UNIT 13: GERAK BENDA LANGIT

Transkripsi

1 MATERI KULIAH IPA-1 JURUSAN PENDIDIKAN IPA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FOTO YANG RELEVAN UNIT 13: GERAK BENDA LANGIT

2 I Introduction 5 Latar Belakang Pada K-13 Kkelas VII terdapat KD sebagai berikut : 3.11 Menganalisis sistem tata surya, rotasi dan revolusi bumi, rotasi dan revolusi bulan, serta dampaknya bagi kehidupan di bumi 4.11 Menyajikan karya tentang dampak rotasi dan revolusi bumi dan bulan bagi kehidupan di bumi, berdasarkan hasil pengamatan atau penelusuran berbagai sumber informasi Kemampuan apa saja yang harus dilatihkan ke siswa? Materi apa saja yang harus dipelajari siswa? Bagaimana kegiatan belajar yang sesuai dengan kemampuan dan materi tersebut?

3 Tujuan Setelah mengikuti sesi ini, mahasiswa mampu: Memahami maksud Kompetensi Dasar (KD) dan lingkup materi dalam KD 3.11 dan 4.11 Kelas VII Menganalisis berbagai komponen penyusun dan berbagai fenomena pada sistem tata surya Menganalisis konsep gerak benda langit,: Rotasi-revolusi bumi dan bulan Menganalisis dampak gerak benda langit bagi kehidupan di bumi Mengembangkan ide pembelajaran di sekolah yang sesuai dengan kemampuan dan Konten Materi pada KD 3.11 dan KD 4.11 Kelas VIII

4 Garis Besar Kegiatan Introduction - 5 Dosen menyampaikan latar belakang, tujuan, dan garis besar langkah kegiatan. Connection 10 Recall : Pemahaman tentang gerak benda langit Gerhana Perubahan musim Extension/ Penguatan 2 Baca buku Fisika Universitas tentang gerak benda langit Reflection 3 Mengingat kembali: - Komponen Kemampuan dan Konten Materi apa saja yang terdapat pada KD 3.14 Application 80 Analisis Sistem Tata Surya Simulasi gerak BUMI-BULAN Simulasi gerak Bumi-Bulan Matahari

5 C Connection Ungkap Pendapat (10 ) Saat ini ilmuan memandang bahwa sistem tata surya kita mengikuti paham heliosentris sebagai ganti geosentris. Apa maknanya? Jelaskan? Bagaimana bentuk orbit planet mengelilingi matahari? Bagaimana menghitung periode revolusi suatu planet? Mengapa gerhana bisa terjadi? Apa yang menyebabkan terjadinya perubahan musim?

6 A Application 80 Kegiatan 1: Sistem Tata Surya Apa yang Anda fahami tentang Sistem Tata Surya? Sistem yang terdiri dari matahari dan sejumlah benda angkasa yang terikat secara gravitasional dengan matahari, yaitu Planetplanet, satelit, komet, planet minor atau asteroid, meteroida dan gas serta partikel mikroskopik antar planet

7 Gambar Tata Surya

8 Diskusi tentang sistem tata surya untuk mengisi tabel berikut: Klasifikasi Anggota Tata Surya Tugas Planet Asteroida Satelit Komet Meteor Definisi Contoh

9 Klasifikasi Planet No Nama Planet Berdasarkan letaknya terhadap orbit bumi Letak terhadap orbit Mars Kategorisasi Ukuran P.Inferior P.Superior P. Dalam P.Luar P.Terrestrial P.Jovian 1 2 3

10 Besaran Fisis Planet No. Nama Planet Jarak dari Matahari Kala rotasi Kala revolusi massa Gravitas i Kecepat an Lepas dst

11 Lintasan Planet Mengelilingi Matahari

12 Lintasan Planet Mengelilingi Matahari (2) Berbentuk elips dengan eksentrisitas kecil (mendekati nol), sehingga mendekati bentuk lingkaran. Kecuali pluto yang memiliki eksentrisitas paling besar (0,249) Eksentriitas merupakan bilangan yang menunjukan kepipihan suatu elips, semakin besar eksentrisitasnya, maka semakin pipih elipsnya. (0 < e< 1)

13 Satuan Jarak Jarak Rata-rata Bumi-Matahari adalah km. Jarak tersebut dijadikan sebagai standar satuan jarak dalam astronomi. Didefinisakan bahwa 1 SA = km Jarak Bumi-Matahari kurang lebih 400 kali jarak Bumi-Bulan Garis tengah Matahari kurang lebih 400 kali garis tengah Bulan. So?

