Newton bukanlah orang pertama yang mempelajari gravitasi.
Dalam peradaban Islam jaman keemasan, studi tentang gravitasi telah dilakukan
oleh ilmuwan-ilmuwan Muslim salah satunya adalah Abdurahman Al-Khazini (abad 12
M) atau biasa disebut Al-Khazini. Beliau menulis sebuah kitab yang berjudul Mizan
al-Hikmah atau Balance of Wisdom yang ditulis tahun 1121 M. Di dalam buku
tersebut salah satunya berisi studi mengenai pusat gravitasi (gravitasi
terhadap pusat benda). Menurut Al-Khazini definisi ”berat” adalah sebagai
berikut;
“Berat merupakan gaya
yang inheren dalam tubuh benda-benda padat yang menyebabkan mereka bergerak
dengan sendirinya, dalam suatu garis lurus terhadap pusat bumi dan terhadap
pusat benda itu sendiri. Gaya ini pada gilirannya akan tergantung dari
kerapatan benda yang bersangkutan.” [1][2]
Bila kita kaji definisi berat menurut Al-Khazini ternyata hampir
sama dengan hukum gravitasi Newton. Perhatikan bahwa gaya ini bergantung
pada kerapatan benda, ini bersesuaian dengan massa benda. Bergerak
sendiri dalam suatu garis lurus terhadap pusat bumi maksudnya adalah percepatan
gravitasi yang arahnya menuju ke pusat massa bumi. Definsi berat menurut
Al-Khazini ini jelas mengacu pada bentuk bumi yang bulat. Silakan lihat
artikel sebelumnya “gravitasi membuktikan bumi bulat”.
Hanya ada satu faktor yang tidak disebutkan yaitu pengaruh jarak
benda tersebut dengan pusat bumi. Hal ini sangatlah wajar karena gaya
gravitasi yang dialami benda di permukaan bumi tidak memiliki perbedaan yang
besar dengan berubahnya ketinggian benda yang bisa diamati pada jaman tersebut.
Sedangkan
gaya gravitasi menurut Sir Isaac Newton (1643-1727M) bisa ditemukan
di dalam bukunya "Principa and Optika". Newton mengemukakan :
"Setiap objek di alam semesta menarik setiap benda
lainnya dengan sebuah gaya melalui garis lurus yang berasal dari masing-masing
pusat massa benda yang sebanding dengan massa keduanya dan berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak kedua pusat massa benda".
Sederhananya dua benda akan saling tarik menarik akibat massa
yang dimiliki oleh keduanya. Itulah pemahaman sederhana dari
gravitasi. Sedangkan besarnya gaya tarik-menarik atau gaya gravitasi yang
terjadi pada kedua benda tersebut dijelaskan dalam rumus hukum gravitasi
Newton.
Tarik menarik benda bermassa ini telah
dibuktikan dengan percobaan di laboratorium. Percobaan yang paling terkenal
adalah percobaan yang dilakukan oleh Henry Cavendish tahun 1798 M.
Cavendish berhasil mendapatkan nilai konstanta gravitasi dengan tingkat
kesalahan 1%. Cavendish melakukan percobaannya dengan sebuah neraca yang
saat ini terkenal dengan nama neraca Cavendish
Neraca
Cavendish tersusun dari sebuah batang ringan dengan panjang L=1,8 meter yang
ujung-ujungnya diberi bola timbal kecil bermassa masing-masing sebesar m=0,73
kg dengan diameter kira-kira 2 inci. Tepat di tengah batang diikat dengan
seutas serat kuarsa (kawat halus) dan batang digantung. Dua bola timbal besar
identik bermassa M=158 kg dengan diameter kira-kira 12 inci, diletakkan di
dekat masing-masing kedua bola kecil dengan jarak yang sama sebesar R=9 inci
diukur dari pusat bola. [3]
Perhatikan
dua gambar ilutrasi berikut,
Berdasarkan
hukum gravitasi Newton akan timbul gaya gravitasi (tarik-menarik) antara bola
besar M dan bola kecil m. Akibatnya batang akan berputar dan serat kuarsa akan
terpuntir. Besarnya sudut puntiran diukur dari pergeseran berkas cahaya
yang dipantulkan cermin yang digantungkan di serat kuarsa tersebut.
