Gaya Gravitasi adalah: Penemu, Rumus, Satuan, & Jenis

Sobat pasti sudah tidak asing lagi dengan istilah gravitasi! Postingan ini akan membahas tentang pengertian, penemu, rumus perhitungan, satuan, dan jenis-jenis dari gaya gravitasi.

Dari zaman dahulu hingga sekarang selalu muncul permasalahan-permasalahan yang menarik, namun sebenarnya masalah tersebut bersifat mendasar. Salah satunya adalah kecenderungan benda jatuh ke pusat bumi dan penyebab terjadinya peredaran planet dan planet lainnya.

Benda langit di tata surya? Sampai sekarang, kedua fenomena ini dianggap sebagai fenomena yang berbeda. Hal ini karena kedua fenomena ini saling eksklusif dan tidak ada hubungannya satu sama lain.

Sepintas peristiwa kecenderungan benda jatuh ke arah pusat bumi tidaklah mengherankan. Karena peristiwa tersebut merupakan hal yang lumrah dalam kehidupan sehari-hari.

Namun pernahkah sobat bertanya-tanya mengapa benda-benda tersebut jatuh ke arah bawah bukannya keatas dari bumi?. Pertanyaan tersebut bukanlah pertanyaan sederhana, karena banyak ilmuwan pada abad 16 dan 17 mencoba mencari jawabannya.

Pada awalnya, orang mengira benda jatuh adalah fenomena umum yang terjadi secara umum. Sehingga tidak perlu diperdebatkan. Namun, pemahaman saat ini tentang peristiwa ini dijelaskan oleh konsep gravitasi. Pertanyaannya adalah apa sebenarnya gravitasi itu?

Artikel ini mencoba memberikan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan tersebut.

Penemu Teori

Sekitar abad ke-16 Masehi. Sir Isaac Newton yakin bahwa ada “gaya pada jarak tertentu” yang memungkinkan dua atau lebih objek berinteraksi.

Namun Michael Faraday mengubahnya menjadi sebutan “medan” pada abad ke-18. Definisi medan merupakan posisi di sekitar kuantitas fisik yang masih dipengaruhi oleh kuantitas dalam entitas tertentu.

Misalnya, gravitasi akan bekerja pada massa suatu benda yang masih berada dalam medan gravitasi benda tersebut. Mengabaikan medan gravitasi, tidak akan berpengaruh pada massa yang ada di sekitar benda tersebut.

Dengan cara ini, sobat dapat memahami. Mengapa jika benda yang kita lempar keatas, dapat jatuh karena tertarik oleh bumi

Pada tahun 1915, Einstein mengajukan teori relativitas umumnya. Menurut Einstein, hukum gravitasi Newton tidak berhasil menjelaskan gerak benda langit lebih jauh.

Karena menurut hukum gravitasi Newton, jika suatu benda bergerak, gaya gravitasi benda tersebut pada benda lain berubah seketika atau terjadi secara spontan.

Dengan kata lain, efek gravitasi antara benda-benda ini bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya, yang tidak diperbolehkan dalam relativitas khusus.

Einstein menemukan dari relativitas umum bahwa gravitasi adalah medan yang menyebabkan ruang dan waktu melengkung karena adanya benda-benda bermassa.

Jadi cahaya dari sebuah bintang yang melewati sebuah benda besar akan dibelokkan di sekitar benda tersebut karena cahaya membutuhkan ruang untuk merambat.

Pengertian Gaya Gravitasi adalah…

Gravitasi adalah gaya tarik menarik antara dua massa, dua benda, atau dua partikel. Gravitasi terjadi antar benda. Sehingga dapat kita simpulkan bahwa, gravitasi adalah gaya tarik menarik antar semua benda yang ada.

Sedangkan pengertian gravitasi menurut wikipedia adalah: Gravitasi atau gravitas (dari bahasa Latin gravitas, berarti “berat”), adalah fenomena alam di mana semua hal yang memiliki massa atau energi di alam semesta termasuk planet, bintang, galaksi, dan bahkan cahaya saling tarik-menarik satu sama lain. Di Bumi, gravitasi menyebabkan benda fisik memiliki berat, gravitasi Bulan menyebabkan air laut pasang laut, dan gravitasi matahari mengakibatkan planet dan beragam objek lainnya berada pada orbitnya masing-masing tata surya.

Metode gravitasi adalah metode geofisika yang berdasarkan perhitungan melalui hukum gravitasi universal Newton atau hukum tarik menarik antar partikel.

Hukum Newton menyatakan bahwa:

Gaya gravitasi yang dihasilkan sebanding dengan perkalian antara kedua benda tersebut. Namun memiliki perbandingan terbalik dengan kuadrat jarak

Selain pengertian dari gaya gravitasi, sobat juga harus mengetahui tentang arah dan anomali dari medan gravitasi. Apa sebenarnya itu?

Arah medan gravitasi merupakan sebagai arah vertikal pusat bumi. Nilai medan gravitasi bumi bervariasi sesuai dengan massa dan bentuk permukaan bumi. Jika terdapat perbedaan nilai medan gravitasi, maka penyebabnya tidak lain adalah anomali medan gravitasi.

