Gerak Jatuh Bebas, Antara Aristoteles dan Galileo

A. Pengertian Gerak Jatuh Bebas

Gerak jatuh bebas ialah gerak suatu benda yang jatuh dari suatu ketinggian tertentu. Mengapa disebut jatuh bebas? Ya, karena gerak ini bebas dari adanya gaya dorong. Peristiwa ini berbeda dengan gerak benda di lantai misalnya, di mana kita harus mendorong benda agar mulai bergerak. Pada gerak jatuh bebas kita tidak mendorongnya agar jatuh ke bawah, tetapi benda itu mulai bergerak jatuh dengan sendirinya, tanpa kita harus mendorongnya. Kita hanya melepaskan benda itu di udara. Dan selanjutnya benda akan jatuh ke bawah.

Gambar: gerak jatuh bebas (dari Quipper blog / https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/gerak-jatuh-bebas-fisika-kelas-10/ )

B. Gerak Jatuh Bebas, Aristoteles dan Galileo

Menurut Anda, benda manakah yang sampai terlebih dahulu ke tanah jika ada dua benda yang sama besar tetapi massanya 300 gram dan 550 gram dijatuhkan dari atap sebuah bangunan? Mungkin anda akan menjawab, benda yang massanya lebih besar akan lebih dahulu sampai di tanah. Dengan demikian, benda tadi yang bermassa 550 gram akan lebih dulu sampai ke tanah. Ternyata, jawaban Anda itu sama dengan pernyataan Aristoteles.

Aristoteles menyatakan bahwa pada gerak ke bawah, suatu benda yang memiliki berat lebih besar akan mengalami dipercepat sebanding dengan beratnya. Pernyataan ini tampaknya cukup masuk akal, yaitu apabila kita menjatuhkan selembar kertas dan sebiji kerikil dalam waktu yang bersamaan, didapatkan peristiwa bahwa kerikil lebih cepat sampai ke tanah daripada kertas. Oleh karena itu, pendapat Aristoteles ini sempat bertahan cukup lama. Yakni bertahan sampai beberapa abad.

Akan tetapi, pada zamannya Galileo Galilei (1564-1642) pendapat Aristoteles tersebut dipermasalahkan. Galileo menyatakan bahwa setiap benda yang jatuh ke bawah, akan mengalami percepatan yang sama besar. Sehingga, jika dua buah benda berbeda dijatuhkan secara bersamaan, kedua benda itu akan sampai di tanah dalam waktu yang bersamaan.

Wah benarkah pendapat Galileo Galilei tersebut? Mari kita uji pendapat tersebut dengan menjatuhkan selembar kertas dan sebiji kerikil sama seperti percobaan sebelumnya. Akan tetapi, selembar kertas itu diremas-remas menjadi sebuah gumpalan kecil. Ternyata, sungguh luar biasa, gumpalan kertas dan kerikil jatuh dalam waktu yang bisa dikatakan cukup/hampir bersamaan.

Mengapa bisa seperti itu?

Jawabannya, pada percobaan pertama, di mana kertas tidak digumpalkan, gaya hambatan dari udara pada kertas akan jauh lebih besar daripada gaya hambatan udara pada kerikil. Sedangkan, pada percobaan yang kedua, karena kertas digumpalkan, maka hambatan udara pada kertas maupun kerikil akan sama besar. Oleh karena itu, gumpalan kertas dan kerikil jatuh dalam waktu yang bersamaan.

Dari uraian-uraian di atas, dapat kita simpulkan bahwa jika percobaan dilakukan di ruang hampa, di mana tidak ada hambatan udara, maka selembar kertas dan sebuah kerikil akan jatuh dalam waktu yang bersamaan. Akan tetapi, pada zaman Galileo Galilei dulu belum ditemukan alat yang dapat membuat suatu ruangan vakum udara (hampa udara). Maka karena kehebatannya, Galileo disebut sebagai "Bapak Sains Modern".