Saat mempelajari pelajaran fisika di sekolah, topik penting dalam bagian mekanika adalah hukum gravitasi universal. Pada artikel ini, kita akan melihat lebih dekat apa itu, dan dengan rumus matematika apa itu dijelaskan, dan juga memberikan contoh gaya gravitasi dalam kehidupan manusia sehari-hari dan dalam skala kosmik.
Siapa yang Menemukan Hukum Gravitasi
Sebelum memberikan contoh gaya gravitasi, mari kita uraikan secara singkat siapa yang berjasa dalam penemunya.
Sejak zaman kuno, orang telah mengamati bintang dan planet dan mengetahui bahwa mereka bergerak di sepanjang lintasan tertentu. Selain itu, siapa pun yang tidak memiliki pengetahuan khusus memahami bahwa tidak peduli seberapa jauh dan tinggi dia melemparkan batu atau benda lain, itu selalu jatuh ke tanah. Tetapi tidak ada orang yang menduga bahwa proses di Bumi dan benda langit dikendalikan oleh hukum alam yang sama.
Pada tahun 1687, Sir Isaac Newton menerbitkan sebuah karya ilmiah di mana ia pertama kali menguraikan matematikarumusan hukum gravitasi universal. Tentu saja, Newton tidak secara independen sampai pada perumusan ini, yang dia akui secara pribadi. Dia menggunakan beberapa ide orang-orang sezamannya (misalnya, keberadaan proporsionalitas terbalik dengan kuadrat jarak gaya tarik-menarik antar benda), serta akumulasi pengalaman eksperimental pada lintasan planet-planet (tiga Kepler hukum). Kejeniusan Newton menunjukkan dirinya dalam kenyataan bahwa setelah menganalisis semua pengalaman yang ada, ilmuwan mampu merumuskannya dalam bentuk teori yang koheren dan dapat diterapkan secara praktis.
Rumus gravitasi
Hukum gravitasi universal dapat dirumuskan secara singkat sebagai berikut: antara semua benda di Semesta ada gaya tarik-menarik, yang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat massa mereka dan berbanding lurus dengan produk massa tubuh itu sendiri. Untuk dua benda bermassa m1 dan m2, yang berjarak r satu sama lain, hukum yang dipelajari akan ditulis sebagai:
F=Gm1m2/r2.
Di sini G adalah konstanta gravitasi.
Kekuatan tarik-menarik dapat dihitung menggunakan rumus ini dalam semua kasus, jika jarak antara benda cukup besar dibandingkan dengan ukurannya. Jika tidak, dan juga dalam kondisi gravitasi yang kuat di dekat objek luar angkasa yang masif (bintang neutron, lubang hitam), seseorang harus menggunakan teori relativitas yang dikembangkan oleh Einstein. Yang terakhir menganggap gravitasi sebagai hasil dari distorsi ruang-waktu. Dalam hukum klasik Newtongravitasi adalah hasil interaksi benda dengan beberapa medan energi, seperti medan listrik atau magnet.
Manifestasi Gravitasi: Contoh dari Kehidupan Sehari-hari
Pertama, sebagai contoh, kita dapat menamai benda yang jatuh dari ketinggian tertentu. Misalnya daun atau apel yang terkenal dari pohon, batu yang jatuh, rintik hujan, longsor gunung dan longsor. Dalam semua kasus ini, benda-benda cenderung menjadi pusat planet kita.
Kedua, ketika seorang guru meminta siswa untuk "memberikan contoh gravitasi", mereka juga harus ingat bahwa semua benda memiliki berat. Ketika telepon di atas meja atau ketika seseorang ditimbang pada timbangan, dalam kasus ini tubuh menekan penyangga. Berat badan adalah contoh nyata dari manifestasi gaya gravitasi, yang bersama-sama dengan reaksi penyangga, membentuk sepasang gaya yang menyeimbangkan satu sama lain.
Jika rumus dari paragraf sebelumnya digunakan untuk kondisi terestrial (mengganti massa planet dan jari-jarinya ke dalamnya), maka dapat diperoleh ekspresi berikut:
F=mg
Itulah yang digunakan dalam memecahkan masalah dengan gravitasi. Di sini g adalah percepatan yang diberikan untuk semua benda, terlepas dari massanya, dalam jatuh bebas. Jika tidak ada hambatan udara, maka batu yang berat dan bulu yang ringan akan jatuh pada waktu yang sama dari ketinggian yang sama.
Gravitas di Alam Semesta
Semua orang tahu bahwa Bumi, bersama dengan planet lain, berputar mengelilingi Matahari. Pada gilirannya, Matahari, berada disalah satu lengan galaksi spiral Bima Sakti, berotasi bersama ratusan juta bintang di sekitar pusatnya. Galaksi-galaksi itu sendiri juga saling mendekati dalam apa yang disebut gugus lokal. Jika kita kembali ke skala, maka kita harus ingat satelit yang berputar di sekitar planet mereka, asteroid yang jatuh di planet ini atau terbang. Semua kasus ini dapat diingat jika guru bertanya kepada siswa: "Berikan contoh gaya gravitasi."
Perhatikan bahwa dalam beberapa dekade terakhir pertanyaan tentang kekuatan utama pada skala kosmik telah dipertanyakan. Di ruang lokal, itu tidak diragukan lagi adalah gaya gravitasi. Namun, mengingat masalah di tingkat galaksi, kekuatan lain, yang belum diketahui, terkait dengan materi gelap, ikut bermain. Yang terakhir memanifestasikan dirinya sebagai anti-gravitasi.
