ANALISISA HUKUM GRAVITASI BUMI TERHADAP BULAN...
Transcript of ANALISISA HUKUM GRAVITASI BUMI TERHADAP BULAN...
ANALISISA
HUKUM GRAVITASI BUMI TERHADAP BULAN
MAKALAH
TUGAS MATA KULIAH ASTRONOMI
DOSEN PENGAMPU: DR. H. AHMAD IZZUDDIN, M.Ag
OLEH:
UMAR HAMDAN
NIM: 1700029017
KONSENTRASI ILMU FALAK
PROGRAM DOKTOR STUDI ISLAM
PASCASARJANA
UIN WALISONGO SEMARANG
2017
0
A. Pendahuluan
Penciptaan alam semesta adalah satuan rentetan terhadap pencitaan benda
langit dan bumi. Allah berfirman dalam surat Al-Anbiya’ ayat, 30:
Dan apakah orang-orang yang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit
dan bumi itu keduanya dahulu adalah suatu yang padu, kemudian Kami
pisahkan antara keduanya. dan dari air Kami jadikan segala sesuatu yang
hidup. Maka Mengapakah mereka tiada juga beriman?.
Penciptaan langit dan bumi, meneguhkan kesan sulap, dalam arti tanpa
proses yang masuk akal, dan sebab akibat dalam penciptaannya. Dalam
penciptaan dan penyelenggaraan tatanan alam semesta.1
Bukti-bukti ilmiah menunjukkan bahwa alam semesta pada mulanya
merupakan satu kesatuan yang mempunyai energi yang sangat besar.
Selanjutnya peristiwa alamiah terjadi, dan mengakibatkan alam semesta
terpecah dan terbagi-bagi kepada bagian yang sangat banyak, sehingga
masing-masing bagian memiliki energi yang paling kecil sebelumnya.
Peristiwa itu diakibatkan ledakan besar yang mengakibatkan terciptanya
Gugusan Galaksi, Matahari, Bintang-Bintang dan Satelit. Pasca terjadinya
ledakan, energi alam semesta terbagi kepada semua benda dengan sistem
yang sangat detil yang memungkinkan alam semesta ini dapat
melangsungkan perjalananya sampai batas waktu yang telah ditentukan (oleh
penciptanya).2
Bulan merupakan bagian tata surya, bukan planet tapi merupakan satelit
angkasa yang tidak bercahaya. Bulan merupakan benda langit yang selalu
mengikuti bintang-bintang sajaroh. Bulat dan padat bentuknya.3 Bulan
merupakan satelit bumi. Satelit berarti pengiring. Karena bulan selalu
mengiringi bumi pada peredarannya. Artinya bulan melakukan tiga gerakan
1 Syekh Yusuf al-Hajj Ahmad, al-Qur’an Kitab Sains dan Medis,65
2 Abdul Basith Al-Jamal, Daliya Shiddiq Al-Jamal, Ensiklopedi Ilmiah Dalam al-Qur’an dan Sunnah, Terj. Ahrul Tsani Fathurahman, Subhan Nur, (Jakarta: Pustaka Al-Kautsar, 2003), 17
3 KR. Muhamad Wardan, Kitab Ilmu Falak dan Hisab, 30
1
sekaligus, yaitu berputar pada sumbunya, beredar mengelilingi bumi, dan
bersama bumi beredar mengelilingi matahari.4
B. Bulan dan Gerhana
Tentang pembentukan bulan di sini ada empat teori yang diusulkan, yaitu
proses fisi bumi, penangkapan oleh bumi, kondensasi bahan pembentuk bulan
disekeliling bumi, tumbukan bumi dengan sebuah benda langit yang besar
ukurannya. Untuk memperjelas uraian diatas maka penulis akan menjelaskan
sebagai berikut:
1. Teori Fisi
Teori ini mengusulkan kalau bulan berasal dari calon bumi masih belum
memadat. Menurut pendukung teori ini proses fisi dibuktikan oleh
samanya komponen pokok pembentuk bumi dan bulan.
2. Teori Penangkapan
Teori penangkapan ini menyarankan kalau bulan terbentuk tidak terdekat
dengan bumi, tetapi ditempat lain di tata surya. Para pendukung teori ini
melihat tidak seharusnya dua objek yang berdekatan dan berjarak sama
dari matahari memiliki perbandingan unsur yang berbeda.
3. Teori Kondensasi
Menurut teori ini bumi dan bulan terbentuk bersama-sama secara terpisah
dari sumber bahan yang sama. Teori ini adalah teori yang paling banyak
memiliki penganut karena proses kondensasi yang berlangsung analog
dengan proses pembentukan tata surya.