Dengan
mengetahui panjang lengan L, massa m, jarak R, massa M bisa kita turunkan
rumus untuk mendapatkan konstanta gravitasi G.
Persamaan hukum gravitasi umum Newton
adalah,
F =
GMm/R2
Ket.
F = gaya tarik-menarik antara bola
(N)
G = Konstanta gravitasi (Nm2/kg2
atau m3/kgdtk2)
M = Massa bola besar (kg)
m = massa bola kecil (kg)
R = Jarak antara pusat massa bola
besar dan bola kecil (m)
Gaya F yang bekerja pada suatu lengan disebut torsi (τ). Besarnya torsi adalah
gaya dikali panjang lengan. Jadi persamaan untuk torsi pada masing-masing
massa di setengah lengan adalah,
τ =
½ F.L
Untuk dua massa dengan lengan yang
seimbang dengan arah gaya sama menjadi,
τ =
F.L
F =
τ / L
Ket.
F = gaya (kg.m/dt2 atau
N)
L = Panjang lengan (m)
τ = Torsi (N.m)
Seutas kawat yang mengalami puntiran akibat torsi dirumuskan dengan persamaan,
τ = κθ
ket.
θ = sudut puntiran dalam radian
κ = koefisien torsi (Nm/radian)
Dengan mensubtitusi τ pada F =
τ / L didapatkan,
F = κθ / L
Saat
sistem mulai dilepas (dibiarkan bebas), bola kecil bergerak mendekati
bola besar dan berosilasi. Osilasi terjadi karena gerak bola kecil
mendekati bola besar melampaui sudut kesetimbangan puntiran serat kuarsa.
Dengan kata lain terjadi adu kuat antara gaya gravitasi (tarik menarik bola
kecil dengan bola besar) dengan gaya yang dihasilkan dari kawat yang
terpuntir. Osilasi pada akhirnya akan menuju ke titik kesetimbangan.
Titik kesetimbangan adalah titik di mana besarnya gaya gravitasi antara dua
massa bola sama dengan gaya yang dihasilkan oleh kawat yang terpuntir.
Periode
osilasi resonansi alami yang terjadi dirumuskan dengan,
T =
2π √ (I / κ)
Ket.
T = Periode osilasi (detik)
π = 3,14
I = Momen inersia bola kecil (kg.m2)
Momen inersia dari bola kecil
adalah:
I =
m.L2 / 2
Sehingga didapat periode osilasi
adalah
T =
2π √ (mL2/2κ)
T2
= 4π2(mL2/2κ)
2κT2 = 4π2mL2
κ = 2π2mL2/T2
Dengan memasukan κ ke dalam persamaan F = κθ / L diperoleh,
F =
2π2mL2θ/LT2
Dari persamaan hukum gravitasi G = FR2/Mm didapatkan,
G =
2π2mL2θR2/LT2Mm
Disederhanakan dan inilah rumus terakhir untuk mendapatkan konstanta Gravitasi
G,
G = 2π2LθR2/T2M
Nilai konstanta gravitasi yang
diperoleh Cavendish dalam percobaannya adalah
G = 6,7(±0.,48) x 10-11
Nm2/kg2
Beberapa
metode dan alat ukur telah dikembangkan oleh para ilmuwan untuk mendapatkan
nilai konstanta gravitasi yang lebih akurat. Nilai konstanta gravitasi yang
didapat oleh para ilmuwan modern saat ini adalah
G = 6,673 x 10-11
Nm2/kg2.
Dengan
demikian nilai yang didapatkan Cavendish berbeda sekitar 1% dengan nilai
konstanta gravitasi yang diterima saat ini.
Sebenarnya
konstanta gravitasi adalah konstanta dalam Fisika yang pertama kali bisa
diukur. Namun konstanta gravitasi merupakan konstanta yang paling rendah
tingkat ketelitiannya. Hal ini disebabkan karena tarikan gravitasi yang terjadi
pada dua benda sangat lemah sehingga dibutuhkan alat ukur yang sangat peka agar
dapat mengukur nilai konstanta dengan lebih teliti.
