Latihan Fisika Kelas X Gerak Planet
# 8
Pilgan

Satelit A mengelilingi sebuah planet X yang bermassa 4×1030 kg4\times10^{30}\ \text{kg} pada ketinggian 10.000 km dari pusat planet. Jika massa satelit adalah 1×1020 kg1\times10^{20}\ \text{kg}, maka berapa besar momentum satelit tersebut, di mana momentum merupakan hasil perkalian massa dengan kecepatan gerak benda? (G=7×1011 N m2/kg2)\left(G=7\times10^{-11}\ \text{N}\text{ m}^2\text{/kg}^2\right)

A

3,3×1026 kg m/s3,3\times10^{26}\text{ kg}\ \text{m/s}

B

4,3×1026 kg m/s4,3\times10^{26}\text{ kg}\ \text{m/s}

C

5,3×1026 kg m/s5,3\times10^{26}\text{ kg}\ \text{m/s}

D

6,3×1026 kg m/s6,3\times10^{26}\text{ kg}\ \text{m/s}

E

7,3×1026 kg m/s7,3\times10^{26}\text{ kg}\ \text{m/s}

Pembahasan:

Diketahui:

Massa planet Mp=M_{\text{}\text{p}}= 4×1030 kg4\times10^{30}\ \text{kg}

Massa satelit ms=m_{\text{s}}= 1×1020 kg1\times10^{20}\ \text{kg}

Jarak r=r= 1×107 m1\times10^7\ \text{m}

Konstanta gravitasi (G=7×1011 N m2/kg2)\left(G=7\times10^{-11}\ \text{N}\text{ m}^2\text{/kg}^2\right)

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}}

Besar momentum satelit dalam mengelilingi planet dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut ini

p=mv=msGMpr=(1×1020)(7×1011)(4×1030)(1×107)p=mv=m_s\sqrt{\frac{GM_p}{r}}=\left(1\times10^{20}\right)\sqrt{\frac{\left(7\times10^{-11}\right)\left(4\times10^{30}\right)}{\left(1\times10^7\right)}}

=(1×1020)28×1012=(1×1020)(5,3×106)=5,3×1026 kg m/s=\left(1\times10^{20}\right)\sqrt{28\times10^{12}}=\left(1\times10^{20}\right)\left(5,3\times10^6\right)=5,3\times10^{26}\text{ kg}\ \text{m/s}

Jadi, momentum satelit A dalam mengelilingi planet X adalah 5,3×1026 kg m/s5,3\times10^{26}\text{ kg}\ \text{m/s} .