Tapi sistem tata surya ini tidak hanya terdiri dari dua massa. Sebenarnya, awalnya ia adalah awan besar debu tanpa ada planet dan tanpa matahari, dan setiap butir debu memiliki interaksi tarik menarik dengan setiap butir lainnya. Itu banyak hal rumit yang terjadi, tapi ada trik yang bisa kita gunakan untuk menyederhanakannya. Jika debu terdistribusi secara merata, maka partikel di luar awan akan mengalami gaya gravitasi seolah-olah semua debu lainnya terkonsentrasi pada satu titik di tengah awan.
Jadi apa yang akan dilakukan awan debu raksasa ini? Nah, setiap bagian akan mengalami gaya tarik yang menariknya menuju pusat awan. Pada dasarnya, awan ini akan runtuh ke dalam dirinya sendiri. Hanya untuk merasakan seperti apa itu, saya membuat model komputasi menggunakan 100 massa untuk mewakili seluruh debu. Inilah seperti apa tampaknya:
Video: Rhett Allain
Tentu saja, itu tidak terlihat seperti tata surya kita. Alasannya adalah awan debu yang membentuk tata surya kita awalnya berputar sedikit. Mengapa itu penting? Untuk menjawab itu, kita harus memikirkan apa yang terjadi ketika sebuah objek bergerak dalam lingkaran.
Mengelilingi Lingkaran
Bayangkan Anda memiliki bola yang terikat dengan tali, dan Anda mengayunkannya mengelilingi lingkaran. Saat bola bergerak, kecepatannya berubah arah. Karena kita mendefinisikan percepatan sebagai laju perubahan kecepatan, bola ini harus memiliki percepatan. Bahkan jika bergerak dengan kecepatan konstan, ia akan berakselerasi karena gerakan melingkar. Kita menyebut ini percepatan sentripetal – yang secara harfiah berarti “menuju pusat,” karena arah vektor percepatan adalah menuju pusat lingkaran. Lihat, kata-kata kadang-kadang masuk akal.
Kita juga dapat menemukan besarnya percepatan sentripetal ini. Ini tergantung pada seberapa cepat objek bergerak (v) saat berputar mengelilingi lingkaran dan jari-jari lingkaran (r). Namun, terkadang lebih berguna untuk menggambarkan gerakan melingkar dengan kecepatan sudut (ω).
Kecepatan linear (v) mengukur sejauh mana objek bergerak dalam satuan waktu (misalnya, meter per detik). Kecepatan sudut mengukur seberapa banyak lingkaran yang ditempuhnya dalam satuan waktu. Bagaimana kita bisa mengukurnya? Jika Anda menggambar garis dari pusat lingkaran ke titik awal dan garis lainnya ke posisi bola setelah satu detik, kedua garis tersebut akan membentuk sudut. Jadi, kecepatan sudut mengukur sudut yang dilalui bola (dalam radian per detik). Secara dasarnya, itu memberi tahu Anda seberapa cepat objek berputar mengelilingi titik pusat. Dengan itu, kita mendapatkan dua definisi berikut untuk percepatan sentripetal (ac).