Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

GERAK & POSISI BENDA LANGIT I Gerak Semu Harian & Tahunan Matahari Fase – Fase Bulan Gerhana Bulan & Gerhana Matahari Kompetensi Dasar: Memahami konsep.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "GERAK & POSISI BENDA LANGIT I Gerak Semu Harian & Tahunan Matahari Fase – Fase Bulan Gerhana Bulan & Gerhana Matahari Kompetensi Dasar: Memahami konsep."— Transcript presentasi:

1 GERAK & POSISI BENDA LANGIT I Gerak Semu Harian & Tahunan Matahari Fase – Fase Bulan Gerhana Bulan & Gerhana Matahari Kompetensi Dasar: Memahami konsep gerak dan posisi benda langit serta mengembangkan kemampuan bernalar Judhistira Aria Utama, M.Si. Lab. Bumi & Antariksa Jur. Pendidikan Fisika FPMIPA UPI

2 2 Gerak Rotasi & Revolusi Bumi 2Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Bumi melakukan dua gerakan sekaligus; rotasi dan revolusi. ROTASI  Bumi berputar terhadap poros. REVOLUSI  Bumi berputar terhadap benda langit lain.  Periode rotasi Bumi (dengan acuan bintang-bintang ja- uh): 23 jam 56 menit 4 detik * Arah rotasi Bumi: dari barat ke timur (arah negatif)  Periode revolusi Bumi (dengan acuan bintang-bintang jauh): 365,256hari * Arah revolusi Bumi: dari barat ke timur (arah negatif)

3 3 Percobaan yang Membuktikan Bumi Berotasi Percobaan Benzenberg (1802): Menjatuhkan benda dari puncak sebuah menara tinggi. Percobaan Reich (1831): Menjatuhkan benda ke dasar sebuah sumur pertambangan. Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 20123 Hasil yang diperoleh: “Jika suatu benda dijatuhkan dari tempat yang tinggi, ketika ben- da tiba di Bumi letak jatuhnya bergeser ke arah timur relatif ter- hadap posisi proyeksi yang seharusnya” Percobaan Leon Foucault (1851): Menggantung- kan bandul dengan benang baja sepanjang sekitar 60m  Garis jejak yang dibentuk bandul mengikuti arah yang berbeda-beda  Rotasi!

4 4 Akibat-akibat Rotasi Bumi Gerak semu harian benda langit (terbit di timur, terbenam di barat) Pergantian siang dan malam Bentuk Bumi yang oblate ellipsoid (bulat pepat)  perbedaan percepatan gravitasi Perbedaan waktu (terkait arah rotasi dan perbedaan bujur geografis) Terjadinya pembelokan arah angin Sesuai Hukum Buys Ballot: * Udara bergerak dari tempat bertekanan tinggi  rendah * Di belahan Bumi utara angin membelok ke kanan dan sebaliknya Terjadinya pembelokan arus laut Arus laut membelok searah jarum jam di belahan Bumi utara dan sebaliknya Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 20124

5 5 Hasil Pengamatan yang Membuktikan Bumi Berrevolusi Efek paralaks  Perubahan kedudukan bintang dekat relatif terhadap bintang-bintang latar belakang yang lebih jauh letaknya. Aberasi cahaya bintang  Perubahan posisi bintang dari posisi yang sebenarnya sebagai akibat kombinasi gerak Bumi dalam ruang dan keberhinggaan kelajuan cahaya yang berasal dari bintang yang diamati tersebut. * Analog dengan tetes hujan Efek Doppler  Pergeseran garis-garis spektrum bintang (ke arah merah atau biru) karena perubahan posisi pengamat akibat rotasi Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 20125

6 6 6 Membeloknya jejak cahaya dari sumbu optik teleskop karena aberasi cahaya bintang menimbulkan cacat yang disebut “koma” (coma – comet- like image). Waktu yang diperlukan cahaya untuk menempuh panjang tabung teleskop:

