Gaya Gravitasi: Pengertian, Rumus dan Contoh Soal

Posted on

Pengertian gaya gravitasi serta dilengkapi dengan rumus hingga contoh soal akan kami uraikan secara sederhana agar bisa dengan mudah Anda pahami. Untuk pembahasan lebih lanjut, silahkan simak penjelasannya di bawah ini.

gaya gravitasi

Dalam alam semesta ada empat gaya yang paling fundamental. Salah satu dari empat gaya tersebut adalah gaya gravitasi. Gaya gravitasi disebut sebagai salah satu gaya yang paling fundamental karena persamaan dari gaya gravitasi sudah tidak bisa diturunkan lagi menjadi bentuk yang lebih sederhana.

Pengertian

Secara umum gaya fundamental ialah interaksi antara materi yang tidak bisa kita turunkan lagi menjadi sesuatu yang lebih mendasar lagi. Gaya gravitasi dapat timbuh karena massa suatu benda yang selalu menarik objek lain yang juga mempunyai massa.

Nilai atau besar gaya gravitasi ini berbanding lurus dengan massa kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda tersebut.

Sebenarnya kita bisa mempersingkat kalimat definisi dari gaya gravitasi dengan menggunakan persamaan matematis yang akan kita bahas nanti. Gaya gravitasii ini mempunyai sifat universal yang berarti berlaku dan dapat mengenai benda apapun yang ada di alam semesta kita.

Pengertian Gaya Graviitasi secara umum ialah gaya tarik menarik yg terjadi antara semua pertikel yg mempunyai Massa di Alam Semesta dan Planet Bumi mempunyai Massa sangat besar yg menghasilkan Gaya Gravitasi yg sangat besar juga untuk menarik benda – benda yang ada di Sekitarnya seperti Makhluk Hidup dan benda – benda yg ada di Bumi bahkan Meteor.

Gaya Gravitasi ini dapat kalian buktikan sendiri secara sangat sederhana dengan menjatuhkan benda apa pun dari atas pasti benda tersebut akan jatuh ke bawah atau disaat malam hari pasti kalian pernah melihat meteor jatuh.

Relativitas Umum

Gravitasi dalam konsep klasik menggambarkan bahwa gaya gravitasi adalah sifat yang muncul pada setiap objek yang mempunyai massa dan saling tarik menarik. Berbeda dengan gaya gravitasi pada konsep relativutas umum dimana gaya gravitasi menjadi bagian dari ruang dan waktu.

Maksudnya ruang dan waktu adalah kesatuan ruang tiga dimensi dengan waktu. Analogi sederhana dalam relativitas umum adalah sebagai berikut.

Sebuah bola yang diletakan di permukaan lentur. Permukaan lentur ini bisa kita anggap sebagai ruang dua dimensi dengan demikian kita hanya bisa berderak sepanjang dua dimensi tersebut. Dengan menggunakan permukaan yang lentur maka suatu benda tersebut dapat bergerak tiga dimensi yang berhubungan dengan waktu.

Mengapa bisa demikian?

Benda yang digerakkan pada permukaan lentur akan bergerak pad bidang datar (dua dimensi) namun benda tersebut mempunyai massa yang mengakibatkan benda lentur tersebut bergerak kebawah yang berarti benda tersebut bergerak tiga dimensi yang mana benda bergerak pada waktu tertentu.

Pada contoh sederhana ini sudah dijelaskan bahwa relativitas umum ini adalah hubungan gerak tiga dimensi berhubungan dengan waktu. Ilmuan yang menggagas teori ini ialah Albert Einnstein.

Setelah memahami definisi dan ilustrasi dari gaya gravitasi, mari kita mulai belajar menyelesaikan masalah masalah gaya gravitasi dengan berbagai rumus gaya gravitasi dibawah ini.

Rumus

F = -G m1m2/r2

Dimana:

  • m& m2 = massa kedua benda (kg)
  • r = jarak kedua benda (m)
  • G = konstanta gravitasi (6.67 10-11 m3/kgs2)
  • F = gaya gravitasi (N)

Medan Gravitasi atau Percepatan Gravitasi

g = G M/R2

g’ = G M/(R-h)2

M’ = MV’/V

M’ = M (R-h)3/R3

g’ = g (R-h)/R

Dimana:

  • g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
  • g’ = percepatan gravitasi planet (m/s2)
  • R = jarak kedua benda (m)
  • h = ketinggian benda (m)
  • G = konstanta gravitasi (6.67 10-11 m3/kgs2)
  • M = massa planet bumi (kg)
  • M’ = massa planet (kg)

Contoh Soal

Soal 1

Perbandingan massa planet P dan Q adalah 2:3 sedangkan perbandingan jari-jari planet P dan Q adalah 1:4. Jika berat benda di planet P adalah w, maka berat benda tersebut di planet B adalah….

Jawab:

Diketahui:

mP = 2

mQ = 3

RP = 1

RQ =4

M = m

WP = m

Penyelesaian:

w = GMm/r2

wA = G mA m/rA2

wA = 2Gm/12

m =w/2G

wB = G mB m/rB2

wB = G3m/42

wB = 3Gm/16

wB = (3G/16) (w/2G)

wB = 3w/32

Jadi berat benda B pada jarak R adalah 3w/32

Soal 2

Bumi mengalami percepatan gravitasi sebesar 9,8 m/s2. Berapa nilai percepatan gravitasi pada ketinggian R dari permukaan bumi? (R = jari-jari bumi)…

Jawab:

Diketahui:

h = R

g = 9.8 m/s2

Penyelesaian:

g’ = G M/(R+h)2

g’ = G M/(2R) 2

g’ = g/4

g’ = 2.45 m/s2

jadi besar percepatan gravitasi benda pada ketinggian R adalah 2.45 m/s2