Jika bumi merupakan massa dengan kerapatan yang sama, maka anomali medan gravitasinya adalah 0. Tetapi sebenarnya bumi mempunyai massa dengan kerapatan tidak merata. Perlu sobat ketahui, bahwa terdapat perbedaan yang kecil, antara anomali tersebut dengan medan gravitasi.

Rumus dan Jenis

1. Gaya Gravitasi (F)

Jika kita menuliskan secara matematis bunyi dari hukum newton diatas, maka:

Dengan keterangan sebagai berikut:

F = gaya tarik-menarik yang terjadi antara ke-2 buah benda (N)
m1 = massa benda 1 (kg)
m2 = massa benda 2 (kg)
r = jarak kedua benda (m)
G = tetapan gravitasi

Menurut Newton, nilai gravitasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara dua benda atau partikel yang saling tarik menarik. Untuk lebih jelas memahami gaya gravitasi ini, sobat dapat melihat penjelasan hukum newton 1, 2, dan 3.

Nilai gaya gravitasi (F) tergantung kepada massa benda m1 dan m2 yang saling berinteraksi. Jadi semakin besar massa benda, semakin besar pula gaya gravitasi yang terjadi.

2. Medan Gravitasi

Medan gravitasi dapat sobat artikan sebagai ruang di sekitar benda bermassa di mana benda bermassa lain akan mengalami gravitasi. Oleh karena itu, medan gravitasi adalah medan vektor, yang mana menjadi medan dengan setiap titik memiliki besar dan orientasi.

Sobat dapat membayangkan medan gravitasi dengan bantuan garis orientasi (panah). Panah-panah ini menunjukkan arah dan besarnya medan gravitasi di berbagai titik di ruang angkasa.

Garis-garis medan gravitasi ini adalah garis-garis kontinu (saling bersambungan) yang selalu menunjuk ke arah massa sumber medan gravitasi. Dengan demikian, besaran yang mewakili medan gravitasi dapa sobat mengenalnya dengan istilah kuat medan gravitasi.

Kekuatan medan gravitasi pada setiap titik dalam ruang mengartikannya sebagai gaya gravitasi pada massa uji m per satuan massa. Secara sederhananya, dapat sobat tuliskan sebagai berikut:

Jika sobat mensubtitusi nilai rumus persamaan diatas. Maka akan menghasilkan:

Dengan keterangan M merupakan massa sumber, sedangkan R adalah jarak dari titik ke pusat massa M.

3. Percepatan Gravitasi (g)

Percepatan gravitasi bumi adalah 9,789 m/s² di permukaan laut khatulistiwa dan 9,832 di permukaan laut Arktik. Untuk memudahkan, dalam buku pelajaran fisika tingkat SD, SMP, dan SMA, perlu merata-ratakan percepatan gravitasi.

Kemudian melakukan pembulatan menjadi 9,8 m/s². Oleh karena itu, percepatan rata-rata gravitasi bumi dapat sobat nyatakan dengan nilai 9,8 m/s². Namun untuk mempermudah perhitungan, nilai percepatan tersebut berubah menjadi 10 m/s².

4. Potensial Gravitasi

Potensial gravitasi adalah energi potensial gravitasi per satuan massa suatu benda yang bergerak sejauh r. Secara sederhana penulisannya dapat kita lakukan dengan:

Keterangan: V adalah potensial gravitasi (J/kg)

5. Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial gravitasi (EP) adalah Jumlah gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda dari tak terhingga ke suatu titik. Secara sederhana dapat kita tuliskan sebagai persamaan:

Perlu sobat ketahui, bahwa EP adalah energi potensial gravitasi (J). Sedangkan nilai M adalah massa benda (kg).

6. Laju Orbit Satelit

Jika suatu benda melaju secara mendatar dari dekat permukaan bumi akan mengikuti lintasan parabola. Namun suatu saat akan jatuh kembali ke permukaan bumi.

Jika kecepatan benda terus meningkat hingga mencapai kecepatan tertentu, benda tersebut akan mengikuti lintasan kelengkungan permukaan bumi.

Besarnya kecepatan yang perlu untuk membuat suatu benda mengorbit bumi dapat menuliskannya sebagai persamaan berikut:

Mengapa Nilai Satuan Percepatan Gravitasi (g) = 9,8 m/s² atau 10 m/s²

Sebagaimana telah sobat ketahui berdasarkan penjelasan mengenai rumus dan jenis satuan gravitasi. Bahwa hukum gravitasi Newton menyatakan gaya gravitasi suatu benda bermassa m1 pada jarak r dari benda lain yang bermassa m2 dapat menyatakannya sebagai:

Menurut hukum kedua Newton, gaya yang bekerja pada benda bermassa m dan percepatan a. Maka untuk menghitung gaya dapat menggunakan rumus:

F= m.a

Untuk menemukan nilai percepatan gravitasi yang tepat. Sobat dapat menerapkan dua persamaan di atas, menyamakan kedua persamaannya. Sehingga memperoleh hasilnya sebagai berikut:

F = F

Pada rumus tersebut, nilai percepatan yang sobat peroleh dapat kita samakan dengan percepatan gravitasi (g).

Berdasarkan perhitungan tersebut, maka dapat kita simpulkan. Bahwa nilai percepatan gravitasi adalah 9,8 m/s².