Siapa Penemu Hukum Newton? Kisah Isaac Newton, Apel, Gravitasi, dan Rasa Penasaran

SUMSELTERKINI.CO.ID – Penemu Hukum Newton adalah Isaac Newton, ilmuwan asal Inggris yang pemikirannya masih menjadi bagian penting dalam pelajaran fisika sampai sekarang. Namanya tentu tidak asing bagi siapa pun yang pernah belajar tentang gaya, gerak, percepatan, dan gravitasi. Namun dibalik rumus seperti F = ma sering membuat dahi siswa berkerut, ada kisah panjang tentang seorang ilmuwan yang senang memikirkan pertanyaan-pertanyaan sederhana.

Salah satu yang paling terkenal tentu saja cerita tentang apel.

Konon, ketika sedang berada di rumah keluarganya di Woolsthorpe, Inggris, Newton memperhatikan sebuah apel yang jatuh dari pohon. Peristiwa seperti itu sebenarnya sangat biasa. Setiap hari buah jatuh ketika sudah matang atau ketika tertiup angin,tidak ada yang istimewa.

Namun Newton dikenal sebagai orang yang tidak mudah berhenti pada jawaban sederhana. Ia justru tertarik memikirkan mengapa benda selalu jatuh menuju permukaan Bumi. Dari sana muncul pertanyaan yang lebih jauh, kalau Bumi menarik sebuah apel, apakah gaya yang sama juga berkaitan dengan gerakan Bulan yang mengelilingi Bumi?

Kisah apel tersebut kemudian menjadi salah satu cerita paling populer dalam sejarah ilmu pengetahuan. Meski ceritanya berkembang dalam berbagai versi dan tidak bisa dipahami secara harfiah sebagai Newton langsung menemukan seluruh teori gravitasi hanya karena melihat apel jatuh, kisah itu menggambarkan satu hal yang memang sangat lekat dengan Newton, yaitu rasa ingin tahunya terhadap alam.

Newton dan Kebiasaan Pertanyakan Hal Biasa

Isaac Newton lahir di Woolsthorpe, Lincolnshire, Inggris, pada 1642 menurut kalender Julian yang digunakan Inggris pada masa itu. Ia tumbuh pada periode ketika ilmu pengetahuan Eropa sedang mengalami perkembangan besar.

Para ilmuwan mulai semakin sering mengandalkan pengamatan, eksperimen, matematika, dan penalaran untuk menjelaskan berbagai gejala alam.

Newton kemudian belajar di Trinity College, Cambridge. Di sana ia mendalami matematika, filsafat alam, astronomi, dan berbagai persoalan ilmiah yang pada masa itu sedang menjadi perhatian para pemikir Eropa.

Ada periode penting dalam kehidupan Newton ketika wabah penyakit menyebabkan Universitas Cambridge ditutup pada 1665. Ia kemudian kembali ke Woolsthorpe.

Jauh dari aktivitas kampus, Newton justru menghabiskan banyak waktu untuk berpikir dan bekerja secara mandiri. Periode tersebut kemudian menjadi salah satu masa penting dalam perkembangan gagasan-gagasannya mengenai matematika, cahaya, gerak, dan gravitasi.

Apa yang menarik dari Newton bukan hanya jawabannya, tetapi caranya melihat persoalan.

Benda jatuh adalah hal biasa. Bulan mengelilingi Bumi juga sudah diamati manusia sejak lama. Tetapi Newton mencoba mencari kemungkinan bahwa kedua peristiwa tersebut sebenarnya memiliki hubungan yang sama.

Dari Gerak Benda ke Hukum Newton

Sebelum Newton, sudah banyak ilmuwan yang mempelajari gerak benda. Salah satu tokoh penting yang memberikan pengaruh besar adalah Galileo Galilei.

Newton kemudian melanjutkan dan mengembangkan berbagai pemikiran yang sudah ada sebelumnya. Ia berusaha menyusun penjelasan mengenai gerak dalam bentuk hukum-hukum yang dapat diterapkan secara matematis.

Hasilnya dikenal sebagai tiga Hukum Newton tentang gerak.

Hukum pertama menjelaskan sebuah benda akan mempertahankan keadaan diam atau geraknya secara lurus dengan kecepatan tetap apabila tidak ada gaya luar yang bekerja padanya.

Dalam kehidupan sehari-hari, prinsip ini sebenarnya mudah ditemukan. Ketika sebuah mobil yang sedang melaju tiba-tiba mengerem, tubuh penumpang cenderung terdorong ke depan. Hal itu terjadi karena tubuh memiliki kecenderungan untuk mempertahankan keadaan geraknya.

Hukum kedua Newton kemudian memperkenalkan hubungan antara gaya, massa, dan percepatan yang sering ditulis dengan rumus F = ma. F berarti gaya, m adalah massa, sedangkan a merupakan percepatan.

