Hukum Gravitasi NewtonHukum Gravitasi Umum NewtonKita sudah tahu bahwa hukum Newton dibedakan menjadi 3 jenis, yaituhokum Newton I, II, dan III. Untuk Hukum Newton I digunakan untuk kasus bendadiam atau bergerak lurus beraturan (_Fx = 0 atau _Fy = 0), Hukum Newton IIdigunakan untuk kasus benda bergerak dengan percepatan tetap (_Fx = m.ax atau_Fy = m.ay), Hukum III Newton ( Faksi = - Freaksi). Disamping menemukan ketigahokum tentang gerak, Newton juga menyelidiki gerakan benda-benda angkasa, yaituplanet dan bulan. Ia mengetahui dari hokum pertamanya bahwa harus ada gaya yangbekerja pada bulan, sehingga bulan tetap pada orbit lingkarannya mengitari bumi.Jika gaya ini tidak ada, maka tentulah bulan akan bergerak dalam lintasan garislurus.Pada saat ini juga, Newton berpikir tentang persoalan gaya tarik yangtampaknya tidak berhubungan dengan gaya yang bekerja pada bulan. Dia mengamatibahwa suatu benda yang dilepaskan dari ketinggian tertentu di atas permukaan bumiselalu akan jatuh bebas ke permukaan bumi (tanah). Hal ini tentu saja disebabkanpada benda itu bekerja sebuah gaya tarik, yang disebut gaya gravitasi . Jika padasuatu benda bekerja gaya, maka tentu saja gaya itu disebabkan oleh benda lainnya(Hukum III Newton). Oleh karena setiap benda yang dilepas selalu jatuh bebas kepermukaan bumi, maka Newton menyimpulkan bahwa pusat bumi-lah yangmengerjakan gaya pada benda itu, yang arahnya selalu menuju ke pusat bumi.Menurut cerita ,ketika Newton sedang duduk santai di taman rumahnya danmemperhatikan sebuah apel yang jatuh dari pucuk pohon. Tiba-tiba saja timbulinspirasinya bahwa jika gaya gravitasi bumi bekerja pada pucuk pohon, dan bahkan

pada puncak gunung, maka gaya gravitasi bumi tentu saja dapat bekerja pada bulan.Berdasarkan ide gravitasi bumi inilah newton dengan bantuan dan dorongansahabatnya Robert Hooke, menyusun hukum gravitasi umumnya yang sangatterkenal.Dalam pekerjaannya, Newton membandingkan antara besar gaya gravitasibumi yang menarik bulan dan menarik benda-benda pada permukaan bumi.Percepatan gravitasi yang dialami setiap benda di permukaan bumi adalah 9,8 m/s2.Jarak bulan dari pusat bumi atau jari-jari orbit bulan = 3,84×108 m, danjarak permukaan bumi dari pusat bumi atau jari-jari bunmi = 6,4×106

m. Ini berartijarak bulan dari pusat bumi adalah 60 × jarak permukaan bumi dari pusat bumi.Akhirnya Newton menyimpulkan bahwa besar gaya gravitasi bumi pada suatu bendaF, berkurang dengan kuadrat jaraknya, r, dari pusat bumi.Newton menyadari bahwa gaya gravitasi tidak hanya bergantung pada jarak,tetapi juga bergantung pada massa benda. Hokum III Newton menyatakan bahwaketika bumi mengerjakan gaya gravitasi pada suatu benda (missal bulan), makabenda itu akan mengerjakan gaya pada bumi yang besarnya sama tetapi arahnyaberlawanan.Newton terus berlanjut dalam menganalisis gravitasi. Dia meneliti data-datayang telah dikumpulkan tentang orbit planet-planet mengitari matahari. Darikumpulan data ini dia mendapatkan bahwa gaya gravitasi yang dikerjakan mataharipada planet yang menjaga planet tetap pada orbitnya mengitari matahari ternyatajuga berkurang secara kuadrat terbalik terhadap jarak planet-planet itu darimatahari. Oleh karena kesebandingan kuadrat terbalik ini, maka Newtonmenyimpulkan bahwa gaya gravitasi matahari pada planetlah yang menjaga planetplanettersebut tetap pada orbitnya mengitari matahari. Selanjutnya Newtonmengajukan hukum gravitasi umum Newton, yan berbunyi :

Gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yangbesarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda danberbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.Besarnya gaya gravitasi dapat ditulis dengan persamaan matematis :F12 = F21 = F = G m1 m2/r2

Dengan :F12 = F21 = F = besar gaya tarik-menarik antara kedua benda (N)G = tetapan umum gravitasim1 = massa benda 1 (kg)m2 = massa benda 2 (kg)r = jarak antara kedua benda (m

Mengenal Pengaruh GravitasiNormalnya manusia terkena satu kali gravitasi bumi yang besarnya 9,8 meter/detik2. Apa jadinya bila ia terkena hingga sembilan kali gravitasi. Human Centrifuge Lakespra mensimulasikannya.

Masih ingat ketika beberapa awak Angkasa ikut dalam penerbangan pesawat tempur Hawk Mk-53, Hawk 109, OV-10 Bronco, A-4 Skyhawk, hingga beberapa tipe helikopter dan pesawat terbang lain? Di sana manusia bertemu dengan perubahan gaya gravitasi (g) yang bervariasi besarnya. Dalam penerbangan seperti itu, efek samping paling ringan adalah rasa mual dan sedikit pening. Beberapa awak Angkasa umumnya mampu bertahan hingga 3-5 gravitasi hingga beberapa detik saat dikocok para penerbang tempur pembawanya. Bagi seorang penumpang, efek samping yang cukup ringan itu tidaklah terlalu berbahaya karena ia hanya sebagai penumpang. Lain cerita bagi penerbang, lebih spesifik penerbang tempur. Kasarnya, tugas penerbang

adalah menerbangkan pesawat sebaik-baiknya dan selamat kembali ke bumi. Apalah jadinya bila penerbang terkena efek samping gravitasi yang lebih besar, tak sekadar mual atau puyeng tetapi hingga memasuki tunnel vision, gray out, black out, hingga g loc (loss of consciousness) alias kehilangan kesadaran. Kecelakaan fatal, itu kira-kira jawabannya.

HUMAN CENTRIFUGE - Alat baru milik Lakespra Saryanto./Foto:

Angkasa/Rasantika M. Seta

Menghindari penerbang lupa akan tanda-tanda efek samping gravitasi atas tubuhnya itu, seorang penerbang (terutama penerbang tempur) memiliki jadwal tetap berlatih menghadapi gaya gravitasi menggunakan human centrifuge sebuah alat yang mampu mensimulasikan gaya gravitasi Bumi. Prinsip kerjanya, penerbang ditempatkan dalam sebuah gondola yang diputar secara horisontal. Perputaran itu akan menghasilkan gaya sentrifugal. Gondola ini bisa mengikuti gaya resultante yang terjadi yakni antara gaya sentripetal dan gaya gravitasi. Jadi penerbang yang duduk di dalam gondola yang tadi duduk tegak lurus bumi, akan mengikuti gaya resultante. Posisinya akan miring dengan posisi kepala mendekati titik pusat putaran. Akibatnya penerbang itu akan tetap mengalam gaya gravitasi positif yang besarnya tergantung kecepatan putaran.

"Human centrifuge bisa mensimulasikan gaya gravitasi. Saat sebuah pesawat terbang melakukan tight manuver, pesawat akan menghasilkan gaya g yang besar sebagai akibat dari perubahan persepatan. Gaya g ke kaki (Gz) menyebabkan darah turun ke kaki dengan cepat, sehingga darah di kepala (mata dan otak) akan berkurang. Akibatnya fungsi mata dan otak terganggu. Kalau gayanya besar akan terjadi g-loc," kata Letkol Kes. Dr. Herman Muljadi MS Kepala Laboratorium Aerofisiolofi Lembaga Kesehatan Penerbangan dan Antariksa (Lakespra) Dr. Saryanto. "Lewat human centrifuge kita bisa mengetahui kapan seorang penerbang mulai terkena pengaruh negatif gaya gravitasi."

Guna mengantisipasinya, TNI Angkatan Udara juga selalu me

ayo.... belajar !!

