Di ketinggian berapa Gravitasi Bumi Menghilang

Mungkin teman-teman bertanya-tanya tentang pada ketinggian berapa sih gaya gravitasi bumi = 0? Pernah berfikir tidak, kalau saya terbang setinggi-tingginya, pada ketinggian berapa saya akan melayang hampa diudara dan tidak akan terjatuh lagi? Mari kita bedah pertanyaan tersebut.

Photo via Google

Pertama kita mulai dari perumusan hukum Gravitasi Universal dari Sir Issac Newton :

dengan : 

Gaya gravitasi (F) terhadap suatu objek (m) sebanding dengan konstanta gravitasi (G) dikali dengan masa dari suatu objek dikali dengan masa objek lainya (dalam hal ini masa bumi), dibagi dengan jarak kuadrat antara kedua benda tersebut. lihat persamaan (1)

Gaya gravitasi terhadap suatu objek juga biasa kita sebut berat sebuah benda

Jika menggabungkan semua variabel yang sudah disebut diatas maka kita akan melihat percepatan gravitasi (g) sebanding dengan konstanta gravitasi dikali dengan masa dari bumi dibagi dengan jarak antara keduanya dikuadrat. lihat persamaan (2)

memang terlalu banyak variable yang kita sebut diatas. Tapi jika kita menganalisa rumus tersebut, mari kita lihat akan menjadi seperti apa rumusnya setelah kita turunkan. Masalahnya disini adalah, bagaimana cara membuat (g) menjadi nol? karena kita tidak mungkin mengubah konstanta G, karena nilainya konstan dan tak bisa diubah-ubah. Dan juga kita tidak bisa mengubah masa bumi. Satu-satunya yang bisa kita lakukan adalah dengan mengubah jarak antara bumi dengan benda tersebut. dengan asumsi yang kita lakukan adalah kita akan menemukan pada ketinggian atau jarak berapakah gravitasi bumi sama dengan nol.

Secara logika, semakin besar jarak benda dengan bumi maka percepatan gravitasi bumi tentu akan semakin kecil. Namun ternyata, faktanya tidak ada angka dalam dengan satuan meter yang bisa kita gunakan untuk membuat persamaan gavitasi sama dengan nol. tidak juga dengan satuan lainnya. Apa yang ingin saya katakan adalah nilai dari percepatan gravitasi terhadap suatu objek akan mendekati nol jika kita menggerakkan objek tersebut mendekati tak hingga. Jadi berdasarkan hal tersebut tidak ada ketinggian tertentu dari suatu objek agar tidak terpengaruh sama sekali oleh gaya gravitasi dari bumi.

Masa nggak ada? belum selesai dulu.

Jika menginginkan practical answer kita akan mengatakan jarak yang diperlukan adalah jarak yang sangat jauh diatas permukaan bumi. Disana, suatu objek akan terikat dengan gaya gravitasi planet lain yang memiliki masa yang lebih besar dari Bumi. Dan jika sudah terpengaruh, maka gravitasi bumi dapat diabaikan. Jadi, pada dasarnya, jika sudah sampai pada ketinggian tertentu dimana gravitasi bumi akan mendekati nol tterhadap kita, maka kita justru akan terpengaruh oleh gravitasi dari objek yang masanya jauh lebih besar dari bumi.

Sebagai contoh, Bulan sangat terpengaruh dengan graviasi Bumi. Ketinggian bulan adalah 238.000 mil atau 384 000 km diatas permukaan bumi.

Tapi, jika dimisalkan kita terbang ke langit setinggi 915.000 mil atau 1.471.000 km diatas bumi, maka kita akan keluar dari batas pengaruh gravitasi bumi. Yang berarti bahwa jika kita keluar dari pengaruh gravitasi bumi, maka gaya gravitasi matahari akan menjadi lebih besar daripada gaya gravitasi bumi, yang kemudian gaya gravitasi dari matahari tersebut itulah yang akan mempengaruhi objek tersebut.

Coba masukkan jarak yang tercetak tebal diatas kedalam persamaan (1)! dan lihat hasilnya. 

Kenapa udara di bumi tidak bocor ke luar angkasa

Pernah terfikir tidak, Kenapa udara di bumi tidak keluar bumi? Kok bisa udara yang ada di bumi tidak bocor ke luar angkasa?

Photo via Google

Menarik sekali jika kita mencoba berfikir seperti ini. bagaimana sih penjelasan ilmiah tentang hal ini? Apakah karena atmosphere atau karena gravitasi?

Kalau kita mengaitkan dengan gaya gravitasi atau gaya tarik bumi, apakah berarti gaya tarik bumi itu menarik udara dibumi sehingga tidak keluar, yang berarti gaya gravitasi itu cukup kuat untuk menahan udara keluar dari planet bumi ini.

