Lihat sumber bagi Pecutan graviti


 

Dalam [[fizik]], '''pecutan graviti''' ({{Jawi|ڤچوتن ڬراۏيتي}}) ialah [[pecutan]] objek dalam [[jatuh bebas]] dalam [[Hampagas|vakum]] (dan dengan itu tanpa mengalami [[Seretan (fizik)|seretan]]) iaitu peningkatan [[kelajuan]] yang stabil yang disebabkan oleh [[Graviti|tarikan graviti]] secara eksklusif. Semua jasad memecut dalam vakum pada kadar yang sama, tanpa mengira [[jisim]] atau komposisi jasad;<ref>
{{Cite book|url=https://books.google.com/books?id=czaGZzR0XOUC&q=%22gravitational+acceleration%22+%22all+objects%22+neglecting+air&pg=PA113|title=Physics, the human adventure: from Copernicus to Einstein and beyond|last=Gerald James Holton and Stephen G. Brush|date=2001|publisher=[[Rutgers University Press]]|isbn=978-0-8135-2908-0|edition=3rd|page=113}}</ref> pengukuran dan analisis kadar ini dikenali sebagai [[gravimetri]] .

Pada titik tetap di permukaan, magnitud [[graviti Bumi]] terhasil daripada kesan gabungan graviti dan [[daya emparan]] daripada [[putaran Bumi]].<ref name="Boynton">{{Cite conference|archivedate=2007-02-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070227132140/http://www.space-electronics.com/Literature/Precise_Measurement_of_Mass.PDF}}</ref><ref>{{Cite book|title=Physical Geodesy|last=Hofmann-Wellenhof|first=B.|last2=Moritz|first2=H.|publisher=Springer|year=2006|isbn=978-3-211-33544-4|edition=2nd|postscript=. § 2.1: "The total force acting on a body at rest on the earth’s surface is the resultant of gravitational force and the centrifugal force of the earth’s rotation and is called gravity."}}</ref> Pada titik yang berbeza di permukaan Bumi, pecutan jatuh bebas adalah antara {{Cvt|9.764|to|9.834|m/s2|ft/s2}},<ref>
{{Cite journal|last=Hirt|first=C.|last2=Claessens|first2=S.|last3=Fecher|first3=T.|last4=Kuhn|first4=M.|last5=Pail|first5=R.|last6=Rexer|first6=M.|year=2013|title=New ultrahigh-resolution picture of Earth's gravity field|journal=[[Geophysical Research Letters]]|volume=40|issue=16|pages=4279–4283|bibcode=2013GeoRL..40.4279H|doi=10.1002/grl.50838|doi-access=free|hdl-access=free}}</ref> bergantung pada [[Altitud|ketinggian]], [[latitud]] dan [[longitud]]. [[Graviti piawai|Nilai piawai]] ditakrifkan tepat sebagai 9.80665 m/s² (kira-kira 32.1740 kaki/s²). Lokasi variasi ketara daripada nilai ini dikenali sebagai [[anomali graviti]]. Ini tidak mengambil kira kesan lain, seperti [[Keapungan|daya apungan]] atau seretan.

== Kaitan dengan Hukum Semesta ==
[[Hukum kegravitian semesta Newton|Hukum graviti semesta Newton]] menyatakan bahawa terdapat daya graviti antara mana-mana dua jisim yang sama besarnya untuk kedua-dua jisim tersebut, dan ia tertarik untuk membawa kedua-dua jisim tersebut mendekati antara satu sama lain. Rumus untuk hukum ini adalah seperti berikut:

: <math>F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}\ </math>

iaitu:

* <math>m_1</math> dan <math>m_2</math> ialah dua jisim yang berbeza,
* <math>G</math> ialah pemalar graviti, dan
* <math>r</math> ialah jarak antara kedua-dua titik jisim.

