Tuesday, 19 January 2016

Materi Hukum Newton Tentang Gravitasi


Perumusan Hukum Gravitasi Newton
dengan menyatakan hukum tentang gravitasi. Dia mengamati bahwa suatu benda yang dilepaskan dari ketinggian tertentu di atas permukaan bumi selalu akan jatuh bebas ke permukaan Bumi (tanah). Hal ini tentu saja disebabkan pada benda itu bekerja sebuah gaya tarik, yang disebutnya gaya gravitasi. Jika pada suatu benda bekerja suatu gaya, maka gaya itu pasti disebabkan oleh benda lainnya (Hukum III Newton). Oleh karena itu setiap benda yang dilepas selalu jatuh bebas ke permukaan Bumi, maka Newton menyimpulkan bahwa pusat Bumilah yang mengerjakan gaya pada benda itu, yang arahnya selalu menuju ke pusat Bumi.

  1. benda dianggap berbentuk bola seragam atau berupa partikel (titik materi) sehingga r adalah jarak pisah antara kedua pusat benda
  2. garis kerja gaya gravitasi terletak pada garis hubung yang menghubungkan pusat benda m1 dan pusat benda m2
  3. F12 adalah gaya gravitasi pada benda 1 yang dikerjakan oleh benda 2 (disebut aksi); F21 adalah gaya gravitasi pada benda 2 yang dikerjakan oleh benda 1 (disebut rekasi). Jadi F12 dan F21 adalah dua gaya yang bekerja pada benda yang berbeda, sama besar, dan berlawanan arah (termasuk pasangan aksi-reaksi).
  1. Menentukan tetapan gravitasi G

  1. Resultan Gaya Gravitasi pada suatu benda











x



d - x


  1. Medan Gravitasi












Jika kita ukur ternyata berat suatu benda sedikit berbeda di berbagai tempat di permukaan Bumi. Sebagai contoh, di kutub utara sebuah benda bermassa 1 kg memiliki berat 9,83 N, tetapi di khatulistiwa hanya 9,78 N. Dengan demikian, berat benda berubah 0,5 persen ketika berpindah dari kutub ke khatulistiwa. Telah anda ketahui bahwa berat benda adalah gaya gravitasi Bumi yang bekerja pada suatu benda, yang dinyatakan oleh w = mg. Massa m adalah besaran yang tetap dimana saja. Karena berat benda berbeda sedikit, maka pasti faktor g yang berubah sedikit di berbagai tempat di permukaan bumi. Pengukuran-pengukuran yang teliti menunjukkan bahwa Bumi tidak tepat benar berbentuk bola, tetapi agak pepat pada kedua kutubnya dan agak mengembang di sekitar khatulistiwa. Itulah sebabnya garis tengah khatulistiwa lebih besar daripada garis tengah kutub. Garis tengah khatulistiwa 12.757 km, sedang garis tengah kutub 12.714 km. Oleh karena Bumi tidak tepat berbentuk bola, atau dengan kata lain jari jari permukaan Bumi (r) sedikit berbeda dari suatu tempat ke tempat lain, maka besar percepatan gravitasi yang tergantung pada jari-jari r juga akan berbeda sedikit. Inilah yang menyebabkan perbedaan percepatan gravitasi di berbagai tempat pada permukaan Bumi. Jari-jari permukaan Bumi di kutub (r) adalah yang terkecil, dan karena percepatan gravitasi g sebanding dengan 1/r2, maka kutub akan memiliki percepatan gravitasi terbesar. Sebaliknya, karena jari-jari permukaan Bumi di khatulistiwa adalah yang terbesar, maka khatulistiwa akan memiliki percepatan gravitasi terkecil.


rA=R

h

B

A







rB = (R+h)






















Planet



Bumi


  1. Kelajuan Benda untuk Mengorbit Bumi








  1. satelit akan berputar searah dengan putaran Bumi
  2. periode rotasi satelit sama dengan periode rotasi Bumi
  3. satelit akan bergerak secara langsung di atas ekuator Bumi
  4. Pusat dari orbit geostationer ada di pusat Bumi.

  1. Hukum-Hukum Kepler

  1. Kesesuaian Hukum-hukum Kepler dengan Hukum Gravitasi Newton




  1. Soal-Soal Latihan

  1. Berapakah besar gaya gravitasi antara Rio (m = 50 kg) dan Tia (m = 40 kg) yang terpisah sejauh 1 m ? (G = 6,67 x 10-11 m2/kg2)
  1. Dua benda P dan Q masing-masing bermassa 25 kg dan 4 kg, jika keduanya berjarak 7 m, maka dimanakah letak titik R agar kuat medanya nol?
  1. Percepatan gravitasi rata-rata di permukaan bumi adalah a. Untuk tempat di ketinggian R (R = jari-jari bumi) dari permukaan bumi, berapakah percepatan gravitasinya?
  1. Sebuah tempat di permukaan bumi mempunyai kuat medan gravitasi 9,9 N/kg, Berapakah kuat medan gravitasi di suatu tempat sejauh 2 R di atas permukaan bumi?
  1. Jika periode revolusi bumi terhadap matahari 1 tahun. Perbandingan jarak planet x ke matahari dan jarak bumi ke matahari 4 : 1, hitunglah periode planet x mengelilingi matahari?

    Reaksi: