GRAVITASI NEWTON (pembahahasan soal)

PEMBAHASAN SOAL HUKUM NEWTON TENTANG GRAVITASI

fisika sekolah madrasah blog. soal, jawaban dan pembahasan hukum newton tentang gravitasi, hukum kepler I, hukum kepler II, hukum kepler III, kecepatan landas roket, kecepatan orbit satelit

1.         Apabila dimensi panjang, massa, dan waktu berturut-turut adalah L, M, dan T, maka dimensi dan konstanta gravitasi adalah … .

A. M L T

B. M L T²

C. M²L²T

D. M²L²T³

E.   M^-1L³T^-2

kunci jawaban dan pembahasan:

dengan rumus gaya gravitasi

2.         jika Bumi menyusut menjadi setengah semula, tapi massanya tetap, maka apa yang terjadi dengan massa benda-benda yang ada di permukaan bumi?
a. massa benda tetap
b. berat benda tetap
c. berat benda menjadi setengah semula
d. berat benda menjadi dua kali semula
e. massa benda menjadi empat kali semula

kunci jawaban: A
pembahasan:

dalam teori mekanika klasik (NEWTON) massa benda benda selalu tetap tidak dipengaruhi tempat

3.         Berat benda di Bumi adalah 10 N. Jika benda tersebut berada di suatu planet yang memiliki massa 4 kali massa bumi dan dengan jari-jari 2 kali lipat jari-jari bumi, maka berat benda tersebut berubah menjadi...
a. 5 N
b. 10 N
c. 20 N
d. 30 N
e. 40 N

kunci jawaban dan pembahasan: 
jawab: B

berat (w) adalah nama lain dari gaya gravitasi, sehingga dapat diselesaikan dengan perbandingan rumus gaya gravitasi

 

4.         Benda pada permukaan bumi memiliki percepatan gravitasi 1/6 g (g = percepatan gravitasi di permukaan bumi). Anggaplah Bumi bulat sempurna dengan jari-jari R, maka dimanakah benda tersebut terletak di atas permukaan bumi?
a. R
b. 2R
c. 3R
d. 4R
e. 5R

kunci jawaban: E

pembahasan:

dengan rumus percepatan atau kuat medan gravitasi

karena massa planet tetap (tetap berada di bumi) variabel yang berubah hanya jarak terhadap pusat bumi maka langsung dapat diselesaikan dengan perbandingan terbalik antara g dan jarak kuadrat

jawabnnya 6 R dari pusat bumi atau 5R dari permukaan bumi

5.         Sebuah satelit cuaca beratnya 200 N sedang mengelilingi Bumi dengan orbit 2/3 R (R = jari-jari bumi). Berat satelit jika di permukaan bumi adalah … .
a. 200 N
b. 2000 N
c. 1250 N
d. 12500 N
e. 25000 N

kunci jawaban: C

pembahasan:

dengan rumus gaya gravitasi.

karena massa planet tetap (tetap berada di bumi) variabel yang berubah hanya jarak terhadap pusat bumi maka langsung dapat diselesaikan dengan perbandingan terbalik antara W dan jarak kuadrat

6.         Perbandingan periode planet A dan B adalah 8 : 27. Jika jarak rata-rata planet A terhadap Matahari adalah 4 satuan astronomi (SA), maka jarak rata-rata planet B terhadap Matahari adalah … .
a. 4 SA
b. 5 SA
c. 7 SA
d. 8 SA
e. 9 SA

kunci jawaban: E
pembahasan:

dengan rumus hukum kepler III

7.         Jarak rata-rata planet A dan B terhadap Matahari, masing-masing berbanding 4 : 1. Jika periode revolusi planet A mengitari matahari selama 704 hari, maka lama periode planet B mengitari matahari adalah … .
a. 704 hari
b. 5678 hari
c. 2765 hari
d. 7040 hari
e. 7000 hari

kunci jawaban dan pembahasan:

dengan rumus hukum kepler III

8.         Dua buah balok besar di atas meja dengan jarak antar pusat massa kedua buku sejauh 1,5 m. Massa masing-masing balok tersebut 0,5 kg dan 0,45 kg, maka besar gaya gravitasi yang dirasakan oleh kedua balok sebesar ....   (G = 6,67 . 10^-11 Nm²/kg²).

kunci jawaban dan pembahasan:

9.         Dua bola memiliki massa sama, diameternya juga sama (lihat gambar).

 Jika kuat medan gravitasi disuatu titik sama dengan nol, maka jarak titik tersebut dari kulit bola A adalah …

kunci jawaban dan pembahasan:

jadi, jawabannya titik terletak 2 m dari A atau 3 m dari B (5 - 2)

10.      Percepatan gravitasi dipermukaan bumi sebesar 10 m/s2. Percepatan gravitasi yang dirasakan oleh sebuah benda yang dijatuhkan dari pesawat yang mengorbit pada ketinggian 2R (R = jari-jari bumi) adalah ....

kunci jawaban dan pembahasan:

11.      Bila jari – jari bumi sekitar  6,4. 10⁶ m, maka kecepatan lepas roket yang akan diluncurkan vertikal dari permukaan bumi harus sebesar....

kunci jawaban dan pembahasan:

dengan rumus kecepatan landas roket:

  

v = √2.10.6,4.10⁶

v = 8.10³ √2 m/s

jadi, jawabannya 8.10³ √2 m/s

12.      Sebuah satelit mengorbit bumi pada ketinggian 3600 km di atas permukaan bumi. Jika jari-jari bumi sekitar 6400 km, maka kelajuan satelit tersebut saat mengitari bumu adalah.... (dalam km/s)

 kunci jawaban dan pembahasan:

dengan rumus kecepatan orbit geostasioner satelit:

R = 6400 km

h = 3600 km

g = 10 m/s^2

v = 6400000 √ (10/10000000)

v = 6400000 . 10^-3

v = 6400 m/s atau 6,4 km/ jam
jadi, jawabannya 6,4 km/ jam

13. Tabel berikut adalah data massa (M), rerata jari-jari planet (r), Jaraknya terhadap matahari (R), dan periode revolusi terhadap matahari (T). Semua data dibandingkan terhadap bumi.

Benda	M	r	R	Periode Revolusi
Merkurius	0,05	0,38	0,39	0,24
Venus	0,82	0,95	0,72	0,61
Bumi	1	1	1	1
Mars	0,11	0,53	1,53	1,88

Dari data tersebut dapat disimpulkan….
(1)   percepatan gravitasi g_Bumi> g_Venus
(2)   percepatan gravitasi g_Mars< g_Mercurius
(3)   kecepatan orbit  mercurius > kecepatan orbit venus
(4)   kecepatan orbit  mercurius < kecepatan orbit venus

Pernyataan yang tepat adalah ….
A.    (1), (2), (3)
B.     (1), (3)
C.     (2), (4)
D. (4)
E. (1), (2), (3), (4)

pembahasan :