14 Matahari?

15 Planet: Berdasarkan letaknya terhadap orbit bumi: Planet inferior Planet Superior Berdasarkan letaknya terhadap orbit Mars: Planet dalam Planet Luar Berdasarkan ukurannya: Planet Terrestrial Planet Jovian

16 Satelit Benda angkasa yang bergerak (berevolusi) mengitari suatu planet Kebanyakan satelit mengitari planet induknya dari barat ke timur dan bidang orbitnya ada dalam bidang ekuator satelit induknya.

17 Satelit Hampir semua planet memiliki satelit, kecuali Mercurius dan Venus Jupiter dan Saturnus memiliki satelit terbanyak: 16 Uranus: 5 Neptunus dan Mars : 2 Total 42 6 satelit yang besarnya lebih besar/sama dengan bulan: Io, Europa, Ganymade dan callisto (satelit jupiter), Titan ( satelit saturnus), dan Triton (satelit Neptunus). Ganymade merupakan satelit terbesar dalam tata surya (diameter: 5270 km) Titan adalah satu-satunya satelit yang memiliki atmosfer.

18 KOMET Komet/bintang berekor: merupakan objek yang munculnya secara tiba-tiba, penampakannya umumnya disertai dengan jumbai cahaya Merupakan kumpulan gas yang beku dengan partikel padat sebagai intinya. Beredar mengitari matahari dalam orbit elips dengan eksentrisitasnya yang sangat besar.

19 Komet (2) Ketika dekat dengan matahari komet menjadi panas, sebagian materinya menguap membentuk awan gas yang bercampur debu menyelubungi inti, ini disebut koma. Partikel yang mengelilingi koma bersama inti membentuk kepala komet. Semakin dekat matahari, tekanan radiasi dan angin ion matahari mendorong partikel dan gas menjauh dan membentuk ekor komet.

20 Gambar Komet

21 Komet (3) Terdapat orbit komet dengan eksentrisitas mendekati satu, menyerupai parabola, sehingga periode orbitnya hingga jutaan tahun Beberapa komet memiliki eksentrisitas rendah sehingga periodenya dapat ditentukan, ia disebut sebagai komet periodik: Hally (76 thn), Biela (7 tahun), Encke (3,3 thn) Biela ditemukan pada tahun 1772, pada kemunculannya tahun 1846 terpecah menjadi dua komet, setelah itu tidak muncul lagi.

22 Asteroid/Planet Minor

23 Asteroid/Planet Minor Terdiri dari puluhan ribu planet kecil dengan ukuran pada kisaran beberapa km Asteroid terbesar adalah Ceres (diameter: 1035 km) Bergerak dari barat ke timur dalam orbit elips dengan eksentrisitas hampir sama dengan bumi. Berada pada jarak 2,5 sampai 3 SA dari matahari dengan periode 4-6 tahun Terletak antara orbit mars dan jupiter

24 HUKUM BODE Keteraturan jarak suatu planet ke matahari memenuhi deret bilangan yang dikenal sebagai hukum Bode (1772) dengan rumusan: D= 0,4 + 0,3 x 2 n D: jarak planet dalam SA n=- tak hingga untuk merkurius, 0 untuk venus, dan bertambah satu untuk planet berikutnya.

25 Pada urutan kelima, pada posisi antara Mars dan Jupiter yaitu angka 2,8 SA belum ada planetnya. Pada awal abad 19 Gauz dan Von Zach menemukan benda baru yang kemudian diberi nama Ceres, elanjutnya ditemukan benda-benda lain pada lokasi yang hampir berdekatan Pallas, Juno dan Viesta hingga akhirnya ditemukan sekitar 5000 benda kecil yang mengumpul disekitar jarak 2,8 SA. Benda ini lalu diberinama Asteroid/planet minor.

26 Meteorida Benda-benda kecil yang mengelilingi matahari, keberadaannya baru diketahui ketika benda tersebut memasuki atmosfir bumi dan memanas karena gesekan. Uap bercahaya yang dihasilkan nampak seperti bintang yang bergerak di langit, gejala ini dinamakan meteor.

