MAKALAH AWAL

Mengevaluasi Pemikiran terhadap Keteraturan Gerak Planet dalam Tata Surya

berdasarkan Hukum-Hukum Newton

(Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Fisika Sekolah 1)

Drs. Iyon Suyana, M. Si.

Oleh:

1. Gita wahyu pebriyanti (1301142)

2. Popon Komala (1305234)

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

2014

Daftar Isi

I. KOMPETENSI INTI.................................................................................................2

II. KOMPETENSI DASAR............................................................................................2

Analisis Kompetensi Dasar............................................................................................3

a. Tahap berpikir....................................................................................................3

b. Tahap keterampilan............................................................................................3

c. Tahap kemampuan.............................................................................................3

d. Materi.................................................................................................................3

e. Fakta dan Dalil...................................................................................................3

f. Konsep prasyarat................................................................................................9

III. INDIKATOR.........................................................................................................9

IV. TUJUAN PEMBELAJARAN................................................................................9

V. MATERI POKOK......................................................................................................9

VI. KONSEP ESENSIAL..........................................................................................10

VII. PETA KONSEP...................................................................................................10

VIII. URAIAN MATERI..............................................................................................11

Referensi..........................................................................................................................21

Fisika Sekolah I kelompok X Page ii

I. KOMPETENSI INTIKI 1: Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya

KI 2: Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli, santun,

ramah lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsif dan

proaktif) dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai

permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan

sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa

dalam pergaulan dunia.

KI 3: Memahami, menerapkan, dan menjelaskan pengetahuan faktual, konseptual,

prosedural, dan metakognitif dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni,

budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan,

kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta

menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik

sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah

KI 4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak

terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara

mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan

metoda sesuai kaidah keilmuan.

II. KOMPETENSI DASAR1.1 Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan

kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang

menciptakannya

2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur;

teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif;

inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud

implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi

3.2 Mengevaluasi pemikiran terhadap keteraturan gerak planet dalam tatasurya

berdasarkan hukum-hukum Newton

4.2 Menyajikan data dan informasi tentang satelit buatan yang mengorbit bumi

dan dampak yang ditimbulkannya.

Fisika Sekolah I kelompok X Page iii

Analisis Kompetensi Dasara. Tahap berpikir : menganalisis

b. Tahap keterampilan : menyajikan data

c. Tahap kemampuan : meyajikan hasil analisis berdasarkan data

d. Materi : Gravitasi Universal

Hukum Newton

e. Fakta dan Dalil:

1. Gravitasi Universal

Dulu orang yunani kuno menggangap bahwa benda jatuh karena

ingin mencari tempat alaminya. Mereka berpendapat bahwa planet-planet

digerakkan oleh bulatan-bulatan kristal yang tidak terlihat. Kemudian

pada tahun 1609, Johannes Kepler menunjukkan bahwa planet-planet

bergerak mengelilingi orbit elips atau agak bulat panjang dan planet

disangga oleh penyangga yang tak terlihat.

Namun jauh sebelumnya Al-Quran telah menjelaskan hal tersebut

dalam ayat berikut:

Ayat diatas memiliki arti:

“And it is He who created the night and the day and the sun and the moon;

all [heavenly bodies] in an orbit are swimming.”

"Dan Dialah yang telah menciptakan malam dan siang, matahari dan

bulan. Masing-masing dari keduanya itu beredar di dalam garis edarnya."

(Al Qur'an, 21:33)

Ayat diatas memiliki arti:

“By the heaven containing pathway”

"Demi langit yang mempunyai jalan-jalan."

Fisika Sekolah I kelompok X Page iv

Pada tahun 1687 Newton membuktikan dan menjelaskan bahwa

planet-planet mengitari matahari (principia) karena adanya gaya gravitasi

(gaya jarak jauh)yang menarik planet ke arah matahari. Newton juga

dapat menunjukkan bahwa besarnya gaya gravitasi antara matahari dan

planet bergantung pada jarak diantara keduanya dan segala yang menarik

benda lain secara sederhana hanya melibatkan massa dan jarak. Newton

mengatakan setiap benda menarik benda lainnya dengan sebuah gaya yang

untuk sembarang dua benda, sebanding secara langsung dengan hasil kali

massa benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak yang

memisahkannya.

