Ringkasan materi dan pembahasan soal UN fisika tentang gravitasi

RINGKASAN MATERI DAN PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA TENTANG GRAVITASI

Ringkasan materi dan pembahasan soal-soal ujian nasional fisika sma tentang gravitasi ini meliputi gaya gravitasi, medan gravitasi dan hukum Keppler. Pada gaya gravitasi, pembahasan soal meliputi menghitung gaya gravitasi soal perbandingan dan perhitungan gaya gravitasi untuk tiga benda disusun sejajar. Pada bahasan hukum keppler mencakup tiga hukum yaitu hukum I Keppler, hukum II Keppler, dan hukum III keppler beserta penerapannya. Ringkasan ini dilengkapi dengan soal-soal latihan untuk mengukur tingkat pemahaman. Jadi pas buat persiapan menghadapi ujian nasional, ulangan harian atau ujian lainnya. Soal-soal yang dibahas adalah soal ujian nasional dari berbagai tahun agar bervariasi. Berikut ini adalah pembahasan soal-soalnya.

GAYA GRAVITASI

Gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik menarik yang besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda.
Penggambaran gaya gravitasi

Persamaan gaya gravitasi

MEDAN GRAVITASI/PERCEPATAN GRAVITASI

Adalah ruang disekitar suatu benda bermassa dimana benda bermassa lainnya dalam ruang ini akan mengalami gaya gravitasi.
Rumus Kuat medan gravitasi
Keterangan:
F = gaya gravitasi (N)
G = tetapan umum gravitasi (6,67 . 10-9 Nm2/kg2)
m1 = massa benda 1(kg)
m2 = massa benda 2 (kg)
m = massa benda (kg)
r = jarak (m)

HUKUM PERTAMA KEPPLER

Semua planet bergerak dengan lintasan elips mengitari matahari dengan matahari berada di salah satu titik fokusnya.

HUKUM KEDUA KEPPLER

Suatu garis khayal yang menghubungkan matahari dengan planet menyapu luas yang sama dalam selang waktu yang sama.

HUKUM KETIGA KEPPLER

Perbandingan kuadrat periode terhadap pangkat tiga dari setengah sumbu panjang elips adalah sama untuk semua planet.

Persamaan hukum III Keppler
Keterangan:
T = periode
R = Jarak rata-rata planet ke matahari.

CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN GAYA GRAVITASI

Nomor 1
Satelit A dan B mengorbit bumi pada kedudukan masing-masing R dan 3 R di atas permukaan bumi (R = jari-jari bumi). Perbandingan kuat medan gravitasi bumi yang dialami satelit A dan B adalah...
A. 9 : 6
B. 6 : 3
C. 4 : 3
D. 4 : 1
E. 3 : 4

Pembahasan
Untuk membandingkan medan gravitasi gunakan rumus
Membandingkan persamaan medan gravitasi 
Jawaban: D

Nomor 2
Planet A dan B masing-masing berjarak rata-rata sebesar P dan Q terhadap matahari. Planet A mengitari matahari dengan periode T. Jika P = 4 Q, maka B mengitari matahari dengan periode...
A. 1/12 T
B. 1/10 T
C. 1/8 T
D. 1/6 T
E. 1/4 T

Pembahasan
Pembahasan soal hukum Keppler
Jawaban: C

Nomor 3
Besarnya gaya gravitasi antara dua benda yang berinteraksi adalah...
A. Sebanding dengan massa masing-masing benda.
B. Sebanding dengan jarak kedua benda
C. Sebanding dengan kuadrat jarak kedua benda.
D. Berbanding terbalik dengan jarak kedua benda.
E. Berbanding terbalik dengan massa masing-masing benda.

Pembahasan
Gaya gravitasi sebanding dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.
Jawaban: A

Nomor 4
Bila berat benda dipermukaan bumi W Newton, maka berat benda itu diluar bumi yang jauhnya 3 R dari pusat bumi (R = jari-jari bumi) adalah...
A. W Newton
B. 1/3 W Newton
C. 1/4 W Newton
D. 1/6 W Newton
E. 1/9 W Newton

Pembahasan
Berat benda sama dengan gaya gravitasi.
Pembahasan soal gaya gravitasi
F2 = 1/9 W
Jawaban: E

Nomor 5
Planet X massanya 3 kali massa bumi dan jari-jarinya 1 ½ jari-jari bumi. Jika benda dipermukaan bumi beratnya w, maka berat benda dipermukaan planet X adalah...
A. w/3
B. 2w/3
C. 3w/4
D. 4w/3
E. 4 w

Pembahasan
Pembahasan soal gaya gravitasi
Jawaban: D

Nomor 6
Sebuah roket yang beratnya W diluncurkan vertikal di atas bumi. Jika D adalah diameter bumi, maka tepat saat roket berada pada ketinggian 0,5 D dari muka bumi, berat roket adalah...
A. 4 W
B. 2 W
C. W
D. 0,5 W
E. 0,25 W