27 Meteor semakin banyak dijumpai setelah tengah malam, Kenapa?

28 Asal Mula Meteorida Meteorid Asteroidal/keplanetan: Berasal dari pecahan asteroida, orbit elips dengan periode pendek, terjadinya sewaktu-waktu atau sporadis (tidak memiliki pola periode tertentu) Meteorid Kekometan: Berasal dari hancuran komet dengan orbit elips yang sangat pipih dan sering berimpit dengan orbit bekas komet tertentu. Bila bumi memotong orbit kelompok meteorid ini akan terjadi hujan meteor Meteorid Parabolis: Benda kecil yang asal mulanya belum diketahui, tetapi masuk anggota tata surya. Orbitnya mungkin

29 Meteorida Meteor Meteorit

30 Kedudukan Planet Superior Kuadran Timur Oposisi: O Bumi Matahari C :Konjungsi Kuadran Barat

31 Kedudukan Planet Inferior Elongasi Timur Oposisi: O Bumi Konjungsi Dalam Matahari Konjungsi Luar Elongasi Barat

32 Periode Sideris dan Sinodis Waktu yang dibutuhkan oleh suatu planet dalam peredarannya sampai kedudukan semula atau satu kali edar dinamakan Periode Sideris. Waktu edar planet dari suatu posisi ke posisi yang sama lagi terhadap matahari, misalnya dari kedudukan oposisi ke kedudukan oposisi berikutnya disebut Periode Sinodis

33 Contoh: Sinodis pada Planet dalam B3 B1 A1 A2 Matahari A3 B2 Waktu yang dibutuhkan oleh Planet A sampai kembali mencapai posisi bertindihan dengan planet B ini disebut Periode Sinodis Planet A terhadap Planet B

34 Contoh kasus: Bumi dan Planet di Luarnya A3 B3 B2 B1 A2 A1 Pada saat yang sama, Suatu ketika bumi telah berada pada posisi B2 dan menempuh sudut: Sudut B MB P Sedangkan Planet Luar A, telah berada pada Posisi A2 dan menempuh sudut: Sudut A MA 1 Selisih sudut antara keduanya: P P 360 P 0 0

35 Setelah satu periode sinodis planet A, bumi ada di B3 dan planet ada di A3. Beda sudut antara bumi dan planet adalah Sehingga kini persamaannya menjadi: S P P S P P S P P

36 Geak Retrogade Gerakan planet yang seolah mundur dari timur ke barat. Bagaimana hal itu terjadi?

37 Retrogade Motion yang terjadi pada planet Mars sebenarnya adalah gerak semu yang terjadi bila dilihat dari Bumi, gerak ini disebut gerak relatif (Hk. Einstain ttg gerak Relatif). Pada keadaan normal kecepatan revolusi bumi mengelilingi matahari adalah lebih cepat dibanding planet Mars, sehingga pada titik tertentu gerakan planet mars di langit seperti berbalik arah padahal gerak bumi inilah yang sebenarnya menyalip planet mars pada garis edarnya masing masing.

38

39

40 A Application 80 Kegiatan 1: Simulasi Gerak Bumi-Bulan (10 ) Perwakilan kel. 1 ditunjuk untuk menjadi bumi Perwakilan Kel. 2 ditunjuk untuk menjadi bulan bulan bergerak mengelilingi bumi, dalam satu putaran wajah bulan harus terus melihat bumi

41 Diskusi Simulasi-10 Apa yang dapat Anda amati dalam simulasi tadi? Bagaimana periode revolusi bulan jika dibandingkan dengan periode rotasinya? Berapa lama periode revolusi bulan mengelilingi bumi? NB : Periode revolusi bulan mengelilingi bumi disebut juga periode sideris

42

43 Kegiatan 2- Simulasi Gerak Bumi- Bulan-Matahari-10 Perwakilan Kel. 1 ditunjuk untuk menjadi Bumi Perwakilan Kel. 2 ditunjuk untuk menjadi Bulan bulan bergerak mengelilingi bumi, dalam satu putaran wajah bulan harus terus melihat bumi Perwakilan Kel. 3 ditunjuk untuk menjadi Matahari Perwakilan Kel. 4,5,6 ditunjuk untuk menjadi bintang Matahari diam di tengah, Bumi dan bulan berotasi sambil berevolusi mengelilingi Matahari Bintang diam berdiri pada penjuru yang berbeda

44

45 Diskusi Simulasi-15 Apa yang dapat Anda amati dalam simulasi tadi? Apa yang menyebabkan terjadinya perubahan siang dan malam? Apa yang disebut dengan satu tahun? Pada keadaan bagaimana bulan dikatakan menyelesaikan satu periode sinodisnya? Pada keadaan bagaimana terjadi gerhana Bulan? Pada keadaan bagaimana terjadi gerhana Matahari? Mengapa rasi bintang yang terlihat di langit berubah sepanjang tahun? Mengapa terjadi perubahan musim?

