Home BAHAN BELAJAR FISIKA Menentukan Resultan Gaya Gravitasi Untuk Benda Segaris

Menentukan Resultan Gaya Gravitasi Untuk Benda Segaris

by CerdaskanKita

– Resultan gaya gravitasi merupakan besar gaya gravitasi total yang dialami oleh suatu benda tanggapan gaya tarik dari benda-benda di dekatnya. Misal benda A berada di antara benda B dan benda C, maka resultan gaya gravitasi yang dialami oleh benda A merupakan jumlah dari gaya gravitasi yang diberikan oleh benda B dan gaya gravitasi yang diberikan oleh benda C. Resultan gaya gravitasi mengikuti prinsip penjumlahan vektor sesampai lalu kita harus memperhatikan arah gaya yang dialami benda. Ada sedikit kondisi yang paling umum dalam pembahasan resultan gaya gravitasi, adalah tiga benda segaris, tiga benda pada sudut segitiga, tiga benda pada sudut persegi, dan sebagainya. Pada hari ini ini, Bahan mencar ilmu sekolah akan membahas cara memilih resultan gaya gravitasi untuk benda yang berada segaris.

Rumus Gaya Gravitasi

Gaya gravitasi merupakan gaya tarik-menarik dari dua massa yang terpisah pada jarak tertentu. Besar gaya gravitasi berbanding lurus dengan hasil kali massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda tersebut. Artinya, semakin akrab jarak dua benda, maka semakin besar gaya tarik menariknya.

Dalam pembahasan gaya gravitasi, yang perlu kita perhatikan merupakan bagaimana penentuan jarak antara dua benda. Jarak antar dua massa bukan dihitung dari permukaan benda melainkan dari sentra massanya. Itu artinya saat suatu benda berada di permukaan planet jarak keduanya sama dengan jari-jari planet.

Dalam rumus gaya gravitasi terdapat faktor pengali berupa nilai tetapan yang biasan disebut sebagai tetapan umum gravitasi. Secara matematis, besar gaya gravitasi yang dialami oleh suatu benda sanggup dihitung dengan rumus berikut:

Baca Juga:   Kumpulan Rumus Momen Inersia Untuk Beberapa Benda Khusus
F = G M.m
r2

Keterangan :
F = gaya gravitasi (N)
G = tetapan umum gravitasi (N m2/kg2)
M = massa benda pertama (kg)
m = massa benda kedua (kg)
r = jarak antara kedua benda (m).

Jika dihubungkan dengan besar lengan berkuasa medan gravitasi, maka gaya gravitasi yang dialami oleh sebuah benda sama dengan hasil kali massa benda dengan besar lengan berkuasa medan gravitasi di daerah benda berada. Misal benda A berada di planet B, maka gaya gravitasi yang dialami oleh benda A sama dengan hasil kali massa A dengan besar lengan berkuasa medan gravitasi di planet B.

Rumus besar lengan berkuasa medan gravitasi di permukaan suatu planet merupakan:

g = G M
r2

Keterangan :
g = besar lengan berkuasa medan gravitasi (N/kg atau m/s2)
G = tetapan umum gravitasi (N m2/kg2)
M = massa planet yang menjadikan medan gravitasi (kg)
r = jarak permukaan ke sentra planet atau jari-jari planet (m).

Dari kedua rumus di atas, maka sanggup kita lihat hubungan antara gaya gravitasi (F) dengan besar lengan berkuasa medan gravitasi (g), adalah sebagai berikut:
⇒ F = G (M.m)/r2
⇒ F = m . GM/r2
⇒ F = m. g
⇒ F = W

Dari pembagian terstruktur mengenai di atas sanggup kita simpulkan bahwa gaya gravitasi yang dialami oleh suatu benda sama dengan hasil kali massa dengan percepatan gravitasi. Dengan demikian, gaya gravitasi yang dialami oleh suatu benda sama dengan berat benda tersebut.

Resultan Gaya Gravitasi yang Dialami Oleh Benda

Pada hari ini ini kita akan membahas bagaimana menentuan resultan gaya gravitasi yang dialami oleh sebuah benda apabila benda tersebut berada pada satu garis dengan dua benda lainnya. Sebagai pola kita hanya akan memakai tiga benda. Untuk jumlah benda atau titik yang lebih kaya, prinsipnya sama saja adalah menurut penjumlahan vektor.

 Resultan gaya gravitasi merupakan besar gaya gravitasi total yang dialami oleh suatu benda a MENENTUKAN RESULTAN GAYA GRAVITASI UNTUK BENDA SEGARIS

#1 Benda Berada di Sebelah Kiri
Jika tiga benda A, B, dan C berada pada satu garis dan terpisah pada jarak tertentu menyerupai terlihat pada gambar di atas.

