Graviti

Graviti mengakibatkan benda-benda langit berada pada orbit masing-masing dalam mengelilingi matahari

Graviti ialah daya tarikan yang bertindak di antara zarah-zarah yang mempunyai jisim. Graviti menentukan berat sesuatu objek daripada jisimnya.

Setakat ini, hukum graviti yang paling "berjaya" (tepat) ialah teori relativiti am (general relativity) oleh Albert Einstein. Walau bagaimanapun, Hukum Graviti Newton adalah lebih mudah dan cukup tepat untuk kebanyakan perkara, jadi ia lebih popular.

Hukum Graviti Newton

Pada tahun 1687, Isaac Newton menerbitkan Hukum Graviti Newton (Law of Gravitation). Menurut beliau:

Semua jisim di alam semesta ini menarik antara sama satu lain dan daya yang bertindak adalah berkadar terus dengan hasil darab jisim-jisim itu dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara jisim-jisim itu.

Maka formula untuk daya graviti, $F\,$ ialah:

$F={\frac {Gm_{1}m_{2}}{r^{2}}}\,$

dimana

$m\,$ ialah jisim objek

$r\,$ ialah jarak antara jisim-jisim

$G\,$ ialah pemalar graviti bersamaan dengan $6.673\times 10^{-11}\,$

Menentukan pemalar graviti

Untuk menentukan pemalar graviti, $G\,$, daya graviti diantara dua objek. Pada tahun 1798, Sir Henry Cavendish menggunakan neraca kilas untuk menentukan nilai pemalar graviti. Maka, dari eksperimen beliau, nilai pemalar graviti ialah:

$G=6.673\times 10^{-11}N.m^{2}/kg^{2}\,$

Berat

Berat, $w\,$ ialah jumlah daya graviti yang bertindak ke atas sesuatu objek oleh objek-objek lain. Maka, berat sesuatu objek di permukaan bumi ialah

$w=F_{g}={\frac {Gm_{E}m}{R_{E}^{2}}}\,$

dimana

$m_{E}\,$ ialah jisim bumi

$R_{E}\,$ ialah jejari bumi

$m\,$ ialah jisim objek

Mengikut Hukum Newton Kedua,

$w=mg={\frac {Gm_{E}m}{R_{E}^{2}}}\,$

maka

$g={\frac {Gm_{E}}{R_{E}^{2}}}\,$

$=6.67\times 10^{-11}\times {\frac {5.98\times 10^{24}}{{(6.37\times 10^{6})}^{2}}}\,$

$=9.83m/s^{2}\,$

adalah pecutan disebabkan oleh graviti

Tenaga Keupayaan Graviti

Kerja yang dilakukan graviti ialah

$W_{grav}=\int _{r_{1}}^{r_{2}}F_{r}dr\,$

dimana

$F_{r}={\frac {-Gm_{E}m}{r^{2}}}\,$

maka

$W_{grav}=-Gm_{E}m\int _{r_{1}}^{r_{2}}{\frac {dr}{r^{2}}}={\frac {Gm_{E}m}{r_{2}}}-{\frac {Gm_{E}m}{r_{1}}}=U_{1}-U_{2}\,$

maka tenaga keupayaan graviti ialah

$U={\frac {-Gm_{E}m}{r}}\,$

Kerja yang dilakukan oleh graviti juga boleh ditulis

$W_{grav}=Gm_{E}m{\frac {r_{1}-r_{2}}{r_{1}r_{2}}}\,$

maka jika sesuatu objek menghampiri permukaan bumi dan dari persamaan pecutan graviti di atas

$W_{grav}=mg(r_{1}-r_{2})\,$

$U=-W_{grav}=mg(r_{2}-r_{1})=mgh\,$

Lihat juga

• Berat