Menentuka Kelajuan Lepas dan Kelajuan Orbit Satelit

Kelajuan Lepas
Pada umumnya benda yang dilemparkan ke atas akan jatuh kembali ke bumi.

Ada nilai kelajuan awal tertentu yang membuat benda dilempar / ditembakkan ke atas dari permukaan bumi agar tidak kembali lagi.

Kelajuan tersebut dikenal dengan istilah kelajuan lepas (Escape speed/escape velocity), yang didapatkan dengan penggunaan hukum kekekalan energi.

Dimana
R = jari-jari bumi [m]
G = konstanta gravitasi = 6,67 x 10−11 kg−1 m3 s−2
M = massa bumi [kg]

Jika dinyatakan dalam g (kuat medan gravitasi bumi) dengan mengingat bahwa g untuk permukaan bumi adalah :



maka kelajuan lepas dinyatakan dalam g dimana g = kuat medan gravitasi atau percepatan gravitasi (N/m) atau (m/s2) :

Menentukan Kelajuan Circular Satelit
Untuk orbit satelit dengan bentuk mendekati lingkaran (circular) kelajuan satelit mengitari bumi dapat didekati dengan gaya gravitasi dan sentripetal sebagai berikut:


dimana r adalah jari-jari orbit satelit dari pusat bumi dan M adalah massa bumi.

Pelajari contoh dan latihan berikut:
1) Contoh soal

2) Bila diketahui bahwa jari-jari bumi 6,4 x 106 m, maka kelajuan lepas suatu roket yang diluncurkan vertikal dari permukaan bumi adalah....(Soal UMPTN 2001)
A. 4√2 km/s
B. 6√2 km/s
C. 8√2 km/s
D. 10√2 km/s
E. 12√2 km/s

3) Tinjaulah sebuah satelit yang diluncurkan ke atas dengan kelajuan awal ν. Jika gesekan dengan udara diabaikan, massa bumi = M, massa satelit = m, dan jari-jari bumi = R, maka agar satelit itu tidak kembali ke bumi, ν2 berbanding lurus dengan....(Soal UMPTN 1998)
A. Mm/R
B. M/R
C. M2R
D. MR
E. MmR

Kunci:
2) C
3) B