[[Fail:Orbit3.gif|thumb|180x180px| Dua jasad mengelilingi [[pusat jisim]] mereka (palang merah)]]
Menggunakan bentuk kamiran [[Hukum Gauss]], rumus ini menggambarkan daya yang dialami oleh dua objek yang saling menarik antara satu sama lain akibat graviti. Untuk kes yang mana satu objek lebih besar jisimnya berbanding objek yang lain, seperti planet berbanding objek kecil buatan manusia, jarak antara planet dan antara planet dengan Matahari adalah jauh lebih besar berbanding dengan saiz Matahari dan planet itu sendiri. Oleh itu, kedua-duanya boleh dianggap sebagai jisim titik, dan rumus yang sama boleh digunakan untuk menggambarkan gerakan planet. (Memandangkan planet dan [[satelit semula jadi]] membentuk pasangan jisim yang setanding, jarak {{Math|''r''}} diukur dari pusat jisim sepunya setiap pasangan dan bukannya jumlah jarak langsung antara pusat planet.)

Jika satu jisim adalah jauh lebih besar daripada jisim yang lain, ia adalah lebih mudah untuk menganggapnya sebagai rujukan pemerhatian dan mentakrifkan ia sebagai sumber medan graviti dengan magnitud dan orientasi yang ditentukan oleh:<ref name="Bueche">
{{Cite book|title=Introduction to Physics for Scientists and Engineers, 2nd Ed.|last=Fredrick J. Bueche|date=1975|publisher=Von Hoffmann Press|isbn=978-0-07-008836-8|location=USA|author-link=Fredrick J. Bueche}}</ref>

: <math>\mathbf{g}=- {G M \over r^2}\mathbf{\hat{r}}</math>

iaitu:

* <math>M</math> ialah jisim sumber medan (lebih besar), dan
* <math>\mathbf{\hat{r}}</math> ialah [[vektor unit]] yang menunjukkan arah dari sumber medan kepada jisim sampel yang lebih kecil. Tanda negatif menunjukkan bahawa daya tersebut bersifat menarik (menuju ke belakang, ke arah sumber).

Kemudian daya tarikan vektor <math>\mathbf{F}</math> pada jisim sampel <math>m</math> boleh dinyatakan sebagai:

: <math>\mathbf{F} = m\mathbf{g}</math>

Di sini, <math>\mathbf{g}</math> adalah pecutan [[jatuh bebas]] [[Geseran|tanpa geseran]] yang dialami oleh jisim sampel <math>m</math> di bawah daya tarikan sumber graviti. Ini vektor yang menunjuk ke arah sumber medan, dengan magnitud diukur dalam unit pecutan. Vektor pecutan graviti ini bergantung hanya kepada betapa besar jisim sumber medan <math>M</math> dan jarak {{Math|r}} ke jisim sampel <math>m</math>. Ia tidak bergantung kepada magnitud jisim sampel yang kecil.

Model ini mewakili pecutan graviti "medan jauh" yang berkaitan dengan sebuah jasad besar. Apabila dimensi sesuatu jasad tidak boleh diabaikan berbanding dengan jarak yang menarik jasad yang diingini, [[prinsip superposisi]] boleh digunakan untuk mengira jisim-jisim pembezaan  berdasarkan taburan ketumpatan yang diandaikan dalam jasad tersebut bagi mendapatkan model yang lebih terperinci bagi pecutan graviti "medan dekat." Sebagai contoh, untuk satelit dalam orbit, model medan jauh ini cukup untuk pengiraan kasar altitud berbanding [[tempoh orbit]], tetapi tidak cukup tepat untuk menganggarkan lokasi masa depan selepas beberapa kali orbit.