7 7Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 20127 Waktu yang diperlukan cahaya untuk menempuh panjang tabung teleskop: Kecepatan gerak teleskop dalam arah  berkas cahaya: Pergeseran terhadap sumbu optik yang dialami berkas cahaya yang tiba di dasar tabung teleskop:

8 8Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 20128 Perubahan arah (a) dinyatakan dalam radian adalah: dengan v = kecepatan pengamat c = kelajuan cahaya  = sudut antara arah objek sebenarnya dengan vektor kecepatan pengamat

9 9 Gerak semu tahunan Matahari Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 20129 Perubahan panjang siang dan malam  Hanya saat Matahari berada di khatulistiwa langit, siang dan malam sama panjang (12 jam).

10 10 Pergantian musim * Ketika Matahari berada di belahan utara Bumi  Benua Asia mengalami musim panas  di Indonesia musim kemarau * Ketika Matahari berada di belahan selatan Bumi  Benua Asia mengalami musim basah  di Indonesia musim hujan Kemunculan rasi bintang yang berbeda di langit malam setiap bulannya  Keperluan praktis masyarakat agraris. Rasi bintang (13 buah) yang terletak di ekliptika disebut ZODIAK. Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 201210

11 11Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Bola langit (bola berradius tak berhingga) dengan bintang-bintang yang “menempel” di permukaan bagian dalamnya.

12 12Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Karena fenomena presesi, arah yang ditunjuk oleh kutub rotasi Bumi berubah  jumlah zodiak yang berada di ekliptika bertambah menjadi 13 buah!

13 13Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Fenomena presesi

14 14Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 ZODIAKWAKTU LAMAWAKTU BARU Capricornus22 Des - 21 Jan21 Jan - 16 Feb Aquarius22 Jan - 21 Feb16 Feb - 11 Mar Pisces22 Feb - 21 Mar11 Mar - 18 Apr Aries22 Mar - 21 Apr18 Apr - 13 Mei Taurus22 Apr - 21 Mei13 Mei - 22 Jun Gemini22 Mei - 21 Jun22 Jun - 21 Jul Cancer22 Jun - 21 Jul21 Jul - 10 Agu Leo22 Jul - 21 Agu10 Agu - 16 Sep Virgo22 Agu - 21 Sep16 Sep - 31 Okt Libra22 Sep - 21 Okt31 Okt - 23 Nov Scorpius22 Okt - 21 Nov23 Nov - 29 Nov Ophiuchus---29 Nov - 18 Des Sagitarius22 Nov - 21 Des18 Des - 21 Jan Latihan: Bagaimana astronom zaman dulu mengetahui kehadiran fenomena presesi?

15 15Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 201215 Fase – Fase Bulan Fase-fase Bulan terjadi karena perbedaan luas permukaan Bulan yang memantulkan sinar Matahari sebagaimana teramati dari Bumi.

16 16Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 201216 Geometri Sabit Bulan Luas sabit (AQF’Q’A) bertambah dengan bertambahnya waktu sejak fase konjungsi (new moon).

17 17Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 201217 Luas sabit = Luas ½ lingkaran – luas ½ elips Luas sabit = ½  (PA) 2 – ½  (PB)(PF’) karena PB = PA, Luas sabit = ½  (PA)[(PA) – (PF’)] dengan  e merupakan jarak sudut (elongasi) antara Matahari dan Bulan sebagaimana teramati dari Bumi, sehingga:

18 18 Fase Bulan  Luas sabit Bulan : Luas penampang “Sabit” merupakan bagian Bulan yang terkena dan memantulkan sinar Matahari yang menghadap ke Bumi. Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 dengan

19 19 Gerhana: Orbit Bumi & Bulan Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Matahari Ekliptika (bidang orbit Bumi mengitari Matahari) Bumi Bulan Bidang orbit Bulan Inklinasi ~ 5 0 Arah selatan ekliptika Arah utara ekliptika

20 20Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Titik simpul (node) Titik simpul (node) ; titik potong orbit Bulan dengan ekliptika Bulan Garis simpul Garis hubung kedua titik potong disebut garis simpul. Garis khayal tersebut tidak diam, melainkan berotasi ke arah barat sepanjang ekliptika. Diperlukan waktu sekitar 18 2/3 tahun untuk menyele- saikan satu putaran hingga kembali ke posisi semula.

21 21Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Diameter linear Matahari: D  = 2 x 6,96 x10 5 km = 1.392.000 km Diameter linear Bulan: D  = 2 x 1,738 x 10 3 km = 3476 km Berapa sudut bentangan kedua objek langit? Jarak Matahari dari Bumi (rerata: 149.600.000 km) sekitar 400x lebih jauh daripada jarak Bulan ke Bumi (rerata: 384.400 km).  diameter sudut Matahari: (D  /d  ) x 206.265   diameter sudut Bulan: (D  /d  ) x 206.265 

22 22Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Orbit Bumi mengelilingi Matahari berbentuk elips dengan eksentrisitas (kelonjongan) 0,016773. Variasi jarak Bumi–Matahari:  147.091.312 km (di perihelion)  152.109.813 km (di aphelion) Variasi dari nilai jarak rata-rata mencapai:

23 23Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Orbit Bulan mengelilingi Bumi berbentuk elips dengan eksen- trisitas rata-rata 0,05490. Orbit Bulan lebih kompleks karena gangguan Matahari dan planet lain terhadap Bulan tidak bisa diabaikan. Menurut Fred Espenak (NASA), variasi jarak Bumi–Bulan:  356.400 km (di perigee)  406.700 km (di apogee) Variasi dari nilai jarak rata-rata mencapai:

24 24 Variasi diameter sudut Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

25 25 Jenis Gerhana: Gerhana Matahari Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Gerhana Matahari hanya mungkin terjadi pada saat Bulan (moon) berada pada fase Bulan baru (konjungsi). Fase Bulan baru ini berlangsung setiap bulan (month). Gerhana Matahari Total (GMT) Gerhana Matahari Sebagian (GMS) Gerhana Matahari Cincin (GMC)

26 26Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Snapshot Gerhana Matahari

27 27 Jenis Gerhana: Gerhana Bulan Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Gerhana Bulan hanya mungkin terjadi pada saat Bulan (moon) berada pada fase Bulan purnama (oposisi). Fase Bulan purnama ini juga berlangsung setiap bulan (month). Penumbra Bumi Umbra Bumi Bulan purnama Ekliptika Arah gerak Bulan

28 28Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Penumbra Bumi Umbra Bumi Bulan purnama Ekliptika Arah gerak Bulan Penumbra Bumi Umbra Bumi Bulan purnama Ekliptika Arah gerak Bulan

29 29 Snapshot Gerhana Bulan Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

30 30 Musim Gerhana Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Musim gerhana berlangsung bila kedudukan Matahari di langit berada di salah satu titik simpul (titik di garis potong orbit Bulan dan orbit Bumi). Simpul tersebut bergerak ke arah barat ekliptika dengan periode 18 2/3 tahun.  Musim gerhana dapat berlalu pada bulan Januari hingga Desember atau dari bulan Muharram hingga Dzulhijjah. Dua musim gerhana mendefinisikan 1 tahun gerhana.

31 31Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Nyatakan Q sebagai periode garis simpul, S sebagai periode sinodik garis simpul (konjungsi garis simpul dengan Matahari 2x berturutan), dan T sebagai panjang tahun sideris (365,25 hari Matahari rata- rata). Karena garis simpul bergerak dalam arah yang berlawanan dengan gerak Matahari, nilai S < T. Hubungan antara ketiga periode di atas: Periode sinodik garis simpul S disebut tahun gerhana. Ingat!!! Matahari berada segaris dengan garis simpul setiap ½ tahun gerhana.

