Hukum Gravitasi Newton

Pendahuluan

• Pembahasan mengenai hukum gravitasi Newton adalah penting dan menarik.
• Fondasi dasar fisika harus dipahami sebelum melangkah ke topik yang lebih kompleks, seperti fisika kuantum dan relativitas Einstein.

Cerita Newton dan Inspirasi Hukum Gravitasi

• Cerita populer: Newton duduk di bawah pohon apel, apel jatuh ke kepala, dan ia bertanya mengapa apel jatuh ke bawah.
• Fakta: Hukum gravitasi tidak muncul tiba-tiba; butuh lebih dari 20 tahun bagi Newton untuk merumuskannya.
• Publikasi hasil penelitian dalam buku "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" (Principia) yang memiliki sekitar 500 halaman.

Struktur Buku Principia

1. Bab 1: Hukum gerak dan pengenalan kalkulus.
2. Bab 2: Gerakan benda (hukum Newton 1, 2, 3).
3. Bab 3: Hukum gravitasi universal.

Proses Perumusan Hukum Gravitasi

Step 1: Analisis Hukum Kepler

• Kepler menemukan hubungan antara periode planet dan jarak rata-rata ke matahari:
  • T² ∝ R³
• Hubungan mengarah ke penghitungan waktu yang dibutuhkan untuk satu putaran planet.

Step 2: Gerak Melingkar

• Newton menganalisis percepatan benda yang mengorbit (bulan mengelilingi bumi).
• Menggunakan kalkulus untuk menemukan percepatan sentripetal:
  • A = V²/R

Step 3: Gaya Melawan Percepatan

• Gaya sebanding dengan massa dan percepatan benda:
  • F ∝ M
• Dari step 2, hubungan gaya gravitasi ditemukan:
  • F ∝ M/R²

Step 4: Pembuktian Data Astronomi

• Jarak bulan ke bumi: 3.84 × 10^8 meter.
• Periode bulan mengelilingi bumi: 27.32 hari.
• Menghitung kecepatan gerak bulan dan membandingkan percepatan sentripetal dengan percepatan jatuh bebas di bumi:
  • A (jatuh) = 9.8 m/s²
  • Menghitung perbandingan gaya berdasarkan jarak.

Step 5: Verifikasi dan Penyempurnaan

• Menyusun rumus akhir:
  • F = G * (M1*M2)/R²
• G = konstanta gravitasi (6,67 x 10^-11).
• Verifikasi dengan data astronomi menunjukkan hasil yang akurat.

Pentingnya Hukum Gravitasi Newton

• Hukum ini merupakan fondasi besar dalam fisika.
• Banyak aplikasi praktis dalam rekayasa, astronomi, dan teknologi modern.

Keterbatasan Hukum Newton

• Hukum gravitasi Newton hanya mendeskripsikan hubungan antar benda tanpa menjelaskan mekanisme gravitasi.
• Keterbatasan dalam beberapa kasus khusus.
• Teori relativitas umum oleh Albert Einstein menyempurnakan pemahaman mengenai gravitasi.

Penutup

• Pembelajaran mengenai hukum gravitasi Newton memberikan wawasan penting tentang dasar-dasar fisika.
• Diskusi lebih lanjut tentang teori relativitas di video selanjutnya.