Perbandingan Besar Lengan Berkuasa Medan Gravitasi Di Dua Titik Berbeda

Kuat medan grav­i­tasi atau dipa­ha­mi selaku per­cepatan grav­i­tasi ialah suatu besaran yang meny­atakan kuat­nya pes­ona yang diberikan oleh suatu mas­sa yang besar laz­im­nya plan­et kepa­da mas­sa lain yang lebih kecil atau ben­da. Pada beber­a­pa pem­ba­hasan sebelum­nya telah diba­has bah­wa mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi di suatu titik berband­ing lurus den­gan mas­sa plan­et dan berband­ing ter­ba­lik den­gan kuadrat jarak antara ben­da dan plan­et yang diukur dari sen­tra mas­sa selaku sen­tra grav­i­tasi. Den­gan kata lain , makin besar mas­sa plan­et maka akan makin besar mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasinya. Seba­liknya , makin besar jarak antara ben­da dan plan­et maka akan makin kecil mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi yang diala­mi ben­da. Pada pelu­ang ini , Bahan men­car ilmu seko­lah akan mem­ba­has per­bandin­gan mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi di dua titik berbe­da.

Kuat Medan Gravitasi

Medan grav­i­tasi ialah tem­pat atau ruang di seke­lil­ing plan­et yang masih mem­bu­at gaya grav­i­tasi. Pada tem­pat terse­but , ben­da-ben­da lain masih men­ci­cipi mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi yang besarnya biasa dise­but selaku per­cepatan grav­i­tasi sehing­ga muncul gaya tarik menawan antara plan­et dan ben­da terse­but.

Bacaan Lain­nya

Kuat medan grav­i­tasi di suatu plan­et mem­pun­yai tugas yang pent­ing kepa­da keadaan ben­da di sek­i­tarnya. Di bumi , mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi dide­sain sedemikian rupa oleh sang pen­cip­ta sehing­ga memu­ngkinkan selu­ruh ben­da untuk bera­da pada posisi menyeru­pai yang kita lihat sela­ma ini.

Grav­i­tasi bumi menawan selu­ruh ben­da menu­ju sen­tra bumi sehing­ga semua ben­da mem­pun­yai berat dan sang­gup mengi­jak per­mukaan bumi tan­pa mesti ter­bang di udara. Semua ben­da yang dilem­par ke atas akan kem­bali jatuh bebas ke per­mukaan alasan­nya yakni imbas grav­i­tasi.

SUBTOPIK

  • Cara Menen­tukan Resul­tan Kuat Medan Grav­i­tasi yang Diala­mi Ben­da
  • Mem­band­ingkan Kuat Medan Grav­i­tasi di Du Titik Berbe­da
  • Cara Menen­tukan Letak Ben­da Agar Kuat Medan Grav­i­tasinya Nol

Air meneku­ni , buah jatuh dari pohon­nya , dan ger­ak ver­tikal ke atas yang melam­bat ialah beber­a­pa trage­di yang ber­jalan alasan­nya yakni adanya imbas grav­i­tasi bumi. Jika grav­i­tasi terse­but diti­adakan , maka kemu­ngk­i­nan besar selu­ruh ben­da akan ter­lem­par ke udara mening­galkan per­mukaan bumi.

Anda mungkin per­nah mem­ba­ca info atau menon­ton tele­visi wacana beber­a­pa tem­pat di bumi yang mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasinya lebih kecil dari mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi bumi di tem­pat lain­nya. Di tem­pat terse­but , berat ben­da akan men­ja­di lebih ringan sehing­ga insan akan merasa tubuh­nya men­ja­di lebih ringan dan sedik­it melayang.

Mes­ki ada beber­a­pa tem­pat yang berbin­cang perbe­daan terse­but , akan tetapi secara laz­im mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi yang dim­i­li­ki oleh suatu plan­et yakni sama di selu­ruh titik di per­mukaan­nya. Itu artinya , semua ben­da akan men­ci­cipi mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi yang sama.

Akan tetapi , alasan­nya yakni mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi berband­ing ter­ba­lik den­gan kuadrat jarak antara ben­da den­gan sen­tra plan­et , maka ket­ing­gian akan mem­pen­garuhi mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi yang diala­mi oleh suatu ben­da. Jika ket­ing­gian ben­da cukup besar maka akan mem­bu­at perbe­daan yang sig­nifikan den­gan per­mukaan.

Kare­na berband­ing ter­ba­lik den­gan jarak atau ket­ing­gian , makin ting­gi letak suatu ben­da di atas per­mukaan bumi maka akan makin kecil per­cepatan grav­i­tasi yang dialaminya. Itu artinya , mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi di per­mukaan bumi lebih besar diband­ing pada ket­ing­gian ter­ten­tu.

Percepatan Gravitasi di Permukaan

Jika suatu ben­da bera­da di per­mukaan plan­et , maka ben­da terse­but akan men­gala­mi per­cepatan grav­i­tasi yang nilainya berband­ing lurus den­gan mas­sa plan­et dan berband­ing ter­ba­lik den­gan kuadrat jari-jari plan­et. Secara matem­a­tis sang­gup diru­muskan selaku berikut:

g = G M
R2

Keteran­gan :
g = per­cepatan grav­i­tasi (m/s2)
G = teta­pan laz­im grav­i­tasi (6 ‚672 x 10-11 N m2/kg2)
M = mas­sa plan­et (kg)
R = jari-jari plan­et (m).

