BUMI
Bumi adalah planet terdekat ketiga
dari Matahari yang merupakan planet terpadat dan terbesar kelima dari delapan
planet dalam Tata Surya. Bumi juga merupakan planet terbesar dari empat planet
kebumian di Tata Surya. Bumi terkadang disebut dengan dunia atau Planet Biru.
Bumi terbentuk sekitar 4,54 miliar
tahun yang lalu, dan kehidupan sudah muncul di permukaannya paling tidak
sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu.[23] Biosfer Bumi kemudian secara perlahan
mengubah atmosfer dan kondisi fisik dasar lainnya, yang memungkinkan terjadinya
perkembangbiakan organisme serta pembentukan lapisan ozon, yang bersama medan
magnet Bumi menghalangi radiasi surya berbahaya dan mengizinkan makhluk hidup
mikroskopis untuk berkembang biak dengan aman di daratan.[24] Sifat fisik,
sejarah geologi, dan orbit Bumi memungkinkan kehidupan untuk bisa terus
bertahan.
Gravitasi
Gaya gravitasi adalah salah satu
jenis gaya yang dipengaruhi oleh gaya tarik menarik sebuah benda ke pusat benda
tersebut. Sehingga, gaya gravitasi bumi adalah gaya tarik menarik sebuah benda
menuju ke pusat bumi. Hukum Gravitasi Newton menyatakan bahwa gaya gravitasi
merupakan antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yang besarnya
berbanding lurus dengan perkalian massa masing-masing benda dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.
Newton kemudian berteori bahwa dua
buah benda yang terpisah pada suatu jarak tertentu cenderung saling
tarik-menarik, dan hal ini adalah bagian dari gaya alamiah. Dua benda yang
dimaksud ini adalah benda yang jatuh menuju pusat bumi dan bumi itu sendiri.
Gaya tarik ini kemudian dinamakan gaya gravitasi bumi.
Penelitian modern tentang teori
gaya gravitasi dilakukan oleh Galileo Galilei di akhir abad ke-16 dan awal abad
ke-17. Percobaan tersebut dimulai dengan menjatuhkan bola dari Menara Pisa dan
bola yang meluncur akan diukur melalui kemiringan. Hasilnya, Galileo
menunjukkan bahwa besarnya percepatan gravitasi adalah sama untuk semua benda.
Hal tersebut merupakan kemajuan besar dari teori Aristoteles sebelumnya, bahwa
objek yang lebih berat memiliki percepatan gravitasi yang lebih besar. Galileo
juga membuat postulat hambatan udara sebagai alasan benda dengan massa kecil
memungkinkan untuk jatuh lebih pelan di permukaan. Hasil kerja Galileo tersebut
menjadi dasar bagi teori gravitasi Newton.
Hukum Gravitasi Universal Newton
Hukum gravitasi universal Newton
dirumuskan sebagai berikut: "Setiap massa menarik massa titik lainnya
dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik. Adapun, besar
gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa tersebut dan
berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut."
Dengan,
F: besar dari gaya gravitasi
antara kedua massa titik tersebut (N)
G: konstanta gravitasi
m1: besar massa titik pertama (kg)
m2: besar massa titik kedua (kg)
r: jarak antara kedua massa titik
(m)
g: percepatan gravitasi (m/s2)
Dari persamaan ini dapat
diturunkan persamaan untuk menghitung berat. Berat suatu benda adalah hasil
kali massa benda tersebut dengan percepatan gravitasi bumi. Persamaan tersebut
dapat dituliskan sebagai berikut:
W = mg
Di mana,
W adalah gaya berat benda
tersebut,
m adalah massa dan
g adalah percepatan gravitasi.
Medan gravitasi
Besaran yang menyatakan medan
gravitasi disebut juga sebagai kuat medan gravitasi (g), yaitu gaya gravitasi
di tiap satuan massa. Dengan demikian, pengertian kuat medan gravitasi adalah besar
gaya gravitasi di tiap satuan massa benda yang mengalami gaya gravitasi. Kuat
medan gravitasi (g) pada titik apa pun di suatu ruang kemudian didefinisikan
sebagai pengertian gaya gravitasi (F) per satuan massa dan bermassa uji (M).