Secara matematis, Newton yang merumuskan gaya tarik (gaya

gravitasi) antara dua massa:

F=G Mmr2 , dengan G= 6,67 10-11Nm2/kg2

Dari data-data dibawah ini kita dapat menghitung besarnya gaya

tarik antara planet-planet dengan matahari:

Tabel 1 karakteristik planet

No. Nama planet Massa (M) (kg)

Periode Revolusi (T) (Hari)

Jari-jari (R)

(x103m)

Jarak terhadap matahari (r)

(x103m)

1 Merkurius 3,30 ×1023 88 2439,5 57.909 .100

2 Venus 4,868 × 1024 224,7 6070 108,2× 106

3 Bumi 5,98 ×1024 365,3 6378 150 ×106

4 Mars 6,42 ×1024 687 3395 230 ×106

5 Jupiter 1.898,6 ×1024 4.328,9 71500 778,3 ×106

6 Saturnus 565,8 ×1024 10.752,9 60268 1,4 ×109

7 Uranus 8.724 × 1024 30.660 25559 3 ×109

8 Neptunus 101,66 ×1024 60.152 24765 4450 × 106

Fisika Sekolah I kelompok X Page v

Tabel 2 kesebandingan planet lain dengan planet bumi

Dari tabel diatas kita dapat membuktikan bahwa massa dan jarak

mempengaruhi besarnya gaya gravitasi antar planet dan matahari, berikut

merupakan tabel pengaruhnya:

No. Nama planet Massa (M) (kg)

Jarak terhadap matahari (r) ( x

103 m)

F=G Mmr2

(N) x Fbumi

1 Matahari 332950 Mb - -2 Merkurius 0,05 Mb 0,38 rb 0,769 x10−11

3 Venus 0,81 Mb 0,72 rb 3,469 x10−11

4 Bumi 1 Mb 1 rb 2,263 x10−11

5 Mars 0,1 Mb 1,53 rb 0,097 x10−11

6 Jupiter 317,49 Mb 5,18 rb 26,277 x10−11

7 Saturnus 95,16 Mb 9,33 rb 2,427 x10−11

8 Uranus 14,58 Mb 20 rb 0,082 x10−11

9 Neptunus 17 Mb 29,67 rb 0,047 x10−11

Fisika Sekolah I kelompok X Page vi

No. Nama planet

Massa (M) (kg)

Periode Revolusi (T) (Hari)

Jari-jari (R)

(x103m)

Jarak terhadap matahari (r)

(x103m)

1 Merkurius 0,05 Mb 0,24 Tb 0,38 Rb 0,38 rb

2 Venus 0,81 Mb 0,62 Tb 0,95 Rb 0,72 rb

3 Bumi 1 Mb 1Tb 1Rb 1 rb

4 Mars 0,1 Mb 1,88 Tb 0,53 Rb 1,53 rb

5 Jupiter 317,49 Mb 11,85Tb 11,21 Rb 5,18 rb

6 Saturnus 95,16 Mb 29,44 Tb 9,45 Rb 9,33 rb

7 Uranus 14,58 Mb 83,93 Tb 4,00 Rb 20 rb

8 Neptunus 17 Mb 164,66 Tb 3,88 Rb 29,67 rb

Tabel 3 besarnya gaya gravitasi universal

Hubungan antara gaya gravitasi dengan:

o Hukum I Newton

Hukum I Newton ini menggambarkan sifat benda yang selalu

mempertahankan keadaan diam atau keadaan bergeraknya yang

dinamakan inersia atau kelembaman. Oleh karena itu, Hukum I

Newton dikenal juga dengan sebutan Hukum Kelembaman.

Kelembaman pada suatu benda menyebabkan sebuah benda yang

bergerak dengan kecepatan yang relatif tetap akan tetap bergerak pada

kecepatan tersebut dan benda-benda yang diam akan tetap diam,

kecuali ada gaya-gaya tak setimbang yang bekerja padanya.

