Page 635 - Fisika Dasar 1 - Mikrajuddin Abdullah

Bab 8 Gravitasi


2) Massa jenis suatu planet memenuhi persamaan  (r) =0 r dengan 0 dan 
-
adalah konstanta positif. Jari-jari planet tersebut adalah R. Tentukan
a) Massa planet

b) Massa jenis rata-rata planet

c) Percepatan gravitasi planet sebagai fungsi jarak dari pusat planet hingga
jarak tak berhingga

d) Energi potensial planet pada berbagai jarak

3) Sebuah satelit dengan massa m menngorbit planet yang bermassa M.
Jari-jari orbit adalah r. Jika satelit mendadak disimpangkan sedikit dari
ortbitnya, yaitu ditarik sedikit menjauh kemudian dilepas, apa yang akan
terjadi? Apakah satelit akan kembali ke orbit semula atau bergerak pada
orbit baru?

Petunjuk: hitunglah apakah setelah satelit disimpangkan sedikit dari
orbitnya ada gaya netto yang arahnya ke orbit awal. Jika ada maka satelit
akan kembali ke orbit semula. Tetapi jika tidak ada maka satelit akan
membentuk orbit baru.

4) Pesawat jet terbang pada ketinggian 11 km di atas permukaan laut dengan
laju 850 km/jam.

a) Jika lintasan pesawat tersebut dianggap berbentuk busur lingkaran
berapa percepatan sentripetal pesawat?

b) Berapa selisih percepatan gravitasi pada lintasan pesawat dengan di
permukaan laut?

c) Pada ketinggian tersebut berapa harusnya laju pesawat agar dapat
mengitari bumi pada lintasan lingkaran?

5) Sebuah benda lepas dari ketinggian r0 = 8R dari pusat bumi dan bergerak
menuju bumi dengan laju awal nol. Gambarkan jarak benda dari pusat
bumi sebagai fungsi waktu.

Petunjuk: Gunakan hukum kekekalan energi mekanik. Energi mekanik
benda mula-mula EM = -GMm/r0 (energi kinetik nol). Energi mekanik benda
pada berbagai posisi EM = - GMm/r + mv /2. Dengan hukum kekekalan
2
energi mekanik maka diperoleh v = 2GM(1/r – 1/r0). Karena benda bergerak
2
menuju ke bumi sehingga jarak dari bumi makin kecil maka kecepatan
benda bernilai negatif. Dengan demikian kecepatan benda adalah

622