Gr a v it a si Or bit Pla n e t

Tat a Sur y a 301 Bulan M engelilingi Bum i Bulan m er upakan sat elit bum i, oleh k arena it u bulan ber edar m engelilingi bum i. Per edar an bu lan m engelilingi bum i disebabkan gaya t ar ik- m enar ik ant ar a bu m i dan bulan yan g disebut gaya gr avit asi. Se l a i n b er ed ar m e n g el il in g i b u m i , b u l a n j u g a m engalam i r ot asi dan r evolusi. Sebuah benda apapun j ika dilem par ke at as akan j at uh kem bali ke bum i. Hal ini disebabkan oleh gaya gr avit asi. Seor an g ah li fisik a Sir I sa a c N e w t o n m enyelidikinya dan m enyim pulkan bahwa besarnya gaya gravitasi berbanding lurus dengan hasil kali kedua m assa benda dan berbanding terbalik dengan kuadr at j arak ant ar a pusat m assa dua benda tersebut. Gaya gravitasi F dinyat akan dengan per sam aan: 1 2 g 2 m m F = G r Dengan m 1 dan m 2 adalah m assa m asing- m asing benda dinyat akan dalam sat uan kg dan r adalah j ar ak ant ar a pu sat m assa dua benda dinyat akan dalam sat u an m et er, dan G adalah k on st an t a gr av it asi dinyat akan dalam sat uan 2 2 Nm kg . Tunj uk kan bahw a a g F diny at akan dalam sat uan new t on Dar i per sam aan di at as dapat dianalisis bahw a gaya t ar ik bum i lebih besar dar ipada gay a t ar ik ben da. Benda j at uh di sam ping adanya gaya t ar ik m en ar ik dengan bum i t et api j uga dikar en akan gaya ber at ben da it u sendir i yan g besar nya sam a. Oleh kar ena it u, per sam aan gravit asi dapat dit ulis kem bali den gan per sam aan: 1 2 2 g 2 1 2 m m m F = G = m g g = G r r ⇒

B. Gr a v it a si

I PA Ter padu I X 302 Den gan m 1 adalah m assa bu ah apel dan m 2 adalah m assa bum i M ⊕ , m aka per sam aan di at as dapat dit u lis: 2 M g G r ⊕ ⊕ = Per sam aan ter sebut di atas m enunj ukkan bahw a suat u ben da yan g j at uh di per m u kaan bum i t idak t er gant un g pada m assa benda t et api t er gant un g pada m assa bum i at au m assa planet di m ana benda dij at u hkan. Dar i 2 M g G r ⊕ ⊕ = , kalian bisa m em bayangkan dalam sist em tata sur ya kit a. 1. Planet m ana yang m em punyai gr avit asi yang paling besar ? 2. Den gan m enget ah ui m assa bum i dan bulan, bukt ikan bahwa per cepat an gr avit asi di bulan 1 6 kali per cepat an di bu m i? 3. Ben da yang ber m assa m , j ika dit im bang di suat u planet , planet yang m ana yang m em puny ai gay a ber at paling besar ? 4. Apakah m at ahar i j uga m em pu nyai per cepat an gr avit asi? 5. Apak ah sat eli t b u at an y an g di lu n cu r k an k e an g k asa j u g a m em punyai gaya- t ar ik m enar ik dengan bum i? Massa su at u b en d a t i d ak d i p en g ar u h i o l eh gr av it asi seh in gga dim an apun let akn ya besar n ya t et ap . Sed an g k an b er at b en da b er bed a sesu ai dengan let ak nya. Gay a gr av it asi ber pengar u h j uga pada m at ah ar i dan planet. Massa dan gr avit asi m at ahar i yang besar selalu ber u sah a m en ar ik pl an et - plan et k e ar ah m at ah ar i. Meskipun dem ikian, planet - planet j u ga b e r u s a h a m e m p e r t a h a n k a n g e r a k n y a y a n g T u g a s

C. Or bit Pla n e t

Tat a Sur y a 303 cender ung lurus. Kom binasi gaya gr avitasi dan gerak planet yang cenderung berger ak lurus m enyebabkan planet senan t iasa beredar m engelilin gi m at ahari. Per ger ak an plan et - plan et dalam m en gelilin gi m at ahar i ber ada pada or bit al at au lin t asan t er t en t u. Pa d a t a h u n 1 6 0 9 Jo h a n n e s K e p l e r y a n g m en dukung dan t erinspir asi oleh t eor i heliosent r is dar i Cop e r nicu s 14 73- 154 3 m en gem uk akan t iga huku m ger ak plan et t er hadap m at ahar i: 1. Per ger akan planet m engedar i m at ahar i den gan lint asan elips. 2. Gar i s y an g m en g h u b u n g k an p l an et d en g an m at ahar i m elew at i bidang yang sam a luasnya den gan j angka w akt u y ang sam a. 3. Pan g k at t ig a j ar ak r at a- r at a d ar i m at ah ar i ber bandin g lur us den gan k uadr at kala r evolusi sebuah planet , R 3 ~ T 2 . Misalnya planet bum i yang m engelilingi m at ahari selam a r ev olu sin y a, bu m i k adan g dek at k adan g m enj au h. Di m ana posisi bu m i ber ada pada t it ik t er d ek at d e n g an m a t ah ar i d iseb u t p er i h el i u m , sedangkan t it ik t er j au hnya apheliu m . Di m ana bum i ber ada pada aphelium yait u pada t anggal 1 Juli dan ber ada pada per ih eliu m t an ggal 1 Janu ar i. Jar ak ap h eli u m ad alah 1 5 2 j u t a k i l o m et er d an j ar ak per ihelium adalah 147 j ut a k ilom et er. Sesu ai huk um kedua Kepler : Planet X Mat ahar i M A B per ihel ium C D F E ap h el iu m Ga m b a r 1 4 . 3 Hu k u m k ed u a Kep l er I PA Ter padu I X 304 1. Lu as AMB = CMD = EMF, den g an M adalah m atahari. 2. Wak t u unt uk m enem pu h AB = CD = EF 3. Kecepatan yang dit em puh AB lebih besar daripada kecepat an EF dan CD. Kenapa? Diskusikan Jadi, planet ber ger ak cepat bila dekat m at ah ar i dan ber ger ak lam bat bila j auh dar i m at ahar i. Sedangkan jika ditinjau dari hukum ketiga Kepler yang m enyatakan kuadr at kala r evolusi sebuah planet berbanding lur us dengan pangkat t iga j ar ak r at a- ratanya dari m at ahari, m aka r evolusi planet pertam a dan planet kedua dapat dinyatakan dengan persam aan: 2 3 1 1 2 3 2 2 T R = T R D en g an T 1 d a n T 2 ad al ah k al a at au p er i o d e r evolusi planet per t am a dan planet kedua, R 1 dan R 2 adalah j ar ak r at a- r at a m at ahar i dar i planet per t am a dan j ar ak r at a- r at a m at ahar i dar i plan et kedua. D . P l a n e t Planet m erupakan obj ek langit y an g m en g i t ar i m at ah ar i y an g m em iliki bidang orbit yang eksklusif, ber sih dari obj ek lain di sekit arnya sert a m em iliki m assa yang cukup u n t u k g ay a g r av i t asi seh i n g g a m am pu m em per t ahankan bent uk- nya. Ber dasar kan definisi di at as plan et h an y a ada delapan y ait u Mer k u r iu s, Ven u s, Bu m i , Mar s, Ju p i t er, Sat u r n u s, Ur an u s, dan Nept unus . Jika dilihat dari sabuk ast eroid, planet Merkur ius, Venus, Bu m i, d an Mar s d iseb u t p lan et dalam , sedangkan Jupit er, Sat ur n us, Ur anus, dan Nept unus disebut planet luar. I nfo MED I A M en u r u t p a r a i l m u w a n , b u m i ber usia sek it ar 4, 6 m il iar t ahun. Beber apa cont oh m et eor it y ang j at uh k e bum i j uga m em ili k i usia y ang sam a deng an b um i . Ol eh k a r e n a i t u , p a r a i l m u w a n m eny im pulk an bahw a t at a sur y a k it a t erbent uk d ari aw an gas dan debu secara ber sam aan. Tat a Sur y a 305 Set iap p lan et y an g b er - ger ak pad a or b it al m em i li k i gar is edar. Bidang edar planet bum i disebut ek lipt ik a. Sem ua plan et m en galam i siang dan m alam kar ena planet ber