Belajar Fisika Gaya Berat: Definisi, Rumus, Gambar, Pola Soal Dan Pembahasan
Jika kalian ditanya, berapa berat tubuh kalian? Pasti di antara kalian ada yang menjawab 45 kg, 50 kg, 55 kg, 60 kg dan sebagainya. Lalu tahukan kalian, kalau jawaban-jawaban tersebut merupakan pernyataan yang salah? Mengapa demikian? Di dalam fisika ada yang namanya massa dengan berat. Keduanya merupakan jenis besaran yang berbeda. Untuk mengetahui perbedaan antara massa dengan berat, simak baik-baik klarifikasi berikut ini.
blogger.com/null" name="more"> Pengertian Gaya Berat
Ketika ada orang menyampaikan bahwa “berat badannya ialah 50 kg”, maka pernyataan orang tersebut ialah keliru. Karena sebenarnya, yang dikatakan orang tersebut ialah massa bukan berat. Makara pernyataan yang benar seharusnya “massa badannya ialah 50 kg”. Massa merupakan ukuran banyaknya bahan yang dikandung oleh suatu benda. Massa (m) suatu benda besarnya selalu tetap dimanapun benda tersebut berada.
Massa merupakan besaran pokok dan juga besaran skalar. Satuannya dalam SI ialah kg. Sedangkan berat (w) merupakan gaya gravitasi bumi (jika benda berada di bumi) yang bekerja pada suatu benda. Berat merupakan besaran turunan, selain itu berat juga termasuk besaran vektor alasannya ialah mempunyai arah yang selalu tegak lurus ke bawah menuju sentra bumi. Satuan berat ialah Newton (N).
Karena satuan berat mempunyai satuan yang sama dengan gaya, maka istilah “berat” juga sanggup diartikan sebagai gaya berat. Dengan demikian sanggup disimpulkan pengertian dari gaya berat ialah sebagai berikut.
Gaya berat atau biasanya disingkat berat ialah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda bermassa. Jika benda tersebut berada di bumi, maka gaya gravitasi yang bekerja ialah gaya tarik bumi. Lambang gaya berat ialah w, kependekan dari weight. Satuan berat ialah Newton (N). |
Rumus Gaya Berat
Selain mengajukan tiga aturan wacana gerak, Newton juga mengajukan Hukum Gravitasi Universal. Hukum gravitasi ini menjelaskan interaksi antara dua benda. Hukum gravitasi newton menyatakan bahwa dua buah benda dengan massa m1 dan m2 yang berada pada jarak r mempunyai gaya tarik-menarik sebesar.
F | = | G | m1m2 |
r2 |
Keterangan: | ||
F | = | Gaya tarik-menarik (N) |
G | = | Tetapan gravitasi (6,67 × 105 Nm2/kg2) |
m1 | = | Massa benda 1 (kg) |
m2 | = | Massa benda 2 (kg) |
r | = | Jarak kedua benda (m) |
Berdasarkan persamaan di atas, bila m1 adalah massa bumi dan m2 adalah massa benda yang masih terpengaruh gaya tarik bumi, maka percepatan gravitasi (g) bumi dirumuskan sebagai berikut.
g | = | G | m1 |
r2 |
Dari persamaan tersebut, besarnya gaya tarik bumi terhadap benda-benda di bumi sanggup dituliskan sebagai berikut.
F = m g |
Gaya tarik bumi inilah yang disebut dengan gaya berat (w) dengan satuan newton (N). Jadi, persamaan gaya berat atau berat benda sanggup dinyatakan sebagai berikut.
w = m g |
Keterangan: | ||
w | = | Berat benda (N) |
m | = | Massa benda (kg) |
g | = | Percepatan gravitasi (m/s2) |
Dari rumus tersebut sanggup diketahui bahwa berat suatu benda sangat dipengaruhi oleh besar percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi bumi di beberapa tempat berbeda-beda. Di tempat kutub (Kutub Utara dan Kutub Selatan) besar percepatan gravitasi bumi ialah 9,83 m/s2 sedangkan di tempat khatulistiwa ialah 9,78 m/s2. Kenapa hal ini sanggup terjadi? Untuk mengetahui jawabannya, silahkan kalian pelajari artikel wacana 3 faktor yang mensugesti percepatan gravitasi bumi.
