Energi Kinetik & Energi Mekanik (Planet atau Satelit) ǀ Pengertian, Penurunan Persamaan, & Alasan Energi yang Diterima Bumi (Bulan-Bumi) Diabaikan
Saturday, June 20, 2020
Persamaan (rumus) energi potensial gravitasi telah kita turunkan sebelumnya. Bagaimana dengan energi kinetik planet atau satelit? Jelas, tidak ada istilah energi kinetik gravitasi karena arah kecepatan (v) planet atau satelit terhadap lintasan orbit adalah linier. Kita akan membahas energi kinetik dan energi mekanik total planet atau satelit terhadap pusat revolusi.
Planet bumi, mars, atau venus bergerak mengelilingi matahari sebagai pusat revoulsinya, bulan (satelit) bergerak mengelilingi bumi sebagai pusat revolusinya. Makna pusat revolusi disini tergantung konteks bahasan. Jika menyangkut planet-matahari berarti matahari pusat revolusinya.
Baca sebelumnya : Energi Potensial Gravitasi & Potensial Gravitasi (Umum) ǀ Pengertian, Penurunan Persamaan (Rumus), dan Analisis Gambar
ENERGI KINETIK & ENERGI MEKANIK ORBIT PLANET ATAU SATELIT
Energi mekanik total orbit adalah jumlah energi potensial dan energi kinetik yang diterima planet (planet-matahari) atau satelit (satelit-bumi) karena gaya tarik menarik atau kecepatan linier planet atau satelit.
Sebuah planet dengan jarak sejauh r dari matahari bergerak mengelilinginya dengan kecepatan linier (v). Jarak antara keduanya ini mengakibatkan planet memiliki energi potensial, sedangkan kecepatan mengakibatkan planet memiliki energi kinetik.
Mengapa kita hanya menghitung energi potensial (U) dan energi kinetik (K) yang diterima planet atau bulan? Bagaimana dengan matahari atau bumi sebagai pusat revolusinya? Bukankah ia juga menerima energi itu?
Mengapa Energi yang Diterima Bumi pada Sistem (Bulan-Bumi) Diabaikan, Begitupula pada Matahari pada Sistem (Planet-Matahari)
 |
| Gambar 1.1. Mengapa Energi yang Diterima Bumi pada Sistem (Bulan-Bumi) Diabaikan, Begitupula pada Matahari pada Sistem (Planet-Matahari) - klik gambar untuk melihat lebih baik - |
Ingat! energi mekanik total disini adalah energi mekanik total planet, energi kinetik disini adalah energi kinetik planet, energi potensial disini adalah energi potensial gravitasi planet yang ditarik matahari. M = massa matahari, m = massa planet atau satelit, ME = massa bumi.
Kita abaikan energi kinetik yang diterima matahari saat planet mengelilinginya karena sangat kecil. Begitupula energi kinetik bumi saat bulan mengelilinginya, atau saat apel digantung setinggi r di atas permukaan bumi lalu jatuh menumbuknya.
Buktinya adalah saat kita mengambil contoh apel yang digantung setinggi r di atas permukaan bumi lalu jatuh menumbuk bumi. Bumi menerima energi kinetik dari apel karena hukum kekekalan momentum.
Pada persamaan 2, persamaan (rumus) energi kinetik bumi ini dibagi dengan ME yang nilainya besar. Oleh karena itu, energi kinetik yang diterima bumi sebagai pusat revolusi dapat diabaikan karena bernilai sangat kecil.
Penurunan Persamaan Energi Kinetik dan Energi Mekanik Planet atau Satelit terhadap Pusat Revolusinya
 |
Gambar 1.2. Penurunan Persamaan Energi Kinetik dan Energi Mekanik Planet atau Satelit terhadap Pusat Revolusinya
- klik gambar untuk melihat lebih baik -
|
Perhatikan gambar 1.2. pada persamaan 3, kita mendapatkan persamaan energi kinetik planet dari penurunan hukum Newton 2. Kita subtitusikan persamaan 3 ke persamaan 1 dan kita dapatkan persamaan (rumus) energi mekanik total (E).
Bagaimana persamaan 4 tiba-tiba didapatkan? Bukankah itu hanya soal ½ - 1 yang hasilnya ½ ? Kita dapat mengganti simbol r dengan a, jika orbit berbentuk elips. a = sumbu semimayor pada elips.
Persamaan 5 menunjukkan hukum kekekalan energi mekanik pada sistem terisolasi. Jika planet bergerak dari posisi satu ke posisi dua, maka kita tinggal menghitung dengan hukum kekekalan energi mekanik, dimana sistem matahari-planet terisolasi.
Baca selanjutnya : Kelajuan Lolos ǀ Pengertian, Penurunan Persamaan (Rumus), Alasan Helium & Hidrogen Lolos ke Luar Angkasa
Kesimpulannya adalah energi kinetik pusat revolusi dapat diabaikan karena nilainya kecil, hukum kekekalan energi mekanik pada gerak planet tetap berlaku karena sistem terisolasi.