PENURUNAN RUMUS GAYA GRAVITASI UNIVERSAL NEWTON

HusainAhmad.com_ Kita telah sangat familiar dengan 3 Hukum Newton tentang gerak. Ternyata selain, merumuskan hukum tentang gerak, Newton juga mempertanyakan tentang mekanisme tata surya. Diantaranya mekanisme seperti apa yang dapat mempertahankan bulan tetap di orbitnya saat mengelililingi Bumi.

Newton juga memikirkan tentang benda yang jatuh dipermukaan bumi dalam keadaan dipercepat. Kesimpulanny adalah ada suatu mekanisme gaya yang menarik benda untuk jatuh kepermukaan bumi, belakangan kita sebut mekanisme gaya ini sebagai gaya gravitasi.

Menurut cerita yang sudah sangat terkenal, Newton sedang duduk di halaman belakang rumahnya dibawah sebuah pohon apel. ketika tiba-tiba sebuah apel jatuh dan mengenainya. Sehingga kemudian jika ia berfikir, bahwa jika gaya gravitasi berkerja pada buah apel, pada ranting pohon, atau bahkan pada gunung-gunung. Mengapa tidak gaya gravitasi ini bekerja pada bulan atau bahkan pada planet dan matahari.

Dari cerita diatas, meski tidak ada yang dapat mengkonfirmasi kebenarannya namun kita dapat setidaknya membayangkan bagaimana Newton memperoleh ilham untuk mengembangkan teori gravitasi umum. Namun, sebagaimana teori baru yang agak “radikal” sangat sering sulit untuk diterima oleh ilmuwan lain.

Pada masa itu sangat sulit membayangkan bahwa bumi bertanggung jawab untuk menjaga Bulan tetap berada pada orbitnya. Orang-orang memahami bahwa gaya hanya diberikan melalui gaya kontak saja. Sedangkan bumi dan bulan sama sekali tidak memiliki Kontak langsung. Karena terpisah pada jarak yang sangat jauh.

Persoalan selanjutnya bagi Newton, adalah bagaimana menghitung besar gaya gravitasi antara matahari dan Bulan. Langkah yang digunakan newton adalah dengan membandungkan percepatan gravitasi yang dialamii suatu objek dipermukaan bumi, yaitu 9,8 m/s². besaran ini kemudian dibandingkan dengan percepatan sentripetal bulan.

Percepatan sentripeltal bulan dapat dihitung jika dianggap bulan bergerak melingkar beraturan saat mengelilingi bumi.

{a}_s=\frac{v^2}{r}=0,00272\ m/s^2

Jika dibandingkan dengan percepatan gravitasi bumi diperoleh:

{a}_s=\frac{1}{3600}\ g

Dengan demikian dapat dketahui bahwa percepatan yang dialami bulan terhadap bumi adalah 1/3600 kali percepatan benda di permukaan bumi. melalui beberapa perbandingan lain menunjukkan keberulangan angkka 3600 = 60 x 60. Newton kemudian menyimpulkan bahwa gaya gravitasi yang diberikan oleh bumi pada suatu objek erbanding teerbalik dengan 1/r².

Gaya\ gravitasi ∝ \frac{1}{r^2}

Selanjutnya, Newton menyadari bahwa selain dipengaruhi oleh jarak, besarnya gaya Gravitasi juga dipengaruhi oleh massa objek. Semakin besar massa objek maka semakin besar pula gaya gravitasi. Sehingga persamaan gaya gravitasi menjadi.

F ∝ \frac{{m}_B{m}_b}{r^2}

Dimana m_B, m_b, dan r masing-masing adalah massa bumi, massa bulan, dan jarak antara bulan dan bumi.

Selanjutnya lebih jauh lagi Newton, memikirkan bahwa jika gaya gravitasi ini adalah penyebab bulan tetap berada di orbitnya, maka tentu saja gaya gravitasi ini juga bertanggung jawab menjaga planet-planet untuk tetap berada di orbitnya terhadap matahari.

Berdasarkan pemikiran ini newton menyampaikan Hukum Gravitasi Umumnya yang terkenal yaitu:

Semua objek di dunia ini menarik dan ditarik oleh objek lainnya, melaui gaya yang sebanding dengan massa kedua objek dan berbanding terbalik dengan jarak antara keduanya. Selanjutnya, gaya ini bekerja sepanjang garis lurus yang mengubungkan kedua objek ini.

Selanjutnya besar gaya gravitasi dapat dituliskan:

F = G \frac{{m}_1{m}_2}{r^2}

Dimana m₁ dan m₂ adalah massa kedua objek, sedangkan adalah jarak antara keduanya. G adalah konstanta gravitas umum yang besarnya ditentukan melalui percobaan Cavendish (G = 6,67 x 10^-11 N.m²/Kg².)

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, silahkan untuk membagikannya, memberi komentar, dan meng klik iklannya…. Hal ini dapat menjaga eksistensi website ini. Terima kasih