160 likes | 720 Views
INFORMASI TENTANG BUMI. Ukuran , bentuk , dan gerak Bumi. Kompetensi Dasar: Memahami bentuk, ukuran, dan gerak Bumi. Judhistira Aria Utama , M.Si . Lab. Bumi & Antariksa Jur . Pendidikan Fisika FPMIPA UPI. Ukuran & Bentuk Bumi.
E N D
INFORMASITENTANG BUMI Ukuran, bentuk, dangerakBumi Kompetensi Dasar: Memahami bentuk, ukuran, dan gerak Bumi Judhistira Aria Utama, M.Si. Lab. Bumi & Antariksa Jur. PendidikanFisikaFPMIPA UPI
Ukuran & BentukBumi • ObservasimenyarankanbentuklengkungpermukaanBumi: • SinarMatahariterusberlanjutmenerangiangkasadan • puncak-puncakgunungmeskipunpiringanMatahari • sudahterbenam • Kapallaut yang berlayarmenjauhipantaiterlihatperla- • han-lahantenggelamdicakrawala • Bayang-bayangBumi yang jatuhdipermukaanBulansaat • terjadigerhanaBulanberbentuklengkungan • Bukti yang lebih kokoh: • Era penjelajahansamudera • Era antariksa Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
PerkembanganPemikiran • Perjalanan panjang pengetahuan sebelum ini: • Anaximander (611–547 SM) • “Langitberupa bola raksasa yang melingkupiBumi yang • datar yang beradadipusat bola” • Pythagoras (582–507 SM) • “BerspekulasibahwaBumiberbentuk bola” Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
Philolaus (pengikut Pythagoras, abadke-6 SM) • “BumitidakberadadipusatalamsemestadanbahwaBumi • bergerak” • Aristarchus (310–250 SM) • “BumibergerakmengitariMataharidanberputarpada • porosnya” • Sepertihalnya Anaxagoras, Aristarchus memilikigagasantentangukuranrelatifMatahari, Bumi, danBulan. Memangjauhdaritepat, tapigagasannyabenarbahwaBumilebihkecildaripadaMatahari. GaristengahMataharisekitar7xgaristengahBumi. Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
Bagaimana Eratosthenes MengukurKelilingBumi? • Eratosthenes (276–195 SM) • “KelilingBumisekitar 250.000 stadia” • (5000 stadia = 10 hariperjalanandenganunta) Eratosthenes mengguna-kanmetodepengamatanMatahari, pengetahuangeometri, dangeografiuntukmenghitungkeli-ling Bumi. Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
Hasilperhitungan Eratosthenes sebesar 46.250 km untukkelilingBumilebihbesar 15% dibandingkanhasilpengukuran modern 40.030 km. Perbedaan hasil yang ada karena Eratosthenes meyakini kedua kota, yaitu Syene dan Alexandria, berada di bujur geografis yang sama. Pada kenyataannya kedua kota ini terletak di bujur yang berbeda; 320 56’ BT untuk Syene dan 290 55’ BT untuk Alexandria. Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
Alih-alihberbentuk bola, menurut Newton bentukBumi yang berotasiadalahoblate ellipsoid, yaitu me-ngalamipendatarandikutubnyadanmenggelembungdidaerahkhatu-listiwa. Anggap Bumi tidak berotasi dan kita dapat membuat lubang menuju ke pusat Bumi di sepanjang radiusnya dari arah sumbu rotasi dan khatulistiwa. Bila lubang ini diisi dengan air tekanan hidrostatik di pusat Bumi akan mempertahankan kolom air yang sama di kedua arah radius. Bagaimanapun, karena Bumi nyatanya berotasi, rotasi ini menghasilkan gaya sentrifugal di khatulistiwa. Gaya ke arah luar ini melawan gaya gravitasi dan menarik kolom air ke atas. Sebagai akibatnya tekanan hidrostatik kolom air di pusat Bumi menjadi berkurang. Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
Berkurangnya tekanan hidrostatik di pusat Bumi membuat kolom air sepanjang sumbu rotasi menjadi surut. Bila Bumi adalah sebuah bola hidrostatik, bentuk Bumi yang berotasi akan berupa oblate ellipsoid. DenganmengganggapkerapatanBumikonstan, pendatarandikutubsayataksirsekitar 0,5%. Taksiran Newton lebihbesardarinilaiaktual, yaitu 0,3%. Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
Dengan bentuk oblate ellipsoid-nya, diameter kutub Bumi (12.714 km) lebih pendek daripada diameter khatulistiwa (12.756 km). Radius rata-rata Bumi didefinisikan sebagai “radius sebuah bola yang volumenya sama dengan volume Bumi sebenarnya”. Andai a menyatakan radius khatulistiwa dan b adalah radius kutub, maka radius rata-rata adalah: Latihan: Metodeapasajakah yang dapatdigunakanuntukmengetahuimassaBumi? Jelaskan! Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
GerakBumi • Bumi melakukan dua gerakan sekaligus; rotasi dan revolusi. • Periode rotasi Bumi (dengan acuan bintang-bintang ja- • uh): 23jam56menit4detik • * 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) Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
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. Hasil yang diperoleh: “Jikasuatu 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! Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
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 - 2012
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 - 2012
Membeloknya jejak cahaya dari sumbu optik teleskop karena aberasi cahaya bintang menimbulkan cacat yang disebut “koma” (coma – comet-likeimage). • Gerak semu tahunan Matahari • Perubahan panjang siang dan malam Hanya saat Matahari berada di khatulistiwa langit, siang dan malam sama panjang (12 jam). Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012
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. Latihan: Berapakah kelajuan Bumi mengitari Matahari bila orbit Bumi dianggap lingkaran dengan radius orbit sebesar 1,496x1011 m? Judhistira Aria Utama | TA 2011 - 2012