Berat - Gaya Gravitasi dan Gaya Normal

        Galileo menyatakan bahwa benda-benda yang dijatuhkan di dekat permukaan bumi akan jatuh dengan percepatan yang sama yaitu g, jika hambatan udara dapat diabaikan. Gaya yang menyebabkan percepatan ini disebut gaya gravitasi. Dengan menerapkan Hukum II Newton untuk gaya gravitasi dan untuk percepatan a, digunakan percepatan ke bawah yang disebabkan oleh gravitasi yaitu g, maka gaya gravitasi pada sebuah benda FG, yang besarnya biasa disebut berat w, dapat dituliskan:

F G = m . g ............................................................... 

       Arah gaya ini ke bawah menuju pusat bumi. Dalam satuan Sistem Internasional (SI), percepatan

gravitasi dinyatakan dalam m/s2. Percepatan gravitasi di suatu tempat pada permukaan bumi

sebesar g = 9,80 m/s2. Satuan percepatan gravitasi dapat dinyatakan dalam N/kg, di mana g = 9,80 m/s2 = 9,80 N/kg. Hal ini berarti, sebuah benda yang massanya 1 kg di permukaan bumi memiliki berat sebesar: w = 1 kg × 9,80 m/s2 = 9,80 N Berat suatu benda di Bumi, Bulan, planet lain, atau

di luar angkasa besarnya berbeda-beda.

       Sebagai contoh, percepatan gravitasi g di permukaan bulan kira-kira 1/6 percepatan gravitasi di permukaan bumi. Sehingga massa 1 kg di permukaan bumi yang beratnya 9,8 N, ketika berada di permukaan bulan beratnya menjadi 1,7 N. Gaya gravitasi bekerja pada sebuah benda ketika

benda tersebut jatuh. Ketika benda berada dalam keadaan diam di Bumi, gaya gravitasi pada benda tersebut tidak hilang. Hal ini dapat diketahui, jika kita menimbang benda tersebut dengan menggunakan neraca pegas. Gaya yang besarnya sama, pada persamaan (4.2), tetap bekerja, tetapi mengapa benda tidak bergerak? Dari Hukum II Newton, resultan gaya pada sebuah benda yang tetap diam adalah nol. Pasti ada gaya lain pada benda tersebut untuk mengimbangi gaya gravitasi.

        Untuk sebuah benda yang diam di atas meja, maka meja tersebut memberikan gaya ke atas (perhatikan gambar). Meja sedikit tertekan di bawah benda, dan karena elastisitasnya, meja itu mendorong benda ke atas seperti diperlihatkan pada gambar. Gaya yang diberikan oleh meja

ini sering disebut gaya sentuh, karena terjadi jika dua benda bersentuhan. Ketika gaya sentuh tegak lurus terhadap permukaan bidang sentuh, gaya itu biasa disebut gaya normal N (“normal” berarti tegak lurus).

Kedua gaya yang ditunjukkan pada gambar disamping, bekerja pada benda yang tetap dalam keadaan diam,

sehingga jumlah vektor kedua gaya ini pasti nol (Hukum II Newton). Dengan demikian, w dan N harus memiliki besar yang sama dan berlawanan arah.