Karya Tulis Fisika PEMBUKTIAN GAYA GRAVI
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Dalam keseharian pembelajaran siswa yang memilih program IPA, fisika merupakan salah satu ilmu wajib yang harus di pelajari selain matematika, kimia dan biologi. Dalam www.wikipedia.com (2010: 1) Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan penemuan dan pemahaman mendasar hukum-hukum yang menggerakkan materi, energi, ruang dan waktu. Pada hakikatnya, Fisika juga telah dipelajari oleh siswa sejak berada pada tingkat sekolah dasar yang mencakup pengenalan materi dasar fisika. Dengan mempelajari materi-materi fisika tersebut berarti siswa telah memenuhi kriteria pembelajaran yang telah ditetapkan.
Pada pelajaran fisika kelas X SMA, kita telah mempelajari tentang gaya gravitasi. Dalam www.wikipedia.com (2011: 1) gaya gravitasi merupakan gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang
mempunyai massa di alam semesta. Sedangkan dalam
www.engineeringtown.com (2010: 1) gaya gravitasi merupakan Gaya yang menarik kita selalu menuju ke bawah, Semakin besar massa/berat benda tersebut, semakin besar pula gaya gravitasi yang ditimbulkannya. Hal ini berarti gaya gravitasi merupakan gaya tarik menarik antar partikel yang dipengaruhi oleh massa/berat benda. Materi gaya gravitasi SMA biasanya lebih dispesifikkan pada materi gaya gravitasi bumi, hal ini
(2)
menunjukkan rata-rata percepatan yang dihasilkan medan gravitasi pada permukaan Bumi (permukaan laut). Dalam fisika, nilai percepatan gravitasi standar (g) didefinisikan sebagai 9,806.65 m/s2(meter per detik2), atau 32,174.05 kaki per detik2 Pada ketinggian p menurut International Gravity Formula (www.wikipedia.com, 2010: 1).
Nilai percepatan gravitasi bumi yang disimbolkan dengan g adalah 9,8 m/s2. Nilai percepatan ini biasanya sering dipakai dalam aplikasi soal-soal pembelajaran fisika. Besar nilai percepatan 9,8 m/s2 ini biasanya langsung saja digunakan dalam pengerjaan soal-soal fisika tapi tidak pernah mengetahui asal muasal nilai 9,8 m/s2 itu. Pada kenyataannya nilai 9,8 m/s2 tidak muncul begitu saja sehingga dapat langsung dipakai sebagai nilai percepatan gravitasi. Hal tersebut pastilah memiliki proses yang panjang sehingga muncullah nilai percepatan gravitasi sebesar 9,8 m/s2. Berdasarkan pemikiran-pemikiran tersebut, akhirnya penulis tertarik untuk membuktikan bahwa percepatan gravitasi bumi itu adalah 9,8 m/s2 melalui media karya tulis ini.
1.2Rumusan Masalah
1. Bagaimanakah pembuktian bahwa nilai percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 m/s2?
2. Apakah benar nilai percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 m/s2?
1.3Tujuan
(3)
1.4Manfaat
1. Bagi Penulis
Melalui pembuatan karya tulis ini maka penulis secara langsung mendalami pembelajaran fisika secara detail terutama tentang percepatan gravitasi. Secara tidak langsung, penulis telah menambah wawasan belajar.
2. Bagi Pendidikan
1. Memberikan informasi tambahan kepada pelajar bahwa kebenaran nilai gravitasi bumi dapat dibuktikan melalui penurunan rumus. 2. Menambah wawasan pengetahuan pelajar.
(4)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gaya Gravitasi Bumi
Gravitasi adalah gejala adanya interaksi antara dua benda bermassa, yaitu berupa gaya tarik-menarik. Ilmuwan pertama kali yang memahami gaya gravitasi adalah Sir Isaac Newton.
Gaya yang menarik kita selalu menuju ke bawah itu disebut gaya gravitasi. Gaya gravitasi terdapat pada semua benda. Semakin besar massa/berat benda tersebut, semakin besar pula gaya gravitasi yang ditimbulkannya.
