HUKUM DAN KECEPATAN GRAVITASI BUMI

HUKUM DAN KECEPATAN GRAVITASI BUMI

Enggar Tri Rusdayanti, Retno Multi Lestari, SAMIK

PMP-Kn UNESA, SURABAYA

ABSTRAK

            gravitasi bumi merupakan gaya tarik menarik terjadi atara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. gaya gravitasi bumi disebabkan karena bumi yang berukuran besar. besar gaya gravitasi bumi yang menyebabkan benda-benda  diatas nya tertarik yakni besar gravitasinya. Kekuatan gaya gravitasi bumi terhadap benda dipengaruhi oleh jarak benda dari pusat bumi. Semakin jauh letak benda dari pusat bumi, maka gaya gravitasinya semakin kecil.

            Gaya gravitasi memiliki banyak sekali manfaat bagi kehidupan dan bagi kelangsungan hidup umat manusia di bumi. sedangkan, Hukum gravitasi pada dasarnya bersumber pada  hukum ketiga tentang gerak yang dicetuskan oleh Newton sendiri. Penemuan Hukum Gravitasi New ton Karena Buah Apel Jatuh. Hukum Gravitasi” yang dicetuskan Newton adalah penemuan penting untuk menyempurnakan hukum Kepler dan lainya tentang pergerakan angkasa. dalam gravitasi bumi, Percepatan gravitasi disebut juga kuat medan gravitasi. Percepatan gravitasi adalah percepatan suatu benda akibat gaya gravitasi. Gaya gravitasi bumi tidak lain merupakan berat benda, yaitu besarnya gaya tarik bumi yang bekerja pada benda.

ABSTRACT

Earth's gravity is an attractive force occurring between all particles that have mass in the universe. Earth's gravitational force is caused by a large earth. the magnitude of the Earth's gravitational force causes the objects above to be attracted to it, which is the amount of gravity. The strength of the earth's gravitational force on objects is influenced by the distance of objects from the center of the earth. The farther the location of objects from the center of the earth, the smaller the gravitational force.

               Gravitational force has many benefits for life and for the survival of humanity on earth. whereas, the Law of gravity basically comes from the third law of motion triggered by Newton himself. The discovery of the New Law of Gravity tons because the Apple Fruit Falled. The Law of Gravity "which was triggered by Newton was an important discovery to perfect Kepler's law and others about the movement of space. in Earth's gravity, the gravitational acceleration is also called the gravitational field strength. Gravity acceleration is the acceleration of an object due to gravity. Earth's gravitational force is nothing but the weight of an object, namely the magnitude of the Earth's forces acting on objects.

A.      PENGERTIAN

Gravitasi Bumi 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. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus.

Sebagai contoh, bumi yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda di sekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada di luar angkasa, seperti bulan, meteor, dan benda angkasa lainnya, termasuk satelit buatan manusia

Apakah pengertian gaya gravitasi bumi? Gaya gravitasi bumi atau arti gaya tarik bumi adalah suatu gaya tarik-menarik yang terjadi pada semua partikel yang mempunyai massa. Jika di bumi, gaya gravitasi bumi disebabkan karena bumi yang berukuran besar memiliki massa yang juga besar sehingga dapat menarik semua benda yang berada diatasnya.Besar gaya gravitasi bumi yang menyebabkan benda-benda di atasnya tertarik ini disebut besar gaya tarik bumi atau besar gravitasi. Tidak heran kalau semua benda yang ada dipermukaan bumi akan terengaruh oleh gaya gravitasi bumi.

Gaya gravitasi bumi mempengaruhi semua benda di permukaan bumi atau didekatnya. Bahkan bulan pun terpengaruh oleh gaya ini. Gaya gravitasi bumi menyebabkan benda-benda memiliki berat sehingga tidak melayang di udara dan tidak terlempar ke angkasa.

            Kekuatan gaya gravitasi bumi terhadap benda dipengaruhi oleh jarak benda dari pusat bumi. Semakin jauh letak benda dari pusat bumi, maka gaya gravitasinya semakin kecil.Misalkan saja astronot. Ketika astronot telah berada di luar angkasa, maka astronot akanterasa lebih ringan dan melayang-layang. Hal ini dikarenakan tidak ada gaya gravitasi bumiyang berpengaruh padanya, karena jarak astronot terhadap pusat bumi sudah sangat jauh,sehingga mereka tidak memiliki berat dan dapat melayang-layang.

