Fenomena gravitasi yang dapat secara nyata kita rasakan sehari-hari dijelaskan/ditinjau menggunakan Hukum Newton mengenai gravitasi yang sangat terkenal. Konon Isaac Newton menemukan ide tentang adanya gaya tarik-menarik antara dua benda setelah melihat buah apel yang jatuh dari pohon. Jauh sebelum Newton, Galileo Galilei melakukan beberapa eksperimen yang berhubungan dengan percepatan benda jatuh.
Secara sederhana Hukum Gravitasi Newton menyatakan bahwa terdapat gaya tarik-menarik antara dua benda yang besarnya sebanding dengan massa kedua benda dan berbanding terbalik dengan jarak antara kedua benda tsb. (Penulisan rumus sengaja dihindari , kalau tidak terpaksa. Bagi yang sudah belajar fisika SMA kelas 1 pun saya kira bisa mengikuti penjelasan ini).
Konsep gravitasi dapat dimanfaatkan untuk memperkirakan distribusi rapat massa (atau densitas) batuan yang erat kaitannya dengan kondisi/struktur geologi bawah-permukaan. Dengan meninjau gaya tarik-menarik antara dua benda dengan salah satu massa adalah bumi (M), maka persamaan percepatan gravitasi bumi (g) dapat diketahui.
Anggap kita tahu percepatan gravitasi rata-rata di permukaan bumi adalah 9.8 m/dt^2 (^2 maksudnya adalah pangkat 2 atau kuadrat). Untuk memudahkan anggap saja g = 10 m/dt^2. Jari-jari bumi r = 6400 km dan konstanta gravitasi G = 6.67 x 10e-6 dengan satuan SI (artinya dalam perhitungan kalau semua menggunakan satuan SI maka hasilnya adalah dalam satuan SI juga).
Dari semua yang sudah kita ketahui maka kita dapat menghitung massa bumi M (ayo adik-adik SMA coba hitung M = …) Lalu kita juga bisa menghitung rapat massa bumi atau sering disimbolkan sebagai rho, yaitu massa bumi M dibagi dengan volumenya dengan menganggap bumi berbentuk bola (coba juga dihitung berapa rho = …)
Hasil perhitungan di atas menunjukkan bahwa rapat massa atau densitas bumi rata-rata (dengan menganggap semua ideal dan dengan pembulatan) adalah sekitar 5500 kg/m^3 atau 5.5 gr/cc. Nah, sekarang kalau kita ukur rapat massa batuan yang kita temukan di permukaan bumi maka akan kita peroleh harga yang jauh lebih kecil dari 5.5 gr/cc yaitu kira-kira sekitar 2.0 sampai 3.0 gr/cc. Ambillah secara rata-rata densitas batuan permukaan adalah 2.5 gr/cc.
Lalu apa yang dapat kita simpulkan dari hal tsb.? Tampak bahwa secara garis besar atau global, distribusi rapat massa bumi tidak merata. Rapat massa bagian dalam bumi lebih besar dari pada rapat massa bagian luarnya.
Dari pembahasan singkat ini kita bisa lihat bahwa dengan menggunakan konsep gravitasi dan hanya dengan mengetahui harga percepatan gravitasi rata-rata bumi (g) kita bisa memperkirakan distribusi rapat massa
Peralatan khusus yang digunakan adalah gravimeter dengan ketelitian dalam orde mili Gal atau 10e-5 m/dt^2 dan bahkan sampai mikro Gal. Satuan percepatan gravitasi di Geofisika adalah Gal (1 Gal = 1 cm/dt^2) untuk menghormati Galileo yang merupakan perintis pengamatan sistematik terhadap pergerakan benda (kinematik), salah satunya berhubungan dengan konsep percepatan.
Tentu saja peralatan yang dapat mengukur percepatan gravitasi dengan sangat teliti berharga sangat mahal. Untuk benda berukuran tak lebih besar dari botol galon air mineral harganya bisa mencapai ratusan juta sampai miliaran rupiah. Tapi kalau dibandingkan dengan biaya pilkada yang secara rata-rata diselenggarakan dua-tiga hari sekali di negara kita, harga tsb. tentunya amat sangat murah sekali …
0 komentar:
Posting Komentar