HUKUM NEWTON TENTANG
GRAVITASI
MOH DAFFA WARUWU (2202079) RISSA OCTAVIA (2202245)
Menganalisis keteraturan gerak planet dan satelit dalam tatasurya berdasarkan hukum-hukum Newton
KOMPETENSI DASAR
Menyajikan karya mengenai gerak satelit buatan yang mengorbit bumi, pemanfaatan dan dampak yang ditimbulkannya dari penelusuran
berbagai sumber informasi 3.8
4.8
Menganalisis persamaan hukum gravitasi newton
INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
Menerapkan hukum gravitasi newton 3.8.1
3.8.4 3.8.2
Menelaah mengenai definisi hukum gravitasi newton
3.8.3
Menganalisis persamaan kuat medan gravitasi atau percepatan gravitasi 3.8.5
Menganalisis gerak planet dalam tata surya berdasarkan hukum Kepler Menelaah mengenai definisi medan gravitasi
3.8.6 3.8.7
Menganalisis persamaan energi potensial gravitasi dan potensial gravitasi Mengidentifikasi hal - hal yang mempengaruhi hukum gaya newton
3.8.7
Membuat laporan berdasarkan data hasil percobaan tentang periode planet - planet
4.8.1 Melakukan percobaan tentang periode planet - planet
Mempresentasikan laporan percobaan periode planet - planet 4.8.2
4.8.3
INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
PETA KONSEP
BAGAN MATERI
KONSEP GRAVITASI GAYA GRAVITASI
MEDAN GRAVITASI DAN PERCEPATAN GRAVITASI ENERGI POTENSIAL GRAVITASI DAN POTENSIAL GRAVITASI NEWTON
PENERAPAN HUKUM GAYA GRAVITASI HUKUM - HUKUM KEPLER :
HUKUM 1 KEPLER HUKUM 2 KEPLER HUKUM 3 KEPLER 1.
2.
3.
MATERI POKOK
HUKUM NEWTON JARAK
PERCEPATAN 1.
2.
3.
KONSEP ESENSIAL
Kenapa apel jatuh,
namun bintang tidak?
“Gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik menarik antara dua benda yang besarnya berbanding lurus
massa masing - masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda tersebut”.
HUKUM GRAVITASI
NEWTON
APA ITU
GRAVITASI ? GAYA
Gaya gravitasi merupakan
suatu gaya tarik menarik antara objek yang berinteraksi.
GAYA GRAVITASI
r BUMI
BULAN
Dua benda yang bermassa
Dua benda yang bermassa Dua benda yang bermassa yaitu yaitu yaitu m1 m1 m1 dan dan dan m2 m2 m2 diletakan pada jarak diletakan pada jarak diletakan pada jarak r
r r satu sama lain akan mengalami gaya gravitasi sebesar satu sama lain akan mengalami gaya gravitasi sebesar Fg satu sama lain akan mengalami gaya gravitasi sebesar Fg Fg. . .
BAGAIMANA JIKA
BENDA YANG ADA
LEBIH DARI DUA?
r
Jika jarak antara Bumi dan Bulan dapat diperkecil menjadi setengah
kalinya.
Maka gaya menjadi
empat kalinya
HAL - HAL YANG MEMPENGARUHI HUKUM GAYA GRAVITASI HAL - HAL YANG MEMPENGARUHI HUKUM GAYA GRAVITASI HAL - HAL YANG MEMPENGARUHI HUKUM GAYA GRAVITASI
NEWTON : NEWTON : NEWTON :
JARAK
r
Jika massa Bulan dapat di perbesar menjadi dua kalinya
maka gaya yang dihasilkan akan menjadi dua kalinya
MASSA
HAL - HAL YANG MEMPENGARUHI HUKUM GAYA GRAVITASI HAL - HAL YANG MEMPENGARUHI HUKUM GAYA GRAVITASI HAL - HAL YANG MEMPENGARUHI HUKUM GAYA GRAVITASI
NEWTON :
NEWTON : NEWTON :
Medan gravitasi merupakan suatu daerah di sekitar benda bermassa yang masih dipengaruhi oleh gaya
gravitasi.
