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 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 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

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

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 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 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 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

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

12 12Judhistira Aria Utama | TA 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 Fenomena presesi

14 14Judhistira Aria Utama | TA 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 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 Geometri Sabit Bulan Luas sabit (AQF’Q’A) bertambah dengan bertambahnya waktu sejak fase konjungsi (new moon).

17 17Judhistira Aria Utama | TA 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 dengan

19 19 Gerhana: Orbit Bumi & Bulan Judhistira Aria Utama | TA 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 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 Diameter linear Matahari: D  = 2 x 6,96 x10 5 km = 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: km) sekitar 400x lebih jauh daripada jarak Bulan ke Bumi (rerata: km).  diameter sudut Matahari: (D  /d  ) x   diameter sudut Bulan: (D  /d  ) x 

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

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

24 24 Variasi diameter sudut Judhistira Aria Utama | TA

25 25 Jenis Gerhana: Gerhana Matahari Judhistira Aria Utama | TA 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 Snapshot Gerhana Matahari

27 27 Jenis Gerhana: Gerhana Bulan Judhistira Aria Utama | TA 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 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

30 30 Musim Gerhana Judhistira Aria Utama | TA 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 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

33 33Judhistira Aria Utama | TA 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 Terdapat selisih waktu 0,4562 hari antara periode Saros dengan siklus terjadinya gerhana. Dalam satu hari, Matahari bergeser sebesar / 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, = 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 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 = 211, juga tidak terjadi gerhana. Bulan purnama ke-3, = 249  249 – 223 = 26, masih tidak terjadi gerhana. Dilanjutkan hingga purnama ke-6, = 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 N N N P N N P N N P P P T T T T T T T T T 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 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

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


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