Gaya yang Menginspirasi Newton

Setahun yang lalu, terlintas sebuah pertanyaan di benak saya, "Mengapa sebuah benda yang jatuh menimpa kepala, rasanya lebih menyakitkan dibandingkan jika benda itu diletakkan di kepala kita."

Pertanyaan ini muncul saat saya membaca kembali kisah Newton dan apelnya. Terlepas dari sahih atau tidak, kisah ini sudah terlanjur terkenal. Konon, Newton kesakitan saat kepalanya tertimpa apel saat sedang melamun di bawah pohon apel. Rasa sakit itulah yang menginspirasikan Newton hingga tercetuslah rumusan gravitasi.

Pastilah akan berbeda ceritanya jika apel itu tidak jatuh ke kepala Newton, tapi hanya diletakkan saja di kepala Newton (mungkin oleh temannya). Apel yang diletakkan di kepala tidak menimbulkan rasa sakit. Karena itu, kejadian ini mungkin tidak akan menginspirasi Newton.

Mengapa apel yang jatuh dari atas membuat kepala sakit dan apel yang diletakkan langsung di kepala tidak? Padahal, kedua apel tersebut mengalami gaya yang sama, yaitu gaya gravitasi bumi. Beratnya pun sama, yaitu sekitar 9,8 x massa apel tersebut.

Setelah lama berpikir, saya menemukan jawabannya. Memang benar gaya yang bekerja pada kedua apel itu sama besar, yaitu gaya gravitasi. Namun, ceritanya berbeda saat apel mengenai kepala!

Apel yang diletakkan ke kepala, kecepatannya nol. Jadi, tidak ada perubahan kecepatannya yang dialami oleh apel, sesaat sebelum mengenai kepala dan sesaat setelah mengenai kepala.

Apel yang jatuh ke kepala kecepatannya tidak nol. Saat menimpa kepala, kecepatannya berubah menjadi nol. Ada perubahan kecepatan. Aha! Perubahan kecepatan adalah percepatan. Semakin besar perubahan kecepatannya artinya semakin besar percepatannya. Jika ada percepatan, maka artinya ada gaya!

Tak heran, semakin tinggi benda tersebut terjatuh/dijatuhkan, semakin sakit rasanya saat menimpa kita! Karena kecepatan benda tersebut sangat tinggi, sesaat sebelum menumbuk kepala. Hasilnya, perubahan kecepatan/percepatannya sangat tinggi saat tumbukan. Gaya yang terjadi saat tumbukan juga sangat besar. Pantas saja rasanya sakit.

Gaya saat bertumbukan ini memang tidak terkenal, karena gaya ini terasa sesaaat. Orang lebih suka istilah impuls, yaitu gaya dikalikan dengan selang waktu tumbukannya.

I = F x  Δt

Jadi, bukan hanya gaya gravitasi yang berperan menyadarkan Newton dari lamunannya!