Galileo menyatakan
bahwa benda-benda yang dijatuhkan di dekat permukaan bumi akan jatuh dengan
percepatan yang sama yaitu g, jika hambatan udara dapat diabaikan. Gaya yang
menyebabkan percepatan ini disebut gaya gravitasi. Dengan menerapkan Hukum II
Newton untuk gaya gravitasi dan untuk percepatan a, digunakan percepatan ke
bawah yang disebabkan oleh gravitasi yaitu g, maka gaya gravitasi pada sebuah
benda FG, yang besarnya biasa disebut berat w, dapat dituliskan:
FG
= m . g
Arah gaya ini ke bawah
menuju pusat bumi.
Dalam satuan Sistem
Internasional (SI), percepatan gravitasi dinyatakan dalam m/s2.
Percepatan gravitasi di suatu tempat pada permukaan bumi sebesar g = 9,80 m/s2.
Satuan percepatan gravitasi dapat dinyatakan dalam N/kg, di mana g = 9,80
m/s2 = 9,80 N/kg. Hal ini berarti, sebuah benda yang massanya 1 kg di
permukaan bumi memiliki berat sebesar:
w = 1 kg × 9,80 m/s2
= 9,80 N
Berat suatu benda di
Bumi, Bulan, planet lain, atau di luar angkasa besarnya berbeda-beda. Sebagai
contoh, percepatan gravitasi g di permukaan bulan kira-kira 1/6 percepatan
gravitasi di permukaan bumi. Sehingga massa 1 kg di permukaan bumi yang beratnya
9,8 N, ketika berada di permukaan bulan beratnya menjadi 1,7 N.
Gaya gravitasi bekerja
pada sebuah benda ketika benda tersebut jatuh. Ketika benda berada dalam
keadaan diam di Bumi, gaya gravitasi pada benda tersebut tidak hilang. Hal ini dapat
diketahui, jika kita menimbang benda tersebut dengan menggunakan neraca pegas.
Gaya yang besarnya sama, tetap bekerja, tetapi mengapa benda tidak bergerak?
Dari Hukum II Newton,
resultan gaya pada sebuah benda yang tetap diam adalah nol. Pasti ada gaya lain
pada benda tersebut untuk mengimbangi gaya gravitasi. Untuk sebuah benda yang
diam di atas meja, maka meja tersebut memberikan gaya ke atas. Meja sedikit
tertekan di bawah benda, dan karena elastisitasnya, meja itu mendorong benda ke
atas seperti diperlihatkan pada gambar. Gaya yang diberikan oleh meja ini
sering disebut gaya sentuh, karena terjadi jika dua benda bersentuhan. Ketika
gaya sentuh tegak lurus terhadap permukaan bidang sentuh, gaya itu biasa disebut
gaya normal N (“normal” berarti tegak lurus).
Kedua gaya yang
ditunjukkan pada Gambar, bekerja pada benda yang tetap dalam keadaan diam, sehingga
jumlah vektor kedua gaya ini pasti nol (Hukum II Newton). Dengan demikian, w dan
N harus memiliki besar yang sama dan berlawanan arah. Tetapi gaya-gaya tersebut
bukan gaya-gaya yang sama dan berlawanan arah yang dibicarakan pada Hukum III Newton.
Gaya aksi dan reaksi Hukum III Newton bekerja pada benda yang berbeda,
sementara kedua gaya yang ditunjukkan pada Gambar, bekerja pada benda yang sama.
Gaya ke atas N pada benda diberikan oleh meja. Reaksi terhadap gaya ini adalah
gaya yang diberikan oleh benda kepada meja.
0 komentar:
Post a Comment