Pengertian Gaya Gravitasi Beserta Rumus dan Contoh Soal – Dalam ilmu sains kalian bisa menemukan adanya pembahasan gaya tarik universal yang bekerja dengan nama gravitasi. Di alam semesta, terdapat kekuatan fundamental berdasarkan Space dimana setiap momen terdapat satu hal saja yang mendominasi yaitu gravitasi. Apa yang dimaksud gaya gravitasi itu? Bagaimana rumus gaya gravitasi itu? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal gaya gravitasi? Semua partikel di alam semesta yang memiliki bobot atau massa tentunya terjadi gaya tarik menarik yang sering dikenal sebagai gaya gravitasi. Jika sebuah benda memiliki massa yang semakin besar, maka hasil gaya gravitasinya juga akan semakin besar. Dengan kata lain gravitasi merupakan konsekuensinya secara kosmis.
Sejak zaman dahulu gerakan benda benda ke tanah secara alami telah diamati oleh India kuno dan para filsuf Yunani. Setelah itu muncul fenomena yang dapat diprediksi dan diukur oleh Isaac Newton. Dari ini terdapat wawasan bahwa terjadi gerakan saling tarik menarik antara setiap objek dengan objek lainnya di semesta, dari sebutir pasir sampai beda di angkasa yang besar sekalipun. Gagasan tersebut kemudian mengaitkan kejadian yang sama sekali terlihat tidak berhubungan seperti planet mengorbit matahari, jatuhnya apel ke bumi dan sebagainya. Materi gaya gravitasi ini juga telah diajarkan ketika berada di bangku sekolah. Dalam materi tersebut terdapat pembahasan mengenai pengertian gaya gravitasi, rumus gaya gravitasi dan cara menyelesaikan contoh soal gaya gravitasi.
 |
| Konsep Gaya Gravitasi |
Pembelajaran materi gaya gravitasi merupakan materi awal yang harus dipahami sebelum beranjak membahas tentang beragam gaya lainnya. Gaya tersebut merupakan contoh nyata yang sering kita amati dalam kehidupan. Kita pasti sering mendengar bahwa adanya gaya gravitasi membuat semua benda jatuh ke bawah. Hal ini pula yang sering dikatakan mengenai prinsip jatuhnya benda ke bumi dikarenakan adanya gaya gravitasi. Apakah gaya gravitasi itu ada? Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang pengertian gaya gravitasi beserta rumus gaya gravitasi dan contoh soal gaya gravitasi. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.
Contents
Pengertian Gaya Gravitasi Beserta Rumus dan Contoh Soal
Seperti yang telah kita ketahui bahwa terdapat beberapa gaya paling fundamental di alam semesta ini. Salah satunya ialah gaya gravitasi. Gaya gravitasi termasuk dalam gaya paling fundamental dikarenakan gaya ini memiliki persamaan yang bentuknya sudah sederhana sehingga tidak dapat diturunkan lagi. Pengertian gaya fundamental secara umum ialah antara beberapa materi yang saling berinteraksi namun tidak dapat diturunkan lagi menjadi hal mendasar.
Timbulnya gaya gravitasi disebabkan oleh sebuah benda bermassa saling menarik benda bermassa lainnya. Gaya gravitasi memiliki besar atau nilai berbanding terbalik dengan kuadrat jarak pada kedua benda dan sebanding dengan massa pada kedua bendanya.
Pengertian gaya gravitasi secara umum ialah gaya tarik menarik diantara semua partikel yang terjadi di alam semesta karena memiliki massa. Sifat gaya gravitasi ialah universal dimana berlaku untuk semua benda yang ada di alam semesta. Maka dari itu pelemparan benda ke atas pasti nantinya akan jatuh ke tanah lagi. Gaya gravitasi ini juga terlihat pada gerak peluru yang terjadi, bumi yang selalu dikelilingi bulan, dan mataharri yang selalu dikelilingi oleh semua planet di bimasakti.
Apa Itu Gaya Gravitasi
Ketika melempar benda padat ataupun cair ke atas pasti benda tersebut akan kembali jatuh ke bawah. Tapi pernahkah kalian memikirkan kenapa bisa demikian? Nah, inilah yang selanjutnya dinamakan konsep gravitasi.
Umumnya cepat lambatnya benda jatuh kebawah karena tertarik gaya gravitasi disebabkan pula dari massa benda itu sendiri. Semakin berat dan padat maka semakin cepat pula menghantam permukaan tanah.
Dalam konteks pendidikan, materi gaya gravitasi sudah diperkenalkan pada siswa semenjak bangku sekolah dasar. Di tingkat SMP dan SMA siswa diharuskan mendalami segala ilmu dan teori yang ada. Rumus gaya gravitasi misalnya, atau teori tentang pengertian gravitasi menurut para ahli, dan lain sebagainya.
Gaya Gravitasi dalam Relativitas Umum
Dalam konsep klasik terdapat gravitasi yang menunjukkan munculnya gaya gravitasi dengan sifat masing masing objek sehingga saling tarik menarik karena mempunyai massa. Dalam konsep relativitas umum berbeda dengan gaya gravitasi karena gaya ini dijadikan sebagai bagian dari waktu dan ruang. Dengan kata lain waktu dan ruang ini adalah satu kesatuan dengan waktu pada ruang dimensi tiga.
Relativitas umum dalam analogi sederhana dapat dilihat pada peletakkan sebuah bola di permukaan yang lentur. Permukaan lentur tersebut dijadikan sebagai ruang dimensi dua yang sepanjang dimensi dapat berderak saja. Maka dari itu gerakan tiga diensi dapat dilakukan oleh sebuah benda menggunakan permukaan lentur yang berkaitan dengan waktu. Bagaimana hal ini dapat terjadi?
Di permukaan lentur tersebut terdapat gerakan benda pada dua dimensi (bidang datar) yang mempunyai massa. Maka dari itu gerakan benda lentur tadi akan menuju ke bawah sehingga gerakan benda dalam waktu tertentu dapat dilakukan dalam dimensi tiga. Secara sederhana relativitas umum memiliki konsep gerak tiga dimensi yang berkaitan dengan waktu.
Rumus Gaya Gravitasi
Keterangan:
F = Gaya gravitasi yang terdapat pada kedua massa titik
G = Konstanta gravitasi
m1 = Massa titik pertama
m2 = Massa titik kedua
r = Jarak di antara kedua massa titik
g = percepatan gravitasi yang besarnya G . m²/ r²
Selain rumus gaya gravitasi di atas, adapula rumus percepatan gravitasi atau medan gravitasi. Berikut rumusnya yaitu:
g = G M/R²
g’ = G M/(R-h)²
M’ = MV’/V
M’ = M (R-h)³/R³
g’ = g (R-h)/R
G = Konstanta gravitasi (6.67 10ˉ¹¹ m³/kgs²)
g’ = Percepatan gravitasi planet (m/s²)
R = Jarak kedua benda (m)
h = Ketinggian benda (m)
M = Massa planet bumi (kg)
M’ = Massa planet (kg)Sekilas rumus gaya gravitasi di atas memang terlihat sangat membingungkan. Tapi pada dasarnya mudah pula dihafal selama kita bisa fokus dan mengetahui konsepnya. Selain rumus hitung, kalian juga dapat mengasah kemampuan dengan mengerjakan latihan soal gaya gravitasi SMA maupun SMK.
Di jaman yang serba maju seperti sekarang tidaklah sulit menemukan pembahasan soal secara lengkap di internet. Bahkan harusnya guru pun juga memberikan porsi yang cukup untuk menyampaikan materi gaya gravitasi tersebut.
Contoh Soal Gaya Gravitasi
Setelah menjelaskan tentang pengertian gaya gravitasi dan rumus gaya gravitasi di atas. Selanjurnya saya akan membagikan contoh soal terkait rumus tersebut. Adapun contoh soal materi gaya gravitasi beserta pembahasannya yaitu sebagai berikut:
1. Percepatan gravitasi yang dialami oleh bumi memiliki besar 12 m/s². Tentukan nilai dari percepatan gravitasi dari permukaan bumi pada ketinggian R? (R ialah jari jari pada bumi)
Pembahasan.
Diketahui : g = 12 m/s²; h = R
Ditanyakan : g’ = ?
Jawab.
g’ = G M/(R + h)²
g’ = G M/(2R)²
g’ = g/4
= 12/4
= 3 m/s²
Jadi nilai dari percepatan gravitasi dari permukaan bumi pada ketinggian R ialah 3 m/s².
2. Massa Planet P memiliki perbandingan massa dengan planet Q berupa 3 : 4. Jari jari planet P juga memiliki perbandingan dengan jari jari planet Q yaitu 2 : 5. Apabila w ialah berat benda di planet P, maka tentukan berat benda yang ada di planet B?
Pembahasan:
Diketahui : mP = 3; mQ = 4; RP = 2; RQ = 5; M = m; WP = m
Ditanyakan : wB = ?
Jawab.
Contoh soal gaya gravitasi ini dapat diselesaikan dengan rumus gaya gravitasi dan berdasar pada pengertian gaya gravitasi di atas. Maka hasilnya akan menjadi:
w = GMm/r²
wA = G mA m/rA²
wA = 3Gm/1²
m = w/3G
wB = G mB m/rB²
wB = G4m/5²
wB = 4Gm/25
wB = (4G/25) (w/3G)
wB = 4w/75
Jadi pada jarak R terdapat benda B yang beratnya sekitar 4w/75.
Demikianlah penjelasan mengenai pengertian gaya gravitasi beserta rumus gaya gravitasi dan contoh soal gaya gravitasi. Gaya gravitasi merupakan gaya tarik menarik diantara semua partikel yang terjadi di alam semesta karena memiliki massa. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah membaca materi gaya gravitasi di atas.
