Pengertian, Fungsi, Dan Suara Aturan Kepler I, Ii, Iii

Pernahkah Sahabat-Sahabat menduga atau beranggapan bahwa matahari bergerak mengelilingi bumi, sedangkan bumi diam? Sebab Sahabat melihat seperti matahari berpindah dari timur ke barat. Jika pernah, maka dugaan Sahabat itu bekerjsama salah. Yang bekerjsama terjadi ialah matahari selalu membisu ditempat dan bumi yang mengelilinginya. Mengapa demikian? Peristiwa ini sanggup dijelaskan dan dibuktikan dengan terang oleh aturan Kepler. Ya, Hukum Kepler. Itulah yang akan kita bahas pada peluang ini. Kita akan mengulasnya mulai dari pengertiaan Hukum Kepler, Hukum Kepler I,II,III serta rumus-rumus dari hukum-hukum Kepler tersebut.

A. PENGERTIAN HUKUM KEPLER

Hukum Kepler ditemukan oleh seorang matematikawan yang juga ialah seorang astronom Jerman yang berjulukan Johannes Kepler(1571-1630). Penemuannya didasari oleh data yang diamati oleh Tycho Brahe(1546-1601), seorang astronom populer dari Denmark.  

Sebelum ditemukannya aturan ini, insan zaman dulu menganut paham geosentris, yaitu  sebuah paham yang membenarkan bahwa bumi ialah sentra alam semesta. Anggapan ini didasari pada pengalaman indrawi insan yang terbatas, yang setiap hari mengamati matahari, bulan dan bintang bergerak, sedangkan bumu dirasakan diam. Anggapan ini dikembangkan oleh astronom Yunani Claudius Ptolemeus (100-170 M) dan bertahan sampai 1400 tahun. Menurutnya, bumi berada di sentra tata surya. Matahari dan plguat-plguat mengelilingi bumi dalam lintasan melingkar.

Kemudian pada tahun 1543, seorang astronom Polandia berjulukan Nicolaus Copernicus (1473-1543) mencetuskan model heliosentris. Heliosentris artinya bumi beserta plguat-plguat lainnya mengelilingi matahari dalam lintasan yang melingkar. Tentu saja pendapat ini lebih baik dibanding pendapat sebelumnya. Namun, ada yang masih kurang dari pendapat Copernicus yaitu membisu masih memakai bulat sebagai bentuk lintasan gerak plguat.

MODEL GEOSENTRIS DAN HELIOSENTRIS

Pada tahun 1596 Kepler menerbitkan buku pertamanya di bidang astronomi dengan judul The Mysteri of the Universe.Di dalam buku itu ia memaparkan belum sempurnanya dari kedua model diatas yaitu tiada keselarasan antara lintasan- lintasan orbit plguat dengan data pengamatan Tycho Brahe. Oleh jadinya Kepler meninggalkan model Copernicus juga Ptolemeus kemudian mencari model baru. Pada tahun 1609, barulah ditemukan bentuk orbit yang cocok dengan data pengamatan Brahe, yaitu bentuk elips. Kemudian penemuannya tersebut dipublikasikan dalam bukunya yang berjudul Astronomia Nova yang juga disertai aturan keduanya. Sedangkan aturan ketiga Kepler tertulis dalam Harmonices Mundi yang dipublikasikan sepuluh tahun kemudian.

B. HUKUM I, II, dan III KEPLER

1. Hukum I Kepler

Hukum I Kepler menandakan wacana bagaimana bentuk lintasan orbit plguat-plguat. Bunyi dari aturan ini yaitu :

Lintasan setiap plguat ketika mengelilingi matahari, berbentuk elips, di mana matahari terletak pada salah satu seriusnya.            

GEOMETRI ORBIT PLANET ELIPS

Dari model diatas diperlihatkan bentuk elips dari lintasan orbit plguat yang mengelilingi matahari. Dimana matahari berada disalah satu titik seriusnya yang ditandai dengan F1 dan F2. Sedangkan plguat bearada pada jarak r2 dari F2 atau r1 dari F1. Jika posisi plguat berubah maka jarak r1 dan r2 ikut berubah. Jarak a disebut sumbu semimayor dan 2a disebut mayor. Jarak b disebut sumbu semiminor dan 2b disebut minor. Jarak c dari titik sentra ialah titik serius, dimana c² = a²+b².

Bentuk elips orbit ditentukan oleh eksentrisitas (e) elips tersebut. Semakin kecil eksentrisitasnya, maka bentuk elipsnya akan semakin mendekati bentuk lingkaran. Dan sebaliknya, jika eksentrisitasnya semakin besar, bentuk elips akan memanjang dan tipis. Jarak ialah perbandingan dari jarak c dengan jarak a (e = c/a). Nilai eksentrisitas elips lebih besar dari 0 dan lebih kecil dari 1.

