Skip navigation

Penerapan Hukum Gravitasi Newton & Hukum Kepler

Aplikasi Hukum Gravitasi Newton & Hukum Kepler

1. Menghitung massa Bumi


Bumi

(Sumber: kompas.com)

       Bumi adalah planet ketiga dari Matahari yang merupakan planet terpadat dan terbesar kelima dari delapan planet dalam tata surya. Bumi juga merupakan planet terbesar dari empat planet kebumian Tata Surya. Bumi terkadang disebut dengan dunia atau planet biru. Biosfer Bumi kemudian secara perlahan mengubah atmosfer dan kondisi fisik Bumi. Akibatnya terjadilah perkembangbiakan organisme serta pembentukan lapisan ozon. Lapisan ozon ini  bersama medan magnet Bumi menghalangi radiasi surya berbahaya  sehingga dapat menjadi tempat tinggal bagi jutaan makhluk hidup, termasuk manusia.

       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.

Rumus 4

2. Menghitung massa Matahari


Matahari

(Sumber : Autotekno-sindoNEWS.com)

        Matahari atau Surya adalah bintang di pusat tata surya. Bentuknya nyaris bulat dan terdiri dari plasma panas bercampur medan magnet. Diameternya sekitar 1.392.684 km, kira-kira 109 kali diameter Bumi, dan massanya sekitar 2×1030. Telah kamu 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 yaitu :

Rumus 5

3. Adanya satelit buatan pada Bumi


Satelit buatan pada Bumi

(Sumber: portal.tahupedia.com)

        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 kecepatan satelit yang mengorbit Bumi, akan dibahas pada pembahasan selanjutnya. Satelit buatan manusia pertama adalah Sputnik 1, diluncurkan oleh Soviet pada tanggal 4 Oktober 1957, dan memulai Program Sputnik Rusia, dengan Sergei Korolev sebagai kepala disain dan Kerim Kerimov sebagai asistennya. Pada bagian ini akan dibahas mengenai jenis-jenis satelit buatan yang mengorbit Bumi pada saat ini. Jenis-jenis satelit buatan tersebut antara lain :

Berdasarkan ketinggian garis edarnya ada tiga:

a) Low Earth Orbit (LEO): 500-2.000 km di atas permukaan bumi.

       LEO merupakan orbit satelit dengan ketinggian yang paling rendah diantara yang lain. Ketinggian satelit pada orbit ini sekitar 500 – 2000 kilometer (di bawah orbit MEO) dari bumi. Memiliki karakteristik yang mirip dengan orbit MEO, dimana peiode satelit dalam mengelilingi orbit lebih cepat dari rotasi bumi. Satelit yang mengorbit pada LEO memiliki karakteristik sebagai berikut :

  1. Satelit akan selesai mengelilingi bumi dalam waktu 1,5 jam, atau sekitar 16 kali dalam sehari. Dengan kecepatan 27.000 km/jam.
  2. Dengan kecepatan tersebut, satelit ini akan tampak bergerak jika dilihat dari Bumi.
  3. Area cakupan paling kecil jika dibandingkan GEO dan MEO. Membutuhkan jumlah satelit yang lebih banyak untuk area yang sama dengan dengan satelit GEO.
  4. Satelit yang berada pada orbit LEO juga dapat memiliki lintasan yang berbeda, tidak harus berada di atas ekuator, dapat menyilang, atau bahkan melewati kutub utara dan kutub selatan.

Orbit LEO ini biasanya digunakan untuk satelit dengan sistem telekomunikasi bergerak pada mobile, seperti sistem satelit Iridium dan Global Star.

b) Medium Earth Orbit (MEO): 8.000-20.000 km di atas permukaan bumi.

       MEO merupakan satelit yang mengorbit mulai pada ketinggian 2.000 – 35.000 kilometer dari bumi, lebih rendah dari orbit GEO. Karena lebih dekat dengan permukaan bumi, periode satelit dalam mengelilingi orbit akan semakin tinggi. Sehingga jika dilihat dari permukaan bumi satelit akan tampak terus bergerak. Berikut ini beberapa karakteristik satelit yang mengorbit pada MEO:

  1. Satelit akan selesai mengelilingi orbit lebih cepat dari rotasi bumi, dalam waktu 5 – 12 jam per 1 kali putar. Karena kecepatan satelit pada orbit MEO sekitar 19.000 km/jam.
  2. Karena kecepatan orbitnya lebih cepat dari rotasi bumi, maka satelit akan tampak bergerak jika dilihat dari Bumi.
  3. Memiliki area cakupan yang lebih kecil dibanding GEO, sehingga jumlah satelit yang dibutuhkan untuk meng-cover bumi bisa puluhan satelit.
  4. Satelit yang berada pada orbit MEO dapat memiliki lintasan yang berbeda, tidak harus berada di atas ekuator, dapat menyilang, atau bahkan melewati kutub utara dan kutub selatan.