Percobaan
Cavendish dan diteruskan oleh sangat banyak orang sesudahnya hingga saat ini,
membuktikan secara empiris bahwa gravitasi atau tarik-menarik dua benda karena
massanya adalah fakta ilmiah. Secara fisis bisa dilihat pergerakannya dan
secara matematis bisa dihitung nilai besarannya dan sesuai dengan hukum
gravitasi Newton.
Jadi tidak ada alasan untuk meragukannya apalagi sampai
mengatakan gravitasi hanyalah “mitos”. Jika tetap keukeuh silakan saja
lakukan percobaan dengan metode yang lebih baik dan tentunya harus bisa
membuktikan bahwa tidak ada gaya tarik-menarik dua massa benda.
Beruntung
setelah saya berselanjar mencari referensi saya menemukan skripsi yang berisi percobaan
untuk menentukan konstanta gravitasi. Silakan cari di google dengan kata
kunci “013214003_Full”. File ini berbentuk pdf dan silakan diunduh. Ini
sangat membantu sahabat yang mungkin masih meragukan gravitasi. Bahwa
percobaan untuk menentukan konstanta gravitasi sekaligus membuktikan gaya tarik
menarik dua massa benda itu bukanlah suatu konspirasi.
Teori
bumi datar yang selalu mengaitkan bentuk bumi dan sains dengan elit global
adalah karena ketidakmampuan teori tersebut dibuktikan secara ilmiah.
Teori bumi datar hanyalah dongeng yang berlindung di balik teori
konspirasi. Bisa jadi seorang yang kecerdasannya sudah tersandera oleh
teori konspirasi walaupun jebolan pasca sarjana masih tetap bisa
menerima;
- Malam bisa terjadi walaupun
matahari selalu di atas bumi.
- Cahaya matahari seperti lampu
senter meskipun dilihat dari sudut manapun berbentuk lingkaran.
- Matahari yang selalu di atas
bumi bisa terbenam atau terbit di laut
- Bulan memiliki cahaya sendiri
dan cahayanya lebih dingin dari pada tidak ada cahaya.
- Suhu sinar bulan bisa diukur.
- Bulan berbentuk cakram pipih
walaupun saat purnama dilihat sepanjang malam tetap berbentuk lingkaran.
- Gerhana terjadi karena ada
siluman yang menutupi bulan.
- Jarak matahari hanya 5000 km
- Dan lainnya.
Bangun,
bangun sahabatku… Syukuri nikmat Allah SWT berupa kecerdasan,
gunakanlah sebaik-baiknya. Hargai Guru dan Dosen yang telah bersusah
payah menyampaikan ilmunya kepada kita.
Di dalam laboratorium modern yang biasanya ada
di Universitas atau lembaga lainnya, alat untuk melakukan percobaan gravitasi
dibuat dengan lebih modern, seperti ini penampakkannya.
Saya
mempunyai artikel yang menjelaskan cara dan perhitungan untuk menentukan
konstanta gravitasi di laboratorium modern. Silakan dicari di google
dengan kata kunci “Pasco Cavendish Experiment”. Artikel ini dalam bentuk
pdf berbahasa inggris, silakan diunduh. Artikel ini menjadi salah satu
referensi saya.
Sangat disayangkan jaman saya kuliah dulu
tidak ada percobaan ini di laboratorium Fisika Dasar UI. Walaupun ada 4
kelompok praktikum fisika dasar yaitu Mekanika (M), Kalor (K), Listrik (L) dan
Optik (O). Padahal saat kuliah dulu saya dan sahabat-sahabat Fisika ’93
berjibaku hampir 5 jam dalam setiap sesi praktikum fisika dasar.
Sehingga saat pulang ke kost sudah loyo dengan membawa beban data praktikum
yang harus diolah untuk dibuat laporan pada pertemuan sesi berikutnya.
Saya
tidak tahu apakah di kampus lain ada sesi praktikum gravitasi seperti
itu. Saya berharap praktikum gravitasi bisa diadakan di Universitas yang
ada di Indonesia. Saya mengetuk beberapa sahabat yang saat ini menjadi
dosen di Fisika UI, mohon diusulkan agar praktikum gravitasi diadakan dan dimasukkan
ke sesi praktikum kelompok Mekanika (M).
