HUKUM GRAVITASI NEWTON

HUKUM GRAVITASI NEWTON

Motivasi, Tuhan telah menciptakan Bumi, bulan, dan matahari yang begitu indah dan juga bergerak secara teratur. Pernahkah kalian memandang bulan di suatu malam yang cerah? Indah sekali bukan? Pernahkan kalian mengamati bagaimana gerakan bulan, gerakan matahari, dan gerakan bintang-bintang?. Bagaimanakah pergerakan benda-benda langit tersebut?

A.       Perumusan Hukum Gravitasi Newton

Newton dapat merumuskan hukum gravitasi Newton,  sebelum tahun 1686, sudah banyak data terkumpul tentang gerakan bulan dan planet-planet pada orbitnya yang mendekati bentuk lingkaran, tetapi belum ada suatu penjelasan mengapa benda-benda angkasa bergerak seperti itu. Pada tahun inilah Sir Issac Newton memberikan kunci untuk menguak rahasia itu, yaitu dengan menyatakan hukum tentang gravitasi. Disamping menemukan ketiga hukum tentang gerak, Newton juga menyelidiki tentang gerakan-gerakan benda-benda angkasa, yaitu planet dan bulan.

Menurut cerita, Newton mendapatkan inspirasi tentang gravitasi ketika melihat buah apel yang jatuh dari puncak pohon. Isaac Newton menyadari saat buah apel jatuh dari pohonnya bahwa terdapat gaya yang bekerja pada apel dan Bumi dan disebutnya gaya gravitasi universal. Universal berarti berlaku secara umum untuk semua benda yang berada dalam semesta,. Newton juga menduga bahwa gaya inilah yang menyebabkan benda-benda luar angkasa tetap pada orbitnya.Berdasarkan ide gravitasi inilah Newton bersama sahabatnya Robert Hooke (1635-1703), menyusun hukum gravitasi umumnya yang sangat terkenal.

Contoh Gaya Gravitasi

Buah-buahan yang jatuh dari pohonnya adalah merupakan contoh gaya gravitasi. Semua benda yang ada di Bumi ini akan jatuh ke tanah apabila tidak ada yang menyangganya di suatu ketinggian. Yang pasti Tuhan merancang gaya gravitasi ini dengan fungsi yang sangat penting bagi kehidupan semua mahluk Bumi. Coba anda bayangkan jika Bumi tempat kita berpijak ini tidak ada gaya gravitasi, betapa susahnya semua benda tidak bisa disusun karena bertebaran, dan banyak lagi masalah lain yang akan timbul jika tidak ada gaya gravitasi Bumi. Contoh lain gravitasi Bumi adalah gaya tarik Bumi terhadap bulan sebagai satelit. Bulan merupakan benda langit yang mengitari Bumi. Karena Bumi mengitari matahari, maka bulan juga mengitari matahari bersamaan dengan Bumi. Selain itu, bulan juga berputar pada porosnya sendiri. Dengan demikian bulan mempunyai tiga gerakan sekaligus. Benda-benda langit yang berada di dalam tata surya tersusun secara rapi. Selama bergerak benda-benda itu tidak saling bertabrakan. Hal itu terjadi karena adanya gaya gravitasi pada masing-masing benda langit. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa yang menyebabkan gerakan benda-benda langit teratur adalah gaya gravitasi. Namun, penyebab sesungguhnya adalah Sang Pembuat gaya gravitasi yaitu Tuhan Yang Maha besar. Pengaruh Gravitasi Bulan terhadap Bumi Seperti yang telah dibahas sebelumnya bahwa matahari, planet-planet beserta bintang-bintangnya memiliki gaya gravitasi. Nah, begitu juga dengan Bumi dan bulan. Kedua benda angkasa ini saling menarik sehingga memengaruhi aktivitas yang ada di dalamnya.

B.            Menentukan Konstanta Umum Gravit

Nilai konstanta gravitasi diperoleh dari hasil percobaan yang dilakukan oleh Henry Cavendish pada tahun 1798 dengan menggunakan peralatan tampak seperti pada Gambar di bawah

Gambar.diagram

skematik neraca Cavendish

Neraca Cavendish terdiri dari dua buah bola kecil bermassa m yang ditempatkan pada ujung-ujung sebuah batang horizontal yang ringan. Batang tersebut digantung di tengah-tengahnya dengan serat yang halus. Sebuah cermin kecil diletakkan pada serat penggantung yang memantulkan berkas cahaya ke sebuah mistar untuk mengamati puntiran serat. Dua bola besar bermassa M didekatkan pada bola kecil m. Adanya gaya gravitasi antara kedua bola tersebut menyebabkan serat terpuntir. Puntiran ini menggeser berkas cahaya pada mistar. Dengan mengukur gaya antara dua massa, serta massa masing-masing bola, Cavendish mendapatkan nilai G sebesar:

G= 6,67 x 10^-11 Nm²/K

Tidak hanya Bumi, bulan pun memiliki gaya gravitasi. Namun, tentu saja gravitasi yang terdapat di bulan berbeda dengan gravitasi di Bumi. Keduanya memiliki gaya tarik-menarik yang membuatnya saling berhubungan satu sama lain. Dalam ilmu fisika, terdapat perhitungan besaran gaya gravitasi Bumi ke bulan. Jika Bumi memiliki percepatan gravitasi sebesar 9,8 meter/detik2 (m/d2), percepatan gravitasi di bulan hanya 1/3.600 gravitasi Bumi. Berarti, gaya gravitasi di bulan lebih kecil dari gaya gravitasi di Bumi. Itulah alasan mengapa Neil Armstrong tidak dapat berjalan normal layaknya di Bumi ketika mendarat di bulan. Nilai gravitasi bulan adalah  (1 G = kekuatan gravitasi Bumi), yaitu sekitar 0,17 kali kekuatan gravitasi Bumi. Dengan percepatan gravitasi permukaan yaitu = 1,6 m/s2, dibanding kan Bumi = 9.8 m/s2.

Gravitasi Bumi menarik bulan ke pusat Bumi, sedang gaya gravitasi bulan tetap mempertahankan posisi bulan, sehingga menghasilkan gaya sentrifugal yang membuat bulan berputar pada porosnya dan mengelilingi Bumi agar tidak tertarik ke pusat gravitasi Bumi atau tetap berada pada orbitnya.Seperti yang telah diungkapkan di atas, Bumi dan bulan memiliki keterkaitan akibat adanya gaya gravitasi. Walaupun saling menarik, Bumi dan bulan tidak saling bertumbukan karena adanya gaya sentrifugal yang muncul akibat perputaran bulan terhadap Bumi. Gaya inilah yang membuat bulan tetap berada pada orbitnya selain teori Newton yang mengatakan bahwa gravitasi juga dipengaruhi oleh jarak dan massa.

C.        Bunyi dan Persamaan Hukum Gravitasi Newton

Bunyi dari hukum gravitasi yaitu, “Setiap benda di alam semesta menarik benda lain dengan gaya yang besarnya berbanding lurus dengan hasil kali massa-massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya”. Pada sub yang keempat yaitu menjelaskan tentang persamaan gaya gravitasi Newton, agar peserta didik dapat lebih mengerti saya juga menambahkan contoh soal beserta pembahasannya, diaman besar gaya gravitasi, secara matematis dituliskan: