Gravitasi – satuan, pengukuran, rumus, contoh

Kita menjelaskan apa itu gravitasi, penemuannya, dan cara mengukurnya. Juga, apa ciri-cirinya, rumus dan lainnya. Gravitasi adalah salah satu dari empat interaksi dasar materi yang diketahui.

Apa itu gravitasi?

Gaya gravitasi (atau hanya gravitasi) adalah gaya di mana benda-benda yang memiliki massa saling tarik menarik secara timbal balik. Intensitas yang lebih besar atau lebih kecil tergantung pada massa benda. Ini adalah salah satu dari empat interaksi dasar materi yang diketahui dan juga dapat disebut “gravitasi” atau “interaksi gravitasi”.

Gravitasi adalah gaya yang kita rasakan ketika planet Bumi menarik benda-benda di sekitarnya ke pusatnya , gaya yang sama yang membuat benda jatuh. Ia juga bertanggung jawab atas planet – planet yang mengorbit Matahari , tertarik oleh massanya meskipun jarak yang sangat jauh yang memisahkan mereka darinya.

Intensitas gaya ini terkait dengan kecepatan orbit planet : planet-planet yang paling dekat dengan Matahari lebih cepat dan yang lebih jauh lebih lambat. Hal ini menunjukkan bahwa gravitasi adalah gaya yang, meskipun mempengaruhi objek yang sangat masif bahkan pada jarak yang sangat jauh, intensitasnya berkurang saat objek bergerak menjauh satu sama lain.

Bagaimana gravitasi ditemukan?

Gravitasi - Aristoteles

Teori pertama tentang gravitasi berasal dari filsuf Yunani Aristoteles.

Sejak awal, manusia telah memahami bahwa segala sesuatu akan jatuh ketika tidak ada kekuatan yang diterapkan untuk menopangnya.

Namun, studi formal tentang kekuatan yang mendorong mereka “ke bawah” tidak dilakukan sampai abad keempat SM. C, ketika filsuf Yunani Aristoteles menguraikan teori-teori pertama.

Dalam konsepsi universalnya, Bumi adalah pusat alam semesta dan, oleh karena itu, protagonis dari kekuatan tak terlihat yang menarik segalanya ke sana. Gaya ini disebut pada zaman Romawi ” gravitas ” , terkait dengan gagasan berat, karena pada masa itu tidak dibedakan antara berat suatu benda dan massanya.

Teori-teori ini kemudian direvolusi oleh Copernicus dan Galileo Galilei . Namun, Isaac Newton yang memunculkan istilah “gravitasi”. Upaya formal pertama untuk mengukur gravitasi dan mengembangkan teori juga dilakukan saat itu, yang disebut Hukum Gravitasi Universal.

Bagaimana gravitasi diukur?

Gaya gravitasi diukur dalam kaitannya dengan efeknya , yaitu, dengan percepatan yang dikenakannya pada benda-benda yang digerakkan olehnya, misalnya, benda-benda yang jatuh bebas.

Di permukaan bumi, percepatan ini telah dihitung sekitar 9,80665 m / s 2 Angka ini dapat bervariasi minimal tergantung pada lokasi geografis dan ketinggian di mana kita berada.

Satuan Pengukuran Gravitasi

gravitasi - percepatan

Percepatan pada benda yang ditarik oleh benda lain yang lebih besar massanya diukur.

Gravitasi diukur dengan dua besaran yang berbeda tergantung pada apa yang ingin Anda pelajari:

  • paksa . Ketika diukur sebagai gaya, Newton ( N ) digunakan, satuan Sistem Internasional (SI) yang menghormati Isaac Newton . Gaya gravitasi adalah gaya yang dirasakan benda ketika ditarik ke benda lain.
  • Akselerasi . Dalam kasus ini, percepatan yang diperoleh tubuh ketika tertarik ke yang lain diukur. Karena percepatan, satuan m / s 2 digunakan .

Penting untuk dicatat bahwa mengingat dua benda, gaya gravitasi yang dirasakan masing-masing adalah sama karena prinsip aksi dan reaksi . Yang membedakan adalah percepatannya karena massanya berbeda. Misalnya, gaya yang dibuat Bumi pada tubuh kita sama dengan gaya yang dibuat tubuh kita di Bumi. Tetapi karena massa Bumi jauh lebih besar daripada massa tubuh kita, planet ini tidak berakselerasi sama sekali, ia tidak bergerak.

Rumus gravitasi

Gaya gravitasi dapat dihitung melalui rumus yang berbeda, yang bervariasi sesuai dengan pendekatan fisik spesifik yang digunakan: mekanika klasik, mekanika relativistik atau mekanika kuantum. Masing-masing mempertimbangkan unsur yang berbeda dan membahas perspektif tertentu.

Misalnya, menurut hukum Newton , gravitasi yang bekerja antara dua benda berbanding lurus dengan produk massanya (m) dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak (d) yang memisahkannya:

F g = m1.m2 / d 2

Gravitasi dalam mekanika klasik

mekanika klasik - gravitasi

Gravitasi dihitung menggunakan Hukum Gravitasi Universal Newton.

