Semakin tinggi suatu tempat dari permukaan bumi, maka semakin kecil percepatan gravitasi bumi.

Lihat Foto

Curtin University

Besaran gravitasi Bumi ternyata bervariasi di setiap wilayah. Tempat yang lebih tinggi seperti Gunung Everest (tengah) punya gravitasi lebih rendah. Dengan demikian, manusia yang berada di wilayah itu akan memiliki berat lebih rendah.

KOMPAS.com — Gravitasi hampir selalu diasumsikan sama di semua wilayah di Bumi. Namun kenyataannya, besaran gravitasi bervariasi dari satu tempat dengan tempat lain.

Christian Hirt dari Curtin University di Perth dan rekannya mengombinasikan data gravitasi yang diperoleh dari satelit dan data topografi untuk menyusun peta gravitasi Bumi.

Peta mencakup wilayah antara 60 derajat Lintang Utara hingga 60 derajat Lintang Selatan, meliputi 80 persen dari seluruh wilayah Bumi.

Peta terdiri dari 3 miliar titik dengan resolusi 250 meter. Dengan komputer standar, perlu 5 detik untuk menyelesaikan satu titik. Dengan superkomputer, peneliti menyelesaikan seluruhnya dalam 3 minggu.

Sebelum pembuatan peta ini, peneliti pernah melakukan pengukuran dengan metode standar. Mereka menemukan, tempat dengan gravitasi terendah adalah khatulistiwa dan tertinggi adalah Arktik.

Berdasarkan pengukuran itu, percepatan gravitasi di khatulistiwa 9.7803 m/s2 sementara di permukaan Arktik sebesar 9.8337 m/s2.

Pemetaan oleh Hirt menunjukkan perbedaan percepatan gravitasi yang lebih ekstrem. Tempat dengan gravitasi terendah adalah Gunung Nevado Huascaran di Peru, sementara yang tertinggi tetap Arktik.

Percepatan gravitasi di Gunung Nevadi Huascaran adalah 9.7639 m/s2 sementara di wilayah Arktik sebesar 9.8337 m/s2.

"Munculnya Nevado sebagai wilayah dengan percepatan gravitasi terendah cukup mengagetkan karena gunung ini terletak 1.000 kilometer di selatan garis khatulistiwa," kata Hirt seperti dikutip dari New Scientist, Senin (19/8/2013).

"Jarak suatu wilayah dengan garis khatulistiwa lebih berpengaruh pada kenaikan percepatan gravitasi daripada ketinggian gunung dan anomali lokal," imbuhnya.

Jika seseorang menjatuhkan benda secara bersamaan dari ketinggian 100 meter dari Nevado dan Samudera Arktik, maka benda yang jatuh di Samudera Arktik akan mencapai permukaan Bumi 16 milidetik lebih dulu daripada yang ada di Nevado.

Perbedaan ini juga akan berpengaruh pada berat seseorang. Seseorang yang berada di Arktik akan memiliki berat satu persen lebih besar daripada jika ia berada di Nevado. Namun, gaya gravitasi ini hanya berpengaruh pada berat, sedangkan massa yang dimilikinya tetap.

Pengukuran yang lebih akurat mengenai medan gravitasi di Bumi sangatlah diperlukan dalam proses pembangunan di Bumi. Pembuatan lorong, waduk, hingga bangunan-bangunan tinggi membutuhkan data gravitasi lokal untuk memandu mengukur ketinggian yang mungkin diaplikasikan pada bangunan tersebut. (Dyah Arum Narwastu)Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.

Baca berikutnya

HOME FISIKA SMA GAYA GRAVITASI

g = percepatan gravitasi pada ketinggian tertentu (m/s2)

G = konstantan umum gravitasi (N m2/kg2) h = ketinggian dihitung dari permukaan bumi (m) M = massa bumi (kg) R = jari-jari bumi (m). Pengaruh ketinggian hanya dapat mempengaruhi besar percepatan gravitasi secara signifikan jika ketinggian tersebut cukup besar (mendekati atau lebih besar dari jari-jari bumi). Jika ketinggiannya kecil, maka tidak akan mempengaruhi besar percepatan gravitasi secara signifikan karena nilainya tidak akan terlalu berbeda. Untuk penjelasan lebih lanjut tentang pengaruh ketinggian terhadap besar percapatan gravitasi bumi, kamu bisa membaca beberapa artikel terkait yang membahas rumus dan contoh percepatan gravitasi pada ketinggian tertentu melalui link di bawah ini. Pada poin pertama kita sudah melihat bagaimana pengaruh ketinggian terhadap percepatan gravitasi bumi. Semakin besar ketinggian benda di atas permukaan bumi, maka akan semakin kecil percepatan gravitasi bumi yang dialaminya. Lalu, bagaimana jika benda berada pada kedalaman tertentu di dalam bumi? Apakah percepatan gravitasi bumi pada kedalaman h akan lebih besar dibanding percepatan gravitasi di permukaan bumi? Atau justru akan lebih kecil dibanding percepatan graviatsi di permukaan bumi? Jika bumi kita anggap sebagai benda homogen yang memiliki massa jenis rata-rata ρ, maka percepatan gravitasi pada kedalaman h di dalam bumi hanya dipengaruhi oleh bagian bola bumi bagian dalam yang berjari-jari lebih kecil daripada jari-jari asli bumi. Misal pada kedalaman h, maka jari-jari bagian bola bumi yang mempengaruhi percepatan gravitasi adalah R - h seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Karena jari-jarinya lebih kecil dan ukuran bolanya menjadi lebih kecil, maka massa bumi (bagian bola bumi pada kedalam h) juga lebih kecil. Massa bagian tersebut adalah: Keterangan: M' = massa bagian bola bumi (kg) R = jari-jari bumi (m) h = kedalaman (m)

