Mengenal hukum Aksi - Reaksi
Hendradi Hardhienata (Departemen Fisika FMIPA IPB)

"To every Action there is always opposed an equal Reaction?" - Isaac Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica

Ada pepatah mengatakan "Tak kenal maka tak sayang". Pepatah ini tak hanya berlaku untuk para remaja yang sedang jatuh cinta akan tetapi juga berlaku buat para pelajar yang sedang belajar fisika. Sudahkah Anda mengenal hukum aksi-reaksi atau hukum ketiga Newton? Tentu saja sudah! Gaya aksi sama dengan (min) Gaya reaksi atau F aksi = -F reaksi. Itulah jawaban yang paling sering didengar kalau seseorang bertanya mengenai bunyi hukum tersebut. Jawaban ini tidak hanya salah tempat karena merupakan persamaan matematika (bukan pernyataan) akan tetapi juga dapat menimbulkan kesalahpahaman konsep. Ibarat mengenal seseorang, hanya namanya saja.

Kita tidak akan menghafalkan bunyi hukum aksi-reaksi karena pelajaran fisika bukanlah pelajaran menghafal bait-bait Shakespeare atau menghafal lagu-lagu wajib nasional. Kita akan berkenalan dengan hukum tersebut melalui pendekatan konsep dan aplikasi sehari-hari. Mari kita mengenal hukum aksi-reaksi secara benar! Hukum aksi-reaksi menjelaskan tentang interaksi antara dua benda. Newton menyadari bahwa gaya tidak bisa muncul dengan sendirinya. Gaya selalu muncul secara berpasangan. Jika sebuah benda A memberikan gaya kepada benda B (F[A pada B]) maka benda B akan memberikan gaya kepada benda A dengan arah yang berlawanan (F[B pada A]) dan bernilai sama besar (lihat gambar 1).

Perhatikan bahwa gaya yang disebabkan oleh A (F[A pada B]) berada/bekerja pada benda B (panah merah). Sebaliknya gaya yang disebabkan oleh B (F[B pada A]) berada pada benda A (biru). Kedua gaya ini berpasangan dan berlawanan arah tetapi tak saling meniadakan karena tidak bekerja pada benda yang sama. Mereka bekerja pada benda yang berbeda. Gaya mana yang merupakan gaya aksi dan reaksi tidak menjadi masalah. Sekarang gantilah benda A dengan Anda! Anda sedang mendorong sebuah benda B yang memiliki roda dibagian bawah (lihat gambar 2). Dorongan kaki Anda membuat Anda dan benda B bergerak ke kanan. Bagaimana menjelaskan fenomena tersebut menurut hukum aksi-reaksi?

Untuk menjelaskan mengapa balok B bergerak kita hanya melihat gaya-gaya yang bekerja pada balok B saja (lihat gambar 3). Ada dua gaya yang bekerja pada balok B yakni gaya dorongan tangan Anda (panah merah sedang) dan gaya dorongan balik tanah pada balok B (biru kecil). Perhatikan bahwa kedua gaya ini bukan merupakan pasangan aksi-reaksi karena bekerja pada benda yang sama! Gaya ini berlawanan arah. Oleh karena gaya dorong tangan lebih besar daripada gaya gesek tanah maka ada resultan gaya ke arah gaya dorong, yakni ke kanan.

Hal yang sama dapat kita lakukan untuk menjelaskan pergerakan Anda ke kanan. Pada diri Anda bekerja dua gaya yakni gaya dorong balik balok (biru sedang) dan gaya gesek tanah (merah panjang). Karena gaya gesek tanah lebih besar maka Anda terdorong ke kanan.

Jika gaya dorong balok (merah sedang) lebih kecil daripada gaya gesek tanah maka balok tidak bergerak. Itu sebabnya digunakan roda. Roda akan memperkecil gaya gesek sehingga balok lebih mudah digerakkan.

Sekarang kita tahu mengapa kuda yang menarik kereta tidak bisa menipu kusirnya dengan dalih hukum ketiga bahwa sekuat apapun kuda menarik kereta maka kereta akan menarik kuda dengan gaya yang sama dan berlawanan. Jelas sang kuda keliru! Gaya aksi-reaksi harus bekerja pada dua benda yang berbeda sehingga mereka tidak saling meniadakan pada benda yang sama. Gaya yang bekerja pada kuda adalah gaya gesek tanah dan gaya tarik kereta. Keduanya bukan gaya aksi reaksi karena sama-sama bekerja pada kuda (satu benda). Jika gaya gesek tanah lebih besar (artinya kuda harus mendorong tanah dengan gaya yang kuat) daripada gaya gesek tanah maka kuda akan memiliki gaya netto dan iapun bergerak bersama kereta (ingat kereta memiliki roda jadi gaya gesek kereta kecil dibandingkan gaya tarik kuda).