   

Medan Gravitasi Fisika Kelas 2 > Medan Gravitasi Dan Medan Listrik

298

< Sebelum Sesudah >

Setiap benda yang bermassa selalu memiliki medan gravitasi di sekelilingnya. Akibatnya due buah benda yang masing-masing memiliki medan gravitasi akan mengalami gaya tarik menarik satu sama lain.

Besarnya GAYA TARIK MENARIK ini oleh Newton dirumuskan sebagai :

F1 = F2 = G Mm/R²

G = tetapan gravitasi= 6,67.10E-11 Nm²/kg²

R = jarak antara pusat bendaM,m = massa kedua benda

KUAT MEDAN GRAVITASI (g) adalah gaya gravitasi per satuan massa.

g = F/m = G M/R²

Kuat medan gravitasi selalu diukur dari pusat massa benda ke suatu titik yang ditinjau.

ENERGI POTENSIAL GRAVITASI (Ep) dinyatakan sebagai :R2

EP = Fdr = -G Mm/R R1

POTENSIAL GRAVITASI (V) dinyatakan sebagai :

V = Ep/m = -G M/R

Catatan:

- Kuat medan gravitasi g (N/kg) merupakan besaran vektor.- Energi potensial gravitasi Ep (joule) dan potensial gravitasi V   merupakan besaran skalar.

Contoh 1 :Sebuah satelit mengorbit pada ketinggian h dari permukaan bumi yang berjari-jari R dengan kecepatan v. Bila percepatan gravitasi di bumi g, make tentukan besar percepatan gravitasi pada ketinggian h !

Percepatan gravitasi pada permukaan bumi : g = G M/R²

Pada ketinggian h dari permukaan bumi : g' = G       M         =     g R²   (R+h)²    (R+h)²

Contoh 2 :Sebuah bola dengan massa 40 kg ditarik oleh bola kedua dengan massa 80 kg.Jika pusat-pusatnya berjarak 30 cm dan gaya yang bekerja sama dengan berat benda bermassa 0,25 mgram, hitung tetapan gravitasi G !

F = G   m 1     m 2             R2

G =   F. R2         m1  m2

   = 900. 9,8. 10E-10            4. 3200   = ¼ × 10E-6 (30 × 10E-2)² × 9,8                        40. 80

   = 6,98.10E-11 Nm²/kg² (SI)

Contoh 3 :Dengan kecepatan berapakah sebuah satelit yang berada pada ketinggian 2 R dari permukaan bumi harus mengorbit, supaya dapat mengimbangi gaya tarik bumi ?

Jawab :

Pada ketinggian 2 R dari permukaan bumi berarti r = 2R + R = 3R.

m v²/r = mg ....................... (1)

g = G   M   ......................... (2)        (3R)²

Dengan memasukkan persamaan (2) ke (1) diperoleh:

V² = G     M   V² = GM , maka V = GM/3R) 3R          (3R)²        3R                    (3R)²

BULANDitulis oleh AdministratorSenin, 10 Maret 2008Bulan adalah satelit alami Bumi yang berukuran seperempat ukuran Bumi dan beredar mengelilinginya setiap 27.3 hari,pada jarak rata-rata 384,400 kilometer di bawah tarikan gravitasi Bumi. Bulan tidak mempunyai sumber cahaya dancahaya bulan sebenarnya berasal dari pantulan cahaya Matahari. Dan cahaya ini tidak memantul dari bumi. Tetapikadang-kadang cahanya dari bumi juga. Jadi cahaya dari matahari langsung sampai ke bulan. Bulan mempunyaidiameter 3,476 kilometer dengan gaya gravitasi hanya 0.16 = (1/6) gaya gravitasi bumi. Terbentuknya Bulan dipercayaberasal daripada obyek sebesar Mars yang menghantam Bumi lalu pecah. Inti obyek tersebut menghantam bumi, tetapilapisan luar Bumi terpelanting dan terperangkap dalam orbit mengelilingi Bumi lalu membentuk Bulan. Massa jenis Bulan(3,4 g/cm2) adalah lebih ringan dibanding massa jenis Bumi (5,5 g/cm2), sedangkan [massa] Bulan hanya 0.012 massaBumi. Bulan yang ditarik oleh gaya gravitasi Bumi tidak jatuh ke Bumi disebabkan oleh gaya sentrifugal yang timbul dari

