Sebuah bintang baru terbentuk memiliki kerapatan , jari-jari R dan percepatan gravitasi pada permukaan sebesar g. Dalam perkembangannya, bintang tersebut mengembang hingga memiliki kerapatan dan jari-jari . Percepatan gravitasi di permukaannya pada keadaan tersebut adalah ….
A. g
B. g
C.  g
D.  g
E. g

Pembahasan :
\begin{aligned}
\frac{g}{g_1} &=\frac{M}{M_1} \left( \frac{R_1}{R} \right)^2 \\
&=\frac{\rho V}{\rho _1 V_1} \left( \frac{R_1}{R} \right)^2 \\
&=\frac{\rho \frac{4}{3}\pi R^3}{\rho _1 \frac{4}{3}\pi R_1^3} \left( \frac{R_1}{R} \right)^2 \\
&=\frac{\rho R^3}{\rho _1 R_1^3} \left( \frac{R_1}{R} \right)^2 \\
\frac{g}{g_1} &= \frac{\rho R}{\rho _1 R_1} \\
&= \frac{\rho R}{0,75\rho \cdot 1,25R} \\
&= \frac{1}{\frac{3}{4} \cdot \frac{5}{4}} \\
\frac{g}{g_1} &= \frac{16}{15} \\
g_1 &= \frac{15}{16} g
\end{aligned}

Jawaban : D

Dua buah satelit A dan B mengorbit sebuah planet yang sama dengan jari-jari orbitnya masing-masing berturutan R dan 2R. Jika kecepatan orbit satelit A adalah v maka kecepatan orbit satelit B adalah ….
A. v
B. v
C.
D. 2v
E. 2 v

Pembahasan :
\begin{aligned}
\frac{v_A}{v_B} &=\frac{\sqrt{gR_A}}{\sqrt{R_B}} \\
\frac{v}{v_B} &=\frac{\sqrt{R}}{\sqrt{2R}} \\
v_B &= \sqrt{2} v
\end{aligned}

Jawaban : B

Pada tahun 1687, Newton mengemukakan hukum gravitasi universalnya, yang berbunyi : “Setiap partikel dari bahan di alam semesta menarik setiap partikel lain, dengan gaya yang berbanding lurus dengan hasil kali massa-massa partikel, dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara partikel-partikel tersebut”. Secara matematis, hukum gravitasi Newton dinyatakan sebagai berikut.

Keterangan :
= gaya gravitasi (N)
= massa benda pertama (kg)
= massa benda kedua (kg)
= jarak antara dua benda (m)
= konstanta gravitasi universal ()

Perhatikan gambar berikut :

Dari gambar di atas, dua buah balok yang bermassa masing-masing dan , terpisah sejauh r, melakukan gaya gravitasi satu sama lain.

Contoh Soal:
Sebuah satelit bermassa 300 kg mengorbit Bumi dengan jari-jari 30.000 km diukur dari pusat Bumi. Berapa besar gaya gravitasi bumi yang bekerja pada satelit tersebut jika massa Bumi kg?

Pembahasan :
Diketahui :
kg
kg
r = 30.000 km = m
G =

Ditanyakan : F
Jawab :
\begin{aligned}
F &= G\frac{m_1\cdot m_2}{r^2} \\
&= 6,67 \times 10^{-11} \frac{(300) \cdot (5,98 \times 10^{24})}{(3\times 10^{7})^2} \\
&= 133 \textrm{N}
\end{aligned}

No. 33 tentang kecepatan maksimum gerak angular pada bintang Neutron. Berikut soal dan pembahasan SIMAK UI Fisika tahun 2016.

Sebuah bintang Neutron yang padat, memiliki massa 2 kali massa matahari dan memiliki jari-jari 1/200 jari-jari matahari . Jika kecepatan sudut maksimum benda dipermukaan matahari adalah , kecepatan sudut maksimum benda yang bergerak dipermukaan bintag Neutron adalah ….
A. 1000
B. 2000
C. 4000
D. 8000
E. 10000

Pembahasan :
\begin{aligned}
\frac{\omega}{\omega ‘} &= \sqrt{ \frac{G\frac{M_1}{R_1^3}}{G\frac{M_2}{R_2^3}} } \\
&= \sqrt{ \frac{G\frac{M_1}{R_1^3}}{G\frac{2M_1}{\left( \frac{1}{200} R_1 \right)^3}} } \\
&= \sqrt{\frac{1}{16\cdot 10^6}} \\
&= \frac{1}{4000} \\
\omega ‘ &= 4000\omega
\end{aligned}

Kunci jawaban SIMAK UI tahun 2016 Fisika : C

Semoga kunci jawaban dan pembahasan SIMAK UI 2016 di atas dapat membantu anda dalam belajar untuk persiapan masuk Universitas Indonesia. Untuk pembahasan soal SIMAK UI Fisika lainnya dapat di klik di sini.