Rumus tersebut membantu menjelaskan mengapa benda yang berbeda membutuhkan gaya berbeda untuk menghasilkan percepatan tertentu. Mendorong sepeda tentu tidak sama dengan mendorong mobil. Dengan gaya yang sama, benda yang massanya lebih besar membutuhkan usaha lebih besar untuk dipercepat.

Sementara itu, Hukum Newton ketiga menjelaskan bahwa ketika sebuah benda memberikan gaya kepada benda lain, akan muncul gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.

Kita bisa melihat contoh sederhananya ketika seseorang berjalan. Kaki mendorong permukaan tanah ke belakang, kemudian tanah memberikan gaya ke arah berlawanan sehingga tubuh bergerak maju.

Prinsip yang sama juga digunakan untuk memahami cara kerja roket. Gas hasil pembakaran didorong keluar dari mesin dengan kecepatan tinggi, sementara roket bergerak ke arah berlawanan.

Hukum Gravitasi Universal

Pembahasan Newton tidak berhenti pada gerak benda di permukaan Bumi.

Ia juga mencoba memahami bagaimana benda-benda langit bergerak.

Pada masa itu, astronomi telah berkembang cukup jauh. Johannes Kepler sebelumnya telah menemukan pola matematis mengenai orbit planet berdasarkan pengamatan Tycho Brahe. Pertanyaannya kemudian adalah, apa yang menyebabkan planet bergerak dengan pola tersebut?

Newton menyusun gagasan bahwa ada gaya tarik yang bekerja antara benda-benda bermassa. Gagasan tersebut kemudian dikenal sebagai Hukum Gravitasi Universal.

Rumusnya dapat ditulis F = G (m₁m₂ / r²)

Dalam bahasa sederhana, semakin besar massa dua benda, semakin besar pula gaya tarik gravitasi di antara keduanya. Sebaliknya, semakin jauh jarak keduanya, semakin kecil gaya tarik tersebut.

Dengan hukum ini, gerak benda di Bumi dan gerakan benda langit dapat dijelaskan menggunakan kerangka fisika yang sama.

Benda yang kita lempar ke udara, Bulan yang mengorbit Bumi, dan planet yang mengelilingi Matahari tidak lagi dianggap sebagai kejadian yang sama sekali terpisah. Semuanya dapat dipelajari melalui hukum gerak dan gravitasi.

Principia, Buku yang Sangat Berpengaruh

Pada 1687, Newton menerbitkan karya yang kemudian menjadi salah satu buku paling terkenal dalam sejarah ilmu pengetahuan, Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, yang biasa disebut Principia.

Buku tersebut membahas hukum gerak Newton dan hukum gravitasi universal.

Bahasanya tentu jauh dari buku fisika sekolah yang kita kenal sekarang. Isinya menggunakan matematika dan pendekatan ilmiah yang cukup rumit untuk ukuran pembaca umum.

Namun gagasan utamanya sangat besar: alam dapat dijelaskan melalui hubungan antara gerak, gaya, massa, jarak, dan matematika.

Bagi perkembangan ilmu pengetahuan, cara berpikir seperti ini sangat penting karena memberikan kerangka yang dapat digunakan untuk menghitung dan memprediksi gerakan benda.

Newton Ternyata Bukan Hanya Soal Gravitasi

Kalau nama Newton hanya dikaitkan dengan apel dan gravitasi, sebenarnya masih banyak bagian lain dari pekerjaannya yang terlewat.

Newton juga sangat tertarik pada cahaya.

Pada abad ke-17, banyak orang masih berdebat mengenai sifat cahaya dan warna. Newton melakukan berbagai percobaan menggunakan prisma.

Ia menunjukkan bahwa cahaya putih yang terlihat sederhana sebenarnya terdiri atas berbagai warna yang dapat dipisahkan.

Ketika cahaya melewati prisma, warna-warna tersebut dapat terlihat dalam spektrum.

Percobaan itu kemudian membantu memperkuat pemahaman manusia bahwa warna bukan sekadar sifat yang muncul begitu saja dari benda, tetapi berkaitan dengan bagaimana cahaya berinteraksi dengan materi dan diterima oleh mata.

Newton juga membuat teleskop reflektor, pada teleskop jenis ini, cermin digunakan untuk mengumpulkan cahaya. Rancangan tersebut membantu mengatasi salah satu persoalan teleskop yang menggunakan lensa pada masa itu, yaitu aberasi kromatik atau munculnya warna-warna yang tidak diinginkan akibat pembiasan cahaya.

Newton dan Perkembangan Kalkulus

Ada lagi satu bidang yang membuat nama Newton terus dibicarakan dalam sejarah matematika, yaitu kalkulus.

Newton mengembangkan metode matematika yang berkaitan dengan perubahan dan gerak. Pada periode yang hampir bersamaan, matematikawan Jerman Gottfried Wilhelm Leibniz juga mengembangkan pendekatan kalkulusnya sendiri.

Perselisihan mengenai siapa yang lebih dahulu mengembangkan kalkulus kemudian menjadi salah satu kontroversi terkenal dalam sejarah matematika.

