Hukum Gravitasi Newton

Hukum Gravitasi Newton menjelaskan bagaimana hubungan besar gaya yang timbul karena pengaruh gravitasi antar benda langit. Diketahui bahwa setiap benda di alam semesta mengalami gaya tarik-menarik. Adanya gaya tarik menarik tersebut memungkinkan planet-planet, satelit-satelit, dan benda-benda langit lainnya bergerak pada lintasannya. Tokoh yang pertama kali menyampaikan gagasan mengenai gaya tarik menarik adalah Isaac Newton dalam sebuah hukum yang dikenal Hukum Gravitasi Newton.

Gagasan yang disampaikan Newton menyatakan hubungan gaya tarik menarik (F), massa benda (m), dan jarak antar benda (r). Pendapat tersebut disimpulkan melalui sebuah pernyataan bahwa antara dua benda terdapat gaya tarik-menarik yang berbanding lurus dengan massa setiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.

Aplikasi hukum gravitasi Newton dimanfaatkan untuk berbagai kepentingan seperti menghitung massa bumi, matahari, satelit, dan berbagai benda langit lainnya. Selain itu, hukum gravitasi Newton juga dimanfaatkan untuk mengetahui kecepatan satelit, jarak orbit satelit, dan kecepatan lepas satelit yang tepat agar dapat berada pada posisi yang diinginkan.

Hukum gravitasi Newton dapat digunakan untuk menghitung besar gaya yang terjadi pada benda tersebut. Salah satu contoh gaya gravitasi terdapat pada gaya tarik menarik antara bumi dengan bulan.

Baca Juga: Rumus Usaha (W) = Gaya (F) x Perpindahan (F * s)

Berapa besar gaya tarik menarik antara Bumi dan Bulan? Bagaimana cara mengetahui besar gaya tarik menarik benda langit menurut Hukum Gravitasi Newton? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.

Table of Contents

• Rumus Gaya Gravitasi Newton
• Contoh Soal dan Pembahasan
  • Contoh 1 – Soal Hukum Gravitasi Newton
  • Contoh 2 – Soal Hukum Gravitasi Newton
  • Contoh 3 – Hukum Gravitasi Newton
  • Contoh 4 -Soal Hukum Gaya Gravitasi Newton

Rumus Gaya Gravitasi Newton

Bunyi hukum gaya gravitasi antara dua benda menyatakan persamaan besar gaya tarik menarik yang sebanding dengan hasil kali massa benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak keduanya. Sehingga, semakin besar massa masing-masing benda akan membuat besar gaya gravitasi semakin besar pula. Sebaliknya, semakin jauh jarak antara kedua benda akan membuat besar nilai gaya gravitasi semakin kecil.

Secara matematis, hukum gravitasi Newton dinyatakan melalui sebuah rumus gaya gravitasi seperti berikut.

Antara Bumi dan benda-benda langit lain terdapat gaya gravitasi yang besarnya dapat diketahui melalui persamaan di atas. Misalkan massa Bumi dinyatakan sebagai M, massa suatu benda langit adalah m, dan jarak antara bumi dan benda langit tersebut adalah r. Besar gaya gravitasi antara Bumi dan benda langit tersebut memenuhi persamaan berikut.

Baca Juga: Hukum Newton dalam Kehidupan Sehari – Hari

Contoh Soal dan Pembahasan

Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk mengukur sebarapa besar pemahaman terkait bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasan soal. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat berlatih!

Contoh 1 – Soal Hukum Gravitasi Newton

Tiga benda masing-masing bermassa m_A = 4,5 kg; m_B = 2 kg; dan m_C = 8 kg terletak pada satu garis lurus. Diketahui jarak A – B adalah 30 cm dan jarak B – C = 40 cm. Besar gaya gravitasi yang dialami benda B yang terletak di antara benda A dan benda C adalah ….
A. 100 N
B. 75 N
C. 25 N
D. 6 N
E. 0 N

Pembahasan:
Berdasarkan keterangan pada soal dapat diperoleh informasi seperti berikut.

• Massa benda A: m_A = 4,5 kg
• Massa benda B: m_B = 2 kg
• Massa benda C: m_C = 8 kg
• Jarak A – B: r_AB = 30 cm = 0,3 m
• Jarak B – C: r_AC = 40 cm = 0,4 m

Menghitung besar gaya gravitasi yang dialami benda B yang terletak di antara benda A dan benda C.

Jadi, besar gaya gravitasi yang dialami benda B yang terletak di antara benda A dan benda C adalah 0 N.

Jawaban: E

Contoh 2 – Soal Hukum Gravitasi Newton

Perhatikan gambar 3 buah bola bermassa menempati sudut sudut segitiga siku-siku ABC seperti gambar di bawah!

Diketahui bahwa konstanta gravitasi umum dinyatakan dalam G. Besar gaya gravitasi yang bekerja pada bola B adalah ….
A. 6,25 × 10^–10 N
B. 8,25 × 10^–10 N
C. 12,25 × 10^–10 N
D. 25,25 × 10^–10 N
E. 50,25 × 10^–10 N

Pembahasan:
Berdasarkan keterangan pada soal dapat diperoleh informasi-informasi seperti berikut.

• Massa bola A: m_A = 16 kg
• Massa bola B: m_B = 9 kg
• Massa bola C: m_C = 16 kg
• Jarak B ke A: r_BA = 3 m
• Jarak A ke C: r_AC = 5 m

Menghitung jarak B ke C (r_BC):
r_AC² = r_BA² + r_BC²
5² = 3² + r_BC²
25 = 9 + r_BC²
r_BC² = 25 – 9
r_BC² = 16
r_BC = √16 = 4 m

Menghitung gaya Gravitasi pada bola B karena pengaruh bola A (F_BA):

Menghitung gaya Gravitasi pada bola B karena pengaruh bola C (F_BC):

Menghitung resultan gaya gravitasi pada benda B (F_B):

Jadi, gaya gravitasi yang bekerja pada bola B adalah 12,25 × 10^–10 N.

Jawaban: C

Contoh 3 – Hukum Gravitasi Newton

Bila berat benda di permukaan bumi adalah w newton, maka berat benda tersebut di luar bumi yang jauhnya 3R dari pusat bumi adalah … newton. (R = jari-jari bumi)
A. w
B. ¹/₃w
C. ¹/₄w
D. ¹/₉w
E. ¹/₁₆w

Pembahasan:
Misalkan benda yang terletak di luar bumi adalah titik x,

• Jarak x ke pusat bumi: r_x = 3R
• Berat benda di permukaan bumi: w = w newton

Menghitung berat benda di x (w_x):

Jadi, berat benda tersebut di luar bumi yang jauhnya 3R dari pusat bumi adalah ¹/₉ w newton.

Jawaban: D

Contoh 4 -Soal Hukum Gaya Gravitasi Newton

Pembahasan:
Perbandingan antara gravitasi A dan B:

Menentukan nilai perbandingan percepatan gravitasi g_A dan g_B:

Jadi, perbandingan gaya sesuai hukum gravitasi Newton adalah g_A= g_B adalah 2 : 9.

Jawaban: B

Demikianlah tadi ulasan materi hukum gravitasi Newton yang dilengkapi dengan contoh soal dan pembahasannya. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.

Baca Juga: Gaya Lorentz