4. Teori Tumbukan
Hipotesis ini sekarang menjadi hipotesis yang paling popular. Para ahli
yang mengusulkannya mengatakan bahwa 4,6 miliar tahun yang lalu,
waktu bumi belum memadat, sebuah benda langit besar (seukuran Mars)
menumbuk bumi.5
Selain keempat teori di atas, ada dua teori pokok mengenai asal mula
bulan. Pertama, memandang bahwa dahulu bulan merupakan bagian bumi
4 Budi Purwanto, Sains Fisika 3 Konsep dan Penerapannya, (Solo: PT. Tiga Serangkai
Pustaka Mandiri, 2007), 221 5 A. Gunawan Admiranto, Menjelajah Tata Surya, (Yogyakarta: Kanisius, 2009), 211-212
2
dan terpisahkan dari bumi oleh kekuatan pasang air atau oleh daya tarik
gravitasi dari sebuah bintang yang lewat. Bukan dicabut dari lubang dalam
kerak bumi, yang sekarang diisi oleh Samudera Pasifik. Teori kedua,
menekankan bahwa bumi dan bulan terbentuk pada waktu yang hampir
bersamaan dari suatu timbunan materi dingin, yang pada waktu itu berkeliling
di sekitar matahari. Proses serupa ditekankan pula bagi asal mula planet-
planet lain dan satelit-satelitnya. Dalam teori pertama, diduga bahwa materi
aslinya panas dan membentuk benda-benda yang sekarang menjadi dingin.
Sebaliknya teori kedua menggambarkan pembentukan bumi, bulan, dan
benda-benda tata surya lain dari materi dingin, beberapa diantaranya sekarang
menjadi panas sebagai akibat tekanan internal dan radioaktivitas. Teori ketiga
menyatakan bahwa bulan itu bekas planet yang terperangkap oleh bumi.
Menurut hipotesis yang kedua, bulan itu kira-kira sama tuanya dengan
bumi, yaitu sekitar 4.500.000.000 tahun. Akan tetapi sudah barang tentu
bagian permukaan bulan berbeda-beda menurut umurnya, tepat seperti halnya
dengan bagian permukaan bumi. Berikut ini akan dijelaskan sifat-sifat bulan:
1. Permukaan Bulan
Seorang pengamat bulan di bumi dapat membedakan daerah-daerah
yang terang dan yang gelap. Daerah yang terang pada umumnya
merupakan tanah tinggi, sedangkan daerah yang gelap merupakan daerah
rata serta rendah. Banyak bagian yang terlihat, bentuk bayangan-
bayangan ke permukaan bulan.
Daerah terang adalah dataran-dataran tinggi yang diberi nama Terrae
yang artinya bumi. Sedangkan daerah gelap disebut Maria yang artinya
laut.6
2. Jarak dan Besar Bulan
Bulan adalah benda langit yang letaknya terdekat dengan bumi, bahkan
dia adalah satelit bumi (“pengiring bumi”). Dari hasil pengukuran yang
6 A. Gunawan Admiranto, Menjelajah Tata Surya, 202
3
dilakukan ternyata jarak rata-ratanya dari bumi adalah 385.000 km atau
1/375 jarak rata-rata bumi-matahari, atau juga 60 x jari-jari bumi.
Diameter bulan adalah 3.480 km, sekitar ¼ diameter bumi. Planet-
planet lain dalam tata surya mempunyai satelit, beberapa diantaranya
lebih besar dari milik kita. Akan tetapi, bulan adalah yang terbesar dalam
hubungannya dengan besar planet induknya. Massa bulan yang di ukur
dengan efek gravitasinya atas bumi, adalah 1/81 massa bumi. Volumenya
1/50 volume bumi. Oleh karena itu, bulan kurang padat dari pada bumi.
3. Kecerahan dan Suhu Bulan
Bulan tidak mempunyai cahaya sendiri, tetapi bulan bersinar karena
cahaya pantulan. Persentase cahaya yang dipantulkan oleh bulan dikenal
sebagai albedonya. Bulan memantulkan rata-rata hanya 7% cahaya
matahari yang jatuh secara vertikal diatasnya. Karena di bulan banyak
daerah cerah dan gelap, beberapa daerah memantulkan lebih banyak
cahaya, beberapa daerah lainnya kurang. Seluruh cahaya yang kita lihat
pada bulan, datang dari matahari, baik secara langsung maupun tidak
langsung sebagai sinar bumi, setelah pemantulan dari bumi. Permukaan
bumi merupakan reflektor yang jauh lebih baik dari pada permukaan
bulan.
Bila di bulan tengah hari, dengan matahari langsung di atas kepala,
suhunya 110C. Pada malam hari suhu bulan turun sampai sekitar -1 3C.7
Perbedaan yabg ekstrem tersebut terjadi karena bulan tidak mempunyai
atmosfer. Atmosfer bertindak sebagai selimut dan mencegah pendinginan
dan pemanasan yang melampaui batas. Bukti langsung bahwa bulan tidak
mempunyai atmosfer, diperoleh dengan memperhatikan okultasi, yaitu
lintasan sebuah bintang di belakang bulan. Seandainya bulan mempunyai
atmosfer, bintang yang lewat itu akan melenyap berangsur-angsur, tetapi
bintang itu selalu menghilang secara tiba-tiba pula pada sisi lain bulan.
