Hampir kebanyakan dari Sobat Zenius sudah pasti mengetahui Newton dan Kepler. Yap, dalam artikel ini gue mau ngajak elo semua buat ngebahas hukum gravitasi Newton dan Kepler, rumus medan gravitasi, dan contoh-contoh soalnya.

Saking terkenalnya Newton, bahkan namanya dijadikan sebagai satuan besaran gravitasi yaitu Newton yang biasa disingkat N.

Kalau Sobat Zenius pasti pernah denger atau pernah baca mengenai awal mula Newton menemukan dasar pemikirannya mengenai hukum gravitasi?

Yap, karena dia melihat buah apel jatuh dari pohonnya, terdengar alasan yang sederhana bukan? Tapi tentunya usahanya untuk membuktikan hukum gravitasi Newton tidak sesederhana itu guys.

Sebenarnya jika elo coba berpikir lebih jauh lagi, dan berusaha menjadi kritis kayak Newton, mungkin akan ada banyak sekali hal yang membuat kita bertanya-tanya sama fenomena-fenomena yang terjadi.

Misalnya, Bumi punya gravitasi, kok benda-benda di langit kayak bulan, dan planet lain nggak jatuh juga ke Bumi?

Sebenarnya, setiap benda memiliki gaya yaitu gaya gravitasi. Nah, hal ini akan kita telusuri lebih lanjut dalam artikel ini.

Pada artikel ini kita akan membahas mengenai seluk beluknya hukum gravitasi Newton, medan atau percepatan gravitasi, serta pengembangan dari hukum gravitasi Newton yaitu Hukum Kepler, plus contoh soal dan pembahasannya.

Daftar Isi

Hukum Gravitasi Newton

Benda apa pun yang berada di atas atmosfer akan ditarik oleh bumi (Image source: Unsplash)

Buat Sobat Zenius yang mungkin belum kenal sama Newton kalian bisa dulu nih kenalan lebih detail sama doi di sini.

Secara singkat Newton atau Sir Isaac Newton merupakan seorang fisikawan, matematikawan, filsuf alam, alkimiawan, serta teolog yang berasal dari Inggris, dimana pengaruhnya dalam bidang keilmuan sangat besar sampai saat ini.

Pada buku Newton yang berjudul Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica atau dalam bahasa latin berarti prinsip matematika dalam filsafat alam, Newton menjelaskan bahwa setiap partikel di alam saling tarik menarik dengan partikel lain yang besarnya sebanding dengan perkalian massa kedua partikel, dan berbanding terbalik terhadap kuadrat jarak kedua partikel.

Pernyataan tersebut saat ini terkenal sebagai Hukum Gravitasi Newton.

Di mana menurut Newton, dalam bidang mekanika klasik atau sering juga disebut Mekanika Newton, benda apa pun yang berada di atas atmosfer akan ditarik oleh bumi.

Itulah mengapa kita nggak bisa terbang kayak astronot yang lagi di luar angkasa, dan kenapa naik tangga lebih capek daripada turun tangga, gaya gravitasi salah satu faktornya.

Karena pada umumnya, setiap benda yang memiliki massa selalu ada gaya gravitasi.

Secara sistematis, elo bisa menggunakan rumus hukum gravitasi Newton di bawah ini untuk menghitung gaya gravitasi.

Dimana,

F = gaya gravitasi (N)

G = konstanta gravitasi = 6.673 x 10-11Nm2/kg2

m1 = massa benda pertama (kg)

m2 = massa benda kedua (kg)

r = jarak antara pusat kedua benda (m)

Contoh Soal Hukum Gravitasi Newton

Medan atau Percepatan Gravitasi

Medan gravitasi atau percepatan gravitasi dipengaruhi oleh gaya gravitasi, di mana besarannya dinyatakan sebagai kuat medan gravitasi (g), yaitu gaya gravitasi tiap massa medan gravitasi, atau bisa disebut juga percepatan gravitasi.