Bumi kita merupakan bola yang sangat besar, sehingga bumi memiliki gaya gravitasi yang besar pula yang dapat menarik segala benda yang berada di dekatnya (rumah, manusia, batu, binatang, bahkan juga bulan dan satelit yang mengelilingi bumi kita). Oleh karena itulah, walaupun kita berada di bagian bawah bola bumi, kita tidak akan jatuh karena ada gaya gravitasi bumi yang arahnya menuju pusat bola bumi.
2.2 Hukum Gravitasi
Ilmuwan pertama kali yang memahami gaya gravitasi adalah Sir Isaac Newton. Hal ini terjadi ketika ia mengamati apel yang jatuh dari pohon. Ia bertanya mengapa apel bisa jatuh sedangkan bulan tidak jatuh dan tetap pada orbitnya. Pada tahun 1687 Newton menemukan hukum
Gravitasi yang bunyinya : “Setiap benda dalam alam semesta ini selalu menarik partikel lain dengan gaya yang besarnya berbanding lurus dengan massa partikel-partikel itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat
(5)
Hukum gravitasi tersebut bila dituliskan dalam rumus, yaitu :
Dengan :
F = gaya tari-menarik antara kedua massa m1 dan m2 (N)
m1, m2 = massa benda (kg)
G = tetapan gravitasi umum
r = jarak antara kedua massa benda (m)
F12 F21
m1 m2
r
Gaya gravitasi selalu bekerja sepanjang garis yang menghubungkan kedua benda dan membentuk pasangan gaya aksi-reaksi dan besar gaya interaksinya sama di kedua benda.
(6)
2.3 Percepatan Gravitasi Bumi
Percepatan gravitasi bumi besarnya 9,789 m/s2 pada permukaan laut di khatulistiwa dan 9,832 pada permukaan laut di kutub utara. Untuk mudahnya di buku – buku teks fisika sekolah besarnya percepatan gravitasi bumi di ambil nilai rata – ratanya lalu dibulatkan menjadi 9,8 m/s2 (Purnomo, 2008: 1). Berdasarkan pernyataan diatas, percepatan rata-rata gravitasi bumi dapat disimbolkan dengan nilai 9.8 m/s2 atau untuk mempermudah perhitungan lagi nilai percepatan menjadi 10 m/s2.
(7)
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
Metode yang digunakan penulis dalam karya tulis ini adalah metode studi pustaka, penulis menggunakan metode study pustaka bertujuan agar dapat membantu dalam membuktikan percepatan gaya gravitasi dan mengetahui bagaimana cara membuktikan percepatan gaya gravitasi dalam karya tulis ini. Dengan metode ini diharapkan dapat membantu penulis dalam menyelesaikan karya tulis ini.
3.2 Waktu Penelitian
Waktu yang dipakai penulis dalam penelitian ini yaitu selama satu semester tahun ajaran 2011/2012. Selama satu semester itu, penulis melakukan tinjauan serta penelitian tentang pembuktian percepatan gaya gravitasi.
3.3 Variabel Penelitian
Variabel penelitian yang digunakan dalam karya tulis ini adalah percepatan gaya gravitasi bumi.
(8)
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Pembahasan
Seperti yang telah dipelajari, hukum gravitasi Newton menyatakan bahwa gaya gravitasi yang dialami oleh benda bermassa m1 yang terpisah sejauh r dari benda lain yang bermassa m2 dirumuskan sebagai
2
r
m
M
G
F
Berdasarkan Hukum II Newton, gaya yang bekerja pada benda bermassa m dan mengalami percepatan a dirumuskan sebagai
a
m
F
Untuk menemukan nilai gravitasi suatu tempat yang benar kita dapat mengaplikasikan kedua rumus diatas dengan cara menyamakan dua persamaan tersebut, maka diperoleh hasil seperti berikut :
2
r
m
M
G
a
m
2
r
M
G
g
a
Percepatan yang timbul akibat gaya gravitasi inilah yang disebut sebagai percepatan gravitasi(g)
(9)
Berdasarkan persamaan yang telah disubtitusikan diatas, kita dapat mengaplikasikannya untuk mencari percepatan gravitasi bumi, sebelum itu kita harus mengetahui tetapan-tetapan dari bumi Untuk percepatan
gravitasi bumi yang nilainya adalah
2 2 6 24 11 2 6 24 2 2 11 / 8 , 9 ) 10 38 , 6 ( 10 98 , 5 ) 10 67 , 6 ( 10 38 , 6 10 98 , 5 / 10 67 , 6 s m g g r M G g m r kg M kg Nm G B B B B
Jadi besar percepatan di permukaan bumi adalah 9,8 m/s2
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan penulis diatas jelas telah menjawab kedua permasalahan yang telah dikemukakan. 1. Bagaimanakah pembuktian bahwa nilai percepatan gravitasi bumi
adalah 9,8 m/s2?
