Fisika

Gravitasi Newton


Pendahuluan

Indikator

Gaya Gravitasi

Kuat Medan Gravitasi

Hukum Kepler

Latihan

Tes

Daftar Pustaka

Tim

Kurikulum 2013


Dilihat: 2332
Diunduh: 810

Kuat Medan Gravitasi


Pada materi 2 ini kamu akan mempelajari tentang Kuat Medan Gravitasi.
Medan gravitasi yaitu daerah yang masih di pengaruhi oleh gaya gravitasi. Gaya gravitasi yang bekerja pada benda dapat menimbulkan percepatan gravitasi, sehingga kuat medan gravitasi sering disebut dengan percepatan gravitasi. Kuat medan gravitasi adalah besarnya gaya gravitasi tiap satuan massa benda yang mengalami gaya gravitasi tersebut.

Perhatikan animasi berikut:

Kuat medan gravitasi di sebut juga sebagai Percepatan gravitasi, besarnya sebanding dengan massa benda dan berbanding terbaik dengan kuadrat jarak benda terhadap pusat gravitasi. Secara matematis dituliskan:

Rumus percepatan gravitasi

Keterangan:
F = gaya gravitasi (N)
G = tetapan umum gravitasi (6,67 . 10-9 Nm2 / kg2)
M = massa benda (kg)
r = jarak benda (m)

 

Resultan kuat medan gravitasi
Kuat medan gravitasi merupakan besaran vektor, sehingga bila suatu benda di pengaruhi oleh gaya gravitasi beberapa benda lain, maka besarnya kuat medan gravitasi yang dialami benda tersebut merupakan resultan vektor kuat medan gravitasi yang bekerja pada benda itu.

  • Kuat medan jika beberapa benda segaris
  • Gambar: 1

    Besarnya kuat medan gravitasi yang dialami benda B adalah:
    gB = gBC – gBA

    Rumus kuat medan beberapa benda segaris

    gB = kuat medan gravitasi yang dialami benda B
    gBA = kuat medan yang dialami benda B akibat pengaruh benda A
    gBC = kuat medan yang dialami benda B akibat pengaruh benda C

  • Kuat medan jika beberapa benda membentuk sudut
  • Gambar: 2

    Maka besar kuat medan gravitasi total yang dialami benda m1 sebesar:

    Rumus kuat medan beberapa benda membentuk sudut

    gR = kuat medan gravitasi yang dialami benda 1
    g12 = kuat medan yang dialami benda 1 akibat pengaruh benda 2.
    g13 = kuat medan yang dialami benda 1 akibat pengaruh benda 3.

  • Kuat medan gravitasi pada jarak h dari permukaan planet bumi
  • Gambar: 3

    R = jari-jari bumi (m)
    M = massa Bumi (kg)
    m = massa benda (kg)
    r = jarak benda dari pusat bumi (m)
    h = jarak bendadari permukaan Bumi (m)

    maka r = R + h, sehingga percepatan gravitasi yang dialami benda m yang terletak pada jarak r dari pusat bumi adalah:

    Semakin jauh jarak benda dari permukaan bumi, maka kuat medan yang dialami benda tersebut semakin kecil, sehingga berat benda juga mengecil.

  • Energi Potensial Gravitasi
  • Energi potensial gravitasi adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan suatu benda dari titik yang terletak di jauh tak terhingga ke suatu titik tertentu terhadap sumber medan gravitasi.
    Besarnya energi potensial dari sebuah benda bermassa m yang berjarak r dari bumi yang massanya M adalah:

    Dimana:
    EP = Energi potensial (Joule)
    G = konstanta umum gravitasi (Nm2/kg2)
    M = massa bumi (kg)
    m = massa benda (kg)
    r = jarak antara m dan M (m)

    Tanda negatif (-) menunjukan bahwa makin jauh dari suatu massa planet, energi potensialnya makin besar. Dengan kata lain untuk memindahkan benda bermassa m dari titik yang berjarak r dari bumi ke titik di jauh tak terhingga diperlukan energi.

    Contoh Soal:

    1. Pada titik sudut A dan titik sudut B dari sebuah segitiga sama sisi ABC disimpan benda bermassa m1 dan m2. Jika m1 = m2 dan kuat medan gravitasi di titik C oleh salah satu benda adalah g, tentukanlah kuat medan gravitasi di titik C yang disebabkan kedua benda tersebut.

      Klik untuk melihat pembahasan contoh soal 1

      Diketahui m1 = m2 dan ABC = segitiga sama sisi. Medan gravitasi dititik C merupakan resultan dari medan gravitasi yang diakibatkan oleh m1 dan m2, masing masing sebesar g.

    2.  

    3. Percepatan gravitasi pada suatu tempat di permukaan Bumi adalah 10 m/s2. Tentukanlah percepatan gravitasi di tempat yang memiliki ketinggian R dari permukaan Bumi (R adalah jari-jari bumi).

      Klik untuk melihat pembahasan contoh soal 2

      Diketahui: gA = 10 m/s2, dan h = R. Percepatan gravitasi pada ketinggian R di atas permukaan Bumi adalah: