Ibnu Muslim Ngeblog

February 13, 2022

Kuat Medan Gravitasi

Pada materi 2 ini kamu akan mempelajari tentang Kuat Medan Gravitasi.

Medan gravitasi yaitu daerah yang masih di pengaruhi oleh gaya gravitasi. Gaya gravitasi yang bekerja pada benda dapat menimbulkan percepatan gravitasi, sehingga kuat medan gravitasi sering disebut dengan percepatan gravitasi. Kuat medan gravitasi adalah besarnya gaya gravitasi tiap satuan massa benda yang mengalami gaya gravitasi tersebut.

Perhatikan animasi berikut:

Kuat medan gravitasi di sebut juga sebagai Percepatan gravitasi, besarnya sebanding dengan massa benda dan berbanding terbaik dengan kuadrat jarak benda terhadap pusat gravitasi. Secara matematis dituliskan:

Keterangan:

F = gaya gravitasi (N)

G = tetapan umum gravitasi (6,67 . 10-9 Nm2 / kg2)

M = massa benda (kg)

r = jarak benda (m)

Resultan kuat medan gravitasi

Kuat medan gravitasi merupakan besaran vektor, sehingga bila suatu benda di pengaruhi oleh gaya gravitasi beberapa benda lain, maka besarnya kuat medan gravitasi yang dialami benda tersebut merupakan resultan vektor kuat medan gravitasi yang bekerja pada benda itu.

Kuat medan jika beberapa benda segaris

Gambar 1.

Besarnya kuat medan gravitasi yang dialami benda B adalah:

gB = gBC – gBA

gB = kuat medan gravitasi yang dialami benda B

gBA = kuat medan yang dialami benda B akibat pengaruh benda A

gBC = kuat medan yang dialami benda B akibat pengaruh benda C

Kuat medan jika beberapa benda membentuk sudut

Gambar 2.

Maka besar kuat medan gravitasi total yang dialami benda m1 sebesar:

gR = kuat medan gravitasi yang dialami benda 1

g12 = kuat medan yang dialami benda 1 akibat pengaruh benda 2

g13 = kuat medan yang dialami benda 1 akibat pengaruh benda 3

Kuat medan gravitasi pada jarak h dari permukaan planet bumi

Gambar 3.

R = jari-jari bumi (m)

M = massa Bumi (kg)

m = massa benda (kg)

r = jarak benda dari pusat bumi (m)

h = jarak bendadari permukaan Bumi (m)

maka r = R + h, sehingga percepatan gravitasi yang dialami benda m yang terletak pada jarak r dari pusat bumi adalah:

Semakin jauh jarak benda dari permukaan bumi, maka kuat medan yang dialami benda tersebut semakin kecil, sehingga berat benda juga mengecil.

Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial gravitasi adalah usaha yang diperlukan untuk memindahkan suatu benda dari titik yang terletak di jauh tak terhingga ke suatu titik tertentu terhadap sumber medan gravitasi.

Besarnya energi potensial dari sebuah benda bermassa m yang berjarak r dari bumi yang massanya M adalah:

Dimana:

EP = Energi potensial (Joule)

G = konstanta umum gravitasi (Nm2/kg2)

M = massa bumi (kg)

m = massa benda (kg)

r = jarak antara m dan M (m)

Tanda negatif (-) menunjukan bahwa makin jauh dari suatu massa planet, energi potensialnya makin besar. Dengan kata lain untuk memindahkan benda bermassa m dari titik yang berjarak r dari bumi ke titik di jauh tak terhingga diperlukan energi.

Contoh Soal 1:

Pada titik sudut A dan titik sudut B dari sebuah segitiga sama sisi ABC disimpan benda bermassa m1 dan m2. Jika m1 = m2 dan kuat medan gravitasi di titik C oleh salah satu benda adalah g, tentukanlah kuat medan gravitasi di titik C yang disebabkan kedua benda tersebut.

Klik untuk melihat Pembahasan Contoh Soal 1

Contoh Soal 2:

Percepatan gravitasi pada suatu tempat di permukaan Bumi adalah 10 m/s2. Tentukanlah percepatan gravitasi di tempat yang memiliki ketinggian R dari permukaan Bumi (R adalah jari-jari bumi).

Sumber : https://sumber.belajar.kemdikbud.go.id/repos/FileUpload/Gravitasi%20Newton-SH/Topik-2.html