Cara Mengukur Massa Bumi

Setiap benda tersusun atas materi. Jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda disebut Massa Benda. Massa adalah salah satu jenis besaran pokok yang memiliki satuan kg (SI). Alat ukur massa ada berbagai macam, antara lain neraca lengan, neraca ohauss, maupun timbangan.
Berikut adalah tabel hasil beberapa pengukuran massa untuk beberapa obyek.

Obyek	Massa ( Kg)
Galaksi Bima Sakti	2 x 1043
Matahari	2 x 1030
Bumi	6 x 1024
Bulan	7 x 1022
Gajah	4 x 103
Manusia	7 x 101
katak	1 x 10-1
nyamuk	1 x 10-5
Virus	1 x 10-15
Proton	1,67 x 10-27
Elektron	9,11 x 10-31

Dari tabel di atas diperoleh massa rata-rata tubuh manusia adalah 70 kg. Untuk mengukur massa tubuh tersebut tentulah sangat mudah, yaitu dengan menggunakan timbangan massa badan.

Dari tabel di atas akan muncul pertanyaan, "Bagaimanakah cara massa mengukur massa Bumi, Matahari, dan Galaksi yang berukuran sangat besar. Atau massa elektron atau proton yang berukuran sangat kecil?"

Inilah asyiknya fisika. Fisika dapat mengukur massa suatu benda secara tidak langsung. Untuk postingan kali ini saya akan membahas cara mengukur massa bumi.

Perhitungan untuk mengukur massa Bumi menggunakan konsep hukum Newton tentang gravitasi yang menyatakan bahwa “Gaya tarik antar dua benda sebanding dengan massa masing masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda.
Jika ditulis dalam bentuk persamaan sebagai berikut:

Dengan G adalah Konstanta Gravitasi umum (6,673 x 10-11N.m2/kg2). Nilai tersebut didapatkan dari percobaan Cavendish yang dilakukan oleh Sir Henry Cavendish tahun 1798.

(Penjabaran yang lebih lengkap tentang percobaan cavendish, akan segera kami update di blog ini).

Gravitasi Bumi merupakan sifat bumi di mana bend-benda ditarik ke arah pusat bumi. Gaya tarik Bumi terhadap benda-benda ini dinamakan dengan Gaya Gravitasi Bumi. Besarnya percepatan (a) akibat gravitasi Bumi pada benda bermassa m, yang berada pada jarak r dari pusat Bumi dapat kita hitung dengan cara berikut.

Dengan:
M : massa Bumi
m : massa benda
r : jarak benda dari pusat bumi
G : Konstanta gravitasi umum ( 6,673 x 10-11N.m2/kg2).
Percepatan (a) sering dinamakan percepatan akibat gravitasi bumi (sering diberi simbol g). Sehingga:

Nah, untuk mempermudah perhitungan massa bumi, maka benda terletak di permukaan bumi. Sehingga:

R adalah jari-jari bumi, sehingga didapatkan:

g₀ adalah percepatan gravitasi bumi di permukaan bumi.

Dari persamaan di atas, maka kita dapat menghitung massa Bumi.

g₀ = 9,8 m/s² (asalnya dari mana?) mengenai pembuktian nilainya sudah sering dibahas saat SMA maupun kuliah.

G = 6,673 x 10^-11N.m²/kg² (nilai tersebut didapatkan dari hasil percobaan Cavendish)

R = 6,37 x 10⁶ m (nilai tersebut didapat dari mengamati Matahari dan menggunakan perhitungan matematika sederhana. Bahkan cara ini sudah dipraktekan Eratosthenes 3 abad sebelum masehi.

Coba kita hitung!

Dari perhitungan tersebut diperoleh nilai/ukuran massa bumi adalah 5,96 x 1024 kg atau bisa dibulatkan menjadi 6 x 10²⁴(sesuai dengan tabel). Bagaimana, mudah kan?

Lalu muncul pertanyaan, bagaimanakah cara mengukur massa matahari yang berukuran lebih besar?

Prinsipnya hampir sama dengan cara di atas, yaitu menggunakan Gaya Gravitasi Newton.

Pembahasan lengkapnya akan segera kami update di blog ini.

Ya bolehlah,,,tapi kalau obyek yang berukuran sangat kecil dan tak nampak oleh mata seperti elektron dan proton bagaimana cara mengukurnya ?

Hmm,,,tungggu aja pembahasannya kami ya. Sering sering main main di blog ini.

 Sekian, semoga bermanfaat 

Referensi : fisika itu mudah,yohanes surya 2003