Kita bahkan sudah mempelajari apa itu gaya gravitasi sejak bangku sekolah dasar dan memahami asal-usul penemu dari gaya gravitasi tersebut dan juga penerapan hukum gaya gravitasi dalam kehidupan sehari-hari seperti : fungsi dari gravitasi matahari yang mengakibatkan benda-benda langit berada pada orbit masing-masing dalam mengitari matahari, kita juga dapat menghitung massa bumi dengan menggunakan nilai konstanta gravitasi umum .
Nah dalam materi gaya gravitasi kali ini, kita akan meringkas beberapa poin penting tentang gaya gravitasi berupa :
- Definsi gaya gravitasi
- Penemu gaya gravitasi
- Rumus Gaya Gravitasi
- Rumus Kuat Medan Gravitasi
- Rumus Energi Potensial Gravitasi
- Rumus Potensial Gravitasi
- Rumus Kecepatan Orbit Benda Langit
- Hukum Kepler
Apa itu Gaya Gravitasi ?
Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta.Gravitasi matahari mengakibatkan benda-benda langit berada pada orbit masing-masing dalam mengitari matahari.Karena kita menempati bumi, maka yang sering dikemukan adalah tentang gaya gravitasi bumi.Gaya gravitasi bumi adalah gaya tarik yang sebabkan oleh bumi yang arahnya menuju pusat bumi. Jadi penyebab buah kelapa dan buah mangga jatuh dari pohonnya adalah karena gaya gravitasi bumi
Penemu Gaya Gravitasi
Isaac Newton dianggap sebagai penemu pertama kali gaya gravitasi. Isaac Newton merupakan seorang ahli fisika dan matematikawan asal Inggris bernama Isaac Newton (1642-1727) yang menemukan gaya gravitasi ketika dia memperhatikan peristiwa apel jatuh. Ketika itu dia berpikir ada suatu gaya belum diketahui yang menyebabkan benda yang awalnya diam menjadi bergerakRumus Gaya Gravitasi
Newton menyimpulkan, bahwa gaya gravitasi atau gaya tarik-menarik dapat berlaku secara universal dan sebanding oleh massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda, dan dirumuskan:
F = G
m1.m2
r2
Dimana
Dimana
- F adalah gaya tarik (N)
- m1 dan m2 adalah massa benda (kg)
- r adalah jarak antara pusat benda (m)
- G adalah konstanta gravitasi umum yang besarnya 6,67x10-11 Nm2/kg2
Rumus Percepatan Gravitasi atau Kuat Medan Gravitasi
Benda akan tertarik oleh gaya gravitasi benda lain atau planet jika benda tersebut berada dalam pengaruh medan gravitasi. Medan gravitasi ini akan menunjukkan besarnya percepatan gravitasi dari suatu benda di sekitar benda lain atau planet. Besar medan gravitasi atau percepatan gravitasi dapat dirumuskan sebagai berikut :
g = G
M
r2
Keterangan:
Keterangan:
- g : medan gravitasi atau percepatan gravitasi (m/s2)
- G : tetapan gravitasi (6,67x10-11 Nm2/kg2)
- M : massa dari suatu planet atau benda (kg)
- r : jarak suatu titik ke pusat planet atau pusat benda (m)
Besarnya kuat medan gravitasi (g) sebanding dengan massa bumi (M) dan berbanding terbalik dengan jarak benda(r) ke pusat bumi dapat dirumuskan:
g1
g2
=
M1
M2
.
r22
r12
Keterangan:
Keterangan:
- g : medan gravitasi atau percepatan gravitasi (m/s2)
- M : massa dari suatu planet atau benda (kg)
- r : jarak suatu titik ke pusat planet atau pusat benda (m)
Rumus Energi Potensial Gravitasi
Energi Potensial Gravitasi (EP) merupakan usaha yang diperlukan untuk memindahkan suatu benda dari titik jauh tak terhingga ke suatu titik, dapat dirumusukan sebagai berikut:
EP = -G
M . m
R
Dimana
Dimana
- EP adalah energi potensial gravitasi (J)
- m adalah massa benda pertama (kg)
- M adalah massa benda keuda, sering dianggap sebagai massa dari suatu planet atau bumi (kg)
- r adalah jarak antara pusat benda (m)
- G adalah konstanta gravitasi umum yang besarnya 6,67x10-11 Nm2/kg2
Rumus Potensial Gravitasi
Potensial Gravitasi adalah energi potensial gravitasi tiap satuan massa benda yang dipindahkan dapat dirumuskan:
V =
EP
m
V = G M r
Keterangan
V = G M r
Keterangan
- V adalah potensial gravitasi (J/kg)
- EP adalah energi potensial gravitasi (J)
- M adalah massa benda pertama (kg)
- m adalah massa benda kedua (kg)
- r adalah jarak benda (m)
Potensial gravitasi merupakan besaran skalar. Jika terdapat lebih dari satu benda, maka total potensial gravitasi di suatu titik akan sama dengan penjumlahan potensial gravitasi dari tiap benda yang ada, dimana secara matematis dapat dirumuskan :
Vt = V1 + V2 + V3....Vn
Keterangan:
Keterangan:
- Vt adalah potensial gravitasi pada suatu titik (J/kg)
- V1 adalah potensial gravitasi pada benda pertama
- V2 adalah potensial gravitasi pada benda kedua
- V3 adalah potensial gravitasi pada benda ketiga
- Vn adalah potensial gravitasi pada benda ke-n
Kecepatan Orbit Benda Langit
Benda yang bermassa m mengitari planet yang bermassa M dan jarak antara benda dan planet adalah r,maka benda akan mengalami gaya sentripetal yang besarnya sama dengan gaya tarik planet, dimana rumusnya adalah :
v =
√
G.M
R+h
Keterangan:
- v adalah kecepatan satelit (m/s)
- M adalah massa bumu (kg)
- R adalah jari-jari bumi (m)
- h adalah tinggi satelit diatas permukaan bumi (m)
- G adalah konstanta gravitasi umum yang besarnya 6,67x10-11 Nm2/kg2
Hukum Kepler
Hukum ISebuahplanet bergerak mengitari matahari dalam orbit elips, dengan matahari berada pada salah satu fokus elips
Hukum II
Garis lurus antara matahari dengan planet menyapu luasan yang sama untuk waktu yang sama
Hukum III
Kuadrat periode revolusi planet sebanding dengan pangkat tiga jarak rata rata antara Matahari dengan planet