Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi dan Faktor-faktor yang Memengaruhinya

Ilustrasi percepatan gravitasi bumi. Sumber: unsplash.com/Nasa

Percepatan gravitasi bumi menimbulkan banyak pertanyaan tentang kecepatan benda yang dijatuhkan ke bumi. Pada kamera yang dipasang di kepala penerjun payung, terlihat betapa cepat orang tersebut terjun, seolah disedot ke bawah.

Sejak SD, siswa sudah diajarkan bahwa gravitasi menarik apa saja ke pusat bumi. Pada tingkat yang lebih tinggi, materi tentang percepatannya dan faktor-faktor yang memengaruhinya mulai dibahas.

Penentuan Percepatan Gravitasi Bumi

Ilustrasi percepatan gravitasi bumi. Sumber: pexels.com/SpaceX.

Benda selalu jatuh ke bawah karena ada gravitasi bumi. Gravitasi dapat mempercepat gerak benda yang seolah ditarik ke pusat bumi. Benda yang jatuh bebas selalu dipercepat dengan percepatan tetap. Percepatan gravitasi di semua planet berbeda-beda.

Percepatan adalah pertambahan kecepatan tiap satuan waktu. Dikutip dari Fisika untuk SMA/MA Kelas XI, Goris Seran Daton dan Kawan-kawan (2007:42), penentuan percepatan gravitasi bumi dapat dipahami dari faktor-faktor yang memengaruhi, yaitu:

1. Ketinggian

   Percepatan gravitasi pada ketinggian h dari permukaan bumi dapat diketahui dengan persamaan berikut:

   g = G(M : (Rʙ + h)²)

   g: percepatan gravitasi (m/s²).

   G: konstanta gravitasi universal (Nm²/kg²)

   R: jari-jari.

   Contoh: ketinggian Mount Everest adalah 8,8 km dengan percepatan gravitasi atau u sebesar 9,8 m/s².

2. Kedalaman

   Percepatan gravitasi pada kedalaman h dari permukaan bumi dapat diketahui dengan persamaan berikut, dengan asumsi bumi homogen:

   Massa bumi: M' = 4/3π(Rʙ - h)³ρ

   M: massa bumi.

   (Rʙ - h): jari-jari bumi.

   Maka persamaan percepatan gravitasi bumi: g = g₀(1 - h/Rʙ).

   Dari persamaan itu diketahui bahwa semakin dalam letak benda, percepatan gravitasinya semakin kecil.

3. Letak Lintang

   Bumi itu sebenarnya tidak bulat sempurna, melainkan pepat di bagian kutub. Jari-jari bumi yang mendekati kutub semakin kecil.

   Kondisi tersebut menyebabkan semakin mendekati kutub, percepatan gravitasi semakin besar. Sebaliknya, semakin mendekati ekuator, percepatan gravitasi semakin kecil.

   Karena medan gravitasi berupa besaran vektor, maka jika suatu titik dipengaruhi lebih dari satu benda, maka kuat medan di titik tersebut merupakan jumlah vektor kuat medan dari masing-masing benda.

   Persamaan yang digunakan adalah:

   g = √(g₁² + g₂² + 2g₁g₂ cos Ø

Baca juga: Jenis-jenis Gaya dalam Fisika beserta Pengertiannya

Itulah penentuan percepatan gravitasi bumi dan faktor-faktor yang memengaruhinya sebagai bahan belajar. Dari faktor-faktor tersebut dapat diketahui bahwa ternyata percepatan gravitasi di tempat yang berbeda di muka bumi ini akan berbeda pula. (lus)