            Berbeda dengan benda yang berada dekat dengan permukaan bumi. Benda yang dekatdengan permukaan bumi akan memiliki berat dan apabila jatuh, maka gerak jatuh bendatersebut semakin cepat apabila benda telah mendekati tanah. Dan setelah benda berada ditanah, maka benda tersebut akan tetap berada di tempatnya karena gaya gravitasi tetap bekerja.

            Jika kita melihat dua kertas yang sama beratnya, yang satu berbentuk lembaran dansatunya berbentuk gumpalan jatuh bersama-sama. Maka didapatkan gumpalan kertas lahyang jatuh duluan ke tanah. Hal ini dikarenakan luas permukaan gumpalan kertas lebih kecildibandingkan kertas lembaran. Sehingga, gesekan udara terhadap gumpalan kertas lebih kecildibandingkan terhadap kertas lembaran. Kertas yang berbentuk lembaran akan mendapatkangaya gesek udara yang lebih besar, karena luasan yang lebih besar dan lebar, gaya gesek ini bersifat menahan dan berlawanan dengan arah gaya gravitasi, sehingga gerak jatuh kertaslembaran akan lebih lambat dibandigkan kertas gumpalan.    Bagaimana jika bumi tidak memiliki gaya gravitasi? Sudah tentu kita akan melayang-layang dan terlempar ke ruang angkasa, karena kita tidak memiliki berat. Tidak hanya kitamanusia, benda hidup maupun benda mati lainnya juga akan seperti itu. Sungai, danau, danlautan akan mengering karena air dengan mudah menghilang ke angkasa. Lapisan atmosfer bumi yang terdiri dari berbagai macam gas akan habis terbang ke angkasa. Batu-batu akan beterbangan seperti halnya balon gas yang terus menuju angkasa.

Contoh gaya gravitasi bumi adalah benda-benda langit yang ikut tertarik oleh bumi, misalnya bulan atau meteor yang terkena gaya gravitasi bumi. Pengaruh gaya gravitasi bumi pada bulan menyebabkan bulan beredar pada porosnya, demikian juga benda langit lain seperti pesawat astronot dan juga siklus terjadinya hujan.

Secara umum, gaya gravitasi pada benda-benda angkasa seperti planet bumi, dapat dirumuskan menggunakan hukum gravitasi universal Newton, rumusnya adalah sebagaiberikut:

Hukum Gravitasi Universal Newton

            F adalah besar dari gaya gravitasi antara kedua massa titik tersebut
G adalah konstanta gravitasi
m1 adalah besar massa titik pertama
m2 adalah besar massa titik keduar adalah jarak antara kedua massa titik
g adalah percepatan gravitasi =

GAYA GRAVITASI MEMILIKI…

Gaya gravitasi memiliki banyak sekali manfaat bagi kehidupan dan bagi kelangsungan hidup umat manusia di bumi. Berikut ini adalah beberapa manfaat gaya gravitasi:

1.Menjaga kestabilan kehidupan di bumi

Gravitasi merupakan gaya tarik alami yang dihasilkan oleh planet bumi, dan mungkin juga planet – planet lain yang ada di alam semesta ini. Dengan adanya gaya gravitasi akan tercipta kestabilan dari planet bumi, dan juga kestabilan akan segala hal yang hidup maupun tidak hidup yang ada di bumi. Proses rotasi bumi juga menggunakan prinsip gaya gravitasi, dimana bumi tetap berputar pada porosnya.

Bayangkan apa yang akan terjadi apabila bumi tidak memiliki gaya gravitasi, dan tidak mampu berada pada porosnya? Akan terjadi kekacauan dan mungkin akan memusnahkan seluruh kehidupan yang ada di bumi.

2. Membuat segala benda yang ada di bumi berada pada tempatnya

Segala benda, baik benda hidup ataupun benda mati yang ada di bumi mengikuti gaya gravitasi yang dihasilkan oleh planet ini. Manfaat gaya gravitasi bumi ini, maka semua benda yang ada di bumi tidak melayang, dan menjadi lebih mudah untuk menjaga letaknya. Bisa dibayangkan ketika gaya gravitasi bumi hilang? Segala perabotan dan benda akan melayang-layang tidak jelas dan tidak akan ada manfaatnya sama sekali.

3. Membuat segala benda memiliki berat

Gaya gravitasi juga dapat mempengaruhi berat dari benda-benda yang ada di bumi. Dengan adanya gaya gravitasi, maka setiap benda yang berada di bumi memiliki beratnya sendiri, berbeda ketika berada pada angkasa luar yang tidak memiliki gravitasi, maka semua benda akan melayang – layang dan tidak memiliki berat.

