhatian ilmiahnya selalu luas, namun karyanya yang paling terkemuka ialah dalam teori bidang yang disatukan. 4 gaya dipercaya menggerakkan hukum fisika: gravitasi, elektromagnetisme, gaya kuat (yang memegang inti atom bersama), dan gaya lemah (yang breaks atom terpisah, seperti dalam radioaktivitas). Sekitar 1967, Weinberg merumuskan bahwa gaya elektromagnetik dan gaya lemah ialah sama pada tingkat energi yang amat tinggi. Teori elektrolemah ini diperkuat oleh eksperimen akselerator partikel pada 1973. Inilah sebuah langkah besar yang lebih dekat pada tujuan yang lama diimpikan para fisikawan menemukan persamaan elegan tunggal untuk emnjelaskna semua benda dan gaya di alam. Weinberg dan lainnya yang berkarya pada teori ini, Sheldon Lee Glashow dan Abdus Salam, dianugerahi Hadiah Nobel pada 1979.
Isaac Newton
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 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.
Hukum kuadrat terbalik
Gravitasi merupakan gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus.
Gaya gerak magnet
Dalam fisika, gaya gerak magnet adalah besaran yang muncul pada persamaan fluks magnetik dalam rangkaian magnetik, dikenal juga dengan nama Hukum Hopkinson. Besaran ini merupakan karakteristik benda tertentu yang dapat memunculkan medan magnetik:
dengan "Φ" adalah fluks magnetik dan "R" adalah reluktansi rangkaian. Dapat dilihat bahwa gaya gerak magnet serup dengan tegangan "V" dalam Hukum Ohm: "V" = "IR".
Hukum gravitasi universal Newton
Teori ini kemudian dikembangkan lebih jauh lagi bahwa setiap benda angkasa akan saling tarik-menarik, dan ini bisa dijelaskan mengapa bumi harus berputar mengelilingi matahari untuk mengimbangi gaya tarik-menarik gravitasi bumi-matahari. Dengan menggunakan fenomena tarik menarik gravitasi ini juga, meteor yang mendekat ke bumi dalam perjalanannya di ruang angkasa akan tertarik jatuh ke bumi.
Reduksionisme
Reduksi teoretis adalah proses dimana sebuah teori menyerap teori lainnya. Misalnya, hukum Kepler tentang gerak planet dan teori Galileo tentang gerak pada benda terrestrial, keduanya direduksi menjadi teori Newton tentang mekanika, karena semua kemampuan yang menjelaskan teori lama terkandung dalam teori yang terakhir. Selanjutnya, reduksi dianggap sebagai teori yang lebih bermanfaat karena teori mekanik Newton adalah teori yang lebih umum, teori ini menjelaskan lebih banyak kejadian dibandingkan dengan Teori Kepler ataupun Galileo.
Lensa gravitasi
Sebagai efek yang murni geometris, pelensaan gravitasi dapat digunakan untuk mengukur sejarang mengembangnya alam semesta (ukurannya sebagai fungsi waktu sejak "big bang"), yang terkodekan dalam hukum Hubble. jika distribusi massa pada lensa depan dipahami dengan baik (biasanya dari beberapa lengkungan pelensaan kuat, dan mungkin pelensaan lemah di tepian luarnya), dua parameter bebas lain dapat digunakan untuk memberi batasan konstanta Hubble, atau penyimpangan hukum Hubble yang disebabkan energi gelap. Prinsipnya, pada kedua kasus, hanya satu lensa gravitasi untuk pengukuran terbaik yang mungkin. Pencarian berlanjut untuk lensa sempurna, dengan banyak lengkungan bercitra-ganda.
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?" ( Newton juga membangun bentuk primitif generator elektrostatik gesek, menggunakan bulatan gelas (Optics, 8th Query).
Gaya (fisika)
Kasus paling sederhana dari keseimbangan statis adalah ketika dua gaya adalah sama dalam besar namun berlawanan arah. Ini menyisakan cara yang paling biasa dari pengukuran gaya, menggunakan peralatan sederhana semisal timbangan berat dan neraca pegas. Menggunakan peralatan demikian, beberapa hukum gaya kuantitatif ditemukan: gaya gravitasi sebanding dengan volume objek yang terdiri dari material (secara luas dimanfaatkan saat ini untuk mendefinisikan standar berat); prinsip Archimedes untuk gaya apung; analisis Archimedes dari pengungkit; hukum Boyle untuk tekanan gas; dan hukum Hooke untuk pegas: seluruhnya diformulasikan dan secara eksperimental dibuktikan sebelum Isaac Newton menguraikan secara rinci tiga hukum geraknya.
