11 SOAL PENYELESAIAN GAYA GRAVITASI NEWTON MATERI FISIKA KELAS 10

Soal Dan Penyelesaian Fisika SMA - Pada saat menghitung soal-soal gaya gravitasi di bawah ini, gunakan nilai ketetapan gravitasi 6,67x 10^-11m³kg^-1s^-1 kecuali dinyatakan di soal.

SOAL PENYELESAIAN GAYA GRAVITASI

---

Soal 1. Dua buah benda tersusun seperti pada gambar diatas, massa benda pertama 2 kg dan massa benda kedua 3 kg .

Besar gaya gravitasi yang dialami oleh  kedua benda tersebut adalah ....
A. 1 x 10^-10N.
B. 2 x 10^-10N
C. 3 x 10^-10N
D. 4 x 10^-10N
E. 5 x 10^-10N
Penyelesaian Fisika: A
$\begin{align*}F&=G\frac{m_1.m_2}{R^2} \\&=6,67\times 10^{-11}\left (\frac{2.3}{2^2} \right ) \\&=6,67\times 10^{-11}\left (\frac{3}{2} \right ) \\F&=1\times 10^{-10} \, N\end{align*}$

---

Soal 2. Dua buah benda tersusun seperti pada gambar.

Besar dan arah medan gravitasi yang timbul tepat di tengah-tengah antara benda pertama dan kedua adalah ....
A. 3,5 x 10^-11 ms^-2 ke arah m₁
B. 6,67 x 10^-11 ms^-2 ke arah m₂.
C. 3,5 x 10^-11 ms^-2 ke arah m₂
D. 6,67 x 10^-11 ms^-2 ke arah m₁
E. 4,3 x 10^-11 ms^-2 ke arah m₂
Penyelesaian Fisika: B

$\begin{align*}g&=g_1+g_2 \\&=G\frac{m_1}{R_1^2}-G\frac{m_2}{R_2^2} \\&=G\left [\frac{m_1}{R_1^2}-\frac{m_2}{R_2^2} \right ] \\&=6,67\times 10^{-11}\left [\left (\frac{2}{1^2} \right )-\left (\frac{3}{1^2} \right ) \right ]\\&=6,67\times 10^{-11}\left (\frac{-1}{1} \right ) \\&=-6,67\times 10^{-11} \, ms^{-2}\\&=6,67\times 10^{-11} \, ms^{-2} \\&\textrm{searah }g_2\end{align*}$

---

Soal 3.Dua buah benda tersusun seperti pada gambar, massa benda pertama 2 kg dan massa benda kedua 3 kg. Besar dan arah medan gravitasi  yang timbul di titik P yang terletak 2m di sebelah kanan muatan kedua adalah ....

A. 5,8 x 10^-11 ms^-2 ke arah kanan bidang gambar
B. 4,8 x 10^-11 ms^-2 ke arah kanan bidang gambar
C. 5,8 x 10^-11 ms^-2 ke arah kiri bidang gambar.
D. 4,8 x 10^-11 ms^-2 ke arah kiri bidang gambar
E. 3,6 x 10^-11 ms^-2 ke arah kanan bidang gambar
Penyelesaian Fisika

$\begin{align*}g&=g_1+g_2 \\&=G\left (\frac{m_1}{R_1^2}+\frac{m_2}{R_2^2} \right ) \\&=6,67\times 10^{-11}\left [\left (\frac{2}{4^2} \right )+\left (\frac{3}{2^2} \right )\right ] \\&=6,67\times 10^{-11}\left [\frac{1}{8} +\frac{6}{8} \right ] \\g&=5,84\times 10^{-11} \, ms^{-2}\\&\textrm{ke kiri }\end{align*}$

---

Soal 4. Dua buah benda memiliki massa yang sama 3 kg tersusun seperti pada gambar.

Besar gravitasi yang timbul di titik P adalah ....
A. 5,00√3 x 10^-11 ms^-2
B. 4,25√3 x 10^-11 ms^-2
C. 2,25√3 x 10^-11 ms^-2
D. 1,25√3 x 10^-11 ms^-2 .
E. 3,75√3 x 10^-11 ms^-2
Penyelesaian Fisika: A

Karena massa benda dan jaraknya sama, maka g₁ dan g₂ juga akan sama besar.