7 Budi Purwanto, Sains Fisika 3 Konsep dan Penerapannya untuk Kelas IX SMP dan MTs,
221
4
4. Orbit dan Librasi Bulan
Bulan tidak selalu terletak pada bidang yang sama. Baik bentuk
maupun posisinya yang relatif terhadap matahari dan bumi terus-menerus
berubah. Karena sebab inilah, bagian bulan yang terlihat dari bumi agak
berbeda sehingga setelah suatu periode waktu kita dapat melihat 59%
permukaan bulan pada suatu tempat pengamatan di bumi.8 Perubahan–
perubahan dalam orbit bulan terjadi dalam daur-daur. Karena hal inilah,
permukaan bulan yang dapat dilihat mengalami gerak berguncang, atau
librasi, yang menjadikan daerah-daerah kecil di dekat tepi cakram yang
dapat diamati itu terlihat.
Bagian bulan yang dapat kita saksikan dari bumi ternyata lebih luas
sedikit dari separo bagian dari bulan separuhnya. Sebab kutub-kutub
bulan (“kutub” utara dan selatannya), begitu pula bagian-bagian tepi (kiri
dan kanan) dapat berganti-ganti tampak pada kita. Kejadian ini
disebabkan oleh suatu gejala yang disebut “gejangan” semu bulan
terhadap bumi atau librasi bulan. Ada 3 librasi dikenal: a. Librasi dalam
Garis Lintang
Librasi dalam garis lintang ini disebabkan karena sumbu bulan
yang letaknya miring (condong) terhadap bidang lintasannya dan tetap
kedudukannya selama peredarannya mengelilingi bumi.
b. Librasi dalam Garis Membujur
Librasi dalam garis membujur ini terjadi karena kecepatan
bergeraknya bulan memgelilingi bumi tidaklah tetap, kadang-kadang
cepat, kadang-kadang lambat. Padahal geraknya berputar pada
sumbunya selalu tetap.
c. Librasi Paralaks
Librasi ini terjadi kerana adanya beda lihat antara orang-
orang/pengamat-pengamat yang berada di tempat-tempat yag berlainan
letaknya di bumi. Akibat librasi yang tiga macam itu, maka
sesungguhnya orang di bumi dapat melihat lebih dari separo dari
8A. Gunawan Admiranto, Menjelajah Tata Surya, 204
5
bagian bulan. Menurut perhitungan (yang dibulatkan) data-data itu
sebagai berikut:
- 3/7 bagian bulan tidak pernah tampak dari bumi.
- 3/7 bagian tetap menghadap (dan tampak ke bumi).
- 1/7 bagian dapat di lihat karena librasi. Jadi permukaan bulan yang
dapat dilihat dan dikenal dari bumi kira-kira ada 4/7
5. Gerhana Bulan
Menurut sejarah pengamat yang memiliki antusias sangat tinggi
mengenai perkiraan gerhana diawali oleh peramalan Thales, yaitu seorang
filosof dari Miletus yang meninggal pada tahun 546 SM. Ahli sejarah
Yunani bernama Herodotus telah memberikan pernyataan peramalan
dramatis disaat berlangsungnya perang antara bangsa Lydia dan bangsa
Mede di tahun keenam. Pada waktu itu pertempuran berlangsung di siang
hari yang cerah dimana pertempuran sengit itu berlangsung tiba-tiba
langit langit berubah menjadi gelap seperti suasana malam hari.9
Thales dari Miletus telah meramalkan terjadinya fenomena alam yang
kehilangan terang hari itu kepada bangsa Ionia (Miletus berada dalam
distrik Ionia) dengan menetapkannya dalam tahun yang di dalamnya
sungguh terjadi. Sehingga ketika bangsa Lydia dan Bangsa Mede melihat
siang hari berubah menjadi gelap mereka tersentak menghentikan perang
atau pertempurannya dan keduanya lebih bersemangat untuk melakukan
perdamaian. Gerhana ini telah diidentifikasi dengan gerhana yang terjadi
pada tanggal 28 Mei 585 SM. Ramalan Thales didasarkan pada suatu
penemuan yang sangat menarik oleh para astronomi bangsa Chaldea.
