820 likes | 1.27k Views
Pembelajaran Astronomi Bola Via Internet. Suhardja D. Wiramihardja Endang Soegiartini Yayan Sugianto Program Studi Astronomi FMIPA Institut Teknologi Bandung 2006. Mata Kuliah AS 2210 Astronomi Bola (3 sks) untuk tingkat dua mahasiswa Program Studi Astronomi ITB. Materi:. Fenomena Langit
E N D
Pembelajaran Astronomi Bola Via Internet Suhardja D. Wiramihardja Endang Soegiartini Yayan Sugianto Program Studi Astronomi FMIPA Institut Teknologi Bandung 2006
Mata Kuliah AS 2210 Astronomi Bola (3 sks) untuk tingkat dua mahasiswa Program Studi Astronomi ITB. Materi: Fenomena Langit Gerak Langit Sistem Waktu Sistem Koordinat dan Transformasinya Koreksi Posisi Objek Langit (refraksi, aberasi, paralaks, presisi, dan nutasi) Teori Pergerakan Planet
PENDAHULUAN • Menjelaskan posisi benda langit pada bola langit. • Memilih sistem koordinat yang tepat untuk menjelaskan sebuah situasi. • Melakukan transformasi antar sistem koordinat yang berbeda. • Melakukan koreksi terhadap posisi pengamatan. • Menjelaskan konsep gerak diri bintang, gerak planet.
Buku acuan • Astronomy: Principle and Practise, part 2, Roy, A.E dan Clarke, D., 1988, Adam Hilger • Textbook on Spherical Astronomy, Smart, W. M., 1980, Cambridge Univ. Press • A Workbook for Astronomy, Waxman J., 1986, Cambridge University Press. • Unfolding Our Universe, Nicolson, I., 1999, Cambridge University Press. • An Introduction to Astronomy, Huffer, C.M., Trinklein, F.E., Bunge, M., 1967, Holt, Rinehart and Winston Inc.
Objek langit tampak bergerak pada bola langit dengan jarak tak terbatas. Bola merupakan objek tiga dimensi, tetapi penggambarannya dalam dua dimensi. Geometri bola diperlukan untuk menggambarkan permukaan sebuah bola: baik cara memahami maupun hubungan antar mereka.
Apa yang disebut dengan Astronomi Bola? • Dilihat oleh mata, benda langit yang bertaburan di langit seolah melekat pada suatu setengah bola raksasa yaitu Bola Langit dengan diameter tak terhingga • Posisi sebuah benda langit dinyatakan dengan arah dan bukan jarak, maka diperlukan suatu tata koordinat: koordinat 2 dimensi pada permukaan bola
Bab I Gerak Langit1.1. Bola Langit Dilihat dengan mata, bintang-bintang menempel pada permukaan dalam suatu bola raksasa yang berpusat di Bumi. Bola ini, yang radiusnya tak terhingga, disebut bola langit. Posisi sebuah benda langit dinyatakan dengan arah, bukan dengan jarak. Diperlukan suatu tata koordinat: koordinat pada permukaan bola. Dalam sistem koordinat langit, posisi bintang-bintang hanya ditentukan oleh arah mereka antara satu dengan lainnya. Umpamanya, bintang S1 dan bintang S2 terpisah atau berjarak sudut 20 derajat.