Hal itu dapat dibuktikan dengan memanfaatkan hukum gravitasi dan hukum newton II melalui perhitungan dengan cara mensubstitusikan kedua rumus dari hukum tersebut menjadi satu persamaan, kemudian memasukkan nilai tetapan di bumi kedalam persamaan tersebut sehingga didapatkan hasil yang akurat.
(10)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1Kesimpulan
Berdasarkan penelitian studi pustaka yang telah dilakukan oleh penulis tentang percepatan gravitasi, dapat dibuktikan dengan perhitungan melalui media bantuan teori dan rumus yang berhubungan dengan materi gravitasi bahwa nilai percepatan gravitasi adalah benar 9,8 m/s2. Hal ini telah menunjukkan bahwa penulis berhasil membuktikan besarnya nilai percepatan gravitasi melalui perhitungan sehingga siswa dapat membuka pikiran bahwa tetapan tersebut bukan hanya sekedar teori yang muncul begitu saja.
5.2Saran
1. Usahakan memiliki buku referensi yang cukup.
2. Jika mengambil referensi dari internet, pastikan sumbernya jelas dan terpercaya.
(11)
Daftar Pustaka
Purnomo, Sidik. 2008. “Percepatan Gravitasi.”
http://sidikpurnomo.net/percepatan-gravitasi.html. Diakses pada 01 Desember 2011. Pukul 15.30 wib.
Ekawati, Anita. 2011. “Hukum Gravitasi Fisika” Hukum Gravitasi Fisika.pdf-Adobereader. Diakses pada 30 Desember 2011. Pukul 14.30 wib.
http://id.wikipedia.org/wiki/Gravitasi . Diakses pada 30 Desember 2011. Pukul 14.30 wib.
http://www.engineeringtown.com/kids/index.php/kamu-harus-tahu/56-apakah-gaya-gravitasi-itu. Diakses pada 30 Desember 2011. Pukul 14.30 wib.
http://id.wikipedia.org/wiki/Percepatan_rata-rata_gravitasi_bumi. Diakses pada 30 Desember 2011. Pukul 22.30 wib.
(1)
2.3 Percepatan Gravitasi Bumi
Percepatan gravitasi bumi besarnya 9,789 m/s2 pada permukaan laut di khatulistiwa dan 9,832 pada permukaan laut di kutub utara. Untuk mudahnya di buku – buku teks fisika sekolah besarnya percepatan gravitasi bumi di ambil nilai rata – ratanya lalu dibulatkan menjadi 9,8 m/s2 (Purnomo, 2008: 1). Berdasarkan pernyataan diatas, percepatan rata-rata gravitasi bumi dapat disimbolkan dengan nilai 9.8 m/s2 atau untuk mempermudah perhitungan lagi nilai percepatan menjadi 10 m/s2.
(2)
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
Metode yang digunakan penulis dalam karya tulis ini adalah metode studi pustaka, penulis menggunakan metode study pustaka bertujuan agar dapat membantu dalam membuktikan percepatan gaya gravitasi dan mengetahui bagaimana cara membuktikan percepatan gaya gravitasi dalam karya tulis ini. Dengan metode ini diharapkan dapat membantu penulis dalam menyelesaikan karya tulis ini.
3.2 Waktu Penelitian
Waktu yang dipakai penulis dalam penelitian ini yaitu selama satu semester tahun ajaran 2011/2012. Selama satu semester itu, penulis melakukan tinjauan serta penelitian tentang pembuktian percepatan gaya gravitasi.
