Teori Dasar Survei Gaya Berat (Gravity Surveying)

Teori dasar dari survei gaya berat (gravity surveying) adalah Hukum Gravitasi Newton, yang menyatakan bahwa gaya tarik F antara dua massa m1 dan m2, yang dimensinya kecil dibandingkan terhadap jarak r antara keduanya, dinyatakan dengan

 (1.1)

 dimana G adalah Konstanta Gravitasi ($6.67 \cdot {10}^{-11} {\mathrm{m}}^3{\mathrm{kg}}^{-1}{\mathrm{s}}^{-2}$)

Kita menganggap tarikan gravitasi dihasilkan oleh bumi yang bulat, tidak berotasi, dan homogen dengan massa M dan jari-jari R pada sebuah massa kecil di atas permukaannya.  Hal ini relatif sederhana untuk menunjukkan bahwa massa bumi seolah-olah terkonsentrasi di pusat bumi dan dengan substitusi persamaan (1.1) dihasilkan

 (1.2)

Gaya dinyatakan oleh perkalian massa dan percepatan, serta istilah g = $\frac{\mathrm{GM}}{{\mathrm{R}}^2}$ dikenal sebagai percepatan gravitasi atau secara sederhana disebut gravitasi. Berat massa dinyatakan oleh mg.

Di bumi seperti itu, gravitasi akan konstan. Namun, bentuk bumi yang sebenarnya adalah ellipsoidal, berotasi, relief permukaannya tidak teratur, dan distribusi massa internal sehingga menyebabkan percepatan gravitasi  bervariasi di permukaannya. 

Medan gravitasi sangat berguna dalam mendefinisikan  potensial gravitasi U: 

 (1.3)

Percepatan gravitasi g adalah besaran vektor, yang memiliki besar dan arah (vertikal ke bawah), sedangkan potensial gravitasi U adalah skalar, memiliki besarnya saja. Turunan pertama U di segala arah memberikan komponen gravitasi ke arah tersebut. Akibatnya, pendekatan medan potensial memberikan fleksibilitas perhitungan. Permukaan equipotensial dapat didefinisikan dimana U bernilai konstan. Permukaan laut, atau geoid, adalah permukaan equipotensial yang paling mudah dikenali, yang dimana pun posisinya selalu horisontal dan tegak lurus terhadap arah gravitasi.

Referensi:

Kearey, Philip et al. 2002. An Introduction to Geophysical Exploration. Oxford : Blackwell Science.