Minggu, 22 September 2013

Kecepatan Lepas dari Bumi (FISIKA KELAS XI)

Kecepatan Lepas dari Bumi – Apakah mungkin sebuah benda yang digerakkan atau ditembakkan vertikal ke atas tidak kembali ke Bumi? Jika mungkin terjadi, berapa kecepatan minimum benda tersebut saat di tembakkan agar terlepas dari pengaruh gravitasi Bumi? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, perhatikanlah gambar sebuah roket yang sedang lepas landas pada Gambar 2.11 berikut.
Sebuah roket lepas landas dari permukaan Bumi (posisi 1) dengan kecepatan v1 menuju orbit (posisi 2).
Gambar 2.11 Sebuah roket lepas landas dari permukaan Bumi (posisi 1) dengan kecepatan v1 menuju orbit (posisi 2).
Jika resultan gaya luar yang bekerja pada benda sama dengan nol, energi mekanik benda kekal. Secara matematis, Hukum Kekekalan Energi Mekanik dirumuskan
EP1 + EK1 = EP2 + EK2

Agar roket lepas dari pengaruh gravitasi Bumi maka EP2 = 0, sedangkan kecepatan minimum roket diperoleh jika EK2 = 0. Dengan demikian, akan dihasilkan persamaan:

Oleh karena g = 2M/R2 maka diperoleh persamaan kecepatan minimum roket agar dapat lepas dari gravitasi Bumi sebagai berikut
vmin = √2gh
dengan r1 = jarak titik 1 ke pusat massa M, r2 = jarak titik 2 ke pusat massa M, v1 = kecepatan benda di titik 1, dan v2 = kecepatan benda di titik (2). Diasumsikan jarak titik 1 ke pusat massa sama dengan jari-jari Bumi (r1 = R).
Contoh soal
Sebuah roket bermassa m ditembakkan vertikal dari permukaan Bumi. Tentukan kecepatan minimum roket ketika ditembakkan agar mencapai ketinggian maksimum R dari permukaan Bumi jika massa Bumi M dan jari-jari Bumi R.
Jawab
Pada saat roket mencapai ketinggian maksimum R, kecepatan roket v2 = 0. Dengan menggunakan persamaan Hukum Kekekalan Energi dan memasukkan harga v1 = v, v2 = 0, r1 = R dan r2 = R + R = 2R maka diperoleh


Posting Lebih Baru Posting Lama Beranda

0 komentar:

Poskan Komentar