Harapan saya tumbuh karena sebuah
keprihatinan. Yaitu mudahnya orang-orang yang bergelar sarjana bahkan pasca
sarjana yang notebene masuk kelompok IPA (bukan IPS) terpengaruh oleh video
bumi datar sehingga tidak mempercayai gravitasi. Hanya dengan ditunjukkan
gabus terapung dan balon helium terbang langsung percaya bahwa gravitasi
hanyalah mitos. Semoga dengan adanya praktikum gravitasi di kampus-kampus
di Indonesia membuat pemahaman yang lebih baik dan tidak ragu bahwa gaya
tarik-menarik dua benda karena massanya adalah fakta.
Pada
tulisan sebelumnya saya pernah membahas “meluruskan kekeliruan pemahaman gravitasi”.
Kali ini saya kembali akan meluruskan pemahaman gravitasi yang disalahfahami
oleh penulis web di komunitas bumi datar. Menurut saya salah faham ini
sangat-sangat parah. Intinya penulis web menyatakan harusnya gaya
gravitasi yang dialami benda di permukaan bumi termasuk manusia lebih besar
dari pada gaya gravitasi yang dialami bulan.
Saya
mengutip web tersebut pada bagian yang penting saja. Mohon maaf kepada penulis
web, ini hanya sebagai pembelajaran semata.
====Awal
Kutipan====
Sekarang kita coba liat berapa massa bulan. Massa Bulan =
7.34767309 x 10^22 kilogram. Wow!!! Besar sekali!! Pasti membutuhkan gaya yang
sangat besar sekali untuk menarik benda seberat itu. Dan gaya ini adalah gaya
yang sama dengan gaya yang kita terima. Gaya ini yang menyebabkan apel jatuh
dari pohon, orang jatuh dari tangga, serta membuat kita tetap berpijak di tanah
dan tidak melayang-layang di angkasa.
Bahkan menurut sains modern juga bahwa gaya gravitasi
bumi semakin mendekat ke inti bumi adalah semakin besar, itu artinya seharusnya
benda-benda dan makhluk yang ada di bumi menerima gaya tarik yang lebih besar
dari gaya yang di terima Bulan. Coba deh pikir apa mungkin kita bisa bertahan
dari tekanan gaya yang ukurannya lebih besar dari gaya yang menarik massa sebesar
7.34767309 x 10^22 kilogram?? Kalo benar gravitasi itu ada, harusnya badan kita
sudah terbenam ke tanah dan tidak bisa gerak bebas sama sekali.
Dan yang lebih
mengejutkan lagi adalah ada makhluk yang bisa melawan gaya tarik sebesar itu
untuk terbang melayang di angkasa. Bagaimana bisa burung-burung terbang di
angkasa sementara mereka ditarik oleh kekuatan yang setara massa bulan? Kalo
kita analogikan gerakan piston di mesin motor yang menghasilkan gaya untuk
mendorong motor, apakah mungkin gerakan kepakan sayap burung akan menghasilkan
gaya yang mampu mendorong massa sebesar 7.34767309 x 10^22 kilogram??
Dengan begitu,
CASE CLOSED!! GRAVITY DOES NOT EXIST!! DAN ADA YANG SALAH DENGAN TEORI-TEORI
TENTANG BUMI, BULAN, MATAHARI, DAN GALAXYALAM SEMESTA.
====Akhir
kutipan====
Sahabat,
lihatlah betapa parahnya kekeliruan pemahaman gravitasi tersebut. Guru
fisika mana yang mengajarkan seperti itu, saya yakin bukan guru fisika yang
mengajarinya. Konsep gravitasi yang benar bukan seperti yang difahami
oleh penulis web. Itu mungkin akibat tidak mau belajar dengan pemahaman
yang benar atau tidak mau bertanya pada orang yang lebih mengerti. Mungkin
karena merasa sudah mengerti.
