Kegravitian

Hukum Kegravitian Semesta Newton menyatakan setiap jisim menarik jisim lain dengan daya F = GMm/r², dengan G ialah pemalar kegravitian semesta.

• Daya graviti berkadar songsang dengan kuasa dua jarak — jarak digandakan, daya menjadi satu perempat.
• Kuat medan graviti g = GM/r². Di permukaan Bumi g ≈ 9.81 N kg⁻¹ dan berkurang dengan ketinggian.
• Bagi satelit dalam orbit bulat, daya graviti membekalkan daya memusat, memberi halaju orbit v = √(GM/r).

Hukum Kepler memerihalkan gerakan planet: orbit berbentuk elips, garis dari matahari menyapu luas yang sama dalam masa yang sama, dan T² berkadar terus dengan r³. Satelit geopegun mengorbit dengan tempoh 24 jam di atas khatulistiwa supaya kelihatan tetap dari Bumi.

Halaju lepas ialah halaju minimum yang perlu diberikan kepada objek di permukaan sesuatu planet supaya objek itu dapat mengatasi tarikan graviti planet dan tidak kembali ke permukaannya.

• Rumus halaju lepas ialah v = √(2GM/R). Bagi Bumi, nilainya kira-kira 11.2 km s⁻¹ dan tidak bergantung pada jisim objek yang dilancarkan.
• Jejari orbit r = R + h, iaitu jejari planet ditambah ketinggian satelit dari permukaan planet.
• Hukum Kepler Ketiga boleh diterbitkan dengan menyamakan daya graviti dengan daya memusat: GMm/r² = mv²/r, dan menggantikan v = 2πr/T, lalu diperoleh T² = (4π²/GM) r³.
• Laju dan tempoh orbit — satelit pada orbit lebih rendah bergerak lebih laju dan mempunyai tempoh lebih pendek. Laju orbit tidak bergantung pada jisim satelit.
• Satelit bukan geopegun, contohnya satelit pengimejan pada orbit rendah, mempunyai tempoh jauh lebih pendek daripada 24 jam, jadi kedudukannya berubah apabila dilihat dari Bumi.
• Jisim planet boleh dihitung daripada kuat medan graviti di permukaannya: M = gR²/G.

Angkasawan di dalam stesen angkasa berasa tanpa berat kerana mereka dan stesen itu sama-sama jatuh bebas mengelilingi Bumi, bukan kerana graviti di situ sifar.

• Menggunakan h sebagai r — jarak dalam F = GMm/r² diukur dari pusat planet, jadi r = R + h. Tukar km kepada m terlebih dahulu.
• Lupa kuasa — r dikuasaduakan dalam hukum kegravitian, tetapi dikuasatigakan dalam Hukum Kepler Ketiga.
• Mengaitkan laju satelit dengan jisimnya — laju orbit hanya bergantung pada jisim planet M dan jejari orbit r.
• Nisbah Kepler — apabila membandingkan dua orbit, T dan r cukup dalam unit yang sama bagi kedua-dua objek (contohnya tahun dan jejari orbit Bumi); unit SI tidak wajib.