Penerapan hukum gravitasi Newton dalam kehidupan sehari-hari.
foto: freepik.com
BACA JUGA :
Rumus hukum pascal, beserta pengertian, cara menghitung, dan contoh soal
Hukum gravitasi Newton juga memiliki banyak penerapan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut adalah beberapa contoh penerapan hukum gravitasi Newton dalam kehidupan sehari-hari:
1. Jatuhnya benda-benda ke permukaan bumi.
Ini adalah contoh paling sederhana dari hukum gravitasi Newton. Ketika kita melempar atau menjatuhkan sesuatu, benda tersebut akan jatuh ke tanah karena adanya gaya gravitasi antara benda tersebut dan bumi. Contohnya adalah buah apel yang jatuh dari pohon ke semak di bawah pohon, kelereng yang menggelinding di atas meja lalu jatuh ke lantai, dan bola yang dilempar ke atas akan jatuh kembali ke tanah.
BACA JUGA :
Rumus tegangan elastisitas, pahami pengertian dan cara pengerjaan soalnya
2. Gerak orbit benda-benda langit.
Hukum gravitasi Newton juga menjelaskan mengapa benda-benda langit berputar mengelilingi benda lainnya. Gaya gravitasi antara dua benda langit menyebabkan mereka saling menarik dan bergerak dalam lintasan elips. Contohnya adalah gerak orbit bumi mengelilingi matahari, gerak orbit bulan mengelilingi bumi, dan gerak orbit satelit buatan mengelilingi bumi.
3. Pasang surut air laut.
Hukum gravitasi Newton juga mempengaruhi naik turunnya air laut secara periodik. Ini disebabkan oleh gaya gravitasi antara air laut, bulan, dan matahari. Gaya gravitasi bulan lebih besar daripada matahari karena jaraknya lebih dekat dengan bumi. Gaya gravitasi bulan menarik air laut di sisi bumi yang menghadap bulan dan di sisi yang berlawanan, sehingga menyebabkan pasang air laut. Sementara itu, gaya gravitasi matahari menarik air laut di sisi bumi yang menghadap matahari dan di sisi yang berlawanan, sehingga menyebabkan surut air laut.
4. Efek peluruhan waktu.
Hukum gravitasi Newton juga berkaitan dengan konsep relativitas umum yang dikembangkan oleh Albert Einstein. Konsep ini menyatakan bahwa waktu berjalan lebih lambat di tempat yang memiliki gaya gravitasi lebih besar daripada tempat yang memiliki gaya gravitasi lebih kecil. Ini berarti bahwa jam atom di permukaan bumi akan berdetak lebih lambat daripada jam atom di orbit satelit. Hal ini juga berarti bahwa orang yang tinggal di gunung akan menua lebih cepat daripada orang yang tinggal di dataran rendah.
5. Lubang hitam.
Hukum gravitasi Newton juga dapat menjelaskan fenomena lubang hitam, yaitu benda langit yang memiliki massa sangat besar dan rapat sehingga tidak ada cahaya yang dapat keluar darinya. Gaya gravitasi lubang hitam sangat kuat sehingga bahkan cahaya pun tidak dapat melarikan diri dari tarikannya. Lubang hitam terbentuk ketika sebuah bintang besar runtuh karena tidak dapat menahan tekanan dari gaya gravitasinya sendiri.
Contoh soal rumus gravitasi Newton dan pembahasannya.
foto: freepik.com
Berikut adalah lima contoh soal tentang rumus hukum gravitasi Newton dan jawabannya:
1. Dua buah bola bermassa masing-masing 2 kg dan 3 kg berjarak 5 m. Berapakah gaya gravitasi yang bekerja pada kedua bola tersebut? (Konstanta gravitasi umum = 6,67 x 10^-11 Nm^/kg)
Jawaban:
Gaya gravitasi antara dua benda bermassa m1 dan m2 yang berjarak r adalah:
F = G x (m1 x m2) / r
Maka, gaya gravitasi antara kedua bola adalah:
F = (6,67 x 10^-11) x (2 x 3) / 5
F = 4,002 x 10^-11 N
2. Bumi bermassa 6 x 10^24 kg dan bulan bermassa 7,4 x 10^22 kg berjarak 3,84 x 10^8 m. Berapakah gaya gravitasi yang bekerja pada bumi dan bulan?
(Konstanta gravitasi umum = 6,67 x 10^-11 Nm/kg)
Jawaban:
Gaya gravitasi antara bumi dan bulan adalah:
F = (6,67 x 10^-11) x (6 x 10^24 x 7,4 x 10^22) / (3,84 x 10^8)
F = 1,98 x 10^20 N
3. Sebuah satelit bermassa 500 kg mengorbit di sekitar bumi dengan jari-jari orbit 6,4 x 10^6 m. Berapakah kecepatan satelit tersebut? (Massa bumi = 6 x 10^24 kg, konstanta gravitasi umum = 6,67 x 10^-11 Nm/kg)
Jawaban:
Kecepatan satelit yang mengorbit di sekitar bumi dengan jari-jari orbit r adalah:
v = (G x M / r)
Maka, kecepatan satelit tersebut adalah:
v = ((6,67 x 10^-11) x (6 x 10^24) / (6,4 x 10^6))
v = (6247,5)
v = 79,04 m/s
4. Sebuah planet bermassa M dan jari-jari R memiliki percepatan gravitasi di permukaannya sebesar g. Berapakah percepatan gravitasi di ketinggian h di atas permukaan planet tersebut? (Konstanta gravitasi umum = G)
Jawaban:
Percepatan gravitasi di permukaan planet adalah:
g = G x M / R
Percepatan gravitasi di ketinggian h di atas permukaan planet adalah:
g' = G x M / (R + h)
Maka, hubungan antara g dan g' adalah:
g' = g / (1 + h/R)
5. Sebuah roket bermassa m lepas landas dari permukaan bumi dengan percepatan a. Berapakah gaya dorong yang diberikan oleh roket tersebut? (Massa bumi = M, jari-jari bumi = R, konstanta gravitasi umum = G)
Jawaban:
Gaya dorong yang diberikan oleh roket adalah:
F = ma + mg
Di mana g adalah percepatan gravitasi di permukaan bumi, yaitu:
g = G x M / R
Maka, gaya dorong yang diberikan oleh roket adalah:
F = ma + m(G x M / R)
F = m(a + G x M / R)