Kekeliruan
penulis web karena menggunakan analoginya sendiri (ditulis panjang lebar
sebelumnya, tidak saya kutip di sini). Padahal dengan menggunakan rumus
hukum gravitasi Newton akan didapatkan gaya gravitasi yang berbeda-beda pada
setiap massa benda. Gaya gravitasi karena bumi yang dialami bulan harus
dihitung menggunakan massa bumi-bulan, demikian juga gaya gravitasi yang
dialami manusia, burung dan benda-benda di bumi tentu juga harus dihitung
dengan massa masing-masing. Misal gaya gravitasi yang dialami burung
dengan massa 500gr adalah 5 Newton, sedangkan gaya gravitasi yang dialami bulan
mencapai 10 pangkat 20 Newton. Jadi jelas bukan?
Ini
berarti penulis web sedang membantai “manusia jerami” yang difahami sendiri di
dalam pikirannya. Dan manusia jerami itu bukanlah gravitasi yang difahami
secara umum tapi gravitasi yang lahir dari pikiran penulis web sendiri yang
saya anggap karena kekurangfahaman semata bukan karena kesengajaan. Tidak
ada buku ajar fisika, dosen dan guru fisika yang memahami gravitasi seperti
itu.
Monggo
sahabat penulis web silakan belajar lagi. Sudah banyak penggemar bumi datar
yang menjadi korban, keliru memahami gravitasi akibat membaca web yang ditulis
sahabat. Sahabat penulis web, gunakan ilmumu untuk kebaikan, jangan menyesatkan
orang lain. Banyak buku ajar fisika, banyak guru, dosen dan orang cerdas
yang bisa sahabat mintai tolong menjelaskan gravitasi. Gravitasi bukan
seperti yang sahabat penulis web fahami. Gravitasi yang seperti itu memang
salah, jadi kalau sahabat tidak percaya gravitasi yang seperti itu, justru
malah sangat bagus. Karena gravitasi yang benar dirumuskan dalam hukum
gravitasi Newton.
Gaya
gravitasi adalah gaya tarik menarik dua benda yang besarnya sebanding dengan perkalian
dua massa benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.
Perhatikan kata-kata “perkalian dua massa benda”. Jadi besarnya gaya
gravitasi itu berasal dari kedua pihak. Sahabat penulis web semoga faham
dan tidak lagi menggunakan ketidakfahamannya untuk membantah. Mending belajar
Om daripada berteori dengan minim ilmu yang akhirnya malah menyesatkan orang
lain.
Ada
juga seorang sahabat yang memberikan komentar di blog saya dengan mengatakan
gaya gravitasi dan gaya gravitasi bumi adalah dua hal yang berbeda dengan
alasan biodata keduanya berbeda. Ini membuat saya sedikit
tersenyum. Seumur-umur baru dengar pernyataan seperti itu. Guru
Fisika atau Dosen mana yang mengajarkan seperti itu. Saya menduga
maksudnya adalah tarik-menarik dua massa benda berbeda dengan bumi menarik semua
benda di permukaannya. Bisa jadi ini akibat ajaran pembuat video datar yang
mengatakan benda jatuh karena perbedaan massa jenis.
Mengapa
sahabat tidak menggunakan sedikit saja kecerdasan yang dianugerahkan
Tuhan. Sederhana sekali koq memahaminya, kalau dua benda bisa saling
tarik-menarik karena massa yang dimilikinya kenapa tidak dengan
bumi? Bumi memiliki massa, benda-benda memiliki massa lalu apa yang
membuat sahabat tidak berfikir jika bumi dan benda tersebut bisa saling
tarik? Bumi dan benda sabenarnya saling tarik menarik, hanya saja
percepatan yang dialami bumi amat sangat kecil sementara percepatan yang
dialami benda sama dengan 9,8 m/s2. Jadi bendalah yang lebih
dominan bergerak mendekat sementara pergerakan bumi amat sangat kecil.
Jadi silakan sahabat belajar lagi.
Semoga
bermanfaat dan menambah wawasan.
Referensi
- http://www.republika.co.id/berita/ensiklopedia-islam/khazanah/09/04/01/41295-al-khazini-saintis-muslim-perintis-ilmu-gravitasi
- http://www.zulfanafdhilla.com/2014/06/Al-Khazini.html
- https://en.wikipedia.org/wiki/Cavendish_experiment
- http://www.phys.utk.edu/labs/modphys/Pasco%20Cavendish%20Experiment.pdf
Tidak ada komentar:
Posting Komentar