Hukum Newton Tentang Gravitasi

Materi.id|Hukum Newton Tentang Gravitasi| Hai sahabat MateriID kali ini kita akan membahas hukum Newton tentang Grafitasi. Tentu ketika kalian mendengar hukum newton maka yang kalian ingat mungkin adalah hukum newton tentang gerak yang sudah kita pelajari pada materi dinamika gerak. Padahal hukum newton tidak hanya digunakan pada dinamika linear saja tapi pada materi dinamika gerak rotasi dan kesetimbangan, gerak harmonik sederhana, dan sekarang yang akan kita pelajari adalah hukum Newton tentang gravitasi.

Namun sebelum kita membahasnya lebih jauh, perlu kita ketahui bahwa sebelum Newton melakukan penelitian tentang gerak planet di tata surya ada yang terlebih dahulu meneliti bahkan ribuan tahun yang lalu manusia sudah mempelajari ilmu Astronomi. Hasil penyelidikan mereka kemudian dipetakan kedalam model tata surya. Berikut ini beberapa model alam semesta yang terkenal.

Perkembangan Model Alam Semesta

Sebuah model alam semesta yang dikenal dan dipakai lama oleh para ahli pada zamannya yang menyatakan bahwa bumi berada di pusat alam semesta. Model ini dikemukakan  oleh Ptolomeus sekitar 140 Masehi. Matahari
dan bintang-bintang bergerak mengelilingi Bumi dalam lintasan lingkaran besar yang terdiri atas lingkaran-lingkaran kecil (epicycle). Teori ini dikenal dengan model geosentris yang didasarkan oleh pengamatan langsung gerakan relatif bintang dan planet-planet yang teramati dari Bumi.

Pada 1543 Masehi, Copernicus mengenalkan model alam semesta yang disebut model Copernicus atau yang dikenal sampai sekarang dan dianut oleh masyarakat moderen adalah model heliosentris. Pada model ini, Matahari dan bintang-bintang lainnya diam, sedangkan planet-planet (termasuk Bumi) bergerak mengelilingi Matahari. Hal ini dituliskannya didalam bukunya  yang berjudul De revolutionibus orbium coelestium (Mengenai revolusi orbit langit).

Penyelidikan mengenai alam semesta kemudian dilanjutkan oleh Tycho Brahe yang berhasil juga membangun observatorium pertama di dunia. Kemudian penelitian dilanjutkan oleh Johanes Kepler yang berhasil mengemukakan tiga hukum yang dikenal dengan hukum keppler.

Hukum Kepler Tentang Gerak Planet

Berdasarkan catatan dan data yang di tinggalkan Tycho, Kepler berhasil menemukan tiga hukum tentang pergerakan planet serta lintasan edar benda-benda langit. Berikut ini ketiga hukum kepler:

Hukum Pertama Kepler atau Hukum 1 Kepler

Hukum I Kepler atau hukum pertama kepler menyatakan bahwa semua planet bergerak dalam orbit elips dengan matahari sebagai salah satu fokusnya. Artinya lintasan edar planet mengelilingi matahari adalah tidak berbentuk lingkaran. Perhatikan gambar hukum 1 kepler berikut ini:

Gambar Hukum Pertama Kepler

Pada gambar di atas menunjukkan lintasan planet mengelilingi matahari berbentu elips dari planet dengan
matahari berada salah satu titik fokusnya (F). Titik P merupakan titik dimana planet paling dekat dengan matahari atau yang dikenal dengan titik Perihelion. Sedangkan titik A adalah titik terjauh planet dengan matahari
yang dikenal dengan Aphelion.

Hukum Kedua Kepler atau Hukum II Kepler

Hukum II Kepler menyatakan bahwa garis yang menghubungkan tiap planet ke matahari menyapu luasan yang sama dalam waktu yang sama.

Hukum Kedua Kepler

Hukum Ketiga Kepler atau Hukum 3 Kepler

Pada hukum III Kepler menyatakan bahwa kuadrat periode tiap planet sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-rata planet dari matahari. Berdasarkan hal ini bahwa Hukum III Kepler menunjukkan hubungan antara periode dengan jarak rata-rata planet ke matahari. Perhatikan persamaan berikut ini:

Hukum ketiga Kepler

Hukum kepler ini dapat menjadi dasar kita dalam memahami Hukum Newton Tentang gravitasi.

Hukum Newton Tentang Gravitasi

Masih anda ingat tentang fenomena gerak melingkar? Ketika suatu benda dipaksa untuk melakukan gerak melingkar oleh gaya sentripetal maka akan ada gaya sentrifugal yang arahnya berlawanan karena gaya ini merupakan besaran vektor. Contoh kalian mengaitkan batu dengan tali kemudian anda putar, seperti itulah kira-kira. Apa yang terjadi jika tali pengaitnya putus? Tentu bisa dipastikan bahwa benda tersebut akan terpental keluar bukan?

Begitu halnya gerakan planet, contoh sederhana gerakan bulan dan bumi. Jika bulan bergerak dengan kecepatan v maka akan timbul gaya sentrifugal yang mendorong bulan ke lintasan luar. Jika gaya ini tidak diimbangi maka bisa dipastikan bulan lama kelamaan akan menjahui bumi. Namun tidak kan? Berarti ada gaya lain yang melawan gaya sentrifugal yang arahnya berlawanan. Gaya ini kemudian dikenal dengan gaya gravitasi.

Menurut Newton bahwa gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yang berbanding lurus dengan massa setiap benda ( massa benda 1 dan massa benda 2) dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda tersebut. Perhatikan gambar berikut ini:

Gambar gaya Gravitasi

Berdasarkan gambar diatas maka secara matematis gaya gravitasi dirumuskan sebagai berikut:

Rumus Hukum Newton tentang Gravitasi

Contoh Soal Gaya Gravitasi

Dua benda masing-masing bermassa 6 kg dan 3 kg berjarak 30 cm. Berapakah besar gaya tarik-menarik antara kedua benda tersebut?

Contoh Soal gaya gravitasi

Tiga benda masing-masing bermassa mA= 4,5 kg, mB = 2 kg, dan mC = 8 kg terletak pada satu garis lurus. Berapakah besar gaya gravitasi yang dialami benda B yang terletak di antara benda A dan benda C, jika jarak AB = 30 cm dan jarak BC = 40 cm?

Contoh Soal Hukum Newton tentang Gravitasi

Demikianlah uraian lengkap mengenai hukum newton tentang gravitasi, serta pengulasan materi hukum kepler baik yang pertama, kedua dan yang ketiga dan dilengkapi dengan contoh soal dan pembahasan. Jika ada yang ingin ditanyakan silahkan anda tanyakan di FORUM ya.

Leave a Reply