Memahami Gaya Gravitasi Newton dan Kepler Lewat Project Students
Gaya gravitasi adalah sebuah materi yang terdapat dalam Fisika, seringkali dikenal dengan sebutan gaya berat atau gaya tarik bumi. Gaya ini pembuktiannya bisa dilihat dalam kehidupan sehari-hari, selain itu gaya ini menjadi salah satu alasan utama manusia bisa menapak dan hidup di bumi. Teori ini pertama kali ditemukan oleh fisikawan yang berasal dari Inggris.
Isaac Newton menjadi orang pertama yang mengemukakan gagasan mengenai teori gravitasi, lewat cerita dan gagasan mengenai gaya ini diawali dari pengamatannya saat mengamati peristiwa jatuhnya buah apel dari sebuah pohon. Hal itu membawanya ke sebuah penelitian, dengan kesimpulan awal yang menurutnya apel terjatuh karena adanya gaya tarik gravitasi bumi.
Di Sampoerna Academy, dua siswanya yaitu Audrey dan Michelle menjalankan proyek mengenai ilmu yang membuat benda bebas terjatuh. Untuk lebih lengkapnya, silakan simak videonya di link ini. Namun sebelum itu, yuk kenali lebih dalam apa itu gaya gravitasi dan penjelasan lainnya di bawah ini.
Pengertian Gaya Gravitasi
Gaya gravitasi adalah fenomena alam, semua hal yang memiliki massa atau energi di alam semesta termasuk planet, bintang, galaksi dan cahaya akan saling tarik-menarik satu sama lain. Di bumi, gaya gravitasi menjadi penyebab benda fisik yang memiliki berat. Lalu di bulan pengaruh gaya gravitasi adalah membuat air laut mengalami pasang.
Pada matahari adanya gaya gravitasi menjadi penyebab planet dan beragam objek lain tetap berada pada orbit masing-masing di dalam tata surya. Karena itu NASA selaku Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat menyebutkan jika gaya gravitasi adalah sebuah gaya tarik planet yang menarik objek lain ke arah pusatnya.
Sementara menurut Kemdikbud, gaya gravitasi merupakan gaya tarik menarik sebuah benda dengan pusat planet seperti yang terjadi di bumi. Sehingga dapat disimpulkan bahwa gaya yang muncul karena massa suatu benda yang selalu menarik objek lain yang juga memiliki massa. Memahami gaya gravitasi juga harus mengetahui apa itu hukum gravitasi Newton.
Disebutkan bahwa gaya ini merupakan antara dua benda gaya tarik-menarik yang besarnya berbanding lurus dengan perkalian massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya. Gaya adalah gerakan menarik atau mendorong suatu benda, pengaruh dari tarikan dan dorongan itu menjadi penyebab benda berada dalam beberapa kondisi.
Baca juga: Yuk Cari Tahu Cara Kerja Disinfektan & Penggunaan yang Tepat
Fungsi Gaya Gravitasi
Gaya Matahari
Gaya matahari membuat planet di sekitarnya termasuk Bumi akan tetap berada dalam orbit masing-masing. Planet tersebut akan berputar mengelilingi matahari sesuai dengan orbit dan fenomena ini dinamakan dengan revolusi. Rotasi juga menyebabkan perubahan adanya siang malam dan revolusi membuat munculnya perubahan musim.
Gravitasi Bulan
Gaya gravitasi bulan sebenarnya tidak sebesar matahari, namun fungsi yang diberikan sangat penting. Gaya gravitasi bulan menyebabkan pasang dan surut pada air laut, ketika posisi bulan berada sangat dekat dengan bumi. Maka air laut akan mengalami pasang dan fenomena ini terjadi karena air laut tertarik gaya gravitasi bulan.