Mereka meramalkan terjadinya gerhana Matahari dari pengalaman
gerhana yang terjadi sebelumnya.10
Mengenai gerhana ini sudah bisa diperhitungan kapan akan terjadinya
gerhana yang sering dikenal sebagai periode saros. Dalam sejarah kuno,
para astronom Babilonia telah melakukan observasi dan perhitungan
9 Muh Rasywan Syarif, Thesis (Fiqh Astronomi gerhana Matahari), 10
10Muh Rasywan Syarif, Thesis (Fiqh Astronomi gerhana Matahari), 10-11
6
terhadap gerhana dan mencatat bahwa gerhana Matahari dan gerhana
Bulan terjadi dalam rangkaian dan periode tertentu. Perhitungan ini
ditemukan oleh Thales dan dijadikan sebagai dasar untuk
memprediksikan terjadinya gerhana. Kata saros berasal dari bahasa babel
“sar” yang menunjukan arti suatu ukuran. Kata ini pertama kali
digunakan sebagai istilah periode gerhana oleh Elmond Halley pada
tahun 1691 M.11
Lama waktu dalam satu siklus Saros ini merupakan keselarasan antara
tiga periode orbit Bulan, yaitu siklus Bulan sinodik, siklus Bulan
anomalistik, dan siklus Bulan drakonik. Satu periode sinodik
membutuhkan selang waktu 29,53059 hari dimana Bulan kembali dari
fase Bulan baru ke Bulan baru berikutnya. Satu periode anomalistik
membutuhkan selang waktu 27,55444 hari dimana satu kali Bulan
mengorbit Bumi dan kembali dengan jarak yang sama. Sedangkan satu
periode drakonik membutuhkan selang waktu 27,1222 hari dimana bulan
kembali berada di titik simpul yang sama.12
Siklus Saros merupakan siklus gerhana (sekitar 6585,3213 hari, atau
sekitar 18 tahun 11 1/3 hari), yang dapat digunakan untuk memprediksi
gerhana Matahari serta gerhana Bulan. Satu siklus setelah gerhana,
Matahari, Bumi, dan Bulan kembali ke bidang geometri yang relatif sama,
dan gerhana yang hampir identik akan terjadi.13
Satu periode Saros
adalah 18 tahun 11 hari lebih 1/3 hari atau 223 kali bulan sinodis. Karena
gerhana yang dipisahkan oleh 223 kali bulan sinodis mempunyai
karateristik yang sama.
Gerhana bulan yaitu Peristiwa alam dimana piringan bulan memasuki
kerucut bayangan bumi. Gerhana Bulan hanya terjadi ketika Istiqbal
(berhadapan),yaitu bujur astronomi Bulan berbeda 180 derajat dengan
11 Dikutip dari majalah Zenith edisi kesepuluh “Unifikasi Kalender Hijriyah Antara Harapan
Dan Tantangan”. 2013, 3
12 Majalah Zenith edisi kesepuluh “Unifikasi Kalender Hijriyah Antara Harapan Dan Tantangan”, 3
13 http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_Saros, akses tanggal, 16 oktober 2017
7
bujur astronomi matahari, sedangkan deklinasinya sama-sama 0 derajat
atau hampir sama harganya walaupun tandanya berbeda.14
Gerhana
Matahari ataupun gerhana Bulan itu tergantung pada gerakan-gerakan
Matahari, Bumi, dan Bulan yang teratur. Gerhana Bulan terjadi ketika
Bulan berada dalam daerah bayang-bayang Bumi. Pada saat ini umbra
Bumi menutupi Bulan. Kejadian ini terjadi jika Matahari, Bumi dan
Bulan berada pada satu garis lurus, dan Bumi terletak diantara Matahari
dan Bulan. Jenis gerhana Bulan ada tiga, yaitu gerhana Bulan total,
gerhana bulan sebagian, dan gerhana penumbra.15
Sebenarnya istilah gerhana hanyadapat digunakan khusus untuk
peredaran Bumi, Matahari dan Bulan. Sedangkan pada umumnya, istilah
yang dipakai untuk menunjukkan peristiwa seperti gerhana ini adalah
“Okultasi”. Okultasi ialah fenomena alam ketika suatu objek benda langit
ditutupi oleh objek lain yang lebih besar. Maksud “lebih besar” disini
ialah dalam perspektif pandangan yang terlihat, lebih tepatnya bisa
diartikan sebagai obyek yang lebih dekat, karena obyek yang lebih dekat
biasanya terlihat lebih besar dari pada obyek yang jaraknya lebih jauh dari
Bumi.16
Okultasi itu sama halnya dengan gerhana, hanya saja gerhana adalah
istilah untuk peristiwa pada suatu orbit benda yang berkaitan, yaitu
dikhususkan untuk aktivitas bulan-bumi-matahari, sedangkan okultasi