Hukum gerak Newton
Hukum ketiga ini menjelaskan bahwa semua gaya adalah "interaksi" antara benda-benda yang berbeda, maka tidak ada gaya yang bekerja hanya pada satu benda. Jika benda "A" mengerjakan gaya pada benda "B", benda "B" secara bersamaan akan mengerjakan gaya dengan besar yang sama pada benda "A" dan kedua gaya segaris. Seperti yang ditunjukan di diagram, para peluncur es (Ice skater) memberikan gaya satu sama lain dengan besar yang sama, tetapi arah yang berlawanan. Walaupun gaya yang diberikan sama, percepatan yang terjadi tidak sama. Peluncur yang massanya lebih kecil akan mendapat percepatan yang lebih besar karena hukum kedua Newton. Dua gaya yang bekerja pada hukum ketiga ini adalah gaya yang bertipe sama. Misalnya antara roda dengan jalan sama-sama memberikan gaya gesek.
Mekanika klasik
Newton pertama kali menuliskan secara matematis hubugan antara gaya dan momentum. Beberapa fisikawan menerjemahkan hukum kedua gerak Newton sebagai definisi gaya dan massa, dimana yang lain menganggapnya sebagai postulat dasar. Rumus "Hukum kedua Newton" adalah:
Isaac Newton
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. Dia 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.
Gravitasi
Dari persamaan ini dapat diturunkan persamaan untuk menghitung berat. Berat suatu benda adalah hasil kali massa benda tersebut dengan percepatan gravitasi bumi. Persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: formula_3. "W" adalah gaya berat benda tersebut, "m" adalah massa dan "g" adalah percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi ini berbeda-beda dari satu tempat
Prinsip Fermat
Pada hukum Newton, gaya ditentukan menurut persamaan:
Gravitasi kuantum
Pemahaman gravitasi sekarang ini didasarkan pada teori relativitas umum-nya Albert Einstein, yang dirumuskan di dalam kerangka kerja fisika klasik. Di pihak lain, tiga gaya dasar fisika lainnya dijelaskan di dalam kerangka kerja mekanika kuantum dan teori medan kuantum, formalisme-formalisme yang sangat jauh berbeda untuk menjelaskan gejala-gejala fisika. Kadang-kadang diargumentasikan bahwa penjelasan gravitasi secara mekanika kuantum adalah perlu, dengan alasan bahwa seseorang tidak dapat secara konsisten menggabungkan sistem klasik dengan kuantum. Meski demikian, Robert Wald tampak menolaknya dengan memberikan konstruksi eksplisit gravitasi semiklasik yang konsisten.
Astronomi
Meski demikian, ia gagal memformulasikan teori untuk menjelaskan hukum-hukum yang ia tuliskan, sampai akhirnya Newton (yang juga menemukan teleskop reflektor untuk pengamatan langit) menjelaskannya melalui dinamika angkasa dan hukum gravitasi.
Relativitas umum
Secara "a apriori", tidaklah jelas apakah kerangka lokal baru dalam peristiwa jatuh bebas bertepatan dengan kerangka acuan di mana hukum-hukum relativitas khusus berlaku. Teori relativitas khusus didasarkan pada perambatan cahaya (sehingganya berkaitan dengan elektromagnetisme) dan dapat memiliki sekumpulan kerangka acuan yang berbeda. Namun menggunakan bermacam-macam asumsi mengenai kerangka relativitas khusus (misalnya dalam keadaan jatuh bebas), kita dapat menurunkan prediksi yang berbeda mengenai geseran merah gravitasional, yakni bagaimana frekuensi cahaya dapat bergeser seiring dengan merambatnya cahaya melalui medan gravitasi. Berdasarkan hasil pengukuran aktual, kerangka acuan jatuh bebas tersebut adalah kerangka yang mana cahaya merambat sebagaimana yang ada dalam teori relativitas khusus. Generalisasi pernyataan bahwa hukum-hukum relativitas khusus berlaku sebagai pendekatan yang cukup baik dalam kerangka acuan yang sedang jatuh bebas (dan tidak berotasi), dikenal sebagai Prinsip kesetaraan Einstein. Prinsip ini sangat krusial dalam pengeneralisasian hukum-hukum fisika relativitas khusus agar gravitasi dapat dilibatkan.
Meter per detik kuadrat
Hukum gerak Newton kedua menyatakan bahwa gaya adalah sama dengan massa dikalikan percepatan.
Satuan dalam sistem SI untuk gaya adalah newton (N), dan massa adakah kilogram (kg). Satu newton sama dengan kilogram meter per detik pangkat 2. Jadi, satuan meter per detik pangkat 2 sama dengan ewton per kilogram, N·kg, or N/kg.
Interaksi dasar
Gaya-gaya tersebut disebut "gaya dasar" namun banyak orang menduga penamaan ini menyesatkan karena gravitasi tidak lagi dijelaskan sebagai "gaya" dalam Hukum gerak Newton: tidak ada "gaya gravitasi" yang bekerja di suatu jarak yang menyebabkan suatu benda bertambah kecepatannya. (seperti dikira 1 abad yang lalu dalam teori gravitasi Newton). Oleh karena itu relativitas umum menjelasakan gravitasi dengan lekukan ruangwaktu (terdiri dari pembesaran waktu gravitasi dan lekukan ruang.
