Kenapa Bentuk Orbit Bumi Mengelilingi Matahari Itu Elips?

Pertanyaan:
Kenapa bentuk lintasan / orbit Bumi mengelilingi Matahari itu elips ya?

Jawaban:
Anda harus membedakan antara medan vektor gravitasi dengan lintasan objek di dalam medan gravitasi. Di tingkat Sekolah Menengah Pertama sudah diajarkan mengenai GLBB dan gerak parabola yang disebabkan oleh percepatan gravitasi di permukaan bumi yang dianggap konstan baik besar maupun arahnya (ke bawah/y negatif). Pada gerak jatuh bebas, lintasan objek berupa garis lurus, namun lajunya berubah secara beraturan dengan percepatan konstan, dalam hal ini sama dengan percepatan gravitasi. Sedangkan pada gerak parabolik, menyerupai lintasan peluru meriam, komponen kecepatan horizontalnya konstan, sedangkan komponen kecepatan vertikalnya selalu berkurang sebesar negatif g. Ini bukan berarti bahwa medan gravitasi berbentuk parabola, lantaran menyerupai disebutkan sebelumnya, g diasumsikan konstan dengan arah ke bawah / sumbu y negatif.
Dalam pelajaran di atas biasanya diambil beberapa perkiraan sebagai berikut :
1. Permukaan tanah/ground dianggap lurus dan datar, terletak pada sumbu x dalam koordinat cartesius.
2. Sumbu y nyata yakni arah ke atas, sumbu y negatif ke bawah, sumbu z diabaikan.
3. Besar dan arah percepatan gravitasi selalu konstan di semua daerah dalam koordinat, dengan arah ke bawah.
4. Gaya ukiran udara sanggup diabaikan.
Konsekuensi dari perkiraan di atas, lintasan objek akan berbentuk parabola. Pada titik baliknya, komponen kecepatan objek searah sumbu y sama dengan 0.

Dalam kasus orbit planet, beberapa perkiraan di atas tidak berlaku, terutama perkiraan ketiga. Berdasarkan aturan gravitasi universal oleh Newton, besarnya gaya gravitasi yang bekerja pada dua titik massa sebanding dengan massa masing-masing objek dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. Arah gaya gravitasi yang bekerja pada kedua objek yakni menuju ke titik sentra massa sistem total. Dalam kasus tata surya, massa matahari mendominasi total massa tata surya, sehingga arah gaya gravitasi yang bekerja pada planet-planet cenderung menuju ke sentra massa matahari. Bisa disimpulkan bahwa medan gravitasi matahari berbentuk bola/spherical yang arahnya menuju sentra massa tata surya, dengan besar lengan berkuasa medan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dari sentra massa tata surya.
Jika lintasan orbit planet ditempatkan pada bidang xy dalam koordinat cartesius, maka arah dan besarnya percepatan gravitasi yang dialami oleh planet berubah-ubah tergantung posisinya relatif terhadap matahari. Dengan kalkulus sanggup ditunjukkan bahwa medan gravitasi menyerupai itu akan menghasilkan lintasan berupa irisan kerucut, yang biasanya berbentuk elips atau hiperbola. http://en.wikipedia.org/wiki/Conic_section Lintasan parabola maupun bulat merupakan kasus khusus.
Jika anda menyukai aktivitas animasi komputer, anda sanggup menciptakan simulasi orbit planet dengan percepatan gravitasi sesuai persamaan Newton. Tinggal masukkan posisi dan kecepatan awalnya, anda akan mendapat diagram lintasan orbitnya. Pada praktiknya, analisis gerakan objek dalam efek gravitasi sangat sulit dilakukan bila jumlah objeknya lebih dari dua sekaligus. Oleh lantaran itu penyelesaiannya biasanya memakai metode brute force, yaitu menghitung gaya tarik gravitasi yang dikerjakan oleh masing-masing objek terhadap objek lainnya, kemudian menghitung perubahan kecepatan dan perubahan posisi pada tiap-tiap timeframe, sama dengan yang dilakukan oleh aktivitas animasi.
Jika anda tertarik untuk mempelajari lebih lanjut, silakan buka link di bawah ini.
http://en.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_law_of_universal_gravitation
http://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_equation
http://en.wikipedia.org/wiki/Elliptic_orbit
http://en.wikipedia.org/wiki/Vis-viva_equation

http://www.forumsains.com/astronomi-dan-kosmologi/gravitasi-elips/msg137466/?topicseen#new

Berbagi :