Mungkin kalian pernah membaca literatur yang menyebutkan tentang jari-jari bumi, massa bumi, orbit satelit, dan lain-lain. Kalian pasti bertanya-tanya bagaimana para ilmuwan bisa mengetahui hal ini.
Berdasarkan hukum gravitasi Newton, data-data tersebut digunakan untuk menghitung besaran lain tentang benda ruang angkasa yang tidak mungkin diukur dalam laboratorium.
- Menghitung Massa Bumi
Berdasarkan data jari-jari orbit bulan rb = 4 × 108 m dan periode bulan mengelilingi bumi Tb = 1 bulan = 2,4 × 106 s serta dengan menyamakan gaya gravitasi bumi dan gaya sentripetal bulan, maka diperoleh massa bumi MB.
- 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.
- 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.
- 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.
