Jelaskan pengertian gravitasi dan bagaimana pengaruhnya di permukaan bumi

Gaya gravitasi adalah salah satu materi dalam pelajaran fisika. Gaya ini juga dikenal sebagai gaya berat atau gaya tarik bumi. Mengacau dari nama lainnya, maka gaya gravitasi adalah jenis gaya yang dipengaruhi oleh gaya tarik sebuah benda ke pusat benda tersebut.

Table of Contents Show

Penemuan Gaya Gravitasi
Hukum Gravitasi Newton
1. Hukum I Newton
2. Hukum II Newton
3. Hukum III Newton
Pengertian Medan Gravitasi & Kuat Medan Gravitasi
Gaya Gravitasi dan Contohnya
Hukum Gravitasi Newton
Video yang berhubungan

Bukti adanya gaya gravitasi sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, contohnya ketika buah jatuh ke tanah. Hal tersebut dapat terjadi karena pengaruh gaya gravitasi bumi.

Mengutip sumber.belajar.kemdikbud.go.id, gaya gravitasi dipengaruhi oleh ketinggian sebuah benda. Contohnya, daerah pantai yang notabene dataran rendah cenderung memiliki gaya gravitasi yang lebih besar dibanding daerah pegunungan (dataran tinggi). Hal tersebut lantaran daerah pantai memiliki ketinggian tempat yang lebih rendah dari daerah pegunungan.

Penelitian modern terkait teori gravitasi dimulai pada akhir abad ke-16 oleh Galileo Galilei dengan percobaan menjatuhkan bola dari Menara Pisa. Galilei menunjukan bahwa besarnya percepatan gravitasi adalah sama untuk semua objek.

Penemuan Gaya Gravitasi

Ilmuwan pertama yang merumuskan konsep teori gravitasi adalah Sir Issac Newton. Menurut cerita, gagasan tersebut muncul lewat pengamatan Newton pada peristiwa jatuhnya buah apel dari pohonnya.

Fisikawan asal Inggris itu menemukan hukum gravitasi sebagai jawaban atas pertanyaan tentang apa penyebab suatu benda selalu jatuh ke bawah.

Advertising

Mengutip "Modul Pembelajaran SMA Fisika Kelas X", hukum gravitas Newton menyatakan bahwa gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yang besarnya berbanding lurus dengan perkalian massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Hukum Gravitasi Newton

Gravitasi bumi menjadi salah satu ciri bumi, yaitu benda-benda ditarik ke arah pusat bumi. Gaya tarik bumi terhadap benda-benda ini dinamakan gaya gravitasi bumi.

Besar gaya tarik-menarik ini berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

F = G m1m2/r2

Di mana:

F = Gaya tarik gravitasi (N)

m1,m2 = masing-masing benda (kg)

r = Jarak antara kedua benda (m)

G = Konstanta gravitasi umum (6,673 x 10-11 Nm2/kg2)

Mengutip buku "Fisika" oleh Tim Penyusun HKMJ, terdapat tiga hukum Newton, yaitu:

1. Hukum I Newton

Hukum I Newton berbunyi suatu benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan jika jumlah seluruh gaya pada benda sama dengan nol.

∑F = 0

Dengan ∑F = resultan gaya pada benda (newton) 1 newton = 1 kg ms-2

Gaya normal (N): Gaya normal adalah gaya kontak yang kedudukannya tegak lurus bidang kontak dan arahnya menjauhi bidang kontak.
Gaya gesekan (f): Gaya gesekan adalah gaya kontak yang kedudukannya berimpit dengan bidang kontak dan arahnya berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda.

2. Hukum II Newton

Hukum II Newton menyatakan bahwa percepatan sebuah benda akan berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbending terbalik dengan massanya. Arah percepatan akan sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya.

F = m.a

F = gaya (N)

m = massa benda (kg)

a = percepatan (m/s2)

3. Hukum III Newton

Dalam hukum III Newton, setiap aksi akan menimbulkan reaksi, jika suatu benda memberikan gaya pada benda lain, maka benda yang terkena gaya akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang diterima dari benda pertama, namun arahnya berlawanan.

Ada tiga rumus hukum III Newton, yakni:

Rumus gaya gesek:

Fg = u x N

Di mana:

Fg = gaya gesek (N)

u = koefisien gesekan

N = gaya normal (N)

Rumus gaya berat:

w = m x g

Di mana:

w = gaya berat (N)

m = massa benda (kg)

g = gravitasi bumi (m/s2)

Rumus berat sejenis:

s = p x g

Di mana:

s = berat jenis (N/m3)

p = massa jenis (kg/m3)

g = berat benda (N)

tirto.id - Gaya gravitasi adalah gaya tarik yang ditimbulkan oleh bumi terhadap suatu benda. Dalam Kamus Fisika karya Rully Bramasti (2012), gaya gravitasi juga dikenal sebagai gaya berat atau gaya tarik bumi.

Ilmuwan pertama yang merumuskan konsep teori mengenai gravitasi bumi ialah Sir Isaac Newton. Menjelang akhir abad ke-17, Newton menemukan hukum gravitasi yang memberikan jawaban atas pertanyaan tentang apa penyebab benda selalu jatuh ke bawah.

Hukum Gravitasi Newton menyatakan bahwa “Gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yang besarnya berbanding lurus dengan perkalian massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya." Penjelasan ini sebagaimana tertuang di buku Modul Pembelajaran SMA Fisika Kelas X.

