Posted by #1 Faktor Ketinggian
Ketika sebuah benda berada di permukaan bumi, maka jarak antara benda dengan sentra bumi sama dengan jari-jari bumi sehingga besar percepatan gravitasi di permukaan bumi berbanding terbalik dengan kuadrat jari-jari bumi.Ketika sebuah benda berada pada ketinggian tertentu yang cukup besar, maka percepatan gravitasi yang dialaminya akan menjadi lebih kecil alasannya jarak benda ke bumi menjadi lebih jauh. Jarak benda ke bumi akan menjadi jumlah ketinggian benda dengan jari-jari bumi.
Jika benda berada pada ketinggian h di atas permukaan bumi, maka percepatan gravitasi yang dialami oleh benda di titik terseut sanggup dihitung dengan rumus diberikut:
|
Keterangan :
g = percepatan gravitasi pada ketinggian tertentu (m/s2)
G = konstantan umum gravitasi (N m2/kg2)
h = ketinggian dihitung dari permukaan bumi (m)
M = massa bumi (kg)
R = jari-jari bumi (m).
Pengaruh ketinggian spesialuntuk sanggup mempengaruhi besar percepatan gravitasi secara signifikan jikalau ketinggian tersebut cukup besar (mendekati atau lebih besar dari jari-jari bumi). Jika ketinggiannya kecil, maka tidak akan mempengaruhi besar percepatan gravitasi secara signifikan alasannya nilainya tidak akan terlalu tidak sama.
Untuk klarifikasi lebih lanjut ihwal imbas ketinggian terhadap besar percapatan gravitasi bumi, engkau sanggup membaca beberapa artikel terkait yang mengulas rumus dan pola percepatan gravitasi pada ketinggian tertentu melalui link di bawah ini.
#2 Faktor Kedalaman
Pada poin pertama kita sudah melihat bagaimana imbas ketinggian terhadap percepatan gravitasi bumi. Semakin besar ketinggian benda di atas permukaan bumi, maka akan semakin kecil percepatan gravitasi bumi yang dialaminya.Lalu, bagaimana jikalau benda berada pada kedalaman tertentu di dalam bumi? Apakah percepatan gravitasi bumi pada kedalaman h akan lebih besar dibanding percepatan gravitasi di permukaan bumi? Atau justru akan lebih kecil dibanding percepatan graviatsi di permukaan bumi?
Jika bumi kita anggap sebagai benda sejenis yang mempunyai massa jenis rata-rata ρ, maka percepatan gravitasi pada kedalaman h di dalam bumi spesialuntuk dipengaruhi oleh bab bola bumi bab dalam yang berjari-jari lebih kecil daripada jari-jari orisinil bumi.
Misal pada kedalaman h, maka jari-jari bab bola bumi yang mempengaruhi percepatan gravitasi yaitu R - h menyerupai terlihat pada gambar di bawah ini.
Karena jari-jarinya lebih kecil dan ukuran bolanya menjadi lebih kecil, maka massa bumi (bagian bola bumi pada kedalam h) juga lebih kecil. Massa bab tersebut adalah:
| M' = 4/3 π(R - h)3 ρ |
Keterangan:
M' = massa bab bola bumi (kg)
R = jari-jari bumi (m)
h = kedalaman (m)
ρ = massa jenis (kg/m3)
Karena massa bab bola bumi yaitu M' dan jari-jarinya yaitu R - h, maka besar percepatan gravitasi pada kedalaman tersbebut ditentukan menurut penurunan rumus diberikut:
| ⇒ g' = G | M' |
| (R - h)2 |
| ⇒ g' = G | 4/3 π(R - h)3 ρ |
| (R - h)2 |
Jika dibandingkan dengan percepatan gravitasi bumi di permukaan (go), maka percepatan gravitasi bumi pada kedalaman h sanggup dihitung dengan rumus diberikut:
| g' = (1 - h/R) . go |
Keterangan :
g' = percepatan gravitasi pada kedalaman h (m/s2)
go = percepatan ravitasi di permukaan bumi (m/s2)
R = jari-jari bumi (m)
h = kedalaman (m)
misal soal:
Jika percepatan gravitasi bumi di permukaan yaitu 9,8 m/s2, maka tentukanlah percepatan gravitasi bumi pada kedalaman seperempat jari-jari bumi.
Pembahasan :
Dik : go = 9,8 m/s2, h = ¼ R,
Dit : g' = ... ?
Percepatan gravitasi pada kedalam h :
⇒ g' = (1 - h/R) . go
⇒ g' = (1 - ¼ R/R) . 9,8
⇒ g' = (1 - ¼) . 9,8
⇒ g' = 3/4 x 9,8
⇒ g' = 7,35 m/s2
Dari pola di atas sanggup kita lihat bahwa percepatan gravitasi bumi pada kedalaman tertentu ternyata lebih kecil dibanding percepatan gravitasi di permukaan bumi. Itu terjadi alasannya massa dan jari-jari menjadi lebih kecil.
#3 Faktor Letak Lintang
Bentuk bumi tidak bundar tepat melainkan sedikit pepat di bab kutubnya. Itu artinya, jari-jari bumi semakin kecil di kawasan kutub. Karena jari-jarinya semakin kecil, maka besar percepatan gravitasi bumi di bab kutub semakin besar. Sebaliknya, pada bab ekuator percepatan gravitasi semakin kecil.Karena di bab kutub percepatan gravitasinya lebih besar daripada bab lain di bumi, maka berat benda yang berada di bab kutub bumi lebih besar dibanding tempat lain. Hal itu terjadi alasannya berat benda berbanding lurus dengan percepatan gravitasi.
Itu artinya, semakin besar percepatan gravitasi di suatu tempat yang dialami benda, maka akan semakin besar pula beratnya. Sebaliknya, semakin kecil percepatan gravitasinya, maka akan semakin kecil beratnya. melaluiataubersamaini demikian, berat benda di bab ekuator lebih kecil dibanding berat benda di bab kutub.
Jari-jari bumi di bab kutub (kutub Utara dan kutub Selatan) lebih kecil daripada jari-jari bumi di Khatulistiwa sehingga percepatan gravitasi di Kutub lebih besar. Percepatan gravitasi di kutub sekitar 9,83 m/s2 sedangkan percepatan gravitasi di Khatulistiwa berkisar 9,78 m/s2.
misal Soal:
Diketahui percepatan gravitasi di kutub Utara yaitu 9,83 m/s2 dan percepatan gravitasi di Khatulistiwa yaitu 9,78 m/s2. Jika berat benda di Khatulistiwa yaitu 98 N, maka tentukan berat benda tersebut ketika berada di kutub Utara.
Pembahasan :
Dik : gk = 9,78 m/s2, gu = 9,83 m/s2, wk = 98 N
Dit : wu = ... ?
Pertama kita tentukan massa benda:
⇒ wk = m . gk
⇒ 98 = m . 9,78
⇒ m = 10,02 kg
Berat benda di kutub Utara:
⇒ wu = m. gu
⇒ wu = 10,02 (9,83)
⇒ wu = 98,5 N
Jadi, berat benda tersebut di kutub Utara yaitu 98,5 N. Itu artinya benda akan menjadi lebih berat ketika berada di kutub Utara, yaitu 0,5 N lebih berat daripada di Khatulistiwa.
Emoticon