Gravitasi menarik segala benda yang berada di atmosfir bumi untuk
jatuh kembali ke tanah dengan percepatan (g)
rata-rata 9.8 m/s². Dengan gravitasi itu semua benda di permukaan bumi bisa
diam di tempatnya masing-masing dan dengan itu pula lah kita bisa berdiri
stabil di tempat kita berada.
Ada dua persoalan dasar yang telah diselidiki oleh orang yunani,
jauh sebelum Newton lahir. Persoalan yang selalu dipertanyakan adalah mengapa
benda-benda selalu jatuh ke permukaan bumi dan bagaimana gerakan planet-planet,
termasuk matahari dan bulan (matahari dan bulan pada waktu itu digolongkan
menjadi planet-planet). Orang-orang Yunani pada waktu itu melihat kedua
persoalan di atas (benda yang jatuh dan gerakan planet) sebagai dua hal yang
berbeda.
Demikian hal itu berlanjut hingga zaman Newton. Jadi apa yang
dihasilkan oleh dibangun di atas hasil karya orang-orang sebelum dirinya. Yang
membedakan Newton dan orang-orang sebelumnya adalah bahwa Newton memandang
kedua persoalan dasar di atas (gerak jatuh benda dan gerakan planet) disebabkan
oleh satu hal saja dan pasti mematuhi hukum yang sama. Pada abad ke-17,
menemukan bahwa ada interaksi yang sama yang menjadi penyebab jatuhnya buah
apel dari pohon dan membuat planet tetap berada pada orbitnya ketika
mengelilingi matahari. Demikian juga bulan, satu-satunya satelit alam
kesayangan bumi tetap berada pada orbitnya.
Pengantar Sejarah
Dari setidak – tidaknya
zaman Yunani ada dua persoalan yang telah menjadi pokok penyelidikan : (1)
kecenderungan benda – benda seperti batu untuk jatuh ke bumi bila dilepaskan,
dan (2) gerakan – gerakan planet, termasuk matahari dan bulan, yang pada waktu
digolongkan dengan planet – planet. Pada zaman dahulu persoalan – persoalan ini
dipikirkan sebagai persoalan – persoalan yang sama sekali terpisah satu sama
lain. Salah satu hasil yang dicapai oleh Newton, yang dibangun berdasarkan
hasil karya orang – orang yang mendahuluinya, adalah bahwa dia melihat
persoalan – persoalan dengan jelas sebagai aspek (segi) dari satu persoalan
saja dan harus menuruti hukum – hukum yang sama.
Di dalam tahun 1665 Newton
yang berumur 23 tahun diusir dari Cambrigde ke Lincolnshire ketika sekolah
tersebut diliburkan karena wabah. Kira – kira 50 tahun kemudian dia menulis,
“... di dalam tahun yang sama (1665) saya mulai berpikir mengenai gravitasi
yang diteruskan sampai ke bulatan bulan ... dan dengan demikian telah
membandingkan gaya yang diperlukan untuk memegang bulan di dalam bulatannya
dengan gaya gravitasi pada permukaan bumi, dan telah hampir menemukan jawaban
pada persoalan tersebut.”
Teman Newton yang masih
muda William Stukeley menulis mengenai peristiwa sewaktu dia dengan Newton
sedang minum teh di bawah pohon apel ketika Newton mengatakan bahwa keadaannya
adalah sama ketika dia mendapatkan pemikiran gravitasi. “Hal tersebut
disebabkan oleh jatuhnya apel, ketikadia duduk termenung ... sehingga sedikit
demi sedikit dia mulai memakai sifat gravitasi ini kepada gerakan bumi dan
benda – benda langit ...”.
Kita dapat menghitung
percepatan bulan menuju bumi dari periode perputarannya dan dari jari – jari
lintasannya. Kita mendapatkan 0,0089 kaki/detik2. Nilai ini adalah
kira – kira 3600 kaki lebih kecil dari pada g,
yakni percepatan yang disebabkan
oleh gravitasi pada permukaan bumi. Newton, seperti yang dikatakan yang dipandu
oleh hukum ketiga Kepler, mencoba menerangkan perbedaan ini dengan menganggap
bahwa percepatan dari sebuah benda yang jatuh adalah berbanding terbalik dengan
kuadrat jaraknya dari bumi.
Pertanyaan
mengenai apa yang kita artikan dengan “jarak dari bumi” segera muncul. Newton
akhirnya menganggap tiap – tiap partikel bumi sebagai yang menyumbangkan
tarikan gravitasi yang dihasilkan oleh bumi kepada benda – benda lain. Dia
membuat anggapan yang berani bahwa massa bumi dapat diperlakukan seakan – akan
semua massa tersebut dekonsentrasi pada pusatnya.