3.3 Variabel Penelitian
Variabel penelitian yang digunakan dalam karya tulis ini adalah percepatan gaya gravitasi bumi.
(3)
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Pembahasan
Seperti yang telah dipelajari, hukum gravitasi Newton menyatakan bahwa gaya gravitasi yang dialami oleh benda bermassa m1 yang terpisah sejauh r dari benda lain yang bermassa m2 dirumuskan sebagai
2
r
m
M
G
F
Berdasarkan Hukum II Newton, gaya yang bekerja pada benda bermassa m dan mengalami percepatan a dirumuskan sebagai
a
m
F
Untuk menemukan nilai gravitasi suatu tempat yang benar kita dapat mengaplikasikan kedua rumus diatas dengan cara menyamakan dua persamaan tersebut, maka diperoleh hasil seperti berikut :
2
r
m
M
G
a
m
2
r
M
G
g
a
Percepatan yang timbul akibat gaya gravitasi inilah yang disebut sebagai percepatan gravitasi(g)
(4)
mengaplikasikannya untuk mencari percepatan gravitasi bumi, sebelum itu kita harus mengetahui tetapan-tetapan dari bumi Untuk percepatan
gravitasi bumi yang nilainya adalah
2 2 6 24 11 2 6 24 2 2 11 / 8 , 9 ) 10 38 , 6 ( 10 98 , 5 ) 10 67 , 6 ( 10 38 , 6 10 98 , 5 / 10 67 , 6 s m g g r M G g m r kg M kg Nm G B B B B
Jadi besar percepatan di permukaan bumi adalah 9,8 m/s2
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan penulis diatas jelas telah menjawab kedua permasalahan yang telah dikemukakan. 1. Bagaimanakah pembuktian bahwa nilai percepatan gravitasi bumi
adalah 9,8 m/s2?
Hal itu dapat dibuktikan dengan memanfaatkan hukum gravitasi dan hukum newton II melalui perhitungan dengan cara mensubstitusikan kedua rumus dari hukum tersebut menjadi satu persamaan, kemudian memasukkan nilai tetapan di bumi kedalam persamaan tersebut sehingga didapatkan hasil yang akurat.
2. Apakah benar nilai percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 m/s2? Seperti perhitungan yang telah dilakukan diatas jelas membuktikan
(5)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1Kesimpulan
Berdasarkan penelitian studi pustaka yang telah dilakukan oleh penulis tentang percepatan gravitasi, dapat dibuktikan dengan perhitungan melalui media bantuan teori dan rumus yang berhubungan dengan materi gravitasi bahwa nilai percepatan gravitasi adalah benar 9,8 m/s2. Hal ini telah menunjukkan bahwa penulis berhasil membuktikan besarnya nilai percepatan gravitasi melalui perhitungan sehingga siswa dapat membuka pikiran bahwa tetapan tersebut bukan hanya sekedar teori yang muncul begitu saja.
5.2Saran
1. Usahakan memiliki buku referensi yang cukup.
2. Jika mengambil referensi dari internet, pastikan sumbernya jelas dan terpercaya.
(6)
Purnomo, Sidik. 2008. “Percepatan Gravitasi.”
http://sidikpurnomo.net/percepatan-gravitasi.html. Diakses pada 01 Desember 2011. Pukul 15.30 wib.
Ekawati, Anita. 2011. “Hukum Gravitasi Fisika” Hukum Gravitasi Fisika.pdf-Adobereader. Diakses pada 30 Desember 2011. Pukul 14.30 wib.
http://id.wikipedia.org/wiki/Gravitasi . Diakses pada 30 Desember 2011. Pukul 14.30 wib.
http://www.engineeringtown.com/kids/index.php/kamu-harus-tahu/56-apakah-gaya-gravitasi-itu. Diakses pada 30 Desember 2011. Pukul 14.30 wib.
http://id.wikipedia.org/wiki/Percepatan_rata-rata_gravitasi_bumi. Diakses pada 30 Desember 2011. Pukul 22.30 wib.