$\begin{align*}g_1&=g_2=G\frac{m}{R^2}\\&=6,67\times 10^{-11}\left (\frac{3}{2^2} \right )\\&=5,0\times 10^{-11}\: ms^{-2}\end{align*}$

Besar gravitasi total:

$\begin{align*}g&=\sqrt{g_1^2+g_2^2+2g_1g_2\cos \theta }\\&=\sqrt{g_1^2+g_1^2+2g_1g_1\cos 60^o } \\&=\sqrt{2g_1^2+2g_1^2(0,5)}\\&=\sqrt{3g_1^2}=g_1\sqrt{3}\\&=5\sqrt{3}\times 10^{-11}\: ms^{-2}\end{align*}$

---

Soal 5.Tiga buah benda memiliki massa m₁, m₂ dan m₃ masing-masing 3 kg, 3kg dan 0,4kg tersusun seperti pada gambar.

Besar gaya gravitasi yang timbul jika di titik P akibat interaksi ketiga buah benda tersebut  adalah ....
A. √3 x 10^-11N
B. 2√3 x 10^-11N
C. 3√3 x 10^-11N
D. 4√3 x 10^-11N
E. 5√3 x 10^-11N.
Penyelesaian Fisika: B

Karena massa benda m₁ dan m₂ sama dan jaraknya terhadap m₃ juga sama, maka F₁ dan F₂ juga akan sama besar.

$\begin{align*}F_1=F_2&=G\frac{m_1.m_3}{R^2} \\F_1=F_2&=6,67\times 10^{-11}\left (\frac{3\times 0,4}{2^2} \right ) \\&=2,0\times 10^{-11}\end{align*}$

Besar gaya gravitasi total:

$\begin{align*}F&=\sqrt{F_1^2+F_2^2+2F_1F_2\cos \theta }\\&=\sqrt{F_1^2+F_1^2+2F_1F_1\cos 60^o } \\&=\sqrt{2F_1^2+2F_1^2(0,5)}\\&=\sqrt{3F_1^2}=F_1\sqrt{3}\\F&=2\sqrt{3}\times 10^{-11}\: N\end{align*}$

---

Soal 6. Dua buah benda tersusun seperti pada gambar!

Massa benda pertama 4 kg massa benda kedua 9 kg. Posisi sebuah titik diantara kedua benda dimana medan gravitasi sama dengan nol di ukur dari benda pertama adalah ....
A. 16 cm di kanan benda 1.
B. 16 cm di kiri benda 1
C. 24 cm di kanan benda 2
D. 24 cm di kiri benda 2
E. 10 cm di kiri benda 1
Penyelesaian Fisika: A
$\begin{align*}R_1&=\frac{R\sqrt{m_1}}{\sqrt{m_1}+\sqrt{m_2}} \\&=\frac{40\sqrt{4}}{\sqrt{4}+\sqrt{9}} \\&=\frac{80}{5}=16cm\end{align*}$

---

Soal 7. Dua buah benda tersusun seperti pada gambar!

 Benda 1 dan benda 2 bermassa sama 3 kg. Maka besar gravitasi yang timbul di titik P adalah ....
A. 3,33√2 x 10^-11 ms^-2
B. 4,33√2 x 10^-11 ms^-2
C. 2,33√2x 10^-11 ms^-2
D. 1,33√2x 10^-11 ms^-2 .
E. 0,33√2x 10^-11 ms^-2
Penyelesaian Fisika: A
Karena massa benda m₁ dan m₂ sama dan jaraknya terhadap P juga sama, maka g₁ dan g₂ juga akan sama besar.

$\begin{align*}g_1=g_2&=G\frac{m}{R^2}\\g_1=g_2&=6,67\times 10^{-11}\left (\frac{2}{2^2} \right )\\g_1=g_2&=3,3\times 10^{-11}\: ms^{-2}\end{align*}$

Besar gravitasi total:

$\begin{align*}g&=\sqrt{g_1^2+g_1^2 } \\g&=\sqrt{2g_1^2}=g_1\sqrt{2}\\g&=3,33\sqrt{2}\times 10^{-11}\: ms^{-2}\end{align*}$