Gravitasi Bumi
Gravitasi bumi tidak selalu sama di setiap bagian bumi, kondisi ini disebabkan bentuk bumi yang tidak sepenuhnya bulat sempurna. Gravitasi pada bumi berfungsi sebagai cara menarik atmosfer dan menahannya hingga makhluk hidup bisa bernafas dengan baik. Adanya gaya gravitasi membuat bumi bisa berputar pada poros dan menarik bulan agar tetap berada pada orbit.
Hukum Gravitasi
Isaac Newton menjadi orang pertama di bumi yang mempelajari gaya gravitasi bumi, berlatar ahli matematika dan fisika berkebangsaan Inggris. Isaac mulai mempelajari contoh gaya gravitasi dari peristiwa jatuhnya apel dari pohon. Penelitian berlanjut hingga akhir abad ke-17, untuk kemudian mendapat kesimpulan bahwa apel dan seluruh benda yang jatuh karena gaya tarikan bumi.
Hukum Newton terkait Gravitasi adalah antara dua benda dengan gaya tarik menarik dengan besaran berbanding lurus dengan perkalian massa dari masing-masing benda. Selain itu berbanding terbalik dengan kuadrat jarak yang terjadi di antara keduanya, Hukum gravitasi Newton kemudian dituliskan dalam bentuk rumus gravitasi F= G(m1.m1)/r2.
Keterangan rumus hukum gravitasi newton, F adalah gaya tarik gravitasi (N), m1.m2 adalah massa masing-masing benda (kg), r adalah jarak antara kedua benda yakni m1 dan m2 serta G merupakan konstanta gravitasi umum (6,673×10־¹¹Nm²/kg²)).
Hukum Kepler
Johannes Kepler, seorang ahli astronomi dan matematika yang berasal dari Jerman berhasil menemukan 3 hukum yang berkaitan dengan pergerakan planet yang terdapat dalam sistem tata surya. Penemuan ini kemudian dituangkan pada hukum-hukum yang disebutkan dengan nama Hukum Kepler, berikut penjelasannya masing-masing.
Hukum I Kepler
Menyatakan bahwa semua planet bergerak dalam satu lintasan elips yang mengitari matahari, matahari yang kemudian terletak pada salah satu titik pusat. Pada dasarnya hukum juga menjelaskan bahwa lintasan di tata surya, bentuknya elips dan kemudian memiliki 2 titik fokus dan matahari yang terletak di salah satu titik fokus.
Hukum II Kepler
Disebutkan bahwa luas daerah yang disapu garis antara planet dan matahari adalah sama untuk setiap periode waktu yang sama. Dasar hukum ini menjelaskan bahwa karena lintasannya berbentuk elips, planet tidak memiliki jarak pasti. Adanya titik terjauh atau titik aphelion sementara titik terdekat atau titik perihelion dengan rata-rata jarak ke matahari.
Kecepatan orbit kemudian memperlambat pada saat berada aphelion dan lebih cepat ketimbang perihelion. Sehingga sederhananya bisa dikatakan kecepatan orbit maksimal pada suatu planet berada di aphelion, kecepatan orbit minimum suatu planet yang juga berada di perihelion, kondisi yang memunculkan percepatan gravitasi.
Gravitasi Newton
Kesimpulan Newton bahwa gaya tarik gravitasi yang bekerja antara dua benda sebanding dengan massa masing-masing benda. Selain itu juga berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda, gravitasi bumi sebagai salah satu ciri bumi. Berupa benda-benda ditarik ke arah pusat bumi, sementara gaya tarik bumi terhadap benda-benda dinamakan gaya gravitasi bumi.
Rumus Gaya Gravitasi
Rumus gravitasi ditemukan pada abad ke-16 oleh Isaac Newton dan digunakan sebagai ilmu dasar pengetahuan fisika. Diberi nama dan dikenal dengan sebutan rumus gravitasi Newton, hukum rumus gravitasi newton adalah F = G x (m1 x m2)/r2. Keterangan masing-masing F adalah gaya tarik yang terjadi antara dua benda, G adalah konstanta gravitasi umum, m1 dan m2 massa masing benda.
