Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

MEDAN GRAVITASI



 
 

13.4 Medan Gravitasi


Ketika Newton menerbitkan teori gravitasi universal, itu dianggap sukses karena memuaskan dalam hal menjelaskan gerakan planet. Ini mewakili bukti kuat bahwa hukum yang sama yang menggambarkan fenomena di Bumi dapat digunakan pada benda-benda besar seperti planet dan seluruh alam semesta. Sejak 1687, teori Newton telah digunakan untuk menjelaskan gerakan komet, defleksi keseimbangan Cavendish, orbit bintang biner, dan rotasi galaksi. Namun demikian, sezaman baik Newton dan penerusnya merasa sulit untuk menerima konsep gaya yang bertindak di kejauhan. Mereka bertanya bagaimana itu mungkin bagi dua benda seperti Matahari dan Bumi untuk berinteraksi ketika mereka tidak bersentuhan satu sama lain. Newton sendiri tidak bisa menjawab pertanyaan itu.

Sebuah pendekatan untuk menggambarkan interaksi antara benda-benda yang tidak bersentuhan datang setelah kematian Newton. Pendekatan ini memungkinkan kita untuk melihat interaksi gravitasi dengan cara yang berbeda, dengan menggunakan konsep medan gravitasi yang ada di setiap titik dalam ruang. Ketika sebuah partikel dengan massa m ditempatkan pada titik di mana medan gravitasi g, partikel mengalami gaya Fg = mg. Dengan kata lain, kita bayangkan bahwa medan memberikan gaya pada partikel lebih besar daripada memperhatikan interaksi langsung antara dua partikel. Medan gravitasi g didefinisikan sebagai:
g = Fg/m                                                                             (13.9)

Artinya, medan gravitasi pada suatu titik dalam ruang sama dengan gaya gravitasi yang dialami oleh partikel uji yang ditempatkan pada saat itu dibagi dengan massa partikel uji. Kita menyebutnya obyek yang menciptakan medan sumber partikel. (Meskipun Bumi bukan partikel, adalah mungkin untuk menunjukkan bahwa kita dapat memodelkan Bumi sebagai partikel untuk tujuan menemukan medan gravitasi yang diciptakan.) Perhatikan bahwa kehadiran partikel uji tidak diperlukan untuk medan eksis: partikel sumber menciptakan medan gravitasi. Kita bisa mendeteksi keberadaan medan dan mengukur kekuatannya dengan menempatkan partikel uji pada medan dan mencatat gaya yang bekerja padanya. Pada dasarnya, kita menjelaskan "efek" bahwa setiap objek (dalam hal ini, Bumi) telah di ruang kosong di sekitar itu sendiri dalam hal gaya yang akan hadir jika objek kedua berada di suatu tempat di ruang tersebut.

Sebagai contoh bagaimana konsep medan bekerja, perhatikan obyek bermassa m dekat permukaan bumi. Karena gaya gravitasi yang bekerja pada benda memiliki kekuatan GMEm/r2 (. Lihat Persamaan 13.4), medan g pada jarak r dari pusat bumi adalah:

 
g = Fg/m = - 
(GME/r2) r                                                (13.10)

di mana tanda negatif menunjukkan bahwa titik-titik yang menuju pusat bumi seperti yang diilustrasikan pada Gambar 13.9a dan r adalah vektor satuan menunjuk radial keluar dari Bumi. Vektor  di berbagai titik di sekitar bumi bervariasi di kedua arah dan besarnya. Di wilayah kecil dekat permukaan bumi, medan gravitasi g adalah mendekati konstan dan seragam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 13.9b. Persamaan 13.10 berlaku pada semua titik di luar permukaan bumi, dengan asumsi Bumi berbentuk bola. Di permukaan bumi, di mana r =RE, g memiliki besaran 9,80 N / kg. (Unit N/kg sama dengan m/s2.) (Serway, 2010:384-385).

Post a comment for "MEDAN GRAVITASI"

Berlangganan via Email