Simulic
Bahasa Indonesia

Medan gravitasi dan orbit satelit

FisikaGravitasi dan astronomiUsia 16–17

Simulic.comMemuat…

Gunakan di kelas saya

Ubah jari-jari orbit satelit yang mengelilingi Bumi untuk melihat perubahan kuat medan gravitasi g = GM/r², kelajuan orbit, dan periode. Simulasi menunjukkan jari-jari yang memberi periode tepat 24 jam — orbit geostasioner yang diperlukan satelit telekomunikasi agar tetap berada di atas satu titik di permukaan Bumi. Tampilan 3D memungkinkan Anda memutar Bumi dan orbit satelit di ruang angkasa, lengkap dengan bidang orbit, vektor kecepatan, dan vektor percepatan gravitasi, dengan data yang sama seperti tampilan 2D. Layar Peta medan menumpuk medan dua atau tiga benda, lengkap dengan garis medan dan garis ekuipotensial, dan layar lain menggambar g di dalam dan di luar Bumi yang homogen.

Pelajaran: Medan gravitasi

Yang ditunjukkan

Satelit yang mengorbit melingkar sedang jatuh bebas: hanya gravitasi yang menyediakan gaya sentripetal, sehingga g = GM/r², v = √(GM/r), dan T = 2π√(r³/GM), yaitu hukum ketiga Kepler. Di sekitar 6,6 jari-jari Bumi periodenya satu hari sideris: orbit geostasioner. Layar Peta medan menjumlahkan medan dua atau tiga benda sebagai vektor dan potensialnya V = −ΣGM/r sebagai bilangan biasa, lengkap dengan garis medan dan ekuipotensial. Layar terakhir membandingkan g di dalam Bumi homogen, g = g₀r/R, dengan g = g₀R²/r² di luarnya.

Cara menggunakan

Pada Orbit satelit, tekan Ketinggian ISS, perbesar Jari-jari orbit, lalu tekan Cari orbit geostasioner; beralihlah ke 3D untuk melihat vektornya. Pada Peta medan, tekan Bumi–Bulan dan seret P di sepanjang garis penghubung keduanya sampai tarikannya saling meniadakan, sambil menekan Catat. Pada g di dalam dan di luar Bumi, geser Jarak dari pusat Bumi r dari pusat sampai 4 R⊕ dan bandingkan kedua bagian grafik.

Parameter yang dapat diubah

  • Jari-jari orbit 1,05–10 R⊕
  • Tampilkan langkah perhitungan periode
  • Layar Orbit satelit, Peta medan, g di dalam dan di luar Bumi
  • Jumlah benda 2, 3
  • Massa M₁ 0,01–10 M⊕
  • Massa M₂ 0,01–10 M⊕
  • Massa M₃ 0,01–10 M⊕
  • Garis medan
  • Ekuipotensial
  • Panah g pada kisi
  • Jarak dari pusat Bumi r 0–4 R⊕

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Pada jarak dua jari-jari Bumi dari pusat Bumi, g tinggal berapa bagian dari nilainya di permukaan?
  2. Mengapa satelit di orbit yang lebih tinggi bergerak lebih lambat tetapi memerlukan waktu jauh lebih lama untuk satu putaran?
  3. Mengapa astronaut di ISS merasa tanpa bobot padahal g di sana hampir 90% dari nilainya di permukaan?

Simulasi terkait