Sebenarnya, ruang angkasa tidak menggunakan gaya apapun terhadap atmosfer sama sekali. Karena ruang angkasa adalah ruang vacum atau hampa udara. Maka tidak ada gaya sama sekali yang bisa menyebabkan udara dari bumi tersedot ke luar angkasa

Oke….

Imajinasikan hal ini, kamu sekarang mempunyai kotak kardus. Bayangkan kalau kotak kardus yang kamu punya tidak mempunyai celah supaya udara keluar. Sekarang jika kamu menginginkan kotakmu menjadi ruangan hampa udara, maka kamu harus menghisap semua udara yang ada didalamnya.

Nah, sekarang abaikan saja hal tekhnisnya. Asumsikan sekarang kamu sudah mempunyai kotak vacum yang hampa udara.

Apa yang akan terjadi jika kamu membuat lubang kecil saja yang menjadi tempat udara masuk? Tentu saja dalam sekejap udara sudah akan masuk memenuhi kotak tersebut.

Ingat ya dalam sekejap saja hal itu sudah langsung bisa terjadi…

Sekarang pertanyaannya. apakah ruangan vacuum itu yang “menyedot” udara? Salah!!

Apa yang terjadi sebenarnya adalah ruang vacum tidak menyedot udara, tapi tekanan udara disekitarlah yang mendorong udara sekitar untuk mengisi raung vacum yang ada ?

Bisa dibedakan kan…

Karena jika asumsinya adalah ruang vacum yang menyedot udara, itu berarti ruang vacum memiliki gaya dan energy untuk melakukan hal tersebut. Dimana pada faktanya diruang vacuum tersebut tidak ada gaya sama sekali disana.

Tekanan udara dibawah atmosfer adalah tidak sama. Pada dataran rendah, tekanan uudaranya lebih tinggi daripada tekanan udara yang ada pada dataran tinggi. Jika semakin mendekati ketinggian atmosphere, tekanan udara akan semakin berkurang dan bahkan akan mendekati nol.

Jika di atmosfer tidak ada udara, maka tidak ada gaya yagn bekerja untuk mendorong udara ke ruang vacuum atau ruang angkasa.

Namun, itu bukan berarti bahwa gravitasi nggak bekerja sama sekali disana. Faktanya, gravitasilah penyebab tekanan udara di dataran rendah itu tinggi. Gravitasi menarik atmosphere, memampatkannya, dan menciptakan tekanan udara.

Jika gravitasi tidak ada, maka lapisan atmosphere tidak akan dimampatkan yang artinya bahwa atmosphere jelas tidak akan ada.

Jadi pada dasarnya , gravitasilah yang menjaga atmosphere tetap stabil terhadap permukaan bumi. Hanya saja gravitasi bukanlah penyebab langsung adanya tekanan udara yang merupakan gaya utama pendorong udara.

Gravitasi pada Ilmu Fisika

Artikel ini akan membahas tentang peranan penting gravitasi untuk semua teori fisika.

Gravitasi selalu ada dalam setiap hukum fisika yang dipengaruhi oleh masa. Nggak masalah apakah masa benda itu mendekati nol atau tidak, pada intinya benda tersebut haruslah bermasa, jadi jangan sampai masanya sama dengan nol. Karena biasanya itu akan masuk dalam perumusan matematis sehingga nantinya bisa dihitung.

Elektromagnetik, ini sama dengan muatan. rumusnya sama kan seperti rumus gaya gravitasi.Gravitasi sering juga disebut long-range force. Nggak masalah seberapa jauh jaraknya, gravitasi akan selalu mempengaruhi benda terhadap suatu objek.

Setiap partikel yang bermasa, bahkan sekecil atom sekalipun, dimana atom tersebut selalu berinteraksi dan bahkan selalu dipengaruhi oleh gravitasi bahkan jika mereka berada dibawah pengaruh gaya nuklir dan gaya elektromagnetik.

Tanpa gravitasi anda tidak akan bisa hidup di plane bumi ini. Sebenarnya, tanpa gravitasi semua sistem kehidupan di alam semesta ini tidak berarti apapun, bumi ini menjadi rumah bagi para penduduk manusia karena gravitasi dan meng-orbit matahari karena gravitasi.

Photo via Google

Di equator/katulistiwa, bumi berputar dengan kecepatan 1000 mil per jam terhadap sumbunya dan bergerak mengelilingi atahari atau berevolusi dengan kecepatan 67000 mil per jam. Dengan semua gerakan tersebut, kamu mengira akan merasakan sesuatu benar ? well kita tidak merasakan apapun karena semua gerakan hampir constant sempurna 

Fisika dengan objek yang begitu besar seperti teori relativitas umum juga menunjukkan betapa pentingnya gravitasi .

Setiap objek yang dipelajari oleh fisika modern seperti fisika kuantum, fisika partikel, string theory dan cosmology. Itu semua adalah bidang fisika untuk belajar gaya yang fundamental yang tercipta dan terbentuk dialam semesta ini dan gravitasi adalah salah satu dari empat gaya fundamental tersebut.