Tetapan gravitasi
Tetapan gravitasi disimbolkan dengan huruf "G", merupakan sebuah tetapan empiris yang digunakan dalam perhitungan gaya gravitasi yang terjadi antara dua benda. Tetapan ini umumnya muncul dalam hukum gravitasi universal Newton dan teori relativitas Einstein.
Percepatan rata-rata gravitasi bumi
Satuan percepatan rata-rata gravitasi bumi yang disimbolkan sebagai g menunjukkan rata-rata percepatan yang dihasilkan medan gravitasi pada permukaan Bumi (permukaan laut). Nilai sebenarnya percepatan gravitasi berbeda dari satu tempat ke tempat lain tergantung ketinggian dan kondisi geologi. Simbol g digunakan sebagai satuan percepatan. Dalam fisika, nilai percepatan gravitasi standar gn didefinisikan sebagai 9,806.65 m/ (meter per detik), atau 32,174.05 kaki per detik. Pada ketinggian p maka menurut "International Gravity Formula",
g = 978,0495 (1+0.0052892 sin "(p)" - 0.00000730 sin "(2p)") sentimeter per detik. (cm/s).
Simbol g pertama kali digunakan dalam bidang aeronautika dan teknologi ruang angkasa, yang digunakan untuk membatasi percepatan yang dirasakan oleh kru pesawat ulang-alik, disebut juga sebagai g forces. Istilah ini menjadi populer di kalangan kru proyek luar angkasa. Sekarang ini berbagai pengukuran percepatan gravitasi diukur dalam satuan g. Istilah satuan gee dan grav juga menunjuk kepada satuan ini.
Korespondensi anti-de Sitter/teori medan konformal
Gravitasi kuantum adalah cabang fisika yang berusaha menggambarkan gravitasi dengan menggunakan prinsip-prinsip mekanika kuantum. Saat ini, pendekatan yang paling populer untuk gravitasi kuantum adalah teori dawai, yang memodelkan partikel elementer bukan sebagai titik berdimensi nol tetapi sebagai objek berdimensi satu yang disebut dawai. Dalam korespondensi AdS/CFT, seseorang biasanya mengacu kepada teori gravitasi kuantum yang berasal dari teori dawai atau perpanjangan modernnya, teori-M.
Relativitas umum
Banyak prediksi relativitas umum yang berbeda dengan prediksi fisika klasik, utamanya prediksi mengenai berjalannya waktu, geometri ruang, gerak benda pada jatuh bebas, dan perambatan cahaya. Contoh perbedaan ini meliputi dilasi waktu gravitasional, geseran merah gravitasional cahaya, dan tunda waktu gravitasional. Prediksi-prediksi relativitas umum telah dikonfirmasikan dalam semua percobaan dan pengamatan fisika. Walaupun relativitas umum bukanlah satu-satunya teori relativistik gravitasi, ia merupakan teori paling sederhana yang konsisten dengan data eksperimen. Namun, masih terdapat banyak pertanyaan yang belum terjawab. Secara mendasar, terdapat pertanyaan bagaimanakah relativitas umum ini dapat digabungkan dengan hukum-hukum fisika kuantum untuk menciptakan teori gravitasi kuantum yang lengkap dan swa-konsisten.
Inersia
Inersia atau kelembaman adalah kecenderungan semua benda fisik untuk menolak perubahan terhadap keadaan geraknya. Secara numerik, ini diwakili oleh massa benda tersebut. Prinsip inersia adalah salah satu dasar dari fisika klasik yang digunakan untuk memerikan gerakan benda dan pengaruh gaya yang dikenakan terhadap benda itu. Kata "inersia" berasal dari kata bahasa Latin, "iners", yang berarti lembam, atau malas. Isaac Newton mendefinisikan inersia sebagai:
Hukum gerak Newton
Karena hukumnya hanya berlaku untuk sistem dengan massa konstan, variabel massa (sebuah konstan) dapat dikeluarkan dari operator diferensial dengan menggunakan aturan diferensiasi. Maka,
Mekanika benda langit
Mekanika Benda Langit adalah ilmu yang mempelajari tentang gerak dan lintasan benda langit, misalnya pergerakan planet, satelit (alamiah maupun buatan), asteroid, komet, bintang dan galaksi. Mekanika Benda Langit berkembang pesat setelah Newton menunjukkan bahwa kaidah hukum Kepler yang dahulu diturunkan dari pengamatan dapat dijelaskan dengan hukum gravitasi. Itulah sebabnya kenapa ilmu ini disebut juga Mekanika Newton. Posisi benda langit pada saat yang akan datang dapat diprediksi, namun untuk benda yang bergerak cepat Mekanika Newton tidak dapat memberikan jawaban yang memuaskan. Saat ini Mekanika Benda Langit merupakan pengetahuan dasar dalam merancang perjalanan wahana ke angkasa luar.
