Hukum Gravitasi Newton

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)