Latihan Fisika Kelas X Gerak Planet
# 7
Pilgan

Satelit A 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 kecepatan satelit tersebut adalah ....(Radius Bumi = 6.000 km)

A

7,9×1037,9\times10^3\text{} m/s

B

8,9×1038,9\times10^3\text{} m/s

C

9,9×103 9,9\times10^3\text{}\ m/s

D

10,9×103 ​10,9\times10^3\text{}\ ​m/s

E

11,9×103 11,9\times10^3\text{}\ m/s

Pembahasan:

Diketahui:

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

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

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

Ditanya:

Kecepatan satelit v=?v=?

Jawaban:

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}}

Untuk menentukan kecepatan satelit, dapat digunakan persamaan berikut.

v=gR=(8)(6×106+4×106)=80×106=8,9×103 v=\sqrt{gR}=\sqrt{\left(8\right)\left(6\times10^6+4\times10^6\right)}=\sqrt{80\times10^6}=8,9\times10^3\text{}\  m/s

Jadi kecepatan satelit pada posisi ini adalah 8,9×1038,9\times10^3\text{} m/s.