Gravitasi adalah salah satu kekuatan dasar fisika. Aspek yang paling penting dari gravitasi adalah bahwa itu adalah universal: semua benda memiliki gaya gravitasi yang menarik benda lain kepada mereka. Gaya gravitasi yang bekerja pada benda apapun bergantung pada massa kedua benda dan jarak antara keduanya.
Langkah
Bagian 1 dari 2: Menghitung Gaya Gravitasi Antara Dua Benda
Langkah 1. Tentukan persamaan gaya gravitasi yang menarik suatu benda, Fberat = (Gm1M2)/D2.
Untuk menghitung gaya gravitasi pada suatu benda dengan tepat, persamaan ini memperhitungkan massa kedua benda dan seberapa jauh jarak benda satu sama lain. Variabel didefinisikan di bawah ini.
- Fberat adalah gaya karena gravitasi
- G adalah konstanta gravitasi universal 6,673 x 10-11 Nm2/kg2
- M1 adalah massa benda pertama
- M2 adalah massa benda kedua
- d adalah jarak antara pusat dua benda
- Terkadang Anda akan melihat huruf r bukannya huruf d. Kedua simbol mewakili jarak antara dua objek.
Langkah 2. Gunakan satuan metrik yang tepat
Untuk persamaan khusus ini, Anda harus menggunakan satuan metrik. Massa benda harus dalam kilogram (kg) dan jaraknya harus dalam meter (m). Anda harus mengonversi ke satuan ini sebelum melanjutkan penghitungan.
Langkah 3. Tentukan massa benda yang dimaksud
Untuk benda yang lebih kecil, Anda dapat menimbangnya dengan timbangan atau timbangan untuk menentukan beratnya dalam gram. Untuk objek yang lebih besar, Anda harus mencari perkiraan massa di tabel atau online. Dalam masalah fisika, massa benda umumnya akan diberikan kepada Anda.
Langkah 4. Ukur jarak antara dua benda
Jika Anda mencoba menghitung gaya gravitasi antara suatu benda dan bumi, Anda perlu menentukan seberapa jauh benda tersebut dari pusat bumi.
- Jarak dari permukaan bumi ke pusat kira-kira 6,38 x 106 M.
- Anda dapat menemukan tabel dan sumber daya lainnya secara online yang akan memberi Anda perkiraan jarak pusat bumi ke objek pada berbagai ketinggian di permukaan.
Langkah 5. Selesaikan persamaan
Setelah Anda mendefinisikan variabel persamaan Anda, Anda dapat memasukkannya dan menyelesaikannya. Pastikan bahwa semua unit Anda dalam metrik dan pada skala yang tepat. Massa harus dalam kilogram dan jarak dalam meter. Selesaikan persamaan menggunakan urutan operasi yang tepat.
- Contoh: Tentukan gaya gravitasi pada orang 68 kg di permukaan bumi. Massa bumi adalah 5,98 x 1024 kg.
- Pastikan semua variabel Anda memiliki unit yang tepat. M1 = 5,98 x 1024 kg, m2 = 68 kg, G = 6,673 x 10-11 Nm2/kg2, dan d = 6,38 x 106 M
- Tulis persamaan Anda: Fberat = (Gm1M2)/D2 = [(6.67 x 10-11) x 68 x (5,98 x 1024)]/(6,38 x 106)2
- Kalikan massa kedua benda bersama-sama. 68 x (5,98 x 1024) = 4,06 x 1026
- Kalikan hasil kali m1 dan saya2 oleh konstanta gravitasi G. (4,06x1026) x (6,67 x 10-11) = 2,708 x 1016
- Kuadratkan jarak antara dua benda. (6,38x106)2 = 4,07 x 1013
- Bagi hasil dari G x m1 x m2 dengan jarak kuadrat untuk menemukan gaya gravitasi dalam Newton (N). 2,708x1016/4,07x1013 = 665 N
- Gaya gravitasi adalah 665 N.
Bagian 2 dari 2: Menghitung Gaya Gravitasi di Bumi
Langkah 1. Memahami Hukum Kedua Newton tentang Gerak, F = ma
Hukum kedua Newton tentang gerak menyatakan bahwa benda apa pun akan berakselerasi ketika ditindaklanjuti oleh gaya bersih atau tidak seimbang. Dengan kata lain, jika gaya yang bekerja pada benda lebih besar daripada gaya yang bekerja dalam arah yang berlawanan, benda akan dipercepat ke arah gaya yang lebih besar.
- Hukum ini dapat diringkas dengan persamaan F = ma, di mana F adalah gaya, m adalah massa benda, dan a adalah percepatan.
- Dengan menggunakan hukum ini, kita dapat menghitung gaya gravitasi benda apa pun di permukaan bumi, menggunakan percepatan gravitasi yang diketahui.
Langkah 2. Mengetahui percepatan gravitasi di bumi
Di bumi, gaya gravitasi menyebabkan benda dipercepat dengan laju 9,8 m/s2. Di permukaan bumi, kita dapat menggunakan persamaan yang disederhanakan Fberat = mg untuk menghitung gaya gravitasi.
Jika Anda menginginkan pendekatan gaya yang lebih tepat, Anda masih dapat menggunakan persamaan di atas, Fberat = (GMbumim)/d2 untuk menentukan gaya gravitasi.
Langkah 3. Gunakan satuan metrik yang tepat
Untuk persamaan khusus ini, Anda harus menggunakan satuan metrik. Massa benda harus dalam kilogram (kg) dan percepatannya harus dalam meter per detik kuadrat (m/s2). Anda harus mengonversi ke satuan ini sebelum melanjutkan penghitungan.
Langkah 4. Tentukan massa benda yang dimaksud
Untuk benda yang lebih kecil, Anda dapat menimbangnya dengan timbangan atau timbangan untuk menentukan beratnya dalam kilogram (kg). Untuk objek yang lebih besar, Anda harus mencari perkiraan massa di tabel atau online. Dalam masalah fisika, massa benda umumnya akan diberikan kepada Anda.
Langkah 5. Selesaikan persamaannya
Setelah Anda mendefinisikan variabel persamaan Anda, Anda dapat memasukkannya dan menyelesaikannya. Pastikan bahwa semua unit Anda dalam metrik dan pada skala yang tepat. Massa harus dalam kilogram dan jarak dalam meter. Selesaikan persamaan menggunakan urutan operasi yang tepat.
- Mari kita gunakan persamaan yang sama dari atas dan lihat seberapa dekat perkiraannya. Tentukan gaya gravitasi pada orang 68 kg di permukaan bumi.
- Pastikan semua variabel Anda memiliki satuan yang tepat: m = 68 kg, g = 9,8 m/s2.
- Tulis persamaan Anda. Fberat = mg = 68*9,8 = 666 N.
- Dengan F = mg gaya gravitasi adalah 666 N, sedangkan menggunakan persamaan yang lebih tepat menghasilkan gaya 665 N. Seperti yang Anda lihat, nilai-nilai ini hampir identik.
Video - Dengan menggunakan layanan ini, beberapa informasi dapat dibagikan dengan YouTube
Tips
- Kedua rumus ini seharusnya memberikan hasil yang sama, tetapi rumus yang lebih pendek lebih mudah digunakan saat membahas objek di permukaan planet.
- Gunakan rumus pertama jika Anda tidak mengetahui percepatan gravitasi di sebuah planet atau jika Anda menentukan gaya gravitasi antara dua benda yang sangat besar seperti bulan dan planet.
