Gaya Berat
Ingin tahu sejarah penemuan gaya berat dan siapa penemunya ini penjelasannya
selamat membaca!!
Sejarah Penemuan Gaya Berat
Menjelang berakhirnya abad ke-17 Sir
Isaac Newton (1642-1727), seorang ilmuwan Inggris, berhasil menyingkap
tabir teka-teki alam yang menarik perhatian itu. Mengenai penemuannya,
ada sebuah lelucon menarik yang menceritakan, jawaban itu diperoleh
ketika sebuah apel jatuh ke kepalanya sewaktu ia sedang merenungi masalah
ini di bawah sebatang pohon apel di pekarangannya (apakah buah apel ini
mengenai kepalanya, diragukan kebenarannya). Diceritakan, kejadian ini
mengilhaminya untuk menemukan hukum yang kemudian terkenal dengan nama “Hukum Gaya Berat (Gravitasi) Newton (1687)”. Hukum ini menyatakan, dua benda yang terpisah oleh jarak tertentu cenderung tarik-menarik dengan gaya
(atau kekuatan) alamiah yang sebanding dengan massa (atau ukuran
kepadatan atau berat) masing-masing benda dan juga berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak antara keduanya.
Hukum Newton Gaya Berat Newton
Kembali ke pertanyaan kita di atas,
terdapat dua benda yang saling mempengaruhi, yaitu Bumi dan batu kecil
yang semula berada dalam tangan. Gaya atau kekuatan tarikan Bumi pada
batu itu sebagaimana dinyatakan oleh hukum di atas disebut gaya berat atau gaya
gravitasi atau yang lebih sering dikenal dengan sebutan berat batu.
Sebaliknya pun berlaku. Bumi ditarik oleh batu kecil itu dengan gaya
atau kekuatan yang sama besar. Di sini jarak antara batu dan Bumi
dihitung dari batu ke pusat Bumi yang berada sekitar 3.670 km di bawah
permukaan Bumi. Nampaknya dengan bantuan Hukum Gaya Berat Newton ini,
kita mulai sedikit memahami asal-usul penyebab jatuhnya batu kecil
tersebut ke permukaan Bumi. Tetapi rasanya masih ada yang mengganjal
apabila kita hendak menerapkan hukum ini secara langsung. Mengapa justru
batu yang tertarik jatuh menuju ke permukaan Bumi dan bukan sebaliknya
Bumi yang tertarik ke atas menuju batu kecil yang Ada lepaskan?
Pertanyaan ini dijawab melalui Hukum Newton berikut dalam cabang ilmu fisika yang mengkhususkan pada permasalahan gerak dan penyebabnya, yaitu cabang mekanika.
Dalam bahasa sehari-hari gaya sering
diartikan sebagai dorongan atau tarikan, terutama yang dilakukan oleh
otot-otot manusia. Untuk itu perlu didefinisikan secara lebih terperinci
dan tepat. Disini definisi gaya dinyatakan dalam percepatan yang dialami oleh suatu benda standar bila diletakkan dalam lingkungan tertentu yang sesuai.
Benda standar tersebut diikatkan pada
ujung pegas dan diletakkan di atas sebuah meja horizontal yang
gesekannya dapat diabaikan. Keduanya berlaku sebagai lingkungan bagi
benda tersebut. Ujung pegas yang lain dipegang dengan tangan. Sekarang
pegas ditarik secara horizontal ke kanan; dengan coba-coba diusahakan
agar benda mengalami percepatan
konstan 1,0 m/detik2. Pada keadaan ini dikatakan sebagai definisi,
bahwa pegas (yaitu lingkungan utama benda) melakukan gaya konstan pada
benda yang besarnya 1,00 newton, atau dalam notasi SI: 1,00 N.
a. Sebuah partikel P (kilogram standar) diam di atas permukaan horizontal tanpa gesekan
b. Benda dipercepat dengan menarik pegas ke kanan.
b. Benda dipercepat dengan menarik pegas ke kanan.
Pada gambar a terlihat bahwa dalam melakukan gaya ini pegas terentang sepanjang Δl melebihi panjang normalnya ketika kendur, seperti diperlihatkan dalam gambar b.
