3.1 HUKUM KEGRAVITIAN SEMESTA NEWTON (PART 1)

BAB 3
KEGRAVITIAN

3.1 HUKUM KEGRAVITIAN SEMESTA NEWTON
(PART 1)

(BUKU TEKS MS : 78 - 82)
DISEDIAKAN OLEH : CIKGU SUHANA ROSELI

DALAM SUBTOPIK INI KITA AKAN BELAJAR TENTANG :

LAMAN INFORMASI

Terdapat pelbagai jenis satelit buatan manusia yang bergerak
mengikut orbit masing-masing di angkasa lepas. Satelit dicipta
untuk tujuan komunikasi, kaji cuaca dan pencerapan Bumi.
Mengapakah satelit-satelit ini boleh bergerak pada orbit masing-
masing?

Beberapa ratus tahun yang lalu, saintis Isaac Newton telah
mengkonsepsikan satu hukum semesta yang menghubungkaitkan
semua jasad samawi dan juga satelit buatan manusia. Semangat
ingin tahun tentang alam semesta telah mendorong para saintis
melancarkan kapal angkasa dan satelit yang boleh mengatasi
graviti Bumi. Kini, terdapat kapal angkasa yang sedang bergerak
menjauhi Bumi. Kapal angkasa seperti ini membolehkan gambar
foto planet-planet diambil dengan memanfaatkan ciptaan sains
dan teknologi.

AKTIVITI 1 : BUKU
TEKS
Tujuan : Membincangkan bahawa daya graviti wujud antara dua MUKASURAT
jasad dalam alam semesta. 78

1. Seorang budak yang melompat ke atas akan mencecah semula
permukaan di Bumi. Apakah daya yang menyebabkan budak itu
kembali mencecah permukaan Bumi?
DAYA GRAVITI

2. Molekul udara kekal dalam atmosfera tanpa terlepas ke
angkasa. Apakah daya yang bertindak antara molekul atmosfera
dengan Bumi?
DAYA GRAVITI

3. Bulan boleh bergerak dalam orbitnya mengelilingi Bumi tanpa
terlepas ke angkasa. Bumi mengenakan suatu daya graviti ke
atas Bulan, adakah Bulan juga mengenakan daya graviti ke atas
Bumi?
YA

4. Sehelai daun jatuh dari sebatang pokok.
a) Adakah kedua-dua daun dan Bumi
mengalami daya graviti yang sama?
YA

b) Apakah kesan yang dihasilkan oleh daya ini terhadap
pergerakan daun dan Bumi?
Kedua-dua daun dan Bumi akan bergerak ke arah antara
satu sama lain.

c) Mengapakah daun yang sedang jatuh itu bergerak menuju
permukaan Bumi?
Jisim Bumi adalah terlalu besar berbanding jisim daun, maka
daya graviti tidak akan memberi kesan ke atas pergerakan
Bumi. Oleh itu, kita hanya dapat melihat daun yang sedang
jatuh ke arah permukaan Bumi dan tidak sebaliknya.

BUMI

Daya graviti antara Daya graviti
Matahari dengan antara Bumi
Bumi dengan Bulan

MATAHARI BULAN
Daya graviti antara
Matahari dengan Bulan

1. Daya Graviti :
a) Daya graviti dikenali sebagai daya semesta kerana ia
bertindak antara mana-mana dua jasad dalam alam
semesta.
b) Daya graviti wujud di antara dua jasad.
c) Dua jasad akan mengalami daya graviti yang sama
magnitudnya.

2. Hukum Kegravitian Semesta Newton :
Pada tahun 1687, Isaac Newton mengemukakan dua hubungan
yang melibatkan daya graviti antara dua jasad :

a) Daya graviti berkadar terus dengan hasil darab jisim dua jasad,
iaitu
F  m1m2

b) Daya graviti berkadar songsang dengan kuasa dua jarak di antara

pusat dua jasad tersebut, iaitu

F  1
2

Dua hubungan tersebut boleh dirumuskan seperti di bawah untuk
memperolehi Hukum Kegravitian Semesta Newton :

