sistem bumi & bulan

SISTEM BUMI & BULANSISTEM BUMI & BULAN

• Gerak Bulan• Fase-Fase Bulan• Gerhana• Gaya Pasang – Surut

Kompetensi Dasar:Memahami konsep sistem Bumi & Bulan

Judhistira Aria Utama, M.Si.Lab. Bumi & Antariksa

Jur. Pendidikan Fisika FPMIPA UPI

2

Gerak BulanGerak Bulan

2Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013

• Orbit Bulan mengelilingi Bumi berbentuk elips dengan eksentrisitas rata-rata 0,05490.

• Menurut Fred Espenak (NASA), variasi jarak antara Bumi–Bulan:

356.400 km (di perigee) 406.700 km (di apogee)

• Variasi dari nilai jarak rata-rata mencapai: 406.700 – 356.400100% 12%

406.700 356.400

2

33

Dalam gerak orbitnya, kedua benda langit bergerak mengitari pusat massa bersama dalam lintasan tertentu dengan titik pusat massanya berada di garis hubung kedua komponen.

Menurut Teorema Pusat Massa:

M1r1 = M2r2

r = r1 + r2

Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013

44

Fase BulanFase Bulan

Dua fase yang sama

berturutan mendefinisika

n periode sinodis.

Satu kali mengitari

Bumi (3600) mendefini-

sikan periode sideris.



Simulator Fase Bulan

6

Luas Sabit Bulan

A B

C

D

f

g

h

e

pengamatdi Bumi

PQ

rLingkaran besar ACBD dengan kutub e (ACBD.e) merupakan setengah lingkaran bulan yang menghadap ke Bumi. Perlu diingat, permukaan Bulan yang menghadap ke Bumi selalu sama setiap saat, bagian ini disebut sebagai sisi dekat (near side) dan separuh sisanya yang tidak pernah menghadap ke Bumi disebut sisi jauh (far side).

Lingkaran besar CfDg dengan kutub h (CfDg.h) merupakan setengah bola bulan yang menghadap dan memantulkan cahaya matahari.Judhistira Aria Utama | TA 2012 -

2013

7

Luas Sabit Bulan

A B

C

D

f

g

h

e

pengamatdi Bumi

PQ

r

Luas sabit = luas ½(lingkaran – elips)

PQrrA 2

1

2

1 2

cosPQ Pg QPg


8

Luas Sabit Bulan

Bulan

Bumi

Matahari

Matahari

E

d

Luas sabit = luas ½(lingkaran – elips)

PQrrA 2

1

2

1 2

)cos1(2

1

)180cos(2

1

2

1

2

2

drA

dPgrrA

)cos1(2

1

))180(cos1(2

1

2

2

ErA

ErA


9

Fase Bulan

Bulan

Bumi

Matahari

Matahari

E

d

2

AFase

r

“Sabit” merupakan

bagian Bulan yang terkena

dan memantulkan sinar Matahari

yang menghadap ke

Bumi.


10

Gerhana: Orbit Bumi & Gerhana: Orbit Bumi & Bulan Bulan

Matahari

Ekliptika (bidang orbit Bumi mengitari Matahari)

Bumi

Bulan

Bidang orbit Bulan

Inklinasi ~ 50

Arah selatan ekliptika

Arah utara ekliptika


Simulator Orbit BulanSimulator Orbit Bulan

Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010 11

12

Diameter linear Matahari:D = 2 x 6,96 x105 km = 1.392.000 km

Diameter linear Bulan: D = 2 x 1,738 x 103 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 Judhistira Aria Utama | TA 2012 -

2013

Simulator Ukuran SudutSimulator Ukuran Sudut


14

• 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: 152.109.813 – 147.091.312

100% 3%152.109.813 147.091.312

2


15

• Orbit Bulan mengelilingi Bumi berbentuk elips dengan eksentrisitas 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:

406.700 – 356.400100% 12%

406.700 356.4002


16

Variasi diameter sudutVariasi diameter sudut


17

Gaya Pasang – Surut Gaya Pasang – Surut Merupakan perbedaan gaya yang dialami

sebuah titik di permukaan planet dengan gaya yang bekerja di pusat planet.

AA’D

C

R r

Menurut definisi di atas:ps A CF F F


18

Terapkan Hukum Newton di titik A dan C untuk memperoleh:

ps

ps

F GMm GMmrr R

RrR

rF GMm

Rr

r

2 2

2

4

1 1

2 12

1

Persamaan bentuk terakhir yang diperoleh di atas merupakan persamaan untuk menghitung besarnya gaya pasang – surut di daerah ekuator. Bagaimana untuk daerah di kutub?


19

Gaya gravitasi di titik B:

Karena <<, d r.

A’A

DC

R r

B

d

cos

sin

X

Y

F GMmd

rF F GMm

dd

RF F GMm

dd

2

2

2

1

1

1

20

Efek gaya pasang – surut:* Naik & turunnya permukaan air laut dan pembentukan bulge * Dikenal sebagai pasang purnama dan pasang perbani


Simulator Pasang-SurutSimulator Pasang-Surut


22

* Resonansi & sirkularisasi orbit * Rotasi dan revolusi benda-benda langit me- ngalami sinkronisasi dengan rasio berupa bi-

langan bulat sederhana* Tidal Heating * Gaya pasang – surut memanaskan bagian da-

lam (internal) satelit alam


23

* Limit Roche catastrophic events! * Jarak minimum dari benda induk agar ter-hindar dari gaya pasang – surut yang mengo-yak

indukRoche induk

satelit

d R,

13

2 44



Bila kerapatan benda induk kurang dari setengah kali kerapa-tan satelitnya Limit Roche < radius benda induk, yang berakibat kedua benda akan ber-tumbukan sebelum limit Roche dicapai.

Tugas 3Tugas 3 Dengan bantuan simulator (SkyGazer,

Stellarium atau yang lainnya), perolehlah selisih waktu terbenam Matahari dan waktu terbenam Bulan harian dimulai dari fase Bulan baru (new moon) selama 1 lunasi/siklus. * Dapatkan nilai rata-ratanya (menit/hari dan derajat/hari) yang menunjukkan kecepatan menjauhnya Bulan dari Matahari!* Ke arah mana (barat/timur) gerak menjauh Bulan terhadap Matahari tersebut?* Tuliskan kesimpulan Anda dalam sebuah para- graf singkat!


sistem bumi & bulan

Documents