46 Bumi dan Gerak Benda Langit Gerak harian benda langit: Gerak benda-benda langit dari timur ke barat selama +/- 24 jam dalam satu kali kitaran. Gerak harian tersebut merupakan efek dari rotasi bumi

47 Rotasi Bumi Bumi kita berputar seperti gasing. Gerak putar Bumi pada sumbu putarnya ini dinamakan gerak rotasi. Untuk menyelesaikan satu putaran (satu periode rotasi), dibutuhkan waktu 23 jam 56 menit 4.1 detik. Gerak rotasi Bumi inilah yang menyebabkan terjadinya siang-malam dan pergerakan semu benda-benda langit.

48

49 Akibat Rotasi Bumi: Gerak harian benda langit dari timur ke barat (terbit di timur, terbenam di barat, dan terjadinya pergantian siang malam). Terjadi pepatan bumi di arah kutubnya (momentum sudut lebih besar pada daerah equator )

50 Revolusi Bumi Gerak bumi mengitari matahari disebut gerak revolusi bumi. Bidang orbit bumi mengitari matahari disebut bidang ekliptika. Letaknya miring 23,5 o terhadap bidang equator langit (perpanjangan bidang equator bumi). Periode revolusi bumi = hari. Gerak revolusi bumi disebut juga gerak tahunan bumi atau gerak annual.

51 23 Sept: Awal musim gugur 21 Juni: musim panas Summer Soltstice 23 des:musim dingin Winter Soltstice 21 Maret: Awal musim semi

52 Akibat Revolusi Bumi : Pergantian musim perbedaan lamanya siang dan malam Gerak semu tahunan matahari Terlihatnya rasi bintang yang berbeda dari bulan ke bulan Terjadinya paralaks bintang. Terjadinya pergantian musim di permukaan bumi

53

54 Periode Sideris dan Sinodis Bulan Periode revolusi bulan mengelilingi bumi satu putaran sempurna adalah: 27 d 7 h 43m 11,5 s atau 27,32166 hari. Periode ini disebut Periode sideris Namun selama periode sideris, bumi dan bulan telah bergerak mengitari matahari sekitar 27 0 atau 1/13 perjalanan mengitarai matahari. Sehingga untuk kembali keposisi Oposisi berikutnya dibutuhkan waktu sekitar dua hari lagi. Periode ini disebut periode sinodis (29, 5 hari), yaitu periode revolusi bulan terhadap matahari Satu bulan qomariyah.

55 A A B

56

57 Perbedaan periode sideris dan sinodis ini menyebabkan bulan tampak bergerak di bola langit ke arah timur rerata 13 0 tiap harinya. Sedang matahari sendiri juga bergerak ke arah timur rerata 1 0 tiap hari. Akibatnya bulan akan nampak bergerak ke arah timur dari matahari 12 0 perhari. Sudut tersebut setara dengan sekitar 50 menit. Itulah sebabnya bulan nampak terbit terlambat 50 menit tiap hari.

58 Fasa-fasa bulan Pada saat bulan beroposisi terhadap bumi: bulan purnama memungkinkan terjadinya gerhana bulan, jika? Pada saat bulan berkonjungsi terhadap bumi (ijmak): bulan baru memungkinkan terjadinya gerhana matahari, jika? Hilal: kenampakan bulan sesaat setelah bulan baru.

59

60

61 Gerhana Tidak setiap bulan baru terjadi gerhana matahari, sebagaimana tidak pada setiap bulan purnama terjadi gerhana bulan. Hal ini karena orbit bulan tidak sebidang dengan matahari, miring 5 derajat. Jadi gerhana hanya terjadi pada saat bulan berada pada simpul A atau B. Jadi selama satu tahun, hanya akan terjadi gerhana dua kali.

62

63 Umbra Total Penumbra Parsial Antumbra Annular

64 R Reflection 5 1. Apa sajakah komponen POKOK rumusan suatu KD? 2. Apasajakah kemampuan yang dituntut pada KD 3.14 Kelas VIII Kur 2013?

65 E Extension/Penguatan 5 Extension : Bacalah referensi yang terkait dampak perubahan musim bagi kehidupan manusia