Mungkin kalian pernah membaca literatur
yang menyebutkan tentang jari2 bumi, massa bumi itu berapa. bagaimana
para ilmuwan bisa mengetahui hal ini. alat ukurnya apa ya.. kita juga
yang dibumi menggunakan alat timbangan biasa, bagaiman mungkin menimbang
massa bumi, seberat apa sih bumi itu? nah… masih kelanjutan tentang
gaya gravitasi yang menjadi dasar keilmuwan kita sebelmunya, para
ilmuwan bisa memecahkan persoalan tersebut yang mungkin pernah ada dalam
benak kita.
Berdasarkan hukum gravitasi Newton, data-data tersebut digunakan
untuk menghitung besaran lain tentang benda ruang angkasa yang tidak
mungkin diukur dalam laboratorium.
1. Menghitung Massa Bumi
Massa bumi dapat dihitung dengan menggunakan nilai G yang telah
diperoleh dari percobaan Cavendish. Anggap massa bumi M dan jari-jari
bumi R = 6,37 × 106 m (bumi dianggap bulat sempurna). Berdasarkan rumus
percepatan gravitasi bumi, Anda bisa menghitung besarnya massa bumi.
2. Menghitung Massa Matahari
Telah Anda ketahui bahwa jari-jari rata-rata orbit bumi rB = 1,5 × 1011 m
dan periode bumi dalam mengelilingi matahari TB = 1 tahun = 3 × 107 s.
Berdasarkan kedua hal tersebut serta dengan menyamakan gaya matahari
dan gaya sentripetal bumi, maka dapat diperkirakan massa matahari.
3. Menghitung Kecepatan Satelit
Suatu benda yang bergerak mengelilingi benda lain yang bermassa lebih
besar dinamakan satelit, misalnya bulan adalah satelit bumi. Sekarang
banyak satelit buatan diluncurkan untuk keperluan komunikasi, militer,
dan riset teknologi. Untuk menghitung kecepatan satelit dapat digunakan
dua cara, yaitu hukum gravitasi dan gaya sentrifugal.
a. Menghitung Kecepatan Satelit Menggunakan Hukum Gravitasi
Anggap suatu satelit bermassa m bergerak melingkar mengelilingi bumi
pada ketinggian h dari permukaan bumi. Massa bumi M dan jari-jari bumi
R. Anda tinjau gerakan satelit dari pengamat di bumi. Di sini gaya yang
bekerja pada satelit adalah gaya gravitasi. Berdasarkan rumus hukum II Newton, Anda dapat mengetahui kecepatan satelit
.
b. Menghitung Kecepatan Satelit Menggunakan Gaya Sentrifugal
Sebuah satelit memiliki orbit melingkar, sehingga dalam acuan ini, satelit
akan merasakan gaya sentrifugal (mv2/r2). Gaya sentrifugal muncul karena
pengamatan dilakukan dalam sistem non inersial (sistem yang dipercepat,
yaitu satelit). Gaya sentrifugal besarnya sama dengan gaya gravitasi.
4. Menghitung Jarak Orbit Satelit Bumi
Apabila satelit berada pada jarak r dari pusat bumi, maka kelajuan
satelit saat mengorbit bumi dapat dihitung dengan menyamakan gaya
gravitasi satelit dan gaya sentripetalnya.