Mekanika fluida
Sebuah Fluida Newtonian (dinamakan dari Isaac Newton) didefinisikan sebagai fluida yang tegangan gesernya berbanding lurus secara linier dengan gradien kecepatan pada arah tegak lurus dengan bidang geser. Definisi ini memiliki arti bahwa fluida newtonian akan "mengalir terus" tanpa dipengaruhi gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Sebagai contoh, air adalah fluida Newtonian karena air memiliki properti fluida sekalipun pada keadaan diaduk.
Fisika
Meski fisika bertujuan untuk menemukan hukum universal, teorinya bersandar pada domain penggunaan tertentu. Bicara umum, hukum fisika klasik dapat secara akurat menjelaskan sistem yang ukurannya lebih besar dari skala atom dan geraknya jauh lebih lambat dari kecepatan cahaya. Di luar ini, pengamatan yang ada tidak sesuai dengan prediksi yang dilakukan. Albert Einstein berkontribusi pada kerangka relativitas khusus, yang menggantikan notasi ruang dan waktu absolut dengan ruangwaktu dan memungkinkan deskripsi akurat mengenai sistem yang komponennya bergerak mendekati laju cahaya. Max Planck, Erwin Schrödinger, dan fisikawan lain memperkenalkan mekanika kuantum, notasi probabilistik partikel dan interaksinya yang memungkinkan deskripsi akurat pada skala atom dan subatom. Di akhir, teori medan kuantum menggabungkan mekanika kuantum dan relativitas khusus. Relativitas umum memungkinkan untuk ruangwaktu melengkung, dinamis, dengan sistem yang luar biasa masif dan struktur alam semesta skala besar dapat dijelaskan. Relativitas umum belum digabungkan; beberapa kandidat teori gravitasi kuantum sedang dikembangkan.
Budaya penelitian fisika berbeda dengan ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori dan eksperimen. Sejak abad kedua puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan mengkhususkan diri meneliti dalam fisika teoretis atau fisika eksperimental saja, dan pada abad kedua puluh, sedikit saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut. Sebaliknya, hampir semua teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan eksperimentalis yang sukses.
Relativitas umum
Dasar dari mekanika klasik adalah gagasan bahwa gerak benda dapat dideskripsikan sebagai kombinasi gerak bebas (atau gerak inersia) dengan penyimpangan dari gerak bebas ini. Penyimpangan ini disebabkan oleh gaya-gaya luar yang bekerja pada benda sesuai dengan hukum kedua Newton, yang menyatakan bahwa total keseluruhan gaya yang bekerja pada sebuah benda adalah sama dengan massa (inersia) benda tersebut dikalikan dengan percepatannya. Gerak inersia yang dihasilkan berhubungan dengan geometri ruang dan waktu, yakni dalam standar kerangka acuan mekanika klasik, benda yang berada dalam keadaan jatuh bebas bergerak searah garis lurus dengan kecepatan konstan. Dalam bahasa fisika modern, lintasan benda bersifat geodesik, yaitu garis dunia yang lurus dalam ruang waktu.
Sistem Satuan Internasional
Satuan koheren adalah satuan turunan yang tidak memuat faktor numerik selain 1—besaran seperti [[gravitasi standar]] dan [[densitas air]] tidak termasuk definisi mereka. Pada contoh diatas, "satu" newton adalah gaya yang diperlukan untuk [[akselerasi|mempercepat]] sebuah benda bermassa "satu" kilogram sebesar "satu" [[meter per sekon kuadrat]]. Karena satuan SI untuk massa adalah kg dan akselerasi adalah m·s dan , maka satuan gaya adalah perkalian dan menghasilkan kg·m·s (atau satu newton). Karena newton adalah bagian dari satuan yang koheren, konstanta proporsionalnya adalah 1.
Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica
Buku Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, yang berarti dalam bahasa Latin "prinsip matematika dari filsafat alam" adalah sebuah buku karya Isaac Newton. Buku ini diterbitkan oleh pada 5 Juli 1687.. Dalam buku ini Newton menyatakan ketiga hukum gerakannya yang membentuk dasar mekanika klasik, serta hukum gravitasi universal, dan penurunan hukum Kepler yang sebelumnya diperoleh secara empiris.
Gravitasi permukaan
Gravitasi permukaan untuk benda berbentuk bola, sebut saja formula_1, dapat dihitung dari Hukum Gravitasi Newton, dengan mengambil rasio gaya yang bekerja pada partikel uji jika berada di permukaan benda formula_1 terhadap gaya yang bekerja pada partikel uji jika berada di permukaan Bumi.
Hukum gerak Newton
Benda apapun yang menekan atau menarik benda lain mengalami tekanan atau tarikan yang sama dari benda yang ditekan atau ditarik. Kalau anda menekan sebuah batu dengan jari anda, jari anda juga ditekan oleh batu. Jika seekor kuda menarik sebuah batu dengan menggunakan tali, maka kuda tersebut juga "tertarik" ke arah batu: untuk tali yang digunakan, juga akan menarik sang kuda ke arah batu sebesar ia menarik sang batu ke arah kuda.