Kelembaman merupakan sifat dasar dari semua benda.

Dalam suatu gerak planet, hukum I Newton ini dibuktikan dengan

tetap bergeraknya planet dalam orbit masing-masing. Hal ini

membuktikan bahwasannya pergerakan planet dalam tatasurya

memenuhi hukum I Newton ini. Kecepatan yang dimiliki para planet

ini dapat dikatakan tetap, kenapa? Karena dengan kecepatan yang tetap

ini planet tetap terus bergerak mengikuti orbitnya atau planet tidak

bergerak sesukanya.

Selain itu massa dalam hal ini juga sangat berpengaruh,kenapa?

Karena jika kita mengartikan bahwa kelembaman atau inersia itu

sebagai sikap mlas, maka benda yang massanya lebih besar memiliki

inersia yang lebih besar dibandingkan benda yang massanya kecil.

Berikut merupakan besarnya inersia planet-planet dengan

menggunakan persamaan:

I  = mr2

 Dengan:

  I = momen inersia benda (kg m2)

m = massa benda (kg), dan

r  = jarak ke sumbu rotasi (m)

Fisika Sekolah I kelompok X Page vii

No. Nama

planetMassa (M) (kg)

Jari-jari

(R)

(x103m)

Inersia

I = mr2

(kg m2)

1 Merkurius 3,30 ×1023 2439,5 1,96 ×1036

2 Venus 4,868 × 1024 6070 165,32× 1036

3 Bumi 5,98 ×1024 6378 243,26 ×1036

4 Mars 6,42 ×1024 3395 73,99 ×1036

5 Jupiter 1.898,6 ×1024 71500 9706117,85× 1036

6 Saturnus 565,8 ×1024 60268 2055116,77× 1036

7 Uranus 8.724 × 1024 25559 5111125,65 ×1036

8 Neptunus 101,66 ×1024 24765 62348,61 ×1036

Tabel 4 Inersia planet-planet

o Hukum II Newton

Hukum II Newton merupakan ilmu yang mempelajari gerak

dengan memperhitungkan penyebabnya. Kita dapat menjabarkan besar

gaya gravitasi yang dimiliki oleh planet-planet dengan menggunakan

Hukum II Newton , dengan cara yang sederhana,dengan memulainya

dari fakta-fakta empiris yang telah ditemukan Kepler. Untuk

memudahkan analisa kita anggap bahwa planet-planet bergerak dalam

lintasan yang berbentuk lingkaran dengan jari-jari r, dengan kelajuan

konstan v. Karena planet bergerakdalam lintasan lingkaran maka

planet mengalami percepatan sentripetal yang besarnya diberikan oleh

as=v2

r

maka besarnya gaya gravitasi adalah

F=m . a

Fisika Sekolah I kelompok X Page viii

Dengan menggunakan percepatan sentripetal maka,

F=m . as

F=m v2

r

F=m ω2r2

rF=m ω2 r

F=m 4π 2rT 2

Dibawah ini merupakan tabel gaya gravitasi dengan hukum II

Newton yang memperlihatkan bahwa massa, dan jarak memang

mempengaruhi besarnya gaya gravitasi antara matahari dan planet.

Tabel 5 besar gaya gravitasi menurut hukum II Newton

o Hukum III Newton

Hukum III Newton menyatakan bahwa jika benda 1 memberikan

gaya pada benda 2 maka pada saat yang sama benda 2 akan

memberikan gaya pada benda 1. Besarnya sama tapi arah kedua

Fisika Sekolah I kelompok X Page ix

No.Nama planet Massa (M) (kg)

Periode Revolusi (T)

(Hari)

Jarak terhadap

matahari (r) (x103m)

F=m 4π 2

T 2 r

(N) x Fbumi

(x103m)

1Matahari 332950 Mb - - -

2 Merkurius 0,05 Mb 0,24 Tb 0,38 rb 13,009

3 Venus 0,81 Mb 0,62 Tb 0,72 rb 59,835

4 Bumi 1 Mb 1 Tb 1 rb 39,438

5 Mars 0,1 Mb 1,88 Tb 1,53 rb 1,707

6 Jupiter 317,49 Mb 11,85Tb 5,18 rb 461,894

7 Saturnus 0,09 Mb 29,44 Tb 9,33 rb 40,399

8 Uranus 14,58 Mb 83,93 Tb 20 rb 1,633

9 Neptunus 17 Mb 164,66 Tb 29,67 rb 0,734

gayanya berlawanan. Salah satu gaya disebut aksi, dan satu lainnya

disebut reaksi.