put ar pada sum bu nya. Kebanyakan plan et - plan et ber pu t ar pada sum bunya searah dengan arah pu t ar an Bu m i, h an ya Ven u s y an g m em pu n y ai ar ah p er - putaran yang ber lawanan. Di m ana a r ah p e r ed a r a n p l a n e t - p l an e t b er l aw an an ar ah j ar u m j am . Per edar an p l an et m engelilingi m at ahar i disebut r e v olusi pla ne t . Planet yang t er dekat dengan m at ahar i adalah Merkur ius kem udian Venus. Tem peratur kedua planet pada sian g h ar i san gat t in ggi. Kar en a it u planet Me r k u r i u s h am p ir t i d ak m e m p u n y a i a t m o sf e r. Sebaliknya Venus t er selubung atm osfer yang t ebal sehingga m erintangi pandangan kita ke perm ukaannya. Karena t erselubung aw an put ih yang t ebal m aka plan et Ven u s ser in g disebu t b in t a ng p a g i at au b in t a n g se n j a . At m osfer di Ven u s k eban yak an t er dir i at as gas kar bondioksida. Suhu di Venus pada siang har i m en capai 500° C. Ga m b a r 1 4 . 3 Mat ah ar i b eser t a p lan et Su m b er : b logs. answ ersin genesis. o rg Perhat ikan t abel berikut Planet Diam ater Jarak Ra ta-rata Periode Periode Jum lah Susunan Rata-rata dari Matahari Revolusi Rotasi Bulan Atm osfer dalam km dalam km Mer k u r iu s 4 . 8 6 2 58 .0 00 .0 00 88 har i 59 har i He Ve n u s 1 2. 19 0 10 8. 000 .0 00 225 har i - 243 h ar i CO 2 Bu m i 1 2. 72 5 14 9. 600 .0 00 365 har i 23 ,9 har i 1 N 2 , O Mar s 6 . 7 8 0 22 8. 000 .0 00 1, 9 t ah u n 24 ,6 j am 2 CO 2 Ju pit er 14 2. 86 0 77 9. 000 .0 00 11 ,9 t ah u n 9, 8 j am 16 NH 3 , CH 4 Sat ur n u s 12 0. 00 0 1 .4 2 8. 0 00 . 00 0 29 ,5 t ah u n 10 ,6 j am 17 NH 3 , CH 4 Ur anu s 5 0. 10 0 2 .8 7 5. 0 00 . 00 0 84 t ah u n 24 j am 5 CH 4 , H 2 Nept u nu s 4 8. 60 0 4 .5 0 0. 0 00 . 00 0 164 ,8 t ah u n 22 j am 2 NH 3 , CH 4 Tan da m in u s m en u n j uk k an r ot asi b er law an an d en g an p lan et - p lan et lain Dit em uk an 2 1 t et ap i t id ak d isah kan I PA Ter padu I X 306 Sam pai sekar an g planet y ang t e r u s d i t el it i d an d ip er k i r ak an m u n g k i n t e r d a p a t k e h i d u p a n adalah planet Mar s. Di ant ar anya pada t ahun 1976. Ekspedisi luar an g k asa Vik in g d id ar at k an d i Mar s u nt u k m en elit i k eadaan di planet Mar s. Di seb er a n g Mar s t e r d ap at planet ber u kur an besar r ak sasa, yait u Ju pit er, Sat u r n us, Uran us, d a n N e p t u n u s . Pl a n e t y a n g t er b esar ad al ah p l an e t Ju p i t er den gan u k ur an at au v olu m eny a 2300 kali volum e Bum i. Sed an gk an p lan et Sat u r n u s a d a l a h p l a n e t t e r b e sar k e d u a den gan j ari- j ar i 60. 000 k ilom et er. An gk asany a han ya m engan du ng gas hidr ogen dengan sabuk- sabuk aw an y an g m em an t u l k an si n ar m at ah ar i d en g an b aik . Ter l ih at sep e r t i cin ci n y an g m eli n g k ar i planet . Ur anus dan Nept unus disebut p la n e t k e m ba r . Gar is t engah nya kir a- kira em pat kali garis t en gah Bum i. Pl an et - p lan et j u g a m em p u n y ai sat el i t y an g m en gedar inya. Ar ah per edar an sat elit sam a den gan ar ah per edar an planet nya. Bidang edar n ya ham pir ber im pit an dengan bidang edar plan et . Di dal am t at a su r y a ad a 3 2 sat el i t . Ber ik u t penj abar an planet beser t a sat elit n ya: 1. Bum i → 1 satelit bulan 2. Jupiter → 12 satelit 3. Ur anus → 5 satelit 4. Mar s dan Nept u nus → 2 satelit 5. Sat ur nu s → 10 satelit Ga m b a r 1 4 . 4 Pl an et v en u s Su m ber : w w w . adler planet arium . org Ga m b a r 1 4 . 5 Pl an et sa t u r n u s Su m be r: w w w . adler planet arium . org Tat a Sur y a 307

E. Ko m e t