Model yang lebih terperinci melibatkan (antara lain) pembengkakan di khatulistiwa Bumi, serta ketumpatan jisim yang tidak sekata (akibat impak meteor) untuk Bulan. Misi ''[[Eksperimen Pemulihan Graviti dan Iklim|Gravity Recovery and Climate Experiment]]'' (GRACE) yang dilancarkan pada tahun 2002 terdiri daripada dua kuar, yang dijuluki "''Tom''" dan "''Jerry''", dalam orbit kutub mengelilingi Bumi untuk mengukur perbezaan jarak antara kedua-dua probe tersebut bagi menentukan medan graviti Bumi dengan lebih tepat dan mengesan perubahan yang berlaku dari masa ke masa. Begitu juga, misi ''[[Makmal Pemulihan Graviti dan Dalaman|Gravity Recovery and Interior Laboratory]]'' dari 2011 hingga 2012 terdiri daripada dua kuar ("''Ebb''" dan "''Flow''") dalam orbit kutub mengelilingi Bulan untuk menentukan medan graviti dengan lebih tepat untuk tujuan navigasi pada masa hadapan, dan untuk menganggar maklumat komposisi fizikal Bulan.

== Graviti perbandingan Bumi, Matahari, Bulan dan planet ==
Jadual di bawah menunjukkan pecutan graviti perbandingan di permukaan Matahari, bulan Bumi, setiap planet dalam Sistem Suria dan bulan utama mereka, Ceres, Pluto, dan Eris. Bagi jasad gas, "permukaan" diambil untuk bermaksud permukaan yang kelihatan: puncak awan bagi [[planet gergasi]] (Musytari, Zuhal, Uranus, dan Neptun), dan fotosfera Matahari. Nilai-nilai dalam jadual ini belum dinyahkadar dengan kesan daya emparan putaran planet (dan kelajuan angin di puncak awan bagi planet gergasi) maka, secara amnya, nilai-nilai ini adalah serupa dengan graviti sebenar yang akan dialami berhampiran kutub. Sebagai rujukan, masa yang diperlukan bagi objek untuk jatuh 100 meter (330 kaki), ketinggian sebuah pencakar langit, juga ditunjukkan, bersama dengan kelajuan maksimum yang dicapai. Rintangan udara diabaikan.
{|class="wikitable sortable"
|-
!Jasad
!data-sort-type="number"|Gandaan<br>graviti bumi
!data-sort-type="number"|m/s<sup>2</sup>
!data-sort-type="number"|kaki/s<sup>2</sup>
!Catatan
!data-sort-type="number" colspan=2|Masa untuk jatuh 100 m dan<br>kelajuan maksimum dicapai<!-- Note: limited decimal places are shown for this field because it's meant to help with intuition and smaller amounts are difficult to imagine -->
|-
|[[Matahari]]
|27.90
|{{convert|274.1|m|ft|disp=tablecen}}
|
|0.85 s || {{cvt|843|km/h|mph}}
|-
|[[Utarid]]
|0.3770
|{{convert|3.703|m|ft|disp=tablecen}}
|
|7.4 s || {{cvt|98|km/h|mph}}
|-
|[[Zuhrah]]
|0.9032
|{{convert| 8.872 |m|ft|disp=tablecen}}
|
|4.8 s || {{cvt|152|km/h|mph}}
|-
|[[Bumi]]
|1
|{{convert|9.8067|m|ft|disp=tablecen}}
|{{efn|1=Nilai ini tidak termasuk pelarasan untuk daya emparan disebabkan oleh putaran Bumi dan oleh itu lebih besar daripada 9.80665&nbsp;m/s<sup>2</sup> nilai [[graviti piawai]].}}
|4.5 s || {{cvt|159|km/h|mph}}
|-
|[[Bulan]]
|0.1655
|{{convert|1.625|m|ft|disp=tablecen}}
|
|11.1 s || {{cvt|65|km/h|mph}}
|-
|[[Marikh]]
|0.3895
|{{convert|3.728|m|ft|disp=tablecen}}
|
|7.3 s || {{cvt|98|km/h|mph}}
|-
|[[Ceres (planet kerdil)|Ceres]]
|0.029
|{{convert|0.28|m|ft|disp=tablecen}}
|
|26.7 s || {{cvt|27|km/h|mph}}
|-
|[[Musytari]]
|2.640
|{{convert|25.93|m|ft|disp=tablecen}}
|
|2.8 s || {{cvt|259|km/h|mph}}
|-
|[[Io (bulan)|Io]]
|0.182
|{{convert|1.789|m|ft|disp=tablecen}}
|
|10.6 s || {{cvt|68|km/h|mph}}
|-
|[[Europa (bulan)|Europa]]
|0.134
|{{convert|1.314|m|ft|disp=tablecen}}
|
|12.3 s || {{cvt|58|km/h|mph}}
|-
|[[Ganymede (bulan)|Ganymede]]
|0.145
|{{convert|1.426|m|ft|disp=tablecen}}
|
|11.8 s || {{cvt|61|km/h|mph}}
|-
|[[Callisto (bulan)|Callisto]]
|0.126
|{{convert|1.24|m|ft|disp=tablecen}}
|
|12.7 s || {{cvt|57|km/h|mph}}
|-
|[[Zuhal]]
|1.139
|{{convert|11.19|m|ft|disp=tablecen}}
|
|4.2 s || {{cvt|170|km/h|mph}}
|-
|[[Titan (bulan)|Titan]]
|0.138
|{{convert|1.3455|m|ft|disp=tablecen}}
|
|12.2 s || {{cvt|59|km/h|mph}}
|-
|[[Uranus]]
|0.917
|{{convert|9.01|m|ft|disp=tablecen}}
|
|4.7 s || {{cvt|153|km/h|mph}}
|-
|[[Titania (bulan)|Titania]]
|0.039
|{{convert|0.379|m|ft|disp=tablecen}}
|
|23.0 s || {{cvt|31|km/h|mph}}
|-
|[[Oberon (bulan)|Oberon]]
|0.035
|{{convert|0.347|m|ft|disp=tablecen}}
|
|24.0 s || {{cvt|30|km/h|mph}}
|-
|[[Neptun]]
|1.148
|{{convert|11.28|m|ft|disp=tablecen}}
|
|4.2 s || {{cvt|171|km/h|mph}}
|-
|[[Triton (bulan)|Triton]]
|0.079
|{{convert|0.779|m|ft|disp=tablecen}}
|
|16.0 s || {{cvt|45|km/h|mph}}
|-
|[[Pluto]]
|0.0621
|{{convert|0.610|m|ft|disp=tablecen}}
|
|18.1 s || {{cvt|40|km/h|mph}}
|-
|[[Eris (planet kerdil)|Eris]]
|0.0814
|{{convert|0.8|m|ft|disp=tablecen}}
| (anggaran)
|15.8 s || {{cvt|46|km/h|mph}}
|}