Orbit MEO ini biasanya digunakan untuk satelit-satelit penginderaan (pengolahan citra, cuaca dan lain-lain) termasuk juga sistem satelit GPS (Global Positioning Satellite) milik Amerika yang berada di ketinggian 20.000 km atau GLONASS (Global Navigation Satellite System) milik Rusia yang berada di ketinggian 19.000 km .

c) Geostatinonary Earth Global (GEO): 36.000 km di atas permukaan bumi.

       Secara tidak langsung bisa dibilang satelit GEO bergerak dengan kecepatan yang sama persis dengan kecepatan rotasi bumi, sehingga satelit terlihat seolah-olah diam jika di lihat dari permukaan bumi. Satelit yang mengorbit pada GEO memiliki karakteristik sebagai berikut :

  1. Satelit akan mengelilingi orbit dalam waktu selama 23,9 jam hampir sama dengan rotasi bumi.
  2. Karena kecepatannya di orbit yang sama dengan kecepatan rotasi bumi, maka satelit pada orbit GEO seakan diam dan selalu pada posisinya. Jadi apabila satelit berada di atas Indonesia atau negara lainnya, satelit tersebut akan selalu di atas negara tersebut.
  3. Latency–waktu yang dibutuhkan untuk perambatan gelombang dari bumi ke satelit dan kembali lagi ke bumi membutuhkan waktu selama 250ms hingga 1 detik.
  4. Memiliki area cakupan yang luas. Hanya perlu beberapa satelit untuk meng-cover seluruh bumi.
  5. Satelit yang berada pada orbit GEO berada dalam 1 ring tunggal di atas ekuator/khatulistiwa, sehingga slot untuk satelit GEO sangat terbatas.

Contoh satelit pada orbit GEO antara lain: Satelit Palapa, Satelit Telkom, Garuda, IndoStar dan PSN.

Macam-macam satelit berdasarkan kegunaannya:

a) Satelit komunikasi

       Satelit komunikasi berfungsi untuk pemenuhan aktivitas komunikasi misalnya : radio, handphone, TV dan lain-lain. Dengan menggunakan frekuensi gelombang mikro, satelit ini menghasilkan transmisi gelombang radio yang banyak digunakan untuk sarana komunikasi.

b) Satelit Astronomi

       Satelit astronomi yaitu satelit yang digunakan untuk aktivitas pengamatan benda-benda ruang angkasa misalnya : galaksi, planet, bintang dan benda angkasa lainnya. Contoh : Satelit Hubble yang diluncurkan pada tahun 1990 yang digunakan untuk memotret rose Nebula.

c) Satelit Pengamat Bumi

       Satelit pengamat Bumi digunakan untuk mengamati permukaan Bumi seperti : pembuatan peta, pengamatan lingkungan Bumi, meteorologi dan lain-lain. Contoh yaitu Satelit Reconnaissance (satelit ini digunakan bukan untuk kepentingan militer)

d) Satelit Mata-Mata

       Satelit ini termasuk jenis satelit khusus yang digunakan untuk menunjang kebutuhan militer suatu negara. Fungsi satelit ini adalah untuk memata-matai pihak musuh negara yang bersangkutan. Hal ini dilakukan untuk berjaga-jaga atau ketika suatau negara dalam peperangan.

e) Satelit Cuaca

       Satelit cuaca digunakan untuk mengamati iklim dan cuaca di Bumi. Dengan satelit ini kita bisa mengetahui iklim dan cuaca terkini yang sering kita lihat di berita televisi atau di internet juga ada aplikasi untuk mengetahui cuaca dan iklim suatu wilayah. Fungsinya bagi manusia adalah untuk pertanian, perikanan, traveller dan lain sebagainya. Dengan mengetahui cuaca dan iklim kita bisa membuat rencana pekerjaan yang sesuai dengan iklim dan cuaca yang sedang terjadi.

f) Satelit Tenaga Surya

       Satelit tenaga surya digunakan dalam proses untuk menghasilkan sumber energi Matahari. Cara kerjanya adalah dengan memakai transmisi gelombang mikro untuk menyorotkan tenaga surya ke antena yang sangat besar di Bumi. Hal ini dilakukan sebagai ganti tenaga konvensional. Sebagaimana yang kita tahu, panas matahari dapat dijadikan sumber energi terbarukan yang tidak pernah habis sampai akhir nanti.

g) Satelit Navigasi

       Satelit navigasi digunakan untuk mengetahui lokasi tertentu di Bumi dengan menggunakan sinyal radio yang disalurkan ke penerima. Penerima sinyal ini haruslah terletak di permukaan tanah tertentu di Bumi.

Untuk lebih memahami tentang satelit-satelit yang mengorbut Bumi, simaklah video berikut:


Satelit buatan yang mengorbit Bumi

(Sumber Channel: DWindonesia.com)