Faksi = -Freaksi

Gaya aksi-reaksi ini lah yang telah berjasa mePersatukan matahari,

planet, dan benda langit lainnya karena gaya tarik (gravitasi) yang

mereka miliki akhirnya terbentuklah suatu sistem yang sekarang kita

kenal sebagai sistem tata surya.

f. Konsep prasyarat:

Gaya gravitasi

Hukum – hukum Newton

III. INDIKATOR Menyatakan hukum gravitasi universal

Menyatakan hukum Newton tentang gravitasi

Menganalisis hubungan antara gaya gravitasi dengan massa benda dan

jaraknya

Membandingkan percepatan gravitasi pada kedudukan yang berbeda

IV. TUJUAN PEMBELAJARANSetelah mempelajari bab ini, diharapkan siswa dapat:

Menyatakan hukum gravitasi universal

Menyatakan hukum newton tentang gravitasi

Menganalisis hubungan antara gaya gravitasi dengan massa benda dan

jaraknya

Membandingkan percepatan gravitasi pada kedudukan yang berbeda

V. MATERI POKOKHukum Gravitasi

Hukum Newton

Fisika Sekolah I kelompok X Page x

VI. KONSEP ESENSIAL Jarak

Gravitasi universal

Hukum I Newton

Hukum II Newton

Hukum III Newton

Gerak

Massa

Periode Revolusi

Jari-jari

Konstanta G

VII. PETA KONSEP

Terbagi atas

dapat dinyatakan berdasarkan

Fisika Sekolah I kelompok X Page xi

Gaya Gravitasi

Hukum Gravitasi UniversalHukum – Hukum Newton

Hukum IHukum II

Hukum III

VIII. URAIAN MATERI1. Hukum Kepler

Hingga akhir abad ke-15, orang masih menganggap bahwa bumi

merupakan pusat alam semesta. Anggapan itu pertama kali dikemukakan

oleh seorang astronom yang bernama Ptolomeus. Selanjutnya, anggapan

itu terkenal sebagai pandangan Geosentris. Baru pada saat abad ke-16

pandangan itu berubah. Perubahan itu diawali dengan dikemukakannya

pandangan Heliosentris oleh seorang astronom yang bernama Nicolaus

Copernicus. Heliosentris berarti matahari sebagai pusat tata surya. Hal itu

berlaku hanya sebatas pada tata surya kita. Dengan kata lain, pandangan

heliosentris tidak berlaku hubungan antar galaksi. Pada awalnya, teori ini

ditentang oleh penguasa sehingga copernicus dan pendukungnya dipenjara

seumur hidup.

Kebenaran pandangan Heliosentris itu diperkuat oleh Tyho Brahe dan

Johannes Kepler. Kepler merupakan asisten Tyho Brahe. Berdasarkan

data-data pengamatan yang dilakukan Tyho Brahe, hukum-hukum gerak

planet dapat dirumuskan dengan tepat oleh Johannes Kepler. Kepler lahir

pada tahun 1571 di Jerman. Setelah dua puluh delapan tahun dari

penemuannya, buku De Revolutionibus Orbium Caelestium yang memuat

pandangan Heliosentris dari Copernicus diterbitkan. Dalam buku itu,

Kepler mengemukakan hasil penelitiannya. Hasil penelitian itu selanjutnya

disebut Hukum Kepler.

a. Hukum I Kepler

Hukum I Kepler

menyatakan bahwa

semua planet

berputar

mengelilingi

matahari dengan

lintasan berbentuk

elips dengan matahari sebagai salah satu titik apinya. Adapun kedudukan

Fisika Sekolah I kelompok X Page xii

planet yang paling dekat dengan matahari saat berevolusi dinamakan

Perihelion, sedangkan kedudukan terjauhnya dinamakan Aphelion.

