Penjelasan Hukum Gravitasi Newton dan Kuat Medan Gravitasi

Hukum Graviasi Newton juga dikenal hukum Gravitasi Universal merupakan hukum tarik – menarik antara dua benda bermassa yang berdekatan. Hukum Gravitasi Newton terinspirasi mengapa orbit ulan mengelilingi bumi selalu tetap, mengapa benda benda langit tidak saling bertabrakan ? Newton juga memikirkan mengapa benda – benda yang di atas selalu jatuh ke atas permukaan bumi, bukan jatuh ke atas maupun terlampar ke ruang angkasa.

Bunyi hukum Gravitasi Newton

Menurut Newton Semua benda yang berada di alam semesta akan menarik benda lain dengan gaya yang sebanding dengan massa benda benda tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak diantara benda-benda tersebut. Pernyataan tersebut kemudian dikenal dengan hukum Gravitasi Newton atau hukum gravitasi universal.

Rumus Hukum Gravitasi Newton
Dari pernyataan Newton tentang hukum Gravitasi dapat dituliskan dalam rumus gravitasi Newton
F = G m1 m2 / r2
Dimana :
F = Gaya gravitasi Newton (N)
G = tetapan Gravitasi Newton (6.67 x 10 -11 kg-1 m3 s-2
m1 = massa benda 1 (kg)
m2 = massa benda 2 (kg)
r = jarak antara kedua benda (m)
Kuat medan gravitasi
Medan gravitasi diartikan sebagai area dissekitar benda bermassa yang masih dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Besar kuat medan gravitasi sebanding dengan massa benda dan berbanding terbaik dengan kuadrat jarak benda terhadap pusat gravitasi. Semua benda yang berada di dalam medan gravitasi akan tertarik oleh gaya gravitasi tersebut.

Rumus kuat medan gravitasi
g = G m / r2
Sebuah benda yang berada di dekat permukaan bumi maka pada benda tersebut akan bekerja gaya tari. Gaya ini mempunyai arah dan besar di setiap titik dalam area tersebut. Arah gaya tersebut selalu menuju pusat bumi dan besarnya dapat dihitung dengan persamaan
F = m . g

Kuat medan gravitasi ditunjukkan dengan besarnya percepatan gravitasi. Makin besar percepatan gravitasi, makin besar pula kuat medan gravitasinya. Besarnya percepatan gravitasi akibat gaya gravitasi dapat dihitung dengan hukum II Newton dan hukum gravitasi Newton.
Advertisment
F=\frac{GM_{1}M}{r^{2}}
M_{1}a=\frac{GM_{1}M_{2}}{r^{2}}\Rightarrow a=\frac{GM_{1}}{r^{2}}
M1 menyatakan massa bumi selanjutnya di tulis M saja. Percepatan a sering dinamakan percepatan akibat gravitasi bumi dan diberi simbol g.
g=\frac{GM}{r^{2}}
Keterangan:
g : percepatan gravitasi (m/s2 atau N/kg)
G : tetapan umum gravitasi (N m2/kg2)
M : massa bumi (kg)
r : jari-jari bumi (m)
Untuk benda yang terletak dekat permukaan bumi maka r R (jari-jari benda dapat dianggap sama dengan jari-jari bumi), maka persamaannya menjadi menjadi :
g=\frac{GM}{R^{2}}=g_{0}

 

Yang Mempengaruhi Kuat Medan Gravitasi

Tetapan g0 disebut percepatan akibat gravitasi bumi di permukaan bumi. Percepatan akibat gravitasi tidak tergantung pada bentuk, ukuran, sifat, dan massa benda yang ditarik, tetapi percepatan ini dipengaruhi oleh ketinggian kedalaman dan letak lintang.

