Hukum Gravitasi Newton: Rumus, Penerapan, dan Contoh Soalnya

Sobat Pijar, ngomongin ilmu fisika modern tentunya gak bisa lepas hukum gravitasi Newton, deh! Hukum gravitasi Newton ini adalah salah satu hukum fundamental fisika yang penting untuk kamu pahami. Berkat hukum ini, ilmu fisika modern bisa berkembang dengan sangat pesat, lho.

Ditemukan oleh Sir Isaac Newton di tahun 1687, hukum ini menjelaskan bahwa setiap benda di alam semesta ini saling tarik menarik. Dengan memahaminya, Sobat Pijar bisa mengerti tentang gerak benda-benda di alam semesta, misalnya gerak planet dan satelit yang mengelilingi benda-benda lain. Untuk lebih lengkapnya, simak ulasannya berikut, yuk!

Baca juga: Hukum Newton 1,2,3 : Bunyi, Rumus, Penerapan, dan Contoh Soalnya

Hukum Gravitasi Newton

Hukum gravitasi Newton adalah salah satu hukum fundamental fisika yang menjelaskan bahwa setiap benda di alam semesta saling tarik menarik dengan gaya yang sebanding sama massa benda dan berbanding terbalik sama kuadrat jarak antara dua benda. 

Dengan kata lain, semakin besar massa benda, maka semakin besar juga gaya gravitasi yang diberikan, dan semakin jauh jarak antara dua benda, semakin kecil gaya gravitasi yang diberikan. Intinya, hubungan antara gerak benda-benda di alam semesta, seperti gerak planet dan satelit yang mengorbit, bisa kamu pahami lewat hukum ini. Selain itu, hukum gravitasi Newton juga penting buat kamu dalam memahami gaya tarik Bumi dan fenomena alam lainnya, lho.

Rumus Hukum Gravitasi Newton:

$F = G \frac{m_1 \times m_2}{r^2}$

Keterangan:

F = gaya tarik gravitasi (N)

$m_1 \times m_2$ = massa benda (kg)

r = jarak antara kedua benda (m)

G = konstanta gravitasi secara umum ($6,673 \times 10^{-11}N \space m^2/kg^2$)

Gaya Gravitasi

Gaya gravitasi Newton adalah gaya yang timbul karena adanya tarikan antara dua benda dengan massa tertentu. Menurut hukum gravitasi Newton, gaya gravitasi antara dua benda itu sebanding dengan massa kedua benda dan berbanding terbalik sama kuadrat jarak di antara kedua benda tersebut.

Medan Gravitasi

Medan gravitasi adalah hal yang membuat benda-benda tertarik ke arah benda dengan massa yang lebih besar. Misalnya, Bumi punya massa yang lebih besar dibanding benda-benda lain disekitarnya, seperti satelit atau asteroid, maka medan gravitasi Bumi ini menarik benda-benda itu ke arahnya. Sampai di sini paham kan, Sobat Pijar?

Nah, medan gravitasi ini menyebar keluar dari benda dengan massa besar dalam bentuk medan vektor, yang bisa diperkirakan dengan hukum gravitasi Newton. Semakin besar massa benda tersebut, semakin kuat medan gravitasinya. Medan gravitasi juga bisa dilihat sebagai efek yang mempengaruhi jarak antara dua benda. Kalau di permukaan Bumi, medan gravitasi itu setara dengan percepatan gravitasi Bumi, lho.

Rumus untuk Medan Gravitasi:

$F = m \times g$

$g = \frac{F}{m}$

Gerak Satelit

Sobat Pijar pasti sering dengar kalau ada satelit yang mengorbit di sekitar Bumi kan? Gerak satelit itu dikategorikan sebagai gerakan orbit atau gerakan melingkar. Pertama-tama, satelit diorbitkan ke luar angkasa pakai roket. Begitu sudah sampai ketinggian yang pas, satelit diberi kecepatan yang pas untuk bisa mengorbit secara stabil.

Ketika sudah berada di orbit, satelit terus bergerak dan tidak jatuh ke Bumi. Hal ini disebabkan karena gaya gravitasi Bumi sama besar dengan gaya sentrifugal yang dihasilkan dari gerakan satelit yang mengelilingi Bumi.

Penerapan Hukum Gravitasi Newton

Sebagai dasar dalam pemahaman tentang gerak benda di alam semesta, hukum gravitasi Newton memiliki banyak peranan penting, lho. Simak selengkapnya di bawah ini, ya.

