v
Pada awalnya kita akan mempelajari apa yang disebut mekanika Newton. Sungguh luar biasa bahwa seluruh bangunan didirikan hanya oleh satu orang – Newton – dan dia mengirim kami ke jalan untuk memahami semua fenomena alam sampai tahun 1800-an, ketika Maxwell menemukan hukum elektromagnetisme dan menulis persamaan Maxwell yang terkenal. Kecuali elektromagnetisme, dasar-dasar mekanika, yaitu gerak bola bilyar, truk, kelereng, dan lainnya, dapat di-setup oleh Newton.
Itulah yang akan kita fokuskan. Anda akan mengetahui bahwa hukum fisika untuk seluruh semester ini pasti dapat ditulis di salah satu papan tulis, atau bahkan setengah dari papan tulis itu. Dan tujuan dari kursus ini adalah untuk menunjukkan kepada Anda berulang kali bahwa dimulai dengan satu atau dua hukum itu, Anda dapat menyimpulkan semuanya, dan saya akan mendorong Anda untuk berpikir dengan cara yang sama.
Nyatanya, saya akan mendorong Anda untuk berpikir seperti fisikawan, bahkan jika Anda tidak berencana menjadi fisikawan, karena itulah cara termudah untuk mengerjakan mata kuliah ini, dan itu adalah mengikuti alasan di balik semua yang saya berikan kepada Anda. Dan tujuan saya bukan untuk mengatakan sesuatu sebagai dalil, tetapi untuk menunjukkan kepada Anda dari mana segala sesuatu berasal, dan yang terbaik bagi Anda jika Anda mencoba mengikuti logika. Dengan begitu, Anda tidak perlu menyimpan terlalu banyak barang di kepala.
Pada hari-hari awal ketika ada empat atau lima rumus, Anda dapat menghafal semuanya dan Anda dapat mencoba masing-masing rumus sampai berhasil, tetapi setelah beberapa minggu Anda akan memiliki seratus rumus dan Anda tidak dapat menghafal semuanya. Anda tidak dapat menggunakan trial and error. Anda harus tahu logikanya. Cara yang logis bukan hanya cara fisikawan melakukannya, tetapi cara yang lebih mudah untuk melakukannya. Jika ada cara lain yang akan berhasil untuk non-fisikawan, saya tidak akan ragu untuk mengajarkannya kepada Anda jika itu ternyata cara terbaik. Jadi, cobalah untuk mengikuti logika. Oke.
Mekanika Newton adalah topik pertama kita. Mekanika Newton memiliki dua bagian. Semua materi pada kuliah fisika ini akan terbagi ke dalam dua program. Rencananya adalah memprediksi masa depan dengan mempertimbangkan masa kini. Itu yang selalu kami lakukan. Ketika kita melakukannya dengan benar, kita puas. Pertanyaannya adalah, "Apa yang Anda maksud dengan 'memprediksi masa depan?'" Apa yang Anda maksud dengan masa depan? Apa yang Anda maksud dengan saat ini? Yang kami maksud dengan "masa kini"--kami akan memilih beberapa bagian dari alam semesta yang ingin kami pelajari dan kami akan bertanya, "Informasi apa yang perlu saya ketahui untuk sistem itu pada awalnya, seperti, saat ini, untuk bisa memprediksi masa depan?"
Misalnya, jika Anda mencoba mempelajari gerak suatu benda, inilah salah satu contohnya. [melempar sepotong permen untuk ditangkap seseorang]. Profesor Ramamurti Shankar: Lihat, itu adalah contoh mekanika Newton. Saya akan memberi Anda satu demonstrasi lagi. Mari kita lihat siapa yang bisa menangkap yang satu ini. [melempar bagian lain] Profesor Ramamurti Shankar: Itu contoh yang bagus.
Begitulah mekanika Newton bekerja, karena apa yang saya lakukan? Saya melepaskan sepotong permen, melemparkannya dari tangan saya, dan kondisi awal berkaitan dengan di mana saya melepaskannya dan dengan kecepatan berapa. Itulah yang Anda lihat dengan mata. Maka hanya itu yang perlu Anda ketahui. Lalu Anda tahu permen itu akan naik, lintasan permen akan melengkung, mengikuti semacam parabola, lalu tangan Anda ke sana untuk menerimanya.