Hukum Kegravitian Semesta Newton menyatakan :
Daya graviti antara dua jasad adalah berkadar terus

dengan hasil darab jisim kedua-dua jasad dan
berkadar songsang dengan kuasa dua jarak di antara

pusat dua jasad tersebut

F = m1m2 F = Daya graviti antara dua
jasad
2
m1 = Jisim jasad pertama

m2 = Jisim jasad kedua

r = Jarak di antara pusat jasad
pertama pusat jasad kedua

G = Pemalar kegravitian
= 6.67 x 10−11 N 2 −2

CONTOH 1 :
Hitungkan daya graviti antara sebiji buah durian
dengan Bumi.
Jisim durian = 2.0 kg
Jisim Bumi = 5.97 x 1024 kg
Jarak antara pusat durian dengan pusat Bumi =
6.37 x 106 m

Penyelesaian :

CONTOH 2 :
Sebuah roket yang berada di tapak pelancaran mengalami daya
graviti 4.98 x 105 N.
Berapakah jisim roket itu?
[ Jisim Bumi = 5.97 x 1024 kg dan

Jarak antara pusat Bumi dengan roket itu = 6.37 x 106 m]
Penyelesaian :

Jawapan : 5.07 X 104 kg

AKTIVITI 2 : BUKU
TEKS
Tujuan : Menyelesaikan masalah melibatkan Hukum Kegravitian MUKASURAT
Semesta Newton 81

1. Jalankan aktiviti secara berpasangan.

2. Andaikan diri anda dan pasangan anda sebagai jasad pegun di

Bumi.

3. Catatkan jisim anda, m1 dan jisim rakan anda, m2.

Pasangan Jisim r/m F/ N
1 m1 / kg m2 / kg
2.0 4.4 x 10-8
50.0 53.0 4.0 1.1 x 10-8

2 45.0 55.0 2.0 4.1 x 10-8
4.0 1.0 x 10-8

3. Hitungkan daya graviti, F menggunakan jisim anda berdua dan

jarak yang diberikan dalam jadual di atas.

4. Kemudian, bertukar pasangan dan ulangi Langkah 3 dan 4.

Perbincangan :

1. Bagaimanakah jisim dua jasad memepengaruhi daya graviti antara
dua jasad?
Semakin besar jisim, semakin besar daya graviti.

2. Apakah kesan jarak antara dua jasad ke atas daya graviti antara
dua jasad itu?
Semakin bertambah jarak, semakin berkurang daya graviti.

3. Mengapakah daya graviti antara anda dengan rakan anda
mempunyai magnitud yang kecil?
Jisim antara dua jasad yang kecil jisimnya akan mempunyai
magnitud daya graviti yang sangat kecil.

❖Nyatakan kesan jisim dan jarak di antara dua jasad pegun di Bumi ke
atas daya graviti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah :

1. Semakin besar jisim suatu jasad, semkain besar daya graviti. [F2 > F1]
2. Semakin bertambah jarak antara dua jasad, semakin berkurang

magnitud daya graviti. [F2 < F1]

BUKU
TEKS
MUKASURAT
82

Perbincangan :

1. Berapakah daya graviti ke atas satelit itu sebelum satelit itu

dilancarkan?
= ( )

. − . .
= ( . )

= , . = .

2. Bandingkan :
a) jisim Bumi, jisim satelit dan jisim Matahari
Jisim Matahari > Jisim Bumi > Jisim Satelit

b) jarak di antara Bumi dengan satelit dan jarak di antara Matahari
dengan Bumi.
Jarak di antara Matahari dengan Bumi >
Jarak di antara Bumi dengan satelit

Perbincangan :

3. Ramalkan perbezaan antara magnitud daya graviti Bumi dan satelit
dengan daya graviti Matahari dan Bumi.
Daya graviti Matahari dan Bumi > Daya graviti Bumi dan satelit

4. Hitung :
a) Daya graviti antara Bumi dengan satelit


= ( )

. − . .
= ( . )

= .

Perbincangan :

4. Hitung :
b) Daya graviti antara Bumi dengan Matahari


= ( )

. − . .
= ( . )

= .

5. Daya graviti antara Bumi dengan Bulan ialah 2.00 x 1020 N.
Berapakah jarak di antara pusat Bumi dengan pusat Bulan?

. = . − . .
( )

R = , , = .