Penjelasan lengkap apa itu gaya gravitasi bumi, bulan, dan matahari mulai dari pengertian, rumus, manfaat, satuan, penemu, dan contoh soal.
Daftar Isi
Pengertian Gaya Gravitasi
Apa yang dimaksud gaya gravitasi bumi, bulan, dan matahari? Yaitu merupakan gaya yang paling utama dibandingkan beberapa jenis gaya yang lainnya. Mengapa? Karena persamaannya sudah tidak bisa diturunkan lagi ke bentuk yang lebih sederhana. Gaya ini terjadi pada saat terdapat massa benda yang memberikan gaya tarik terhadap benda yang mempunyai massa. Gaya ini juga akan selalu menarik objek lainnya yang memiliki massa.
Jika kita membuat perbandingan, Anda akan menemukan bahwa gravitasi akan berbanding lurus dengan massa benda dan berbanding terbalik dengan jarak kuadrat benda. Gaya gravitasi memiliki sifat yang universal atau menyeluruh sehingga berlaku bagi semua benda yang ada di dalam semesta. Gaya ini juga mengakibatkan terjadinya tarik-menarik antara semua partikel yang mempunyai massa sehingga membuat partikel tersebut mengikuti gravitasi.
Konsep inilah yang menjawab pertanyaan mengapa bulan dan planet yang mengelilingi matahari dan bukan sebaliknya. Untuk menjawab semua tersebut adalah dengan menerangkan konsep gravitasi.
Penemu Gaya Gravitasi
Semua hal yang berkaitan dengan gaya yang kita dapatkan saat ini tidak lepas dari seseorang yang pertama kali menemukan gaya tersebut. Siapa orang yang telah berjasa menemukan konsep gravitasi ini? Sebenarnya ada dua jawaban mengenai hal tersebut. Jika Anda mencari informasi ini di buku-buku sekolah, Anda akan menemukan bahwa Isaac Newton-lah yang menemukan gravitasi.
Seorang ilmuan yang berasal dari Inggris tersebut diklaim merupakan penemu sekaligus perumus persamaan matematika mengenai gambaran dari kerja gravitasi yang ada di bumi. Akan tetapi, ada yang berpendapat bahwa jauh sebelum nama Isaac Newton muncul, ada seorang saintis Muslim bernama Al-Khazini. Dialah yang pertama kali mencetuskan dan juga menemukan teori gaya gravitasi ini.
Al-Khazani menekuni dan mengkaji teori ini secara mendalam pada abad ke-12. Al-Khazani memiliki nama lengkap Abu Fath Abd Al-Rahman Mansour Al-Khazani. Dia memang terkenal memiliki kecerdasan di atas rata-rata. Sampai pemikirannya pun memiliki pengaruh yang besar pada perkembangan sains di Barat.
Al-khazani telah melahirkan banyak teori sains seperti perbedaan daya, metode ilmiah eksperimental dalam mekanik, massa dan berat, energi potensial gravitasi, dan juga jarak gravitasi. Di dalam bukunya yang berjudul Mizan Al-Hikmah, dia menjelaskan secara detail seputar mekanika, prinsip-prinsip keseimbangan hidrostatis. Sebuah kitab yang terdiri dari 50 bab dan ditulis pada 1121 M ini telah menjelma sebagai sebuah karya yang sangat penting dalam bidang fisika islam.
Setalah melakukan berbagai eksperimen, akhirnya Al-khazani menarik kesimpulan bahwa gravitasi akan berubah sesuai dengan jarak antar benda yang jatuh terhadap yang menariknya. Artinya, kekuatan gravitasi dipengaruhi oleh jarak antar dua benda. Barulah pada abad ke-17 datang Isaac Newton yang merumuskan matematika dan juga persamaan antar variabel di dalam teori gravitasi.
Baca juga: Gaya Lorentz
Manfaat Gaya Gravitasi
Apa saja manfaat adanya gaya gravitasi? Berikut ini penjelasannya.
1. Menjaga Kestabilan Kehidupan di Bumi
Gravitasi bumi merupakan gaya tarik-menarik yang dihasilkan oleh planet bumi. Adanya gravitasi akan menjaga kestabilan planet bumi, baik kestabilan terhadap semua hal yang hidup maupun tidak hidup di dalam bumi. Gaya ini bisa Anda lihat pada rotasi bumi dimana bumi berputar pada porosnya.
Bayangkan ketika bumi tidak memiliki gaya gravitasi atau mungkin bumi tidak berada dalam porosnya. Akan terjadi sebuah kekacauan dan kemungkinan besar akan memusnahkan seluruh kehidupan bumi.
