Hukum Gravitasi Newton

Pendahuluan
• Gravitasi merupakan gaya interaksi antara
benda-benda yang memiliki massa
tertentu. Gaya gravitasi merupakan salah
satu dari 4 gaya yang ada di alam
semesta (gaya elektromagnetik, gaya kuat
dan gaya lemah). Gaya gravitasi ini juga
yang mempertahankan interaksi antara
benda-benda di bumi dan gerak planetplanet dalam sistem tata surya.
• Penelitian mengenai gaya GRAVITASI sudah
dilakukan sejak dulu yaitu Ptolemy tahun 100 M
dengan teori geosentris yaitu planet-planet
mengelilingi bumi. Kemudian Copernicus
dengan teori heliocentris yaitu planet-planet dan
bumi mengelilingi matahari dalam "De
revolutionibus orbium coelestium" (1543). Teori
ini didukung dari analisis Tycho Brahe dan
asistenya Johannes Kepler dalam karya
"Astronomia Nova (1609)" yang dikenal dengan
hukum Kepler yaitu orbit planet berbentuk ellips.
Pada tahun 1680 Isac Newton dalam
makalahnya berjudul "De motu corpo-rum in
gyrum" atau gerak planet dalam orbitnya yaitu
menjelaskan mengenai planet dan hukum
gravitasi.
Hukum Newton tentang gravitasi
Hukum Gravitasi Umum Newton
Gaya gravitasi antara dua benda merupakan
gaya tarik menarik yang besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing
Benda dan berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak antara keduanya
m1.m2
Fg 
r2
m1
m2
r
Isaac Newton - 1686
GAYA GRAVITASI ANTAR PARTIKEL
BERMASSA TERHADAP BUMI
m1
m2
Rearth
d
Fm2
Gme m2

2
Rearth
Fm1
Gme m1

2
Rearth  d 
Pusat gravitasi bukan sebagai pusat massanya
• Gaya gravitasi antar partikel-partikel
ataupun benda-benda dalam kehidupan
sehari-hari sangat sulit diamati. Namun,
gravitasi sangat penting bila kita
mengamati interaksi antara benda-benda
yang bermassa sangat besar, seperti
Bumi, Bulan dan bintang-bintang.
Model- model gaya gravitasi Newton
Model Medan gravitasi
Model medan Partikel
Relativitas Umum
Kuat Medan Gravitasi
Kuat Medan Gravitasi
pada titik apa saja dalam ruang didefinisikan sebagai
gaya gravitasi per satuan massa pada suatu massa uji
M
F
M .m
g  F G 2
m
r
M .m
G 2
M
r
g
 g G 2
m
r
Pengukuran konstanta gravitasi (G)
• Pengukuran nilai konstanta gravitasi G pertama kali
dilakukan oleh Henry Cavendish dan dijelaskan secara
lengkap percobaannya dalam Philosophical Transactions
(1798). Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan
neraca torsi yaitu dua bola yang sama (m) dihubungkan
oleh batang ringan dan ditengahnya diikatkan tali
penggantung dan dilengkapi oleh cermin (Sarojo, 2002).
• Kemudian massa m didekatkan oleh massa lain m’
sehingga terjadi gaya tarik-menarik dan menyebabkan
puntiran pada torsi dan mengubah kedudukan cermin.
Sudut puntiran pada torsi berhubungan dengan skala
gaya tarik-menarik antara massa tsb dan memberikan
nilai konstanta gravitasi sebesar
G = 6.67x 10-11 Nm2/kg2
Pengukuran konstanta gravitasi (G)
Pengukuran nilai konstanta gravitasi dengan neraca Cavendish
Variasi percepatan gravitasi bumi (g)
• Percepatan gravitasi bumi adalah percepatan yang
dimiliki benda yang jatuh karena pengaruh gaya
beratnya
dengan m=massa benda, M=massa bumi dan R=jari-jari
bumi atau jarak benda ke pusat bumi maka bentuk
percepatan gravitasi dinyatakan
• Jika benda tidak berada dipermukaan tetapi
berada pada jarak r dari pusat bumi
dengan (dg/g) = perubahan relatif dari g dan
(dr/r) = perubahan relatif dari r.
• Nilai percepatan gravitasi bumi atau g bervariasi secara
lokal di permukaan bumi karena adanya ketidakteraturan
dan batu-batuan yang memiliki massa jenis yang
berbeda-beda. Bumi tidak bulat sempurna, dibagian
kutub nilai R lebih kecil dibandingkan dibagian
katulistiwa sehingga g di kutub lebih besar dibandingkan
di katulistiwa.
• Variasi nilai g atau dikenal dengan anornali gravitasi,
sangat kecil yaitu orde 1 bagian per 106 — 107 nilai g.
Tetapi dapat diukur dengan menggunakan alat yaitu
Gravitymeter yaitu dapat mengukur dalam orde 1 bagian
per 108 (Giancolli, 1997). Ahli geofisika menggunakan
metode gravitasi untuk menentukan struktur kerak bumi
dan pada eksplorasi mineral untuk menentukan deposit
mineral yang bernilai ekonomis.