SISTEM BUMI BULAN Gerak Bulan FaseFase Bulan Gerhana

SISTEM 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

Gerak Bulan • 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: Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 2

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: M 1 r 1 = M 2 r = r 1 + r 2 Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 3

Fase Bulan Dua fase yang sama berturutan mendefinisikan periode sinodis. Satu kali mengitari Bumi (3600) mendefini -sikan periode sideris. Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 4

Simulator Fase Bulan Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 5

Luas Sabit Bulan Lingkaran 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 Cf. Dg dengan kutub h (Cf. Dg. h) merupakan setengah bola bulan yang menghadap dan memantulkan cahaya matahari. Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 6

Luas Sabit Bulan Luas sabit = luas ½(lingkaran – elips) Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 7

Luas Sabit Bulan Luas sabit = luas ½(lingkaran – elips) Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 8

Fase Bulan “Sabit” merupakan bagian Bulan yang terkena dan memantulkan sinar Matahari yang menghadap ke Bumi. Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 9

Gerhana: Orbit Bumi & Bulan Matahari Arah utara ekliptika Ekliptika (bidang orbit Bumi mengitari Matahari) Bulan Inklinasi ~ 50 Bumi Arah selatan eklipti Bidang orbit Bulan Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 10

Simulator Orbit Bulan Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010 11

Diameter linear Matahari: D = 2 x 6, 96 x 105 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 400 x 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 12

Simulator Ukuran Sudut Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 13

• 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: Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 14

• 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: Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 15

Variasi diameter sudut Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 16

Gaya Pasang – Surut Merupakan perbedaan gaya yang dialami sebuah titik di permukaan planet dengan gaya yang bekerja di pusat planet. A’ C A R Menurut D r definisi di atas: Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 17

Terapkan Hukum Newton di titik A dan C untuk memperoleh: Persamaan bentuk terakhir yang diperoleh di atas merupakan persamaan untuk menghitung besarnya gaya pasang – surut di daerah ekuator. Bagaimana untuk daerah di kutub? Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 18

B d A’ C A R Gaya D r gravitasi di titik B: Karena <<, d r. 19

Efek gaya pasang – surut: * Naik & turunnya permukaan air laut dan pembentukan bulge * Dikenal sebagai pasang purnama dan pasang perbani Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 20

Simulator Pasang-Surut Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010 21

* Resonansi & sirkularisasi orbit * Rotasi dan revolusi benda-benda langit mengalami sinkronisasi dengan rasio berupa bilangan bulat sederhana * Tidal Heating * Gaya pasang – surut memanaskan bagian dalam (internal) satelit alam Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 22

* Limit Roche catastrophic events! * Jarak minimum dari benda induk agar terhindar dari gaya pasang – surut yang mengoyak Judhistira Aria Utama | TA 2012 - 2013 23

Bila kerapatan benda induk kurang dari setengah kali kerapatan satelitnya Limit Roche < radius benda induk, yang berakibat kedua benda akan bertumbukan sebelum limit Roche dicapai. Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010 24

Tugas 3 Dengan bantuan simulator (Sky. Gazer, 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 paragraf singkat! Judhistira Aria Utama | TA 2009 - 2010 25