== Kerelatifan am ==
{{Lihat juga|Medan graviti#Kerelatifan am|Keupayaan graviti#Kerelatifan am}}
Dalam teori [[kerelatifan am]] Einstein, graviti ialah sifat [[ruang-masa]] yang melengkung, bukannya disebabkan oleh daya yang disebarkan antara jasad. Dalam teori Einstein, jisim mengherot ruang-masa di sekelilingnya, dan zarah-zarah lain bergerak dalam trajektori yang ditentukan oleh geometri ruang-masa itu. Daya graviti adalah [[daya rekaan]]. Tiada pecutan graviti, kerana [[pecutan sebenar]] dan seterusnya [[empat pecutan]] objek yang dalam keadaan [[jatuh bebas]] adalah sifar. Tidak mengalami pecutan, objek-objek yang dalam keadaan jatuh bebas itu bergerak sepanjang garis lurus ([[Geodesik (kerelatifan am)|geodesik]]) pada ruang-masa yang melengkung.

== Medan graviti ==
{{Excerpt|Medan graviti}}

== Lihat juga ==
 {{cols|colwidth=26em}}
* [[Trek udara]]
* [[Gravimetri]]
* [[Graviti Bumi]]
* [[Graviti Bulan]]
* [[Graviti Marikh]]
* [[Hukum kegravitian semesta Newton]]
* [[Graviti piawai]]{{colend}}

== Nota ==
{{Notelist}}

== Rujukan ==
{{Senarai rujukan}}{{Kawalan kewibawaan}}
[[Kategori:Pecutan]]
[[Kategori:Kegravitian]]
[[Kategori:Kadar temporal]]
[[Kategori:Gravimetri]]