MEDAN
GRAVITASI
KUAT MEDAN GRAVITASI
Kuat medan gravitasi (percepatan gravitasi) merupakan gaya yang terletak dalam medan gaya gravitasi. Secara sistematis kuat medan gravitasi dirumuskan sebagai berikut
Untuk menentukan kuat medan gravitasi dua benda dengan cara menentukan resultan kuat medan gravitasi benda - bendanya. Menentukan resultan kuat medan gravitasi benda di dapat dengan menggunakan rumus :
KUAT MEDAN GRAVITASI
KUAT MEDAN GRAVITASI
Dalam menemukan suatu besar percepatan gravitasi pada ketinggian tertentu di atas permukaan Bumi dapat menggunakan suatu persamaan, yaitu :
KUAT MEDAN GRAVITASI
Oleh karena itu, antara Bumi dan planet lain memiliki perbandingan percepatan gravitasi dapat ditentukan dengan :
CONTOH SOAL
PEMBAHASAN
Energi potensial gravitasi merupakan suatu usaha yang diperlukan dalam memindahkan suatu benda dari titik yang terletak jauh tak terhingga ke suatu titik tertentu terhadap sumber medan gravitasi.
ENERGI POTENSIAL GRAVITASI DAN POTENSIAL GRAVITASI
Usaha yang diperlukan untuk memindahkan benda bermassa m dari titik A ke titik B melawan gaya gravitasi yang ditimbulkan oleh massa Bumi sebesar M dapat ditentukan dengan merggunakan :
ENERGI POTENSIAL GRAVITASI DAN POTENSIAL GRAVITASI
Jika jarak suatu benda dengan Bumi sangat jauh yaitu r2 (tak hingga) maka EP2 = 0 sehingga besar energi potensialnya yaitu :
KETERANGAN :
EP = Energi potensial gravitasi (J) M = Massa Bumi atau planet (kg) m = Massa benda (kg)
G = Konstanta gravitasi
r = Jarak benda ke pusat Bumi atau planet (m)
Energi potensial gravitasi tiap satuan massa disebut Potensial Gravitasi. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut :
ENERGI POTENSIAL GRAVITASI DAN POTENSIAL GRAVITASI
Potensial gravitasi dua benda atau lebih dapat menjumlahkan potensial gravitasi masing - masing benda. Besar potensial gravitasi ditentukan dengan :
KETERANGAN :
V = Potensial gravitasi (J/kg)
M = Massa Bumi atau planet (kg) m = Massa benda (kg)
G = Konstanta gravitasi
r = Jarak benda ke pusat Bumi atau planet (m)
ENERGI POTENSIAL GRAVITASI DAN POTENSIAL GRAVITASI
Potensial gravitasi dua benda atau lebih dapat menjumlahkan potensial gravitasi masing - masing benda. Besar potensial gravitasi ditentukan
dengan :
BAGAIMANA PENERAPAN
HUKUM
GRAVITASI?
Gerak benda di permukaan bumi
Gerak planet dalam Tata Surya
Gerak satelit bumi
PENERAPAN HUKUM
GRAVITASI
PENERAPAN HUKUM
GRAVITASI
Penerbangan pesawat
Pembentukan galaksi dan bintang
Teknologi satelit dan GPS
PENERAPAN HUKUM
GRAVITASI
Gerak benda di Ruang angkasa
Gerak bulan mengelilingi bumi
HUKUM KEPLER
Johannes Kepler
Hukum Kepler muncul usai runtuhnya teori geosentris yang memiliki anggapan jika Bumi adalah pusat tata surya. Model ini disebut dengan model geosentris (oleh Claudius Ptolemy, astronom Yunani). Manusia hidup 1400 tahun dalam pemahaman model tersebut. Setelah itu, berkembang teori heliosentris yang dipelopori oleh Nicolaus Copernicus yang menyatakan bahwa matahari lah yang sebenarnya sebagai pusat tata surya. Bumi, sama halnya dengan planet yang lain, hanya sebuah planet yang beredar mengelilingi matahari.
