Percepatanmemberigravitasi adalah laju kecepatan benda jatuh, dalam jatuh bebas, menuju pusat bumi. Di permukaan laut, percepatan gravitasi bumi rata-rata 9,8 m/s². Gravitasi bergantung pada faktor-faktor seperti massa dan jari-jari planet dan sama untuk semua benda, berapa pun massanya.
Lihat juga: Percepatan — semua tentang besaran fisika vektor ini
Apa itu percepatan gravitasi?
Percepatan gravitasi adalah ukuran variasi kecepatan benda yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu dalam kaitannya dengan Bumi. Ketika sebuah benda jatuh bebas, kecepatannya berubah dengan laju 9,8 m/s setiap detik. Ukuran percepatan ini adalah sama untuk semua benda, bahkan untuk massa yang berbeda, jika kita mengabaikan tindakan kekuatan disipatif, seperti tarikan udara.
Berapa nilai percepatan gravitasi?
Besarnya percepatan gravitasi di permukaan Bumibervariasi sesuai dengan jarak kita dari inti bumi. Pada jarak sekitar 6370 km, ketika kita berada di permukaan laut, gravitasi bumi rata-rata adalah 9,8 m/s². Namun, nilai ini dapat bervariasi sesuai dengan kepadatan tanah, keberadaan ruang kosong bawah tanah, dll.
Saat kita menjauh dari permukaan laut, percepatan gravitasi bervariasi dalam bentuk berbanding terbalik kuadratkan jarak, oleh karena itu, ketika kita berada di ketinggian 6470 km di atas permukaan laut (12.940 km ke pusat bumi), nilai gravitasi akan sama dengan dari nilai aslinya, sekitar 2,45 m/s².
Lihat juga: Mengapa kita tidak merasakan bumi berputar?
Bagaimana cara menghitung percepatan gravitasi?
percepatan gravitasi dapat dihitung dengan cara yang berbeda. Cara yang paling umum adalah melalui persamaan kinematika berhubungan dengan gerakan jatuh bebas. Di bawah ini adalah rumus yang menghubungkan ketinggian dengan waktu jatuh dan yang dapat digunakan untuk menghitung nilai gravitasi lokal.
g - percepatan gravitasi (m/s²)
H - ketinggian jatuh (m)
t – waktu jatuh
Selain rumus yang ditunjukkan di atas, adalah mungkin untuk menentukan besarnya percepatan gravitasi tanpa mengetahui waktu jatuhnya. Untuk ini, kami menerapkan prinsip kekekalan energi mekanik: kami mengatakan bahwa keseluruhan energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik, dengan demikian, kita harus:
Rumus yang ditunjukkan di atas, yang menghubungkan percepatan gravitasi dengan ketinggian jatuh dan kecepatan, juga dapat diperoleh dari persamaan Torricelli.
Rumus Percepatan Gravitasi
Percepatan gravitasi dapat diperoleh dengan cara lain selain persamaan kinematik, seperti yang ditunjukkan di atas. Salah satunya adalah melalui penggunaan hukum gravitasi universal, di Isaac Newton. Menurut hukum ini, percepatan gravitasi dapat diperoleh dengan rumus berikut:
G – konstanta gravitasi universal (6.67408.10-11Nm²/kg²)
saya – Massa bumi (kg)
r - jari-jari bumi (m)
Latihan Percepatan Gravitasi
Pertanyaan 1 - Mengetahui bahwa percepatan gravitasi di permukaan Bulan kira-kira 1/5 dari gravitasi Bumi, benar untuk menyatakan bahwa:
a) untuk dua benda terbengkalai yang identik dengan ketinggian yang sama di Bulan dan di Bumi, waktu jatuh benda yang jatuh di Bulan akan lima kali lebih kecil daripada waktu benda jatuh di Bumi.
b) untuk dua benda terbengkalai identik dengan ketinggian yang sama di Bulan dan di Bumi, kecepatan benda itu jatuh di bulan, tepat sebelum menyentuh tanah, akan menjadi lima kali lebih kecil dari benda yang jatuh di Bumi.
c) waktu jatuh untuk dua benda identik yang ditinggalkan dari ketinggian yang sama di Bulan dan Bumi akan sama.
d) tidak ada alternatif.
Resolusi:
Ketika dilepaskan di Bulan, sebuah benda akan mengalami gravitasi lima kali lipat dari Bumi. Dengan cara ini, kecepatan tubuh ini akan mencapai tanah akan lima kali lebih lambat, jadi alternatif yang benar adalah huruf B.
Pertanyaan 2 — Sebuah bola bowling dan sehelai bulu dilepaskan dari ketinggian yang sama, di daerah di mana vakum parsial dibuat. Mengabaikan aksi gaya gesekan antara benda dan udara, tandai alternatif yang benar.
a) Pena dan bola bowling akan menyentuh tanah bersama-sama.
b) Bola bowling akan mencapai tanah sebelum penalti.
c) Penalti akan mencapai tanah dengan kecepatan lebih lambat dari kecepatan bola bowling.
d) Bola bowling akan mencapai tanah dengan kecepatan lebih lambat dari penalti.
Resolusi:
Karena hambatan udara dapat diabaikan, pena dan bola bowling akan jatuh dengan percepatan yang sama, sehingga keduanya akan menyentuh tanah pada waktu yang sama. Jadi, alternatif yang benar adalah huruf A.
Oleh Rafael Hellerbrock
guru fisika
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-da-gravidade.htm