Itu adalah verifikasi dari prediksi. Prediksinya adalah permen itu akan mendarat di sini, lalu Anda meletakkan tangan Anda di sana. Dia juga tahu di mana permen itu akan mendarat, tetapi dia tidak bisa menempatkan tangannya di sana tepat waktu. Kita selalu bisa membuat prediksi. Ini adalah contoh yang baik dari apa yang perlu Anda ketahui. Apa yang harus Anda ketahui tentang benda yang dilemparkan, menurut saya, adalah lokasi awal benda dan kecepatan awal.
Fakta bahwa permen itu berwarna biru atau merah tidak relevan, dan jika saya melemparkan gorila ke arah Anda, tidak peduli apa warna gorila itu, apa suasana hatinya. Ini adalah hal-hal yang tidak kita tangani dalam fisika. Ada gedung tinggi, soal fisika standar. Sebuah benda jatuh dari gedung tinggi. Objek bisa jadi seseorang. Kami tidak bertanya mengapa orang ini mengakhiri semuanya hari ini? Kami tidak tahu, dan kami tidak bisa menghadapinya. Jadi tidak semua hal bisa dijawab oleh fisika.
Kami hanya ingin tahu kapan dia akan menabrak trotoar, dan dengan kecepatan berapa. Kami mengajukan pertanyaan yang sangat terbatas, itulah sebabnya kami membual tentang seberapa akurat kami dapat memprediksi masa depan. Kami hanya meminta tujuan yang terbatas dan kami benar-benar berhasil memuaskannya. Pada dasarnya kita berurusan dengan benda mati. Produk dari mekanika Newtonian adalah untuk memprediksi masa depan dengan menggunakan data yang diberikan saat ini. Mekanika Newton memiliki dua bagian. Yang satu disebut kinematika dan yang lainnya disebut dinamika.
Kinematika adalah gambaran lengkap tentang masa kini. Ini adalah daftar dari apa yang harus Anda ketahui tentang sistem saat ini. Misalnya, jika Anda berbicara tentang kapur – jika saya melempar kapur, Anda harus tahu di mana letaknya dan seberapa cepat kapur itu bergerak. Dinamika kemudian memberi tahu Anda mengapa objek naik, mengapa objek turun dan mengapa ditarik ke bawah, dan seterusnya. Itulah dinamika. Alasan mengapa ia turun adalah gravitasi yang menariknya.
Dalam kinematika, Anda tidak menanyakan alasan di balik apa pun. Anda hanya ingin menggambarkan hal-hal sebagaimana adanya dan kemudian dinamika memberi tahu Anda bagaimana mereka berubah dan mengapa mereka berubah. Saya akan mengilustrasikan ide kinematika dengan mengambil contoh yang paling sederhana. Itu akan menjadi cara saya akan melakukan segalanya dalam kursus ini. Saya akan mulai dengan contoh paling sederhana dan perlahan-lahan menambahkan bel dan peluit dan membuatnya semakin rumit.
Beberapa dari Anda mungkin berkata, "Saya pernah melihat ini sebelumnya," jadi mungkin tidak ada yang baru di sini. Itu mungkin saja. Saya tidak tahu berapa banyak yang telah Anda lihat, tetapi cukup sering cara Anda belajar fisika sebelumnya di sekolah menengah mungkin berbeda dari cara fisikawan profesional memikirkannya. Perasaan yang kita miliki, hal-hal yang membuat kita bersemangat berbeda, dan masalahnya mungkin lebih sulit. Tapi saya ingin memulai di setiap contoh, di setiap situasi yang saya jelaskan kepada Anda, dengan contoh paling sederhana, dan perlahan menambahkan sesuatu.