Relativitas umum
Relativitas umum dapat dipahami dengan baik dengan mengevaluasi kemiripannya beserta perbedaannya dari fisika klasik. Langkah pertama adalah realisasi bahwa mekanika klasik dan hukum gravitasi Newton mengizinkan adanya deskripsi geometri. Kombinasi deskripsi ini dengan hukum-hukum relativitas khusus akan membawa kita kepada penurunan heuristik relativitas umum.
Evolusi sebagai teori dan fakta
Terdapat banyak teori yang telah mencoba untuk menjelaskan fakta gravitasi. Yakni, para ilmuwan bertanya apakah gravitasi itu, dan apa yang menyebabkannya. Ilmuwan kemudian mengembangkan sebuah model yang menjelaskan gravitasi, yaitu teori gravitasi. Selama berabad-abad, terdapat banyak penjelasan gravitasi yang dapat disebut sebagai "Teori Gravitasi", yaitu penjelasan Aristoteles, Galilei, Isaac Newton, dan Einstein. Kerancuan pada istilah dapat muncul ketika kita menggunakan sebuah kata tunggal untuk merujuk pada baik fakta yang terpantau maupun teori yang menjelaskannya. Kata "Gravitasi" dapat digunakan untuk merujuk pada fakta-fakta terpantau (yakni gaya tarik massa yang terpantau) maupun teori yang digunakan untuk menjelaskannya (gravitasi merupakan alasan mengapa dua massa saling tarik menarik). Oleh karena itu, gravitasi merupakan sebuah "fakta" dan "teori".
Hukum gerak Newton
Impuls J muncul ketika sebuah gaya F bekerja pada suatu interval waktu Δ"t", dan dirumuskan sebagai
Impuls adalah suatu konsep yang digunakan untuk menganalisis tumbukan.
Kerangka acuan
Dalam gerak melingkar baik yang vertikal, horisontal maupun di antaranya, terdapat perbedaan pengamatan antara pengamat yang diam di atas tanah formula_17 dengan pengamat yang bergerak bersama objek formula_18 yang diamati formula_14, Pengamat formula_17 dengan jelas melihat adanya gaya tarik menuju pusat yang selalu mengubah arah gerak objek sehingga bergerak melingkar (tanpa adanya gaya ini objek akan terlempar keluar, hukum inersia Newton), akan tetapi formula_14 tidak menyadari hal ini.formula_14 tidak mengerti mengapa ia tidak jatuh (meluncur) padahal ia membuat sudut formula_31 dengan arah vertikal. Dalam kasus ini timbul gaya fiktif yang seakan-akan menahan pengamat formula_14 sehingga tidak jatuh.
Hukum Gerakan Planet Kepler
Hukum Kepler mempertanyakan kebenaran astronomi dan fisika warisan zaman Aristoteles dan Ptolemaeus. Ungkapan Kepler bahwa Bumi beredar sekeliling, berbentuk elips dan bukannya epicycle, dan membuktikan bahwa kecepatan gerak planet bervariasi, mengubah astronomi dan fisika. Hampir seabad kemudian, Isaac Newton mendeduksi Hukum Kepler dari rumusan hukum karyanya, hukum gerak dan hukum gravitasi Newton, dengan menggunakan Euclidean geometri klasik.
Isaac Newton
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, 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.
Hukum pendinginan Newton
formula_1
Inersia
Dalam pemakaian umum orang juga dapat menggunakan istilah "inersia" untuk mengacu kepada "jumlah tahanan terhadap perubahan kecepatan" (yang dikuantifikasi sebagai massa), atau kadang-kadang juga terhadap momentumnya, tergantung terhadap konteks. Istilah "inersia" lebih baik dipahami sebagai istilah yang lebih pendek untuk "prinsip inersia" seperti yang dideskripsikan oleh Newton dalam hukum I Newton. Hukum ini, dinyatakan dengan singkat, mengatakan bahwa sebuah benda yang tidak dikenakan oleh gaya luar (gaya netto sama dengan nol) bergerak dengan kecepatan tetap. Dalam kata-kata yang lebih sederhana, suatu benda akan terus bergerak pada kecepatannya saat ini tanpa berubah arah, hingga ada gaya yang menyebabkannya mengubah kecepatan atau arahnya. Ini juga termasuk benda yang tidak bergerak (kecepatan = nol), yang akan tetap dalam keadaan diam sampai ada gaya yang menyebabkannya bergerak.
