Penemuan Sir Isaac Newton merevolusi pemahaman kita tentang alam. Dari sekian banyak kontribusinya, salah satu yang paling luas jangkauannya adalah teori gravitasinya. Meskipun gravitasi adalah yang terlemah dari empat gaya utama, ia juga memainkan peran yang sangat besar dalam kehidupan kita sehari-hari — karena meskipun lemah, massa Bumi begitu besar sehingga tarikannya terhadap kita sangat kuat. Kita dapat menghitung gaya tarik-menarik gravitasi antara dua benda menggunakan persamaan Newton.
Tuliskan persamaan Newton untuk gaya gravitasi, F = G (M xm) / r kuadrat, dengan M adalah massa satu benda, m adalah massa benda lainnya, dan r adalah jarak antara pusat kedua massa tersebut. Jika Anda berdiri di permukaan Bumi, misalnya, r adalah jarak dari pusat Bumi ke Anda (atau lebih tepatnya ke pusat Anda, tetapi biasanya tingkat akurasi tersebut tidak diperlukan). G adalah konstanta universal. Ini adalah angka yang sangat kecil: 6,67 x 10 ^ -11 newton meter kuadrat per kilogram kuadrat. Satuan di akhir konstanta disamakan dengan satuan dalam persamaan sehingga jawaban Anda selalu dalam newton, satuan standar gaya.
Tentukan jarak antara pusat kedua benda. jika Anda sedang mengerjakan soal kuis, Anda mungkin akan diberikan informasi ini. Jika Anda menghitung sebuah objek di atau dekat permukaan Bumi, Anda dapat menggunakan radius rata-rata Bumi, 6.371 kilometer, dan menjumlahkan ketinggian objek di atas permukaan tanah.
Tentukan massa kedua benda tersebut. Jika Bumi adalah salah satu dari dua objek, massanya adalah 5,9736 x 10 ^ 24 kilogram — jumlah yang sangat besar.
Masukkan angka-angka ini ke dalam persamaan. Katakanlah, misalnya, berat Anda 80 kilogram dan Anda berdiri di permukaan bumi. Jika Anda memasukkan semua angka di atas ke dalam persamaan, Anda akan mendapatkan yang berikut:
Gaya = ( (6,67 x 10 ^ -11 newton meter kuadrat per kilogram kuadrat) * (5,9736 x 10^24 kilogram) * (80 kilogram) ) / (6371 x 10 ^ 3 meter) kuadrat = 785,3 newton. Kalikan jawaban Anda dalam newton dengan 0,224809 untuk mendapatkan 177 pound — yang sebenarnya adalah berat Anda. Perhatikan bahwa berat hanyalah ukuran gaya, jadi ketika kita mengatakan pound, kita benar-benar berbicara tentang berapa banyak gaya yang diberikan Bumi kepada Anda, yang bervariasi tergantung pada massa Anda.
Perhatikan sesuatu yang menarik? Bumi tidak hanya memberikan gaya pada Anda, tetapi Anda juga memberikan gaya pada Bumi. Ingat persamaan Newton untuk gaya, namun:
Gaya = massa x percepatan
Jika Anda membagi gaya yang Anda berikan di Bumi (785,3 newton dalam contoh kami) dengan massa Bumi, Anda mendapatkan percepatan Bumi karena tarikan gravitasi Anda. Massa Bumi sangat besar sehingga percepatan ini sangat kecil — nyatanya, untuk semua maksud dan tujuan praktis, ini dapat diabaikan. Namun, jika Anda membagi massa 785,3 newton dengan massa 80 kilogram, Anda mendapatkan kuadrat 9,81 meter per detik — percepatan yang sangat besar.
Jupiterimages/BananaStock/Getty Images
