Lompat ke isi

Faktor momen inersia

Ensiklopedia Pengetahuan Universitas Islam Sultan Agung

Dalam ilmu keplanetan, faktor momen inersia adalah besaran nirdimensi yang mencirikan penyebaran radial massa di dalam planet atau satelit alami. Karena momen inersia harus memiliki dimensi massa yang dikalikan dengan panjang kuadrat, faktor momen inersia adalah koefisien yang mengalikannya.

Definisi

Untuk objek keplanetan dengan momen inersia utama A<B<C, faktor momen inersia diuraikan menjadi:

CMR2,

di mana C adalah momen inersia polar objek, M adalah massa objek, dan R adalah jari-jari rata-rata objek.[1][2] Untuk bola dengan kepadatan seragam, C/MR2=0,4. Untuk planet atau satelit alami yang terdiferensiasi, yang kepadatannya meningkat seiring dengan kedalaman, C/MR2<0,4. Besaran ini merupakan indikator keberadaan sekaligus indikator luas inti planet, karena penyimpangan yang lebih besar dari nilai kepadatan seragam sebesar 0,4 menunjukkan tingkat konsentrasi material padat ke arah pusatnya.

Momen inersia objek Tata Surya

Matahari memiliki nilai faktor momen inersia terendah di antara objek-objek Tata Surya lainnya; bintang tersebut sejauh ini memiliki kepadatan pusat tertinggi (,[3] dibandingkan dengan ~13 untuk Bumi[4][5]) dan kepadatan rata-rata yang relatif rendah (1,41 g/cm3 versus 5,5 untuk Bumi). Saturnus memiliki nilai faktor momen inersia terendah di anrara raksasa gas, sebagian karena planet ini memiliki massa jenis terendah ().[6] Ganimede memiliki nilai faktor momen inersia terendah di antara semua objek padat di Tata Surya karena interiornya yang terdiferensiasi sepenuhnya,[7][8] akibat pemanasan pasang surut karena resonansi Laplace,[9] serta karena komponen substansialnya mengandung es air dengan kepadatan rendah. Kalisto memiliki ukuran dan komposisi yang serupa dengan Ganimede, tetapi bukan bagian dari resonansi orbit dan tidak terlalu terdiferensiasi.[10][11] Bulan diperkirakan memiliki inti yang kecil, tetapi interiornya relatif homogen.[12][13]

Objek Nilai Sumber Catatan
Matahari 0,070 [14] Tidak diukur
Merkurius 0,346 ± 0,014 [15]
Venus 0,337 ± 0,024 [16]
Bumi 0,3307 [17]
Bulan 0,3929 ± 0,0009 [18]
Mars 0,3644 ± 0,0005 [19]
Ceres 0,36 ± 0,15 [20] Tidak diukur (rentang mencerminkan asumsi yang berbeda untuk tingkat putaran yang sebenarnya[21])
Jupiter 0,2756 ± 0,0006 [22] Tidak diukur (perhitungan model dua lapis dibatasi oleh data gravitasi Juno[23])
Io 0,37824 ± 0,00022 [24] Tidak diukur (persamaan Darwin-Radau)
Europa 0,346 ± 0,005 [25] Tidak diukur (persamaan Darwin-Radau)
Ganimede 0,3115 ± 0,0028 [26] Tidak diukur (persamaan Darwin-Radau)
Kalisto 0,3549 ± 0,0042 [27] Tidak diukur (persamaan Darwin-Radau)
Saturnus 0,22 [28] Tidak diukur (persamaan Darwin-Radau)
Enseladus 0,3305 ± 0,0025 [29] Tidak diukur (persamaan Darwin-Radau)
Rea 0,3911 ± 0,0045 [30] Tidak diukur (persamaan Darwin-Radau)
Titan 0,341 [31] Tidak diukur (persamaan Darwin-Radau)
Uranus 0,23 [32] Tidak diukur (penyelesaian kira-kira dari persamaan Clairaut)
Neptune 0,23 [33] Tidak diukur (penyelesaian kira-kira dari persamaan Clairaut)

Pengukuran

Momen inersia kutub biasanya ditentukan dengan memadukan pengukuran besaran putaran (laju presesi putaran dan/atau oblikuitas) dengan besaran gravitasi (koefisien harmonik bola yang merepresentasikan medan gravitasi). Data geodesi ini biasanya memerlukan wahana antariksa yang mengorbit untuk dapat mengumpulkannya.

Perkiraan

Untuk objek yang berada dalam kesetimbangan hidrostatik, persamaan Darwin–Radau dapat menyajikan perkiraan faktor momen inersia berdasarkan besaran bentuk, putaran, dan gravitasi.[34]

Peran dalam model interior

Faktor momen inersia memberikan batasan penting untuk model yang mewakili struktur internal planet atau satelit alami. Minimal, model profil densitas yang dapat diterima harus sesuai dengan massa jenis dan faktor momen inersia objek.

