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.
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 :
artikel ini disalin lengkap dari: http://softilmu.blogspot.co.id/2015/11/pengertian-rumus-dan-aplikasi-hukum.html
halaman utama website: http://softilmu.blogspot.co.id/
jika mencari artikel yang lebih menarik lagi, kunjungi halaman utama website tersebut. Terimakasih!
No comments:
Post a Comment