Z S'1 S1 * S'2 * O S2 N G'1 Jarak sudut antara dua bintang, S1 dan S2, didefinisikan sebagai sudut S1OS2 = sudut S'1OS'2 atau S2OG1 = S'2OG'1. Tampak bahwa jarak ke bintang-bintang itu tidak diperhitungkan, seakan-akan mereka diproyeksikan pada bola langit di S'1 , S'2 dan G'1. G1 Bola langit yang memperlihatkan jarak sudut
Polaris KLU * Bola langit yang berputar Ekuator langit Kutub Langit Selatan (KLS) KLU dan KLS Jika kita memproyeksikan kutub-kutub Bumi pada bola langit kita akan memperoleh dua buah titik yang disebut Kutub Langit Utara (KLU) dan Kutub Langit Selatan (KLS). Bumi Bola langit yang menunjukkan KLU, KLS dan Equator langit. Bintang Polaris terletak dekat sekali dengan KLU
Gerak Langit Di Kutub. Jika kita berdiri di salah satu kutub, sumbu rotasi benda langit (sebenarnya Bumi) adalah poros KLU-KLS ini. Bintang-bintang akan tampak berputar melingkar terhadap titik tepat di atas kepala. Bintang tidak terbit dan tidak terbenam. Lintasan yang ditempuh bintang dalam bola langit ini disebut lingkaran harian. KLU * Lingkaran harian bintang Bumi Ekuator langit dan horizon Bola langit yang berputar KLS Bola langit dilihat dari Kutub Utara (KU)
Di Ekuator.Jika kita berdiri di ekuator, ekuator langit membentang melintas kepala kita, dari Timur ke Barat dan sumbu rotasi langit adalah garis dari Utara ke Selatan. Dari ekuator, bintang tampak terbit tegak lurus di horizon timur dan terbenam di horizon barat. Dari ekuator kita bisa melihat semua bintang. lingkaran harian bintang KLU KLS * * Bumi Bola langit Ekuator langit Bola langit dilihat dari Ekuator
23½ U S Ekliptika Dalam kenyataan sebenarnya, Bumi bergerak mengitari Matahari. September Desember Juni Ekliptika Maret Revolusi Bumi mengitari Matahari
Dari titik pandang Bumi, Matahari seolah-olah bergerak pada bola langit. 22 Jun 23 Sep Ekliptika Ekuator langit 21 Mar 22 Des Gerak Matahari Gerak tahunan Matahari pada bola langit
Greenwich, England Suatu tempat pada Bumi Meridian Greenwich Meridian suatu tempat lintang Ekuator bujur Sistem Koordinat Kutub Utara Bumi Gambar 1.8 Sistem Lintang-Bujur
KLU Lingkaran jam bintang Ekliptika * Ekuator langit Vernal equinox Bola langit Asensiorekta dan Deklinasi
Zenith Meridian lokal pengamat Lintasan vertikal bintang KLU * T tinggi U S Azimuth B Horizon pengamat Nadir Gambar 1.10 Sistem Horizon
Bab II Waktu 2.1. Standar Waktu • Ada tiga satuan dasar waktu. • Hari, yaitu panjang waktu yang diperlukan bumi untuk menyelesaikan satu kali rotasi. • Tahun, yaitu interval waktu yang diperlukan bumi untuk menempuh satu putaran terhadap matahari. • Bulan (month), yaitu waktu yang diperlukan bulan (moon) untuk menyelesaikan satu putaran terhadap bumi.
Ada dua macam hari Hari matahari (solar day), jika matahari sebagai acuan: interval waktu dari saat matahari terbit ke matahari terbit berikutnya atau matahari terbenam ke matahari terbenam berikutnya. Hari sideris (sidereal day), jika bintang sebagai acuan: interval waktu dari saat suatu bintang tertentu berada di atas kepala kita sampai bintang tersebut kembali berada di atas kepala kita lagi.
~1 ke bintang Satu hari sideris = 23 jam 56 menit Satu hari matahari = 24 jam Bumi pada t2 Bumi pada t1 Perbedaan antara hari matahari dan hari sideris
2.2. Sudut Jam Z Meridian pengamat KLU Ekuator langit T U S ♀ Pengamat B Horizon Sudut jam : seberapa jauh sebuah bintang sudah meninggalkan meridian (titik sigma, ) ke arah Barat
2.3. Waktu Sideris Titik acuan waktu sideris adalah vernal equinox (titik = Aries). Waktu Sideris Lokal (WSL) didefinisikan sebagai sudut jam vernal equinox (SJ()) WSL = SJ() Hari sideris dimulai ketika vernal equinox ada pada meridian lokal (SJ()=0) dan berakhir ketika vernal equinox kembali melintas meridian (23 jam 56 menit waktu hari kemudian)
Waktu Sideris Lingkaran mencerminkan equator langit dan titik di pusat lingkaran adalah KLU. Panjang panah menyatakan sudut jam dari vernal equinox. Sudut jam diukur ke arah Barat (searah jarum jam bila dilihat dari Utara) dari titik sigma, , ke vernal equinox. WSL = SJ () Ekuator langit () KLU Vernal Equinox Definisi Waktu Sideris Lokal
SJ () () * WSL Ekuator langit Vernal quinox KLU Definisi lain dari Waktu Sideris Lokal