Medan Gravitasi
Cara gravitasi digunakan sebagai gaya tarik-menarik antara satu partikel bermassa, atmosfer bumi juga dipengaruhi gaya tersebut. Semakin jauh jaraknya dari pusat bumi kerapatan atmosfer semakin berkurang, dan semakin jauh dari pusat bumi sehingga partikel bermassa tidak lagi tertarik dengan gaya gravitasi bumi.
Partikel ini nantinya akan berada di luar medan gravitasi bumi, karena medan gravitasi dapat didefinisikan sebagai ruang di sekitar suatu benda bermassa. Benda bermassa lain dalam ruang itu akan mengalami gaya gravitasi. Medan gravitasi adalah dua benda yang saling terpisah dan tak saling bersentuhan satu sama lain hingga dapat memengaruhi satu sama lain.
Berkaitan dengan gaya gravitasi, ilmuwan fisika memperkenalkan konsep medan gravitasi sehingga pada ruang di sekitar benda dengan massa kemudian akan muncul medan gravitasi. Apabila medan gravitasi memiliki sebuah benda bermassa, benda ini juga akan mengalami gaya gravitasi. Kekuatan medan gravitasi pada suatu titik di dalam ruang bisa diukur memakai massa uji yang lebih kecil.
Project Students SA – G7 AUDREY & MICHELLE – THE SCIENCE OF FREE FALLING
Proyek mengenai ilmu yang membuat benda bebas terjatuh dikerjakan Audrey dan Michelle, siswa Sampoerna Academy Sentul Grade 7. Rasa penasaran terhadap mengapa benda dengan berat bisa jatuh lebih cepat ketimbang benda berat benda ringan. Adanya proyek dari eksperimen ini membuat pertanyaan tersebut akan terjawab.
Dalam proyek ini Audrey dan Michelle memerlukan beberapa bahan seperti kertas kusut, tisu, kertas biasa, timbangan dan pengukur waktu alias stopwatch. Langkah dalam percobaan ini dimulai dari mempersiapkan bahan, kemudian mengukur berat benda yang digunakan yakni kertas kusut dan kertas biasa, lalu jatuhkan benda dari jarak satu meter dengan mengukur waktu jatuhnya.
Hasil yang diperoleh seperti pengukuran berat dan hitungan detik untuk setiap benda, kertas ditimbang berukuran 1,6 gram, tisu dengan 1,9 gram dan kertas kusut memiliki bobot 9,9 gram. Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk jatuh? Kertas biasa jatuh dalam hitungan 0,80 detik, tisu dalam 1,20 detik dan kertas kusut jatuh dalam 2,65 detik.
Proyek yang dikerjakan Audrey dan Michelle termasuk dalam penerapan Project Based Learning (PBL) yang diterapkan di Sampoerna Academy. PBL merupakan pendekatan instruksional konstruktivis yang membuat siswa terlibat langsung dalam penyelesaian masalah sesuai dengan minat pribadi mereka dengan kolaborasi dan pembelajaran personal.
PBL termasuk ke dalam keahlian STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts and Math) yang dikembangkan Sampoerna Academy. Keahlian STEAM Sampoerna Academy sangat penting dipersiapkan bagi para alumni untuk karier di masa depan serta keperluan tenaga kerja nasional dan global dengan persyaratan keterampilan tinggi.
Keahlian STEAM diterapkan Sampoerna Academy dari tingkat dasar hingga seterusnya, tertarik bergabung dengan Sampoerna Academy? segera bergabung Sampoerna Academy, segala informasi mengenai sistem pembelajaran kami bisa diakses lewat tautan di akhir artikel ini. Termasuk form pendaftaran siswa baru Sampoerna Academy.
Untuk informasi lebih lanjut terkait pendaftaran, kurikulum, kunjungan, dan informasi seputar Sampoerna Academy silakan mengisi data di bawah ini.
Referensi