SEJARAH HUKUM KEPLER
Johannes Kepler
SEJARAH HUKUM KEPLER
Pada tahun 1601 Kepler berusaha mencocokan berbagai bentuk kurva geometri pada data-data posisi planet Mars yang dikumpulkan Tycho Brahe, menggunakan hasil pengamatan, catatan dan analisis Tycho Brahe untuk menghasilkan suatu konklusi mengenai kebenaran teori heliosentris.
Hingga pada tahun 1606, Kepler mendapatkan orbit planet Mars. Menurut Kepler, lintasan berbentuk elips adalah gerakan yang paling sesuai untuk orbit planet yang mengitari matahari, setelah melakukan serangkaian penelitian, kemudia Kepler merangkum penemuannya dalam sebuah buku yang berjudul
“Astronomia Nova”
Johannes Kepler
HUKUM 1 KEPLER
“Semua planet bergerak mengitari matahari dengan orbit berbentuk elips dan matahari berada pada salah satu titik fokusnya”
Hasil perhitungan kepler membuktikan bahwa lintasan orbit planet mengelilingi matahari berbentuk elips hal ini ditentukan berdasarkan nilai eksentrisitas (e) dimana 0 < e < 1. Jadi semakin lonjong suatu elips maka nilai eksentrisitasnya semakin besar.
Sedangkan, apabila semakin kecil nilai
eksentrisitasnya maka bentuk elipsnya
akan mendekati bentuk lingkaran.
HUKUM 2 KEPLER
“Luas daerah yang dibuat oleh sapuan jari-jari planet selalu tetap dalam selang waktu yang sama”
Hal ini menyebabkan bahwa
kecepatan orbit planet akan
semakin lambat saat planet
berada di titik terjauh dari
matahari (titik aphelium) dan
akan semakin cepat saat
berada di titik terdekat yaitu
titik perihelium.
Dapat ditulis :
T1 : periode revolusi planet 1 T2 : periode revolusi planet 2
R1 : jarak rata-rata planet 1 ke matahari R2 : jarak rata-rata planet 2 ke matahari
K : Konstanta yang memiliki nilai sama untuk semua planet
HUKUM 3 KEPLER
“Perbandingan kuadrat waktu periode planet dengan pangkat tiga jarak planet
tersebut ke matahari adalah sama untuk semua planet”
BAGAIMANA CARA MENGETAHUI
PERIODE SUATU PLANET?
CONTOH SOAL
Perbandingan jarak bumi ke
matahari dengan merkurius ke
matahari adalah 5 : 2. Jika waktu
periode bumi adalah 1 tahun,
berapa waktu periode merkurius?
Penyelesaian :
PEMBAHASAN
Perbandingan jarak bumi ke matahari dengan merkurius ke
matahari adalah 5 : 2. Jika waktu periode bumi adalah 1 tahun,
berapa waktu periode merkurius?
PERCOBAAN PERIODE PLANET - PLANET
Memahami periode planet - planet selama mengelilingi matahari.
Membuktikan bahwa semakin jauh dari matahari, periode planet semakin besar
Stopwatch (1 buah) Gunting (1 buah) Paku dengan panjang 2 cm (1 buah) Bola tenis (1 buah) Tali dengan panjang 3 m (1 buah) TUJUAN
1.
2.
ALAT DAN BAHAN 1.
2.
3.
4.
5.
PERCOBAAN PERIODE PLANET - PLANET
Siapkan tali sepanjang 3 m dan paku sepanjang 2 cm.
Ikatlah paku dengan tali kemudian tancapkan paku pada permukaan bola tenis.
Peganglah tali dengan jarak 20 cm dari ujung tali yang telah dihubungkan dengan bola tenis.
Putarlah bola tenis melalui ujung tali yang dipegang, bersaan dengan itu hitunglah waktu yang diperlukan untuk melakukan 1 kali putaran. Catat waktunya.
Ulangi percobaan dengan panjang tali sepanjang 50 cm, 100 cm, 200 cm, dan 300 cm. Catat data hasil percobaanmu.
Bagaimana hubungan panjang tali dengan periode yang dihasilkan?
Apa yang dapat disimpukan dari percobaan tersebut?
LANGKAH - LANGKAH PERCOBAAN : 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
TERIMAKASIH
