CONTOH SOAL FISIKA DASAR : HUKUM NEWTON TENTANG GRAVITASI

1. Jelaskan Hukum Newton tentang Gravitasi.

Jawab :

Hukum Gravitasi Universal Newton yaitu setiap dua benda di dunia ini mengalami gaya tarik-menarik yang besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Besar gaya gravitasi dapat dituliskan dalam bentuk persamaan :

2. Jelaskan definisi medan gravitasi dan kuat medan gravitasi.

Jawab :

Medan gravitasi adalah ruang di sekitar benda bermassa yang masih dipengaruhi gaya gravitasi benda tersebut. Kuat medan gravitasi adalah gaya gravitasi tiap satu satuan massa yang dialami benda pada suatu titik tertentu. Secara matematis ditulis :

3. Jika jari-jari bumi adalah 6.400 km, masa bumi 6 x 10²⁴ kg, dan konstanta gravitasi universal 6,67 x 10⁻¹¹ Nm²/kg². Tentukan kuat medan gravitasi di permukaan bumi.

4. Jika diketahui jarak rata-rata antara planet Merkurius dengan matahari adalah 0,4 kali jarak rata-rata bumi - matahari. Periode bumi mengitari matahari adalah 1 tahun, berapa tahun periode Merkurius mengitari matahari ?

5. Jika jari-jari bumi R = 6,4 x 10⁶ m dan percepatan gravitasi di permukaan bumi 9,8 m/s². Jika ada sebuah satelit yang mengorbit pada ketinggian R dari permukaan bumi, maka berapa kecepatan linear satelit tersebut agar :

a. Satelit tetap mengorbit.

b. Satelit keluar dari orbitnya dan meninggalkan bumi.

c. Satelit keluar dari orbitnya dan jatuh ke bumi.

6. Dua buah benda langit masing-masing bermassa 1.000 kg mula-mula dalam keadaan diam dan terpisah pada jarak 10 m. Tentukan percepatan awal kedua benda tersebut. (G = 6,67 x 10⁻¹¹ Nm²/kg²).

7. Bumi mempunyai massa 5,97 x 10²⁴ kg dan jari-jarinya 6,37 x 10⁶ m, Sebuah benda massanya 2 kg berada di permukaan bumi. Berapakah besar gaya gravitasi yang dialami oleh benda tersebut ?

8. Bila percepatan gravitasi di permukaan bumi 9,8 m/s², tentukanlah percepatan gravitasi pada ketinggian R di atas permukaan bumi dimana R = jari-jari bumi.

9. Percepatan gravitasi di permukaan bumi adalah 10 m/s² dan jari-jari bumi R. Berapa besar kecepatan awal yang harus diberikan pada sebuah benda yang ditembakkan vertikal ke atas dari permukaan bumi agar benda sampai ke angkasa ?

10. Bila massa bumi 5,97 x 10²⁴ kg dan jari-jari bumi 6.370 km dan bumi dianggap berbentuk bola padat. Hitunglah rapat jenis bumi.