HUKUM NEWTON PADA GERAK PLANET

HUKUM NEWTON PADA GERAK PLANET

Matahari, bulan, bintang atau benda-benda langit yang lain jika dilihat dari bumi tampak bergerak dari arah timur ke barat. Apakah demikian yang terjadi sebenarnya? Apa hubungannya dengan Hukum Newton Pada Gerak Planet ? Tentu Anda masih ingat dengan gerak relatif sebuah benda.

Hukum Newton Pada Gerak Planet
Hukum Newton Pada Gerak Planet

Bumi kita selain berotasi pada sumbu bumi, juga berevolusi mengelilingi matahari. Bumi berotasi dari arah barat ke timur, jika dilihat dari kutub utara bumi, maka mengakibatkan gerak relatif matahari, bulan, bintang atau bendabenda langit yang lain tampak bergerak dari arah timur ke barat. Jika kita melepas benda di dekat permukaan bumi, maka benda tersebut akan jatuh ke permukaan bumi. Apabila melepas benda itu di dekat permukaan bulan, maka benda tersebut akan jatuh ke permukaan bulan.

1. Medan Gravitasi

Pada hakikatnya setiap partikel bermassa selain mempunyai sifat lembam juga mempunyai sifat menarik partikel bermassa yang lain. Gaya tarik antara partikel-partikel bermassa tersebut disebut dengan gaya gravitasi. Kerapatan atmosfer bumi semakin jauh dari pusat bumi semakin renggang, bahkan partikel-partikel yang berada di luar atmosfer bumi (di ruang hampa udara) sudah tidak mendapat gaya tarik oleh bumi. Dikatakan saat itu benda berada di luar medan gravitasi bumi.

HUKUM NEWTON PADA GERAK PLANET
Hukum Newton Pada Gerak Planet

Setiap partikel bermassa mempunyai medan gravitasi tertentu. Dengan demikian medan gravitasi didefinisikan sebagai daerah yang masih mendapat pegaruh gaya gravitasi suatu benda. Medan gravitasi suatu benda dapat digambarkan sebagai garis berarah yang menuju pusat benda.

TUGAS 

Diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut bersama kelompok Anda!

1. Berdasarkan data, 80% massa atmosfer bumi berada pada lapisan bawah dari lapisan atmosfer tersebut (pada lapisan troposfer). Mengapa demikian? Jelaskan!

2. Apakah yang dimaksud ruang tanpa bobot?

3. Jika kita memindahkan sebuah benda dari suatu daerah ke daerah lain, bagaimana dengan massa benda dan berat benda tersebut?

4. Apakah maksud dari medan gravitasi suatu benda yang digambarkan dengan garis berarah dengan arah menuju ke titik pusat benda tersebut?

2. Gerak-gerak Benda Antariksa

Banyak fenomena alam yang dicerna oleh pikiran manusia berdasarkan akal sehat dari apa yang kelihatan (commonsense). Seperti gerak benda-benda angkasa di sekitar bumi tampak beredar mengelilingi bumi, sehingga bumi tampak sebagai pusat peredaran benda-benda angkasa tersebut. Pendapat tersebut seperti yang dikemukakan oleh Aristoteles, seorang pemikir dari Yunani yang menyatakan teori geosentris, yaitu bumi sebagai pusat peredaran benda-benda angkasa.

Baca juga :  Pelaksanaan Demokrasi di Indonesia pada Periode 1949-1959 (2)

Perkembangan alam pemikiran manusia dan bantuan alat-alat, seperti teropong bintang ternyata pendapat Geosentris yang telah dikemukakan oleh Aristoteles adalah keliru. Namun demikian pendapat Geosentris ini sempat dipercaya sampai abad ke-16.

Nikolaus Copernicus, orang yang pertama kali mengemukakan pendapat bahwa matahari sebagai pusat peredaran benda-benda angkasa. Pendapat tersebut dikenal dengan Heliosentris. Copernicus pada saat itu tidak berani menyatakan pendapatnya secara terbuka karena takut dengan golongan Rohaniawan yang berkuasa saat itu.

Seperti yang dialami oleh Bruno, salah seorang pengikut Copernicus yang telah berani menyatakan pendapat Heliosentris secara terbuka akhirnya ditangkap dan dibakar sampai mati.

Johannes Keppler dan Galileo adalah ilmuwan yang membenarkan pendapat Heliosentris. Johannes Keppler menyatakan 3 hukum peredaran benda-benda angkasa sebagai penyempurna dari pendapat Heliosentris yang dikemukakan oleh Nicolaus Copernicus.

a. Hukum I Keppler

Menurut hukum I Keppler “lintasan planet selama bergerak mengelilingi matahari berbentuk elips dan matahari berada pada salah satu titik fokusnya”.

hukum kepler 1

b. Hukum II Keppler

Menurut hukum II Keppler “selama planet bergerak mengelilingi matahari, garis hubung antara planet dan matahari dalam waktu yang sama, menyapu luasan daerah yang sama pula”.

