Catatan gravitasi terbaru:
Materi Gravitasi dalam bentuk ebook.<klik di sini>
Di SMP kamu telah mengenal persamaan gaya gravitasi atau hukum Newton tentang gravitasi.
Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Gravitasi matahari mengakibatkan benda-benda langit berada pada orbit masing-masing dalam mengitari matahari.
Pada abad XVI Masehi, Newton mengemukakan bahwa ada suatu ”gaya pada suatu jarak” yang memungkinkan dua benda atau lebih saling berinteraksi. Istilah tersebut oleh Michael Faraday, pada abad XVIII diubah menjadi istilah medan. Medan adalah tempat di sekitar suatu besaran fisik yang masih dipengaruhi oleh besaran tersebut dalam suatu satuan tertentu. Sebagai contoh, gaya gravitasi akan bekerja pada massa suatu benda yang masih berada dalam medan gravitasi suatu benda atau planet. Jika medan gravitasi sudah dapat diabaikan maka sebuah massa
yang berada di sekitar besaran benda tersebut tidak dapat dipengaruhi. Dengan demikian, dapat diketahui, meng apa daun yang massanya lebih kecil dibanding bulan yang massanya jauh lebih besar dapat ditarik oleh bumi. Berikut ini akan kita pelajari lebih jauh tentang gaya gravitasi.
1. Gaya Gravitasi
Gambar 2.3 Sir Isaac Newton
Isaac Newton dilahirkan di Inggris pada tahun 1642. Newton berhasil menemukan kalkulus dan teori gravitasi. Konon, teori gravitasi yang ditemukan Newton diilhami dari peristiwa jatuhnya buah apel yang dilihatnya. Ia heran mengapa buah apel jatuh ke bawah dan bukan ke atas. Newton meninggal pada usia 85 tahun (tahun 1727).
Dalam penelitiannya, Newton menyimpulkan bahwa gaya gravitasi atau gaya tarik-menarik antara dua benda dipengaruhi jarak kedua benda tersebut, sehingga gaya gravitasi bumi berkurang sebanding dengan kuadrat jaraknya. Bunyi hukum gravitasi Newton adalah setiap partikel di alam semesta ini akan mengalami gaya tarik satu dengan yang lain. Besar gaya tarik-menarik ini berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.
Secara matematis, hukum gravitasi Newton dapat dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan:
F : gaya tarik-menarik antara kedua benda (N)
M1 : massa benda 1 (kg)
m2 : massa benda 2 (kg)
r : jarak kedua benda (m)
G : tetapan gravitasi
Pada persamaan 2.1 muncul konstanta G. Konstanta ini menunjuk kan nilai tetapan gravitasi bumi. Penentuan nilai G per tama kali dilakukan oleh Henry Cavendish dengan menggunakan neraca torsi. Neraca ter sebut kemudian dikenal dengan neraca Cavendish. Pada neraca Cavendish terdapat dua buah bola dengan massa berbeda, yaitu m dan M.
Perhatikan gambar 2.2 di samping! Kedua bola pada gambar 2.2 dapat bergerak bebas pada poros dan tarik-menarik, sehingga akan memuntir serat kuarsa. Hal ini menyebabkan cahaya yang memantul pada cermin akan bergeser pada skala. Setelah meng konversi skala dan memerhatikan jarak m dan M serta massa m dan M, Cavendish menetapkan nilai G sebesar 6,754 × 10-11 N.m2/kg2. Nilai tersebut kemudian disempurnakan menjadi:
G = 6,672 × 10-11 N.m2 /kg2.
Gaya gravitasi merupakan besaran vektor. Apabila suatu benda mengalami gaya gravitasi dari dua atau lebih benda sumber gravitasi maka teknik mencari resultannya menggunakan teknik pencarian resultan vektor.
Dalam bentuk vektor gaya gravitasi dirumuskan:
Sebagaimana telah kita singgung pada awal bab ini bahwa benda akan tertarik oleh gaya gravitasi benda lain atau planet jika benda tersebut berada dalam pengaruh medan gravitasi. Medan gravitasi ini akan menunjukkan besarnya percepatan gravitasi dari suatu benda di sekitar benda lain atau planet. Besar medan gravitasi atau percepatan gravitasi dapat dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
g : medan gravitasi atau percepatan gravitasi (m/s2)
G : tetapan gravitasi (6,672 × 10-11 N.m2/kg2)
M : massa dari suatu planet atau benda (kg)
r : jarak suatu titik ke pusat planet atau pusat benda (m)
Hukum Newton juga menunjukkan bahwa pada umumnya jika sebuah benda (misalnya planet) bergerak mengelilingi pusat gaya (misalnya matahari), benda akan ditarik oleh gaya yang berubah sebanding dengan . Lintasan benda tersebut dapat be rupa elips, parabola, atau hiperbola.
Hukum gravitasi Newton juga dapat diterapkan pada gerak benda-benda angkasa. Sebelum masuk ke penerapan tersebut, kita pelajari terlebih dahulu tentang pergerakan benda-benda angkasa. Pergerakan benda-benda angkasa telah dipelajari oleh Johanes Kepler dan dinyatakan dalam hukum-hukum Kepler.
Latihan Soal:
Untuk setiap soal di bawah ini, gunakan G = 6,67 x 10-11 Nm2/kg2
1. Dua buah benda masing-masing massanya 10 kg dan 20 kg terpisahkan pada jarak 2 meter satu dengan yang lain. Tentukan gaya gravitasi antara kedua benda itu.
2. Jika dua buah planet memiliki massa 2 x 1020 kg dan 4 x 1020 kg. Jarak antar dua planet adalah 2.105 km. Tentukanlah gaya gravitasi antar 2 planet!
3. Gaya tarik gravitasi antara dua buah benda bermassa adalah 6,67 x 10 -9 N. Bila massa benda adalah 100 kg dan 81 kg. Tentukanlah jarak antara kedua benda itu.
4. Massa sebesar 5 kg terpisah pada jarak 2 meter dari massa yang lain. Gaya gravitasi antara kedua benda adalah sebesar 2,5 x 10-10 N. Tentukan massa benda yang lain.
Kompetensi Dasar:
3.8 Menganalisis keteraturan gerak planet dalam tatasurya berdasarkan hukum-hukum Newton
4.8 Menyajikan karya mengenai gerak satelit buatan yang mengorbit bumi, pemanfaatan dan dampak yang ditimbulkannya dari berbagai sumber informasi
Materi Pembelajaran:
Hukum Newton tentang gravitasi:
- Gaya gravitasi antar partikel
- Kuat medan gravitasi dan percepatan gravitasi
- Hukum Keppler
- Gaya gravitasi antar partikel
- Kuat medan gravitasi dan percepatan gravitasi
- Hukum Keppler
Bila gambar belum muncul di hp, tunggu beberapa saat.
Download video
Download video
DOWNLOAD LKS BANDUL SEDERHANA
Soal almus
