FISIKA X
IIM MALICHATUN
SMAN 111 JAKARTA
FISIKA X
GRAVITASI HUKUM NEWTON
KOMPETENSI DASAR:
3. 8 Menganalisis keteraturan gerak planet dan satelit dalam tatasurya
berdasarkan hukum-hukum Newton
4. 8 Menyajikan karya mengenai gerak satelit buatan yang mengorbit
bumi, pemanfaatan dan dampak yang ditimbulkannya dari
penelusuran berbagai sumber informasi
PETA KONSEP
Kegiatan 1
GRAVITASI
Gravitasi
Gaya gravitasi adalah besaran vektor yang arahnya senantiasa menuju pusat
massa benda.
Gaya tarik menarik yang bekerja antara
dua benda sebanding dengan massa
masing-masing benda dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak kedua
benda.
F1 = F2 = F = G
Keterangan:
G = konstanta gravitasi (6,673 x 10-11 Nm2/kg2)
F = Gaya tarik menarik antara kedua benda (gaya gravitasi) (N)
m1 = massa benda 1 (kg)
m2 = massa benda 2 (kg)
r = jarak dua benda diukur dari pusat berat (m)
Untuk vektor gaya gravitasi yang membentuk sudut , maka dapat dihitung
dengan menggunakan rumus:
F F F F F 1
2
2
2
1 22 cos
Contoh Soal
1. Tiga buah benda A, B dan C berada dalam satu garis lurus.
Jika nilai konstanta gravitasi G = 6,67 x 10−11 kg−1 m3 s−2 hitung:
a) Besar gaya gravitasi yang bekerja pada benda B
b) Arah gaya gravitasi pada benda B
Pembahasan
a) Benda B ditarik benda A menghasilkan FBA arah gaya ke kiri, benda B juga
ditarik benda C menghasilkan FBC arah gaya ke kanan, hitung nilai
masing-masing gaya kemudian cari resultannya
b) Arah sesuai FBA ke kiri
2. Benda A dan C terpisah sejauh 1 meter.
Tentukan posisi benda B agar gaya gravitasi pada benda B sama dengan nol!
Pembahasan
Agar nol maka FBA dan FBC harus berlawanan arah dan besarnya sama. Posisi
yang mungkin adalah jika B diletakkan diantara benda A dan benda C. Misalkan
jaraknya sebesar x dari benda A, sehingga jaraknya dari benda C adalah (1−x)
Posisi B adalah 1/3 meter dari A atau 2/3 meter dari B
3. Benda A, B dan C membentuk suatu segitiga sama sisi dengan panjang sisi
adalah 1 meter
Tentukan besar gaya gravitasi pada benda B!
Pembahasan
Benda B ditarik A menghasilkan FBA dan ditarik benda C menghasilkan
FBC dimana sudut yang terbentuk antara FBA dan FBC adalah 60o , hitung nilai
masing-masing gaya, kemudian cari resultannya.
Dengan nilai G adalah 6,67 x 10−11 kg−1 m3 s−2
Aktivitas Kegiatan 1
1. Dua buah benda yang massanya masing-masing 2 kg dan 3 kg diletakkan
pada suatu garis lurus. Jarak kedua benda 2 m. Hitunglah gaya gravitasi
benda tersebut?
2. Tiga buah benda A, B dan C membentuk segitiga
siku-siku seperti gambar berikut! Tentukan besar
gaya gravitasi pada benda B!
3. Benda A dan C terpisah sejauh 1 meter.
Tentukan posisi benda B agar gaya gravitasi pada benda B sama dengan
nol !
Note:
Tugas di kerjakan di buku latihan dengan menuliskan kembali soal yang
tersedia disertai dengan jawaban. Hasil pekerjaan dikumpulkan dalam format
jpeg, pdf dan word (pilih salah satu). Jangan lupa disertai dengan nama dan
kelas. Deadline aktivitas kegiatan 1 paling lambat senin, 22 maret 2020 pukul
23.00 wib. Kirim ke email : [email protected]
3 m
Kegiatan 2
PERCEPATAN GRAVITASI
Kuat Medan Gravitasi (Percepatan Gravitasi)
Bila benda bermassa m diletakkan di permukaan bumi,
sedangkan massa bumi M dan jari-jarinya R, maka benda
mendapat gaya gravitasi sebesar:
F = G
Bila percepatan gravitasi di permukaan bumi adalah g,
maka berat benda di permukaan bumi adalah:
w = m g
Karena di permukaan bumi berat benda sama dengan
gaya gravitasi yang bekerja padanya maka:
w = F
m g = G
,maka
g = G
Keterangan:
g = percepatan gravitasi di permukaan bumi (m/s2)
G = konstanta gravitasi (6,673 x 10-11 Nm2/kg2)
M = massa bumi (kg)
R = jari-jari bumi (m)
Untuk menentukan percepatan gravitasi di titik P yang berjarak r dari pusat
bumi, maka digunakan persamaan:
gA : gp =
gA : gp =
Keterangan:
gA = percepatan gravitasi di permukaan bumi
gP = percepatan gravitasi di titik P yang terletak pada jarak h dari permukaan
bumi
rA = R = jari-jari bumi
rP = R + h = jarak dari pusat bumi ke titik P
Perbandingan berat benda di permukaan bumi dengan di titik P dirumuskan
dengan:
Keterangan:
wA = berat benda di A
wP = berat benda di P
Contoh Soal
1. Diketahui percepatan gravitasi di sebuah tempat pada permukaan bumi
sebesar 10 m/s2 . Jika R adalah jari-jari bumi, tentukan percepatan gravitasi
bumi pada tempat yang berjarak 2R dari pusat bumi!