Yang akan kita pelajari sekarang adalah benda tak hidup dan kita akan menyebutnya sebagai titik matematis. Objeknya adalah titik matematis. Titik matematis tidak memiliki ukuran. Jika Anda memutarnya, Anda tidak akan mampu membedakan bentuk dari titik ini. Titik matematis tidak seperti kentang. Anda mengambil kentang, memutarnya, kentang itu terlihat berbeda. Kentang tampak depan berbeda dengan kentang tampak belakang. Kita tidak cukup hanya mengatakan kentang ada di sini. Anda harus mengatakan ke arah mana kentang itu menghadap, dan seterusnya. Jadi, kami tidak ingin berurusan dengan objek seperti kentang sekarang. Objek seperti itu nanti akan ada saat kita mempelajari apa yang kita sebut "Benda Tegar".
Saat ini, kami ingin mempelajari entitas yang tidak memiliki jangkauan spasial. Hanya sebuah titik, dan titik itu bisa bergerak di seluruh ruang. Kita akan menyederhanakannya juga. Kami akan mengambil entitas yang hidup di sepanjang sumbu x. [menarik garis dengan integral]. Titik itu bergerak di sepanjang garis. Titik itu bisa dibayangkan sebagai sebuah manik melewati kawat. Manik hanya bisa meluncur maju-mundur. Ini tentang hal yang paling sederhana.
Saya tidak bisa mengurangi jumlah dimensi pada titik matematis. Ini merupakan dimensi terendah. Saya tidak bisa membuat objek lebih sederhana daripada hanya menjadi titik matematis. Kemudian, Anda harus berkata, "Apa yang harus saya ketahui tentang objek ini pada awalnya? Apa yang dimaksud dengan saat ini, atau apa yang merupakan informasi maksimal tentang saat ini?"
Yang kita lakukan adalah memilih titik asal, sebut saja nol, kita beri tanda di sana untuk mengukur jarak, dan kita bilang titik ini duduk di 1,2, 3,4, 5. Dia duduk di x = 5. Sekarang, tentu saja, kita harus memiliki satuan, dan satuan panjang adalah meter. Satuan waktu adalah detik, dan waktu akan diukur dalam detik. Kemudian kita akan datang ke unit lain. Saat ini, dalam kinematika, hanya ini yang Anda butuhkan.
Pemateri: Professor Ramamurti Shankar
Judul Asli: 1. Course Introduction and Newtonian Mechanics
Sumber: https://www.youtube.com/@YaleCourses/videos
Itulah yang akan kita fokuskan. Anda akan mengetahui bahwa hukum fisika untuk seluruh semester ini pasti dapat ditulis di salah satu papan tulis, atau bahkan setengah dari papan tulis itu. Dan tujuan dari kursus ini adalah untuk menunjukkan kepada Anda berulang kali bahwa dimulai dengan satu atau dua hukum itu, Anda dapat menyimpulkan semuanya, dan saya akan mendorong Anda untuk berpikir dengan cara yang sama.
Nyatanya, saya akan mendorong Anda untuk berpikir seperti fisikawan, bahkan jika Anda tidak berencana menjadi fisikawan, karena itulah cara termudah untuk mengerjakan mata kuliah ini, dan itu adalah mengikuti alasan di balik semua yang saya berikan kepada Anda. Dan tujuan saya bukan untuk mengatakan sesuatu sebagai dalil, tetapi untuk menunjukkan kepada Anda dari mana segala sesuatu berasal, dan yang terbaik bagi Anda jika Anda mencoba mengikuti logika. Dengan begitu, Anda tidak perlu menyimpan terlalu banyak barang di kepala.
Pada hari-hari awal ketika ada empat atau lima rumus, Anda dapat menghafal semuanya dan Anda dapat mencoba masing-masing rumus sampai berhasil, tetapi setelah beberapa minggu Anda akan memiliki seratus rumus dan Anda tidak dapat menghafal semuanya. Anda tidak dapat menggunakan trial and error. Anda harus tahu logikanya. Cara yang logis bukan hanya cara fisikawan melakukannya, tetapi cara yang lebih mudah untuk melakukannya. Jika ada cara lain yang akan berhasil untuk non-fisikawan, saya tidak akan ragu untuk mengajarkannya kepada Anda jika itu ternyata cara terbaik. Jadi, cobalah untuk mengikuti logika. Oke.
