Gravitasi
HUKUM GRAVITASI NEWTON
Sebelum
mencetuskan Hukum Gravitasi Universal, eyang Newton telah melakukan
perhitungan untuk menentukan besar gaya gravitasi yang diberikan bumi
pada bulan sebagaimana besar gaya gravitasi bumi yang bekerja pada
benda-benda di permukaan bumi. sebagaimana yang kita ketahui, besar
percepatan gravitasi di bumi adalah 9,8 m/s2. jika gaya gravitasi bumi mempercepat benda di bumi dengan percepatan 9,8 m/s2, berapakah percepatan di bulan ? karena bulan bergerak melingkar beraturan (gerakan melingkar bulan hampir beraturan), maka percepatan sentripetal bulan dihitung menggunakan rumus percepatan sentripetal Gerak melingkar beraturan.
Diketahui orbit bulan yang hampir bulat mempunyai jari-jari sekitar 384.000 km dan periode (waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu putaran) adalah 27,3 hari. Dengan demikian, percepatan bulan terhadap bumi adalah
Jadi
percepatan gravitasi bulan terhadap bumi 3600 kali lebih kecil
dibandingkan dengan percepatan gravitasi bumi terhadap benda-benda di
permukaan bumi. Bulan berjarak 384.000 km dari bumi. Jarak bulan dengan
bumi ini sama dengan 60 kali jari-jari bumi (jari-jari bumi = 6380 km). Jika jarak bulan dari bumi (60 kali jari-jari bumi) dikuadratkan, maka hasilnya sama dengan 3600 (60 x 60 = 602
= 3600). Angka 3600 yang diperoleh dengan mengkuadratkan 60 hasilnya
sama dengan Percepatan bulan terhadap bumi, sebagaimana hasil yang
diperoleh melalui perhitungan.
Berdasarkan
perhitungan ini, eyang newton menyimpulkan bahwa besar gaya gravitasi
yang diberikan oleh bumi pada setiap benda semakin berkurang terhadap
kuadrat jaraknya (r) dari pusat bumi. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :
Selain
faktor jarak, Eyang Newton juga menyadari bahwa gaya gravitasi juga
bergantung pada massa benda. Pada Hukum III Newton kita belajar bahwa
jika ada gaya aksi maka ada gaya reaksi. Ketika bumi memberikan gaya
aksi berupa gaya gravitasi kepada benda lain, maka benda tersebut
memberikan gaya reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap
bumi. karena besarnya gaya aksi dan reaksi sama, maka besar gaya
gravitasi juga harus sebanding dengan massa dua benda yang berinteraksi.
Berdasarkan penalaran ini, eyang Newton menyatakan hubungan antara
massa dan gaya gravitasi, di mana massa benda sebanding dengan gaya
gravitasi. Secara matematis ditulis sbb :
MB adalah massa bumi, Mb adalah massa benda lain dan r adalah jarak antara pusat bumi dan pusat benda lain.
Setelah
membuat penalaran mengenai hubungan antara besar gaya gravitasi dengan
massa dan jarak, seyang Newton membuat penalaran baru berkaitan dengan
gerakan planet yang selalu berada pada orbitnya ketika mengitari
matahari. Eyang Newton menyatakan bahwa jika planet-planet selalu berada
pada orbitnya, maka pasti ada gaya gravitasi yang bekerja antara
matahari dan planet serta gaya gravitasi antara planet, sehingga benda
langit tersebut tetap berada pada orbitnya masing-masing. Luar biasa
pemikiran eyang Newton ini. tidak puas dengan penalarannya di atas, ia
menyatakan bahwa jika gaya gravitasi bekerja antara bumi dan benda-benda
di permukaan bumi, serta antara matahari dan planet-planet maka mengapa
gaya gravitasi tidak bekerja pada semua benda ?
Akhirnya,
setelah bertele-tele dan terseok-seok, kita tiba pada inti pembahasan
panjang lebar ini. Eyang Newton pun mencetuskan Hukum Gravitasi
Universal dan memngumumkannya pada tahun 1687, hukum yang sangat
terkenal dan berlaku baik di indonesia, amerika atau afrika bahkan di
seluruh penjuru alam semesta. Hukum gravitasi Universal itu berbunyi
demikian :
Semua partikel di
alam semesta menarik semua partikel lain dengan gaya yang berbanding
lurus dengan hasil kali massa partikel-partikel tersebut dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak antara partikel-partikel tersebut.
Secara matematis, besar gaya gravitasi antara partikel dapat ditulis sbb :
Fg adalah besar gaya gravitasi pada salah satu partikel, m1 dan m2
adalah massa kedua partikel, r adalah jarak antara kedua partikel. G
adalah konstanta universal yang diperoleh dari hasil pengukuran secara
eksperimen. 100 tahun setelah eyang Newton mencetuskan hukum Gravitasi
Universal, pada tahun 1978, Henry Cavendish berhasil mengukur gaya yang
sangat kecil antara dua benda, mirip seperti dua bola. Melalui
pengukuran tersebut, Henry membuktikan dengan sangat akurat alias tepat
persamaan Hukum Gravitasi Universal di atas. perbaikan penting dibuat
oleh Poyting dan Boys pada abad kesembilan belas. Nilai G yang diakui
sekarang adalah
sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar