Hai sobat fisika semua
Kembalilah bersamaku
Pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang gaya yang dapat menarik suatu benda ke bawah
Siapa yang tahu gaya apa itu?
Yap, itu benar gravitasi.
Oke langsung saja kita mulai pembahasannya.
Memahami Gaya Gravitasi
Di alam semesta ada empat kekuatan yang paling fundamental. Salah satu dari empat gaya tersebut adalah gaya gravitasi.
Gaya gravitasi disebut sebagai salah satu gaya yang paling mendasar karena persamaan gaya gravitasi tidak dapat lagi direduksi menjadi bentuk yang lebih sederhana.
Secara umum, gaya fundamental adalah interaksi antara materi yang tidak dapat lagi kita reduksi menjadi sesuatu yang lebih mendasar.
Gaya gravitasi dapat timbul karena massa suatu benda selalu menarik benda lain yang juga bermassa.
Besarnya atau besarnya gaya gravitasi ini berbanding lurus dengan massa kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda tersebut.
Sebenarnya kita bisa mempersingkat pengertian gaya gravitasi dengan menggunakan persamaan matematis yang akan kita bahas pada sub bab selanjutnya.
Gaya gravitasi ini bersifat universal, artinya berlaku dan dapat memengaruhi objek apa pun di alam semesta kita.
Itu sebabnya benda yang dilempar akan jatuh kembali ke tanah, mengapa peluru bisa bergerak, mengapa bulan selalu berputar mengelilingi bumi, dan mengapa semua planet di Bima Sakti berputar mengelilingi matahari.
Baca juga Gaya Biasa.
Gaya Gravitasi dalam Relativitas Umum
Gravitasi dalam konsep klasik menjelaskan bahwa gaya gravitasi merupakan sifat yang muncul pada setiap benda yang memiliki massa dan saling tarik menarik.
Berbeda dengan gaya gravitasi dalam konsep relativitas umum dimana gaya gravitasi menjadi bagian dari ruang dan waktu.
Artinya, ruang dan waktu merupakan kesatuan ruang tiga dimensi dengan waktu. Sebuah analogi sederhana dalam relativitas umum berikut.
Sebuah bola ditempatkan pada permukaan yang fleksibel. Kita dapat menganggap permukaan yang melengkung ini sebagai ruang dua dimensi dan dengan demikian kita hanya dapat berderak sepanjang dua dimensi.
Dengan menggunakan permukaan yang fleksibel, suatu benda dapat bergerak dalam tiga dimensi yang berkaitan dengan waktu.
Bagaimana hal itu terjadi?
Suatu benda yang digerakkan pada permukaan yang lentur akan bergerak dalam bidang datar (dua dimensi) tetapi benda tersebut memiliki massa yang menyebabkan benda lentur tersebut bergerak ke bawah, yang berarti benda tersebut bergerak dalam tiga dimensi dimana benda tersebut bergerak pada waktu tertentu. .
Dalam contoh sederhana ini telah dijelaskan bahwa relativitas umum ini adalah hubungan gerak tiga dimensi terhadap waktu.
Ilmuwan yang menggagas teori ini adalah Albert Einstein.
Setelah memahami definisi dan ilustrasi gaya gravitasi, mari kita mulai belajar menyelesaikan soal gaya gravitasi dengan berbagai rumus gaya gravitasi di bawah ini.
Baca juga Fisika kuantum.
Formula Gaya Gravitasi
F = -G m1M2/R2
Di mana
- M1 &M2 = massa kedua benda (kg)
- r = jarak antara dua benda (m)
- G = konstanta gravitasi (6.67 10-11 M3/ kg2)
- F = gaya gravitasi (N)
Medan Gravitasi atau Percepatan Gravitasi
g = GM/R2
g’ = GM/(Rh)2
M’ = MV’/V
M’ = M (Rh)3/R3
g’ = g(Rh)/R
Di mana
- g = percepatan gravitasi (m/s2)
- g’ = percepatan gravitasi planet (m/s2)
- R = jarak antara dua benda (m)
- h = tinggi benda (m)
- G = konstanta gravitasi (6.67 10-11 m3/kg2)
- M = massa planet Bumi (kg)
- M’ = massa planet (kg)
Dalam materi gaya gravitasi kita perlu memahami konsep gaya gravitasi agar saat kita mengerjakan soal tidak ada kesalahan dalam mengerjakannya.
Setelah itu, mari kita simak pertanyaan berikut untuk memperdalam pemahaman kita tentang gaya gravitasi.
Baca juga gaya Coulomb.
Contoh Masalah Gaya Gravitasi
1. Bumi mengalami percepatan gravitasi sebesar 9,8 m/s2. Berapa nilai percepatan gravitasi pada ketinggian R dari permukaan bumi? (R = jari-jari bumi)
Diskusi
Dikenal
h = R
g = 9,8 m/s2
Penyelesaian
g’ = GM/(R+h)2
g’ = GM/(2R) 2
g’ = g/4
g’ = 2,45 m/s2
jadi percepatan gravitasi pada benda pada ketinggian R adalah 2,45 m/s2
2. Perbandingan massa planet P dan Q adalah 2:3 sedangkan perbandingan jari-jari planet P dan Q adalah 1:4. Jika berat benda di planet P adalah w, maka berat benda di planet B adalah….
Diskusi
Dikenal
mP = 2
mQ = 3
Rp = 1
RQ = 4
M = m
WP = m
Penyelesaian
w = Gmm/r2
wA = G mA m/rA2
wA = 2Gm/12
m=b/2G
wB = G mB m/rB2
wB = G3m/42
wB = 3Gm/16
wB = (3G/16) (w/2G)
wB = 3w/32
Jadi berat benda B pada jarak R adalah 3w/32
Mungkin cukup sekian pembahasan kali ini. Baca juga Panas.
semoga bermanfaat
rumuspintar.com