Pengertian, Rumus, dan Aplikasi Hukum Gravitasi

 Selamat datang di softilmu, blog sederhana yang berbagi ilmu pengetahuan dengan penuh keikhlasan. Kali ini kami akan berbagi pengetahuan tentang HUKUM GRAVITASI, beberapa topik utama yang akan kami bahas adalah Pengertian Hukum Gravitasi, Aplikasi, dan Rumus Hukum Gravitasi. Semoga artikelnya dapat bermanfaat.

A. PENGERTIAN HUKUM GRAVITASI
Hukum ini diperkenalkan oleh seorang ahli fisika dan matematikawan asal Inggris bernama Isaac Newton (1642-1727). Pada sejarahnya, Newton menemukan hukum ini ketika dia memperhatikan peristiwa apel jatuh. Ketika itu dia berpikir ada suatu gaya belum diketahui yang menyebabkan benda yang awalnya diam menjadi bergerak. Newton juga menyadari bahwa gaya itu juga yang menyebabkan bulan selalu berada didekat bumi dan tetap dalam lintasan orbit yang mengelilingi bumi. Newton menyebut gaya tersebut sebagai gaya ‘gravitasi’ dan menetapkan bahwa gaya ini pasti ada diantara semua benda.

Pada sejarahnya, sebenarnya hukum gravitasi sudah pernah dipikirkan oleh orang-orang pada zaman Yunani kuno dulu. Persoalan yang menjadi dasar pemikiran mereka tentang fenomena gravitasi yaitu, pertama, mengapa benda-benda selalu jatuh ke permukaan tanah dan yang kedua tentang pergerakan planet-planet. Ini juga merupakan pemikiran dasar Newton tentang gravitasi. Namun, yang membedakan antar keduanya adalah orang-orang Yunani pada waktu itu menganggap antara peristiwa benda yang jatuh dengan pergerakan planet merupakan dua hal yang berbeda. Sedangkan Newton memandang kedua peristiwa tersebut disebabkan oleh satu hal saja dan diikat oleh hukum yang sama yakni gaya gravitasi.

Gaya gravitasi adalah gaya tarik menarik antar dua benda yang memiliki massa. Gravitasi matahari menyebabkan benda-benda disekitar matahari beredar mengelilinginya. Begitu juga dengan gravitasi bumi yang menarik benda disekitarnya baik itu didalam atau diluar angkasa (bulan, meteor, satelit dan sebagainya) asalkan benda tersebut memiliki massa.

Hukum gravitasi universal menyatakan bahwa setiap massa benda menarik massa benda lainnya dengan gaya yang menghubungkan kedua benda. Besar gaya ini yaitu berbanding lurus dengan perkalian kedua massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa benda tersebut.

Jika dua buah benda bermassa m1 dan m2 dipisahkan oleh jarak R, maka besar gaya gravitasi antar kedua benda adalah :
Keterangan :
F = gaya tarik gravitasi (N)
G = konstanta gravitasi umum (6,673 x 10–11 Nm2/kg2)
m1, m2 = massa masing-masing benda (kg)
R2 =  jarak antara kedua benda (m)

DUA BENDA YANG MENGALAMI GRAVITASI
Pada gambar diatas, F12 merupakan gaya gravitasi yang dikerjakan m1 pada m2 sedangkan F21 merupakan gaya yang dikerjakan m2 pada m1. F12 bekerja pada m2 menuju m1, begitu juga sebaliknya F21 bekerja pada m1 dan menarik m1 menuju m2. F12 dan F21 mempunyai besar yang sama dengan arah yang saling berlawanan sehingga disebut dengan pasangan aksi reaksi. Pada gambar juga terdapat unsur r, dimana r merupakan jarak antara pusat m1 dan pusat m2.

Pada gambar sudah terdeskripsikan bagaimana hubungan antara gaya, massa dan jarak. Namun, ada yang kurang bila dilihat berdasarkan rumusnya yaitu nilai konstanta gravitasi umum. Nilai konstanta gravitasi umum (G) ditentukan dari hasil percobaan yang dilakukan oleh Henry Cavendish pada tahun 1798 dengan menggunakan peralatan neraca Cavendish.
NERACA CAVENDISH
Seperti yang terlihat pada gambar diatas neraca Cavendish mempunyai dua bola kecil yang bermassa masing-masing m1 yang diletakkan di ujung batang kecil yang digantungkan dengan seutas tali. Selain bola kecil ada dua bola besar dengan massa m2.  Pada bagian atas serat penggantung diletakkan sebuah cermin kecil untuk memantulkan berkas cahaya yang akan diamati puntiran seratnya. Dengan keberadaan gaya gravitasi antara kedua bola maka serat akan terpuntir. Puntiran ini menggeser berkas cahaya pada skala pengukur. Setelah gaya antara dua massa dan  massa masing-masing bola terukur, maka akan didapatkan konstanta gravitasi  umum seperti yang ditemukan Cavendish yaitu sebesar 6,673 x 10–11 Nm2/kg2.

B. APLIKASI HUKUM GRAVITASI
Menghitung Massa Bumi
Massa bumi dapat dihitung dengan menggunakan nilai konstanta gravitasi umum (G). Berdasarkan rumus dari percepatan gravitasi bumi, setelah diketahuinya besar jari-jari bumi yaitu R = 6,37 × 106 m (bumi dianggap bulat sempurna) maka kita dapat menghitung massa bumi, dengan cara sebagai berikut :
1. Menghitung Massa Matahari
Diketahui rata-rata jari-jari lintasan orbit bumi yaitu sebesar rB=1,5 x 1011m dan periode revolusi bumi selama 1 tahun = 3 x 107 s. Berdasarkan itu, kita dapat mencari massa matahari dengan cara sebagai berikut :
2. Menghitung Kecepatan Satelit
Satelit merupakan benda luar angkasa yang mengitari benda lainnya yang memiliki massa yang lebih besar dari massa satelit tersebut, seperti bulan yang merupakan satelitnya bumi. Menghitung kecepatan satelit dapat digunakan dalam dua cara yaitu dengan hukum gravitasi dan gaya sentrifugal. Berdasar hukum kedua Newton kita dapat menghitung kecepatan satelit yaitu dengan memanfaatkan nilai massa Bumi (M) dan jari-jari bumi (R). Rumus dan caranya yaitu sebagai berikut :

3. Menghitung Jarak Satelit yang Mengorbit Bumi
Dengan rumus gaya sentripetal dan rumus gaya gravitasi kita dapat mencari nilai dari jarak satelit yang mengorbit bumi, yaitu sebagai berikut :


Nah itulah postingan kali ini tentang PENGERTIAN, APLIKASI DAN RUMUS HUKUM GRAVITASI, Semoga dapat bermanfaat ilmunya. Apabila masih ada yang belum dimengerti silahkan sahabat tanyakan melalui kotak komentar di bawah ini. Kami akan berusaha merespon dengan cepat dan tepat. Terimakasih telah berkunjung di softilmu, jangan lupa follow, like dan komentarnya ya J

Post a Comment