adalah istilah untuk orbit yang tidak berkaitan, alias lebih umum.17
Peristiwa lain yang prinsipnya sama dengan gerhana ialah “Transit”,
Transit adalah peristiwa melintasnya sebuah benda langit pada obyek lain
dalam meridian yang sama. Arti lainnya adalah peristiwa melintasnya
14 Abu Syaiful Mujab Noor Ahmad, Risalah Nurul Anwar, ( Kudus: Cetakan TBS), hlm 36
15 Slamet Hambali, Pengantar Ilmu Falak Menyimak Proses Pembentukan Alam Semesta, (Banyuwangi: Bismillah publisher, 2012), 232
16 http://id.wikipedia.org/wiki/Okultasi, 3/12/2013, 14:55 17 http://groups.yahoo.com/neo/groups/astronomi_indonesia/conversations/topics/
2695, 3/12/2013, 15:00
8
sebuah planet di depan piringan planet yang lebih besar dan dapat diamati
dari Bumi.18
Tidak hanya itu warna gerhana Bulan dapat diketahui juga,
spesifikasinya tergantung dari seberapa besar nilai Apparent Latitude
(Lintang Bulan) ketika terjadi Istiqbal (berhadapan/Purnama), rinciannya
sebagai berikut:
a. 0,000 o s/d 0,167
o : Hitam Pekat
b. 0,167 o s/d 0,333
o : Hitam Kehijauan
c. 0,333 o s/d 0,500
o : Hitam Kemerahan
d. 0,500 o s/d 0,667
o : Hitam Kekuningan
e. 0,667 os/d 0,833 o : Kedebuan
f. 0,833 o s/d 1,000 o : Kelabu
Gerhana bulan tidak selalu gelap seluruhnya tergantung gerak
bulannya yang mendekati zonagerhana, oleh kaerna itu gerhana bulan
dapat dibagi empat macam:
1) Gerhana Bulan Umbra Total
Ketika seluruh piringan Bulan masuk dalam bayangan umbra Bumi.
2) Gerhana Bulan Umbra Sebagian
Ketika sebagian piringan Bulan masuk bayangan umbra Bumi.
3) Gerhana Bulan Penumbra Total (Semu Total)
Ketika seluruh piringan Bulanmasuk dalam bayangan penumbra Bumi.
4) Gerhana Bulan Penumbra Sebagian (Semu Sebagian)
Yaitu ketika sebagian piringanBulan masuk dalam bayangan penumbra
Bumi.19
Bayangan yang dibentuk oleh bumi mempunyai dua bagian yaitu,
pertama bagian yang paling luar yang disebut bayangan penumbra atau
bayangan semu dan bagian dalam disebut dengan bayangan umbra atau
bayangan inti. Pada bayangan penumbra hanya sebagian piringan
Matahari yang ditutupi oleh Bumi, sedangkan pada bayangan umbra
18 http://glosarium.org/arti/?k=transit, 3/12/2013, 15:05 19 Ahmad Izzan, M.Ag dkk, Studi Ilmu Falak, ( Banten : Pustaka Aufa Media, 2013), hlm 176-177
9
seluruh piringan matahari tertutupi oleh bumi, sehingga ketika Bulan
melewati umbra, Bulan akan terlihat gelap karena cahaya Matahari yang
masuk ke bulan dihalangi oleh Bumi. Ini yang dinamakan dengan
peristiwa gerhana total.20
Gerhana Bulan penumbra yaitu Bulan hanya melewati bayangan
penumbra Bumi dan hal ini hanya bisa dilihat apabila lebih dari setengah
piringan Bulan masuk pada bayangan penumbra Bumi. Bahkan ada
astronom yang mengatakan hanya gerhana penumbra yang akan bisa
dilihat apabila magnitudenya minimal 0,7. Sedangkan untuk gerhana
umbra terjadi apabila bulan melewati umbra bumi, dimana jika seluruh
piringan bulan melewati seluruh bayangan umbra bumi disebut gerhana
total dan jika bulan melewati sebagian umbra bumi disebut gerhana bulan
sebagian.21
Dengan hal demikian maka cahaya Bulan yang hilang saat gerhana
Bulan terjadi bisa dijelaskan secara ilmiah. Dimana cahaya yang
seharusnya terpantulkan dari Matahari namun terhalangi oleh Bumi,
sehingga cahayanya tidak bisa sampai ke Bulan dan hal ini menjadikan
Bulan terlihat gelap.
Semua benda langit berjalan pada garis-garis edarnya sendiri-sendiri di
alam semesta. Jadi, benda-benda tersebut seolah-olah dekat dengan yang
ada di laut yang luas. Di antara bukti-bukti kekuasaan Allah dengan
ciptaan-Nya yang indah adalah pergantian, yakni senantiasa terjadi siang
dan malam. Malam dipilah dari siang dan siang pun dipilah dari malam.
Sebagai hasil dari berputarnya bumi pada sumbunya (rotasi) dari barat ke
timur, maka muncul Matahari pada salah satu ufuk lainnya dengan sangat
teratur dan indah.