Pada artikel ini “medan” atau ruang yang kita maksud adalah bumi.

Sebelumnya kita udah belajar mengenai persamaan mencari F (gaya gravitasi) bukan? maka sekarang kalo percepatan gravitasi itu di permukaan bumi itu g, maka berat benda tersebut di permukaan bumi adalah

berat benda di permukaan bumi menurut hukum Newton

Nah, karena berat benda di permukaan bumi (w) sama dengan gaya gravitasi yang bekerja maka,

m di masing-masing sisi dapat di coret, maka persamaan g didapatkan sebagai berikut

Dimana, r merupakan jarak antara benda dengan pusat bumi (m).

Itu dia rumus medan gravitasi yang perlu Sobat Zenius pahami. Kira-kira sudah mengerti, kan? Yuk, mari kita beralih ke pembahasan contoh soalnya.

Contoh Soal Medan Gravitasi

Hukum Kepler

Setelah adanya penemuan mengenai gravitasi yang ditemukan oleh Isaac Newton, seorang ahli matematika dan astronomi yang berasal dari Jerman yaitu Johannes Kepler berhasil menemukan 3 (tiga) hukum tentang pergerakan planet dalam tata surya, dimana Hukum-hukum Kepler ini sesuai dengan hukum gravitasi Newton.

Hukum I Kepler

Pada hukum pertama ini Kepler menyatakan bahwa

“Semua planet bergerak pada lintasan elips yang mengitari matahari, dimana matahari terletak pada salah satu titik pusatnya.”

Pada dasarnya hukum ini menjelaskan bahwa lintasan di tata surya berbentuk elips, dimana elips itu memiliki 2 titik fokus, dan matahari terletak pada salah satu titik fokusnya.

Hukum II Kepler

Pada hukum kedua ini Kepler menyatakan bahwa

“Luas daerah yang disapu oleh garis antara matahari dan planet adalah sama untuk setiap periode waktu yang sama.”

Pada dasarnya hukum ini menjelaskan bahwa karena lintasannya berbentuk elips, suatu planet tidak memiliki jarak pasti, yang ada adalah titik terjauh (titik aphelion), titik terdekat (titik perihelion), dan rata-rata jarak ke matahari. Dimana kecepatan orbit akan melambat pada saat berada aphelion, dan akan lebih cepat pada perihelion. Sehingga secara sederhana dapat dikatakan

Kecepatan orbit maksimum suatu planet pada saat berada di aphelion,

Kecepatan orbit minimum suatu planet pada saat berada di perihelion.

Hukum III Kepler

Pada hukum ketiga ini Kepler menyatakan bahwa

“Kuadrat periode suatu planet sebanding dengan pangkat tiga jarak rata – ratanya dari Matahari”

Pada dasarnya hukum ini menjelaskan mengenai revolusi planet mengelilingi matahari, planet yang letaknya lebih jauh dari matahari juga akan memiliki periode orbit yang lebih lama, dan sebaliknya atau secara sistematis dapat dituliskan sebagai berikut

Dimana,

T1= periode planet pertama

T2= periode planet kedua

R1= jari-jari planet pertama

R2= jari-jari planet kedua

Sekarang elo juga udah memahami bagaimana rumus hukum gravitasi Kepler. Coba kita uji pemahaman elo lewat contoh soal di bawah ini:

Contoh Soal Hukum Gravitasi Kepler

Itu dia penjelasan singkat mengenai hukum gravitasi Newton dan Kepler yang perlu Sobat Zenius pahami. Gimana? Nggak terlalu sulit, kan?

Kalau Sobat Zenius tertarik untuk mempelajari materi di atas lebih lengkap melalui video pembelajaran dari tutor Zenius, elo bisa banget, nih, mengaksesnya!

Akan tetapi, jangan lupa bikin akun Zenius elo dulu, ya, di sini!

Setelah itu, elo bisa klik banner di bawah ini dan cari, deh, materi pelajaran di kolom pencarian yang ingin elo eksplorasi lebih dalam lagi.