3. Gravitasi Semesta
Pada tahun 1666, Newton melihat sebutir buah apel jatuh dari pohonnya
ke tanah. Peristiwa tersebut timbul pemikiran dari Newton bahwa kekuatan gravitasi yang menarik buah apel ke tanah.
Bertolak dari penemuan para ahli sebelumnya antara lain penemuan
Keppler dan Isaac Newton dapat disimpulkan bahwa pada dasarnya “antara benda satu dengan benda yang lain, antara planet dengan planet atau antara
matahari dengan planet terjadi gaya tarik-menarik yang disebut dengan gaya gravitasi atau disebut juga gaya gravitasi semesta”. Untuk itu perhatikan
uraian berikut
Gambar. 2.8 Gaya Gravitasi
Gambar. 2.8 di atas melukiskan dua benda yang bermassa m
1
dan m
2
mem- punyai jarak antara pusat massanya = R. Kedua benda saling tarik-menarik dengan
gaya gravitasi F yang besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat massanya.
Gaya gravitasi antara dua benda dapat dinyatakan dengan persamaan: F = gaya gravitasi N
m = massa benda kg R = jarak antara pusat massa kedua benda m
G = konstanta gravitasi umum.
Gaya gravitasi merupakan besaran vektor. Dari gambar 2.9, maka gaya gravitasi yang
dialami oleh benda ke-3 m
3
adalah:
Gambar 2.9 Gaya gravitsai antara dua benda
a. Penentuan nilai konstanta gravitasi umum G
Pada persamaan gaya gravitasi di atas, nilai G tidak dapat ditentukan saat itu. Baru seabad kemudian nilai G dapat diukur dengan menggunakan alat
yang disebut dengan neraca torsi atau neraca puntir yang ditemukan oleh Rev John Michell dan pertama kali dipakai Sir Henry Cavendish pada tahun 1798
yang kemudian dikenal dengan neraca Cavendish. F
G m m
R F
G m m
R
1 1
3 1
2 2
2 3
2 2
= =
. .
F F
F F F
R
= +
+
1 2
2 2
1 2
2 cos α
α m
3
F
x
F
1
F
2
m
1
m
2
R
1
R
2
F G m m
R =
1 2
2
.
m
1
m
2
F F
R
Fisika SMAMA Kelas XI
53
Di unduh dari : Bukupaket.com
Hukum Newton tentang Gerak dan Gravitasi
54
Neraca Cavendish terdiri atas batang ringan berbentuk huruf T
yang diikat dengan benang halus. Dua buah bola kecil yang masing-
masing bermassa m
1
diletakkan pada ujung-ujung batang yang mendatar
dan sebuah cermin M, diletakkan pada batang yang tegak, meman-
tulkan seberkas cahaya pada skala lihat gambar 2.10.
Gambar 2.10 Neraca Cavendish
Untuk menggunakan alat tersebut, maka dua buah bola besar masing- masing bermassa m
2
diletakkan pada kedudukan seperti pada gambar. Dengan memperhatikan sudut simpangan yang ditunjukkan dengan simpan-
gan berkas cahaya yang dipantulkan oleh cermin pada skala, maka dihitung nilai dari G. Ternyata G = 6,673 x 10
-11
Newton . m
2
kg
2
.
b. Kuat medan gravitasi
Setiap benda mempunyai medan gravitasi tertentu. Setiap benda yang berada dalam medan gravitasi benda lain akan mendapat gaya gravitasi.
Perhatikan gambar 2.11 di bawah
Gambar 2.11 Kuat Medan Gravitasi
Gb. 2.11 a : benda dengan massa m’ berada dalam medan gravitasi benda bermassa m, sehingga benda m’ mendapat gaya gravitasi sebesar F.
Gb. 2.11 b : Jika benda m’ diambil dan letak m’ diberi nama titik P, maka setiap benda yang dile- takkan pada titik P akan mendapat gaya gravitasi dari benda m.
Besar gaya gravitasi yang dialami setiap benda di titik P tiap satuan massa disebut kuat medan gravitasi yang diberi lambang “g”. Sehingga kuat medan
gravitasi dapat dinyatakan dengan persamaan: g = kuat medan gravitasi NKg
m’ = massa uji kg g
F m
=
a m
m F
b P
m
m
2
m
2
m
1
m
1
M
Skala Lampu
Di unduh dari : Bukupaket.com
Dari persamaan dapat diperoleh:
g = kuat medan gravitasi Nkg G = konstanta gravitasi = 6,673 . 10
-11
Nm
2
kg
2
m = massa benda kg R = jarak titik ke pusat benda
Catatan: Kuat medan gravitasi merupakan besaran vektor Kuat medan gravitasi Resultan di titik P adalah:
Gambar 2.12 Kuat medan gravitasi antara dua benda
4. Percepatan Gravitasi Bumi
Kategori