Mari kita berimajinasi lagi! Saat kita diam sambil berdiri diatas tanah ada dua gaya vertikal yang bekerja pada kita, yakni gaya berat (-mg) ke arah bawah/bumi dan gaya normal tanah (mg) ke atas. Keduanya saling menimbangi dan bernilai sama. Apakah keduanya merupakan gaya aksi reaksi? Tentu tidak! Mereka bekerja pada benda yang sama (pada Anda). Lalu siapakah pasangan gaya berat pada tubuh Anda? Ia harus bekerja pada benda lain. Benda itu adalah bumi. Benar! Bumi yang besar sedang ditarik oleh Anda tapi karena massa Anda yang menyebabkan gaya F (-m g), sangat sangat kecil dibandingkan massa Bumi maka percepatan yang diterima Bumi sangatlah kecil (a = F/M = (m g)/M, M bumi sangat besar). Keberadaan gaya normal yang merupakan reaksi dari gaya aksi benda yang menyentuh tanah menjelaskan mengapa Anda diam diatas tanah dan tidak menembus bumi! Karena resultan gaya Anda nol maka tentu saja Anda tidak menghilang dalam tanah atau terbang ke atas!

Gaya gesek memainkan peranan yang sangat penting meskipun kita seringkali tidak menyadarinya. Gaya gesek inilah yang sebenarnya membuat kita dapat berjalan dan mobil dapat bergerak. Kita berjalan dengan mendorong tanah kebelakang menggunakan kaki kita! Gaya kaki ini bekerja pada tanah. Sebagai reaksinya tanah akan mendorong kita kedepan dan kitapun berjalan tanpa berterimakasih?untung saja kita tidak berpijak pada es yang sangat licin karena gaya geseknya bisa amat kecil sehingga menyulitkan kita untuk terdorong ke depan dengan syarat kita tidak terjatuh terlebih dahulu!

Hanya kalau kita mau berimajinasi, berpikir bebas, dan mampu menjelaskan fenomena fisika dengan konsep yang benar, kita bisa sampai pada tahap menyayangi fisika?paling tidak sekarang kita telah mengenal hukum aksi reaksi dengan baik! Betul kan?

Gambar :

1. Gaya aksi reaksi terjadi secara berpasangan, arahnya berlawanan, besarnya sama, dan bekerja pada benda yang berbeda.
2. Terdapat tiga pasangan aksi-reaksi yang berarah horizontal pada gambar diatas. Pertama, pasangan aksi-reaksi gaya aksi dorongan Anda (panah merah sedang) dengan gaya reaksi dorongan balik balok pada Anda (biru sedang). Kedua, pasangan aksi-reaksi gaya aksi kaki Anda pada tanah (panah biru panjang) dan gaya reaksi tanah pada Anda (merah panjang). Ketiga gaya aksi balok pada tanah (merah pendek) dan gaya reaksi tanah pada balok (biru pendek). Gaya reaksi tanah pada benda juga dikenal sebagai gaya gesekan.
3. Terdapat dua gaya pada balok B yakni gaya dorong Anda (merah) dan gaya gesek (biru). Karena gaya merah (ke kanan) lebih besar daripada gaya biru (ke kiri) maka ada resultan gaya ke kanan.

(fisika.net)

Matahari-Bulan Masa ke Masa

Matahari-Bulan Masa ke Masa
Yuni Ikawati (Kompas)

Matahari dan Bulan sebagai benda angkasa yang menghidupi makhluk di Bumi kemunculannya yang tidak biasa, seperti ketika terjadi gerhana, mengundang perhatian manusia dengan berbagai reaksi, hingga melahirkan mitos dan kepercayaan.

Gerhana matahari total yang terjadi di China dan India pada Kamis (23/7) ditanggapi beragam oleh masyarakatnya. Penduduk India berbondong-bondong menyucikan diri di Sungai Gangga ketika fenomena alam itu terjadi. Upacara ritual itu hingga menelan korban jiwa.

Di beberapa daerah di Indonesia tempo dulu penduduknya akan beramai-ramai menabuh benda-benda yang mengeluarkan suara yang membahana ketika terjadi gerhana.