Allah SWT sebagai pencipta langit dan bumi menjadikan garis edar
sendiri-sendiri bagi Matahari maupun Bulan, yang masing-masing
beredar. Sehingga yang satu tidak menutupi cahaya lainnya kecuali pada
20 Ahmad Izzuddin, Ilmu Falak Praktis, (Semarang: PT Pustaka Rizki Putra. 2012), 108
21 Ahmad Izzuddin, Ilmu Falak Praktis,108
10
saat-saat tertentu saja ketika terjadi gerhana Matahari ataupun gerhana
Bulan. Jadi, sebagaimana telah dikatakan bahwaMatahari beredar
mengelilingi Bumi dalam gerakan secara semuyang ditimbulkan dari
beredarnya Bumi sekeliling Matahari. Gerakan seperti inilah yang
dirasakan penumpang kereta api ketika ia melihat pohon-pohon dan tiang-
tiang telepon, dan desa-desa tampak bergerak tanpa ia merasakan
gerakannya sendiri.
C. Hukum Gravitasi
Penemu hukum gravitasi adalah Isaac Newton. Gravitasi berasal dari kata
gravitas yang berarti berat dalam bahasa Yunani. Jika gaya gravitasi
mencapai puncak tertinggi pohon apel, mungkinkah gravitasi juga mencapai
posisi yang lebih jauh, misalnya sampai ke bulan? Jika iya, boleh jadi Bulan
mengelilingi Bumi akibat adanya gaya gravitasi.22
Dalam penelitiannya, Newton menyimpulkan, bahwa gaya gravitasi atau
gaya tarik-menarik dapat berlaku secara universal dan sebanding oleh massa
masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua
benda, dan dirumuskan:
F = G
F = gaya tarik-menarik antara kedua benda (N)
m1 = massa benda 1 (kg)
m2 = massa benda 2 (kg)
r = jarak antara kedua pusat benda (m)
G = tetapan gravitasi universal
Pada gerak melingkar sering disebutkan istilah frekuensi dan periode.
Frekuensi ( ) adalah banyaknya putaran yang dilakukan objek dalam satu
22 Nataresmi Abd Hanan, Perjalanan Kosmos Memahami Alam Semesta, (Surabaya: Selasar
Surabaya Publishing, 2009), 41
11
detik. Periode ( ) adalah waktu yang dibutuhkan objek untuk menyelesaikan
satu putaran penuh. Berikut rumus persamaannya:
Dimana:
= banyak putaran
= waktu (s)
1 putaran = rad (radian)
1 rpm (rotasi per menit) = .
Periode dan frekuensi dihubungkan dengan persamaan:
Dimana:
= periode (s)
= frekuensi (Hz)
Kecepatan dan Percepatan Gerak Melingkar
Pada gerak melingkar terdapat hal penting yang harus kamu perhatikan,
yaitu semua persamaan kecepatan dan percepatan selalu menggunakan
persamaan kecepatan sudut dan percepatan sudut. Perhatikan gambar lintasan
di bawah ini:
Kecepatan ( ) merupakan kecepatan linier atau kecepatan yang biasa kamu
jumpai dalam gerak lurus. Kecepatan sudut atau disebut omega ( ) dan kecepatan
linear ( ) dihubungkan dengan persamaan:
12
Dimana:
= kecepatan linear (m/s)
= jari-jari lintasan (m)
Nilai kecepatan sudut dapat dicari jika diketahui frekuensi ataupun
periodenya. Untuk mencari nilai kecepatan sudut ( ) dipakai rumus:
Atau
Dimana:
= kecepatan sudut (rad/s)
= 22/7 atau 3,14
Pada gerak melingkar, terdapat suatu percepatan pada objek yang mengarah ke
pusat titik lintasan yang dinamakan percepatan sentripetal. Percepatan sentripetal
arahnya tegak lurus dengan arah kecepatan linear. Perhatikan gambar dibawah.
Persamaan percepatan sentripetal yakni:
Dimana:
= percepatan sudut (m/s2)
13
Percepatan sentripetal ( ) menyebabkan timbulnya gaya sentripetal ( ) yang
juga mengarah ke pusat titik lintasan. Gaya sentripetal harus ada agar objek tetap
bergerak dalam lintasannya (lingkaran). Perhatikan gambar dibawah.
Persamaan gaya sentripetal yakni:
Dimana:
= gaya sentripetal (N)
= massa benda (m)
Jika sebuah benda digerakkan melingkar secara vertikal, maka komponen gaya-
gayanya dapat dilihat pada gambar dibawah.
Kamu dapat langsung mencari nilai kecepatan linier benda dengan persamaan:
Pada kasus gerak melingkar sebuah mobil yang berbelok dengan lintasan
melingkar, kamu dapat langsung mencari kecepatan liniernya dengan persamaan
diatas juga.
