Ad banner
Ad banner
Ad banner
Ad banner

Bagaimana Cara Menemukan Massa Planet

Cara Menemukan Massa Planet

Bagaimana Cara Menemukan Massa PlanetPertama harus saya luruskan, bumi memiliki massa bukan memiliki berat. Massa adalah ukuran seberapa banyak proton dan neutron yang dimiliki sebuah benda. Berat adalah gaya yang bekerja pada benda yang memiliki massa ketika benda itu ada dipermukaan sebuah benda yang lebih besar. Sebagai contoh massa saya di bumi 60 kg, berat saya di bumi 600 Newton karena percepatan gravitasi di permukaan bumi 10 m/s^2. Di permukaan bulan yang memiliki memiliki percepatan gravitasi 1/6 gravitasi bumi, saya memiliki massa 60 kg dan berat 100 Newton berdasarkan hukum kedua Newton.

Pada awalnya, ilmuwan tidak mengukur massa bumi namun mengukur konstanta gravitasi universal. Berdasarkan hukum Newton tentang gravitasi gaya gravitasi, F, adalah gaya yang timbul akibat tarikan dua buah benda bermassa yang besarnya sebanding dengan sebuah konstanta, G, dikalikan kedua massa yang berinteraksi, M dan m, dibagi kuadrat jarak antar pusat massa kedua benda tadi, r.

F = G M m / r^2.

Lalu, hukum kedua Newton menyatakan bahwa gaya,F, adalah sebanding dengan massa benda, m, dikalikan dengan percepatan yang memengaruhi benda, a,

F = m a.

Jika kita gabungkan dua persamaan di atas dan dengan sedikit aljabar didapatkan,

a = G M / r^2.

dalam konteks bumi, a adalah percepatan gravitasi bumi yaitu 9,8 m/s^2. G adalah konstanta gravitasi universal. r adalah radius permukaan bumi dari inti yaitu sekitar 6300 kilometer di katulistwa. Mengapa ilmuwan menentukan G terlebih dahulu? Pertama, tidak ada timbangan yang cukup besar untuk menentukan massa bumi. Kedua, estimasi dengan densitas rata-rata batuan dan mengalikannya dengan volume bumi ternyata salah dalam memprediksi percepatan gravitasi bumi karena batuan yang umum seperti kuarsa dan batuan vulkanik memiliki densitas 2600–3000 kg/m^3. Newton memprediksi bahwa densitas bumi setidaknya 5 kali densitas air (1000 kg/m^3) atau 5000 kg/m^3. Ketiga, jika kita bisa menghitung G, maka kita tidak hanya bisa menghitung massa bumi melainkan juga seluruh massa benda yang ada di alam semesta.

Bagaimana G dapat ditentukan? Jawabannya adalah percobaan Cavendish. Percaya atau tidak, percobaan ini adalah satu satunya metode yang bisa digunakan untuk mengukur G. Perhatikan gambar di bawah berikut,

Percobaan Cavendish

Percobaan Cavendish pada dasarnya mengukur gaya gravitasi yang ditimbulkan oleh dua buah benda dengan massa yang jauh berbeda. Henry Cavendish melakukan percobaan ini menggunakan massa besar berupa dua buah bola dengan massa 150 kg dan massa kecil berupa dua buah bola kecil dengan massa 1 kg. Lalu, pasang dua buah bola kecil dengan batang yang massanya kecil, dengan panjang l, dibandingkan massa bola sehingga dapat diabaikan dan gantung batang tadi pada pusat massanya menggunakan tali (tali apapun yang bisa menggantung batang). Kemudian, batang tadi didiamkan selama beberapa hari hingga benar benar diam sempurna (tidak ada gangguan dari benda sekitarnya). Setelah batang menjadi diam, taruh dua buah bola besar tadi sehingga posisi keempat bola seperti angka 1, 3, 6 dan 9 pada jam. Setelah bola besar ditaruh apa yang akan terjadi? Karena bola besar memberikan tarikan pada bola kecil akibat adanya gaya gravitasi antar kedua bola, batang akan berayun dan berosilasi. Ketika kedua bola kecil mengalami gaya gravitasi, akan tercipta torsi pada sistem batang- tali dengan besar torsi

t = 2 F d

d adalah panjang batang dan F adalah gaya gravitasi bola besar-bola kecil. Karena bola digantung, maka torsi tadi akan menginduksi torsi dengan arah berlawanan dari tali karena tali terpuntir dengan besar

t = – k H

k adalah konstanta puntir sistem sedangkan H adalah sudut osilasi. Dengan sedikit aljabar, kita bisa dapatkan nilai di bawah ini

k H = 2 d G M m / r^2

atau G = k H r^2 / 2 d M m

Kemudian bagaimana cara kita menentukan konstanta puntir dan sudut osilasi ? Untuk menentukan konstanta puntir, gunakan persamaan

T^2 = 4 pi^2 I / k

T adalah periode osilasi batang setelah diganggu bola besar dan I adalah momen inersia batang.

Untuk mencari H, banyak metode yang bisa digunakan, dan biasanya menentukan H adalah yang paling sulit.

Dengan persamaan G di atas, nilai G adalah 6,674 x 10^-11 N kg^-2 m^2.

Massa bumi bisa dicari dengan G tadi, percepatan gravitasi di permukaan bumi, yaitu 9.8 m/s^2, dan jari jari bumi 6300 km yang sudah diketahui sejak zaman erasthotenes. Voila, dapatlah massa bumi.

(Visited 8 times, 1 visits today)
Content Protection by DMCA.com

Post Disclaimer

Informasi yang terkandung dalam posting ini hanya untuk tujuan informasi umum. Informasi ini disediakan oleh Bagaimana Cara Menemukan Massa Planet dan meskipun kami berusaha keras untuk menjaga informasi tetap mutakhir dan benar, kami tidak membuat pernyataan atau jaminan apa pun, tersurat maupun tersirat, tentang kelengkapan, keakuratan, keandalan, kesesuaian, atau ketersediaan dengan sehubungan dengan situs web atau informasi, produk, layanan, atau gambar terkait yang terkandung di pos untuk tujuan apa pun.

Prameres Foundation

Lihat Juga Sekarang

LEAVE YOUR COMMENT

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Prameres Foundation

Website Tahap sinkronisasi dengan server karena sedang pembaharuan fitur baru, Semua fitur-fitur terbaik kami dihentikan total. sistem sedang maintenance. Versi uji coba rilis 31 Oktober 2020, Website rilis resmi 1 Januari 2021.

Translate »
Berlangganan    Ok No thanks