Massa Matahari

Karena massa Matahari yang luar biasa besar, akhirnya punya gaya gravitasi yang sangat kuat. Gaya gravitasi inilah yang membuat semua planet yang ada di tata surya kita terus bergerak mengelilingi Matahari dengan pola orbit masing-masing. Semakin berat Matahari, semakin kuat juga gaya gravitasinya, dan semakin kencang juga kecepatan planet bergerak di orbitnya. Gaya gravitasi Matahari juga bisa mempengaruhi gerakan objek-objek lain yang ada di tata surya, seperti asteroid dan komet.

Massa Bumi

Sobat Pijar tahu nggak kalau massa Bumi itu besar banget dan sangat berpengaruh terhadap Hukum Gravitasi Newton? Karena massa Bumi yang besar, jadinya ada gaya gravitasi yang kuat yang menarik kamu dan segala sesuatu di permukaan Bumi ke arah pusat Bumi. Makanya, kamu merasa "berat" saat berdiri atau berjalan di atas Bumi.

Tapi, nggak cuma itu saja lho! Massa Bumi yang besar juga mempengaruhi gerakan Bumi di sekitar Matahari. Meskipun Matahari menarik Bumi ke arahnya, tapi berkat massa Bumi yang besar, Bumi pun bisa menghasilkan gaya yang seimbang sehingga tetap berada di orbit yang stabil di sekitar Matahari. Keren banget ya!

Kecepatan Satelit

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, satelit yang mengorbit di sekitar Bumi ditarik oleh gaya gravitasi Bumi. Oleh karenanya, gaya gravitasi ini bertanggung jawab untuk menjaga satelit tetap berada pada orbitnya dan tidak jatuh ke Bumi dan juga tidak terlepas ke luar angkasa.

Supaya tetap di orbitnya, kecepatan satelit harus cukup besar. Kecepatan ini harus imbang sama kekuatan gaya gravitasi yang diberikan oleh Bumi. Jika kecepatan satelitnya kecil, maka gaya gravitasi Bumi akan menarik satelit jatuh ke Bumi. Namun, jika kecepatannya kebesaran, satelitnya bisa keluar orbit dan terbang ke luar angkasa.

Sebelum masuk ke pembahasan contoh soal, coba dalami lagu, yuk, materi hukum gravitasi newton ini bareng Pijar Belajar. Klik banner di bawah ini untuk akses berbagai konten pembelajaran Pijar Belajar.

Contoh Soal Hukum Gravitasi Newton

Sebuah objek dengan massa 10 kg diletakkan pada jarak 2 meter dari objek dengan massa 50 kg. Hitunglah besar gaya gravitasi antara kedua objek tersebut!

Diketahui:

Massa objek 1 ($m_1$) = 10 kg

Massa objek 2 ($m_2$) = 50 kg

Jarak antara kedua objek (r) = 2 m

Konstanta gravitasi (G) = $6,673 \times 10^{-11}N \space m^2/kg^2$

Ditanya: Besar gaya gravitasi antara kedua objek

Jawab:

Menggunakan rumus Hukum Gravitasi Newton:

$F = G \frac{m_1 \times m_2)}{r^2}$

$F = \frac{6,67 \times 10^{-11} \times (10 \times 50)}{2^2}$

$F = \frac{6,67 \times 10^{-11} \times (10 \times 50)}{4}$

$F = 8,34 \times 10^{-9} \space N$

Jadi, besar gaya gravitasi antara kedua objek adalah $8,34 \times 10^{-9}$ N.

__________________________________________________

Baca juga: Materi Sumber-Sumber Energi Kelas 12

Nah, jadi hukum gravitasi Newton itu penting untuk dipahami agar mengerti gerakan benda di alam semesta dan interaksi gravitasi antar benda di luar angkasa. Meskipun hukum ini tidak bisa menjelaskan semua fenomena alam semesta, tapi tetap saja menjadi dasar bagi banyak penelitian dan eksplorasi di bidang astronomi dan fisika sampai sekarang, lho!

Untuk bisa belajar Hukum Gravitasi Newton lebih dalam lagi, yuk belajar bareng Pijar Belajar! Ada banyak sekali konten pelajaran yang bisa kamu akses untuk menambah wawasan Fisikamu. Nggak cuma itu, pelajaran lain seperti Biologi, Matematika, dan juga Kimia tersedia di Pijar Belajar, nih! Wah, ngambis jadi semakin mudah, deh!

Tunggu apa lagi? Unduh Pijar Belajar di ponselmu sekarang juga!