14
Jika lintasannya memiliki kemiringan sebesar seperti pada gambar diatas,
maka dimasukkan pula kemiringan sudutnya sehingga persamaan kecepatan
liniernya menjadi:
Contoh Soal Gerak Melingkar
Sebuah benda bermassa 1 kg bergerak dengan laju tetap 10 m/s. Jika pada
partikel tersebut bekerja gaya 100 N yang arahnya selalu menuju satu titik,
tentukanlah lintasan dari partikel tersebut.
(A) lingkaran dengan jari-jari 1 m
(B) cylindrical helix dengan jari-jari 1 m
(C) garis lurus
(D) ellipse dengan major axis = 2 m dan minor axis = 1 m
(E) sinusoidal dengan amplitudo 1 m
Percepatan sentripetal benda sebesar:
Jika diketahui kecepatan liniernya, maka dapat dicari jari-jari lintasannya dengan
rumus:
Jadi, benda tersebut mengalami gerak melingkar dengan jari-jari lintasan sebesar
1 m.23
23 Studio Belajar, http://www.studiobelajar.com/gerak-melingkar/di akses 17/10/2017
15
D. Kritik Hukum Gravitasi Bumi terhadap Bulan
1. Agung Waluyo dalam berita IPTEK tanggal 25 Oktober 2014
Newton sendiri tidak mengindikasikan bagaimana gaya gravitasi
bekerja. Ia hanya mengatakan bahwa gravitasi adalah satu gaya yang
sudah dari sananya dibawa oleh benda bermassa. Menurut Newton, sebuah
benda bermasssa akan mengerjakan gaya tarik kepada benda bermassa lain
yang berada dalam jangkauan gaya gravitasi benda yang bermassa lebih
besar. Gaya tarik gravitasi itu bekerja dan menjelajah ruang hampa
diantara dua benda tadi dalam waktu sesaat.
Hal ini bertentangan dengan klaim Einstein bahwa tidak ada energi
maupun massa yang bisa memiliki kecepatan melebihi kecepatan cahaya.
Mengingat jangkauan gaya gravitasi yang mencapai ribuan bahkan jutaan
kilometer, maka gaya gravitasi tidaklah mungkin menjelajah angkasa luar
dalam waktu yang singkat. Jika gaya gravitasi bergerak dengan cara yang
sama seperti cahaya bergerak, maka Einstein berkesimpulan kecepatan
gaya gravitasi bekerja juga tidak boleh melebihi kecepatan cahaya.
Dengan jarak jangkauan yang jauh maka jelas gravitasi memerlukan waktu
yang panjang untuk menjelajah ribuan bahkan jutaan kilometer.
Einstein temukan berhubungan dengan prinsip ekuivalen. Secara
sederhana prinsip ini menggambarkan bahwa semua hukum fisika akan
berperilaku sama dalam kerangka acuan mana saja, baik dalam kerangka
diam, dalam kerangka yang berjalan dengan kecepatan konstan maupun
dengan laju kecepatan yang positif.
Misalkan kita berada dalam sebuah pesawat ruang angkasa yang
berada di ruang hampa dan pesawat itu bergerak ke atas dengan laju
kecepatan yang sama dengan laju kecepatan gravitasi bumi yaitu 9,8 meter
per detik kuadrat. Jika ada sebuah buku yang melayang dalam pesawat itu,
maka buku itu akan bergerak menuju lantai pesawat dengan laju kecepatan
16
yang sama pula: 9,8 meter per detik kuadrat. Jika buku dengan berat yang
sama dilepaskan dari ketinggian tertentu di bumi dalam pengaruh gravitasi
bumi, maka buku itu pasti akan jatuh bumi dengan laju kecepatan yang
sama pula.
2. Posted by hawkson in Artikel X-News, Tempat Misterius
Satu lagi fenomena aneh yang menjadi tamparan keras bagi hukum
Gravitasi, Issac Newton. Wilayah Santa Cruz, California terdapat suatu
fenomena alam yang unik. Ditempat itu terjadi keanehan yang mungkin
akan membuat kita terheran-heran dan kebingungan jika mengunjungi
tempat tersebut.
Pasalnya ditempat yang merupakan hamparan hutan subur itu seakan-
akan membuktikan bahwa tidak berlakunya lagi hukum gravitasi Newton.
Pepohonan yang tumbuh, berdiri miring dengan arah kemiringan yang
sama bahkan bisa dibilang hampir tumbang. Banyak orang yang menyebut
tempat ini sebagai “titik misterius”.
3. Dwi Murdaningsih OTO TEK Republik tanggal 12 Februari 2016
Gelombang gravitasi merupakan riak di alam semesta. Para ilmuwan
mendeteksi gelombang gravitasi menggunakan advanced laser
interferometer gravitational wave observatory (LIGO). Dilansir dari
Bussiness Insider, bukan hal yang mudah bagi ilmuwan dalam
menemukan gelombang ini. Para ilmuwan dipaksa memeriksa beberapa
fakta yang masih membingungkan terkait penemuan terbaru ini. Berikut
ini beberaoa fakta-faktanya:
a. Gelombang gravitasi pertama kali diprediksi oleh Albert Einstein 100
tahun lalu. Butuh waktu panjang bagi para ilmuwan untuk
mengonfirmasi teori ini.
