GERAK PLANET DALAM TATASURYA BERDASARKAN HUKUM NEWTON

2. GERAK PLANET DALAM TATASURYA BERDASARKAN HUKUM NEWTON Oleh : S A L A M, S.Pd

3. Standar Kompetensi • Menganalisisgejalaalamdanketeraturannyadalamcakupanmekanikabendatitik Kompetensi Dasar 1.2. Menganalisisketeraturan gerak planet dalam tatasurya berdasarkan hukum-hukum Newton

4. Indikator • Menganalisis hubungan antara gaya gravitasi dengan massa benda dan jaraknya • Menghitung resultan gaya gravitasi pada benda titik dalam suatu sistem • Membandingkan percepatan gravitasi dan kuat medan gravitasi pada kedudukan yang berbeda • Menganalisis gerak planet dalam tata surya berdasarkan hukum Keppler

5. Pendahuluan Tata Surya merupakan salah satu contoh keselarasan gerak yang indah. Keteraturan dan keseimbangan antara gerak planet pada orbitnya dan gaya gravitasi matahari merupakan salah satu fenomena alam yang sangat menarik. Bagaimana terjadinya peristiwa itu? Uraian berikut akan menjelaskan fenomena tersebut berdasarkan hukum-hukum Newton

6. A. Gaya Gravitasi Gravitasi adalah gejala interaksi antara dua benda bermassa, yaitu berupa gaya tarik-menarik. Ilmuan pertama yang memahami gaya gravitasi bumi adalah Sir Isaac Newton (1642-1727). Pada saat mengamati buah apel jatuh, Newton menyadari bahwa terdapat gaya yang bekerja pada apel dan disebutnya gaya gravitasi. Newton juga menduga bahwa gaya gravitasi pulalah yang menyebabkan Bulan tetap berada pada orbitnya.

7. Pada tahun 1686, ia menyatakan hukum gravitasi yang berlaku diseluruh alam semesta yaitu: Setiap partikel dialam semesta ini selalu menarik partikel lain dengan gaya yang besarnya berbanding lurus dengan massa partikel-partikel itu, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Hukum Gravitasi Newton Sebuah benda yang jatuh bebas di Bumi akan mengalami percepatan yang besarnya 9,81 m/s2 . Menurut Newton, Setiap dua benda bermassa dialam ini akan tarik menarik, yang besarnya sebanding dengan hasil kali massa setiap benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya . Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Gravitasi Umum. Apabila hukum gravitasi umum newton dituliskan dalam bentuk persamaan, maka

8. Maka hukum gravitasi umum oleh Newton dapat dituliskan : F = gaya tarik-menarik antara benda yang berinteraksi (N) m1, m2 = massa benda yang berinteraksi (kg) r = jarak kedua benda yang berinteraksi (m) G = tetapan gravitasi umum (6,67 x 10-11 Nm2/kg2 ) B. Medan Gravitasi Medan gravitasi terdapat pada sebuah benda yang mempunyai massa sehingga medan gravitasi dapat didefinisikan sebagai ruang di sekitar benda bermassa. Suatu benda akan saling tarik satu sama lain jika berada dalam medan gravitasi. Vektor medan untuk medan gravitasi: perbandingan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dengan massa benda tersebut

9. Arah vektor medan gravitasi (g) sama dengan arah gaya F. Menurut hukum gravitasi Newton, gaya yang bekerja antara Bumi dengan suatu benda yang berada di permukaannya F = gaya tarik-menarik antara Bumi dg benda (N) mB = massa Bumi (5,97 x 1024 kg m2 = massa benda (kg) r = jari-jari Bumi (6,38 x 106 m) G = tetapan gravitasi umum (6,67 x 10-11 Nm2/kg2

10. Jika gaya yang ditimbulkan oleh massa benda dan gaya gravitasi digabung, diperoleh Medan gravitasi (percepatan gravitasi) pada sebah titik yang dipengaruhi oleh benda-benda bermassa Resultan medan gravitasi di titik P adalah Secara vektor g = kuat medan gravitasi (m/s2) P  g2 g1 M2 gP M1

11. C. Perceptan Gravitasi Besar percepatan gravitasi bumi tergantung pada letak geografis dan ketinggian tempat tersebut di atas permukaan Bumi. Jika benda berada pada ketinggian h di atas permukaan Bumi Untuk benda-benda di angkasa h d=rE+h hE

12. D. Hukum Kepler • JohanesKepler (1571 - 1630), telahberhasilmenjelaskan secara rinci mengenai gerak planet di sekitar Matahari. Kepler mengemukakan tiga hukum yang berhubungan dengan peredaran planet terhadap Matahari • 1. Hukum I Kepler “Setiap planet bergerakmengitariMataharidenganlintasanberbentuk elips, Matahari berada pada salah satu titik fokusnya.” Dalam orbit sebuah planet titik yang paling dekat dengan matahari disebut perihelium dan titik yang paling jauh dari Matahari disebut aphelium

13. P planet titik aphelium titik perihelium F2 F1 Matahari 2. Hukum II Kepler: “Suatugariskhayal yang menghubungkanMataharidengan planet menyapudaerah yang luasnyasamadalamwaktu yang sama.”

14. 3. Hukum III Kepler “Perbandingankuadratperiode planet mengitariMatahariterhadappangkattigajarak rata-rata planet keMatahariadalah sama untuk semua planet.”

15. Contoh : 1 Tentuhkanlah gaya graviatasi diantara benda yang bermassa 100 kg dengan benda yang bermassa 80 kg. Jika keduanya berpisah pada jarak 2 meter dan tetapan gravitasi umum Dik : Dit : F =. . . ? Peny :

16. Contoh : 2 Jika medan gravitasi dipermukaan bumi 9,8 . Tentuhkanlah besarnya medan gravitasi pada ketinggian R dari permukaan bumi ! (R = jari-jari bumi). Dik : Dit : Peny : Dengan menggunakan perbandingan :

17. Latihan Soal Hitunglah gaya tarik menarik antara dua benda yang terpisah 10 cm, bila massa masing-masing benda 5 kg dan Hitunglah percepatan gravitasi yang dialami sebuah pesawat yang berada 200 meter diatas permukaan bumi. Jika ;

18. Referensi • Bambang Haryadi, Fisika untuk SMA/MA Kelas XI.2007. Teguh Karya . Surakarta • Kamajaya, Fisika SMA Kelas XI. 2007;Grafindo.Bandung • Sunardi dkk, Fisika Bilingual untuk SMA/MA Kelas XI. 2006. Bandung: Yrama Widya. Bandung. • Dwi Satya Palupi, dkk. Fisika untuk SMA dan MA Kelas XI.2009. Jakarta. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

19. Semoga Materi yang di Presentasikan dapat dimengerti dan di pahami Sekian dan Terimakasih