Secara umum, besar percepatan gravitasi bumi ialah 9,8 m/s2. Biasanya dalam soal-soal fisika, besar percepatan gravitasi bumi sudah ditentukan sebelumnya, yaitu sebesar 9,8 m/s2 atau 10 m/s2. Akan tetapi bila dalam soal nilai percepatan gravitasi tidak ditentukan, kalian sanggup memakai 10 m/s2 sebagai nilai percepatannya.
Satu hal lagi yang perlu kalian ingat bahawa berat suatu benda di Bumi, Bulan dan planet lain atau di luar angkasa besarnya berbeda-beda. Sebagai contoh, percepatan gravitasi (g) di permukaan bulan kira-kira 1/6 kali percepatan gravitasi di permukaan bumi. Sehingga massa 1 kg di permukaan bumi yang beratnya 9,8 N dikala berada di permukaan bulan, beratnya menjadi 1,7 N.
Cara Menggambarkan Gaya Berat
Berat merupakan besaran vektor yang arahnya tegak lurus ke bawah menuju sentra bumi. Untuk melukiskan vektor berat, hal pertama yang harus dilakukan ialah memilih titik sentra massa dari benda tersebut. Untuk benda-benda pejal yang bentuknya beraturan menyerupai kubus, balok dan silinder biasanya titik sentra massa berada di tengah-tengah.
Kemudian sesudah memilih titik sentra massa suatu benda, tarik garis dari sentra massa tersebut lurus ke bawah. Panjang vektor berat diubahsuaikan dengan panjang vektor gaya normal bila benda tersebut berada pada bidang datar. Apabila benda digantung dengan tali, maka panjang vektor gaya berat diubahsuaikan dengan panjang vektor gaya tegangan tali. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut ini.
blogspot.com/-wP0ZgJh0BS4/WVqwnA6jY6I/AAAAAAAABNw/bA0n24FFzb4TVWpzP2wEQqZXM5EFkYtvACLcBGAs/s1600/gaya-berat.png" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;">
blogspot.com/-wP0ZgJh0BS4/WVqwnA6jY6I/AAAAAAAABNw/bA0n24FFzb4TVWpzP2wEQqZXM5EFkYtvACLcBGAs/s1600/gaya-berat.png" title="Belajar Fisika Gaya Berat: Definisi, Rumus, Gambar, Contoh Soal dan Pembahasan" />
Perhatikan gambar gaya berat pada bidang horizontal di atas. Sebenarnya, gaya normal juga melalui titik sentra massa benda sehingga seharusnya gambar vektor gaya normal dengan vektor gaya berat berhimpit. Penulis menggambarkan secara terpisah dikarenakan supaya kalian sanggup memahami dimana letak titik kerja masing-masing gaya tersebut.
Dan penting untuk kalian ketahui bahwa gaya berat dan gaya normal pada bidang horizontal bukan merupakan pasangan gaya aksi-reaksi menyerupai pada Hukum Newton yang ketiga meskipun gaya-gaya tersebut nilainya sama besar dan arahnya berlawanan. Hal ini dikarenakan gaya berat dan gaya normal bekerja pada benda yang sama. |
Contoh Soal Gaya Berat dan Pembahasannya
Seorang astronot dikala ditimbang di Bumi beratnya ialah 588 N. Berapakah berat astronot tersebut bila ditimbang di Bulan yang mempunyai percepatan gravitasi 1/6 kali gravitasi bumi?
Jawab
wbumi = 588 N
gbulan = (1/6) × gbumi
ditanya: wbulan
Perlu diketahui bahwa massa benda dimanapun selalu sama, jadi
mbm = mbl
wbm/gbm = wbl/gbl
wbl = (wbm × gbl)/gbm
wbl = (558 × 1/6 × gbm)/gbm
wbl = 98 N
jadi, berat astronot di bulan ialah 98 N.
Demikianlah artikel wacana definisi, rumus dan cara menggambarkan gaya berat beserta pola soal dan pembahasan. Semoga sanggup bermanfaat untuk Anda. Terimakasih atas kunjungannya dan hingga jumpa di artikel berikutnya.
