Transformasi Galileo
Daftar Isi Artikel
Transformasi Galileo – Peristiwa dalam fisika didefinisikan sebagai segala sesuatu yang terjadi pada suatu titik tertentu dalam ruang dan pada sautu waktu tertentu. Gerak sebuah benda merupakan sebuah rentetan acuan pengamatan terhadap gerak benda tersebut. Tanpa sistem kerangka acuan konsep gerak benda tidak ada artinya.
Apabila Anda hendak mempelajari benda yang sedang bergerak dalam arah horizontal, Anda dapat memilih sebuah kerangka acuan yaitu suatu tempat tertentu yang diam terhadap benda tersebut. Anda dapat pula memilih kerangka acuan lain, yang bergerak dengan kecepatan tetap terhadap benda tersebut. Menurut seorang pengamat dalam kerangka acuan ini, benda tersebut sedang melakukan gerakan dalam arah horizontaldengan kecepatan tetap.
Kerangka acuan yang diam atau bergerak dengan kecepatan tetap terhadap benda yang sedang diamati tersebut dikenal dengan nama kerangka acuan inersial. Dengan demikian, semua gerak akan dapat dinyatakan sebagai gerak relatif terhadap suatu kerangka acuan tertentu yang melekat dengan pengamat atau sebagai tempat melakukan pengamatan. Pada dasarnya, ada kebebasan untuk memilih kerangka acuan ini.
Akan tetapi, tentu saja dalam praktiknya Anda akan memilih kerangka acuan yang memungkinkan penyelesaian persoalan dengan cara yang paling sederhana. Kerangka acuan yang telah dipilih untuk menelaah suatu peristiwa fisika selalu dapat dikaitkan dengan suatu sistem koordinat tertentu. Selanjutnya, hukum-hukum fisika yang berlaku dalam kerangka acuan yang telah dipilih dinyatakan dalam sistem koordinat tersebut.
Contoh sistem koordinat yang dipakai adalah sistem koordinat cartesius, sistem koordinat silinder, atau sistem koordinat bola. Para pakar fisika percaya bahwa hukum-hukum alam bersifat mutlak. Hal ini berarti bahwa hukum-hukum fisika yang menggunakan hukum alam tersebut tidak bergantung pada pemilihan kerangka acuan yang diambil. Dalam kerangka acuan apapun seharusnya hukum-hukum fisika tetap sama. Persyaratan bahwa hukum-hukum fisika bersifat mutlak ini dikenal dengan prinsip relativitas.
Prinsip relativitas merupakan prinsip yang paling mendasar dalam fisika. Dengan demikian, prinsip relativitas mensyaratkan bahwa hukum-hukum fisika memiliki bentuk yang sama dalam sistem koordinat mana pun yang dipilih. Persamaan yang berlaku seperti itu disebut persamaan yang invarian.
Jadi, jika terdapat dua pengamat yang merumuskan hukum fisika secara relatif terhadap masing-masing sistem koordinatnya, hubungan atau persamaan yang mengaitkan koordinat-koordinat kedua sistem koordinat itu haruslah sedemikian rupa sehingga bentuk hukum fisika tidak berubah (invarian). Hubungan atau persamaan yang mengaitkan koordinat-koordinat kedua sistem koordinat ini dikenal sebagai transformasi koordinat. Berdasarkan ruang lingkup hukum-hukum fisika yang ditinjau terdapat tiga prinsip relativitas yang dikemukakan antara lain sebagai berikut.
- Prinsip relativitas Galileo dengan transformasi koordinat adalah transformasi Galileo.
- Prinsip relativitas khusus Einstein dengan transformasi koordinatnya adalah transformasi Lorentz.
- Prinsip realtivitas umum Einstein dengan tranformasi koordinatnya adalah tranformasi koordinat umum.
- Transformasi Galileo
Prinsip relativitas Galileo dikenal pula sebagai prinsip relativitas klasik. Karena hanya berkaitan dengan hukumhukum gerak Newton. Persoalan perambatan gelombang elektromagnetik (cahaya) tidak ditinjau dalam prinsip ini. Prinsip relativitas Galileo tersebut dibangun berdasarkan dua postulat antara lain sebagai berikut.
- Waktu adalah besaran mutlak.
- Hukum-hukum gerak Newton tidak berubah bentuk (invarian)
Selanjutnya kita akan menurunkan transformasi koordinat yang memenuhi prinsip relativitas Galileo tersebut. Transformasi ini dikenal dengan nama transformasi Galileo. Kita akan meninjau dua sistem kerangka acuan S dan S*. Kerangka acuan S* bergerak relatif terhadap S sepanjang suatu garis lurus ke kanan dengan laju v.
Misalnya, dua orang pengamat A dan B yang masing-masing berada dalama kerangka acuan S dan S* sedang mempelajari gerak benda P di bawah pengaruh gaya F. Menurut A benda P memiliki kedudukan x dan waktu t. Sementara menurut B, benda P memiliki kedudukan x’ dan t’. Postulat pertama Galileo memberikan persyaratan: t = t’.
yang menyatakan bahwa apabila benda P telah menempuh jarak 6 m dan menurut pengamat A, misalnya selang waktu yang diperlukan benda P tersebut 60 sekon maka menurut postulat t = t’ pengamat B akan mencatat waktu 60 sekon. Postulat kedua Galileo memberikan persyaratan terhadap hukum Newton.
Dari analisis konsistensi dimensi, ruas kiri persamaan berdimensi panjang. Oleh sebab itu, demikian juga seharusnya untuk sisi sebelah kanan dan dapat langsung diperoleh bahwa dan merupakan jarak awal benda P sebelum bergerak dengan laju v menurut pengamat A dan B, sedangkan dan merupakan kecepatan benda P menurut pengamat A dan B
Oleh karena tidak ada gerak dalam arah Y dan Z. Maka,
Sistem kerangka acuan yang berlaku dlam relativitas Galileo ini adalah kerangka acuan inersial. Karena ketika menurunkan transformasi Galileo di atas, kerangka acuan S* bergerak dengan kecepatan tetap v terhadap kerangka acuan S. Di samping itu, postulat kedua juga mengandung pengertian bahwa kerangka acuan yang ditinjau adalah kerangka acuan inersial. Hal ini disebabkan karena hukum Newton hanya berlaku dlam kerangka acuan inersial.
-
Percobaan Michelson-Morley
Fenomena gelombang sering Anda jumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti gelombang permukaan air, gelombang tali, ataupun gelombang bunyi. Gelombang itu sendiri merupakan gangguan yang menjalar. Gelombanggelombang tersebut memerlukan medium. Pada gelombang tali dan gelombang permukaan air, gangguan itu berupa bentuk yang menjalar dalam medium. Adapun pada gelombang bunyi, gangguannya adalah berupa perbedaan tekanan udara sehingga dalam ruang hampa udara kita tidak dapat berkomunikasi lewat bunyi.
demikianlah artikel dari dosenmipa.com mengenai Transformasi Galileo, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.