b. Hukum II Kepler

Hukum II Kepler

menyatakan bahwa garis

hubung matahari dan

planet dalam waktu yang

sama menyapu luasan

yang sama. Dengan

demikian, pada saat dekat dengan matahari, planet itu akan bergerak lebih

cepat daripada jika berada jauh dari matahari.

c. Hukum III Kepler

Hukum III Kepler menyatakan bahwa perbandingan kuadrat periode dua

planet yang mengitari matahari sama dengan petbandingan pangkat tiga

jarak rat-rata planet-planet tersebut dari mathari. Akibatnya, T1 dan T2

menyatakan periode dua planet dan r1 dan r2 menyatakan jarak rata-rata

planet dari matahari maka

( r13

T12 )=( r2

3

T 22 )

Yang berarti besar r 3

T2 harus sama untuk setiap planet.

2. Gaya Gravitasi

Gaya gravitasi adalah gaya yang dimiliki oleh benda-benda karena

massanya. Setiap benda yang memiliki massa akan menarik benda lain

yang memiliki massa. Massa bumi sangat besar sehingga bumi memiliki

gaya gravitasi yang besar pula. Gaya gravitasi ini berupa gaya tarik,

sehingga gravitasi bumi ini mampu menarik benda-benda lain yang ada

disekitarnya.

Fisika Sekolah I kelompok X Page xiii

3. Hukum Gravitasi Universal

Hukum Gravitasi Universal menyatakan bahwa semua benda yang

tertarik satu sama lain oleh gravitasi, gaya tarik tergantung pada massa

benda dan berkurang berdasarkan jarak antara mereka. Penemuan Newton

digantikan oleh teori Einstein tentang relativitas umum. Hukum gravitasi

universal  masih akurat, namun untuk aplikasi yang lebih praktis. Newton

tidak menemukan gravitasi, seperti kepercayaan populer berlaku, tetapi

perluasan pada karya ilmuwan sebelumnya seperti Galileo. Newton

disebut oleh para ilmuwan ketika ia menulis tulisan yang terkenal, “Jika

saya melihat lebih jauh, itu adalah dengan berdiri di bahu raksasa.”

Jatuhnya apel menginspirasi Newton untuk mempelajari masalah

gravitasi, namun, apel tidak membawa pemahaman instan dengan cara

memukul kepalanya. Sebaliknya, ia menggunakan orbit bulan mengelilingi

bumi untuk memeriksa dan mengkonfirmasi perhitungan selama rentang

waktu 20 tahun. Hukum gravitasi universal secara rinci dalam buku

terobosan nya Principia Mathematica, diterbitkan pada tahun 1687.

Buku Newton termasuk rumus matematika yang menggambarkan

hukum gravitasi universal. Pada dasarnya, hukum ini menyatakan bahwa

semua benda memberikan suatu gaya tarik gravitasi pada semua benda

lain. Objek dengan massa besar memiliki tarik yang lebih kuat dari

gravitasi, atau medan gravitasi, yang mengapa benda dan orang tertarik ke

Bumi, tetapi tidak terasa satu sama lain. Gaya tarik gravitasi menurun

dengan meningkatnya jarak, penurunan ini dapat tepat diukur, dan dikenal

dalam fisika sebagai hukum kuadrat terbalik. Gravitasi universal adalah

gaya yang menjaga planet dan satelit pada orbit yang terkunci, daripada

bergerak dengan bebas di alam semesta.

Fisika Sekolah I kelompok X Page xiv

Data-data untuk menghitung besarnya gaya tarik antara planet-planet dengan

matahari

Tabel 6 karakteristik planet

No. Nama

planetMassa (M) (kg)

Periode

Revolusi

(T) (Hari)

Jari-jari

(R)

(x103m)

Jarak terhadap

matahari (r)

(x103m)