32 32 Siklus Saros Gerhana Saros (berarti pengulangan) adalah siklus gerhana yang berkaitan erat dengan tiga macam periode Bulan:  periode sinodik  periode drakonik (draconic, selang waktu 27,21 hari yang diperlukan Bulan untuk kembali berada di simpul yang sama)  periode anomalistik (anomalistic, selang waktu 27,55 hari yang diperlukan Bulan untuk satu kali mengorbit Bumi dan kembali berada di jarak yang sama) Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012

33 33Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Terdapat kesesuaian berikut ini: 223x periode sinodik (6586,321 hari) = 239x periode anomalistik (6585,538 hari) = 247x periode drakonik (6585,357 hari)  Gerhana yang mirip akan berulang/kembali terjadi. Seluruh gerhana, baik gerhana Matahari maupun Bulan, dengan nomor Saros yang sama masing- masing terpisahkan sejauh 18 tahun 10 1/3 atau 11 1/3 hari. Interval waktu 223x periode sinodik sangat dekat nilainya dengan 19 tahun gerhana (19x346,62 = 6585,78 hari).

34 34Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012 Terdapat selisih waktu 0,4562 hari antara periode Saros dengan siklus terjadinya gerhana. Dalam satu hari, Matahari bergeser sebesar 360 0 / 365,2425 hari atau sekitar 1 0 /hari ke arah timur.  Jadi dalam waktu 0,4562 hari Matahari bergerak sejauh 0,4562 x 1 0  0,4562 0 = 27,3720. Akibatnya: Gerhana berikutnya dengan nomor Saros yang sama akan terjadi 27,3720 di sebelah barat dari kejadian gerhana sebelumnya.

35 Memprediksi Gerhana Bulan: Per Bulan Purnama Dalam tahun-tahun mendatang (setelah tahun 2000), gerhana Bulan terjadi untuk Bulan purnama yang memiliki Bilangan Saros salah satu di antara 109 – 150  Jika Bilangan Saros di antara 121 dan 137, akan terjadi gerhana Bulan total. Jika Bilangan Saros di antara 109 dan 120 atau di antara 138 dan 150, akan terjadi gerhana Bulan sebagian atau penumbra.

36 Memprediksi Gerhana Bulan: Per Bulan Purnama Bila Bulan purnama pertama pada tahun berjalan memiliki Bilangan Saros di luar rentang 109 − 150, tidak akan terjadi gerhana Bulan. Untuk setiap Bulan purnama berikutnya tambahkan 38 kepada Bilangan Sarosnya. Jika Bilangan Saros lebih besar daripada 223, kurangi hasilnya dengan 223.

37 Tahun Bulan Purnama JanuariSaros 20033817192 2004507202 2005632527 2006751437 200787347 20081002295 200911211105 201012530153 201113719163 20121498173 201316226221 2014174168 2015186518 20161992466 20172111276 2018223286 201923621134 202024810144 202126128192 Contoh: Bilangan Saros Bulan purnama pertama pada tahun 2012 adalah 173, yang berada di luar rentang sehingga tidak ada gerhana Bulan. Bulan purnama ke-2 terjadi dengan Bilangan Saros 173 + 38 = 211, juga tidak terjadi gerhana. Bulan purnama ke-3, 211 + 38 = 249  249 – 223 = 26, masih tidak terjadi gerhana. Dilanjutkan hingga purnama ke-6, 102 + 38 = 140. Bilangan Saros ini berada dalam rentang 138 – 150, yang berarti akan terjadi gerhana Bulan. Pada 4 Juni 2012 (purnama ke-6 dalam tahun 2012) akan terjadi gerhana Bulan sebagian (GBS)  GB ke-24 dari 77 buah gerhaha Bulan dengan nomor Saros 140! Memprediksi Gerhana Bulan: Per Bulan Purnama