17
b. Para ilmuwan menduga bahwa dua penggabungan lubang hitam
memancarkan lebih banyak energi dalam bentuk gelombang gravitasi
dalam beberapa menit terakhir sebelum keduanya bertabrakan dari
bintang tunggal dan memancar selama miliar tahun.
c. Gelombang gravitasi memperluas struktur ruang waktu namun hanya
dalam jumlah yang sangat kecil. Instrumen LIGO dirancang
mendeteksi distorsi yang 1 juta kali lebih kecil dibandingkan diameter
atom hidrogen.
d. Gelombang gravitasi memungkinkan ilmuwan mendeteksi pertama
kalinya ketika dua lubang hitam berbenturan. Sinyal yang ditemkan
baha tabrakan dua lubang hitam tersebut menghasilkan energi yang 50
kali lebih besar dibandingkan semua kekuatan bintang jika disatukan
di alam semesta.
e. Bukan hanya lubang hitam yang memancarkan gelombang gravitasi.
Matahari dan bumi juga memancarkan gelombang gravitasi. Namun,
gelombang gravitasi matahari dan bumi 100 miliar kali lebih kecil
dibandingkan gelombang yang dihasilkan dari penggabungan dua
lubang hitam. Alhasil, menjadi mustahil mendeteksi gelombang di
bumi atau matahari menggunakan teknologi yang ada saat ini.
f. Para lmuwan memperkirakan dua lubang hitam menyatu di suatu
tempat di alam semesta setiap 15 menit. Artinya, nanti akan semakin
banyak banyak gelombang gravitasi yang bisa dideteksi.
g. Sebelum gelombang gravitasi pertama dideteksi, ilmuwan tidak
memiliki cara apahak lubang hitam bisa bergabung. Jadi, penemuan ini
tidak hanya mengonfirmasi prediksi Einstein, namun juga
memunculkan perilaku baru dalam kosmos yang belum diketahui
sebelumnya.
18
E. Kesimpulan
1. Bulan merupakan satelit bumi. Satelit berarti pengiring. Karena bulan selalu
mengiringi bumi pada peredarannya.
2. Ada 3 librasi bulan: Librasi dalam Garis Lintang, Librasi dalam Garis Membujur,
Librasi Paralaks.
3. Macam gerhana bulan, yaitu: Gerhana Bulan Umbra Total, Gerhana Bulan Umbra
Sebagian, Gerhana Bulan Penumbra Total (Semu Total), Gerhana Bulan
Penumbra Sebagian (Semu Sebagian).
4. Penemu hukum gravitasi adalah Isaac Newton, Newton menyimpulkan, bahwa
gaya gravitasi atau gaya tarik-menarik dapat berlaku secara universal dan
sebanding oleh massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak kedua benda.
19
Daftar Pustaka
Ath-Thabari, Abu Ja’far Muhammad bin Jarir. Tafsir Ath-Thabari Jilid 2. Jakarta :
Pustaka Azzam. 2009.
Ath-Thabari, Abu Ja’far Muhammad bin Jarir, Tafsir Ath-Thabari Jilid
18. Jakarta: Pustaka Azzam. 2009
Bahreisy, H. Salim dan H. Said Bahreisy. Terjemah singkat Tafsir Ibnu Katsir jilid 3. Surabaya: PT Bina Ilmu. 1990.
Bahreisy,H. Salim dan H. Said Bahreisy. Terjemah singkat Tafsir Ibnu Katsir jilid
4. Surabaya: PT Bina Ilmu. 1990.
Tim Tashih Departemen Agama. Al-Qur’an dan Tafsirnya. Yogyakarta: PT Dana Bhakti Prima Yasa. 1995.
Qurthubi, Syaikh Imam. Tafsir Al-Qurthubi. Jakarta : Pustaka Azzam, 2008.
Thayyarah, Nadiah. Buku Pintar Sains dalam Al-Qur’an. Jakarta: Penerbit Zaman, 2013.
Hambali, Slamet. Pengantar Ilmu Falak menyimak proses pembentukan alam semesta. Banyuwangi: Bismillah publisher, 2012.
Majalah Zenith edisi kesepuluh “Unifikasi kalender Hijriyah antara harapan dan tantangan”. 2013.
Izzuddin, Ahmad. Ilmu Falak Praktis. Semarang: PT Pustaka Rizki Putra. 2012.
Syarif, Muh Rasywan. Thesis (Fiqh Astronomi gerhana Matahari). 2012.
http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_Saros
20