Gelombang gravitasi
Dalam fisika, gelombang gravitasi adalah riak dalam lengkung ruang-waktu yang bergerak dalam bentuk gelombang menjauhi sumbernya. Keberadaan gelombang ini diprediksi pada tahun 1916 oleh Albert Einstein sebagai dasar teori relativitas umum yang dipaparkannya. Gelombang gravitasi mengangkut energi dalam bentuk radiasi gravitasi. Gelombang ini terbentuk akibat invariansi Lorentz dalam relativitas umum yang menjelaskan bahwa segala pergerakan interaksi fisik dibatasi oleh kecepatan cahaya. Sebaliknya, gelombang gravitasi tidak dapat terbentuk dalam teori gravitasi Newton yang menyatakan bahwa interaksi fisik bergerak dengan kecepatan tak hingga. Sebelum gelombang ini terdeteksi, sudah ada bukti-bukti tak langsung mengenai keberadaannya. Misalnya, pengukuran sistem biner Hulse–Taylor menunjukkan bahwa gelombang gravitasi bukan sekadar hipotesis. Gelombang gravitasi yang dapat terdeteksi diduga berasal dari sistem bintang biner yang terdiri atas katai putih, bintang neutron, dan lubang hitam.
Hukum pendinginan Newton
formula_9
Mitos ilmiah
Mitos ilmiah adalah mitos tentang ilmu pengetahuan. Misalnya, temuan-temuan ilmiah seringkali disajikan secara mitologis, di mana teori tersebut diceriterakan sebagai kilasan dramatis pengamatan perseorangan yang heroik, melebihi hasil penelitian dan penalaran yang berkesinambungan. Misalnya, hukum Newton tentang gravitasi semesta biasanya disajikan sebagai hasil inspiratif dari buah apel yang jatuh menimpa kepala Newton. Pengamatan Newton akan buah apel yang jatuh tentu saja menjadi ilham bagi Newton untuk mulai memikirkan masalah itu, tetapi peristiwa itu membawanya pada selang waktu selama 20 tahun untuk mengembangkan teori itu secara utuh, dengan demikian kisah tentang buah apel itu telah digambarkan sebagai mitos.
Britania Raya
Inggris dan Skotlandia adalah pemimpin dari Revolusi Ilmiah dari abad ke-17, dan Britania Raya kemudian memelopori Revolusi Industri pada abad ke-18, dan terus memproduksi para ilmuwan dan insinyur yang berperan besar dalam menciptakan penemuan-penemuan penting. Ilmuwan terpenting dari abad ke-17 dan 18 termasuk Isaac Newton, yang menemukan hukum gerak dan gravitasi. Teorinya ini dipandang sebagai kunci dari ilmu pengetahuan modern. Sementara dari abad ke-19 tercatat nama Charles Darwin, dengan teori evolusi melalui seleksi alam nya yang sangat fundamental bagi perkembangan biologi modern, dan James Clerk Maxwell, yang merumuskan teori elektromagnetik klasik, dan yang terbaru; Stephen Hawking, yang mencetuskan teori utama dalam bidang kosmologi, gravitasi kuantum dan investigasi lubang hitam.
Metrik Schwarzschild
di mana:Kesamaan solusi ini dengan teori gravitasi klasik Newton ada pada medan gravitasi di sekitar sebuah titik partikel.
Percepatan
Dalam fisika, percepatan atau akselerasi adalah perubahan kecepatan dalam satuan waktu tertentu. Akselerasi sebuah objek disebabkan karena gaya yang bekerja pada objek tersebut, seperti yang dijelaskan dalam Hukum kedua Newton. Satuan SI untuk akselerasi adalah meter per sekon kuadrat Percepatan adalah besaran vektor, sehingga percepatan memiliki besaran dan arah. Sebagai vektor, total gaya sama dengan hasil kali massa objek (besaran skalar) dan percepatannya. Umumnya, percepatan dilihat sebagai gerakan suatu objek yang semakin cepat ataupun lambat. Dengan kata lain, objek yang membelok (misalnya mobil yang sedang menikung)-pun memiliki percepatan juga.
Filsafat fisika
Alasan mengapa ditinggalkannya pandangan klasik dalam kajian filsafat fisika, adalah sifat ilmu fisika yang sangat bergantung kepada hasil pengamatan dan eksperimen. Suatu teori fisika akan ditinggalkan saat ada pengamatan atau eksperimen yang mengindikasikan suatu hasil yang berbeda sehingga dibutuhkan teori baru sebagai penjelasan. Untuk bahasan yang cenderung aplikatif, hal ini tidak begitu berpengaruh ; hukum gerak Newton masih umum digunakan dalam bidang keteknikan ataupun kehidupan sehari-hari, namun untuk kajian yang lebih mendalam secara konseptual, teori relativitas Einstein akan memberikan sudut pandang baru terhadap ruang, waktu serta materi, dan tentunya cocok terhadap hasil pengamatan dan eksperimen.