Sebuah bintang yang diperlihatkan dengan lingkaran jamnya, mempunyai asensiorekta (diukur ke arah Timur dari titik ) dan sudut jam, SJ (diukur ke arah Barat dari titik sigma, ). Kita lihat bahwa WSL = SJ() + () Jika (bintang) diganti dengan , kita mendapatkan, WSL = SJ() + () Karena ()=0, maka kita peroleh definisi pertama di atas, yaitu WSL = SJ()
Z Meridian KLU Pengamat Horizon pengamat ☼ Matahari pada Autumnal Equinox Ekuator langit Gambar 2.5 Siang sideris pada 23 September
Z KLU Matahari pada Vernal Equinox Pengamat ☼ Ekuator langit Horizon pengamat Gambar 2.6 Siang sideris pada 21 Maret
http://mars.jpl.nasa.gov/allabout/nightsky/images/2003/whereLosAngeles_br.jpghttp://mars.jpl.nasa.gov/allabout/nightsky/images/2003/whereLosAngeles_br.jpg
Orbit Bumi Bagaimana gerak Retrograde terjadi Orbit Mars
Konjungsi Venus Bumi Mars Oposisi Konjungsi dan Oposisi beberapa planet
Hukum II Keppler Garis penghubung matahari-planet dalam selang waktu sama menyapu luas yang sama. Orbit Bumi mengelilingi Matahari
Zenith Meridian lokal pengamat Lintasan vertikal bintang KLU * T tinggi U S Azimuth B Horizon pengamat Nadir
Arah Rotasi Bumi Pagi Sore Orbit Bumi Ke Matahari
Bidang Datar Bila 2 garis tegak lurus garis ke 3, maka ke-2 garis tersebut sejajar Bila 2 garis tak sejajar, maka ke-2 garis itu akan memotong di satu titik Bidang Bola Bila 2 garis tegak lurus garis ke 3, maka ke 2 garis tersebut belum tentu sejajar Bila 2 garis tak sejajar, maka ke-2 garis itu belum tentu memotong di satu titik Geometri Bola dan Geometri Bidang Datar
Geometri Bola dibentuk oleh: lingkaran besar, lingkaran kecil, dan sudut-sudut bola • Lingkaran besar: Lingkaran pada permukaan bola yang pusatnya berimpit dengan pusat bola membagi bola menjadi 2 bagian sama besar • Lingkaran kecil: Lingkaran pada permukaan bola, tetapi pusatnya tidak berimpit dengan pusat bola • Titik potong garis tengah yang tegak lurus bidang lingkaran besar dengan bola disebut kutub • Bila 2 lingkaran besar berpotongan, maka sudut perpotongannya disebut sudut bola
Kutub Lingkaran kecil Lingkaran besar Pusat Bola Kutub
Sudut bola adalah sudut yang dibentuk oleh perpotongan 2 lingkaran besar. • Jika 3 buah lingkaran besar saling berpotongan satu dengan yang lainnya sehingga membentuk suatu bagian dengan 3 sudut, maka terbentuklah segitiga bola, yang mengikuti ketentuan sebagai berikut: 1. Jumlah 2 sudut bola selalu lebih besar dari sudut ke-3 2. Jumlah ketiga sudutnya selalu lebih besar dari 180 3. Tiap sudut besarnya selalu kurang dari 180
Sifat-sifat segitiga bola b Sudut A, B, dan C adalah sudut bola; dan a, b, dan c adalah sisi-sisi segitiga bola ABC. • 0 < (a + b + c) < 360 • 180 < (A + B + C) < 540 • a + b > c, a + c > b, b + c > a • a > b A > B ; a = b A = B • Ekses sudut bola, yaitu selisih antara jumlah sudut-sudut A, B, dan C sebuah segitiga bola dengan radians (180°) adalah: E = A + B + C (rad) a c
Formula Segitiga Bola Empat buah formula yang biasa digunakan adalah: • Formula cosinus demikian pula • Formula sinus • Formula analog untuk cosinus • Formula empat bagian b a c
Tata Koordinat Astronomi Komponen-komponen dasar pada Tata Koordinat Astronomi: • Lingkaran Dasar Utama: yang membagi bola menjadi 2 belahan, belahan utara dan belahan selatan • Kutub-kutub: pada diameter bola yang tegak lurus lingkaran dasar utama • Lingkaran Dasar ke-2: lingkaran besar yang melalui kutub-kutub lingkaran dasar utama, tegak lurus lingkaran dasar utama • Titik asal: titik acuan pengukuran besaran koordinat I • Koordinat I(“absis”): dihitung dari titik asal sepanjang lingkaran dasar utama • Koordinat II(“ordinat”): dihitung dari lingkaran dasar utama ke arah kutub
KU Lingkaran Dasar Kedua Pusat Bola Lingkaran Dasar Utama KS
Tata Koordinat Bumi • Lingkaran Dasar Utama: lingkaran Ekuator • Kutub-kutub: Kutub Utara (KU) dan Kutub Selatan (KS) • Lingkaran Dasar ke-2: lingkaran besar yang melalui meridian pengamat • Titik asal: titik potong ekuator dengan meridian Greenwich • Koordinat I: bujur, atau , dihitung dari meridian Greenwich ke meridian pengamat: 0° < < 180° atau 0h < < 12h ke timur dan ke barat • Koordinat II: lintang , dihitung: 0° < < 90° ke arah KU, dan -90° < < 0° ke arah KS