Galeri model struktur internal

Catatan

Referensi

  1. ↑ William B. Hubbard. Planetary interiors. Van Nostrand Reinhold. 1984. ISBN 978-0442237042.
  2. ↑ Imke de Pater. Planetary sciences. Cambridge University Press. 2015. ISBN 978-0521853712.
  3. ↑ D. R. Williams. Sun Fact Sheet. Planetary Fact Sheets. NASA.
  4. ↑ Eugene C. Robertson. The Interior of the Earth. USGS. 26 Juli 2001.
  5. ↑ Hazlett, James S. Physical geology : exploring the earth. Thomson. 2006. hlm. 346. ISBN 9780495011484.
  6. ↑ David R. Williams. Saturn Fact Sheet. NASA. 7 September 2006.
  7. ↑ Adam P. Showman. The Galilean Satellites. Science. 1 Oktober 1999. Vol. 286 (5437). hlm. 77–84. doi:10.1126/science.286.5437.77.
  8. ↑ F. Sohl. Implications from Galileo Observations on the Interior Structure and Chemistry of the Galilean Satellites. Icarus. 2002. Vol. 157 (1). hlm. 104–119. doi:10.1006/icar.2002.6828.
  9. ↑ Adam P. Showman. Coupled Orbital and Thermal Evolution of Ganymede. Icarus. 1997. Vol. 129 (2). hlm. 367–383. doi:10.1006/icar.1997.5778.
  10. ↑ Adam P. Showman. The Galilean Satellites. Science. 1 Oktober 1999. Vol. 286 (5437). hlm. 77–84. doi:10.1126/science.286.5437.77.
  11. ↑ F. Sohl. Implications from Galileo Observations on the Interior Structure and Chemistry of the Galilean Satellites. Icarus. 2002. Vol. 157 (1). hlm. 104–119. doi:10.1006/icar.2002.6828.
  12. ↑ D. Brown. NASA Research Team Reveals Moon Has Earth-Like Core. NASA. 6 Januari 2011.
  13. ↑ R. C. Weber. Seismic Detection of the Lunar Core. Science. 21 Januari 2011. Vol. 331 (6015). hlm. 309–312. doi:10.1126/science.1199375.
  14. ↑ D. R. Williams. Sun Fact Sheet. Planetary Fact Sheets. NASA.
  15. ↑ Jean-Luc Margot. Mercury's moment of inertia from spin and gravity data. Journal of Geophysical Research: Planets. 2012. Vol. 117 (E12). hlm. E00L09–. doi:10.1029/2012JE004161.
  16. ↑ Jean-Luc Margot. Spin state and moment of inertia of Venus. Nature Astronomy. 29 April 2021. Vol. 5 (7). hlm. 676–683. doi:10.1038/s41550-021-01339-7.
  17. ↑ James G. Williams. Contributions to the Earth's obliquity rate, precession, and nutation. The Astronomical Journal. 1994. Vol. 108. hlm. 711. doi:10.1086/117108.
  18. ↑ James G. Williams. Lunar moments, tides, orientation, and coordinate frames. Planetary and Space Science. 1996. Vol. 44 (10). hlm. 1077–1080. doi:10.1016/0032-0633(95)00154-9.
  19. ↑ Alex S. Konopliv. Mars high resolution gravity fields from MRO, Mars seasonal gravity, and other dynamical parameters. Icarus. Januari 2011. Vol. 211 (1). hlm. 401–428. doi:10.1016/j.icarus.2010.10.004.
  20. ↑ X. Mao. Faster paleospin and deep-seated uncompensated mass as possible explanations for Ceres' present-day shape and gravity. Icarus. 2018. Vol. 299. hlm. 430–442. doi:10.1016/j.icarus.2017.08.033.
  21. ↑ X. Mao. Faster paleospin and deep-seated uncompensated mass as possible explanations for Ceres' present-day shape and gravity. Icarus. 2018. Vol. 299. hlm. 430–442. doi:10.1016/j.icarus.2017.08.033.
  22. ↑ D. Ni. Empirical models of Jupiter's interior from Juno data. Astronomy & Astrophysics. 2018. Vol. 613. hlm. A32. doi:10.1051/0004-6361/201732183.
  23. ↑ D. Ni. Empirical models of Jupiter's interior from Juno data. Astronomy & Astrophysics. 2018. Vol. 613. hlm. A32. doi:10.1051/0004-6361/201732183.
  24. ↑ G. Schubert. Jupiter : the planet, satellites, and magnetosphere. Cambridge University Press. 2004. hlm. 281–306. ISBN 978-0521035453.
  25. ↑ G. Schubert. Jupiter : the planet, satellites, and magnetosphere. Cambridge University Press. 2004. hlm. 281–306. ISBN 978-0521035453.
  26. ↑ G. Schubert. Jupiter : the planet, satellites, and magnetosphere. Cambridge University Press. 2004. hlm. 281–306. ISBN 978-0521035453.
  27. ↑ G. Schubert. Jupiter : the planet, satellites, and magnetosphere. Cambridge University Press. 2004. hlm. 281–306. ISBN 978-0521035453.
  28. ↑ J.J. Fortney. Saturn in the 21st Century. Cambridge University Press. 6 Desember 2018. hlm. 44–68. ISBN 978-1-108-68393-7.
  29. ↑ W. B. McKinnon. Effect of Enceladus's rapid synchronous spin on interpretation of Cassini gravity. Geophysical Research Letters. 2015. Vol. 42 (7). hlm. 2137–2143. doi:10.1002/2015GL063384.
  30. ↑ J. D. Anderson. Saturn's satellite Rhea is a homogeneous mix of rock and ice. Geophysical Research Letters. 2007. Vol. 34 (2). hlm. L02202. doi:10.1029/2006GL028100.
  31. ↑ D. Durante. Titan's gravity field and interior structure after Cassini. Icarus. 2019. Vol. 326. hlm. 123–132. doi:10.1016/j.icarus.2019.03.003.
  32. ↑ C. Yoder. Astrometric and Geodetic Properties of Earth and the Solar System. AGU. 1995. ISBN 978-0-87590-851-9.
  33. ↑ C. Yoder. Astrometric and Geodetic Properties of Earth and the Solar System. AGU. 1995. ISBN 978-0-87590-851-9.
  34. ↑ Carl D. Murray. Solar System Dynamics. Cambridge University Press. 13 Februari 2000. ISBN 978-1139936156.

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 26943427 (2025-02-20T10:58:58Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.


Diperoleh dari "https://wiki.unissula.ac.id/index.php?title=Faktor_momen_inersia&oldid=14604"