Hukum gravitasi universal Newton menyatakan bahwa benda di alam semesta saling tarik menarik dengan gaya yang berbanding lurus dengan hasil dari massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat dari jarak antara mereka. (Secara terpisah menunjukkan bahwa besar massa berbentuk bulat simetris tarik-menarik seolah-olah semua massa terkonsentrasi di pusat-pusat mereka.) Ini merupakan hukum fisika umum yang berasal dari pengamatan empiris yang Isaac Newton sebut induksi.[1] ini adalah bagian dari mekanika klasik dan dirumuskan dalam karya Newton berjudul Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ("the Principia"), terbit perdana pada 5 Juli 1687. (Ketika buku Newton disajikan pada 1686 ke Royal Society, Robert Hooke mengklaim bahwa Newton memperoleh inverse hukum kuadrat darinya.) Dalam bahasa modern, hukum ini menyatakan bahwa:
Setiap titik massa menarik setiap massa titik lain dengan gaya sepanjang potong dari kedua titik. Gayanya berbanding lurus dengan hasil dari dua massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat dari jarak antara mereka: - ,
dimana:
- F adalah gaya antara massa,
- G adalah konstanta gravitasi,
- m1 adalah massa benda pertama,
- m2 adalah massa benda kedua, dan
- r adalah jarak antar pusat dari benda.
Menggunakan satuan SI, F diukur dalam newton (N), m1 dan m2 dalam kilogram (kg), r dalam meter (m), dan konstanta G kira-kira sama dengan 6,674×10−11 N m2 kg−2. Nilai dari konstanta G pertama kali secara akurat ditentukan dari hasil percobaan Cavendish experiment Oleh ilmuwan inggris Henry Cavendish pada tahun 1798, meskipun Cavendish tidak menghitung nilai numerik untuk G.[2] penelitian ini juga merupakan tes pertama teori gravitasi Newton antara massa di laboratorium. Itu terjadi 111 tahun setelah penerbitan buku Newton "Principia" dan 71 tahun setelah kematian Newton, sehingga tidak ada rumus Newton yang menggunakan nilai G; sebaliknya ia hanya bisa menghitung kekuatan relatif terhadap kekuatan lain.
Hukum gravitasi Newton menyerupai hukum kekuatan listrik Coulomb, yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya listrik antara dua benda bermuatan. Keduanya hukum kuadrat-terbalik, di mana gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda. Hukum Coulomb memiliki produk dari dua muatan pada produk dari massa, dan konstanta elektrostatik pada konstanta gravitasi.
Hukum Newton telah digantikan oleh teori relativitas Einstein umum, tetapi terus digunakan sebagai pendekatan yang sangat baik dari efek gravitasi. Relativitas diperlukan hanya ketika ada kebutuhan untuk presisi ekstrem, atau ketika berhadapan dengan medan gravitasi yang sangat kuat, seperti yang ditemukan pada benda yang sangat besar dan padat, atau pada jarak sangat dekat (seperti orbit Merkurius mengelilingi matahari).
- ^ Isaac Newton: "In [experimental] philosophy particular propositions are inferred from the phenomena and afterwards rendered general by induction": "Principia", Book 3, General Scholium, at p.392 in Volume 2 of Andrew Motte's English translation published 1729.
- ^ The Michell-Cavendish Experiment Diarsipkan 2017-09-06 di Wayback Machine., Laurent Hodges