Kuat medan gravitasi ini disebut
juga sebagai percepatan gravitasi. Kuat medan gravitasi yang merupakan besaran
vektor. Jika suatu benda dipengaruhi oleh gaya gravitasi beberapa benda lainnya
maka besar kuat medan gravitasi yang dialami benda ini kemudian menjadi
resultan vektor kuat medan gravitasi yang bekerja terhadap benda itu. Selain
itu, makin jauh jarak benda dari permukaan bumi, maka akan makin kuat juga
medan yang dialami benda tersebut.
pengaruh gaya
terhadap benda kemudian akan menyebabkan beberapa keadaan sebagai berikut:
·
Gaya akan mengubah benda diam menjadi bergerak. Gaya sendiri dapat
menyebabkan suatu benda diam menjadi keadaan bergerak. Contoh gaya ini seperti
kelereng yang diam, kemudian disentil sehingga akhirnya bergerak. Selain itu,
pada meja yang diam, kemudian didorong atau sebagainya sehingga akan berpindah
posisi (tempat).
·
Gaya dapat mengubah suatu benda bergerak menjadi diam. Gaya juga dapat
menyebabkan suatu benda yang bergerak menjadi terdiam. Contoh kejadian gaya ini
akan seperti bola yang melanjut, kemudian dihentikan dengan ditangkap oleh
seorang kiper (penjaga gawang).
·
Gaya juga mengubah arah gerak suatu benda dan dapat menyebabkan suatu benda
yang bergerak menjadi berbeda arahnya. Contoh kejadian gaya ini seperti pada
sepak bola yang terkena tiang gawang, sehingga kemudian berubah arah geraknya.
·
Gaya juga dapat mempercepat gerak suatu benda. Gaya juga akan menyebabkan
suatu benda yang bergerak menjadi lebih cepat. Contoh gaya ini misalnya pada
kendaraan bermotor yang melaju dengan cara pelan, kemudian ditambah lagi
tarikan gasnya sehingga dapat bergerak dengan lebih cepat.
·
Gaya juga dapat mengubah bentuk suatu benda. Contoh kejadian gaya ini
seperti pada plastisin yang ditekan hingga kemudian berubah dari bentuk
awalnya.
Kemagnetan Bumi
Ngomongin magnet bumi, kalian tahu
nggak kalau ternyata teori ini pertama kali dicetuskan oleh William Gilbert.
Pada teorinya dijelaskan kalau bumi bersifat magnet karena inti bumi dipenuhi
dengan loadstone atau batuan yang mengandung magnetik.
Pada eksperimennya, dia menyadari
kalau magnet bumi kehilangan kemampuan magnetiknya ketika terkena suhu yang
tinggi. Selain itu, karena kekuatan magnetik sering menghasilkan gerakan
melingkar, maka dia mulai menghubungkan fenomena magnet tersebut dengan rotasi
bumi.
Selain teori William Gilbert,
ternyata ada teori lain bernama teori dinamo yang juga menjelaskan tentang
kemagnetan bumi. Pada teori ini, inti luar bumi yang bersifat cair mengandung
arus listrik. Nah, sejumlah muatan listrik tersebut lalu berputar mengelilingi
sumbunya dan menghasilkan medan magnet.
Struktur bumi tersusun dari
beberapa lapisan, yaitu inti bumi, mantel bumi, dan kerak bumi. Inti bumi
terbagi menjadi dua, yaitu inti dalam yang bersifat padat dan inti luar yang
bersifat cair. Ketika bumi berotasi, partikel bermuatan listrik dalam cairan
inti luar bumi ikut bergerak dan menghasilkan medan magnet.
Nah, kembali ke persoalan jarum
kompas tadi. Karena bumi bersifat magnetik, maka timbul gaya tarik menarik
antara magnet bumi dengan jarum kompas, akibatnya kompas selalu menunjukan arah
utara dan selatan.
Sudut Deklinasi
Ketika menggunakan kompas, coba
kalian perhatiin lebih detail deh. Kok kayaknya ada yang aneh ya? Ternyata,
jarum utara kompas nggak menunjuk tepat ke arah utara lho. Ada penyimpangan pada
jarum kompas tersebut yang membentuk sudut bernama sudut deklinasi.
Sudut deklinasi adalah sudut yang
dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan arah utara magnet/selatan
geografis. Sudut deklinasi akan bernilai positif jika kutub utara kompas menyimpang
ke timur dan bernilai negatif jika kutub utara kompas menyimpang ke barat.
Misalnya, suatu objek yang berada di atas kutub utara memiliki sudut deklinasi
+90°, sedangkan jika objek berada di atas kutub selatan maka sudut deklinasinya
-90°.
Sudut Inklinasi
Kalian tahu nggak, kenapa sih
kedudukan jarum kompas tidak mendatar? Hal tersebut dikarenakan arah garis gaya
medan magnet bumi tidak sejajar dengan permukaan bumi (bidang horizontal).
