FIZIK-LAH! - 3

Fizik klasik turut dikenali sebagai mekanik klasik (classical mechanics). Istilah mekanik klasik pertama kali digunakan pada awal abad ke-20 sebagai bentuk pengajian fizik berasaskan sistem yang bermula dari Isaac Newton dan kotemporarinya seperti Christiaan Huygens, Gottfried Leibniz, Robert Hooke, Leonhard Euler dan lain-lain. Mereka ini lebih dikenali sebagai filsuf alamiah kerana fizik yang dibawa oleh mereka turut mengandungi elemen falsafah.

Elemen utama mekanik klasik adalah berasaskan idea yang dibawa oleh Newton iaitu masa dan ruang bersifat hakiki atau tetap (absolute). Ia tidak bersifat relatif dan subjektif seperti yang dibawa oleh Einstein dalam fizik relativiti. Rangka rujukan (reference frame) yang dibawa pula berasaskan Transformasi Galilean (Galilean Transformation).

Apa itu rangka rujukan

Rangka rujukan adalah keadaan sistem. Terdapat dua jenis rangka rujukan iaitu sistem inersia dan sistem bukan inersia. Contoh rangka rujukan adalah anda sedang melihat seseorang bergerak di atas kereta api yang bergerak. Di sini ada dua rangka rujukan. Pertama, rangka rujukan Bumi. Kedua, rangka rujukan di atas kereta api.

Apabila kita mengira kelajuan orang yang bergerak di atas kereta api tersebut, jawapannya berbeza bergantung pada rangka rujukan. Sekiranya rangka rujukannya adalah Bumi, anda mengira pergerakan orang tersebut sekali dengan kelajuan kereta api. Tetapi apabila rangka rujukan anda adalah kereta api, maka anda hanya mengira kelajuan pergerakan orang tersebut saja.

Sekiranya kelajuan kereta api adalah 24 m/s dan kelajuan pergerakan orang tersebut adalah 0.5 m/s, maka bagi rangka rujukan Bumi, kelajuan pergerakan orang tersebut adalah 24.5 m/s. Tetapi bagi rangka rujukan kereta api, kelajuannya adalah 0.5 m/s.

Sistem inersia adalah apabila Bumi atau kereta api itu bergerak pada halaju tetap. Bermaksud, halajunya tak berubah. Sistem bukan inersia pula adalah apabila Bumi atau kereta api mengalami pecutan (acceleration). Bermaksud, halajunya berubah. Tapi sebab halaju Bumi sentiasa tetap, biasanya kita akan pertimbangkan halaju kereta api.

Apa pula Transformasi Galilean

Transformasi yang dimaksudkan di sini lebih pada analisis koordinat sesuatu objek. Koordinat adalah lokasi dari sudut pemahaman matematik. Transformasi ini melibatkan dua rangka rujukan tadi. Kalau kita berada pada rangka rujukan Bumi dan mahu analisis koordinat rangka rujukan kereta api, ia memerlukan Transformasi Galilean.

Kami tak mahu pergi lanjut mengenai perkara ini. Cukuplah memahami mekanik klasik adalah penumpuan pada pergerakan objek makro atau objek besar yang tidak bergerak menghampiri kelajuan cahaya. Pergerakan objek ini dipengaruhi oleh daya-daya. Sistem yang digunakan dalam mekanik ini adalah sistem mekanik Newton dan berasaskan hukum-hukum Newton.

Terdapat juga sistem lain yang turut diguna pakai dalam mekanik klasik iaitu mekanik Hamilton dan mekanik Lagrangian.