Pembahasan Soal Sbmptn Fisika Gaya Gravitasi

F/10 dan V/11 F/50 dan 2V/11 F/100 dan 2V/55 F/50 dan V/55 3F/100 dan 3V/55

Pembahasan :
Misalkan jarak matahari dan bumi merupakan Rb , jarak matahari dan neptunus merupakan Rn , massa neptunus merupakan mn , massa bumi mb , periode neptunus merupakan Tn , dan periode bumi merupakan Tb.
⇒ Rb = 1 ,5 x 10⁸ km
⇒ Rn = 4 ,5 x 10⁹ km = 30 Rb
⇒ mn = 18 mb
⇒ Tn = 165 tahun
⇒ Tn = 1 tahun

Gaya gravitasi merupakan gaya tarik-menarik antar dua benda bermassa yang terpisah pada jarak tertentu. Besar gaya gravitasi yang dialami oleh sebuah benda akhir benda besar yang lain sanggup dijumlah dengan rumus berikut :

F = G M.m r2

Dengan :
F = gaya gravitasi atau gaya berat (N)
G = tetapan gravitasi (6 ,672 x 10^-11 N m²/kg²)
M = massa benda yang lebih besar (kg)
m = massa benda yang lebih kecil (kg)
r = jarak antar kedua benda (m)

Dengan rumus tersebut kita sanggup menyeleksi gaya gravitasi yang dialami oleh bumi dan neptunusu.
Gaya Gravitasi Bumi oleh Matahari

⇒ F = G	M.mb
	(Rb)2

Dengan M = massa matahari.

Gaya Gravitasi Neptunus oleh Matahari

⇒ F = G	M.mn
	(Rn)2

⇒ F = G	M.(18mb)
	(30Rb)2

⇒ F =	18	G	M.mb
	900		(Rb)2

⇒ F =	1	F
	50

⇒ F =	F
	50

Selanjutnya kita akan mencari kelajuan neptunus mengelilingi matahari. Hubungan antara kelajuan , jarak , dan periode sanggup dilihat dari rumus berikut ini :

V =  2π R T

Dengan :
V = kelajuan benda (m/s)
R = jarak antar benda (m)
T = periode (s)

Laju Bumi Mengelilingi Matahari

⇒ V =	2π Rb
	Tb

⇒ V =	2π Rb
	1 tahun

Laju Neptunus Mengelilingi Matahari

⇒ Vn =	2π Rn
	Tn

⇒ Vn =	2π (30Rb)
	165 tahun

⇒ Vn =	30	.	2π Rb
	165		1 tahun

⇒ Vn =	2	V
	11

Jadi , gaya gravitasi yang dialami neptunus oleh matahari dan kelajuan neptunus mengelilingi matahari berturut-turut merupakan F/50 dan 2V/11.

Gaya gravitasi bumi pada astronot sama dengan nol Gaya gravitasi bumi dan bulan pada astronot di orbit itu saling meniadakan Gaya gravitasi bumi dan gaya archimedes saling meniadakan Gaya gravitasi bumi pada astronot dan kapal angkasa bertindak selaku gaya sentripetal.

Pembahasan :
Astronot sanggup terbang dalam kapal angkasa yang sedang mengitari bumi alasannya merupakan ada gaya yang berfungsi menahan kapal dan astronot sehingga tidak terpental. Gaya tersebut dalam gerak melingkar dipahami selaku gaya sentripetal. Dalam hal ini , gaya gravitasi bumilah yang bertindak selaku gaya sentripetal. Dengan begitu , pernyataan (4) benar.

Pernyataan (1) , (2) , dan (3) salah alasannya merupakan :

1. Meski tidak sebesar di permukaan bumi , gaya gravitasi bumi terhadap astronot tidak sama dengan nol tapi memang kecil. Meski begitu , hal tersebut diimbangi dengan gaya sentripetal kapal angkasa terhadap bumi. Kaprikornus , pernyataan (1) salah.
2. Pernyataan (2) salah alasannya merupakan pada kenyataannya posisi bulan , bumi , dan kapal angkasa tidak senantiasa berada dalam satu garis yang memungkinkan terjadinya peniadaan. Dengan begitu gaya gravitasi bumi dan bulan pada astronot tidak saling meniadakan.
3. Karena udara di luar angkasa sungguh tipis dan sanggup ditiadakan , maka tidak ada gaya archimedes sehingga pernyataan (3) salah.

Karena pernyataan yang benar cuma pernyataan (4) , maka balasan yang sempurna merupakan D.