Rumus, Contoh Soal dan Pembahasan Kecepatan Orbit Satelit

martha yunanda fisika

Satelit adalah benda yang mengelilinggi atau berevolusi terhadap sebuah planet. Ada yang dinamakan satelit buatan dan ada yang dinamakan satelit alam. Contoh satelit alam adalah bulan, sebagai satelit bumi.

Lalu ada satelit buatan, dimana diciptakan oleh manusia dan ditaruh di orbit bumi sehingga mengelilingi bumi. Indonesia sendiri pernah memiliki satelit. Akrab bukan dengan nama satelit palapa?

Pada halaman ini akan dijelaskan bagaimana cara pelepasan satelit dalam hitung hitungan fisika. Jika masih ada yang bertanya untuk apa belajar fisika? Ini salah satu contoh manfaat belajar fisika.

Hal yang akan kita hitung di sini adalah kecepatan orbit satelit dan kecepatan satelit saat diluncurkan atau dilepaskan. Peninjauan ini  dilihat dari sudut pandang Gaya Gravitasi dan Gaya Sentripetal.

#Tinjauan Gaya Sentripetal

Pengertian gaya sentripetal adalah gaya ketika sebuah benda bergerak melingkar. (Gerak Lurus Berubah Melingkar). Karena gaya merupakan besaran vektor, maka untuk vektor arah dari gaya sentripetal adalah menuju pusat lingkaran lintasan.

Secara metematis, Rumus Gaya Sentripetal,
$F_s = m.a_s \\ F_s = m \omega .r \\ F_s = \frac {mv^2}{r}$
$F_s $= Gaya sentripetal dengan satuan Newton
$a_s$= percepatan sentripetal dengan satuan $m/s^2$
v= kecepatan linear dengan kecepatan m/s
m=massa (kg)
r= jari-jari lintasan.
$ \omega $ = kecepattan sudut

Untuk satelit, karena lintasan atau orbit satelit ini berbentuk hampir mendekati lingkaran, maka gaya sentripetal satelit tersebut akan menuju pusat bumi.

#Tinjauan Gaya Gravitasi dan Percepatan Gravitasi Bumi

Pengertian gaya gravitasi sederhananya adalah gaya tarik menarik dari pusat bumi pada benda yang berada pada medan medan gravitasi bumi. Secara matematis, rumus gaya gravitasi bumi,
$F_g = G \frac {M.m}{r^2}$
$F_g$ = Gaya gravitasi (N)
G= tetapan gravitasi = 6,672 x 10^-11 N m²/kg²

Untuk percepatan gravitasi di bumi (g_o)
g_o = G.M/R²
G = g_o.R² /M

#Kecepatan Orbit Satelit

Untuk menghitung kecepatan orbit satelit atau kecepatan sebuah satelit mengitari bumi maka ini, gaya sentripetal dan gaya gravitasi haruslah 0. Sebab, jika gaya gravitasi lebih besar maka satelit akan jatuh, dan jika gaya sentripetal besar maka satelit akan keluar dari orbitnya, melayang dan hilang di luar angkasa.

Karena resultan gaya yang bekerja harus 0, maka bisa ditulis,

$F_g - F_s =0 \\  F_g = F_s  \\ G \frac {M.m}{r^2} = \frac {mv^2}{r} \\ v^2 = \frac {GM}{r}$

r adalah jarak benda dari pusat bumi. Karena bumi memiliki jari jari yang dimisalkan R, maka r= R+h , dimana h adalah ketinggian. Jika anda subtitusikan akan diperoleh,

$v^2 = \frac {GM}{r} \\ v^2 = \frac {GM}{R+h}$

$ v^2 = \frac {GM}{R+h}$

Atau, Untuk lebih 'indahnya' perhatikan G di tinjauan percepatan gravitasi bumi di atas. dimana, G = g_o.R² /M  subtitusikan sebagai pengganti G ke  

$v^2 = \frac {GM}{R+h}$ 

maka di dapatlah,

$v^2 = \frac {g_o R^2}{R+h}$ 

Jadi kecepatan orbit satelit atau kecepatan satelit mengitari bumi, bisa dihitung dengan rumus:

$v^2 = \frac {g_o R^2}{R+h}$ 

R = jari-jari bumi (m)
h = ketinggian satelit di atas permukaan bumi (m).

v = kecepatan satelit mengelilingi bumi (m/s)

g_o = percepatan gravitasi di permukaan bumi (9,8 m/s²)

Contoh Soal Kecepatan Orbit Satelit

Sebuah satelit ingin ditempatkan pada ketinggian 2R dari permukaan bumi, Hitunglah kecepatan orbit satelit tersebut agar bisa bergerak dengan baik.

v2 =	G.M
	(R + h)

v2 =	G.M
	(R + 2R)

v2 =	(6,672 x 10-11).(5,98 x 1024)
	3 (6,38 x 106)

Silakan anda lanjutkan bersenang senang mrnghitungnya.

Share on Facebook

Share on Twitter

Share on LinkedIn