Posisi jarum kompas ternyata agak miring pada sudut tertentu. Sudut itu
dinamakan sudut inklinasi. Lalu, apa itu sudut inklinasi?
Sudut inklinasi adalah sudut yang
dibentuk antara ujung jarum kompas dengan arah horizontal permukaan bumi. Sudut
inklinasi bernilai positif, jika kutub utara jarum kompas berada di sebelah atas
garis mendatar dan bernilai negatif jika kutub utara jarum kompas berada di
bawah garis mendatar. Misalnya, suatu objek yang berada di kutub utara memiliki
sudut deklinasi -90°, sedangkan jika objek berada di kutub selatan maka sudut
deklinasinya +90°.
Pada teori kemagnetan bumi ini,
kita dapat mengetahui beberapa fakta unik nih tentang jarum kompas. Pertama,
alasan jarum kompas selalu menunjuk ke arah utara dan selatan adalah karena
adanya gaya tarik menarik antara jarum kompas dengan magnet bumi. Kedua, pada
jarum kompas ternyata terdapat penyimpangan yang dapat membentuk sudut,
yaitu sudut deklinasi dan inklinasi.
Medan magnet Bumi mempengaruhi
benda benda yang ada di permukaan Bumi bahkan hingga ke luar angkasa. Semakin
jauh dari Bumi pengaruh magnetnya semakin melemah. Benda-benda langit seperti
meteor yang mengandung bahan-bahan logam yang dapat ditarik oleh magnet Bumi
akan tertarik masuk ke dalam atmosfer Bumi. Benda-benda tersebut cenderung
masuk dan tertarik ke arah kutub magnet Bumi yang memiliki gaya magnet paling
besar.
Apakah aurora itu ? Aurora
merupakan cahaya yang terbentuk di kutub Bumi. Aurora terbentuk akibat adanya
interaksi antara medan magnet Bumi dengan partikel-partikel dari Matahari. Saat
partikel berbahaya akibat ledakan di Matahari memasuki bumi akan didorong oleh
medan magnet untuk bergerak mengelilingi Bumi.
Jika partikel masuk, maka akan
masuk di daerah kutub dan akan terbakar sehingga berbentuk sinar aurora. Jika
energi partikel lebih besar maka partikel tersebut akan mengelilingi Bumi
seperti donat dan disebut sabuk radiasi.
Planet dan bintang dapat
menghasilkan medan magnet karena terdapat material magnetik seperti besi
didalamnya dan dengan perputarannya muncul arus yang berputar mengelilinginya.
Venus tidak memiliki medan magnet karena putarannya sangat lambat. Mars juga
tidak memiliki medan magnet. Hal itu terjadi karena dalam Mars tidak terbentuk
lelehan, sehingga besi terletak di permukaan dan tidak dapat menimbulkan medan
magnet.
Rotasi Bumi
Rotasi bumi adalah gerakan bumi
yang berputar pada porosnya, di mana poros bumi itu miring atau tidak tegak
lurus dengan bidang elipsnya yaitu sebanyak 23,5°, dan berputar dari barat ke
timur. Dibutuhkan sekitar 23 jam 56 menit untuk berputar ke titik yang
sama.
Meskipun kita nggak sadar bahwa
bumi ini berotasi setiap harinya, berikut dampak yang terjadi akibat rotasi
bumi:
1. Terjadinya siang dan malam, akibat gerakan
rotasi bumi. Pada satu waktu ada sebagian daerah yang berhadapan dengan
matahari dan ada sebagian lagi yang membelakangi matahari sehingga terjadilah
siang dan malam.
2. Gerak semu harian matahari, kita pasti sering
mendengar istilah “matahari terbit dari timur dan terbenam di barat”, dari
istilah tersebut seolah-olah mataharilah yang mengitari kita, padahal
sebenarnya bumilah yang bergerak dari barat ke timur.
3. Perbedaan waktu, bumi saat ini membagi
pembagian waktu setiap 15°, yang artinya ada 24 perbedaan waktu di bumi ini, di
mana pusat waktu berada pada Kota Greenwich, Inggris, yang berada pada bujur
0°. Itulah mengapa kalo kalian cek pengaturan jam pada hp atau laptop kalian
biasanya ada tulisan “GMT+7”. Indonesia sendiri memiliki 3 pembagian waktu
bukan? Yaitu WIB (Waktu Indonesia Barat), WITA (Waktu Indonesia Tengah), dan
WIT (Waktu Indonesia Timur).
