Gravitasi standar

Lihat pula: Gaya-g

Akselerasi gravitasi standar atau akselerasi standar dari jatuh bebas atau lebih sering disebut sebagai gravitasi standar dan dilambangkan sebagai ɡ0 atau ɡn, adalah nilai percepatan gravitasi dari suatu objek di keadaan vakum dekat permukaan Bumi. Gravitasi standar ini adalah konstan yang didefinisikan oleh standar sebagai 9,80665 m⋅s−2.[1] Nilai ini dibuat pada Konferensi Umum untuk Ukuran dan Timbangan ketiga (1901) dan digunakan untuk mendefinisikan berat standar dari suatu objek sebagai produk dari massanya dan nominal akselerasi ini.[2][3] Akserelasi benda dekat permukaan Bumi terjadi oleh karena kombinasi efek antara gravitasi dan akselerasi sentrifugal dari perputaran Bumi, tapi akselerasi sentrifugal bernilai kecil hingga dapat diabaikan untuk kebanyakan aplikasi. Total dari keseluruhan gravitasi ini bernilai sekitar 0,5% lebih besar di kutub dari pada di khatulistiwa.[4][5]

Meskipun simbol ɡ kadang digunakan untuk gravitasi standar, ɡ (tanpa sufiks) juga dapat digunakan untuk akselerasi lokal oleh karena gravitasi dan akselerasi sentrifugal lokal. Kedua nilai tersebut berbeda di setiap posisi di Bumi (lihat gravitasi Bumi). Simbol ɡ harus dapat dibedakan dari G, tetapan gravitasi, atau g, simbol dari satuan gram. Simbol ɡ juga digunakan sebagai satuan pada banyak bentuk akselerasi, dengan nilai yang didefinisikan di atas.

Nilai ɡ0 yang didefinisikan di atas adalah nilai tengah di Bumi, awalnya didasari oleh akselerasi benda yang jatuh bebas pada permukaan laut di garis lintang 45°. Meskipun nilai akselerasi jatuh bebas berbeda di setiap lokasi di Bumi, nilai di atas selalu digunakan untuk tujuan metrologi. Secara khusus, karena nilai ini merupakan rasio dari kilogram-gaya dan kilogram, nilainya ketika diekspresikan secara koherens pada satuan SI adalah rasio dari kilogram-gaya dan newton, dua satuan gaya.

Sejarah

Sejak awal keberadaannya, Konferensi Umum untuk Ukuran dan Timbangan (CIPM) mendefinisikan standar skala termometer, menggunakan titik didih air. Karena titik didih bervariasi terhadap tekanan atmosfer, CIPM perlu mendefinisikan tekanan atmosfer standar. Definisi yang mereka pilih berdasarkan berat dari kolom raksa sepanjang 760 mm. Namun, karena berat juga bergantung pada gravitasi lokal, mereka juga perlu membuat gravitasi standar. Pertemuan CIPM pada tahun 1887 memutuskan hal berikut:

Nilai dari akselerasi standar oleh karena gravitasi bernilai sama dengan akselerasi oleh karena gravitasi pada Biro Internasional (bersamaan denagn Pavillon de Breteuil) dibagi dengan 1,0003322, koefisien teoritis yang diperlukan untuk mengonversinya ke lintang 45° di permukaan laut.[6]


Semua itu diperlukan untuk mendapatkan nilai numerik dari gravitasi standar yang sekarang mengukur kekuatan gravitasi di Biro Internasional. Tugas ini diberikan kepada Gilbert Étienne Defforges dari Layanan Geografi dari Angkatan Darat Prancis. Nilai yang ia dapatkan, berdasarkan pengukuran sekitar Maret hingga April 1888, adalah 9,80991(5) m⋅s−2.[7]

Nilai ini kemudian menjadi dasar untuk menentukan nilai yang sekarang digunakan sebagai gravitasi standar. CIPM ketiga, yang dilaksanakan pada 1901, mengadopsi resolusi yang mendeklarasikan sebagai berikut:

Nilai yang diadopsi Layanan Internasional untuk Berat dan Pengukuran untuk akselerasi standar oleh karena gravitasi Bumi adalah 980,665 cm/s2, nilai yang telah dinyatakan pada undang-undang dalam beberapa negara.[8]

Menurut deklarasi 1887 CIPM, nilai yang diadopsi untuk ɡ0 adalah hasil pembagian nilai yang didapatkan oleh Defforges (980,991 cm⋅s−2 pada satuan cgs yang banyak dipakai saat itu) dengan 1,0003322 sementara tidak mengambil lebih banyak digit daripada yang diperlukan mengingat ketidakpastian dalam hasil.

Konversi

Konversi antara satuan percepatan umum
Nilai dasar (Gal, atau cm/s2) (ft/s2) (m/s2) (Gravitasi standar, g0)
1 Gal, atau cm/s2 1 0,0328084 0,01 1,01972×10−3
1 ft/s2 30,4800 1 0,304800 0,0310810
1 m/s2 100 3,28084 1 0,101972
1 g0 980,665 32,1740 9,80665 1

Referensi

  1. ^ "2022 CODATA Value: standard acceleration of gravity". The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. Mei 2024. Diakses tanggal 2024-05-18. 
  2. ^ Taylor, Barry N.; Thompson, Ambler, ed. (March 2008). The international system of units (SI) (PDF) (Laporan). National Institute of Standards and Technology. hlm. 52. NIST special publication 330, 2008 edition. 
  3. ^ The International System of Units (SI) (PDF) (edisi ke-8th). International Bureau of Weights and Measures. 2006. hlm. 142–143. ISBN 92-822-2213-6. 
  4. ^ Boynton, Richard (2001). "Precise Measurement of Mass" (PDF). Sawe Paper No. 3147. Arlington, Texas: S.A.W.E., Inc. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2007-02-27. Diakses tanggal 2007-01-21. 
  5. ^ "Curious About Astronomy?", Cornell University, retrieved June 2007
  6. ^ Terry Quinn (2011). From Artefacts to Atoms: The BIPM and the Search for Ultimate Measurement Standards. Oxford University Press. hlm. 127. ISBN 978-0-19-530786-3. 
  7. ^ M. Amalvict (2010). "Chapter 12. Absolute gravimetry at BIPM, Sèvres (France), at the time of Dr. Akihiko Sakuma". Dalam Stelios P. Mertikas. Gravity, Geoid and Earth Observation: IAG Commission 2: Gravity Field. Springer. hlm. 84–85. ISBN 978-3-642-10634-7. 
  8. ^ "Resolution of the 3rd CGPM (1901)". BIPM. Diakses tanggal 19 Juli 2015.