4. Sebagai olahraga dan juga hiburan

Gaya gravitasi juga sering dimanfaatkan sebagai salah satu hiburan dan olahraga yang menyenangkan. Beberapa olahraga memanfaatkan gaya tarik bumi atau gravitasi bumi dalam pelaksanaannya. Biasanya, olahraga ini adalah jenis olahraga yang menantang adrenalin, seperti :

·         Terjun payung

• Paralayang
• Bungee jumping
• Paragliding
• Loncat indah

5. Sebagai prinsip dasar dalam ilmu penerbangan

         Salah satu manfaat lain gaya gravitasi bagi makhluk hidup adalah berguna dalam ilmu penerbangan. Ilmu penerbangan dan semua perangkat penerbangan dibuat dengan cara menghitung gaya gravitasi dengan daya yang harus dihasilkan agar pesawat dapat melayang. Dengan bantuan gaya gravitasi pula lah pesawat dan benda terbang lainnya dapat terbang.

6. Sebagai sumber pengembangan ilmu pengetahuan

Gaya gravitasi juga sangat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan. Saat ini ilmu pengetahuan yang berkembang di masyarakat sedang mengembangkan juga tentang gaya yang dapat melawan gravitasi. Selain itu dengan adanya gaya gravitasi, bukan tidak mungkin nantinya akan tercipta berbagai macam inovasi yang sangat berguna bagi kehidupan sehari-hari. Hingga saat ini sudah banyak prinsip serta konsep dari inovasi yang memanfaatkan gaya gravitasi bumi.

7. Sebagai sumber energi

Gaya gravitasi bumi juga secara tidak sadar kita manfaatkan sebagai salah satu sumber energy. Aliran dari sungai yang dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik tenaga air juga pada dasarnya memanfaatkan gaya gravitasi bumi dalam menggerakan kincir air, selain ituair yang mengalir juga dikarenakan adanya gaya gravitasi bumi. Apabila tidak ada gaya gravitasi bumi, air akan diam dan melayang–layang di udara, dan tidak akan menimbulkan manfaat.

8. Mempermudah aktivitas manusia sehari-hari

Aktivitas manusia sehari -harinya tidak lepas dari gaya gravitasi. Berjalan kaki, berlari, mengendarai mobil, dan embuang sampah merupakan sedikit dari jutaan kegiatan sehari–hari yang dilakukan manusia. Dan sadar atau tidak sadar manfaat gaya gravitasi bagi kehidupan manusia digunakan untuk semua kegiatan dan aktivitas manusia. Makhluk hidup tidak akan berjalan dengan baik apabila tidak ada gaya gravitasi.

9.Menjaga agar bulan berada pada orbitnya

Bulan merupakan satelit alami yang dimiliki oleh bumi. Bulan selain indah ketika dipandang pada malam hari, dan juga sebagai salah satu media penerangan pada malam hari juga perpengaruh pada pasang surutnya air laut. Bulan sendiri dapat berada tetap pada orbitnya karena adanya pengaruh gaya gravitasi bumi, sehingga bulan tidak akan keluar dari orbit dan menjauhi bumi.

10. Menjaga satelit buatan agar berada pada orbitnya

         Selain bulan, bumi juga memiliki banyak sekali satelit buatan yang orbitnya mengelilingi bumi. Satelit  ini diluncurkan dan mengorbit karena adanya gaya gravitasi yang dihasilkan oleh bumi sehingga satelit-satelit tersebut tetap berada pada orbitnya.

