Rumus Gaya Gravitasi beserta Contoh Soalnya
Membuat ringkasan dengan AI
Rumus gaya gravitasi dalam Fisika berfungsi untuk menghitung besar gaya tarik antara dua objek yang saling menarik akibat gravitasi. Dengan menggunakan rumus ini, kita dapat menentukan seberapa kuat gaya gravitasi antara dua benda berdasarkan massa keduanya dan jarak di antara pusat massa masing-masing objek.
Rumus gaya gravitasi yang dirumuskan oleh Isaac Newton, memberikan dasar matematis untuk memahami fenomena gravitasi di alam semesta. Termasuk menjelaskan mengapa benda-benda jatuh ke Bumi dan mengapa planet-planet mengorbit Matahari.
Isaac Newton merupakan tokoh pertama yang menyampaikan konsep teori gravitasi. Gagasan ini muncul berdasarkan pengamatannya saat melihat sebuah apel jatuh dari pohon. Pengamatan tersebut menginspirasi Newton untuk melakukan penelitian lebih lanjut lalu ia mengambil kesimpulan bahwa apel jatuh karena adanya gaya tarik gravitasi Bumi.
Pengertian Gaya Gravitasi
Gaya gravitasi merupakan fenomena fisika yang umumnya dikenal sebagai gaya berat atau gaya tarik bumi. Gaya ini dapat diamati dalam kehidupan sehari-hari dan merupakan faktor kunci yang memungkinkan manusia hidup dan bergerak di Bumi. Teori ini pertama kali diajukan oleh seorang fisikawan asal Inggris.
Gaya gravitasi merupakan fenomena alam di mana semua objek yang memiliki massa atau energi di alam semesta saling tarik-menarik. Ini termasuk planet, bintang, galaksi dan cahaya.
Pada Matahari, gaya gravitasi menjadi penyebab planet dan objek lain tetap berada dalam orbit mereka di tata surya. NASA, Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat, menyatakan bahwa gaya gravitasi merupakan gaya tarik planet yang menarik objek lain ke arah pusatnya.
Menurut Kemdikbud, gaya gravitasi adalah gaya tarik-menarik antara suatu benda dengan pusat planet seperti yang terjadi di Bumi. Gaya ini muncul karena massa suatu benda yang selalu menarik objek lain yang juga memiliki massa. Pemahaman tentang gaya gravitasi juga melibatkan pengetahuan tentang hukum gravitasi Newton.
Fungsi Gaya Gravitasi
Gaya gravitasi dalam Fisika memiliki peran penting dalam menjaga stabilitas alam semesta dan mengatur pergerakan benda-benda di dalamnya. Sebelum masuk ke pembahasan rumus gaya gravitasi, berikut beberapa fungsi gaya gravitasi yang perlu diketahui:
1. Gravitasi Bulan
Meskipun kekuatan gaya gravitasi Bulan tidak sekuat Matahari, tapi perannya sangat vital. Gaya gravitasi Bulan memainkan peran utama dalam menyebabkan peristiwa pasang dan surut air laut, terutama saat Bulan berada dalam posisi yang sangat dekat dengan Bumi.
Pada saat tersebut, gaya gravitasi Bulan menarik air laut sehingga menciptakan fenomena pasang. Ini disebabkan oleh tarikan gravitasi kuat oleh Bulan terhadap air laut sehingga membentuk gelombang pasang yang terlihat di pesisir. Meskipun gaya gravitasi Bulan relatif lebih kecil daripada Matahari, dampaknya terhadap pasang surut air laut memiliki peran yang signifikan.
2. Gaya Matahari
Gaya tarik gravitasi dari Matahari memegang peranan krusial dalam menjaga planet, termasuk Bumi tetap berada dalam jalur orbitnya masing-masing. Dengan adanya gaya tarik ini, planet-planet tersebut melakukan gerakan revolusi yakni berputar mengelilingi Matahari sesuai dengan lintasan orbit yang telah ditentukan.
3. Gravitasi Bumi
Gaya gravitasi di berbagai bagian Bumi tidak konsisten karena bentuk Bumi yang tidak sempurna bulat. Variasi ini dipengaruhi oleh topografi dan distribusi massa di permukaan Bumi. Meskipun Bumi terlihat bulat dari jauh, dalam skala yang lebih dekat, terdapat ketidaksempurnaan yang mengakibatkan perbedaan kekuatan gravitasi di berbagai lokasi.
Rumus Gaya Gravitasi
Rumus gaya gravitasi dikenal sebagai hukum gravitasi Newton, digunakan untuk menghitung besar gaya tarik antara dua benda. Berikut rumusnya:
Keterangan:
f = gaya tarik-menarik (N)
m = massa benda (kg)
r = jarak kedua benda (m)
G = tetapan gravitasi umum
Contoh Soal:
Dua objek memiliki massa masing-masing 500 kg dan 800 kg. Jarak antara kedua objek tersebut adalah 10 meter. Hitunglah gaya gravitasi yang bekerja pada keduanya menggunakan hukum gravitasi Newton.
Penyelesaian:
Rumus gaya gravitasi Newton dapat dinyatakan sebagai FG=R2G⋅M1⋅M2, di mana:
FG adalah gaya gravitasi,
G adalah konstanta gravitasi universal (6,67×10−11N⋅m2/kg2),
M1 dan M2 adalah massa kedua benda,
R adalah jarak antara pusat massa keduanya.
Substitusi nilai ke dalam rumus:
FG= (6,67×10 pangkat−11N⋅m pangkat 2/kg pangkat 2)⋅(500kg)⋅(800kg)/(10m) pangkat 2
FG=3,335×10 pangkat −5 N⋅m pangkat 2/100 m pangkat 2
FG= 3,335×10 pangkat −7 N
FG=3,335×10 pangkat−7N
Jadi, gaya gravitasi antara kedua objek tersebut adalah 3,335×10 pangkat −7 N
Rumus gaya gravitasi memberikan cara untuk menghitung besarnya gaya tarik antara dua objek yang memiliki massa. Rumus yang dinyatakan oleh hukum gravitasi Newton ini menggambarkan hubungan antara massa kedua objek, jarak di antara pusat massa keduanya dan konstanta gravitasi universal (G).