orbit Bulan mengelilingi bumi. Besarnya gaya sentrifugal Bulan adalah sedikit lebih besar dari gaya tarik menarik antaragravitasi Bumi dan Bulan. Hal ini menyebabkan Bulan semakin menjauh dari bumi. Kecepatan Bulan menjauh dari Bumisekitar 3,8cm/tahun dan akan semakin cepat dimasa yang akan datang sampai terlepas dari orbit Bumi.Bulan hanya bisa dilihat dari satu sisi permukaan jika diamati dari Bumi. Hal ini disebabkan oleh karena kala rotasi bulanadalah sama dengan kala revolusi(orbit) bulan mengelilingi bumi yaitu 27,32 hari. Di bulan tidak terdapat udara ataupunair, hanya banyak kawah yang terhasil di permukaan bulan disebabkan oleh hantaman komet. Ketiadaan udara dan airdi bulan menyebabkan hakisan tidak berlaku dan ada di antara kawah di bulan yang berusia berjuta tahun dahulu danmasih utuh. Di antara kawah terbesar di bulan adalah Clavius bergaris pusat 230 kilometer dan sedalam 3.6 kilometer.Ketidakadaan udara juga menyebabkan tidak ada bunyi dapat terdengar di Bulan. Bulan sebagai pertanda waktu Bulanpurnama adalah keadaan di mana Bulan nampak bulat sempurna dari Bumi. Pada saat itu, Bumi terletak hampir segarisdi antara Matahari dan Bulan, sehingga seluruh permukaan Bulan yang diterangi Matahari terlihat jelas dari arah Bumi.Kebalikannya adalah saat bulan mati, yaitu di mana Bulan terletak pada hampir segaris di antara Matahari dan Bumi,sehingga yang 'terlihat' dari Bumi adalah sisi belakang Bulan yang gelap, alias tidak nampak apa-apa. Di antara keduawaktu itu terdapat keadaan bulan separuh dan bulan sabit, yakni pada saat posisi Bulan terhadap

Bumi membentuksudut tertentu terhadap garis Bumi - Matahari. Pada saat itu, hanya sebagian permukaan Bulan yang disinari Matahariyang terlihat dari Bumi. Asal usul Asal - usul bulan tidak diketahui secara pasti, tetapi ilmuan menemukan bukti besarbahwa Bulan berasal dari tubrukan bumi dengan planet kecil yang bernama theira sekitar 3 milyar tahun yang lalu, dan

menghasilkan debu yang berjumlah sangat banyak dan mengorbit di sekeliling bumi dan akhirnya debu mengumpulmenjadi bulan. Pada awalnya jarak bulan pada pertama kali hanya sekitar 30.000 mil atau 15 kali lebih dekat dari jarakBulan dengan Bumi sekarang. Dari hasil penelitian Bulan menjauh sekitar 3,8 cm per tahunnya.www.dipa.biz

http://

Hidup Tanpa   Gravitasi?

Ditulis oleh agorsiloku di/pada Maret 11, 2007

Adakah kita bisa melayang bebas tanpa gaya gravitasi yang mengenai kita?. Asyik ya, seperti gambar astronout yang melayang-layang seperti gambar ini.

Berpikir seperti ini tidak ada kelirunya. Namun, yang sering kita memperkelirukan dalam persepsi kita bahwa ketiadaan gravitasi ini bisa terjadi. Di sini adalah tidak gaya berat di dalam ruang.

Istilah “gravitasi nol” adalah kekeliruan yang paling umum. Gaya berat di mana-mana, termasuk di ruang angkasa . Angkasawan lihat tanpa bobot sebab mereka berada freefall yang bergerak melawan efek gravitasi ke arah bumi, tinggal tinggi di awan (melayang) terjadi karena gerakan horisontal mereka. Efek gaya berat berkurang terhadap jarak, tetapi tidak pernah sungguh-sungguh pergi menjauh. Termasuk tentunya di ruang hampa udara. Di luar angkasa ada bermacam-macam atom di luar sana, sekalipun hanya kadang-kadang jauh terpisah dan gas tipis yang dapat menambah gaya berat secara keseluruhan.

Gaya gravitasi adalah tonggak-tonggak tak tampak yang berperan dalam membuat benda angkasa berada pada garis edarnya.