Apa Yang Dimaksud Dengan Hukum Gravitasi Newton?

ilustrasi apa yang dimaksud dengan hukum gravitasi Newton? Foto: pexels.com.

Bumi adalah salah satu planet yang memiliki gaya gravitasi yang kuat. Konsep hukum gravitasi pertama kali dirumuskan oleh Isac Newton. Lalu, apa yang dimaksud dengan hukum gravitasi Newton?

Hukum gravitasi Newton digunakan sampai sekarang untuk menghitung gaya gravitasi pada suatu benda, baik dalam pendidikan maupun untuk kebutuhan penelitian.

Artikel ini akan mengungkap secara rinci apa yang dimaksud dengan hukum gravitasi Newton, lengkap dengan rumus yang digunakan. Simaklah penjelasannya dalam uraian berikut ini.

Apa yang Dimaksud dengan Hukum Gravitasi Newton?

ilustrasi apa yang dimaksud dengan hukum gravitasi Newton? Foto: pexels.com.

Hukum gravitasi Newton merupakan kesimpulan Isac Newton tentang interaksi antarmassa. Contoh kongkretnya hukum ini adalah benda yang dilemparkan ke atas akan selalu jatuh ke bumi.

Contoh lainnya yaitu, peristiwa satelit dan bulan yang mengorbit bumi serta bumi yang mengorbit matahari.

Menyadur buku Pengantar Fisika 1 yang disusun oleh Bambang Murdaka Eka Jati, pada peristiwa satelit dan bulan yang mengorbit bumi dan juga bumi mengorbit matahari, gaya gravitasi berperan sebagai gaya sentripetal. Sedangkan kecepatan gerak satelit dan bulan ketika mengorbit bumi memberi gaya sentrifugal.

Gravitasi dapat terjadi antara bumi terhadap satelit dan bulan, matahari terhadap bumi, ataupun antarmassa. Jadi, sifat saling tarik antarmassa berlaku umum, atau bisa berlaku untuk jenis apapun.

Gagasan tentang gaya gravitasi ini diawali dari pengamatan Newton pada peristiwa jatuhnya buah apel dari pohonnya. Fenomena itu kemudian diuji oleh Newton dengan neraca Cavendish. Lalu, simpulan dari eksperimen tersebut dinyatakan dalam hukum gravitasi Newton.

Kesimpulannya, hukum gravitasi Newton menyatakan, “Gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik menarik yang berbanding lurus dengan massa massing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.”

Sederhanannya, dengan adanya gravitasi, semua benda yang ada di bumi akan selalu ditarik ke arah pusat bumi. Meskipun suatu benda dilempar setinggi mungkin, benda itu akan tetap jatuh.

Newton juga mengungkap bahwa kecepatan gerak jatuh benda tak sama dengan benda lainnya. Alasannya, setiap gerak jatuh benda dapat dipengaruhi ukuran, bentuk, dan berat benda.

Contohnya, ketika melempar sebuah kelereng dan tisu, kelereng akan lebih cepat jatuh dibandingkan tisu. Kelereng sendiri memiliki beban lebih berat, sedangkan tisu memiliki beban yang ringan dan membuatnya jatuh ke tanah lebih lama.

Rumus Hukum Gravitasi Newton

ilustrasi rumus hukum gravitasi Newton. Foto: pixabay.com.

Dikutip dari buku Kupas Fisika SMA untuk Kelas 1, 2, & 3 karya Ari Damari, hukum gravitasi Newton dituangkan dengan rumus berikut ini:

F= G(m₁.m₂)/r²

Keterangan:

Saat menggunakan hukum gravitasi Newton, ada beberapa hal yang harus diperhatikan. Yakni, benda harus dianggap sebagai partikel atau berbentuk bola garis kerja gaya gravitasi Newton dan terletak di antara garis yang menghubungkan antara pusat benda 1 dan pusat benda 2.

Gaya gravitasi benda 1 juga dikerjakan oleh benda 2 dan gaya gravitasi benda m2 dilakukan oleh benda 1. Di samping itu, gaya gravitasi termasuk besaran vektor, sehingga pada interaksi lebih dari 2 massa dapat dihitung melalui penjumlahan vektor.

Medan Gravitasi

ilustrasi medan gravitasi. Foto; pixabay.com.

Menyadur buku Fisika SMA Kelas XI karya Yudhistira Ghalia Indonesia, berdasarkan hukum gravitasi, benda yang bermassa besar atau kecil di sekelilingnya saling memberikan gaya satu sama lain yang sama besar. Gaya tersebut terjadi di daerah yang masih dipengaruhi oleh gravitasi. Nah, daerah inilah yang dikenal dengan medan gravitasi.

Sementara itu, gaya gravitasi yang bekerja pada benda dapat menimbulkan percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi juga sering disebut kuat medan gravitasi karena menjelaskan besarnya gaya gravitasi satuan massa benda.

Besarnya sebanding dengan massa benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak benda terhadap pusat gravitasi. Untuk diketahui, kuat medan gravitasi merupakan besaran vektor.

Jika suatu benda dipengaruhi oleh gaya gravitasi beberapa benda lainnya, maka besar kuat medan gravitasinya menjadi resultan vektor kuat medan gravitasi yang bekerja terhadap benda tersebut.

