Gerak Bumi dan Bulan

Gerak benda langit yang berputar pada sumbunya disebut rotasi. Gerak benda langit mengelilingi benda langit yang lainnya disebut revolusi. Periode rotasi bumi atau waktu yang diperlukan bumi untuk berputar satu kali pada porosnya adalah 23 jam 56 menit 4 detik (24 jam). Periode revolusi bumi atau waktu yang diperlukan bumi untuk mengelilingi matahari satu kali adalah 365 ¼ hari atau 1 tahun. Periode revolusi bulan terhadap bumi adalah 29 ½ hari atau 1 bulan. Periode rotasi dan revolusi planet-planet berbeda-beda antara planet yang satu dengan yang lain.

Perhatikan data dibawah ini;

1. Merkurius. Planet Merkurius berjarak 57,9 juta km dari matahari, periode rotasi selama 59 hari, dan periode revolusi selama 88 hari.
2. Venus. Planet Venus berjarak 108,2 juta km dari matahari, periode rotasi selama 243 hari, dan periode revolusi selama 225 hari.
3. Bumi. Planet Bumi berjarak 149,6 juta km dari matahari, periode rotasi selama 23 jam 56 menit, dan periode revolusi selama 365,5 hari.
4. Mars. Planet Mars berjarak 227,9 juta km dari matahari, periode rotasi selama 24 jam 37 menit, dan periode revolusi selama 687 hari.
5. Yupiter. Planet Yupiter berjarak 778,3 juta km dari matahari, periode rotasi selama 9 jam 50 menit, dan periode revolusi selama 11,86 tahun.
6. Saturnus. Planet Saturnus berjarak 1.427 juta km dari matahari, periode rotasi selama 10 jam 02 menit, dan periode revolusi selama 29,46 tahun. 
7. Uranus. Planet Uranus berjarak 2.870 juta km dari matahari, periode rotasi selama 17 jam, dan periode revolusi selama 84 tahun.
8. Neptunus. Planet Neptunus berjarak 4.497 juta km dari matahari, periode rotasi selama 18 jam 26 menit, dan periode revolusi selama 165 tahun.

Ayo kita pahami!

Pergerakan planet-planet dalam sistem tata surya lebih lanjut dijelaskan oleh Johannes Keppler (1600 M) melalui ketiga Hukum Keppler berikut.

Hukum Keppler I

Planet-planet mengorbit matahari dalam lintasan Elips.

Hukum Keppler II

Garis hubung matahari dan planet dalam waktu yang sama menyapu luasan yang sama.

Hukum Keppler III

Periode revolusi planet bertambah besar seiring dengan pertambahan jaraknya atau ^r3/_T2 = konstan.

Gerak Bumi dan Bulan
Bumi mempunyai dua macam gerakan, yaitu rotasi dan revolusi. Akibat rotasi dan revolusi Bumi mengakibatkan beberapa peristiwa seperti terjadinya siang dan malam, matahari terbit di sebelah timur dan tenggelam di sebelah barat, perbedaan waktu di berbagai belahan bumi, dan percepatan gravitasi bumi.

1. Rotasi Bumi
Perputaran Bumi pada porosnya disebut rotasi Bumi. Untuk satu kali rotasi, Bumi memerlukan waktu sehari 23 jam 56 menit atau dibulatkan menjadi 24 jam. Bumi berotasi dari barat ke timur, gerak rotasi Bumi menyebabkan berbagai peristiwa, antara lain :
a. Terjadinya siang dan malam
Pada saat berotasi tidak semua bagian bumi mendapatkan sinar matahari. Bagian bumi yang mendapatkan sinar matahari mengalami siang, sementara itu bagian bumi yang tidak mendapatkan sinar matahari mengalami malam.
b. Gerak Semu Harian Matahahari
Matahari selalu terbit di sebelah timur dan tenggelam di sebelah barat. Gerakan seperti ini disebut gerak semu harian Matahari. Gerakan ini terjadi karena adanya rotasi Bumi. Bumi berotasi dengan arah gerakan dari barat ke timur. Akibatnya, Matahari seolah-olah bergerak dari timur ke barat.
c. Perbedaan Waktu di Berbagai Tempat di Dunia
Rotasi Bumi menyebabkan adanya perbedaan waktu di berbagai tempat di dunia. Dalam satu kali rotasi, Bumi membutuhkan waktu 24 jam (satu hari) dan sudut tempuh sejauh 360°. Berdasarkan hal tersebut, setiap tempat di Bumi dengan jarak 15° memiliki perbedaan waktu satu jam. Jika jaraknya 30°, maka perbedaan waktunya dua jam, dan seterusnya. Angka ini berasal dari pembagian sudut tempuh dengan waktu tempuh (360° : 24 = 15°). Indonesia terletak di antara 95° BT dan 141° BT. Artinya, panjang wilayah Indonesia adalah 46°. Karena setiap jarak 15° selisih waktunya satu jam, maka Indonesia memiliki tiga daerah waktu. Tiga daerah waktu tersebut yaitu Waktu Indonesia Barat (WIB), WITA (Waktu Indonesia Tengah), dan WIT (Waktu Indonesia Timur).

