Gravitasi – konsep, hukum, rumus

Apa itu Gravitasi:

Gravitasi, dalam fisika, adalah gaya yang diberikan Bumi pada semua benda, menarik mereka ke pusatnya. Ini adalah gravitasi yang membuat benda jatuh ke tanah dan yang menciptakan sensasi berat. Ia juga bertanggung jawab atas semua gerakan yang kita amati di alam semesta.

Gaya gravitasi bergantung pada massa (berat) masing-masing benda. Gaya tarik-menarik dua benda sebanding dengan massanya dan berkurang dengan cepat saat kita memisahkannya. Faktanya, kita juga menarik objek dengan gaya gravitasi “kita”, tetapi berat kita sangat kecil sehingga kita tidak dapat melihatnya. Sebaliknya, Matahari begitu besar sehingga mampu membuat kita tetap berputar mengelilinginya meski jaraknya sangat jauh. Bulan juga mengerahkan gaya gravitasinya sendiri, tetapi karena lebih kecil dan lebih ringan dari Bumi, jika kita menimbang diri kita sendiri di permukaannya, kita akan melihat bahwa berat kita sekitar enam kali lebih kecil daripada di Bumi.

Gravitasi dalam fisika

Dalam fisika, gravitasi dikenal sebagai gaya yang digunakan Bumi untuk menarik semua benda ke pusatnya. Gaya ini menghasilkan percepatan yang jatuh pada benda-benda yang dibawa ke Bumi. Nilai pengukuran gravitasi yang disetujui oleh Sistem Internasional adalah 9,81 m / s2.

Dengan demikian, gravitasi adalah salah satu dari empat interaksi mendasar yang diamati di alam. Dalam pengertian ini, ia bertanggung jawab atas pergerakan yang diamati di alam semesta, seperti orbit planet-planet di sekitar Matahari, atau Bulan di sekitar Bumi. Selain itu, berkat gravitasi kita memiliki perasaan berat.

Demikian pula, gravitasi adalah konsep dalam bidang fisika yang menjelaskan daya tarik universal benda berdasarkan massanya. Isaac Newton-lah yang mengamati bahwa hal yang sama yang membuat planet-planet bergerak, itulah yang menyebabkan benda-benda jatuh ke tanah.

Sementara itu, Albert Einstein, dalam teori relativitasnya, berpendapat bahwa interaksi gravitasi, pada kenyataannya, merupakan produk ilusi dari geometri ruang-waktu, dan bahwa Bumilah yang mengubah bentuk ruang-waktu lingkungan kita, sehingga, menurutnya, ruang itu sendiri yang mendorong kita ke tanah, dari mana teori gelombang gravitasi juga akan muncul.

Hukum gravitasi

Hukum gravitasi, atau hukum gravitasi universal, adalah prinsip fisika, yang diungkapkan oleh Isaac Newton pada tahun 1687, yang menjelaskan interaksi gravitasi yang terjadi antara benda yang berbeda dengan massa. Dengan demikian, hukum gravitasi menyatakan bahwa gaya tarik-menarik dua benda yang berbeda massanya hanya bergantung pada nilai massanya dan kuadrat jarak yang memisahkannya. Jadi, gaya yang bekerja antara dua benda bermassa m1 dan m2 yang dipisahkan oleh jarak r sebanding dengan hasil kali massanya, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.

Gravitasi nol

Gravitasi nol disebut kondisi di mana gravitasi tampaknya tidak ada. Dengan demikian, itu terjadi ketika berat suatu benda dilawan oleh gaya lain, sehingga menyeimbangkan gaya gravitasi, yang dapat terjadi sebagai konsekuensi dari percepatan benda di orbit atau jatuh bebas. Dengan demikian, gravitasi nol dapat dialami selama jatuh bebas atau di pesawat ruang angkasa. Keabadian dalam gravitasi nol, pada bagiannya, disebut tanpa bobot.

Rumus Gravitasi

Gravitasi adalah salah satu dari empat gaya fundamental di alam semesta, di samping elektromagnetisme dan gaya nuklir kuat dan lemah. Meskipun sangat meresap dan penting untuk menjaga kaki kita agar tidak terbang dari Bumi, gravitasi sebagian besar tetap menjadi teka-teki bagi para ilmuwan.

Sarjana kuno mencoba untuk menggambarkan dunia datang dengan penjelasan mereka sendiri mengapa hal-hal jatuh ke tanah. Filsuf Yunani Aristoteles berpendapat bahwa objek memiliki kecenderungan alami untuk bergerak menuju pusat alam semesta, yang ia yakini sebagai bagian tengah Bumi, menurut fisikawan Richard Fitzpatrick dari University of Texas.

