Gaya Gravitasi: Pengertian, Hukum, Medan, dan Fungsinya

Oleh: Yopi Nadia, Guru SDN 106/IX Muaro Sebapo, Muaro Jambi, Provinsi Jambi

KOMPAS.com - Semua benda bermassa di bumi, dipengaruhi oleh gravitasi. Namun, apakah yang dimaksud dengan gravitasi? Untuk memehami tentang gravitasi, simaklah penjelasan berikut ini!

Pengertian gravitasi

Gaya gravitasi adalah salah satu jenis gaya yang dipengaruhi oleh gaya tarik menarik sebuah benda ke pusat benda tersebut.

Sehingga, gaya gravitasi bumi adalah gaya tarik menarik sebuah benda menuju ke pusat bumi.

Hukum Gravitasi Newton menyatakan bahwa gaya gravitasi merupakan antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yang besarnya berbanding lurus dengan perkalian massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Newton kemudian berteori bahwa dua buah benda yang terpisah pada suatu jarak tertentu cenderung saling tarik-menarik, dan hal ini adalah bagian dari gaya alamiah.

Dua benda yang dimaksud ini adalah benda yang jatuh menuju pusat bumi dan bumi itu sendiri. Gaya tarik ini kemudian dinamakan gaya gravitasi bumi.

Baca juga: Gravitasi: Definisi dan Faktanya

Penelitian modern tentang teori gaya gravitasi dilakukan oleh Galileo Galilei di akhir abad ke-16 dan awal abad ke-17.

Percobaan tersebut dimulai dengan menjatuhkan bola dari Menara Pisa dan bola yang meluncur akan diukur melalui kemiringan.

Hasilnya, Galileo menunjukkan bahwa besarnya percepatan gravitasi adalah sama untuk semua benda.

Hal tersebut merupakan kemajuan besar dari teori Aristoteles sebelumnya, bahwa objek yang lebih berat memiliki percepatan gravitasi yang lebih besar.

Galileo juga membuat postulat hambatan udara sebagai alasan benda dengan massa kecil memungkinkan untuk jatuh lebih pelan di permukaan.

Hasil kerja Galileo tersebut menjadi dasar bagi teori gravitasi Newton.

Baca juga: Hukum Gravitasi Newton

Hukum Gravitasi Universal Newton

Hukum gravitasi universal Newton dirumuskan sebagai berikut:

"Setiap massa menarik massa titik lainnya dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik.

Adapun, besar gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut."

Dengan,
F: besar dari gaya gravitasi antara kedua massa titik tersebut (N)
G: konstanta gravitasi
m1: besar massa titik pertama (kg)
m2: besar massa titik kedua (kg)
r: jarak antara kedua massa titik (m)
g: percepatan gravitasi ()

Baca juga: Manfaat Gaya Gravitasi

Dari persamaan ini dapat diturunkan persamaan untuk menghitung berat. Berat suatu benda adalah hasil kali massa benda tersebut dengan percepatan gravitasi bumi. Persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: 

W = mg

Di mana, W adalah gaya berat benda tersebut, m adalah massa dan g adalah percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi ini berbeda-beda dari satu tempat.

Medan gravitasi

Besaran yang menyatakan medan gravitasi disebut juga sebagai kuat medan gravitasi (g), yaitu gaya gravitasi di tiap satuan massa.

Dengan demikian, pengertian kuat medan gravitasi adalah besar gaya gravitasi di tiap satuan massa benda yang mengalami gaya gravitasi.

Kuat medan gravitasi (g) pada titik apa pun di suatu ruang kemudian didefinisikan sebagai pengertian gaya gravitasi (F) per satuan massa dan bermassa uji (M).

Kuat medan gravitasi ini disebut juga sebagai percepatan gravitasi. Kuat medan gravitasi yang merupakan besaran vektor.

Baca juga: Perbedaan Besaran Vektor dan Skalar

Jika suatu benda dipengaruhi oleh gaya gravitasi beberapa benda lainnya maka besar kuat medan gravitasi yang dialami benda ini kemudian menjadi resultan vektor kuat medan gravitasi yang bekerja terhadap benda itu.

Selain itu, makin jauh jarak benda dari permukaan bumi, maka akan makin kuat juga medan yang dialami benda tersebut. 

Fungsi Gaya Gravitasi

Adanya Gravitasi sangat penting untuk kelangsungan hidup makhluk di Bumi. Terdapat tiga jenis gaya gravitasi yang umum diketahui diantaranya Bulan, Gravitasi Matahari, dan Bumi.

Gaya Gravitasi matahari sendiri sebesar 274 m/s². Dengan gaya sebesar ini, planet-planet di sekitarnya kemudian akan berputar pada porosnya atau rotasi. Berikut ini beberapa di antara fungsi gaya gravitasi:

Baca juga: Apakah Planet Lain Mengalami Rotasi seperti Bumi?

• Gaya Gravitasi Matahari

Gaya Matahari akan membuat planet-planet di sekitarnya termasuk Bumi tetap berada dalam orbitnya masing-masing.

Planet-planet ini kemudian akan berputar mengelilingi Matahari sesuai dari orbitnya dan disebut juga dengan revolusi.

Rotasi ini juga akan menyebabkan perubahan pada malam dan siang, sementara revolusi kemudian mengakibatkan perubahan musim.

• Gaya Gravitasi Bulan

Gaya gravitasi Bulan meski tidak sebesar Matahari, namun memiliki fungsi yang sangat penting. Gravitasi Bulan kemudian akan menyebabkan pasang dan surut pada air laut.

Saat posisi bulan berada sangat dekat dengan Bumi, air laut kemudian akan mengalami pasang. Kejadian ini sendiri terjadi karena air laut tertarik oleh gaya gravitasi Bulan.