1 Merkurius 3,30 ×1023 88 2439,5 57.909 .100

2 Venus 4,868× 1024 224,7 6070 108,2× 106

3 Bumi 5,98 ×1024 365,3 6378 150 ×106

4 Mars 6,42 ×1024 687 3395 230 ×106

5 Jupiter 1.898,6 ×1024 4.328,9 71500 778,3 ×106

6 Saturnus 565,8 ×1024 10.752,9 60268 1,4 ×109

7 Uranus 8.724 × 1024 30.660 25559 3×109

8 Neptunus 101,66 ×1024 60.152 24765 4450 × 106

Fisika Sekolah I kelompok X Page xv

No. Nama

planet

Massa (M)

(kg)

Periode

Revolusi

(T) (Hari)

Jari-jari

(R)

(x103m)

Jarak terhadap

matahari (r)

(x103m)

1 Merkurius 0,05 Mb 0,24 Tb 0,38 Rb 0,38 rb

2 Venus 0,81 Mb 0,62 Tb 0,95 Rb 0,72 rb

3 Bumi 1 Mb 1Tb 1Rb 1 rb

4 Mars 0,1 Mb 1,88 Tb 0,53 Rb 1,53 rb

5 Jupiter 317,49 Mb 11,85Tb 11,21 Rb 5,18 rb

6 Saturnus 95,16 Mb 29,44 Tb 9,45 Rb 9,33 rb

7 Uranus 14,58 Mb 83,93 Tb 4,00 Rb 20 rb

8 Neptunus 17 Mb 164,66 Tb 3,88 Rb 29,67 rb

Tabel 7 kesebandingan planet lain dengan planet bumi

Dari tabel diatas kita dapat membuktikan bahwa massa dan jarak mempengaruhi besarnya gaya gravitasi antar planet dan matahari, dapat dihitung melalui persamaan:

F=G Mmr2

Keterangan :F : Gaya (N)G: Konstanta gravitasi (6,67 10-11Nm2/kg2)M: Massa Matahari (339250 kg Massa Bumi)m: massa planet perbandingan dengan massa bumi (Mb) (kg)r : jarak planet terhadap matahari perbandingan dengan massa bumi (Mb) (kg) perhitungannya:

a) Merkurius

F=G Mmr2

F=6,67 ×10−11 N m2/kg2 339250 kg×0,05 kg Mb¿¿

F=0,769 x10−2 Fb N

b) Venus

F=G Mmr2

F=6,67 ×10−11 N m2/kg2 339250 kg ×0,81 kg Mb¿¿

F=3,469 x10−2 Fb N

c) Bumi

F=G Mmr2

F=6,67 ×10−11N m2/kg2 339250 kg×1kg Mb¿¿

F=2,263 x10−2 Fb N

d) Mars

F=G Mmr2

Fisika Sekolah I kelompok X Page xvi

F=6,67 ×10−11N m2/kg2 339250 kg×0,1 kg Mb¿¿

F=0,097 x10−2 Fb N

e) Jupiter

F=G Mmr2

F=6,67 ×10−11N m2/kg2 339250 kg×317.49 kg Mb¿¿

F=5,717 x10−2 Fb N

f) Saturnus

F=G Mmr2

F=6,67 ×10−11N m2/kg2 339250 kg×95,16 kg Mb¿¿

F=2,489 x10−2 Fb N

g) Uranus

F=G Mmr2

F=6,67 ×10−11N m2/kg2 339250 kg ×14,58 kg Mb¿¿

F=0,082 x10−2 Fb N

h) Neptunus

F=G Mmr2

F=6,67 ×10−11N m2/kg2 339250 kg ×17 kg Mb¿¿

F=0,047 x10−2 Fb N

Perhitungan diatas dapat disajikan dalam tabel dibawah ini

Tabel 8 besarnya gaya gravitasi universal

Fisika Sekolah I kelompok X Page xvii

No.Nama planet

Massa (M) (kg)

Jarak terhadap matahari (r)

(x103m)