Mekanika Newton adalah topik pertama kita. Mekanika Newton memiliki dua bagian. Semua materi pada kuliah fisika ini akan terbagi ke dalam dua program. Rencananya adalah memprediksi masa depan dengan mempertimbangkan masa kini. Itu yang selalu kami lakukan. Ketika kita melakukannya dengan benar, kita puas. Pertanyaannya adalah, "Apa yang Anda maksud dengan 'memprediksi masa depan?'" Apa yang Anda maksud dengan masa depan? Apa yang Anda maksud dengan saat ini? Yang kami maksud dengan "masa kini"--kami akan memilih beberapa bagian dari alam semesta yang ingin kami pelajari dan kami akan bertanya, "Informasi apa yang perlu saya ketahui untuk sistem itu pada awalnya, seperti, saat ini, untuk bisa memprediksi masa depan?"
Misalnya, jika Anda mencoba mempelajari gerak suatu benda, inilah salah satu contohnya. [melempar sepotong permen untuk ditangkap seseorang]. Profesor Ramamurti Shankar: Lihat, itu adalah contoh mekanika Newton. Saya akan memberi Anda satu demonstrasi lagi. Mari kita lihat siapa yang bisa menangkap yang satu ini. [melempar bagian lain] Profesor Ramamurti Shankar: Itu contoh yang bagus.
Begitulah mekanika Newton bekerja, karena apa yang saya lakukan? Saya melepaskan sepotong permen, melemparkannya dari tangan saya, dan kondisi awal berkaitan dengan di mana saya melepaskannya dan dengan kecepatan berapa. Itulah yang Anda lihat dengan mata. Maka hanya itu yang perlu Anda ketahui. Lalu Anda tahu permen itu akan naik, lintasan permen akan melengkung, mengikuti semacam parabola, lalu tangan Anda ke sana untuk menerimanya.
Itu adalah verifikasi dari prediksi. Prediksinya adalah permen itu akan mendarat di sini, lalu Anda meletakkan tangan Anda di sana. Dia juga tahu di mana permen itu akan mendarat, tetapi dia tidak bisa menempatkan tangannya di sana tepat waktu. Kita selalu bisa membuat prediksi. Ini adalah contoh yang baik dari apa yang perlu Anda ketahui. Apa yang harus Anda ketahui tentang benda yang dilemparkan, menurut saya, adalah lokasi awal benda dan kecepatan awal.
Fakta bahwa permen itu berwarna biru atau merah tidak relevan, dan jika saya melemparkan gorila ke arah Anda, tidak peduli apa warna gorila itu, apa suasana hatinya. Ini adalah hal-hal yang tidak kita tangani dalam fisika. Ada gedung tinggi, soal fisika standar. Sebuah benda jatuh dari gedung tinggi. Objek bisa jadi seseorang. Kami tidak bertanya mengapa orang ini mengakhiri semuanya hari ini? Kami tidak tahu, dan kami tidak bisa menghadapinya. Jadi tidak semua hal bisa dijawab oleh fisika.
Kami hanya ingin tahu kapan dia akan menabrak trotoar, dan dengan kecepatan berapa. Kami mengajukan pertanyaan yang sangat terbatas, itulah sebabnya kami membual tentang seberapa akurat kami dapat memprediksi masa depan. Kami hanya meminta tujuan yang terbatas dan kami benar-benar berhasil memuaskannya. Pada dasarnya kita berurusan dengan benda mati. Produk dari mekanika Newtonian adalah untuk memprediksi masa depan dengan menggunakan data yang diberikan saat ini. Mekanika Newton memiliki dua bagian. Yang satu disebut kinematika dan yang lainnya disebut dinamika.
Kinematika adalah gambaran lengkap tentang masa kini. Ini adalah daftar dari apa yang harus Anda ketahui tentang sistem saat ini. Misalnya, jika Anda berbicara tentang kapur – jika saya melempar kapur, Anda harus tahu di mana letaknya dan seberapa cepat kapur itu bergerak. Dinamika kemudian memberi tahu Anda mengapa objek naik, mengapa objek turun dan mengapa ditarik ke bawah, dan seterusnya. Itulah dinamika. Alasan mengapa ia turun adalah gravitasi yang menariknya.