Pembahasan
Data dari soal di atas:
r1 = R
r2 = 2R
𝒈𝑨 𝒈𝑷 = RP2 : rA
2
𝒘𝑨 𝒘𝑷 = RP2 : rA
2
g1 = 10 m/s2
g2 = .......?
Rumus percepatan gravitasi:
Dari data soal
2. Titik C berada di antara dua buah planet seperti berikut!
Planet A memiliki massa 16 M dan planet B memiliki massa 25 M. Tentukan
letak titik C dari planet A agar pengaruh medan grafitasi kedua planet sebesar
nol!
Pembahasan
Agar nol, maka pengaruh gravitasi dari planet A dan dari planet B sama besar
dan berlawanan arah.
gA = gB
Masukkan nilai m masing-masingl
Akarkan kiri, akarkan kanan kemudian kalikan silang
Aktivitas Kegiatan 2
1. Diketahui percepatan gravitasi di sebuah tempat pada permukaan bumi
sebesar 10 m/s2. Jika R adalah jari-jari bumi, tentukan percepatan gravitasi
bumi pada tempat yang berjarak 0,5 R dari permukaan bumi!
2. Percepatan di permukaan bumi yaitu sebesar g. Besarnya gravitasi pada
tempat berjarak 2R (R=jari-jari bumi) dari permukaan bumi adalah!
3. Sebuah benda yang diletakkan dipermukaan bumi yang berjari-jari R memiliki
berat 450 N. Jika benda diletakkan pada ketinggian 2R dari permukaan bumi,
maka berat benda benda sekarang!
Note:
Tugas di kerjakan di buku latihan dengan menuliskan kembali soal yang
tersedia disertai dengan jawaban. Hasil pekerjaan dikumpulkan dalam format
jpeg, pdf dan word (pilih salah satu). Deadline aktivitas kegiatan 2 paling lambat
Kamis, 26 maret 2020 pukul 23.00 wib. Jangan lupa disertai dengan nama dan
kelas
Kirim ke email : [email protected]
Kegiatan 3
HUKUM KEPPLER
Hukum Keppler
Hukum I Keppler
“Semua planet bergerak pada lintasan elips mengitari matahari dengan
matahari berada di salah satu fokus elips”
Hukum II Keppler
“Luas daerah
yang disapu
oleh garis
antara
matahari
dengan planet
adalah sama
untuk setiap
periode waktu
yang sama”
Hukum III Keppler
“Pangkat dua periode planet mengelilingi matahari sebanding dengan
pangkat tiga jarak rata-rata planet tersebut ke matahari”
(
)
(
)
Keterangan:
T1 = periode planet satu
T2 = periode planet dua
R1 = periode rata-rata planet satu ke matahari
R2 = periode rata-rata planet dua ke matahari
Contoh Soal
1. Jarak rata-rata planet A dan B ke matahari adalah 1 : 4. Jika periode
planet A = 88 hari, berapa periode planet B?
a. 850 hari c. 724 hari e. 500 hari
b. 825 hari d. 704 hari
Pembahasan Data: RA : RB = 1 : 4 TA = 88 hari TB = ....
Periode planet B adalah 704 hari.
Aktivitas Kegiatan 3
1. Sebutkan bunyi hukum keppler I, II dan III !
2. Jika perbandingan jarak planet X ke matahari dengan jarak bumi ke
matahari adalah 9 : 1, maka berapakah periode yang diperlukan planet X
mengitari matahari !
3. Dua planet P dan Q mengorbit matahari. Apabila perbandingan antara
jarak planet P dan planet Q ke matahari adalah 4 : 9 dan periode planet P
mengelilingi matahari 24 hari, maka periode planet Q mengelilingi
matahari !
Note:
Tugas di kerjakan di buku latihan dengan menuliskan kembali soal yang
tersedia disertai dengan jawaban. Hasil pekerjaan dikumpulkan dalam format
jpeg, pdf dan word (pilih salah satu). Deadline aktivitas kegiatan 3 paling lambat
Senin, 30 maret 2020 pukul 23.00 wib. Jangan lupa disertai dengan nama dan
kelas
Kirim ke email : [email protected]
