Eksperimen Leonardo da Vinci yang Terlupakan Mengeksplorasi Gravitasi sebagai Bentuk Percepatan
Dalam sebuah artikel yang diterbitkan dalam jurnal Leonardo, para peneliti menggunakan pandangan baru pada salah satu buku catatan da Vinci untuk menunjukkan bahwa polymath yang terkenal itu telah merancang eksperimen untuk menunjukkan bahwa gravitasi adalah bentuk percepatan—dan bahwa dia selanjutnya memodelkan konstanta gravitasi untuk akurasi sekitar 97 persen.
Da Vinci, yang hidup dari tahun 1452 hingga 1519, jauh di depan kurva dalam mengeksplorasi konsep-konsep ini. Baru pada tahun 1604 Galileo Galilei berteori bahwa jarak yang ditempuh oleh benda jatuh sebanding dengan kuadrat waktu yang berlalu dan baru pada akhir abad ke-17 Sir Isaac Newton memperluasnya untuk mengembangkan hukum gravitasi universal, menggambarkan bagaimana objek tertarik satu sama lain. Rintangan utama Da Vinci dibatasi oleh peralatan yang dimilikinya. Misalnya, dia kekurangan alat untuk mengukur waktu dengan tepat saat benda jatuh.
Eksperimen Da Vinci pertama kali ditemukan oleh Mory Gharib, Profesor Teknik Penerbangan dan Medis Hans W. Liepmann, di Codex Arundel, kumpulan makalah yang ditulis oleh da Vinci yang mencakup topik sains, seni, dan pribadi.
Pada awal 2017, Gharib mengeksplorasi teknik visualisasi aliran da Vinci untuk didiskusikan dengan siswa yang dia ajar di program pascasarjana ketika dia melihat serangkaian sketsa yang menunjukkan segitiga yang dihasilkan oleh partikel mirip pasir yang keluar dari toples di Codex Arundel yang baru dirilis., yang dapat dilihat secara online atas izin British Library.
"Yang menarik perhatian saya adalah ketika dia menulis 'Equatione di Moti' pada sisi miring salah satu sketsa segitiganya—yang merupakan segitiga siku-siku sama kaki," kata Gharib, penulis utama makalah Leonardo. "Saya menjadi tertarik untuk melihat apa yang dimaksud Leonardo dengan kalimat itu."
Untuk menganalisis catatan tersebut, Gharib bekerja dengan rekannya Chris Roh, pada saat itu seorang peneliti postdoctoral di Caltech dan sekarang menjadi asisten profesor di Cornell University, serta Flavio Noca dari University of Applied Sciences and Arts Western Switzerland di Jenewa.
Noca menyediakan terjemahan catatan Italia da Vinci (ditulis dalam tulisan cermin tangan kirinya yang terkenal yang dibaca dari kanan ke kiri) saat ketiganya mempelajari diagram manuskrip.
Insinyur di Caltech menciptakan kembali percobaan yang digambarkan dalam jurnal Leonardo da Vinci, menunjukkan bahwa jika gerakan kendi yang menuangkan air atau bahan butiran dipercepat dengan kecepatan yang sama dengan percepatan gravitasi bahan yang jatuh, itu menciptakan segitiga sama sisi. Kredit: Caltech
Di koran, da Vinci menjelaskan eksperimen di mana kendi air akan dipindahkan di sepanjang jalur lurus sejajar dengan tanah, membuang air atau bahan butiran (kemungkinan besar pasir) di sepanjang jalan.
Catatannya memperjelas bahwa dia sadar bahwa air atau pasir tidak akan jatuh dengan kecepatan konstan melainkan akan dipercepat—juga bahwa materi berhenti dipercepat secara horizontal, karena tidak lagi dipengaruhi oleh kendi, dan bahwa percepatannya murni ke bawah karena gravitasi.
Jika kendi bergerak dengan kecepatan konstan, garis yang dibuat oleh material yang jatuh adalah vertikal, jadi tidak ada bentuk segitiga. Jika kendi berakselerasi dengan laju konstan, garis yang tercipta dari kumpulan material yang jatuh akan membentuk garis lurus tetapi miring, yang kemudian membentuk segitiga.
Dan, seperti yang ditunjukkan da Vinci dalam diagram kunci, jika gerakan kendi dipercepat dengan kecepatan yang sama dengan gravitasi yang mempercepat materi yang jatuh, itu menciptakan segitiga sama sisi—yang awalnya diperhatikan oleh Gharib yang disorot oleh da Vinci dengan nada " Equatione di Moti," atau "penyamaan (ekuivalen) gerak."
Da Vinci berusaha menggambarkan percepatan itu secara matematis. Di sinilah, menurut penulis penelitian, dia tidak cukup tepat sasaran. Untuk mengeksplorasi proses da Vinci, tim menggunakan pemodelan komputer untuk menjalankan eksperimen vas airnya. Melakukan hal itu menghasilkan kesalahan da Vinci.
"Apa yang kami lihat adalah bahwa Leonardo bergulat dengan ini, tetapi dia memodelkannya sebagai jarak benda jatuh sebanding dengan 2 pangkat t [dengan t mewakili waktu] bukannya sebanding dengan t kuadrat," kata Roh.
"Itu salah, tapi kami kemudian mengetahui bahwa dia menggunakan persamaan yang salah ini dengan cara yang benar." Dalam catatannya, da Vinci mengilustrasikan sebuah objek yang jatuh hingga empat interval waktu — periode di mana grafik dari kedua jenis persamaan berbaris rapat.
"Kami tidak tahu apakah da Vinci melakukan eksperimen lebih lanjut atau menyelidiki pertanyaan ini lebih dalam," kata Gharib. "Tetapi fakta bahwa dia bergulat dengan masalah ini dengan cara ini—di awal tahun 1500-an—menunjukkan seberapa jauh pemikirannya telah berkembang."
Makalah tersebut berjudul "Visualisasi Gravitasi Leonardo da Vinci sebagai Bentuk Percepatan".
