1.Sistem Suria, Teleskop & Teknologi Angkasa
Sistem suria terdiri daripada matahari sebagai pusat, lapan planet, bulan, asteroid, komet dan meteoroid.
Planet dalam (Utarid, Zuhrah, Bumi, Marikh) bersaiz kecil dan berbatu, manakala planet luar (Musytari, Zuhal, Uranus, Neptun) bersaiz besar dan bergas.
Hukum Kepler menerangkan gerakan planet, dan daya graviti matahari mengekalkan planet dalam orbitnya.
Teleskop digunakan untuk memerhati objek angkasa:
- Teleskop biasan menggunakan kanta.
- Teleskop pantulan menggunakan cermin cekung, membolehkan pembinaan yang lebih besar.
- Teleskop radio mengesan gelombang radio dari angkasa.
Teknologi angkasa menghasilkan pelbagai manfaat: satelit komunikasi untuk telefon dan siaran, satelit cuaca untuk ramalan, GPS untuk navigasi, dan satelit pemerhatian Bumi untuk pemantauan sumber serta bencana.
Halaju lepas ialah halaju minimum yang diperlukan roket untuk mengatasi tarikan graviti Bumi. Cabaran penerokaan angkasa termasuk kos tinggi, jarak yang jauh, sinaran kosmik dan keadaan tanpa graviti yang menjejaskan kesihatan angkasawan.
2.Hukum Kepler, Graviti Semesta & Orbit Satelit
Hukum Kegravitian Semesta Newton menyatakan bahawa dua jasad saling menarik dengan daya yang berkadar terus dengan hasil darab jisim kedua-duanya dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara pusat mereka.
- Jika jarak antara dua jasad digandakan, daya graviti menjadi satu perempat daripada nilai asal.
- Daya graviti inilah yang membekalkan daya memusat yang mengekalkan planet dan satelit dalam orbitnya.
Tiga Hukum Kepler tentang gerakan planet:
- Hukum Pertama — setiap planet bergerak dalam orbit berbentuk elips dengan matahari berada pada satu fokus.
- Hukum Kedua — garis yang menghubungkan planet dengan matahari mencakupi luas yang sama dalam selang masa yang sama. Maksudnya, planet bergerak lebih laju apabila lebih dekat dengan matahari.
- Hukum Ketiga — semakin jauh sesebuah planet dari matahari, semakin panjang tempoh orbitnya. Planet yang lebih jauh mengambil masa lebih lama untuk mengelilingi matahari.
Jenis orbit satelit buatan:
- Satelit geopegun — mengorbit di atas khatulistiwa pada ketinggian kira-kira 36 000 km, dengan tempoh 24 jam dan arah yang sama dengan putaran Bumi. Satelit ini kelihatan pegun dari Bumi, sesuai untuk komunikasi dan siaran televisyen.
- Satelit bukan geopegun — mengorbit pada ketinggian lebih rendah dan bergerak relatif kepada permukaan Bumi. Ia sesuai untuk pemantauan cuaca, pemetaan dan sistem navigasi.
Halaju lepas dari permukaan Bumi ialah kira-kira 11.2 km s⁻¹, bergantung pada jisim dan jejari Bumi, bukan jisim roket.
3.Contoh & Kesilapan Lazim: Graviti dan Orbit
Soalan penerokaan angkasa sering menguji pemahaman konsep graviti dan orbit, bukan sekadar hafalan fakta.
- Planet bergerak paling laju apabila paling dekat dengan matahari, bukan sebaliknya.
- Daya graviti berkadar songsang dengan kuasa dua jarak (r²), bukan jarak (r) sahaja.
- Keadaan tanpa berat angkasawan di stesen angkasa bukan kerana tiada graviti, tetapi kerana angkasawan dan stesen sama-sama berada dalam keadaan jatuh bebas mengelilingi Bumi.
- Satelit geopegun mesti berada di atas khatulistiwa; ia tidak boleh pegun di atas sebarang lokasi lain.
Contoh 1Planet P dan planet Q mengorbit matahari. Planet Q lebih jauh dari matahari berbanding planet P. (a) Planet manakah mempunyai tempoh orbit yang lebih panjang? (b) Di bahagian manakah orbitnya planet P bergerak paling laju?Lihat jalan kerjaTutup
(a) Planet Q, kerana mengikut Hukum Ketiga Kepler, planet yang lebih jauh dari matahari mengambil masa lebih lama untuk melengkapkan satu orbit. (b) Planet P bergerak paling laju apabila berada paling dekat dengan matahari. Mengikut Hukum Kedua Kepler, garis planet–matahari mencakupi luas yang sama dalam masa yang sama, jadi planet mesti bergerak lebih laju apabila jaraknya dari matahari lebih pendek.
Contoh 2Terangkan mengapa satelit komunikasi untuk siaran televisyen biasanya diletakkan dalam orbit geopegun.Lihat jalan kerjaTutup
Satelit geopegun mempunyai tempoh orbit 24 jam, sama dengan tempoh putaran Bumi, dan bergerak dalam arah yang sama di atas khatulistiwa. Oleh itu satelit sentiasa berada di atas kawasan yang sama dan kelihatan pegun dari Bumi. Antena piring di rumah boleh dihalakan tetap ke satu arah tanpa perlu mengesan gerakan satelit, dan liputan ke kawasan itu berterusan sepanjang masa.