Mekanisme Kelvin-Helmholtz
Berdasarkan mekanika Newton, energi potensial gravitasi didefinisikan sebagai berikut:
Kelajuan gravitasi
Kelajuan gelombang gravitasi dalam teori relativitas umum sama dengan "laju cahaya" dalam vakum, "c". Dalam teori relativitas khusus, konstanta "c" tidak secara eksklusif tentang cahaya; "c" adalah kelajuan tertinggi yang mungkin untuk setiap interaksi di alam. Secara formal, "c" adalah faktor konversi untuk mengubah satuan waktu menjadi satuan ruang. Hal ini menyebabkan "c" satu-satunya kelajuan yang tidak bergantung pada gerakan pengamat atau sumber cahaya dan/atau gravitasi. Sehingga, kelajuan "cahaya" juga merupakan kelajuan gelombang gravitasi dan partikel tak bermassa lain. Partikel seperti itu mencakup gluon (pembawa gaya kuat), foton yang membentuk cahaya, dan graviton teoretis yang membentuk medan partikel gravitasi terkait (namun demikian teori graviton membutuhkan teori gravitasi kuantum).
Johanes Gay
Segala yang bawaan dari manusia adalah baik, hal ini terkait dengan keyakinannya bahwa Tuhan adalah penginspirasi kehidupan. Secara otomatis kehidupan itu baik adanya, sebab Tuhan itu baik. Hal ini adalah sambungan dari teori Newton tentang gravitasi, dan hal itu diyakini sudah diatur oleh Tuhan. Segala sesuatu di dunia ini sudah diatur oleh Tuhan begitu sempurna. Namun hal ini bukanlah persetujuan terhadap Deisme.
Hukum gerak Newton
Dalam mekanika kuantum konsep seperti gaya, momentum, dan posisi didefinsikan oleh operator-operator linier yang beroperasi dalam kondisi kuantum, pada kecepatan yang jauh lebih rendah dari kecepatan cahaya, hukum-hukum Newton sama tepatnya dengan operator-operator ini bekerja pada benda-benda klasik. Pada kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya, hukum kedua tetap berlaku seperti bentuk aslinya
F = , yang menjelaskan bahwa gaya adalah turunan dari momentum suatu benda terhadap waktu, namun beberapa versi terbaru dari hukum kedua tidak berlaku pada kecepatan relativistik.
Sejarah relativitas umum
Akibatnya, pada tahun 1907 (diterbitkan tahun 1908) ia menulis sebuah artikel mengenai akselerasi dalam relativitas khusus. Dalam artikel itu, ia berpendapat bahwa jatuh bebas benar-benar gerak inersia, dan bahwa untuk pengamat yang jatuh bebas, aturan relativitas khusus harus diaplikasikan. Argumen ini disebut prinsip Kesetaraan. Dalam artikel yang sama, Einstein juga meramalkan fenomena dilatasi waktu gravitasi.
Kerangka acuan inersia
Kerangka acuan inersia salah satu dari dua jenis kerangka acuan. Suatu kerangka acuan inersia bertranslasi dengan suatu kecepatan konstan, yang berarti kerangka acuan itu tidak berotasi (hanya bertranslasi) dan pusat koordinatnya bergerak dengan kecepatan konstan di sepanjang sebuah garis lurus (dengan kecepatan tetap, tanpa adanya komponen percepatan). Dalam kerangka acuan inersia, berlaku hukum pertama Newton (inersia) dan juga hukum gerak Newton.
70 Ophiuchi
Bintang ini dimasukkan pertama ke dalam katalog oleh William Herschel pada akhir abad ke 18 dalam studinya mengenai bintang ganda. Herschel membuktikan bahwa bintang ganda bersifat saling tarik menarik ("gravitationally bound") dimana kedua komponen bintang tersebut mengorbit mengarah ke tengah massanya. Ini merupakan kontribusi penting bagi Hukum Newton mengenai gravitasi.
Pengantar relativitas umum
Pada awal abad ke-20, hukum-hukum Newton tentang gravitasi universal telah diterima selama lebih dari dua ratus tahun sebagai penjelasan valid dari gaya gravitasi antar massa. Dalam model Newton, gravitasi adalah hasil dari kekuatan tarik antara benda-benda besar. Meskipun bahkan Newton bermasalah dengan sifat alami gaya tersebut yang tidak diketahui, kerangka dasar ini sangat sukses dalam menggambarkan gerak.
Newton
Newton adalah satuan SI turunan dengan lambang N, yang merupakan satuan dari gaya, dinamai dari Sir Isaac Newton.
Satu newton adalah besarnya gaya yang diperlukan untuk membuat benda bermassa satu kilogram mengalami percepatan sebesar satu meter per detik per detik. Seratus kilogram sama dengan 980 newton
Lensa gravitasi
Suatu lensa gravitasi terbentuk ketika cahaya dari sumber yang sangat jauh dan terang (seperti quasar) "dibelokkan" disekitar objek yang sangat besar (seperti gugusan galaksi) di antara benda sumber cahaya dan pengamat. Proses ini dikenal sebagai pelensaan gravitasi dan merupakan salah satu prediksi dari teori relativitas umum dari Albert Einstein.