Mengutip artkel Epistemologi dan Keterbatasan Teori Gravitasi, yang termuat dalam Titian Ilmu: Jurnal Ilmiah Multi Sciences (Vol. IX No. 1, 2017), Newton berteori bahwa dua buah benda yang terpisah oleh jarak tertentu cenderung akan saling tarik-menarik, dan hal itu merupakan gaya alamiah.

Dua benda yang dimaksud yaitu bumi dan benda yang jatuh menuju pusat bumi. Gaya tarik bumi terhadap benda-benda tersebut disebut sebagai gaya gravitasi bumi. Gravitasi bumi merupakan salah satu ciri bumi, yaitu benda-benda ditarik ke arah pusat bumi.

Contohnya, bumi memiliki massa yang sangat besar dan menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar pula untuk menarik benda-benda yang ada di luar angkasa seperti bulan, meteor, dan benda angkasa lainnya, termasuk satelit buatan manusia.

Pengertian Medan Gravitasi & Kuat Medan Gravitasi

Selain memunculkan pemahaman atas gaya gravitasi, Hukum Gravitasi Newton pun memberikan wawasan soal keberadaan medan gravitasi.

Pengertian medan gravitasi adalah daerah di sekitar benda tertentu yang masih dipengaruhi gaya gravitasi. Dengan kata lain, medan gravitasi merupakan ruang yang masih dipengaruhi oleh gaya gravitasi.

Dalam Kamus Fisika, dijelaskan bahwa definisi medan gravitasi ini didasarkan ke hukum gravitasi Newton, yang menyatakan bahwa setiap partikel atau benda di ruang angkasa selalu mengalami tarik-menarik.

Besaran yang menyatakan medan gravitasi disebut kuat medan gravitasi (g), yaitu gaya gravitasi tiap satuan massa, seperti dikutip dari buku Modul Fisika SMA terbitan Kemdikbud (2020).

Dengan demikian, pengertian kuat medan gravitasi adalah besarnya gaya gravitasi tiap satuan massa benda yang mengalami gaya gravitasi tersebut.

Kuat medan gravitasi (g) pada titik apa pun dalam suatu ruang didefinisikan sebagai gaya gravitasi (F) per satuan massa di bermassa uji (M). Kuat medan gravitasi disebut pula sebagai percepatan gravitasi.

Kuat medan gravitasi merupakan besaran vektor. Apabila suatu benda dipengaruhi gaya gravitasi beberapa benda lain, besarnya kuat medan gravitasi yang dialami benda itu merupakan resultan vektor kuat medan gravitasi yang bekerja pada benda itu.

Selain itu, semakin jauh jarak benda dari permukaan bumi, maka kuat medan yang dialami benda tersebut semakin kecil, sehingga berat benda juga mengecil.

Gaya Gravitasi dan Contohnya

Gaya gravitasi merupakan gaya yang ditimbulkan akibat adanya tarikan gravitasi bumi. gaya gravitasi umumnya akan membuat benda jatuh ke permukaan bumi. Dikutip dari buku Kamus Fisika oleh Rully Bramasti (2012), gaya gravitasi sering disebut dengan gaya berat atau gaya tarik bumi.

Beberapa contoh dari adanya gaya gravitasi seperti bola yang dilempar ke atas, akan cenderung jatuh ke bawah. Kemudian, buah yang sudah matang di atas pohon, akan jatuh ke bawah.

Infografik SC Gaya Gravitasi. tirto.id/Rangga

Hukum Gravitasi Newton

Orang pertama yang mempelajari mengenai adanya gaya gravitasi bumi, ialah Isaac Newton. Ia merupakan seorang ahli fisika dan matematika yang berkebangsaan Inggris. Dikutip dari laman Rumah Belajar, Isaac Newton mulai memepelajari gaya gravitasi dari peristiwa jatuhnya buah apel dari pohon.

Newton kemudian melakukan penelitian tingkat lanjut, sehingga pada akhir abad ke-17, dirinya mendapatkan suatu kesimpulan, bahwa apel dan setiap benda yang jatuh, disebabkan karena adanya gaya tarikan bumi (gravitasi bumi).

Dikutip dari modul Fisika: Hukum Newton tentang Gravitasi dan Hukum Kepler oleh Herry Setyawan (2020), hukum gravitasi yang disampaikan oleh Newton berbunyi bahwa, “gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya Tarik-menarik yang besarnya berbanding lurus dengan perkalian massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya." Hukum gravitasi Newton kemudian dituliskan dalam sebuah rumus sebagai berikut:

F= G(m₁.m₂)/r²

Keterangan:

F= gaya tarik gravitasi (N)

m₁,m₂= massa masing-masing benda (kg)

r= jarak antara kedua benda m₁ dan m₂

G= konstanta gravitasi umum (6,673x10־¹¹Nm²/kg²)

Beberapa hal yang harus diperhatikan menggunakan hukum rumus gravitasi Newton sebagai berikut:

Benda harus dianggap sebagai partikel atau berbentuk bola
Garis kerja gaya gravitasi Newtone, terletak di antara garis yang menghubungkan pusat benda 1 dan 2
Gaya gravitasi benda 1 dikerjakan oleh benda 2 dan gaya gravitasi benda m2 dilakukan oleh benda 1