ρ = massa jenis (kg/m3)

Karena massa bagian bola bumi adalah M' dan jari-jarinya adalah R - h, maka besar percepatan gravitasi pada kedalaman tersbebut ditentukan berdasarkan penurunan rumus berikut:

⇒ g' = G	4/3 π(R - h)3 ρ
(R - h)2

⇒ g' = G. 4/3 π(R - h) ρ Jika dibandingkan dengan percepatan gravitasi bumi di permukaan (go), maka percepatan gravitasi bumi pada kedalaman h dapat dihitung dengan rumus berikut: Keterangan :

g' = percepatan gravitasi pada kedalaman h (m/s2)

go = percepatan ravitasi di permukaan bumi (m/s2) R = jari-jari bumi (m) h = kedalaman (m)

Contoh soal:

Jika percepatan gravitasi bumi di permukaan adalah 9,8 m/s2, maka tentukanlah percepatan gravitasi bumi pada kedalaman seperempat jari-jari bumi.

Pembahasan :

Dik : go = 9,8 m/s2, h = ¼ R, Dit : g' = ... ? Percepatan gravitasi pada kedalam h :

⇒ g' = (1 - h/R) . go

⇒ g' = (1 - ¼ R/R) . 9,8 ⇒ g' = (1 - ¼) . 9,8 ⇒ g' = 3/4 x 9,8

⇒ g' = 7,35 m/s2

Dari contoh di atas dapat kita lihat bahwa percepatan gravitasi bumi pada kedalaman tertentu ternyata lebih kecil dibanding percepatan gravitasi di permukaan bumi. Itu terjadi karena massa dan jari-jari menjadi lebih kecil. Bentuk bumi tidak bulat sempurna melainkan sedikit pepat di bagian kutubnya. Itu artinya, jari-jari bumi semakin kecil di daerah kutub. Karena jari-jarinya semakin kecil, maka besar percepatan gravitasi bumi di bagian kutub semakin besar. Sebaliknya, pada bagian ekuator percepatan gravitasi semakin kecil. Karena di bagian kutub percepatan gravitasinya lebih besar daripada bagian lain di bumi, maka berat benda yang berada di bagian kutub bumi lebih besar dibanding tempat lain. Hal itu terjadi karena berat benda berbanding lurus dengan percepatan gravitasi. Itu artinya, semakin besar percepatan gravitasi di suatu tempat yang dialami benda, maka akan semakin besar pula beratnya. Sebaliknya, semakin kecil percepatan gravitasinya, maka akan semakin kecil beratnya. Dengan demikian, berat benda di bagian ekuator lebih kecil dibanding berat benda di bagian kutub.

Jari-jari bumi di bagian kutub (kutub Utara dan kutub Selatan) lebih kecil daripada jari-jari bumi di Khatulistiwa sehingga percepatan gravitasi di Kutub lebih besar. Percepatan gravitasi di kutub sekitar 9,83 m/s2 sedangkan percepatan gravitasi di Khatulistiwa berkisar 9,78 m/s2.

Contoh Soal:

Diketahui percepatan gravitasi di kutub Utara adalah 9,83 m/s2 dan percepatan gravitasi di Khatulistiwa adalah 9,78 m/s2. Jika berat benda di Khatulistiwa adalah 98 N, maka tentukan berat benda tersebut saat berada di kutub Utara.

Pembahasan :

Dik : gk = 9,78 m/s2, gu = 9,83 m/s2, wk = 98 N Dit : wu = ... ? Pertama kita tentukan massa benda: ⇒ wk = m . gk ⇒ 98 = m . 9,78 ⇒ m = 10,02 kg Berat benda di kutub Utara: ⇒ wu = m. gu ⇒ wu = 10,02 (9,83) ⇒ wu = 98,5 N

Jadi, berat benda tersebut di kutub Utara adalah 98,5 N. Itu artinya benda akan menjadi lebih berat saat berada di kutub Utara, yaitu 0,5 N lebih berat daripada di Khatulistiwa.

MENU FISIKA SMA GAYA GRAVITASI

Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.