BENDA JATUH BEBAS
Newton (1687) lah yang perkenalkan konsep benda jatuh secara matematis. Meskipun begitu, seperti akan kita lihat, justru matematikanya itulah yang bikin ruwet pula.
Sebetulnya, Galileo, beberapa tahun sebelumnya, dapat juga merumuskan seperti Newton, sekiranya beliau sedikit saja merenung.
Benda jatuh bebas maksudnya adalah benda DILEPASKAN dari suatu ketinggian tertentu di muka bumi. Lepas saja, bukan dilempar. Lepas, dalam ungkapan matematis Newton, adalah kecepatan awal adalah nol. Lepas saja...
KOREKSI ATAS NEWTON: PERCEPATAN GRAVITASI BUMI TETAP
Newton merumuskan dalam hukum gravitasi universalnya bahwa percepatan gravitasi bumi bergantung kepada jari-jari atau jarak dari permukaan atau pun inti bumi.
Tidak perlu!
Sebut saja asumsi, untuk mudahnya, bahwa percepatan gravitasi bumi itu tetap, g = 9,8 m/det2. Inilah yang akan kita buktikan.
ESCAPE VELOCITY
Apabila Anda ingin melepaskas suatu benda dengan menembakkannya ke angkasa, dan tidak kembali lagi ke bumi, maka Anda harus menembaknya dengan kecepatan paling kecil vo = 11,2 km/det. Nah, kecepatan ini disebut escape velocity, atau kecepatan melepaskan diri. Satelit ditembakkan dg roket menggunakan prinsip ini.
PRINSIP INVARIAN
Konon, Albert Einstein merenungkan prinsip ini. Benda jatuh ke muka bumi dari suatu ketinggian dan menumbuk bumi dg kecepatan, tulis saja vo. Maka, menurut prinsip invarian, sama dengan menempakkan benda itu dari muka bumi ke angkasa dengan kecepatan vo juga. Dalam hal ini, waktu maju atau waktu positif invarian dengan waktu mundur atau waktu negatif.
Misalkan benda jatuh sedemikian hingga, di muka bumi, kecepatannya vo = 11,2 km/det itu. Dengan gravitasi tetap g = 9,8 m/det2, maka waktu yang diperlukan adalah to = vo/g = 1.200 det.
Tapi ingat, dilemparkan ke angkasa dengan vo, benda tidak turun lagi ke bumi. Artinya, kalau benda turun ke bumi dengan kecepatan vo itu, bumi sudah tidak ada di tempat jatuhnya itu.
BUMI DIBENTANGKAN
Maka "panjang" bumi adalah keliling bumi, sekitar ko = 6 x 6.400.000 km.
Benda jatuh dan bumi tidak ada artinya, sembari benda jatuh vertikal, bumi bergerak horisontal sejauh kelilingnya itu.
Berapa kecepatan gerak horisontal bumi? Yaitu sekitar ko/to = 30.000 m/det. Yaitu kecepatan bumi mengelilingi matahari.
Renungkan!
Tidak ada komentar:
Posting Komentar