Menurut kepercayaan mereka ketika terjadi gerhana bulan atau matahari raksasa tengah menelan benda angkasa. Suara yang ingar bingar dipercaya akan mengusir sang raksasa sehingga batal menelan bola yang menyala di angkasa itu.

Matahari dan bulan memang dari waktu ke waktu telah mewarnai peradaban manusia dari masa ke masa.

Catatan sejarah menyebutkan, Matahari dianggap dewa tertinggi dalam kepercayaan Mesir kuno, dinamai Amon Ra (Dewa Matahari). Pada masa itu Amon Ra merupakan dewa yang banyak disembah di daratan Mesir. Kuil Abu Simbel didirikan untuk memujanya.

Selain Matahari orang Mesir juga memuja Osiris, Dewa Kehidupan Alam, penguasa akhirat, dan Anubis, Dewa Kegelapan.

Di masyarakat India yang beragama Hindu dikenal Dewa Surya yang artinya sama, Dewa Matahari. Surya juga diadaptasi ke dalam dunia pewayangan sebagai dewa yang menguasai atau mengatur surya atau Matahari, dan diberi gelar ”Batara”.

Menurut kepercayaan Hindu, Surya mengendarai kereta yang ditarik oleh tujuh kuda. Dewa ini memiliki kusir bernama Aruna, saudara Garuda, putra Dewi Winata.

Batara Surya ini adalah dewa yang menjadi tumpuan makhluk hidup di dunia. Batara Surya digambarkan sangat sakti dan menjadi salah satu dewa andalan di kahyangan.

Sementara itu, bangsa Jepang juga mendewakan Matahari yang disebutnya Amaterasu-omikami. Dalam mitologi Jepang adalah Dewi Matahari dan merupakan dewi Shinto yang paling penting. Dewi ini, menurut kepercayaan bangsa di Negeri Matahari Terbit, berhubungan secara langsung dengan garis silsilah rumah tangga kerajaan Jepang dan kaisar.

Sistem penanggalan

Kemunculan Matahari dan Bulan yang teratur sepanjang masa bukan hanya sebagai penetapan arah mata angin, melainkan sejak masa lalu telah digunakan bangsa Arab dan China dalam sistem penanggalan mereka, yang tetap digunakan hingga kini.

Penentuan penanggalan tahun Miladiah atau Masehi, misalnya, mengacu pada Matahari. Adapun tahun Hijriah atau Qamariah didasari pada terbitnya Bulan atau lebih tepatnya berpatokan pada jalur edar Bulan muda atau hilal yang tampak di ufuk senja pada ketinggian 0 derajat terhadap cakrawala. Kemunculan hilal menjadi perhatian umat Islam di seluruh dunia ketika menetapkan awal bulan Syawal dan Ramadhan.

Penetapan waktu berdasarkan terbitnya Matahari yang begitu terang terlihat dari permukaan Bumi tidak pernah menjadi masalah. Namun, tidak demikian dengan tahun Qamariah.

Sejak 15 abad silam hingga 1 Syawal 1428 Hijriah yang lalu, kerap muncul perbedaan penetapan awal Syawal, termasuk di Indonesia. Sementara itu, di dunia juga dirayakan Tahun Baru China, atau yang lebih dikenal sebagai Tahun Baru Imlek. Kata Imlek (Im > Bulan, Lek > penanggalan) berasal dari dialek Hokkian. Dalam bahasa Mandarin disebut yin li yang berarti kalender Bulan.

Perayaan Tahun Baru Imlek dirayakan pada tanggal 1 hingga tanggal 15 pada bulan pertama penanggalan kalender China yang menggabungkan perhitungan Matahari, Bulan, 2 energi yin-yang, konstelasi bintang atau astrologi shio, 24 musim, dan 5 unsur.

Masyarakat Tionghoa di Indonesia juga menjalani tradisi, yaitu Festival Bulan Purnama yang merupakan bagian dari perayaan Cap Go Meh. Cap Go Meh melambangkan hari ke-15 dan hari terakhir dari masa perayaan Imlek (saat ini tahun 2560) bagi komunitas Tionghoa yang tinggal di luar China.

Istilah ini berasal dari dialek Hokkian yang artinya hari kelima belas dari bulan pertama dan juga merupakan bulan penuh pertama dalam tahun baru tersebut.

Sumber : Kompas (25 Juli 2009)

(Yuni Ikawati)