Tetapi kemudian, para tokoh terkemuka mencopot planet kita dari posisi utamanya di alam semesta. Polimatik Polandia Nicolas Copernicus menyadari bahwa jalur planet-planet di langit jauh lebih masuk akal jika matahari adalah pusat tata surya. Ahli matematika dan fisikawan Inggris Isaac Newton memperluas wawasan Copernicus dan beralasan bahwa, ketika matahari menarik planet-planet, semua benda mengerahkan gaya tarik-menarik satu sama lain.

Dalam risalahnya yang terkenal tahun 1687 “Philosophiae naturalis principia mathematica,” Newton menggambarkan apa yang sekarang disebut hukum gravitasi universal. Biasanya ditulis sebagai:

Fg = G (m1 m2) / r2

Dimana F adalah gaya gravitasi, m1 dan m2 adalah massa dua benda dan r adalah jarak antara keduanya. G, konstanta gravitasi, adalah konstanta fundamental yang nilainya harus ditemukan melalui eksperimen.

Gravitasi itu kuat, tapi tidak sekuat itu

Gravitasi adalah gaya fundamental yang paling lemah. Magnet batang secara elektromagnetik akan menarik klip kertas ke atas, mengatasi gaya gravitasi seluruh bumi pada peralatan kantor. Fisikawan telah menghitung bahwa gravitasi 1040 (itulah angka 1 diikuti oleh 40 nol) kali lebih lemah daripada elektromagnetisme, menurut Nova dari PBS.

Sementara efek gravitasi dapat dilihat dengan jelas pada skala hal-hal seperti planet, bintang dan galaksi, gaya gravitasi antara benda-benda sehari-hari sangat sulit untuk diukur. Pada tahun 1798, fisikawan Inggris Henry Cavendish melakukan salah satu eksperimen presisi tinggi pertama di dunia untuk mencoba menentukan dengan tepat nilai G, konstanta gravitasi, seperti yang dilaporkan dalam Proceedings of the National Academy of Science’s Front Matter.

Cavendish membangun apa yang dikenal sebagai timbangan puntir, menempelkan dua bola timah kecil ke ujung balok yang digantung secara horizontal dengan kawat tipis. Di dekat masing-masing bola kecil, dia meletakkan pemberat bola besar. Bola timah kecil secara gravitasi tertarik ke beban timah yang berat, menyebabkan kawat berputar sedikit dan memungkinkan dia untuk menghitung G.

Hebatnya, estimasi Cavendish untuk G hanya turun 1% dari nilai yang diterima saat ini sebesar 6,674 × 10−11 m3/kg1 * s2. Kebanyakan konstanta universal lainnya diketahui dengan presisi yang jauh lebih tinggi tetapi karena gravitasi sangat lemah, para ilmuwan harus merancang peralatan yang sangat sensitif untuk mencoba mengukur efeknya. Sejauh ini, nilai G yang lebih tepat telah menghindari instrumentasi mereka.

Fisikawan Jerman-Amerika Albert Einstein membawa revolusi berikutnya dalam pemahaman kita tentang gravitasi. Teorinya tentang relativitas umum menunjukkan bahwa gravitasi muncul dari kelengkungan ruang-waktu, yang berarti bahwa bahkan sinar cahaya, yang harus mengikuti kelengkungan ini, dibelokkan oleh benda-benda yang sangat masif.

Teori Einstein digunakan untuk berspekulasi tentang keberadaan lubang hitam – entitas langit dengan massa begitu banyak sehingga bahkan cahaya pun tidak dapat lepas dari permukaannya. Di sekitar lubang hitam, hukum gravitasi universal Newton tidak lagi secara akurat menjelaskan bagaimana objek bergerak, melainkan persamaan medan tensor Einstein yang diutamakan.

Sejak itu, para astronom telah menemukan lubang hitam kehidupan nyata di luar angkasa, bahkan berhasil mengambil foto detail lubang hitam kolosal yang hidup di pusat galaksi kita. Teleskop lain telah melihat efek lubang hitam di seluruh alam semesta.

Penerapan hukum gravitasi Newton pada objek yang sangat ringan, seperti manusia, sel, dan atom, masih merupakan batas yang belum dipelajari, menurut Minute Physics. Para peneliti berasumsi bahwa entitas tersebut menarik satu sama lain menggunakan aturan gravitasi yang sama seperti planet dan bintang, tetapi karena gravitasi sangat lemah, sulit untuk mengetahui dengan pasti.

Mungkin, atom-atom menarik satu sama lain secara gravitasi dengan laju satu pada jaraknya dalam pangkat tiga, bukan kuadrat — instrumen kami saat ini tidak memiliki cara untuk mengatakannya. Aspek-aspek baru yang tersembunyi dari realitas mungkin dapat diakses jika saja kita dapat mengukur gaya gravitasi yang begitu kecil.

Related Posts