Baca Juga:   Pengaruh Posisi Benda Terhadap Sifat Bayangan Cermin Cekung

Untuk memilih resultan gaya gravitasi yang dialami oleh benda A, maka sebagai alat bantu kita sanggup menggambarkan arah gaya gravitasi yang dialami oleh benda A tanggapan benda B dan benda C. Berikut ilustrasi arah gaya yang dialami oleh benda A.

 Resultan gaya gravitasi merupakan besar gaya gravitasi total yang dialami oleh suatu benda a MENENTUKAN RESULTAN GAYA GRAVITASI UNTUK BENDA SEGARIS

Dari gambar di atas sanggup kita lihat bahwa benda B menarik benda A dengan arah gaya ke kanan. Begitupula benda C menarik benda A dengan arah yang sama adalah ke kanan. Itu artinya gaya yang diberikan benda B dan C kepada benda A searah.

Gaya tarik menarik antara A dan B:

FAB = G mA.mB
RAB2

Gaya tarik menarik antara A dan C:

FAC = G mA.mC
RAC2

Karena searah, maka resultan gayanya merupakan:
⇒ FA = FAB + FAC
⇒ FA = G.(mA.mB)/RAB2 + G.(mA.mC)/RAC2

Karena gaya tarik dari benda B dan benda C sama-sama ke kanan, maka arah resultan gaya gravitasi yang dialami oleh benda A juga ke kanan.

#2 Benda Berada di Bagian Tengah
Pada pola gambar di atas, benda yang berada di tengah merupakan benda B. Resultan gaya gravitasi yang dialami oleh benda B sanggup dilhat dari gambar arah gaya-gayanya sebagai berikut:

 Resultan gaya gravitasi merupakan besar gaya gravitasi total yang dialami oleh suatu benda a MENENTUKAN RESULTAN GAYA GRAVITASI UNTUK BENDA SEGARIS

Dari gambar di atas, sanggup kita lihat bahwa benda A menarik benda B dengan arah gaya ke kiri lagikan benda C menarik benda B dengan arah gaya ke kanan. Itu artinya, gaya yang diberikan oleh benda A berlawanan arah dengan gaya yang diberikan oleh benda C.

Gaya tarik menarik antara B dan A:

FBA = FAB = G mA.mB
RAB2

Gaya tarik menarik antara B dan C:

FBC = G mB.mC
RBC2

Karena berlawanan arah, maka resultan gayanya merupakan:
⇒ FB = FBA − FBC
⇒ FB = G.(mA.mB)/RAB2 − G.(mB.mC)/RBC2

Arah resultan gaya gravitasi yang dialami oleh benda B bergantung pada besar gaya yang diberikan oleh benda A dan benda C. Jika gaya tarik dari benda C lebih besar lengan berkuasa dari benda A maka arah resultan gaya yang dialami benda B merupakan ke kanan. Sebaliknya, apabila gaya tarik benda A lebih kuat, arahnya ke kiri.

Baca Juga:   Ciri-Ciri Lensa Cembung Dan Kegunaannya Sehari-Hari

#3 Benda Berada di Sebelah Kanan
Untuk benda C yang berada di sebelah kanan, maka garis arah gaya yang bekerja pada benda C sanggup dilihat dari gambar berikut ini.

 Resultan gaya gravitasi merupakan besar gaya gravitasi total yang dialami oleh suatu benda a MENENTUKAN RESULTAN GAYA GRAVITASI UNTUK BENDA SEGARIS

Dari gambar sanggup dilihat bahwa arah gaya yang diberikan oleh benda A searah dengan arah gaya yang diberikan oleh benda B, adalah sama-sama ke kiri.

Gaya tarik menarik antara C dan A:

FCA = FAC = G mA.mC
RAC2

Gaya tarik menarik antara C dan B:

FCB = FBC = G mB.mC
RBC2

Karena searah, maka resultan gayanya merupakan:
⇒ FC = FCA − FCB
⇒ FC = G.(mA.mC)/RAC2 − G.(mB.mC)/RBC2

Karena kedua gaya yang dialami oleh benda C sama-sama ke kiri, maka arah resultan gaya gravitasi yang dialami oleh benda C juga ke kiri.

CONTOH TERKAIT

  • (Gunakan √2 = 1,4) Empat buah bola yang masing-masing bermassa 10 kg diletakkan pada sudut-sudut persegi yang panjang sisinya 1 m. Besar gaya gravitasi total yang dialami oleh salah satu benda dalam G merupakan …
    A. 190 G
    B. 190 G
    C. 190 G
    D. 190 G
    E. 190 G

You may also like