2. Membuat Semua Benda Memiliki Berat
Manfaat adanya gravitasi yang kedua adalah untuk menjaga agar semua benda memiliki berat. Berbeda ketika Anda berada di luar angkasa yang tidak dipengaruhi oleh gravitasi bumi sehingga membuat benda-benar melayang karena tidak memiliki berat. Mengapa hal ini penting? Gravitasi akan membuat benda-benda tersebut berada dalam porosnya atau tempatnya.
Bayangkan ketika tiba-tiba bumi tidak memiliki gaya gravitasinya, semua benda yang ada di bumi akan melayang. Pastinya akan menimbulkan kekacauan dimana-mana dan bahkan bisa juga membuat bumi hancur.
3. Sebagai Hiburan dan Olahraga
Selain dua manfaat di atas, manfaat lain dari gaya gravitasi adalah untuk keperluan olahraga dan hiburan. Beberapa orang memanfaatkannya untuk keperluan hiburan dan olahraga yang menantang adrenalin. Beberapa aktivitas yang memanfaatkan gravitasi bumi antara lain:
- Paralayang
- Terjun payung
- Paraglinding
- Bungee jumping
- Loncat indah
4. Prinsip Ilmu Penerbangan
Adanya gravitasi juga bermanfaat di dalam prinsip ilmu penerbangan. Semua perangkat penerbangan dibuat dengan memperhitungkan gravitasi agar bisa dipakai dengan teknologi aerodinamis pesawat tersebut sehingga bisa melayang di udara. Dengan adanya gaya inilah pesawat maupun benda terbang lainnya dapat melayang.
5. Mempermudah Pekerjaan Manusia
Semua kegiatan atau aktivitas kita sehari-hari tidak bisa lepas dari pengaruh gravitasi. Ketika kita berjalan, berlari, melompat, mengendari motor, mobil, dan bermacam-macam kegiatan lainnya dipengaruhi oleh gravitasi. Semua aktivitas kita tidak bisa berjalan dengan baik jika tidak ada gaya ini.
6. Menjaga Bulan Tetap Pada Orbitnya
Untuk manfaat gaya gravitasi selanjutnya adalah untuk menjaga agar bulan tetap berada pada orbitnya. Jika gravitasi bumi dipengaruhi oleh gaya gravitasi matahari, maka gaya gravitasi bulan dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Hal inilah yang membuat bulan tetap berada pada orbitnya dan tidak akan keluar dari orbitnya dan menjauhi bumi.
Contoh Gaya Gravitasi
Beberapa contoh gaya gravitasi yaitu:
- Kita berjalan atau berlari dengan tetap menapak di tanah
- Batu yang dilempar akan jatuh ke tanah
- Bola yang melambung tinggi akan jatuh ke tanah
- Buah yang jatuh selalu menuju tanah
- Benda-benda seperti kursi, meja, lemari, dan lain sebagainya tidak melayang
- Peluru yang ditembakkan ke atas akan jauh ke bawah
- Kendaraan yang berjalan tidak melayang-layang melainkan tetap berada di atas tanah
- Terjun payung
- Bulan yang selalu berada pada orbitnya
- Bumi yang berputar pada porosnya
- paralayang
Rumus Gaya Gravitasi
Penjelasan yang terakhir adalah berkaitan dengan rumus gaya gravitasi. Untuk menghitung nilai dari gravitasi, maka rumusnya adalah sebagai berikut:
F = G m1m2/r2
Keterangan:
F : gaya (N)
G : konstanta gravitasi (6.67 10-11 m3/kgs2)
m1 & m2 : massa kedua benda (kg)
Sementara itu, untuk rumus medan gravitasi maupun percepatan gravitasi yaitu:
g : G M/R2
g’ : g (R-h)/R
g’ : G M/(R-h)2
M’ : MV’/V
M’ : M (R-h)3/R3
Keterangan:
g : percepatan gravitasi bumi (m/s2)
g’ : percepatan gravitasi planet (m/s2)
G : konstanta gravitasi (6.67 10-11 m3/kgs2)
r : jarak kedua benda (m)
h : ketinggian benda (m)
M’ : massa planet (kg)
M : massa planet bumi (kg)
Dari rumus di atas kita tahu bahwa satuan gaya gravitasi adalah (N). Rumus di atas dapat Anda gunakan untuk mengerjakan berbagai macam soal seputar nilai gravitasi pada sebuah benda.
Contoh Soal Gaya Gravitasi
Di bawah ini merupakan contoh soal gaya gravitasi:
Bumi mengalami percepatan gravitasi 9,8 m/s2. Hitunglah berapa percepatan gravitasi di ketinggian R dari perumusan bumi? (R = jari-jari bumi)
Jawab:
Dikeathui:
h = R
g = 9,8 m/s2
Penyelesaian:
g’ = G M/(R+h)2
g’ = G M/(2R) 2
g’ = g/4
g’ = 2,45 m/s2
Kita bisa menyimpulkan bahwa nilai gravitasi pada benda dengan ketinggian R yaitu 2,45 m/s2.