Gravitasi dalam mekanika klasik atau Newtonian mematuhi rumussi empiris Newton , yang berhubungan dengan gaya dan unsur fisik dalam kerangka acuan tetap yang diperlukan. Gravitasi ini berlaku dalam sistem pengamatan inersia yang dianggap universal untuk k
eperluan penelitian.

Menurut mekanika klasik, gaya gravitasi ditentukan sebagai:

  • Kekuatan yang selalu menarik.
  • Itu menyajikan ruang lingkup yang tak terbatas.
  • Itu menghadirkan kekuatan terkait dari tipe pusat.
  • Yang lebih intens semakin dekat tubuh, dan lebih lemah semakin tidak dekat.
  • Ini dihitung menggunakan Hukum Gravitasi Universal Newton.

Hukum alam ini memiliki implikasi yang sangat penting untuk mempelajari banyak fenomena alam , baik di dunia maupun di alam semesta. Teori gravitasi Newton dulu dan sekarang dianggap sebagai fisikawan Inggris yang mengucapkannya. Namun, teori gravitasi paling lengkap diperkenalkan oleh Albert Einstein dalam teori relativitas umumnya yang terkenal.

Teori Newton adalah pendekatan untuk Einstein, yang penting ketika mempelajari wilayah ruang di mana gravitasi jauh lebih besar daripada apa yang kita alami di Bumi.

Gravitasi dalam mekanika relativistik

gravitasi mekanik relativistik

Menurut mekanika relativistik, gravitasi adalah hasil deformasi ruang-waktu.

Mekanika relativistik Einstein putus dengan teori Newton di bidang-bidang tertentu , terutama yang berlaku untuk pertimbangan spasial. Hukum klasik kehilangan keefektifannya pada jarak seperti jarak antara bintang-bintang dan tanpa titik referensi universal dan stabil, karena seluruh alam semesta bergerak.

Menurut mekanika relativistik, gaya gravitasi tidak ada sebagai interaksi yang muncul begitu saja ketika dua benda besar saling berdekatan, tetapi merupakan hasil dari deformasi geometris ruang-waktu yang disebabkan oleh massa besar bintang-bintang. Itu berarti gravitasi bahkan mempengaruhi waktu .

Gravitasi menurut mekanika kuantum

Saat ini tidak ada teori gravitasi kuantum . Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa fisika partikel subatomik yang dibahas oleh fisika kuantum sangat berbeda dengan fisika bintang yang sangat masif dan belum ditemukan teori gravitasi yang menyatukan kedua dunia (kuantum dan relativistik).

Teori yang mencoba ini telah diusulkan, seperti gravitasi kuantum loop, teori superstring, atau teori twistor. Namun, tidak ada yang bisa divalidasi.

Penemuan gelombang gravitasi

gelombang gravitasi

Gelombang gravitasi dapat menjadi penyebab penggabungan lubang hitam.

Pada bulan Februari 2016 , deteksi (untuk pertama kalinya dalam sejarah) gelombang gravitasi diumumkan, yang tampaknya mengkonfirmasi teori Einstein.

Diperkirakan gelombang ini dihasilkan oleh peristiwa besar yang terjadi di ruang miliaran tahun cahaya dari planet kita, seperti penggabungan lubang hitam atau supernova masif. Temuan ini dibuat di laboratorium LIGO di Hanford, Washington, dan Livingston, Louisiana, AS.

tanpa bobot

gravitasi tanpa bobot

Bobot adalah ketiadaan gaya tarik gravitasi.

Bobot adalah keadaan tubuh yang mengalami ketiadaan (nyata atau nyata) dari tarikan gravitasi pada dirinya sendiri. Ini terjadi, misalnya, dengan astronot di luar angkasa.

Contoh gaya gravitasi

Beberapa contoh aksi gaya gravitasi adalah:

  • Percepatan benda yang jatuh bebas . Pada sebuah benda yang jatuh bebas, gaya gravitasi yang diberikan Bumi padanya bekerja dan, sebagai akibatnya, benda tersebut memiliki percepatan (gaya gravitasi) dan, oleh karena itu, kecepatannya meningkat saat benda itu turun.
  • Sebuah benda dilemparkan lurus . Dalam hal ini, aksi gravitasi (yang mendorong objek ke bawah) menyebabkan lintasannya, yang semula dalam arah horizontal, melengkung dan menjadi miring dan menyebabkan objek akhirnya jatuh ke tanah .
  • Orbit planet-planet . Planet-planet mengorbit di sekitar bintang-bintang yang lebih besar, seperti halnya planet-planet di Tata Surya mengelilingi Matahari.Hal yang sama terjadi dengan bulan – bulan dan satelit buatan yang mengelilingi planet-planet.

Referensi:

  • “Gravitasi” di Wikipedia .
  • “Apa itu gravitasi?” di EspacioCiencia.com .
  • “Ciri-ciri dasar gravitasi” di Astronomy.net .
  • “Ciri-ciri gravitasi di Bumi” di Galaxiainfor .
  • “Apa itu Gravitasi?” di NASA Space Place .
  • “Gravitasi (fisika)” dalam Encyclopaedia Britannica .

Related Posts