Perbandingan kuat medan gravitasi antara benda a dan b adalah

Perbandingan Kuat Medan Gravitasi di Dua Tempat. Dua buah benda A dan B berada pada ketinggian yang berbeda. Benda A berada di permukaan bumi sedangkan benda B berada pada ketinggian R di atas permukaan bumi. Jika R adalah jari-jari bumi, maka perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B adalah…

Pembahasan soal gaya gravitasi

by

1. Soal UN 2010/2011 P12 No. 7

Perbandingan massa planet A dan B adalah 2 : 3 sedangkan perbandingan jari-jari planet A dan B adalah 1 : 2. Jika berat benda di planet A adalah w, maka berat benda tersebut di planet B adalah….

A. 3/8 w

B. 3/4 w

C. 1/2 w

D. 4/3 w

E. 8/3 w

Pembahasan

Diketahui :

Massa planet A [mA] = 2

Massa planet B [mB] = 3

Jari-jari planet A [rA] = 1

Jari-jari planet B [rB] = 2

Massa benda = m

Berat benda di planet A = w

Ditanya : berat benda di planet B

Jawab :

Rumus gaya berat yang diturunkan dari hukum Gravitasi Newton adalah :

Keterangan : w = berat, G = konstanta gravitasi umum, M = massa planet, m = massa benda, r = jarak benda dari pusat planet. Jika benda berada di permukaan planet maka r = jari-jari planet.

Massa benda sama karenanya gantikan m dengan w/2G

Jawaban yang benar adalah A.

2. Soal UN 2000/2001

Sebuah roket yang beratnya w diluncurkan vertikal ke atas dari muka bumi. Jika D adalah diameter bumi, maka tepat saat roket berada pada ketinggian 0,5 D dari muka bumi, berat roket adalah …

A. 4 w

B. 2 w

C. w

D. 0,5 w

E. 0,25 w

Pembahasan

Diketahui :

Berat roket = w

Jari-jari bumi = jarak dari pusat bumi = R

Diameter bumi = D = 2R

Ditanya : Berat roket ketika roket berada pada ketinggian 0,5 D dari muka bumi

Jawab :

0,5 D = 0,5 [2R] = R

Jarak roket dari pusat bumi = jari-jari bumi + jarak roket dari muka bumi = R + R = 2R

Berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda. Gaya gravitasi [F] berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari pusat bumi [R] sehingga berat berbanding terbalik dengan kuadrat jarak.

Jawaban yang benar adalah E.

3. Soal UN 2008/2009 P04 No. 6

Tabel data fisis benda A dan benda B terhadap permukaan bumi yang memiliki jari-jari R. Perbandingan kuat medan gravitasi benda A dengan benda B adalah…

A. 2 : 1

B. 4 : 1

C. 1 : 4

D. 9 : 4

E. 4 : 9

Pembahasan

Diketahui :

Massa benda A [mA] = 1

Massa benda B [mB] = 2

Jarak benda A dari planet bumi [rA] = 1

Jarak benda B dari planet bumi [rB] = 2

Ditanya : perbandingan kuat medan gravitasi benda A [gA] dengan benda B [gB]

Jawab :

Rumus kuat medan gravitasi bumi :

Keterangan : g = kuat medan gravitasi bumi, G = konstanta gravitasi universal, mB = massa bumi, rB = jari-jari bumi

Perbandingan kuat medan gravitasi benda A [gA] dengan benda B [gB]

gA : gB

G : G/2

1 : 1/2

2 : 1

Jawaban yang benar adalah A.

4. Soal UN 2008/2009 P45 No. 6

Jika kedudukan benda A adalah 1/2 R di atas permukaan bumi, sedangkan kedudukan benda B adalah 2R di atas permukaan bumi [R = jari-jari bumi], maka perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B adalah …

A. 1 : 8

B. 1 : 4

C. 2 : 3

D. 4 : 1

E. 8 : 1

Pembahasan

Diketahui :

Jarak benda A dari pusat bumi = 0,5R + R = 1,5R = 1,5

Jarak benda B dari pusat bumi = 2R + R = 3R = 3

Ditanya : perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B

Jawab :

Perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B :

Jawaban yang benar adalah D.

5. Soal UN 2009/2010 P70 No. 10

Seorang astronot ketika berada di permukaan bumi mengalami medan gravitasi sebesar g, maka ketika berada pada ketinggian 1,5 R dari permukaan bumi akan mengalami medan gravitasi sebesar …. [R = jari-jari bumi].

A. g/0,50

B. g/2,25

C. g/6,25

D. g/7,50

E. g/6,00

Pembahasan

Gaya gravitasi [F] berbanding lurus dengan medan gravitasi [g]. Makin besar gaya gravitasi maka medan gravitasi juga semakin besar. Gaya gravitasi [F] yang dialami suatu benda berbanding lurus dengan 1/r2, di mana r = jarak suatu benda dari pusat bumi. Karena gaya gravitasi berbanding lurus dengan 1/r2 maka medan gravitasi [g] juga berbanding lurus dengan 1/r2.

Ketika astronot berada di permukaan bumi yang berjarak R [R = jari-jari bumi] dari pusat bumi, medan gravitasi yang dialaminya adalah g. Hal ini dapat dibuktikan melalui perhitungan berikut :

Medan gravitasi [g] sebanding dengan 1/R2. Jika R = 1 maka 1 / R2 = 1 / 12 = 1 / 1 = 1. Apabila jarak astronot dari pusat bumi = 1 maka ia mengalami medan gravitasi sebesar = [g][1] = g.

Jarak astronot dari pusat bumi adalah 1,5R = 1,5[1] = 1,5 maka ia mengalami medan gravitasi sebesar : 1 / R2 = 1 / 1,52 = 1 / 2,25. Jadi apabila jarak astronot dari pusat bumi = 1,5 maka ia mengalami medan gravitasi sebesar = [g][1 / 2,25] = g / 2,25

Jawaban yang benar adalah B.

6. Soal UN 2009/2010 P04 No. 5

Perbandingan kuat medan gravitasi bumi untuk dua benda, yang satu di permukaan bumi dan satu lagi di ketinggian yang berjarak ½ R dari permukaan bumi [R = jari-jari bumi] adalah….

A. 1 : 2

B. 2 : 3

C. 3 : 2

D. 4 : 9

E. 9 : 4

Pembahasan

Diketahui :

Jarak benda A dari pusat bumi [rA] = R = 1

Jarak benda B dari pusat bumi [rB] = 0,5R + R = 1,5R = 1,5

Ditanya : perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B

Jawab :

Perbandingan kuat medan gravitasi yang dialami benda A dan B :

Jawaban yang benar adalah E.

Video liên quan

Bài mới nhất

Chủ Đề