Pembahasan
Pembahasan nomor 6 mirip dengan nomor 5.
Pembahasan soal gaya gravitasi
F2 = 1/4 w = 0,25 w
Jawaban: E

Nomor 7
Satelit A dan B mengorbit bumi pada kedudukan masing-masing R dan 3 R di atas permukaan bumi (R = jari-jari bumi). Perbandingan kuat medan gravitasi bumi yang dialami satelit A dan B adalah...
A. 9 : 6
B. 6 : 3
C. 4 : 3
D. 4 : 1
E. 3 : 4

Pembahasan
Pembahasan soal kuat medan gravitasi
Ea / Eb = 16 / 4 = 4 : 1
Jawaban: D

Nomor 8
Titik A, B, dan C terletak dalam medan gravitasi bumi seperti pada gambar!
Contoh soal medan gravitasi
Diketahui: M = massa bumi, R = jari-jari bumi. Kuat medan gravitasi dititik A adalah g. Perbandingan kuat medan gravitasi di titik A dengan di titik C adalah...
A. 3 : 8
B. 4 : 1
C. 8 : 1
D. 8 : 3
E. 9 : 1

Pembahasan
Pembahasan soal medan gravitasi
Ea / Eb = 9 / 1 = 9 : 1
Jawaban: D

Nomor 9
Percepatan gravitasi rata-rata dipermukaan bumi sama dengan a. Untuk tempat di ketinggian R (R = jari-jari bumi) dari permukaan bumi memiliki percepatan gravitasi sebesar...
A. 0,125 a
B. 0,250 a
C. 0,500 a
D. 1,000 a
E. 4,000 a

Pembahasan
Persamaan percepatan gravitasi sama denga medan gravitasi.
Pembahasan soal percepatan gravitasi
a / gb = 1 / 4
gb = 4a
Jawaban: E

Nomor 10
Dua planet A dan B mengorbit. Perbandingan antara periode revolusi planet A dan B mengitari matahari adalah 8 : 1. Apabila jarak planet B ke matahari 1,5 SA (SA = satuan astronomi) maka jarak planet A ke matahari adalah...
A. 3,0 SA
B. 4,5 SA
C. 5,0 SA
D. 5,6 SA
E. 6,0 SA

Pembahasan
Gunakan hukum Keppler III
TA2 / rA3 = TB2 / rB3
Pembahasan soal hukum Keppler
rA3 = 64 . (1,5)3   
rA = 4 . (1,5) = 6 SA
Jawaban: E

Nomor 11
Jarak bumi matahari 1 SA sedangkan jarak mars matahari 1,6 SA. Bila periode revolusi bumi adalah T, maka periode revolusi mars mendekati...
A. 4 T
B. 3 T
C. 2 T
D. 1,6 T
E. 1,2 T

Pembahasan
Pembahasan soal hukum Keppler
TB2 =  (1,6)TA2 
TB = 2 TA
Jawaban: C

Nomor 12
Data fisis planet A, planet B, dan planet bumi terhadap matahari terlihat seperti tabel!
Contoh soal hukum keppler
Perbandingan periode planet A dan B adalah...
A. √1/27
B. √1/3
C. 1/3
D. 1/9
E. 1/27

Pembahasan
Periode Planet A
TA2 /Tb2 = Ra3 /Rb3     
TA2 /12 = (0,5 R)3 /R3     
TA2 =  1/8 tahun

Periode Planet B
TB2 /Tb2 = Ra3 /Rb3     
TB2 /12 = (1,5 R)3 /R3     
TB2 =  27/8 tahun

Perbandingan periode
TA2 /TB= (1/8) / (27/8) = 1/27
T/ TB = √1/27
Jawaban: A

Soal latihan gaya gravitasi

Nomor 1
Pada umumnya satelit komunikasi memiliki orbit geostasioner.
SEBEB
Periode revolusi satelit geostasioner sama dengan periode rotasi bumi.

Nomor 2
Sebuah bintang yang baru terbentuk memiliki kerapatan ρ, jari-jari R dan percepatan gravitasi pada permukaan sebesar g. Dalam perkembangannya bintang tersebut mengembang hingga memiliki kerapatan ρ1 = 0,75 ρ dan jari-jari R1 = 1,25 R. Berapakah percepatan gravitasi di permukaan pada keadaan tersebut?
A. 9/25 g
B. 18/25 g
C. 9/16 g
D. 15/16 g
E. g

Nomor 3
Jarak bulan terhadap bumi diperkirakan 385 x 106 m. Apabila orbit bulan dianggap lingkaran maka percepatan sentripetal bulan sekitar....(anggap periode bulan 30 hari).
A. 9,8 m/s2
B. 4,6 m/s2
C. 2,2 m/s2
D. 2,2 x 10-3 m/s2
E. 4,6 x 10-4 m/s2
Ringkasan materi dan pembahasan soal UN fisika tentang gravitasi Ringkasan materi dan pembahasan soal UN fisika tentang gravitasi Reviewed by Johan Akhmadin on Sunday, August 30, 2015 Rating: 5
Powered by Blogger.