Hukum Gaya Gerak Newton
Pada Hukum Newton Kedua atau Hukum Gerak
ini menyatakan hubungan antara gaya dan gerak yang menempatkan keduanya
sebagai suatu hubungan sebab-akibat. Di sini gaya dikaitkan dengan
kekuatan mendorong atau menarik yang berperan sebagai penyebab
“perubahan gerak” sebuah benda. Atau lebih terinci lagi, gaya adalah
penyebab perubahan besar kecepatan (laju) dan arah gerak (arah
kecepatan) benda. Hukum Newton kedua ini menyatakan, besarnya perubahan
gerak benda yang secara pengukuran disebut percepatan berbanding
terbalik dengan massa benda itu dan berbanding lurus dengan gaya
penyebabnya. Besaran massa di atas, yang samar-samar pengertiannya,
dapat disetarakan dengan berat benda (ingat Hukum Gaya Berat Newton) dan
secara fisika merupakan ukuran keengganan benda untuk mengubah keadaan
gerak semula. Jadi secara fisika hukum ini menyatakan, benda yang
massanya lebih besar (atau lebih berat) enggan sekali mengubah keadaan
geraknya semula sedangkan yang jauh lebih kecil massanya (jadi lebih
ringan) memperlihatkan perilaku yang lebih luwes. Dengan demikian, benda
yang massanya besar sekali, bila semula berada dalam keadaan diam,
cenderung untuk tetap berada dalam keadaan diam.
Pada masalah kita di atas massa bumi
jauh lebih besar daripada massa batu kecil itu. Dengan demikian
terungkaplah sekarang secara jelas apa penyebabnya tertariknya batu
kecil itu (melalui Hukum Gaya Berat Newton) dan mengapa
jatuhnya haruslah ke permukaan Bumi (melalui Hukum Gerak Newton). Pada
bagian di atas baru ditinjau percepatan yang diberikan pada satu benda
khusus yaitu kilogram standar. Dengan demikian dapat didefinisikan
sebagai gaya secara kuantitatif. Apa pengaruh gaya-gaya tersebut pada
benda lain? Karena pertama kali benda standar dipilih sembarang, maka
dapat dimengerti bahwa percepatan suatu benda akan langsung sebanding
dengan gaya yang diberikan. Namun gaya yang sama akan menimbulkan
percepatan yang berbeda pada benda yang berbeda. Sebagai contoh sebuah
bola kasti akan mendapat percepatan lebih besar daripada sebuah mobil
jika diberikan gaya yang sama. Untuk memperoleh jawaban kuantitatif atas
pertanyaan di atas diperlukan cara untuk mengukur massa, yaitu sifat
benda yang menentukan keengganannya untuk berubah gerak.
Masa
Massa adalah sifat fisika dari suatu
benda, yang secara umum dapat digunakan untuk mengukur banyaknya materi
yang terdapat dalam suatu benda. Massa merupakan konsep utama dalam
mekanika klasik dan subyek lain yang berhubungan. Dalam Standar
Internasional, SI, massa diukur dalam satuan kilogram. Alat yang
digunakan untuk mengukur massa biasanya adalah timbangan. Tidak seperti
berat, massa di setiap tempat selalu sama. Misalnya: massa kita ketika
di bumi dan di bulan sama, akan tetapi berat kita di bumi dan di bulan
berbeda.
Hubungan antara massa dan berat adalah massa (kg) dikalikan percepatan gravitasi sama dengan gaya (N).
F = m.g
F (force) atau gaya/berat, m adalah massa, dan g adalah percepatan gravitasi / daya tarik bumi (m/detik2).
Beberapa orang menuliskan rumus tersebut dalam bentuk
W = m.g
di mana W menyatakan weight atau berat/gaya.
Mirip dengan hal itu, berat suatu benda
di atas permukaan laut akan lebih besar dari pada beratnya pada puncak
gunung yang tinggi. Hal ini disebabkan karena percepatan gravitasi di
kutub lebih besar daripada di katulistiwa, dan percepatan gravitasi di
atas permukaan laut lebih besar dari pada di tempat yang lebih tinggi
(karena jaraknya ke pusat bumi lebih jauh).
Komentar
Posting Komentar