Semakin jauh jarak benda dari permukaan bumi, maka akan semakin kuat juga medan gravitasi dari benda tersebut. Secara matematis, rumus kuat medan gravitasi dapat ditulis:

g= F/m, dengan mengganti nilai F menjadi g= G (M/r kuadrat)

Keterangan:

Baca Juga: Penemu Gaya Gravitasi dan Sejarah Singkatnya

Tiga Jenis Gaya Gravitasi

ilustrasi fungsi gravitasi. Foto: pixabay.com.

Gaya gravitasi sangat penting untuk kelangsungan hidup makhluk Bumi. Menyadur Modul Ilmu Pengetahuan Alam: Aktif Bergerak oleh Desy Juwita Ningsih, ada tiga jenis gaya gravitasi yang ada di alam semesta, yaitu gravitasi bulan, gravitasi bumi, dan gravitasi matahari.

Matahari sendiri memiliki gaya gravitasi sebesar 274 m/s2. Dengan gaya sebesar itu, planet di sekitar tata surya akan berputar pada poros atau rotasinya. Inilah tiga jenis gaya gravitasi dan fungsinya.

1. Gaya Matahari

Gaya matahari membuat planet di sekitarnya tetap berada dalam orbit masing-masing. Planet-planet itu kemudian berputar mengelilingi matahari sesuai dari orbit dan disebut dengan revolusi.

Rotasi planet menyebabkan perubahan siang dan malam. Sementara revolusi menyebabkan perubahan musim.

2. Gravitasi Bulan

Meski tak sebesar gravitasi matahari, gravitasi bulan memiliki fungsi yang penting. Gravitasi bulan menyebabkan pasang surut air laut. Saat posisi bulan sangat dekat dengan bumi, air laut akan mengalami pasang.

Sedangkan jika posisi jauh, air lau akan mengalamai surut. Fenomena ini sering terjadi karena air laut tertarik oleh gaya gravitasi bulan.

3. Gravitasi Bumi

Gravitasi bumi tak selalu sama di setiap bagian. Hal ini disebabkan oleh bentuk bumi tak bulat sempurna, namun pepat di kedua kutubnya. Fungsi gravitasi bumi adalah menarik atmosfer serta menahannya sehingga makhluk hidup dapat bernapas dengan baik.

Contoh Gaya Gravitasi dalam Kehidupan

ilustrasi contoh gaya gravitasi. Foto: pixabay.com.

Setelah memahami pengertian hukum gravitasi Newton hingga kuat medan gravitasi, simak berbagai contoh gaya gravitasi yang ada dalam kehidupan.

Dikutip dari buku Fisika SMA XI IPA yang disusun oleh Efrizon Umar, ada beberapa contoh bentuk gaya gravitasi dalam kehidupan, yaitu:

1. Tarik-menarik Antara Bumi dan Penerjun Bebas di Udara

Para penerjun bebas mengalami gaya gravitasi setelah beberapa saat melompat dari dalam pesawat. Ketika mereka terjun dari pesawat, terjadi gaya tarik-menarik dengan bumi sehingga tubuh mereka terus bergerak (tertarik) ke bawah.

Sementara itu, gaya tahanan udara terus mendorong ke atas dan terus bertambah hingga sebanding dengan gaya tarik bumi mengarah ke bawah. Akibatnya, penerjun bebas memiliki kecepatan yang konstan.

2. Orbit Planet

Gaya gravitasi dapat menahan planet-planet agar tetap berada di lintasan orbit. Maka, planet dalam tata surya selalu berputar mengelilingi matahari dan satelit (bulan) berputar mengelilingi planetnya.

Tanpa adanya gaya tarik dari matahari, maka planet akan terlempar dari lintasannya dan bisa bertabrakan. Jadi, gaya gravitasi tak hanya berguna untuk bumi, melainkan juga alam semesta.

Menyadur buku Fisika Dasar Jilid 2 oleh Aslam Chitami Priawan Siregar, gravitasi matahari juga menjaga manusia pada jarak yang nyaman untuk melihat kehangatan cahaya matahari. Bukan itu saja, gravitasi Bulan juga dapat menyebabkan pasang surut air laut.

3. Pesawat Ruang Angkasa Mengalami Percepatan ke Arah Bumi

Pesawat ruang angkasa yang sedang beredar mengelilingi bumi akan mengalami percepatan ke arah bumi akibat gaya gravitasi. Akibatnya, penumpang pesawat ruang angkasa atau astronot akan merasa kehilangan berat badan karena pengaruh gaya yang dapat menyebabkan benda jatuh.

Setelah mendarat di permukaan bulan, astronot tidak mengalami kesulitan untuk melompat tinggi-tinggi di atas permukaan bulan. Kondisi ini terjadi karena otot-otot mereka terbiasa dengan gaya gravitasi yang lebih kuat.

4. Turunnya Air Hujan

Proses turunnya air hujan berasal dari uap air yang menguap dari permukaan bumi ini kembali lagi ke bumi setelah proses kondensasi menjadi hujan. Air hujan langsung jatuh ke tanah dan tidak melayang di udara. Karenanya, keberadaan gaya gravitasi daapt terlihat jelas.

5. Jatuhnya Suatu Benda

Benda yang jatuh ke tanah disebabkan oleh gaya gravitasi yang dimiliki bumi menarik benda yang mempunyai massa tersebut ke permukaan bumi kembali.

(IPT)