Terlepas dari perdebatan tersebut, perkembangan kalkulus kemudian menjadi sangat penting bagi ilmu pengetahuan dan teknologi.

Fisika, teknik, astronomi, ekonomi, hingga berbagai bidang matematika modern menggunakan konsep kalkulus untuk mempelajari perubahan dan hubungan yang kompleks.

Jadi, Newton sebenarnya bukan hanya ilmuwan yang sibuk memikirkan mengapa apel jatuh. Ia bekerja di banyak bidang sekaligus, dari mekanika dan gravitasi hingga cahaya dan matematika.

Mengapa Hukum Newton Masih Dipelajari?

Lebih dari tiga abad setelah Newton menyusun hukum-hukumnya, nama Newton masih muncul dalam buku pelajaran.

Alasannya sederhana.

Hukum Newton sangat berguna untuk menjelaskan berbagai gerakan yang kita temui sehari-hari.

Ketika kendaraan dipercepat, ketika sebuah benda dilempar, ketika seseorang mengayuh sepeda, ketika sebuah bola ditendang, atau ketika kita menghitung gaya yang bekerja pada sebuah benda, konsep Newton masih sangat relevan.

Memang, perkembangan fisika kemudian membawa manusia pada teori-teori yang lebih luas.

Pada awal abad ke-20, Albert Einstein memperkenalkan teori relativitas yang menunjukkan bahwa hukum Newton tidak berlaku sebagai gambaran lengkap untuk semua kondisi, terutama ketika benda bergerak sangat cepat atau ketika gravitasi menjadi sangat kuat.

Mekanika kuantum juga kemudian memperlihatkan perilaku alam pada skala yang sangat kecil dengan cara yang jauh berbeda dari pengalaman sehari-hari.

Tetapi untuk banyak persoalan dalam kehidupan sehari-hari, mekanika Newton tetap menjadi pendekatan yang sangat berguna.

Itulah sebabnya siswa sekolah, mahasiswa teknik, insinyur, dan berbagai profesi yang berkaitan dengan gerak benda masih mempelajarinya.

Kisah Newton Mengajarkan Cara Melihat

Ada hal menarik dari sejarah Newton yang mungkin lebih penting daripada menghafalkan F = ma.

Ia menunjukkan bagaimana rasa ingin tahu bisa mengubah cara seseorang melihat sesuatu yang sebenarnya sudah biasa.

Apel jatuh bukanlah peristiwa baru pada zaman Newton. Manusia sudah melihat buah jatuh dari pohon jauh sebelum ia lahir.

Bulan mengelilingi Bumi juga bukan sesuatu yang baru ditemukan olehnya.

Yang dilakukan Newton adalah mencoba mencari hubungan di antara berbagai peristiwa tersebut dan menyusunnya menjadi penjelasan yang dapat dihitung menggunakan matematika.

Di situlah menariknya sejarah ilmu pengetahuan. Penemuan tidak selalu berarti menemukan sesuatu yang sebelumnya tidak pernah dilihat manusia. Kadang-kadang, penemuan justru muncul ketika seseorang melihat hal yang sama dengan cara yang berbeda.

Newton melihat benda jatuh dan bertanya tentang gaya. Ia melihat gerakan Bulan dan memikirkan gravitasi. Ia melihat cahaya putih dan mencoba mencari tahu dari mana warna-warna itu berasal.

Pertanyaan-pertanyaan tersebut kemudian menghasilkan hukum dan teori yang dapat diuji, dihitung, dan digunakan oleh generasi setelahnya. Mungkin itu pula yang membuat kisah Isaac Newton tetap menarik untuk diceritakan.

Bukan semata-mata karena ada sebuah apel dalam ceritanya, melainkan karena dari kejadian sehari-hari ia mengajarkan satu kebiasaan yang sederhana jangan terlalu cepat menganggap sesuatu sebagai hal yang biasa ketika sebenarnya masih banyak yang bisa ditanyakan.

Dan mungkin, ketika lain kali melihat buah jatuh dari pohon, kendaraan berhenti mendadak, atau bola melayang sebelum kembali ke tanah, kita akan sedikit teringat bahwa di balik kejadian sederhana seperti itu ada hukum-hukum alam yang telah lama dipelajari manusia.

Newton membantu kita memberi nama, rumus, dan penjelasan pada sebagian dari hukum tersebut. Selebihnya, alam tetap berjalan seperti biasa. Kitalah yang menjadi sedikit lebih paham setelah mencoba bertanya. (***)

Catatan Redaksi: Artikel ini dirangkum dan diolah dari beberapa referensi sejarah dan ilmiah tentang Isaac Newton, termasuk Royal Society, Principia, serta referensi mengenai Hukum Newton, gravitasi, optik, teleskop, dan kalkulus. Seluruh materi kemudian ditulis ulang dengan gaya literasi populer khas,  memadukan storytelling, sejarah, dan edukasi agar ringan, mengalir, dan mudah dipahami pembaca.