---

Soal 8. Benda ketika berada di atas permukaan bumi memiliki berat 900 N. Beratnya ketika berada sejauh 1/2 jari-jari bumi di ukur dari permukaan bumi adalah ....
A. 400 N.
B. 500 N.
C. 600 N
D. 700 N
E. 800 N
Penyelesaian Fisika: A
$\begin{align*}\frac{W_1}{W_2}&=\left ( \frac{R_2}{R_1} \right )^2 \\\frac{900}{W_2}&=\left ( \frac{1,5R}{R} \right )^2 \\\frac{900}{W_2}&=1,5^2 \\W_2&=\frac{900}{2,25}=400N\end{align*}$

---

Soal 9. Planet A memiliki jari-jari sebesar x dan planet B memiliki jari-jari planet 1,5x. Perbandingan gravitasi di permukaan planet A dan planet B, jika besar massa planet A 2m dan massa planet B 2,5 m adalah ....
A. 1/2
B. 3/2
C. 9/5
D. 5/6
E. 2/3
Penyelesaian Fisika: C
$\begin{align*}\frac{g_A}{g_B}&=\frac{m_A}{m_B}\left ( \frac{R_B}{R_A} \right )^2 \\&=\frac{2m}{2,5m}\left ( \frac{1,5x}{x} \right )^2 \\&=\frac{2}{2,5}\left ( 2,25\right ) \\&=\frac{4,5}{2,5}=\frac{9}{5}\end{align*}$

---

Soal 10.

Sebuah planet A memiliki jari-jari R dan bermassa M. Benda bermassa m berada di permukaan planet (di titik P) dan berpindah ke atas permukaan planet sejauh R diukur dari permukaan planet ( di titik Q). Besar usaha yang diperlukan untuk memindahkan benda bermassa m dari P ke titik Q adalah ....
$A.\: \frac{GMm}{4R} \\B.\: \frac{GMm}{2R} \\C. \: \frac{GMm}{R} \\D.\: \frac{4GMm}{R} \\E.\: \frac{2GMm}{R}$
Penyelesaian Fisika: B
$\begin{align*}W&=\Delta E_p \\W&=E_{pP}-E_{pQ} \\&=-\frac{GMm}{R_P} -\left ( -G\frac{Mm}{R_Q} \right ) \\&=-GMm\left ( \frac{1}{R_P} - \frac{1}{R_Q}\right ) \\&=-GMm\left ( \frac{1}{R} - \frac{1}{2R}\right ) \\&= \frac{-GMm}{2R} \\&\textrm{tanda - : memerlukan usaha}\end{align*}$

---

Soal 11. Tiga buah benda bermassa sama 3 kg disusun seperti pada gambar di bawah.

Besar gaya gravitasi yang dialami oleh benda ketiga akibat pengaruh hanya benda 1 dan benda 2 adalah ....
A. 1,25GN.
B. 2,25GN
C. 3,50GN
D. 4,55GN
E. 5,55GN
Penyelesaian Fisika: B
Karena massa benda m₁ dan m₂ sama dan jaraknya terhadap m₃ juga sama, maka F₁ dan F₂ juga akan sama besar.

$\begin{align*}F_1=F_2&=G\frac{m_1.m_3}{R^2} \\&=G\left (\frac{3\times 3}{2^2} \right ) \\&=2,25G\end{align*}$

Besar gaya gravitasi total:

$\begin{align*}F&=\sqrt{F_1^2+F_2^2+2F_1F_2\cos \theta }\\&=\sqrt{F_1^2+F_1^2+2F_1F_1\cos 120^o } \\&=\sqrt{2F_1^2-2F_1^2(0,5)}\\&=\sqrt{F_1^2}=F_1\\F&=2,25G\: N\end{align*}$

Soal dan Penyelesaian yang anda cari barangkali ada di sini:

---

• Hukum Newton Tentang Gravitasi
• Hukum Newton Tentang Gravitasi Bagian Satu
• Soal Dan Penyelesaian Uji Kompetensi Hukum Newton Gravitasi Buku Fisika 11 Marthen Kanginan Bagian Pertama
• Soal Dan Penyelesaian Uji Kompetensi Hukum Newton Gravitasi Buku Fisika 11 Marthen Kanginan Bagian Kedua
• Hukum Newton Gravitasi Dan Hukum Keppler Bagian Kedua 
• Soal Dan Penyelesaian Hukum Newton Gravitasi

Salam..