KELOMPOK 10

- Dea Paramitha- Sefta Nugraha P.- Rosalena A.- Irma Pratiwi

FISIKAKELAS XI-2

A. Hukum Newton Tentang Gravitasi

Benda-benda di sekitar kita selalu jatuh menuju pusat bumi disebabkan adanya gaya gravitasi bumi.

1. Gaya Gravitasi

Setelah membuat penalaran mengenai hubungan antara besar gaya gravitasi dengan massa dan jarak, Newton membuat penalaran baru berkaitan dengan gerakan planet yang selalu berada pada orbitnya ketika mengitari matahari.Newton menyatakan bahwa jika planet-planet selalu berada pada orbitnya, maka pasti ada gaya gravitasi yang bekerja antara matahari dan planet serta gaya gravitasi antara planet, sehingga benda langit tersebut tetap berada pada orbitnya masing-masing. Luar biasa pemikira Newton ini. Tidak puas dengan penalarannya di atas, ia menyatakan bahwa jika gaya gravitasi bekerja antara bumi dan benda-benda di permukaan bumi, serta antara matahari dan planet-planet maka mengapa gaya gravitasi tidak bekerja pada semua benda ?

Akhirnya, setelah bertele-tele dan terseok-seok, kita tiba pada inti pembahasan panjang lebar ini. Newton pun mencetuskan Hukum Gravitasi Universal dan mengumumkannya pada tahun 1687, hukum yang sangat terkenal dan berlaku baik di indonesia, amerika atau afrika bahkan di seluruh penjuru alam semesta. Hukum gravitasi Universal itu berbunyi demikian :

Semua benda di alam semesta menarik semua benda lain dengan gaya sebanding dengan hasil kali massa benda-benda tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda-benda tersebut.

Secara matematis, besar gaya gravitasi antara partikel dapat ditulis sbb :

Fg adalah besar gaya gravitasi pada salah satu partikel, m1 dan m2 adalah massa kedua partikel, r adalah jarak antara kedua partikel.

G adalah konstanta universal yang diperoleh dari hasil pengukuran secara eksperimen. 100 tahun setelah eyang Newton mencetuskan hukum Gravitasi Universal, pada tahun 1978, Henry Cavendish berhasil mengukur gaya yang sangat kecil antara dua benda, mirip seperti dua bola. Melalui pengukuran tersebut, Henry membuktikan dengan sangat tepat persamaan Hukum Gravitasi Universal di atas. Perbaikan penting dibuat oleh Poyting dan Boys pada abad kesembilan belas. Nilai G yang diakui sekarang = 6,67 x 10-11 Nm2/kg2

Besarnya gaya gravitasi, secara matematis dituliskan:

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)

2. Medan Gravitasi

Gaya gravitasi bukanlah gaya kontak, melainkan bekerja melalui suatu jarak dalam ruang. Gaya gravitasi pada suatu benda disebuah titik dalam ruang dijelaskan dengan sifat ruang itu sendiri.

Medan gravitasi didefinisikan sebagai ruang disekitar suatu benda bermassa diman benda bermassa lainnya dalam ruang itu akan mengalami gaya gravitasi.Dengan demikian massa dapat kita anggap sebagai sumber medan gravitasi.

Medan gravitasi termasuk medan vektor, yaitu medan yang setiap titiknya memiliki besar dan arah. Hal ini divisualisasikan sebagai anak panah. Cara lain memvisualisasikan yaitu dengan diagram garis-garis medan (garis-garis gaya). Garis-garis medan adalah garis-garis bersambungan (kontinu) yang selalu berarah menuju ke massa sumber medan gravitasi.

Kuat medan gravitasiKuat medan gravitasi pada titik apa saja dalam ruang didefinisikan sebagai gaya gravitasi per satuan massa pada suatu massa uji m.

Misalnya kita mengukur gaya gravitasi yang dikerjakan suatu benda bermassa diam M pada benda bermassa uji m yang seolah-olah bergerak keberbagai titik dalam medan gravitasi

Maka kuat medan gravitasioleh sumber M pada berbagai titik dalam medan

Mengapa benda sedikit beda diberbagai tempat dipermukaan bumiKita tahu bahwa berat adalah gaya gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda. Masaa m adalah besaran yang tetap dimana saja, faktor g lah yang berbeda-beda disetiap tempat sehingga menyebabkan benda sedikit berbeda diberbagai tempat di muka bumi.

Bagaimana percepatan gravitasi pada ketinggian tertentu dipermukaan

bumi?Percepatan Perbandingan Gravitasi Dua Buah Planet

Perbandingan percepatan gravitasi antara sebuah planet (gp) dengan perceptan gravitasi bumi (gb) yaitu:

Kelajuan Benda untuk Mengorbit PlanetKelajuan benda yang diperlukan untuk mengorbit bumi.

Gaya gravitasi inilah yang berperan sebagai gaya sentripetal

Sehingga satelit dapat mengorbit Bumi, Jadi,

Percepatan gravitasi tempat-tempat dekat permukaan planet dinyatakan sebagai

sehingga

3. Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pengaruh tempatnya (kedudukannya). Energi potensial ini juga disebut energi diam, karena benda yang diam pun dapat memiliki energi potensial.

Sebuah benda bermassa m digantung seperti di bawah ini.

Energi Potensial Gravitasi

Jika tiba-tiba tali penggantungnya putus, benda akan jatuh, sehingga dapat dikatakan benda melakukan usaha, karena adanya gaya berat (w) yang bekerja sejauh jarak tertentu, misalnya h. Besarnya energi potensial benda sama dengan usaha yang sanggup dilakukan gaya beratnya selama jatuh menempuh jarak h.

Ep = w.h = m.g.h

Dengan: Ep = Energi potensial (joule) w = berat benda (N) m = massa benda (kg) g = percepatan gravitasi (m/s^2) h = tinggi benda (m)

Energi potensial gravitasi tergantung dari : percepatan gravitasi bumi dan kedudukan benda , massa benda.