38 Seri Saros untuk Bulan SarosAwalAkhirJumlahNPTBerikutnyaTipe 102461-10-051958-04-0484441327 103454-08-241951-02-2184411429 108689-07-081969-08-2772283212 109718-06-172016-08-18731739172016-08-18N 110747-05-282027-07-18721643132009-07-07N 111830-06-102092-07-19711743112020-06-05N 112859-05-202139-07-11721443152013-04-25P 113888-04-292150-06-10711641142006-03-14N 114971-05-132233-06-22712731132017-02-11N 1151000-04-212280-06-13721828262009-12-31P 116993-03-102291-05-14732917272020-11-30N 1171094-04-032374-05-26723215252013-10-18N 1181105-03-022421-05-17743016282006-09-07P 119917-10-032396-03-25834114282017-08-07P 120982-10-052479-04-07844514252010-06-26P 1211029-09-252526-03-29844114292003-05-16T 1221022-08-142356-11-08753215282014-04-15T 1231087-08-162385-10-19733414252007-03-03T 1241152-08-162468-10-31743016282018-01-31T 1251163-07-172443-09-09722422262010-12-21T 1261210-07-082490-08-30723127142003-11-09T 1271275-07-092555-09-02721838162014-10-08T 1281304-06-182566-08-02711442152007-08-28T 1291351-06-102613-07-24711743112018-07-27T 1301416-06-102696-08-05721642142011-06-15 Bilangan Saros dapat digunakan untuk mempre- diksi dengan cu- kup akurat ka- pankah akan ter- jadi gerhana Bu- lan, namun bu- kan visibilitasnya dari lokasi ter- tentu.

39 Kemiripan Geometri

40 Memprediksi Gerhana Matahari: Per Bulan Baru Dalam tahun-tahun mendatang (setelah tahun 2000), gerhana Matahari terjadi untuk Bulan baru yang memiliki Bilangan Saros salah satu di antara 117 – 156. Bila Bulan baru pertama pada tahun berjalan memiliki Bilangan Saros di luar rentang 117 − 156, tidak akan terjadi gerhana Matahari Untuk setiap Bulan baru berikutnya tambahkan 38 kepada Bilangan Sarosnya. Jika Bilangan Saros lebih besar daripada 223, kurangi hasilnya dengan 223.

41 Memprediksi Gerhana Matahari: Per Bulan baru TahunBB Jan No.Saros 2003 37 4 180 2004 50 23 5 2005 62 11 15 2006 75 30 63 2007 87 20 73 2008 99 9 83 2009 112 27 131 2010 124 16 141 2011 136 6 151 2012 149 25 199 2013 161 13 209 2014 173 2 219 2015 186 21 44 2016 198 11 54 2017 211 29 102 2018 223 18 112 2019 235 7 122 2020 248 26 170 2021 260 15 180 Setelah satu gerhana Matahari berhasil diten- tukan, gerhana berikut- nya terjadi setelah 1,5, atau 6 Bulan baru beri- kutnya dengan masing- masing memiliki nomor Saros yang 38 lebih besar, 33 lebih kecil, atau 5 lebih besar dari- pada nomor Saros ger- hana yang sebelumnya.

42 Latihan 1.Aristarchus pernah mengemukakan metode untuk menghitung jarak Bumi-Bulan berdasarkan informasi diameter Bumi yang telah ditentukan oleh Eratosthenes. (Gunakan radius Bumi: 6000 km) Gambarkan konfigurasi yang menunjukkan terjadinya gerhana Bulan total! Dengan menganggap Matahari berada sangat jauh sehingga sinarnya yang mencapai tepi-tepi Bumi sejajar dengan sempurna, berapakah lebar bayang-bayang Bumi? Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 201042

43 Latihan Bila Bulan mengelilingi Bumi dalam 27,3 hari satu kali putaran, berapakah kecepatan sudutnya (dalam derajat/jam)? Menurut Aristarchus, lama waktu sejak pusat Bulan memasuki bayang- bayang hingga meninggalkan bayang-bayang Bumi selama gerhana Bulan total adalah 3 jam. Berapakah lebar bayang-bayang Bumi yang tiba di Bulan (dalam derajat)? Tentukan jarak Bumi-Bulan! Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 201043


Download ppt "GERAK & POSISI BENDA LANGIT I Gerak Semu Harian & Tahunan Matahari Fase – Fase Bulan Gerhana Bulan & Gerhana Matahari Kompetensi Dasar: Memahami konsep."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google