A Sky Full of Ghosts
Tyson menjelaskan bagaimana karya Isaac Newton, William Herschel, Michael Faraday, dan James Clerk Maxwell berkontribusi pada pemahaman gelombang elektromagnetik dan gaya gravitasi, serta bagaimana karya mereka menjadi dasar teori relativitas Albert Einstein yang menyatakan bahwa kecepatan cahaya adalah konstanta tetap dari alam semesta dan gravitasi dapat dilihat sebagai distorsi ruang-waktu. Tyson menyampaikan konsep bintang gelap, seperti yang dikatakan John Michell, yang tidak tampak namun dapat diteteksi dengan melacak bintang-bintang lain yang terjebak dalam ruang gravitasinya; ide ini dipakai Herschel untuk menemukan bintang biner.
Hukum fisika
Beberapa hukum yang lebih terkenal ditemukan dalam teori (kini) mekanika klasik Isaac Newton, ada dalam bukunya "Principia Mathematica", dan teori relativitas Albert Einstein. Contoh hukum alam lain termasuk hukum Boyle pada gas, hukum Ohm, 4 hukum termodinamika, dll.
Relativitas umum
Disebabkan oleh universalitas jatuh bebas, tiada perbedaan terpantau yang dapat dipantau antara gerak inersial dengan gerak yang berada di bawah pengaruh gaya gravitasi. Ini kemudian mengarahkan kita pada suatu definisi gerak inersia yang baru, yaitu gerak inersia objek jatuh bebas yang berada di bawah pengaruh gaya gravitasi. Jenis gerak ini juga menentukan geometri ruang dan waktu. Gerak ini adalah gerak geodesik yang diasosiasikan dengan koneksi tertentu yang bergantung pada gradien potensial gravitasi. Ruang, dalam konstruksi ini, masih memiliki geometri Euklides yang seperti biasanya, namun ruang "waktu" secara keseluruhan menjadi lebih rumit. Seperti yang dapat ditunjukkan dengan menggunakan eksperimen pemikiran sederhana yang menelusuri lintasan partikel-partikel pengujian yang sedang jatuh bebas, hasil dari pemasukan vektor-vektor ruang waktu yang menandakan kecepatan suatu partikel akan bervariasi sesuai dengan lintasan partikel. Secara matematis, kita katakan bahwa koneksi Newton tidaklah terintegralkan. Dari hal ini, seseorang dapat mendeduksi bahwa ruang waktu adalah melengkung. Akibatnya adalah perumusan geometri gravitasi Newton yang hanya menggunakan konsep kovarian. Dalam deskripsi geometri ini, efek pasang surut - yaitu percepatan relatif benda yang jatuh bebas - berhubungan dengan turunan koneksi, menunjukkan bagaiman geometri yang dimodifikasikan ini diakibatkan oleh keberadaan massa.
Orbit geostasioner
Menurut hukum kedua Newton tentang gerak, kita dapat mengganti gaya F dengan massa m dari objek dikalikan dengan percepatan yang dialami oleh objek karena adanya gaya tersebut:
Relativitas umum
Geometri gravitasi Newton pada dasarnya didasarkan pada mekanika klasik. Ia hanyalah kasus khusus dari mekanika relativitas khusus. Dalam bahasa simetri: ketika gravitasi dapat diabaikan, fisika yang berlaku bersifat invarian Lorentz pada relativitas khusus daripada invarian Galileo pada mekanika klasik. Perbedaan antara keduanya menjadi signifikan apabila kecepatan terlibat di dalamnya mendekati kecepatan cahaya dan berenergi tinggi.
Menggunakan simetri Lorentz, struktur-struktur tambahan mulai berperan penting. Struktur-struktur tambahan ini dijelaskan menggunakan sekumpulan kerucut cahaya. Kerucut cahaya mendefinisikan struktur sebab-akibat: untuk setiap peristiwa A, terdapat sekumpulan peristiwa yang menurut prinsipnya dapat memengaruhi ataupun dipengaruhi oleh A melalui sinyal maupun interaksi yang tidak seperlunya merambat lebih cepat daripada cahaya (misalnya pada peristiwa B pada gambar) beserta sekumpulan peristiwa yang tidak memungkinkan memperngaruhi atau dipengaruhi oleh A (seperti pada peristiwa C pada gambar). Sekumplan peristiwa ini tak bergantung pada pengamat. Bersamaan dengan garis dunia partikel jatuh bebas, kerucut cahaya dapat digunakan untuk merekonstruksi metrik semi-Riemann ruang waktu.
Hukum gerak Newton
Sistem dengan massa yang berubah-ubah seperti roket atau ember yang berlubang biasanya tidak dapat dihitung seperti sistem partikel, maka hukum kedua Newton tidak dapat digunakan langsung. Persamaan baru digunakan untuk menyelesaikan soal seperti itu dengan cara menata ulang hukum kedua dan menghitung momentum yang dibawa oleh massa yang masuk atau keluar dari sistem:
Hukum gerak Newton
Dengan
Gravitasi
Beberapa teori yang belum dapat dibuktikan menyebutkan bahwa gaya gravitasi timbul karena adanya partikel graviton dalam setiap atom.