Simulasi Mekanika – Pendahuluan

Dalam mekanika klasik, kita akan menjumpai beberapa mekanika, mulai dari mekanika Newton hingga mekanika sistem kontinu. Apabila berbicara tentang mekanika Newton, maka salah satu hal yang paling sering menjadi permasalahan adalah persamaan gerak suatu partikel, apabila dipengaruhi oleh beberapa gaya yang berbeda. Persamaan gerak pada dasarnya merupakan ungkapan matematis yang menjelaskan gerakan suatu partikel yang terkait. Dengan persamaan gerak ini, kita dapat memprediksikan bagaimana partikel tersebut bergerak, seperti posisi partikel tersebut ketika pada waktu tertentu. Sebagai contoh, untuk kasus gerak jatuh bebas dengan mengabaikan gesekan udara, maka persamaan geraknya akan menjadi persamaan gerak lurus berubah beraturan, dengan nilai percepatannya adalah nilai gravitasi. Apabila gesekan udara tidak diabaikan, maka persamaan geraknya akan berupa fungsi eksponensial, dan untuk lebih jelasnya dapat dilihat di sini.

Namun, tidak semua sistem memiliki persamaan gerak yang kontinu seperti kedua contoh di atas. Suatu sistem bisa saja memiliki persamaan gerak yang sangat berbeda apabila partikel telah mencapai titik tertentu. Sebagai contoh, ketika benda memantul dari tembok, persamaan gerak setelah pantulan bisa saja sangat berbeda. Atau ketika partikel yang melaju tiba-tiba memasuki suatu medan listrik atau medan magnet. Akibatnya, penentuan posisi partikel akan menjadi lebih rumit karena persamaan gerak yang tidak kontinu ini, dimana parameter-parameternya dapat berubah saat posisi tertentu.

Salah satu cara untuk mempermudah penjelasan tentang persamaan gerak ini adalah dengan menggunakan bantuan komputer. Sebelum adanya komputer, para ilmuwan melakukan kalkulasi dari permasalahan ini secara manual, atau dengan kata lain, mereka menghitung satu persatu persamaan matematika untuk parameter yang berbeda-beda, dimana cara tersebut memakan waktu yang sangat lama. Namun, dengan perkembangan teknologi komputer, proses kalkulasi tersebut dapat dilakukan hanya dalam waktu beberapa mikrodetik saja, atau dapat selesai dalam sekejap, sehingga dapat menghemat waktu yang sangat banyak. Dan saat ini, penelitian pada umumnya mengandalkan komputer, baik untuk pemodelan maupun analisis data.

Komputer pada saat ini sudah mendukung fitur gambar, sehingga yang dilakukan oleh komputer tidak hanya sekedar menghitung saja, namun juga dapat menampilkan, memproses, atau bahkan membuat gambar. Dengan demikian komputer juga dapat mereplikasi suatu sistem yang sebelumnya telah kita singgung dalam bentuk gambar, atau biasa disebut sebagai simulasi. Dengan melakukan simulasi melalui komputer, kita dapat memperoleh gambaran secara nyata gerakan-gerakan partikel dalam sistem tersebut, dan juga dapat meyakinkan kita apakah model matematika yang telah kita buat sesuai dengan kenyataan atau tidak.

Dalam seri ini, kita akan membahas cara-cara melakukan simulasi menggunakan animasi secara bertahap, mulai dari cara menggambar hingga algoritma programnya. Namun, kita tidak akan membahas source code dari program itu, karena kita dapat menggunakan bahasa pemrograman seperti Python atau MATLAB, dan kita juga akan lebih fokus ke cara-cara tersebut. Penggambaran objek juga akan dilakukan secara matematis, atau dengan kata lain, kita akan menggunakan persamaan matematika untuk menggambar beberapa objek dalam simulasi yang akan kita buat.

Next : Menggambar Lingkaran dengan Persamaan Matematis

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google

You are commenting using your Google account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: