Penerapan Gaya Sentripetal Pada Benda-Benda Angkasa Yang Mengorbit Benda Lain

Satelit merupakan sebuah benda di angkasa yang berputar mengikuti rotasi bumi. Salah satu fungsi dari satelit adalah untuk komunikasi. Tanpa bantuan satelit kita tidak akan bisa menonton film atau berita di TV. Bagaimana caranya agar satelit dapat bergerak di lintasannya tanpa terjatuh ke bumi?

Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kamu harus paham dengan konsep gaya sentripetal. Sekarang perhatikan gambar di bawah ini.

Satelit mengorbit bumi

Gambar di atas merupakan sebuah satelit bermassa m mengorbit bumi yang bermassa M. Dalam mengorbit bumi, lintasan satelit akan berbentuk lingkaran dengan jari-jari R dari pusat bumi. Karena satelit bergerak melingkar dengan kecepatan v maka akan timbul gaya sentripetal yang arahnya menuju pusat lingakaran.

Kesetaraan gaya sentripetal dengan gaya gravitasi dua buah benda pada jarak tertentu dapat mengetahui besar kelajuan linier benda yang mengorbit, maka kesetimbangan gaya berlaku sebagai berikut.

F_s= F_g

mv²/R = GMm/R²

v²= GM/R

v = √GM/R

Kelajuan linier sebesar v = √GM/R disebut sebagai kelajuan orbit benda-benda angkasa terhadap benda lain.

Untuk memantapkan pemahaman kamu tentang penerapan gaya sentripetal pada benda-benda angkasa yang mengorbit benda lain, silahkan simak contoh soal di bawah ini.

Contoh Soal

Sebuah satelit mengorbit bumi diketinggian 3600 km dari permukaan bumi, apabila jari jari bumi 6400 km dan massanya 5,98×10²⁴ kg. Tentukan kelajuan orbit dari satelit tersebut agar tidak jatuh ke bumi.

Penyelesaian:

M = 5,98×10²⁴kg

G = 6,67 x 10^-11 N.m/kg²

h = 3600 km = 3,6×10⁶ m

r = 6400 km = 6,4×10⁶ m

Pertama harus cari panjang jari-jari (R) lintasan satelit dari pusat bumi yakni:

R = h + r

R = 3,6×10⁶m + 6,4×10⁶ m

R = 1,0×10⁷m

Kelajuan orbit dari satelit tersebut agar tidak jatuh ke bumi yakni:

v²= GM/R

v²= (6,67 x 10^-11 N.m/kg²)( 5,98×10²⁴ kg)/(1,0×10⁷m)

v²= 39,8866×10⁶ m²/s²

v = √(39,8866×10⁶m²/s²)

v = 6,32×10³m/s

v = 6,32 km/s

Jadi, kelajuan orbit dari satelit tersebut agar tidak jatuh ke bumi adalah 6,32 km/s.

Demikian pembahasan penerapan gaya sentripetal pada benda-benda angkasa yang mengorbit benda lain. Mohon maaf bila ada kata atau perhitungan yang salah dalam postingan ini. Jika ada permasalahan dalam memahami materi ini silahkan tanyakan pada kolom komentar. Kita pasti bisa.