TEORI HUKUM GRAVITASI UNIVERSAL NEWTON DAN RUMUS GAYA GRAVITASI

Posted on

Hukum gravitasi universal muncul dari pemikiran seorang ilmuwan Fisika bernama Isaac Newton berdasarkan pemikiran atau teori-teori yang pernah dikemukakan oleh ilmuwan terdahulu tentang gravitasi. Dalam prosesnya, Newton memperhatikan peristiwa jatuhnya buah apel dan mulai berfikir bahwa ada gaya yang mempengaruhi buah tersebut sehingga jatuh dari pohonnya. Newton juga beranggapan bahwa gaya tersebut juga menyebabkan
bulan selalu berada di dekat bumi dan tetap mengelilingi bumi dalam orbitnya. Berdasarkan pemahaman dan beberapa teori sebelumnya, Newton kemudian memperkenalkan gaya tersebut sebagai gaya gravitasi dan mencetuskan hukum gravitasi universal yang menurutnya berlaku untuk semua benda. Pada kesempatan ini, Bahan
belajar sekolah akan membahas hukum gravitasi Newton dan rumus gaya gravitasi berdasarkan hukum gravitasi Newton.

Hukum Gravitasi Newton

Hukum gravitasi universal Newton menyatakan bahwa semua benda di alam semesta mengalami suatu gaya yang diberikan oleh benda lain. Untuk mempertahankan posisinya, maka tiap-tiap benda juga memberikan gaya yang sama pada benda lain sehingga terjadi gaya interkasi berupa gaya tarik menarik.

Menurut Newton, semua benda saling tarik menarik dengan gaya yang besarnya berbanding lurus dengan hasil kali massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda. Besar gaya tarik-menarik inilah yang kemudian dikenal sebagai gaya gravitasi.

Jika dilihat berdasarkan rumusnya, maka gaya gravitasi yang dialami oleh sebuah benda sebenarnya sama dengan gaya berat yang dialami oleh benda. Gaya tarik menarik antara sebuah benda yang berada di permukaan bumi dengan bumi merupakan berat benda tersebut.

Itu sebabnya, ketika berada di planet yang berbeda, benda akan memiliki berat yang berbeda meskipun massanya sama. Perbedaan berat tersebut timbul karena besar gaya gravitasi yang dialami oleh benda di dua planet tersebut berbeda.

Jika dikaitkan dengan kuat medan gravitasi atau yang dikenal sebagai percepatan gravitasi, maka perbedaan berat benda atau gaya gravitasi yang dialami oleh benda di dua planet berbeda timbul karena percepatan gravitasi yang dialami benda berbeda di satu planet dengan planet lainnya.

Misalnya saja percepatan gravitasi di bumi berbeda dengan percepatan gravitasi di bulan. Percepatan gravitasi di bulan lebih kecil daripada percepatan gravitasi di bumi, yaitu sekitar 1/6 dari percepatan gravitasi bumi. Karena lebih kecil, maka berat benda akan lebih ringan saat berada di bulan.

Dilihat dari segi konsep, pembahasan tentang gaya gravitasi ini sangat mirip dengan gaya listrik atau gaya Coulomb. Kedua gaya ini memiliki rumus berbentuk kuadrat terbalik, yaitu sama-sama berbanding terbalik dengan kuadrat jarak benda.

Jika gaya gravitasi berbicara mengenai gaya tarik-menarik antara massa, maka gaya listrik berbicara mengenai gaya
tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua muatan. Sebagian besar rumus-rumusnya juga sama hanya saja besarannya yang berbeda.

Karena kesamaan konsep ini, maka biasanya jika anda sudah menguasai konsep gaya listrik anda juga akan mudah memahami konsep gaya gravitasi, atau sebaliknya. Di bawah ini kami lampirkan link berisi tips dan tri untuk menghapal rumus gaya gravitasi sekaligus rumus gaya listrik.

Rumus Gaya Gravitasi dari Dua Benda Bermassa

Gaya gravitasi adalah gaya tarik-menarik antara dua benda bermassa yang terpisah pada jarak tertentu. Besar gaya gravitasi tersebut berbanding lurus dengan hasil kali kedua massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda.

Keterangan :
F = gaya gravitasi (N)
G = tetapan gravitasi (6,672 x 10-11 N m2/kg2)
M = massa benda pertama (kg)
m = massa benda kedua (kg)
r = jarak kedua benda (m).

Perhatikan rumus di atas. Dari rumus tersebut jelas terlihat bahwa besar gaya gravitasi yang dialami oleh dua massa
bergantung pada besar massa masing-masing benda dan jarak antara kedua massa tersebut. Sedangkan G adalah sebuah tetapan yang nilainya sangat kecil.

Karena nilai tetapan gravitasi sebagai faktor pengali sangat kecil (berpangkat negatif), maka gaya gravitasi antar kedua benda hanya terasa atau dapat diamati jika benda tersebut memiliki massa yang sangat besar. Jika massa kedua benda sangat kecil, maka gaya gravitasinya juga sangat kecil.

Selain itu, karena besar gaya gravitasi berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya, maka perubahan jarak akan sangat mempengaruhi besar gaya gravitasi. Semakin dekat jarak kedua benda, maka akan semakin besar gaya gravitasi yang dialaminya. Sebaliknya, semakin jauh jarak kedua benda, maka semakin kecil gaya gravitasinya.

Karena gaya gravitasi yang dialami oleh dua benda merupakan gaya interaksi antar dua benda bermassa berupa gaya
tarik-menarik, maka gaya gravitasi yang dialami oleh kedua benda tersebut sama besar. Misal dua benda A dan B yang bermassa m1 dan m2 terpisah pada jarak R seperti gambar berikut.

Hukum Gravitasi Newton dan Gaya gravitasi

Dari gambar tersebut, dapat dilihat bahwa benda A menarik benda B dan begitupula benda B menarik benda A dengan arah gaya yang berlawanan. Arah gaya tersebut dapat dilihat pada gambar di atas.

Besar gaya gravitasi yang dialami oleh A:
Besar gaya gravitasi yang dialami oleh B:

Keterangan :
FAB = besar gaya gravitasi yang dialami oleh benda A akibat benda B.
FBA = besar gaya gravitasi yang dialami oleh benda B akibat benda A.

Dari kedua rumus di atas jelas terlihat bahwa besar gaya gravitasi yang dialami oleh benda A sama dengan besar gaya gravitasi yang dialami oleh benda B, sehingga berlaku:
Contoh soal :
Dua buah benda berada dalam satu garis terpisah pada jarak 4 meter. Jika massa kedua benda berturut-turut adalah 6 kg dan 10 kg, maka tentukanlah besar gaya gravitasinya.

Pembahasan :
Dik : m1 = 6kg, m2 = 10 kg, r = 4 m, G = 6,67 x 10-11 N m2/kg2
Dit : F = … ?

Gaya gravitasi yang dialami kedua benda:
⇒ F = G (m1. m2)/r2
⇒ F = (6,67 x 10-11)(6.10) / (4)2
⇒ F = (400,2 x 10-11) /16
⇒ F = 25,01 x 10-11
⇒ F = 2,5 x 10-10 N.

Perhatikan hasil yang diperoleh. Besar gaya gravitasi yang dialami oleh kedua benda tersebut terbilang sangat kecil karena pengalinya berpangkat negatif. Itu sebabnya gaya tarik menarik antar dua benda bermassa kecil tidak akan terlihat dengan jelas.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *