Skip to main content

Entri yang Diunggulkan

Perpindahan Kalor: Konduksi, Konveksi, dan Radiasi

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering merasakan panas dari matahari, radiator, atau api unggun. Tapi, pernahkah kamu bertanya-tanya bagaimana kalor sebenarnya berpindah? Dalam fisika, perpindahan kalor terjadi melalui tiga cara yaitu: konduksi, konveksi, dan radiasi. Setiap proses ini memiliki mekanisme uniknya sendiri dan penting untuk banyak aplikasi kehidupan sehari-hari, mulai dari teknologi rumah tangga hingga iklim global. 1. Konduksi: Perpindahan Kalor Melalui Kontak Langsung Konduksi adalah proses di mana kalor berpindah melalui kontak langsung antara partikel-partikel dalam suatu bahan, terutama dalam zat padat. Saat satu bagian dari benda dipanaskan, partikel-partikel di area tersebut mulai bergetar lebih cepat dan mentransfer energi kinetik mereka ke partikel-partikel tetangga. Dengan cara ini, kalor menyebar dari satu ujung benda padat ke ujung lainnya. Pada logam, proses ini terjadi dengan sangat cepat karena adanya elektron bebas yang membantu membawa kalor dari area y...

Kecepatan Lepas Satelit dan Kecepatan Orbit, Fisika di Satelit SATRIA-1

Pada minggu 18 Juni 2023 satelit SATRIA-1 diluncurkan di Cape Canaveral, Florida. Satelit SATRIA-1 memiliki fungsi untuk meningkatkan kapasitas  layanan telekomunikasi termasuk internet di Indonesia. Satelit SATRIA -1 memiliki ketinggian 1.595 m dari permukaan bumi dengan kecepatan orbit sebesar 32004 km/jam. 

Gambar 1. Satelit SATRIA-1 mengorbit di Bumi


Bagaimana cara meluncurkan satelit SATRIA-1 supaya mengorbit di bumi?

Pertama kali, satelit diluncurkan  menggunakan roket keluar dari atmosfer bumi. Satelit SATRIA-1 memanfaatkan roket dari SpaceX untuk meluncurkannya ke atmosfer. Roket memanfaatkan konsep gaya aksi-reaksi, dimana bahan bakar yang dilepaskan memberikan gaya aksi, sebagai reaksinya adalah gaya angkat sesuai dengan hukum ketiga Newton. 

Gambar 2. Roket SpaceX membawa satelit SATRIA-1 

Satelit akan diluncurkan menuju daerah orbit yang mana partikel atmosfer minimum, yaitu eksosfer supaya saat mengorbit gaya gesekan antara satelit dan atmosfer minimum, serta masih dipengaruhi gaya gravitasi bumi. Pada daerah ini diperlukan kecepatan satelit yang mendekati kecepatan lepas dari gaya gravitasi, \(v\approx v_e\). Apabila kecepatan satelit jauh lebih dari kecepatan lepas, \(v_e\), maka satelit akan lepas dari orbit bumi. 
Hukum kekekalan energi mekanik akan berlaku:
\(EP_1+EK_1=EP_2+EK_2\)
\(EK_1=EP_2\)
\(\frac{1}{2}mv^2=\frac{GMm}{r}\)
\(v=\sqrt{\frac{2GM}{r}}\)

dimana G adalah konstanta gravitasi dengan nilai \(6,672\times10^{-11} Nm^2/kg^2\), M adalah massa bumi dengan nilai \(5,9742\times 10^{24} kg\), dan r adalah radius bumi dengan nilai 6,371 km. 

Melalui perhitungan kita akan mendapatkan kecepatan lepas sebesar 11186.11 m/s.

Try phyton code:

wrap="soft">
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
48
//
import math
G=6.672*10**(-11)
M= 5.9742*10**(24)
r=6371000
v=math.sqrt(2*G*M/r)
print("velocity escape",v, "m/s")

Hasil: https://www.w3schools.com/python/


Satelit SATRIA-1 mengorbit pada lapisan eksosfer pada ketinggian 1.595 m dari permukaan laut. Saat mengorbit di eksosfer, satelit ini masih terpengaruh oleh gaya gravitasi Bumi. Akan tetapi, satelit SATRIA-1 tidak jatuh ke Bumi lantaran diimbagi oleh gaya sentripetal saat mengorbit sesuai dengan ilustrasi Gambar 2. 

Gambar 2. Ilustrasi orbit satellite SATRIA-1


Pada kasus orbit satellite SATRIA-1, satellite digambarkan mengorbit pada jari-jari orbit, r, yaitu pada total ketinggian satelit h dan jari-jari bumi R. Satelit mengorbit dengan kecepatan v, sehingga memiliki gaya sentripetal, \(F_s\) sebesar:
\(F_s=m\frac{v^2}{r}\) 

Gaya sentripetal ini setara dengan gaya gravitasi bumi, sehingga:

\(\frac{GMm}{r^2}=m\frac{v^2}{r}\)

Kecepatan orbit akan sebesar:

 \(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)

Jarak r ini akan setara \(r=R+h\) yang berarti kecepatan satelit akan menjadi:

 \(v=\sqrt{\frac{GM}{R+h}}\)

Melalui perhitungan kita kita dapat memperkirakan kecepatan satelit SATRIA-1 sebesar 7073 m/s. Berdasarkan data dari SpaceX kecepatan orbit satelit SATRIA-1 sebesar 32004 km/jam atau setara 8890 m/s berbeda 20% dari hasil nyata. Tentunya hasil ini cukup berbeda, karena kita menyederhanakan konsep dengan menganggap lintasan orbit berbentuk lingkaran.

Try in phyton: https://www.w3schools.com/python/

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
48
//
import math G=6.672*10**(-11) M= 5.9742*10**(24) R=6371000 h=1595000 r=R+h v=math.sqrt(G*M/r) print("velocity orbit is",v, "m/s")



Referensi

https://spaceplace.nasa.gov/launching-into-space/en/ 

Labels:

Artikel Populer

GELOMBANG BUNYI ALAT MUSIK

Suara musik seringkali membuat sensasi tersendiri bagi perasaan kita. Kita dapat merasakan bahagia, semangat, sedih, galau, ceria saat mendengarkan musik. Seringkali kita juga akan memilih jenis musik yang sesuai dengan perasaan yang sedang kita alami ataupun untuk menciptakan suasana perasaan tertentu.  Musik yang kita dengarkan merupakan harmonisasi dari berbagai alat musik. Musik pop misalnya terdiri dari harmonisasi drum, gitar, serta piano. Pada musik jaz kita akan mendengarkan harmonisasi alat-alat musik dengan ciri khas saxophone di dalamnya, sementara pada musik dangdut kita akan mendengar seruling dengan ciri khasnya. Suara yang beragam akan kita dengarkan dari alat-alat musik tersebut. Suara alat musik akan berbeda-beda saat kita dengarkan dari alat musik yang berbeda meskipun pada tingkatan nada yang sama. Kita akan dengan mudah membedakan suara seruling, piano, biola, saxophone, maupun gitar. Secara fisika bagaimana kita dapat menjelaskan fenomena tersebut? ...
Read more

Gerak Proyektil (Gerak Peluru)

Suatu hari Cesc Fabregras dan Neymar Jr. mencetak goal yang sangat cantik dengan mencungkil bola sehingga mengecoh kiper yang terlanjur salah posisi. Bola melaju pelan, akan tetapi cukup tinggi untuk mengecoh kiper yang salah posisi. Lintasan bola berbentuk melengkung yang kita kenal dengan gerak proyektil atau gerak peluru. Apakah itu gerak peluru? Gerak proyektil atau gerak peluru adalah gerak dengan lintasan melengkung berbentuk kurva parabola. Karena lintasan yang melengkung ini, gerak proyektil termasuk di dalam gerak dua dimensi. Maksud dari gerak dua dimensi adalah gerak benda dapat diproyeksikan pada arah horizontal dan vertikal. Secara fisika, pada arah horizontal, tidak ada gaya mempengaruhinya sehingga benda bergerak dengan kecepatan konstan. Sebaliknya pada arah vertikal gaya gravitasi menarik benda kebawah sehingga benda bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan. Persamaan gerak benda pada sumbu x dapat dinyatakan sebagai berikut: \(x=v_{o}sin\theta\tim...
Read more

Pemuaian Termal: Menggali Lebih Dalam tentang Perilaku Materi saat Berubah Suhu

Pemuaian termal adalah fenomena penting dalam ilmu fisika yang melibatkan perubahan dimensi suatu benda akibat perubahan suhu. Konsep ini memiliki implikasi signifikan dalam kehidupan sehari-hari, rekayasa, dan teknologi. Artikel ini akan membahas konsep pemuaian termal, jenis-jenis pemuaian termal, dan aplikasinya dalam berbagai aspek kehidupan. Gambar 1. Aplikasi pemuaian termal dijembatan Konsep Dasar Pemuaian Termal Pemuaian termal terjadi karena partikel-partikel dalam zat memiliki energi kinetik yang meningkat saat suhu naik. Akibatnya, partikel-partikel ini bergerak dengan amplitudo yang lebih besar, dan jarak antara mereka pun meningkat. Fenomena ini dapat dijelaskan melalui hukum perpindahan panas dan hukum dasar termodinamika. Jenis-Jenis Pemuaian Termal Pemuaian termal dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu: 1. Pemuaian Linier: Ini terjadi ketika objek memanjang dalam satu dimensi. Contoh yang umum adalah rel kereta api yang memanjang saat cuaca panas. 2. Pemuaian Luas: ...
Read more

Energi Kinetik dan Energi Potensial: Konsep Dasar dan Implikasinya dalam Kehidupan Sehari-hari

Energi merupakan salah satu konsep paling mendasar dalam ilmu fisika. Dua bentuk energi yang sering dibahas dalam konteks fisika adalah energi kinetik dan energi potensial. Kedua bentuk energi ini memiliki peran penting dalam menjelaskan berbagai fenomena alam, mulai dari gerakan objek hingga perubahan potensial dalam sistem fisik.  Energi Kinetik Energi kinetik merujuk pada energi yang dimiliki oleh objek karena gerakannya. Energi ini bergantung pada massa dan kecepatan objek tersebut. Formula umum untuk menghitung energi kinetik (Ek) adalah: \[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \] Di mana: - \(E_k\) adalah energi kinetik, - \(m\) adalah massa objek, dan - \(v\) adalah kecepatan objek. Contoh sederhana penerapan energi kinetik adalah dalam menghitung energi yang dimiliki oleh sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan tertentu. Semakin besar massa dan kecepatan mobil, semakin besar pula energi kinetiknya.  Energi Potensial Energi potensial merujuk pada energi yang terkait dengan posis...
Read more