gaya gravitasi
Saat Anda memegang bola dan melepaskannya, Anda tahu bola itu akan menyentuh tanah. Anda juga dapat melihat ke langit pada malam hari dan menyaksikan bulan melintas di atas kepala. Dahulu kala, seorang ilmuwan bernama Isaac Newton bertanya-tanya apa yang membuat kedua hal ini terjadi, dan dia memutuskan bahwa gaya yang persis sama yang membuat bola jatuh juga membuat bulan tetap mengorbit di sekitar Bumi. Dia menyebut gaya gravitasi ini dan menunjukkan bahwa tidak hanya Bumi yang menciptakan gaya gravitasi. Faktanya, semua benda bermassa mengerahkan gaya gravitasi satu sama lain. Itu berarti bahwa segala sesuatu yang bermassa (termasuk Anda) memberikan gaya gravitasi pada semua benda bermassa lainnya.
Jika Anda mengerahkan gaya gravitasi pada semua benda masif lainnya di sekitar Anda, mengapa Anda tidak dapat merasakan gaya ini atau melihat pengaruhnya? Ternyata, dibandingkan dengan gaya fundamental lainnya, yang meliputi gaya elektromagnetik dan gaya nuklir kuat dan lemah, gravitasi adalah gaya yang sangat lemah. Tampaknya begitu besar bagi kita karena Bumi sangat besar. Dibutuhkan objek yang sangat masif untuk menciptakan gaya gravitasi yang cukup besar sehingga Anda dapat dengan mudah mendeteksinya.
Newton menentukan bahwa gaya gravitasi yang diberikan antara dua benda bermassa berbanding lurus dengan massa kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka. Dia menyebut hubungan ini Hukum Gravitasi Universal .
|
|
Di atas, G dikenal sebagai konstanta gravitasi universal . Apakah Anda memperhatikan bahwa itu adalah jumlah yang sangat kecil? Itu indikasi betapa lemahnya gaya gravitasi sebenarnya.
kekuatan listrik
Gaya lain yang sangat penting adalah gaya listrik. Jika Anda pernah mengulurkan tangan untuk menyentuh kenop pintu logam atau pintu mobil dan menerima kejutan saat listrik melompat dari Anda ke logam, maka Anda telah mengalami manifestasi gaya listrik.
Gaya listrik, seperti gaya gravitasi, adalah salah satu dari empat gaya fundamental di alam semesta, dan karenanya memiliki banyak kesamaan. Seperti halnya benda-benda bermassa yang saling mengerahkan gaya gravitasi, benda-benda bermuatan juga akan mengerahkan gaya listrik satu sama lain.
Gaya listrik berbanding lurus dengan muatan kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya. Kedengarannya akrab? Sebaiknya! Hubungan ini, dikenal sebagai Hukum Coulomb , sangat mirip dengan Hukum Gravitasi Universal Newton.
|
|
Seperti yang Anda lihat, konstanta elektrostatik , k , jauh lebih besar daripada konstanta gravitasi universal , G.
Perbedaan antara kekuatan-kekuatan ini
Anda telah melihat satu perbedaan besar antara gaya gravitasi dan listrik: kekuatan relatifnya. Walaupun kita merasa bahwa gravitasi adalah gaya yang sangat kuat karena kita menjalani hidup kita begitu dekat dengan permukaan bumi, gaya listrik sebenarnya jauh lebih kuat. Anda bahkan mungkin pernah mengalami perbedaan ini secara pribadi. Pernahkah Anda mengeluarkan beberapa pakaian dari pengering pakaian dan menempel pada Anda alih-alih jatuh ke dalam keranjang? Pakaian menempel pada Anda karena sudah terisi dengan saling bergesekan di pengering. Gaya yang menariknya ke arah Anda dan membuatnya tetap ada adalah gaya listrik. Jika mereka saling menempel dan tidak jatuh, maka gaya ini pasti lebih kuat daripada gaya gravitasi yang diberikan pada pakaian oleh seluruh bumi.
Perbedaan penting lainnya antara kedua jenis gaya ini adalah arah aksinya. Karena hanya ada satu jenis massa, gaya gravitasi selalu merupakan gaya tarik menarik. Gravitasi hanya akan menyebabkan benda jatuh ke arah Bumi. Itu tidak akan pernah menyebabkan objek ditolak dari Bumi. Jika ini tidak benar, Anda akan melihat benda tiba-tiba terangkat ke udara tanpa ada yang menyentuhnya.
Sebaliknya, gaya listrik bisa menarik atau menjijikkan. Ada dua jenis muatan, positif dan negatif. Jika dua benda bermuatan memiliki muatan yang sama (baik positif maupun negatif), mereka akan saling tolak, tetapi jika mereka memiliki muatan yang berlawanan, mereka akan saling menarik.
|
|
|
Dua benda dengan jenis muatan yang sama saling tolak, dua benda dengan muatan berbeda saling menarik. |
Ringkasan Pelajaran
Gaya gravitasi dan gaya listrik dihitung dengan cara yang sama, tetapi ada juga beberapa perbedaan penting di antara keduanya.
Hukum Gravitasi Universal mengatakan bahwa gaya gravitasi yang diberikan antara dua benda bermassa bergantung pada massa kedua benda dan jarak di antara keduanya.
|
|
Demikian pula, hukum Coulomb mengatakan bahwa gaya listrik berbanding lurus dengan muatan pada dua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.
|
|
Meskipun persamaan ini sangat mirip, tetapan k dan G menunjukkan bahwa gaya listrik jauh lebih kuat daripada gaya gravitasi. Selain itu, meskipun gaya gravitasi selalu menarik, gaya listrik dapat menarik atau menolak, bergantung pada sifat muatannya.
