Perbandingan Kuat Medan Gravitasi Bumi Untuk Dua Benda

Alumnice.co – Perbandingan Kuat Medan Gravitasi Bumi Untuk Dua Benda

Edutafsi.com – Contoh soal dan pembahasan tentang gravitasi, menentukan perbandingan kuat medan gravitasi di ketinggian tertentu di atas bumi. Contoh #1 : Sebuah benda bermassa m1
berada di atas permukaan bumi dan benda bermassa m2
berada pada ketinggian ½R dari permukaan bumi. Jika R adalah jari-jari bumi, maka perbandingan kuat medan gravitasi bumi untuk benda pertama dan benda kedua adalah ……
A. g1 : g2 = 9 : 4
B. g1 : g2 = 4 : 9
C. g1 : g2 = 3 : 2
D. g1 : g2 = 2 : 3
E. g1 : g2 = 1 : 2

Pembahasan :

Dik : R1
= R, R2
= R + ½R = 3/2R
Dit : g1
: g2
= …. ?

Untuk menyelesaikan soal ini, Sobat Tafsi harus memahami kembali konsep gravitasi terutama mengenai kuat medan gravitasi dan gaya gravitasi.

Ketika dua benda bermassa terpisah pada jarak tertentu, maka pada kedua benda akan berlangsung gaya tarik-menarik yang disebut gaya gravitasi.

Besar gaya gravitasi yang dialami oleh benda berbanding lurus dengan hasil kali massa kedua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak mereka.

Artinya, semakin besar massa kedua benda maka semakin besar gaya gravitasi yang dialami. Sebaliknya, semakin besar jarak kedua benda semakin kecil gaya gravitasinya.

Meskipun sebanding dengan hasil kali massa benda, namun gaya gravitasi ini umumnya bernilai sangat kecil untuk benda yang masanya kecil.

Untuk benda bermassa besar seperti matahari, bumi, dan planet, gaya gravitasi yang dihasilkan akan lebih besar dan mempengaruhi benda lainnya.

Gaya gravitasi yang dialami oleh suatu benda juga sebanding dengan besarnya kuat medan gravitasi di tempat benda tersebut berada.

Medan gravitasi adalah daerah di mana suatu benda masih dapat mengalami gaya gravitasi. Benda bermassa besar biasanya memiliki medan gravitasi yang cukup kuat.

Baca :   Tanaman Yang Cocok Untuk Kamar Mandi

Kuat medan gravitasi sebanding dengan massa benda (biasanya yang menghasilkan medan gravitasi adalah benda bemassa besar) dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.

Keterangan :
g = kuat medan gravitasi (N/kg)
G = tetapan umum gravitasi (6,672 x 10-11
N m2/kg2)
m = massa yang menghasilkan medan gravitasi (kg)
r = jarak suatu benda dari pusat gravitasi (m).

Benda bermassa besar seperti bumi, matahari, atau planet, memiliki medan gravitasi yang cukup kuat sehingga dapat dirasakan oleh benda-benda di sekitarnya.

Nah, sekarang mari kita kembali ke soal. Pada soal disebutkan ada dua benda bermassa m1
dan m2
yang posisinya berbeda di atas permukaan bumi.

Perhatikan bahwa pada kasus ini, yang memiliki medan gravitasi adalah bumi. Jadi, massa yang digunakan untuk menghitung kuat gravitasi adalah massa bumi bukan m1
atau m2.

Dik : R1 = R, R2 = R + ½R = 3/2R, mbumi
= m
Dit : g1 : g2 = …. ?

Berdasarkan rumus kuat medan gravitasi, maka berlaku perbandingan:

g1  = G.m/R1
2
g2 G.m/R2
2
g1  = G.m  . R2
2
g2 R1
2
G.m

⇒ g1 : g2 = R2
2/R1
2

⇒ g1 : g2 = 9 : 4

Jadi, perbandingan kuat medan gravitasi untuk benda pertama dan benda kedua adalah 9 : 4.

Tips Edutafsi:

Untuk soal perbandingan seperti di atas, Sobat Tafsi dapat menggunakan prinsip perbandingan senilai atau perbandingan berbalik nilai.

Intinya, jika ada besaran yang sama maka bisa ditiadakan. Kemudian, jika dua besaran berbanding terbalik maka posisinya bertukar.

Pada soal di atas ada dua besaran yang sama, yaitu tetapan gravitasi G dan massa bumi m. Jadi, kedua besaran tersebut dapat kita abaikan karena akan saling meniadakan dalam perhitungan.

Jadi, perbandingan kuat medan gravitasi untuk benda pertama dan kedua hanya bergantung pada kuadrat jarak mereka ke pusat bumi.

Karena kuat medan graviasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak (g = 1/R2), maka berlaku perbandingan:

Baca :   Gradien Garis Yang Tegak Lurus Dengan Garis

Pada persamaan di atas, perhatikan bahwa posisi g dan R sudah berbanding terbalik.

Jika g1
pada sumbu kiri berada di atas, maka R1
pada sumbu kanan berada di bawah. Karena pada sumbu kiri g2
berada di bawah, maka R2
pada sumbu kanan berada di atas.

Dengan demikian diperoleh:

⇒ g1 : g2 = 9 : 4

Jadi, perbandingan kuat medan gravitasi di atas permukaan bumi dengan ketinggian 1/2R di atas permukaan bumi adalah 9 : 4.

Jawaban : A

Baca juga : Kumpulan Soal tentang Gravitasi.

Demikian pembahasan contoh soal tentang gravitasi, yaitu menentukan perbandingan kuat medan gravitasi di dua titik berbeda di atas permukaan bumi.

Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi membagikannya ke teman-teman kalian melalui tombol share sosial media yang kalian punya.

Untuk pembahasan contoh soal lainnya tentang gravitasi dapat Kalian lihat di menu contoh soal fisika atau melalui tombol kategori contoh gravitasi di bawah ini.

Kalau Sobat Tafsi masih bingung atau belum paham dengan pembahasan di atas, silahkan share pertanyaan kalian di komentar, kami akan coba menjelaskannya.

Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.

Perbandingan Kuat Medan Gravitasi Bumi Untuk Dua Benda

Sumber: https://www.edutafsi.com/2019/02/contoh-soal-menentukan-perbandingan-kuat-medan-gravitasi.html

Check Also

Cara Membuat Alat Pembengkok Besi Manual

Alumnice.co – Cara Membuat Alat Pembengkok Besi Manual Besi beton telah menjadi bagian yang hampir …