Nota Satelit & Orbit SPM Fizik (Bab Kegravitian)
Apa itu satelit dan orbit?
Satelit ialah objek yang bergerak mengelilingi planet atau bintang. Laluan yang diikuti oleh satelit dinamakan orbit. Bulan ialah satelit semula jadi Bumi, manakala satelit komunikasi ialah satelit buatan manusia.
Idea utama: gravitilah yang mengekalkan satelit dalam orbit
Daya tarikan graviti antara Bumi dan satelit bertindak sebagai daya memusat (centripetal). Daya ini sentiasa menuju ke pusat Bumi dan membengkokkan laluan satelit menjadi bulatan. Satelit sebenarnya sedang 'jatuh' ke arah Bumi, tetapi kerana Bumi melengkung, satelit terus jatuh mengelilingi Bumi tanpa mendarat.
Formula penting yang perlu diingat
Daya graviti F = G M m / r^2 dan ia sama dengan daya memusat m v^2 / r, jadi laju orbit v = akar(G M / r). Ini bermaksud satelit yang lebih jauh (r besar) bergerak lebih perlahan. Tempoh orbit pula diberi T = 2 pi akar(r^3 / (G M)), iaitu Hukum Ketiga Kepler.
Kesilapan biasa dan tip peperiksaan
Ramai pelajar tersilap fikir tiada graviti di angkasa; sebenarnya graviti masih kuat dan itulah yang menahan satelit dalam orbit. Ingat bahawa satelit geopegun (geostationary) mempunyai tempoh orbit T = 24 jam dan berada di atas garisan khatulistiwa supaya kelihatan tetap dari Bumi. Dalam pengiraan, gunakan jejari dari PUSAT Bumi (r = jejari Bumi + ketinggian satelit), bukan hanya ketinggian sahaja.
Kaitan dan aplikasi harian
Satelit geopegun digunakan untuk siaran TV, telefon dan ramalan cuaca kerana ia sentiasa berada di atas tempat yang sama. Satelit orbit rendah (LOW) seperti satelit GPS dan Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS) bergerak laju dan mengelilingi Bumi dalam masa yang singkat. Konsep laju lepas (escape velocity) v = akar(2 G M / r) pula menerangkan laju minimum untuk roket lepas dari tarikan graviti Bumi.
Cuma SkorA Juara satukan Active Recall + Spaced Repetition dalam matlamat harian anda — setiap soalan dibawa kembali tepat sebelum anda lupa, supaya kekal untuk hari SPM.
Latih percuma dalam app →Konsep berkaitan
Soalan Lazim
Kenapa satelit tidak jatuh ke Bumi walaupun ditarik oleh graviti?
Satelit sebenarnya sedang jatuh, tetapi ia juga bergerak ke hadapan dengan laju yang sangat tinggi. Oleh sebab permukaan Bumi melengkung, satelit terus 'terlepas' dari Bumi sambil jatuh, jadi ia sentiasa mengelilingi Bumi tanpa mencecah tanah.
Apakah maksud satelit geopegun (geostationary)?
Satelit geopegun ialah satelit yang mempunyai tempoh orbit 24 jam, sama dengan tempoh putaran Bumi. Ia berada di atas garisan khatulistiwa, jadi ia kelihatan tetap pada satu tempat apabila dilihat dari Bumi. Ia sesuai untuk siaran TV dan komunikasi.
Kenapa satelit yang lebih tinggi bergerak lebih perlahan?
Daripada formula v = akar(G M / r), apabila jejari orbit r bertambah besar, laju v menjadi lebih kecil. Ini kerana daya graviti lebih lemah pada jarak yang jauh, jadi satelit tidak perlu bergerak selaju satelit yang lebih dekat dengan Bumi.