Bank Soal Fisika SMA Gerak Planet

Soal

Pilgan

Satelit A bermassa 1×1010 kg1\times10^{10}\text{ kg} mengelilingi Bumi pada ketinggian 4.000 km di atas permukaan Bumi. Jika percepatan gravitasi di lokasi itu adalah 8 m/s28\ \text{m/s}^2, maka berapa besar momentum satelit tersebut, di mana momentum merupakan hasil perkalian massa dengan kecepatan gerak benda? (Radius Bumi = 6.000 km)

A

8,9×1013 kg m/s8,9\times10^{13}\text{}\text{ kg}\ \text{m/s}

B

9,9×1013 kg m/s9,9\times10^{13}\text{}\text{ kg}\ \text{m/s}

C

10,9×1013 kg m/s10,9\times10^{13}\text{}\text{ kg}\ \text{m/s}

D

11,9×1013 kg m/s11,9\times10^{13}\text{}\text{ kg}\ \text{m/s}

E

12,9×1013 kg m/s12,9\times10^{13}\text{}\text{ kg}\ \text{m/s}

Pembahasan:

Diketahui:

Massa satelit m=1×1010 kgm=1\times10^{10}\ \text{kg}

Ketinggian satelit rs=r_{\text{s}}= 4.000 km =4×106=4\times10^6 m

Jari-jari bumi rB=r_{\text{B}}= 6.000 km =6×106=6\times10^6 m

Percepatan gravitasi g=8 m/s2g=8\ \text{m/s}^2

Ditanya:

Besar momentum satelit p=?p=?

Jawaban:

Momentum adalah ukuran kesukaran untuk memberhentikan benda bermassa mm yang bergerak dengan kecepatan vv. Satelit dapat mengorbit planet karena terdapat gaya sentripetal yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi.

Fsp=mv2rF_{\text{sp}}=\frac{mv^2}{r}

GMmr2=mv2r\frac{GMm}{r^2}=\frac{mv^2}{r}

v2=GMrv^2=\frac{GM}{r}

v=GMrv=\sqrt{\frac{GM}{r}}

Percepatan gravitasi di tempat-tempat yang dekat dengan permukaan planet dapat dinyatakan dengan:

g=GMr2g=\frac{GM}{r^2} ⟶\longrightarrow GM=gr2GM=gr^2

Jika disubstitusikan ke dalam vv, persamaannya menjadi:

v=gr2r=grv=\sqrt{\frac{gr^2}{r}}=\sqrt{gr}

Sehingga, untuk menentukan kecepatan satelit, dapat digunakan persamaan berikut.

v=gRv=\sqrt{gR} , dengan R=rB+rsR=r_{\text{B}}+r_{\text{s}}

p=mv=m(gR)=1×1010((8)(6×106+4×106))p=mv=m\left(\sqrt{gR}\right)=1\times10^{10}\left(\sqrt{\left(8\right)\left(6\times10^6+4\times10^6\right)}\right)

=1×1010(80×106)=8,9×1013 kg m/s=1\times10^{10}\left(\sqrt{80\times10^6}\right)=8,9\times10^{13}\text{ kg}\ \text{m/s}

Jadi, momentum satelit pada posisi ini adalah 8,9×1013 kg m/s8,9\times10^{13}\text{}\text{ kg}\ \text{m/s} .

Video
13 Agustus 2020
Cara Melakukan Pengukuran
Rangkuman

Siswa

Ingin latihan soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Guru

Ingin akses bank soal, nonton, atau unduh materi belajar lebih banyak?

Buat Akun Gratis

Soal Populer Hari Ini

Cek Contoh Kuis Online

Kejar Kuis

Cek Contoh Bank Soal

Kejar Soal