F=G Mmr2

(N) x Fbumi

1Matahari 332950 Mb -

-2 Merkurius 0,05 Mb 0,38 rb 0,769 x10−2

3 Venus 0,81 Mb 0,72 rb 3,469 x10−2

4 Bumi 1 Mb 1 rb 2,263 x10−2

5 Mars 0,1 Mb 1,53 rb 0,097 x10−2

6 Jupiter 317,49 Mb 5,18 rb 5,717 x10−2

7 Saturnus 95,16 Mb 9,33 rb 2,489 x10−2

8 Uranus 14,58 Mb 20 rb 0,082 x10−2

9 Neptunus 17 Mb 29,67 rb 0,047 x10−2

4. Hukum – Hukum Newtono Hukum I Newton

Hukum I Newton ini menggambarkan sifat benda yang selalu

mempertahankan keadaan diam atau keadaan bergeraknya yang

dinamakan inersia atau kelembaman. Oleh karena itu, Hukum I

Newton dikenal juga dengan sebutan Hukum Kelembaman.

Kelembaman pada suatu benda menyebabkan sebuah benda yang

bergerak dengan kecepatan yang relatif tetap akan tetap bergerak pada

kecepatan tersebut dan benda-benda yang diam akan tetap diam,

kecuali ada gaya-gaya tak setimbang yang bekerja padanya.

Kelembaman merupakan sifat dasar dari semua benda.

Dalam suatu gerak planet, hukum I Newton ini dibuktikan dengan

tetap bergeraknya planet dalam orbit masing-masing. Hal ini

membuktikan bahwasannya pergerakan planet dalam tatasurya

memenuhi hukum I Newton ini. Kecepatan yang dimiliki para planet

ini dapat dikatakan tetap, kenapa? Karena dengan kecepatan yang tetap

Fisika Sekolah I kelompok X Page xviii

ini planet tetap terus bergerak mengikuti orbitnya atau planet tidak

bergerak sesukanya.

Selain itu massa dalam hal ini juga sangat berpengaruh,kenapa?

Karena jika kita mengartikan bahwa kelembaman atau inersia ituu

sebagai sikap malas, maka benda yang massanya lebih besar memiliki

inersia yang lebih besar dibandingkan benda yang massanya kecil.

Selain itu kita memiliki dalil mengenai planet yang bergerak pada

orbit-orbitnya.

o Hukum II Newton

Hukum II Newton merupakan ilmu yang mempelajari gerak

dengan memperhitungkan penyebabnya. Kita dapat menjabarkan besar

gaya gravitasi yang dimiliki oleh planet-planet dengan menggunakan

Hukum II Newton , dengan cara yang sederhana,dengan memulainya

dari fakta-fakta empiris yang telah ditemukan Kepler. Untuk

memudahkan analisa kita anggap bahwa planet-planet bergerak dalam

lintasan yang berbentuk lingkaran dengan jari-jari r, dengan kelajuan

konstan v. Karena planet bergerakdalam lintasan lingkaran maka

planet mengalami percepatan sentripetal yang besarnya diberikan oleh

as=v2

r=

(2 πr)2

rT=πr

F=m . a

Dengan menggunakan percepatan sentripetal maka,

F=m . as

F=m v2

r

F=m ω2r2

rF=m ω2 r

F=m 4π 2rT 2

Melalui tabel dibawah ini kita dapat menghitung gaya gravitasi planet-

planet dengan matahari melalui kesebandingan planet bumi

Fisika Sekolah I kelompok X Page xix

No. Nama

planet

Massa (M)

(kg)

Periode

Revolusi

(T) (Hari)

Jari-jari

(R)

(x103m)

Jarak terhadap

matahari (r)

(x103m)

1 Merkurius 0,05 Mb 0,24 Tb 0,38 Rb 0,38 rb

2 Venus 0,81 Mb 0,62 Tb 0,95 Rb 0,72 rb

3 Bumi 1 Mb 1Tb 1Rb 1 rb

4 Mars 0,1 Mb 1,88 Tb 0,53 Rb 1,53 rb

5 Jupiter 317,49 Mb 11,85Tb 11,21 Rb 5,18 rb

6 Saturnus 95,16 Mb 29,44 Tb 9,45 Rb 9,33 rb

7 Uranus 14,58 Mb 83,93 Tb 4,00 Rb 20 rb

8 Neptunus 17 Mb 164,66 Tb 3,88 Rb 29,67 rb

Dengan menggunakan persamaan :