B.   HUKUM GRAVITASI BUMI

Hukum gravitasi pada dasarnya bersumber pada  hukum ketiga tentang gerak yang dicetuskan oleh Newton sendiri. Sebuah buku berjudul Philosophae Naturalis Principia Mathematica (1686) karangan dari Newton menyatakan bahwa semua obyek yang kita lihat dipengaruhi oleh kekuatan luar. Dia menegaskan bahwa pada tiap aksi, misalnya kekuatan fisik, terdapat reaksi yang sama dengan yang bertentangan. Dalam notasi matematika dituliskan , artinya gaya yang dikerjakan oleh benda 1 terhadap benda 2 besarnya sama dengan gaya yang dikerjakan oleh benda 2 terhadap benda 1 dengan arah yang berlawanan (Ansoret.al. 2013. Penemuan Hukum Gravitasi New ton Karena Buah Apel Jatuh .Lampung.wordpress.com). Hukum ketiga Newton diaplikasi dalam hukum gaya berat yang bekerja pada sebuah benda. Persamaan gaya berat berlaku pada seluruh makro sistem mekanika, mulai dari ayunan pendulum hingga gerak planet- planet dalam orbitnya mengelilingi matahari. “Hukum Gravitasi” yang dicetuskan Newton adalah penemuan penting untuk menyempurnakan hukum Kepler dan lainya tentang pergerakan angkasa. Menurut Newton gerakan benda-benda langit contonya dalam galaksi bima sakti planet yang mengelilingi matahari memiliki besar gaya tertentu. Gaya tersebut adalah suatu kombinasi gerak garis lurus yang ia harus miliki jika tidak ada gaya yang bekerja kepadanya dan percepatannya karena gaya gravitasi matahari. Dinarputri.

(Ruang Lingkup Ipa “Hukum Newton”. wordpress.com)

C.   PERCEPATAN GRAVITASI

Percepatan gravitasi disebut juga kuat medan gravitasi. Percepatan gravitasi adalah percepatan suatu benda akibat gaya gravitasi. Gaya gravitasi bumi tidak lain merupakan berat benda, yaitu besarnya gaya tarik bumi yang bekerja pada benda.

            Percepatan gravitasi pada ketinggian tertentuApabila suatu benda berada pada ketinggian tertentu dari permukaan bumi maka percepatan gravitasinya dapat kita tentukan sebagai berikut:

Keterangan: 

g = Percepatan gravitasi di permukaan (m s^-2)

g’= Percepatan gravitasi pada ketinggian h dari permukaan (m s^-2)

            R= Jari-jari pada permukaan (m)

            R’=Jarak benda dari pusat/diukur dari pusat = R+h (m)

            h= ketinggian dari permukaan (m)

            G= Konstanta gravitasi (6,673 x 10–11 Nm2/kg2)

            b) Percepatan gravitasi pada kedalaman tertentu 

Apabila percepatan akibat gravitasi bumi pada kedalaman d, dapat dianggap berasal dari tarikan bagian bumi berupa bola yang berjarijari (R – d).

Jika massa jenis rata-rata bumi ρ, maka massa bola dapat di tentukan dengan persamaan berikut.Berdasarkan persamaan di atas, diperoleh percepatan gravitasi bumi pada kedalaman d adalah sebagai berikut.

KESIMPULAN

Gravitasi Bumi 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. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus. gaya gravitasi memiliki Menjaga kestabilan kehidupan di bumi Membuat segala benda yang ada di bumi berada pada tempatnya Membuat segala benda memiliki berat Sebagai olahraga dan juga hiburan Sebagai sumber pengembangan ilmu pengetahuan Sebagai sumber energi Mempermudah aktivitas manusia sehari-hari Menjaga agar bulan berada pada orbitnya Menjaga satelit buatan agar berada pada orbitnya.

        DAFTAR PUSTAKA

Tjandrakirana,  Ibrahim  Muslimin, Suyono 2012. Sains Dasar. Surabaya: Tim FMIPA-UNESA

Chusni minan muhammad 2017. Penentuan Besar Percepatan Gravitasi Bumi Menggunakan Ayunan Matematis Dengan Berbagai Metode Pengukuran https://www.researchgate.net/profile/Muhammad_Chusni/publication/317816281_PENENTUAN_BESAR_PERCEPATAN_GRAVITASI_BUMI_MENGGUNAKAN_AYUNAN_MATEMATIS_DENGAN_BERBAGAI_METODE_PENGUKURAN/links/5979735f0f7e9b27772a2f8f/PENENTUAN-BESAR-PERCEPATAN-GRAVITASI-BUMI-MENGGUNAKAN-AYUNAN-MATEMATIS-DENGAN-BERBAGAI-METODE-PENGUKURAN.pdf?origin=publication_detail 14 februari 2017

afifah nur dasih 2015. metode sederhana menentukan percepatan gravitasi bumi menggunakan aplikasi tracker pada gerak parabola sebagai media dalam pembelajaran fisika sma 9 juni 2015.

Zakkiyah Siti 2016. pembelajaran pokok bahasan hukum gravitasi di madrasah berdasarkan abdurrahman al-khazini. Volume 17. No 01. Hal 41-48

Anonim,2017.Gravitasi. Wikipedia.org.