Hukum Gravitasi Newton
Hukum Gravitasi Umum Newton
Kita sudah tahu bahwa hukum Newton dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu hokum Newton I, II, dan III. Untuk Hukum Newton I digunakan untuk kasus benda diam atau bergerak lurus beraturan (∑Fx = 0 atau ∑Fy = 0), Hukum mewton II digunakan untuk kasus benda bergerak dengan percepatan tetap (∑Fx = m.ax atau ∑Fy = m.ay), Hukum III Newton ( Faksi = - Freaksi). Disamping menemukan ketiga hokum tentang gerak, Newton juga menyelidiki gerakan benda-benda angkasa, yaitu planet dan bulan. Ia mengetahui dari hokum pertamanya bahwa harus ada gaya yang bekerja pada bulan, sehingga bulan tetap pada orbit lingkarannya mengitari bumi. Jika gaya ini tidak ada, maka tentulah bulan akan bergerak dalam lintasan garis lurus.
Pada saat ini juga, Newton berpikir tentang persoalan gaya tarik yang tampaknya tidak berhubungan dengan gaya yang bekerja pada bulan. Dia mengamati bahwa suatu benda yang dilepaskan dari ketinggian tertentu di atas permukaan bumi selalu akan jatuh bebas ke permukaan bumi (tanah). Hal ini tentu saja disebabkan pada benda itu bekerja sebuah gaya tarik, yang disebut gaya gravitasi. Jika pada suatu benda bekerja gaya, maka tentu saja gaya itu disebabkan oleh benda lainnya (Hukum III Newton). Oleh karena setiap benda yang dilepas selalu jatuh bebas ke permukaan bumi, maka Newton menyimpulkan bahwa pusat bumi-lah yang mengerjakan gaya pada benda itu, yang arahnya selalu menuju ke pusat bumi.
Menurut cerita ,ketika Newton sedang duduk santai di taman rumahnya dan memperhatikan sebuah apel yang jatuh dari pucuk pohon. Tiba-tiba saja timbul inspirasinya bahwa jika gaya gravitasi bumi bekerja pada pucuk pohon, dan bahkan
pada puncak gunung, maka gaya gravitasi bumi tentu saja dapat bekerja pada bulan. Berdasarkan ide gravitasi bumi inilah newton dengan bantuan dan dorongan sahabatnya Robert Hooke, menyusun hukum gravitasi umumnya yang sangat terkenal.
Dalam pekerjaannya, Newton membandingkan antara besar gaya gravitasi bumi yang menarik bulan dan menarik benda-benda pada permukaan bumi. Percepatan gravitasi yang dialami setiap benda di permukaan bumi adalah 9,8 m/s2.
Jarak bulan dari pusat bumi atau jari-jari orbit bulan = 3,84×108 m, dan jarak permukaan bumi dari pusat bumi atau jari-jari bunmi = 6,4×106 m. Ini berarti jarak bulan dari pusat bumi adalah 60 × jarak permukaan bumi dari pusat bumi. Akhirnya Newton menyimpulkan bahwa besar gaya gravitasi bumi pada suatu benda F, berkurang dengan kuadrat jaraknya, r, dari pusat bumi.
Newton menyadari bahwa gaya gravitasi tidak hanya bergantung pada jarak, tetapi juga bergantung pada massa benda. Hokum III Newton menyatakan bahwa ketika bumi mengerjakan gaya gravitasi pada suatu benda (missal bulan), maka benda itu akan mengerjakan gaya pada bumi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan.
Newton terus berlanjut dalam menganalisis gravitasi. Dia meneliti data-data yang telah dikumpulkan tentang orbit planet-planet mengitari matahari. Dari kumpulan data ini dia mendapatkan bahwa gaya gravitasi yang dikerjakan matahari pada planet yang menjaga planet tetap pada orbitnya mengitari matahari ternyata juga berkurang secara kuadrat terbalik terhadap jarak planet-planet itu dari matahari. Oleh karena kesebandingan kuadrat terbalik ini, maka Newton menyimpulkan bahwa gaya gravitasi matahari pada planetlah yang menjaga planet-planet tersebut tetap pada orbitnya mengitari matahari. Selanjutnya Newtonmengajukan hukum gravitasi umum Newton, yan berbunyi :
Gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yang besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.
Besarnya gaya gravitasi dapat ditulis dengan persamaan matematis :
F12 = F21 = F = G m1 m2/r2
Dengan :
F12 = F21 = F = besar gaya tarik-menarik antara kedua benda (N)
G = tetapan umum gravitasi
m1 = massa benda 1 (kg)
m2 = massa benda 2 (kg)
r = jarak antara kedua benda (m)