Cara Menghitung Gaya Gravitasi

Gravitasi adalah salah satu gaya mendasar dalam fisika. Aspek terpenting dari gravitasi adalah bahwa gaya ini universal: semua objek memiliki gaya gravitasi yang menarik objek-objek lain. ^{[1]XTeliti sumber} Besarnya gaya gravitasi bergantung pada massa dan jarak di antara kedua objek. ^{[2]XTeliti sumber}

Bagian 1

Bagian 1 dari 2:

Menghitung Gaya Gravitasi di Antara Dua Objek

Unduh PDF

1
Definisikan persamaan gaya gravitasi yang menarik sebuah objek, F_grav = (Gm₁m₂)/d² .^{[3]XTeliti sumber} Untuk dapat menghitung gaya gravitasi sebuah benda, persamaan ini turut memperhitungkan massa kedua objek dan jaraknya satu sama lain. Variabel persamaan dijelaskan di bawah ini.
- F_grav adalah gaya gravitasi
- G adalah konstanta gravitasi universal 6,673 x 10^-11 Nm²/kg²^{[4]XTeliti sumber}
- m₁ adalah massa objek pertama
- m₂ adalah massa objek kedua
- d adalah jarak (distance) antara pusat dari kedua objek
- Terkadang Anda menemukan huruf r alih-alih d. Kedua simbol ini mewakili jarak antara kedua objek.
Untuk persamaan ini, Anda harus menggunakan satuan metrik. Massa objek harus dalam kilogram (kg) dan jarak antarobjek harus dalam meter (m). Anda harus mengubah unit ke dalam satuan metrik ini sebelum melanjutkan
Untuk objek kecil, Anda bisa menimbangnya untuk mengetahui beratnya dalam kilogram. Untuk benda besar, Anda bisa mencari massa kira-kira di tabel atau internet. Dalam soal fisika, biasanya massa objek akan diberi tahu.
4
Ukur jarak antara dua objek. Jika Anda mencoba menghitung gaya gravitasi antara suatu objek dan bumi, Anda perlu mengetahui berapa jarak benda ini dari pusat bumi. ^{[5]XTeliti sumber}
- Jarak dari permukaan bumi ke pusat bumi adalah sekitar 6,38 x 10⁶ m.^{[6]XTeliti sumber}
- Anda bisa mencarinya di tabel atau sumber lain di internet yang memberitahukan jarak kira-kira dari pusat bumi ke objek di berbagai ketinggian pada permukaan bumi. ^{[7]XTeliti sumber}
5
Selesaikan perhitungan. Jika Anda telah menentukan variabel-variabel pada persamaan, silakan memasukkannya untuk diselesaikan. Pastikan semua variabel dalam unit metrik dan skalanya tepat. Massa harus dalam kilogram dan jarak harus dalam meter. Selesaikan persamaan dengan urutan perhitungan yang benar.
- Sebagai contoh, tentukan gaya gravitasi seseorang yang massanya 68 kg di atas permukaan bumi. Massa bumi adalah 5,98 x 10²⁴ kg.^{[8]XTeliti sumber}
- Pastikan semua variabel dalam satuan yang benar. m₁ = 5,98 x 10²⁴ kg, m₂ = 68 kg, G = 6,673 x 10^-11 Nm²/kg², and d = 6,38 x 10⁶ m
- Tuliskan persamaan Anda: F_grav = (Gm₁m₂)/d² = [(6,67 x 10^-11) x 68 x (5,98 x 10²⁴)]/(6,38 x 10⁶)²
- Kalikan massa kedua objek yang diperhitungkan. 68 x (5,98 x 10²⁴) = 4,06 x 10²⁶
- Kalikan hasil m₁ and m₂ dengan konstanta gravitasi G. (4,06 x 10²⁶) x (6,67 x 10^-11) = 2,708 x 10¹⁶
- Kuadratkan jarak antara kedua objek. (6,38 x 10⁶)² = 4,07 x 10¹³
- Bagikan hasil G x m₁ x m₂ dengan jarak yang dikuadratkan untuk memperoleh gaya gravitasi dalam satuan Newton (N). 2,708 x 10¹⁶/4,07 x 10¹³ = 665 N
- Gaya gravitasinya adalah 665 N.
Iklan

Bagian 2

Bagian 2 dari 2:

Menghitung Gaya Gravitasi di Bumi

Unduh PDF

1
Pahami Hukum Kedua Newton, F = ma. Hukum kedua Newton menyatakan bahwa percepatan sebuah objek berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. ^{[9]XTeliti sumber} Dengan kata lain, jika sebuah gaya yang bekerja pada sebuah objek lebih besar daripada gaya yang bekerja pada arah yang berlawanan, objek akan bergerak mengikuti gaya yang lebih kuat.
- Hukum ini dapat disimpulkan dengan persamaan F = ma, yaitu F adalah gaya, m adalah massa objek, dan a adalah percepatan.
- Berkat hukum ini, kita dapat menghitung gaya gravitasi semua objek di atas permukaan bumi, menggunakan percepatan yang diketahui akibat gravitasi.
2
Ketahui percepatan akibat gravitasi bumi. Di bumi, gaya gravitasi menyebabkan semua objek mengalami percepatan sebesar 9,8 m/s². Pada permukaan bumi, kita dapat menggunakan persamaan yang disederhanakan: F_grav = mg untuk menghitung gaya gravitasi.
- Jika ingin mengetahui angka gaya gravitasi yang lebih tepat, Anda masih bisa menggunakan rumus di langkah sebelumnya, F_grav = (GM_bumim)/d² untuk menentukan gaya gravitasi.
Untuk persamaan ini, Anda harus menggunakan satuan metrik. Massa objek harus dalam kilogram (kg) dan jarak antarobjek harus dalam meter (m). Anda harus mengubah unit ke dalam satuan metrik ini sebelum melanjutkan.
Untuk objek kecil, Anda bisa menimbangnya untuk mengetahui beratnya dalam kilogram. Untuk benda besar, Anda bisa mencari massa kira-kira di tabel atau internet. Dalam soal fisika, biasanya massa objek akan diberi tahu.
5
Selesaikan perhitungan. Jika Anda telah menentukan variabel-variabel pada persamaan, silakan memasukkannya untuk diselesaikan. Pastikan semua variabel dalam unit metrik dan skalanya tepat. Massa harus dalam kilogram dan jarak harus dalam meter. Selesaikan persamaan dengan urutan perhitungan yang benar.
- Ayo kita coba gunakan persamaan di langkah sebelumnya dan melihat seberapa dekat hasilnya. Tentukan gaya gravitasi seseorang bermassa 68 kg yang berada di permukaan bumi.
- Pastikan semua variabel dalam unit yang benar: m = 68 kg, g = 9,8 m/s².
- Tuliskan rumus. F_grav = mg = 68*9,8 = 666 N.
- Menggunakan rumus F = mg gaya gravitasi adalah sebesar 666 N, sementara hasil dari rumus di langkah sebelumnya adalah 665 N. Seperti yang Anda lihat, hasil keduanya hampir sama.
Iklan

Tips

Dua rumus ini seharusnya memberikan jawaban yang sama, tetapi rumus yang lebih pendek dan sederhana lebih mudah digunakan saat membahas objek di permukaan planet.
Gunakan rumus pertama jika Anda tidak mengetahui percepatan akibat gravitasi di suatu planet, atau Anda menghitung gaya gravitasi antara dua objek yang sangat besar, misalnya bulan atau planet.