Pengertian dan Rumus Gaya Berat (Contoh & Pembahasan)

Gaya berat adalah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda. Kata “berat” yang digunakan pada kata-kata di atas dalam fisika mengarah pada massa benda (m). perbandingan gaya berat dan massa di suatu tempat selalu tetap. Nilai  ternyata sama dengan nilai percepatan gravitasi bumi (g), yaitu 9,8 m/s². Jadi, perbandingan itu nilainya sama dengan percepatan benda yang jatuh bebas ke bumi atau gravitasi bumi.

Rumus Gaya Berat

Berikut ini merupakan rumus yang digunakan untuk menghitung gaya berat:

w = m .  g

dengan:

g = gaya gravitasi bumi (m/s²)
m = massa benda (kg)
w = gaya berat benda (kg m/s² atau N)

Berat benda di bumi adalah gaya tarik bumi terhadap suatu benda. Sedangkan, massa adalah ukuran banyaknya satuan yang terkandung dalam suatu benda. Massa suatu benda tidak berubah di manapun benda itu berada. Berbeda dengan berat benda yang berubah-ubah bergantung di mana benda tersebut berada. Hal ini disebabkan adanya perbedaan besar gaya gravitasi bumi yang tergantung pada jarak pusat massa terhadap bumi. Makin jauh kedudukan benda terhadap bumi, makin kecil gaya gravitasi yang dialaminya sehingga gaya beratnya pun akan makin kecil. 

Selain itu, berat benda di bumi dan di luar bumi pun berbeda. Berat benda di bumi berbeda dengan berat benda yang sama jika ia berada di bulan. Hal ini disebabkan adanya perbedaan percepatan gravitasi di dua tempat tersebut. Rata-rata besarnya percepatan gravitasi di permukaan bumi adalah 9,8 m/s². Sedangkan, di permukaan bulan rata-ratanya sekitar setengah kali besar gravitasi di permukaan bumi, yaitu sekitar 4,6 m/s². Perbedaan ini disebabkan massa dan ukuran planet tidak sama. Jadi, berat suatu benda di bumi sama dengan dua kali berat benda tersebut di bulan.

Tuhan telah memberikan hukum alam bahwa benda yang dekat ke permukaan bumi selalu jatuh ke permukaan bumi. Mengapa hal itu terjadi? Tuhan pun telah mengatur planet-planet berputar mengelilingi matahari. Gaya apakah yang menjaganya?

Gaya yang menyebabkan suatu benda jatuh ke permukaan bumi adalah gaya tarik bumi. Gaya itu disebut gaya gravitasi. Gaya itulah yang menjaga planet-planet tidak keluar dari orbitnya. Gaya gravitasi adalah gaya yang terjadi akibat adanya interaksi antara dua buah benda berupa gaya tarik-menarik.

Suatu benda yang berada di permukaan bumi tarik-menarik dengan pusat bumi sehingga benda di permukaan bumi selalu tertarik ke arah pusat bumi sebab sifat kelembaman bumi jauh lebih besar dibandingkan sifat kelembamam benda. Gaya gravitasi inilah yang menyebabkan suatu benda memiliki berat. Gaya gravitasi yang bekerja pada suatu benda bergantung pada jaraknya ke pusat bumi. Semakin jauh dari pusat bumi, gaya gravitasi semakin kecil. Bumi yang kamu tempati ini tidak benar-benar bulat, tetapi memampat di bagian kutubnya dan mengembang di bagian khatulistiwa. Hal inilah yang menyebabkan gaya gravitasi di kutub lebih besar daripada di khatulistiwa.

Contoh Soal Gaya Berat dan Pembahasannya

1. Sebuah kayu bermassa 3 kg terletak di atas lantai. Berapakah berat kayu jika percepatan gravitasi di tempat itu 9,8 m/s2?
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 3 kg
g = 9,8 m/s2
Ditanyakan: w = . . .?
Jawab:
w = m · g
w = 3 · 9,8
w = 29,4 N
Jadi, berat kayu tersebut adalah 29,4 N.

2. Massa Ani, Dewi, dan Anggun berturut-turut adalah 45 kg, 40 kg, dan 50 kg. Jika percepatan gravitasi bumi 9,8 N/kg, hitunglah berat Ani, Dewi, dan Anggun!
Jawab:
Berat Ani: w = m × g
= 45 kg × 9,8 N/kg
= 441 N

Berat Dewi: w = m × g
= 40 kg × 9,8 N/kg
= 392 N
Berat Anggun: w = m × g
= 50 kg × 9,8 N/kg
= 490 N

Besarnya percepatan gravitasi di permukaan bumi tidak tepat sama. Misalnya, percepatan gravitasi di daerah khatulistiwa dan daerah kutub tidaklah sama. Hal ini dikarenakan jari-jari bumi di daerah Kutub Utara atau Kutub Selatan lebih kecil daripada jari-jari bumi di daerah khatulistiwa. Percepatan gravitasi di daerah kutub sekitar 9,83 N/kg, sedangkan percepatan gravitasi di daerah khatulistiwa sekitar 9,78 N/kg. Jadi, percepatan gravitasi bumi di daerah kutub lebih besar daripada percepatan gravitasi bumi di daerah khatulistiwa.

Nah, apakah besar percepatan gravitasi di setiap permukaan planet sama? Ternyata besarnya percepatan gravitasi di setiap permukaan planet tidaklah sama. Hal ini karena percepatan gravitasi dipengaruhi oleh massa dan ukuran planet. Perlu diingat bahwa berat dipengaruhi oleh percepatan gravitasi sehingga berat astronot di planet Mars berbeda dengan berat astronot ketika ada di bumi. Berbeda halnya dengan massa, massa benda tidak dipengaruhi oleh percepatan gravitasi sehingga massa astronot ketika di bumi sama dengan massa astronot ketika di planet Mars.
 

Contoh
Massa sebuah batu di bumi 20 kg. Jika percepatan gravitasi bumi 9,8 N/kg dan percepatan gravitasi bulan seperenam percepatan gravitasi bumi. Berapakah berat batu yang hilang ketika dibawa ke bulan?
Jawab:
Massa di bumi sama dengan massa di bulan, mBumi = mBulan = 20 kg

percepatan gravitasi bumi, gBumi = 9,8 N/kg
percepatan gravitasi bulan, gBulan = × 9,8 N/kg = 1,6 N/kg
berat batu di bumi, wBumi = mBumi × gBumi = 20 kg × 9,8 N/kg = 196 N
berat batu di bulan, wBulan = mBulan × gBulan = 20 kg × 1,6 N/kg = 32 N
Jadi, batu kehilangan berat sebesar = 196 N – 32 N = 164 N