Kuat medan grav­i­tasi sebe­sar g terse­but berlaku untuk semua ben­da yang bera­da di per­mukaan plan­et. Semua ben­da akan men­ci­cipi per­cepatan grav­i­tasi yang seru­pa , yakni sebe­sar g.

Percepatan Gravitasi pada Ketinggian Tertentu

Jika suatu ben­da bera­da pada ket­ing­gian ter­ten­tu di atas per­mukaan plan­et (dan ket­ing­gian terse­but menim­nulkan perbe­daan yang sig­nifikan pada mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi) , maka ben­da akan men­gala­mi per­cepatan grav­i­tasi yang nilainya berband­ing lurus den­gan mas­sa plan­et dan berband­ing ter­ba­lik den­gan kuadrat jum­lah ket­ing­gian dan jari-jari plan­et.

g = G M
(R + h)2

Keteran­gan :
g = per­cepatan grav­i­tasi (m/s2)
G = teta­pan laz­im grav­i­tasi (6 ‚672 x 10-11 N m2/kg2)
M = mas­sa plan­et (kg)
R = jari-jari plan­et (m)
h = ketingian ben­da di atas per­mukaan bumi (m).

Poin pent­ing yang mesti kita ingat dalam mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi yakni jarak dan ket­ing­gian. Jarak antara ben­da dan plan­et diukur dari sen­tra mas­sa dan ket­ing­gian diukur dari per­mukaan. Jika pada soal dise­butkan ket­ing­gian ben­da diukur dari sen­tra mas­sa , maka tidak per­lu dita­m­bah jari-jari lagi.

Perbandingan Kuat Medan Gravitasi

Berbicara wacana mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi atau per­cepatan grav­i­tasi , maka salah satu ver­si soal yang ser­ing diba­has yakni per­bandin­gan mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi di dua titik yang berbe­da. Mod­el yang pal­ing laz­im yakni mem­band­ingkan per­cepatan grav­i­tasi bumi di per­mukaan dan pada ket­ing­gian ter­ten­tu.

Di atas kita telah mem­ba­has dua rumus untuk mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi di per­mukaan plan­et dan mem­pun­yai pen­garuh medan grav­it­si pada ket­ing­gian h di atas per­mukaan plan­et. Lalu bagaimana apa­bi­la mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi terse­but diband­ingkan?

Jika kita mem­band­ingkan mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi oleh suatu plan­et yang seru­pa mis­al­nya bumi pada dua tem­pat yang berlainan , maka ada dua besaran yang tetap , yakni besaran G dan besaran M. Itu artinya yang mem­be­dakan ked­u­anya hanyalah ket­ing­gian (h) saja.

Perbandingan mempunyai pengaruh  medan gravitasi di permukaan dan ketinggian tertentu

Mis­al kita ingin mem­band­ingkan mem­pun­yai pen­garuh medan grav­i­tasi di per­mukaan bumi den­gan mem­pun­yai pen­garuh grav­i­tasi pada ket­ing­gian h di atas per­mukaan bumi. Dalam hal ini kita mis­alkan per­mukaan bumi selaku keadaan per­ta­ma sedan­gkan pada ket­ing­gian ter­ten­tu kita mis­alkan keadaan ked­ua.

Kare­na G dan M tetap , maka berlaku per­bandin­gan:

g2 = R2
g1 (R + h)2

Keteran­gan :
g2 = per­cepatan grav­i­tasi ada ket­ing­gian ter­ten­tu (m/s2)
g1 = per­cepatan grav­i­tasi di per­mukaan bumi (m/s2)
R = jari-jari bumi (m)
h = ket­ing­gian di atas per­mukaan bumi (m).

Con­toh Soal :
Jika R yakni jar-jari bumi dan per­cepatan grav­i­tasi di per­mukaan bumi yakni g , maka ten­tukan­lah per­cepatan grav­i­tasi yang diala­mi oleh ben­da yang bera­da pada ket­ing­gian 2R di atas per­mukaan bumi.

Pem­ba­hasan :
Dik : r1 = R , h = 2R , g1 = g

Kuat medan grav­i­tasi ada ket­ing­gian h:

g2 = r12
g1 r22
g2 = R2
g1 (R + h)2
g2 = R2
g1 (R + 2R)2
g2 = R2
g1 (3R)2
g2 = R2
g1 9R2

⇒ g2 = 1/9 g1
⇒ g2 = 1/9 g

Jadi ‚per­cepatan grav­i­tasi yang diala­mi oleh ben­da yang bera­da pada ket­ing­gian 2R di atas per­mukaan bumi yakni 1/9 g.

Share ke Face­book »Share ke Twit­ter »
Cafeberita.com yakni blog wacana materi bela­jar. Gunakan Kolom Search atau pen­car­i­an untuk mener­i­ma materi men­car ilmu yang ingin dipela­jari.

Pos terkait