Dalam kinematika, Anda tidak menanyakan alasan di balik apa pun. Anda hanya ingin menggambarkan hal-hal sebagaimana adanya dan kemudian dinamika memberi tahu Anda bagaimana mereka berubah dan mengapa mereka berubah. Saya akan mengilustrasikan ide kinematika dengan mengambil contoh yang paling sederhana. Itu akan menjadi cara saya akan melakukan segalanya dalam kursus ini. Saya akan mulai dengan contoh paling sederhana dan perlahan-lahan menambahkan bel dan peluit dan membuatnya semakin rumit.
Beberapa dari Anda mungkin berkata, "Saya pernah melihat ini sebelumnya," jadi mungkin tidak ada yang baru di sini. Itu mungkin saja. Saya tidak tahu berapa banyak yang telah Anda lihat, tetapi cukup sering cara Anda belajar fisika sebelumnya di sekolah menengah mungkin berbeda dari cara fisikawan profesional memikirkannya. Perasaan yang kita miliki, hal-hal yang membuat kita bersemangat berbeda, dan masalahnya mungkin lebih sulit. Tapi saya ingin memulai di setiap contoh, di setiap situasi yang saya jelaskan kepada Anda, dengan contoh paling sederhana, dan perlahan menambahkan sesuatu.
Yang akan kita pelajari sekarang adalah benda tak hidup dan kita akan menyebutnya sebagai titik matematis. Objeknya adalah titik matematis. Titik matematis tidak memiliki ukuran. Jika Anda memutarnya, Anda tidak akan mampu membedakan bentuk dari titik ini. Titik matematis tidak seperti kentang. Anda mengambil kentang, memutarnya, kentang itu terlihat berbeda. Kentang tampak depan berbeda dengan kentang tampak belakang. Kita tidak cukup hanya mengatakan kentang ada di sini. Anda harus mengatakan ke arah mana kentang itu menghadap, dan seterusnya. Jadi, kami tidak ingin berurusan dengan objek seperti kentang sekarang. Objek seperti itu nanti akan ada saat kita mempelajari apa yang kita sebut "Benda Tegar".
Saat ini, kami ingin mempelajari entitas yang tidak memiliki jangkauan spasial. Hanya sebuah titik, dan titik itu bisa bergerak di seluruh ruang. Kita akan menyederhanakannya juga. Kami akan mengambil entitas yang hidup di sepanjang sumbu x. [menarik garis dengan integral]. Titik itu bergerak di sepanjang garis. Titik itu bisa dibayangkan sebagai sebuah manik melewati kawat. Manik hanya bisa meluncur maju-mundur. Ini tentang hal yang paling sederhana.
Saya tidak bisa mengurangi jumlah dimensi pada titik matematis. Ini merupakan dimensi terendah. Saya tidak bisa membuat objek lebih sederhana daripada hanya menjadi titik matematis. Kemudian, Anda harus berkata, "Apa yang harus saya ketahui tentang objek ini pada awalnya? Apa yang dimaksud dengan saat ini, atau apa yang merupakan informasi maksimal tentang saat ini?"
Yang kita lakukan adalah memilih titik asal, sebut saja nol, kita beri tanda di sana untuk mengukur jarak, dan kita bilang titik ini duduk di 1,2, 3,4, 5. Dia duduk di x = 5. Sekarang, tentu saja, kita harus memiliki satuan, dan satuan panjang adalah meter. Satuan waktu adalah detik, dan waktu akan diukur dalam detik. Kemudian kita akan datang ke unit lain. Saat ini, dalam kinematika, hanya ini yang Anda butuhkan.
Pemateri: Professor Ramamurti Shankar
Judul Asli: 1. Course Introduction and Newtonian Mechanics
Sumber: https://www.youtube.com/@YaleCourses/videos
Komentar
Posting Komentar