Ketinggian

Percepatan akibat gravitasi bumi pada ketinggian h dari permukaan bumi dapat dihitung melalui persamaan berikut.
g=\frac{GM}{(R+h)^{2}}

Hubungan g dengan Ketinggian (h)

Kuat Medan Gravitasi

Kedalaman

Percepatan akibat gravitasi bumi pada kedalaman d, dapat dianggap berasal dari tarikan bagian bumi berupa bola yang berjarijari (R – d).
Percepatan gravitasi pada kedalaman tertentuPercepatan gravitasi pada kedalaman tertentu
Jika massa jenis rata-rata bumi ρ, maka massa bola dapat di tentukan dengan persamaan berikut.
M=\frac{4}{3}\pi (R-d)^{3}\rho
Berdasarkan persamaan di atas, diperoleh percepatan gravitasi bumi pada kedalaman d adalah sebagai berikut.
g=\frac{Gm}{(R-d)^{2}}=\frac{\frac{4}{3}\pi (R-d)^{3}\rho }{(R-d)^{2}}
g=G\frac{4}{3}\pi (R-d)^{3}\rho

Letak Lintang

kita ketahui bahwa jari-jari bumi tidak rata. Makin ke arah kutub, makin kecil. Hal ini menyebabkan percepatan gravitasi bumi ke arah kutub makin besar. Percepatan gravitasi bumi terkecil berada di ekuator.
Pengaruh susut lintang terhadap gravitasiPengaruh susut lintang terhadap gravitasi
Gambar diatas melukiskan kurva g sebagai fungsi sudut lintang.

 

Percepatan gravitasi di berbagai tempat

Percepatan gravitasi di berbagai tempatPercepatan gravitasi di berbagai tempat
Seperti halnya dengan gaya gravitasi, percepatan merupakan besaran vektor. Misalnya percepatan gravitasi pada suatu titik A yang diakibatkan oleh dua benda bermassa m1 dan m2 harus ditentukan dengan cara menjumlahkan vektor-vektor percepatan gravitasinya.
Percepatan gravitasi yang diakibatkan oleh dua benda.Percepatan gravitasi yang diakibatkan oleh dua benda
Percepatan gravitasi di titik A yang disebabkan oleh benda bermassa m1 dan m2 sebagai berikut.
g_{1}=\frac{Gm_{1}}{r_{1}^{2}}\text{ dan }g_{2}=\frac{Gm_{2}}{r_{2}^{2}}
Besar percepatan gravitasi di titik A dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut.
g=\sqrt{g_{1}^{2}+g_{2}^{2}+2g_{1}g_{2}\textit{ cos }\theta }
dengan merupakan sudut antara g1 dan g2.


Berdasakan hukum gravitasi Newton maka setiap tempat dibumi kan mendapat pengaruh dari gaya gravitasi bumi yang menyebabkan setiap benda akan tertarik menuji pusat bumi. Dengan asumsi bumi itu bulat maka dapat disimpulkan arah medan gravitasi bumi aka membentuk garis lurus dan selalu menuju ke pusat bumi, kuat medan gravitasi bumi di setiap titik dipermukaan bumi besarnya sama. Namun, pada kenyataannya bumi tidak bulat tetapi pepat pada kedua kutub dan menggembung pada khatulistiwa sehingga kuat medan gravitasi bumi di khatulistiwa berbeda dengan kuat medan gravitasi bumi dikutub. Kuat medan gravitasi bumi di khatlistiwa lebih kecil daripada kuat medan gravitasi bumi di kutub. Seperti yang sudah kita ketahui bumi mengandung banyak mineral dan bahan tambang. Kuat medan gravitasi bumi disekitar tempat yang mengandung bahan tambang lebih besar dibandingkan dengan kuat medan gravitasi bumi di daerah yang tidak mengandung bahan tambang. Pegnungan juga mempengaryhu kuat medan gravitasi bumi. Benda yang berada dekat di kaki gunung akan tertarik ke arah pusat gunung dan pusat bumi. Kedua tarikan tersebut akan menghasilkan kuat medan gravitasi yang berbeda arah. Akibatnya kuat medan gravitasi bumi tidak tepat mengarah pada pusat bumi tetapi sedikit berbelok menuju pusat gunung.

Demikianlah sekilah tentang gaya gravitasi Newton dan kuat medan gravitasi. Semoga bermanfaat.

0 Response to "Penjelasan Hukum Gravitasi Newton dan Kuat Medan Gravitasi"

Post a comment

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel