Mekanika

Orbit melingkar

Perhatikan orbit hampir melingkar: jari-jari stabil dan eksentrisitas e ≈ 0.

Orbit melingkar — simulasi Mekanika interaktif. Perhatikan orbit hampir melingkar: jari-jari stabil dan eksentrisitas e ≈ 0. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.

Orbit melingkar

Sebuah satelit di orbit melingkar memiliki tepat kecepatan tangensial yang diperlukan agar percepatan sentripetal sama dengan percepatan gravitasi.

Untuk sebuah lingkaran yang stabil, v²/r = GM/r², yang menghasilkan v = √(GM/r). Kecepatan ditentukan oleh jari-jari untuk sebuah massa pusat tertentu.

• v = √(GM/r)
• T² ∝ r³

Singkat investigasi

Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab

Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.

Pertanyaan mengemudi

Jika Anda menempatkan satelit pada orbit melingkar yang lebih besar, bagaimana kecepatan orbit yang diperlukan untuk tetap berada pada lingkaran tersebut akan berubah?

Prediksi untuk ditimbang

• Orbit yang lebih luas membutuhkan kecepatan yang lebih cepat
• Kecepatannya sama pada setiap radius
• Orbit yang lebih luas membutuhkan kecepatan yang lebih lambat

Peran variabel

Apa yang Anda tetapkan:

• Massa satelit m (kg)
• Jari-jari orbit r (m)

Apa yang Anda ukur:

• Kecepatan orbitv (m/s)
• Gaya sentripetal F = m·v² / r (N)

Bagaimana penyelidikannya berjalan

1. Buka simulasi orbit melingkar dan tekan Reset.
2. Aktifkan pembacaan radius (r) dan eksentrisitas (e), dan nyalakan probe kecepatan.
3. Untuk setiap radius di bawah, luncurkan satelit secara tangensial, tekan Putar, dan — setelah e mendekati 0 (lingkaran sebenarnya) — catat kecepatan orbitnya.

Persamaan yang mengatur

Kecepatan Orbit Melingkar — v = √(GM / r)

Untuk orbit melingkar yang stabil, gravitasi memberikan gaya sentripetal yang tepat, yang menetapkan kecepatan pada v = √(GM/r). Ia hanya bergantung pada massa pusat (melalui GM) dan jari-jarinya — tidak pernah bergantung pada massa satelit itu sendiri.

Gaya Sentripetal — F = m·v² / r

Benda apa pun yang bergerak melingkar berjari-jari r dengan kecepatan v ditarik ke dalam dengan gaya F = m·v²/r. Di sini gaya ke dalam dihasilkan oleh tarikan gravitasi massa pusat.

Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak

• Tunjukkan pekerjaan Anda menghitung v = √(GM/r) dengan GM = 40 m³/s² untuk satu kali percobaan, dan bandingkan dengan kecepatan Anda membaca dari simulasi.
• Dengan bertambahnya jari-jari, apakah kecepatan orbitnya naik atau turun? Gunakan angka dari tabel Anda untuk memperdebatkan apakah v ∝ r, v ∝ 1/r, atau v ∝ 1/√r.

Di mana hal ini muncul di luar lab

• Data Anda menggunakan satelit 1 kg. Apakah satelit bermassa 2 kg memerlukan kecepatan orbit berbeda pada radius yang sama? Jelaskan menggunakan v = √(GM/r) — apakah massa satelit muncul di dalamnya?
• Gaya sentripetal pada kolom terakhir disuplai seluruhnya oleh gravitasi. Jelaskan apa yang akan terjadi pada orbit jika satelit diluncurkan pada radius yang sama tetapi lebih cepat dari √(GM/r).

• AP Physics 1 — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
• AP Physics C: Mechanics — Unit 6: Energy and Momentum of Rotating Systems
• IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
• IB Physics — D.1 Gravitational fields
• General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
• NGSS High School Physics — Gravitational and electrostatic forces

1. Selamat datang di orbit melingkar gravitasi
2. Pilih satelit
3. Tekan Putar
4. Orbit stabil
5. Buka data
6. Berhasil!

Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.

Buka Lab Interaktif →

Unduh lembar lab →

Hukum Gravitasi Universal Newton