F=m 4π 2rT 2

Keterangan :F : Gaya (N)m: massa planet perbandingan dengan massa bumi (Mb) (kg)π : konstanta (3,14)r : jarak planet terhadap matahari perbandingan dengan jarak bumi (rb)(m)T : Periode Revolusi perbandingan dengan periode bumi(Tb) (Hari) Perhitungan :

a) Merkurius

F=m 4π 2rT 2

F=0,05 kg Mb 4 (3,14)2 0,38 ×103 mrb¿¿

F=13,009 ×103 Fb N

b) Venus

F=m 4π 2rT 2

Fisika Sekolah I kelompok X Page xx

F=0,81 kg Mb 4 (3,14)2 0,72× 103m rb¿¿

F=59,835 ×103 Fb N

c) Bumi

F=m 4π 2rT 2

F=1 kg Mb 4 (3,14)21 ×103 m rb¿¿

F=39,435 ×103 Fb N

d) Mars

F=m 4π 2rT 2

F=0 , 1kg Mb 4 (3,14)21,53 ×103 m rb¿¿

F=1,707 ×103 Fb N

e) Jupiter

F=m 4π 2rT 2

F=317,49 kg Mb 4 (3,14)25,18 × 103 mrb¿¿

F=461 ,894 ×103 Fb N

f) Saturnus

F=m 4π 2rT 2

F=95,16 kg Mb 4(3,14 )29,33×103 m rb¿¿

F=40,399 ×103 Fb N

g) Uranus

F=m 4π 2rT 2

Fisika Sekolah I kelompok X Page xxi

F=14,58 kg Mb 4 (3,14)2 20× 103 mrb¿¿

F=1,633 ×103 Fb N

h) Neptunus

F=m 4π 2rT 2

F=17,4 kg Mb 4(3,14 )2 29,67 ×103 m rb¿¿

F=0,734 × 103 Fb N

Dibawah ini merupakan tabel gaya gravitasi dengan hukum II Newton yang

memperlihatkan bahwa massa, periode, dan jarak memang mempengaruhi

besarnya gaya gravitasi antara matahari dan planet.

No.Nama planet Massa (M) (kg)

Periode

Revolusi (T)

(Hari)

Jarak

terhadap

matahari (r)

(x103m)

F=m 4π 2

T 2 r

(N) x Fbumi

(x103m)

1Matahari 332950 Mb - -

-

2 Merkurius 0,05 Mb 0,24 Tb 0,38 rb 13,009

3 Venus 0,81 Mb 0,62 Tb 0,72 rb 59,835

4 Bumi 1 Mb 1Tb 1 rb 39,438

5 Mars 0,1 Mb 1,88 Tb 1,53 rb 1,707

6 Jupiter 317,49 Mb 11,85Tb 5,18 rb 461,894

Fisika Sekolah I kelompok X Page xxii

7 Saturnus 0,09 Mb 29,44 Tb 9,33 rb 40,399

8 Uranus 14,58 Mb 83,93 Tb 20 rb 1,633

9 Neptunus 17 Mb 164,66 Tb 29,67 rb 0,734

Ternyata besarnya gaya yang dihasilkan itu sebanding dengan besarnya

gaya gravitasi universal planet-planet dimana planet yang memiliki massa lebih

besar maka planet itu memiliki gaya yang lebih besar pula.

o Hukum III Newton

Hukum III Newton menyatakan bahwa jika benda 1 memberikan

gaya pada benda 2 maka pada saat yang sama benda 2 akan

memberikan gaya pada benda 1. Besarnya sama tapi arah kedua

gayanya berlaawanan. Salah satu gaya disebut aksi, dan satu lainnya

disebut reaksi.

Faksi = -Freaksi

Gaya aksi-reaksi ini lah yang telah berjasa memersatukan matahari,

planet, dan benda langit lainnya karena gaya tarik (gravitasi) yang

mereka miliki akhirnya terbentuklah suatu sistem yang sekarang kita

kenal sebgai sistem tata surya.

Referensi

Al-Qur’an dan terjemahnya

Purwanto Budi. (2011) Theory and Aplication of Physics. Solo: Tiga Serangkai

Fisika Sekolah I kelompok X Page xxiii