Gaya Berat: Definisi, Rumus, Gambar, Contoh Soal dan Pembahasan

Daftar Materi Fisika

• 1. Besaran Fisika
• 2. Vektor dan Resultan
• 3. Mekanika (Kinematika dan Dinamika)
• 4. Fisika Optik
• 5. Suhu dan Kalor

Advertisement

Baca Juga:

Jika kalian ditanya, berapa berat badan kalian? Pasti di antara kalian ada yang menjawab 45 kg, 50 kg, 55 kg, 60 kg dan sebagainya. Lalu tahukan kalian, kalau jawaban-jawaban tersebut merupakan pernyataan yang salah? Mengapa demikian? Di dalam fisika ada yang namanya massa dengan berat. Keduanya merupakan jenis besaran yang berbeda. Untuk mengetahui perbedaan antara massa dengan berat, simak baik-baik penjelasan berikut ini.

Pengertian Gaya Berat

Ketika ada orang mengatakan bahwa “berat badannya adalah 50 kg”,  maka pernyataan orang tersebut adalah keliru. Karena sebenarnya, yang dikatakan orang tersebut adalah massa bukan berat. Jadi pernyataan yang benar seharusnya “massa badannya adalah 50 kg”. Massa merupakan ukuran banyaknya materi yang dikandung oleh suatu benda. Massa (m) suatu benda besarnya selalu tetap dimanapun benda tersebut berada.

Massa merupakan besaran pokok dan juga besaran skalar. Satuannya dalam SI adalah kg. Sedangkan berat (w) merupakan gaya gravitasi bumi (jika benda berada di bumi) yang bekerja pada suatu benda. Berat merupakan besaran turunan, selain itu berat juga termasuk besaran vektor karena memiliki arah yang selalu tegak lurus ke bawah menuju pusat bumi. Satuan berat adalah Newton (N).

Karena satuan berat memiliki satuan yang sama dengan gaya, maka istilah “berat” juga bisa diartikan sebagai gaya berat. Dengan demikian dapat disimpulkan pengertian dari gaya berat adalah sebagai berikut.

Gaya berat atau biasanya disingkat berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda bermassa. Jika benda tersebut berada di bumi, maka gaya gravitasi yang bekerja adalah gaya tarik bumi. Lambang gaya berat adalah w, singkatan dari weight. Satuan berat adalah Newton (N).

Rumus Gaya Berat

Selain mengajukan tiga hukum tentang gerak, Newton juga mengajukan Hukum Gravitasi Universal. Hukum gravitasi ini menjelaskan interaksi antara dua benda. Hukum gravitasi newton menyatakan bahwa dua buah benda dengan massa m1 dan m2 yang berada pada jarak r mempunyai gaya tarik-menarik sebesar.

F	=	G	m1m2
			r2

Keterangan:
F	=	Gaya tarik-menarik (N)
G	=	Tetapan gravitasi (6,67 × 105 Nm2/kg2)
m1	=	Massa benda 1 (kg)
m2	=	Massa benda 2 (kg)
r	=	Jarak kedua benda (m)

Berdasarkan persamaan di atas, jika m1 adalah massa bumi dan m2 adalah massa benda yang masih terpengaruh gaya tarik bumi, maka percepatan gravitasi (g) bumi dirumuskan sebagai berikut.

g	=	G	m1
			r2

Dari persamaan tersebut, besarnya gaya tarik bumi terhadap benda-benda di bumi dapat dituliskan sebagai berikut.

F = m g

Gaya tarik bumi inilah yang disebut dengan gaya berat (w) dengan satuan newton (N). Jadi, persamaan gaya berat atau berat benda dapat dinyatakan sebagai berikut.

w = m g

Keterangan:
w	=	Berat benda (N)
m	=	Massa benda (kg)
g	=	Percepatan gravitasi (m/s2)

Dari rumus tersebut dapat diketahui bahwa berat suatu benda sangat dipengaruhi oleh besar percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi bumi di beberapa tempat berbeda-beda. Di daerah kutub (Kutub Utara dan Kutub Selatan) besar percepatan gravitasi bumi adalah 9,83 m/s2 sedangkan di daerah khatulistiwa adalah 9,78 m/s2. Kenapa hal ini bisa terjadi? Untuk mengetahui jawabannya, silahkan kalian pelajari artikel tentang 3 faktor yang mempengaruhi percepatan gravitasi bumi.

Secara umum, besar percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 m/s2. Biasanya dalam soal-soal fisika, besar percepatan gravitasi bumi sudah ditentukan sebelumnya, yaitu sebesar 9,8 m/s2 atau 10 m/s2. Akan tetapi jika dalam soal nilai percepatan gravitasi tidak ditentukan, kalian bisa menggunakan 10 m/s2 sebagai nilai percepatannya.

Satu hal lagi yang perlu kalian ingat bahawa berat suatu benda di Bumi, Bulan dan planet lain atau di luar angkasa besarnya berbeda-beda. Sebagai contoh, percepatan gravitasi (g) di permukaan bulan kira-kira 1/6 kali percepatan gravitasi di permukaan bumi. Sehingga massa 1 kg di permukaan bumi yang beratnya 9,8 N ketika berada di permukaan bulan, beratnya menjadi 1,7 N.

Cara Menggambarkan Gaya Berat

Berat merupakan besaran vektor yang arahnya tegak lurus ke bawah menuju pusat bumi. Untuk melukiskan vektor berat, hal pertama yang harus dilakukan adalah menentukan titik pusat massa dari benda tersebut. Untuk benda-benda pejal yang bentuknya beraturan seperti kubus, balok dan silinder biasanya titik pusat massa berada di tengah-tengah.
Kemudian setelah menentukan titik pusat massa suatu benda, tarik garis dari pusat massa tersebut lurus ke bawah. Panjang vektor berat disesuaikan dengan panjang vektor gaya normal jika benda tersebut berada pada bidang datar. Apabila benda digantung dengan tali, maka panjang vektor gaya berat disesuaikan dengan panjang vektor gaya tegangan tali. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut ini.

Perhatikan gambar gaya berat pada bidang horizontal di atas. Sebenarnya, gaya normal juga melalui titik pusat massa benda sehingga seharusnya gambar vektor gaya normal dengan vektor gaya berat berhimpit. Penulis menggambarkan secara terpisah dikarenakan agar kalian bisa memahami dimana letak titik kerja masing-masing gaya tersebut.

Dan penting untuk kalian ketahui bahwa gaya berat dan gaya normal pada bidang horizontal bukan merupakan pasangan gaya aksi-reaksi seperti pada Hukum Newton yang ketiga meskipun gaya-gaya tersebut nilainya sama besar dan arahnya berlawanan. Hal ini dikarenakan gaya berat dan gaya normal bekerja pada benda yang sama.

Contoh Soal Gaya Berat dan Pembahasannya

Seorang astronot ketika ditimbang di Bumi beratnya adalah 588 N. Berapakah berat astronot tersebut jika ditimbang di Bulan yang memiliki percepatan gravitasi 1/6 kali gravitasi bumi?

Jawab

wbumi = 588 N

gbulan­ = (1/6) × gbumi

ditanya: wbulan

Perlu diketahui bahwa massa benda dimanapun selalu sama, jadi

mbm = mbl

wbm/gbm = wbl/gbl

wbl = (wbm × gbl)/gbm

wbl = (558 × 1/6 × gbm)/gbm

wbl = 98 N

jadi, berat astronot di bulan adalah 98 N.

Demikianlah artikel tentang definisi, rumus dan cara menggambarkan gaya berat beserta contoh soal dan pembahasan. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.