Di bawah pengaruh gaya gravitasi, Bumi telah mengorbit matahari selama beberapa miliar tahun. Bulan telah mengorbit Bumi hampir selama itu. Saat mereka mengorbit, kadang-kadang matahari, bulan dan bumi semua berbaris. Posisi bulan yang tepat di antara matahari dan bumi mengakibatkan terjadinya gerhana matahari. Dan ketika Bumi berada tepat di antara matahari dan bulan, maka terjadilah gerhana bulan. Meskipun gerhana terlihat dramatis, mereka tidak memiliki pengaruh pada gaya gravitasi. Satu-satunya perbedaan gaya gravitasi selama gerhana matahari adalah bahwa bulan dan matahari keduanya menarik Bumi dari sisi yang sama -- tapi itu benar-benar tidak membuat perbedaan dalam pengukuran apapun cara.
Gravitasi
Setiap objek di alam semesta menarik setiap objek lain di alam semesta. Itulah penemuan Isaac Newton dengan hukum gravitasi universal. Ini adalah pernyataan matematis dari besarnya gaya gravitasi. Persamaan gravitasi universal Newton menyatakan bahwa gaya tarik-menarik gravitasi antara dua benda sama dengan a konstanta gravitasi dikalikan massa benda pertama dikalikan massa benda kedua, semuanya dibagi kuadrat jarak diantara mereka.
Bumi, Matahari dan Bulan
Jarak rata-rata antara Bumi dan Matahari adalah 150 triliun meter, atau 1,5 x 10^11 meter. Massa matahari adalah 1,99 x 10^30 kilogram, sedangkan Bumi memiliki berat 6,0 x 10^24 kilogram. Konstanta gravitasi adalah 6,67 x 10^-11 meter^3 / (kilogram - sekon^2). Jadi bumi dan matahari saling tarik menarik dengan gaya sebesar 3,52 x 10^22 newton. Newton adalah satuan gaya yang sama dengan kilogram-meter/sekon^2. Satu newton sama dengan 0,22 satuan bahasa Inggris yang jarang digunakan yang disebut pound-force, jadi 3,52 x 10^22 newton adalah 7,9 x 10^21 pound-force.
Jarak rata-rata antara bumi dan bulan adalah 380 juta meter dan massa bulan adalah 7,35 x 10^22 kilogram, jadi gaya antara bulan dan bumi adalah 2,03 x 10^20 newton (4,5 x 10^19 kekuatan pound). Artinya, gaya gravitasi antara Bumi dan bulan adalah sekitar setengah persen dari gaya antara Bumi dan matahari.
Selama Gerhana
Selama gerhana matahari, tarikan bulan dan matahari sejajar sehingga Bumi merasakan gaya gabungan sebesar 3,54 x 10^22 newton (7,96 x 10^21 pound-force) ke arah matahari. Selama gerhana bulan, bulan menarik ke arah yang berlawanan dengan matahari, menciptakan gaya total 3,50 x 10^22 newton (7,87 x 10^21 pound-force) ke arah matahari.
Untuk menempatkan ini dalam perspektif, selama setahun bentuk elips dari orbit Bumi membawanya lebih dekat dan lebih jauh dari matahari. Ketika matahari dan bumi berada paling dekat, gaya tarik gravitasi antara mereka adalah 3,67 x 10^22 newton (8,25 x 10^21 pound-force), dan saat terjauh gaya tariknya adalah 3,43 x 10^22 newton (7,71 x 10^21 kekuatan pound). Artinya, variasi tahunan normal dalam gaya gravitasi selama setahun lebih dari 10 kali lipat dari perubahan posisi bulan selama gerhana.
Gravitasi pada Anda
Mungkin pertanyaan yang lebih menarik melibatkan efek gaya gravitasi pada diri Anda sendiri selama gerhana matahari. Tarikan matahari pada Anda adalah sekitar 0,0603 persen dari tarikan Bumi pada Anda. Tarikan bulan sekitar 0,0003 persen dari tarikan gravitasi bumi. Jadi jika Anda menimbang 68 kilogram (150 pon), pada siang hari selama gerhana matahari -- atau saat bulan baru -- Anda akan menimbang 0,6 gram (dua ratus ons) kurang dari yang Anda lakukan pada siang hari saat penuh bulan.