Ketika plguat berada pada jarak terjauh dari matahari, maka pada ketika itu plguat

berada pada titik aphelion. Letaknya pada gambar yaitu pada ujung kiri elips (sebelah kiri F1). Jarak dari aphelion ke matahai sanggup dihitung dengan menjumlahkan jarak a dengan c. Jika plguat berada pada ujung kanan elips (sebelah kanan F2) maka plguat sedang berada pada titik perihelion. Pada ketika itu plguat berada pada jarak terdekat dengan matahari. Jarak perihelion dengan matahri ialah selisih antara jarak a dengan c.

2. Hukum II Kepler

Hukum kedua Kepler menandakan wacana kecepatan orbit suatu plguat. Bunyi dari aturan keduanya yaitu :

Setiap plguat bergerak sedemikian sehingga suatu garis khayal yang ditarik dari matahari ke plguat tersebut mencakup beberapa aspek tempat dengan luas yang sama dalam waktu yang sama.

LUASAN APHELION (ABC) DAN LUASAN PERIHELION (ADE)

Pada gambar diatas dperlihatkan dua pola luasan untuk menandakan aturan II Kepler. Kedua luasan ini mempunyai luas yang sama. Pada selang waktu yang sama, garis khayal yang menghubungkan plguat dan matahari menyapu luasan yang mempunyai besar yang sama. Oleh alasannya itu, ketika plguat bergerak dari b ke c (titik aphelion), kecepatan orbit plguat lebih kecil atau lambat. Sedangkan ketika plguat bergerak dari d ke e (titik perihelion) kecepatan orbit plguat lebih besar atau cepat. Maka kesimpulannya keceptan orbit maksimum plguat yaitu ketika plguat berada di titik perihelion dan kecepatan minimumnya ketika berada di titik aphelion.

3. Hukum III Kepler

Pada aturan ini Kepler menandakan wacana periode revolusi setiap plguat yang melilingi matahari. Hukum Kepler III berbunyi :

Kuadrat perioda suatu plguat sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari.

Secara matematis Hukum Kepler sanggup ditulis sebagai diberikut :

Keterangan :

T1= Periode plguat pertama

T2= Periode plguat kedua

r1 = jarak plguat pertama dengan matahari

r2 = jarak plguat kedua dengan matahari

Persamaan ini sanggup diturunkan dengan menggabungkan 2 persamaan aturan Newton , yaitu aturan gravitasi Newton dan aturan II Newton untuk gerak melingkar beraturan. Penurunan rumusnya yaitu sebagai diberikut :

Persamaan aturan Newton II :

Karena

Maka  

Keterangan :

m = massa plguat yang mengelilingi matahri

a = percepatan sentripetal plguat

v = kecepatan rata-rata plguat

r = jarak rata-rata plguat dari matahari

Persamaan aturan gravitasi Newton :

Fg = Gaya gravitasi matahari

m1 = massa matahari

m2 = massa plguat

r  = jarak rata-rata plguat dan matahari

Artikel Penunjang : Pengertian, Rumus dan Aplikasi Hukum Gravitasi

Digabungkan kedua rumus diatas sehingga menjadi :

m2 pada ruas kiri dan m pada ruas kanan ialah sama-sama massa plguat sehingga sanggup dihilangkan.

Panjang lintasan yang dilalu plguat ialah keliling lintasan orbit plguat. Keliling orbit plguat sanggup dirumuskan dengan 2 x phi x r, dimana r ialah jarak rata-rata plguat dari matahari. Diketahui bahwa kecepatan rata-rata plguat ialah perbandingan antara keliling orbit dan periode pguat, sehingga :

Konstanta k = T²/r³ juga yang diperoleh oleh Kepler ditemukan dengan cara perhitungan memakai data astronomi Tycho Brahe. Hasilnya juga sama dengan yang diperoleh memakai rumus kedua Hukum Newton diatas.

C. FUNGSI HUKUM KEPLER

Fungsi aturan Kepler di kehidupan modern yaitu dipakai untuk memperkirakan lintasan plguat-plguat atau benda luar angkasa  lainnya yang mengorbit Matahari ibarat asteroid atau plguat luar yang belum ditemukan semasa Kepler hidup. Hukum ini juga digunakan pada pengorbitan lainnya selain matahari. Seperti bulan yang mengorbit bumi. Bahkan ketika ini dengan memakai dasar dari aturan Kepler ditemukan sebuah benda gres yang mengorbit bumi selain bulan. Benda ini ialah sebuah asteroid yang berukuran 490 kaki (150 meter) yang dijuluki dengan Asteroid 2014 OL339. Asteroid berada cukup bersahabat dengan bumi sehingga terlihat ibarat satelitnya. Asteroid tersebut mempunyai orbit elips. Ia membutuhkan waktu 364,92 hari untuk mengelilingi Matahari. Hampir sama dengan bumi yang mempunyai periode 365,25 hari.

Itu saja pembahasan kami terkait dengan topik kali ini yaitu “Hukum Kepler”, biar sanggup bermanfaa bagi Sahabat-Sahabat sekalian. Apabila masih ada pertanyaan wacana artikel ini, silahkan ditanya di kotak komentar. Terimakasih sudah berkunjung ke Atap Ilmu, sering – sering mampir ya.

Sumber https://www.softilmu.com

Share :