Baca juga :  Karakteristik Komponen Tata Surya

 hukum kepler 2

c. Hukum III Keppler

Menurut hukum III Keppler ”selama planet bergerak mengelilingi matahari “perbandingan dari kuadrat periode planet dan pangkat tiga dari jarak rata-rata planet ke matahari merupakan bilangan konstan”.kepler 3
Pernyataan hukum III Keppler dapat dinyatakan dengan persamaan:
T = periode planet mengelilingi matahari
r = jarak rata-rata planet ke matahari
K = bilangan konstan yang nilainya tidak bergantung pada
jenis planet.

Persamaan hukum III Keppler di atas dapat juga dinyatakan :
kepler 3T1 = periode planet I
T2 = periode planet II
r1 = jarak rata-rata planet I ke matahari
r2 = jarak rata-rata planet II ke matahari

3. Gravitasi Semesta

Pada tahun 1666, Newton melihat sebutir buah apel jatuh dari pohonnya ke tanah. Peristiwa tersebut timbul pemikiran dari Newton bahwa kekuatan gravitasi yang menarik buah apel ke tanah. Bertolak dari penemuan para ahli sebelumnya antara lain penemuan Keppler dan Isaac Newton dapat disimpulkan bahwa pada dasarnya “antara benda satu dengan benda yang lain, antara planet dengan planet atau antara matahari dengan planet terjadi gaya tarik-menarik yang disebut dengan gaya gravitasi atau disebut juga gaya gravitasi semesta”. Untuk itu perhatikan uraian berikut

Gaya gravitasi

Gambar di atas melukiskan dua benda yang bermassa m1 dan m2 mempunyai jarak antara pusat massanya = R. Kedua benda saling tarik-menarik dengan gaya gravitasi (F) yang besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat massanya. Gaya gravitasi antara dua benda dapat dinyatakan dengan persamaan : 

persamaan gaya gravitasi

F = gaya gravitasi (N) m = massa benda (kg) R = jarak antara pusat massa kedua benda (m) G = konstanta gravitasi umum.

Catatan : Gaya gravitasi merupakan besaran vektor.

a. Penentuan nilai konstanta gravitasi umum (G)

Baca juga :  Beberapa Penerapan Gaya Gesekan Dalam Kehidupan Sehari-hari

Pada persamaan gaya gravitasi di atas, nilai G tidak dapat ditentukan saat itu. Baru seabad kemudian nilai G dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut dengan neraca torsi atau neraca puntir yang ditemukan oleh Rev John Michell dan pertama kali dipakai Sir Henry Cavendish pada tahun 1798 yang kemudian dikenal dengan neraca Cavendish.

neraca cavendish

Neraca Cavendish terdiri atas batang ringan berbentuk huruf T yang diikat dengan benang halus. Dua buah bola kecil yang masingmasing bermassa m1 diletakkan pada ujung-ujung batang yang mendatar dan sebuah cermin M, diletakkan pada batang yang tegak, memantulkan seberkas cahaya pada skala (Gambar 2.10).

Untuk menggunakan alat tersebut, maka dua buah bola besar masingmasing bermassa m2 diletakkan pada kedudukan seperti pada gambar. Dengan memperhatikan sudut simpangan yang ditunjukkan dengan simpangan berkas cahaya yang dipantulkan oleh cermin pada skala, maka dihitung nilai dari G. Ternyata G = 6,673 x 10-11 Newton . m2/kg2.

b. Kuat medan gravitasi

Setiap benda mempunyai medan gravitasi tertentu. Setiap benda yang berada dalam medan gravitasi benda lain akan mendapat gaya gravitasi. Perhatikan gambar 2.11 di bawah :

Setiap benda mempunyai medan gravitasi tertentu. Setiap benda yang berada dalam medan gravitasi benda lain akan mendapat gaya gravitasi. Perhatikan gambar 2.11 di bawah

Besar gaya gravitasi yang dialami setiap benda di titik P tiap satuan massa disebut kuat medan gravitasi yang diberi lambang “g”. Sehingga kuat medan gravitasi dapat dinyatakan dengan persamaan :

g = F /m’

g = kuat medan gravitasi (N/Kg) ;  m’ = massa uji (kg)

kuat medan gravitasi

Catatan: Kuat medan gravitasi merupakan besaran vektor.

4. Percepatan Gravitasi Bumi

Setiap titik dalam medan gravitasi bumi mempunyai percepatan gravitasi yang besarnya dapat dinyatakan dengan persamaan:

Percepatan Gravitasi Bumi

Hukum Newton Pada Gerak Planet

 

Loading...

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Random Posts :