4. Perbedaan percepatan gravitasi bumi, perbedaan
diameter pada daerah kutub dengan diameter di khatulistiwa atau disebut juga
ekuator, sehingga adanya perbedaan gravitasi. Percepatan gravitasi di daerah kutub lebih besar
dibandingkan percepatan gravitasi di daerah khatulistiwa atau ekuator.
5. Pembelokan arah angin, terjadinya efek coriolis
yaitu adanya pembelokan arah angin akibat bumi bergerak dari barat ke timur,
sehingga angin yang bergerak dari tekanan tinggi (kutub) ke tekanan rendah
(khatulistiwa), jadi belok ke arah berlawanan dengan rotasi bumi.
Revolusi Bumi
Revolusi bumi didefinisikan sebagai putaran bumi mengelilingi
matahari. Bumi berputar mengelilingi matahari selama 365 ¼ hari, atau yang
biasa kita sebut 1 tahun. Gaya
gravitasi matahari membuat bumi dan juga planet lainnya mengitari matahari
melintasi bidang elipsnya. Untuk penjelasan lebih detailnya
mengenai gravitasi ini elo juga akan mempelajarinya pada ilmu fisika yaitu
hukum gravitasi Newton.
Nah, karena
lintasannya berbentuk elips dan matahari terletak pada salah satu titik
pusatnya, maka ada saatnya jarak bumi dengan matahari berada di titik terdekat
(perihelion), dan juga berada di titik terjauh (aphelion).
Sebelum Newton
ada tiga astronom yang berperan besar mengubah pandangan kuno yang menganggap
Matahari, Bulan, planet-planet dan bintang-bintang berevolusi mengitari bumi,
serta menganggap bumi adalah pusat tata surya (geosentris). Ketiga ilmuwan
tersebut adalah Copernicus, Brahe dan Kepler.
Kepler
mempercayai bahwa Matahari mengerjakan sebuah gaya pada planetplanet dan ia menempatkan
matahari sebagai pusat sistem (heliosentris). Setelah beberapa tahun
menganalisis secara teliti data-data yang diperoleh dari Brahe, Kepler berhasil
menemukan hukum-hukum yang menjelaskan gerak orbital dari setiap planet
mengitari matahari.
Berikut
hukum-hukum Kepler yang tentang gerak planet
Hukum I Kepler :
“Semua planet bergerak pada lintasan
elips yang mengitari matahari, dimana matahari terletak pada salah satu titik
pusatnya.”
Hukum II Kepler
: “Luas daerah yang disapu oleh garis
antara matahari dan planet adalah sama untuk setiap periode waktu yang sama.”
Hukum III Kepler
: “Kuadrat periode suatu planet
sebanding dengan pangkat tiga jarak rata – ratanya dari Matahari”
Beberapa dampak dari revolusi bumi
1. Gerak semu tahunan matahari. Pada tanggal 22
Desember – 21 Juni belahan bumi bagian utara lebih condong ke arah matahari,
sementara sebaliknya 21 Juni – 22 Desember belahan bagian selatanlah yang
condong ke arah matahari.
2. Terjadinya perbedaan musim. Pada bulan Desember,
bagian selatan lebih condong ke matahari sehingga bagian selatan mengalami
panas yang lebih lama dan mengalami musim panas, sehingga pada bagian utara
yang tidak terpapar matahari mengalami musim dingin. Begitu juga sebaliknya
pada bulan Juni.
3. Perbedaan lamanya siang dan malam, ada saatnya
siangnya lebih lama dan ada saatnya malamnya lebih lama. Pada bulan Juni,
bagian utara bumi lebih condong ke matahari, sehingga bagian utara memiliki
waktu siang lebih lama, dan bagian selatan memiliki waktu malam yang lebih
lama. Begitu juga sebaliknya pada bulan Desember.
Sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/Bumi,
https://www.kompas.com/skola/read/2022/09/03/080000869/gaya-gravitasi--pengertian-hukum-medan-dan-fungsinya?page=all,
https://www.gramedia.com/literasi/pengertian-gaya-gravitasi/, https://www.ruangguru.com/blog/fisika-kelas-ix-teori-kemagnetan-bumi,
https://www.materisma.com/2014/05/sifat-kutub-cara-membuat-dan-medan.html, https://www.zenius.net/blog/materi-geografi-dinamika-planet-bumi,
https://repositori.kemdikbud.go.id/21609/1/X_Fisika_KD-3.8_Final%205.pdf,
zenius.net/blog/materi-fisika-sma-hukum-gravitasi-newton#Hukum_Kepler,