Kota Greenwich, London, Inggris terletak pada garis bujur 0°. Oleh karenanya, waktu di kota ini digunakan sebagai patokan bagi seluruh dunia. Patokan waktu ini disebut Greenwich Mean Time (GMT). Dengan mengacu standar GMT, maka Waktu Indonesia Barat lebih cepat tujuh jam dari GMT. Sementara itu, Waktu Indonesia Tengah lebih cepat delapan jam dari GMT. Adapun Waktu Indonesia Timur lebih cepat sembilan jam dari GMT. Sebagai contoh, jika GMT menunjukkan pukul 01.00, maka Waktu Indonesia Barat menunjukkan pukul 08.00.

d. Perbedaan Percepatan Gravitasi di Permukaan Bumi

Rotasi Bumi menyebabkan Bumi berbentuk tidak bulat sempurna. Bumi pepat di bagian kutubnya. Bentuk ini mengakibatkan jari-jari Bumi di daerah kutub dan khatulistiwa berbeda. Perbedaan jari-jari Bumi menimbulkan perbedaan percepatan gravitasi di permukaan Bumi. Perbedaan tersebut terutama di daerah khatulistiwa dengan kutub.

2. Revolusi Bumi

Selain berputar pada porosnya, Bumi juga berputar mengelilingi Matahari. Gerakan Bumi mengelilingi Matahari disebut revolusi Bumi. Untuk satu kali revolusi, Bumi membutuhkan waktu satu tahun (365¼ hari). Revolusi Bumi membawa beberapa pengaruh terhadap Bumi. Diantaranya adalah sebagai berikut :

a. Pergantian Musim

Bumi mengelilingi Matahari dengan posisi miring sebesar 23½° ke arah timur laut dari sumbu Bumi. Posisi ini menyebabkan terjadinya pergantian musim. Ketika kutub selatan Bumi condong ke Matahari, belahan Bumi bagian selatan bertambah dekat dengan Matahari. Hal ini menyebabkan belahan Bumi selatan mengalami musim panas. Pada saat yang sama, belahan Bumi utara semakin jauh dari Matahari. Belahan Bumi utara mengalami musim dingin. Di antara pergantian musim panas ke dingin, terjadi musim gugur. Di antara pergantian musim dingin ke panas, terjadi musim semi. Jadi, belahan Bumi selatan dan utara mengalami empat musim.Kalian tentu tahu kita tinggal di daerah khatulistiwa, daerah khatulistiwa selalu mendapatkan sinar Matahari sepanjang tahun. Oleh karena itu, daerah khatulistiwa mengalami dua musim yaitu musi kemarau dan musim hujan. Musim hujan teradi antara bulan Oktober-April, dan musim kemarau antara bulan April-Oktober. Daerah khatulistiwa biasa disebut daerah tropis.

b. Gerak Semu Tahunan Matahari

Matahari tampak terbit dari tempat yang berbeda setiap periode tertentu dalam setahun. Padahal, Matahari sebenarnya tidak mengalami perubahan posisi. Kenampakan ini terjadi akibat revolusi Bumi. Matahari seolah-olah bergerak atau berpindah tempat. Nah, gerak inilah yang disebut gerak semu tahunan Matahari. 

Gerakan Bulan

Bulan memiliki dua macam gerakan, yaitu rotasi dan revolusi. Akibat yang ditimbulkan oleh rotasi dan revolusi Bulan antara lain sebagai berikut :

a. Rotasi Bulan

Perputaran Bulan pada porosnya disebut rotasi Bulan. Untuk satu kali rotasi, Bulan membutuhkan waktu sebulan (29½ hari). Rotasi Bulan tidak memberikan pengaruh apa pun terhadap kehidupan di Bumi.

b. Revolusi Bulan

Sebagai satelit Bumi, Bulan bergerak mengelilingi Bumi. Gerakan Bulan mengelilingi Bumi disebut revolusi Bulan. Waktu yang diperlukan Bulan untuk satu kali revolusi adalah sebulan (29½ hari). Saat berevolusi, luas bagian Bulan yang terkena Matahari berubah-ubah. Oleh karena itu, bentuk Bulan dilihat dari Bumi juga berubah-ubah. Pasang purnama terjadi pada saat Bulan purnama dan Bulan baru. Pasang perbani terjadi pada saat Bulan paruh. Perubahan bentuk Bulan itu disebut fase-fase Bulan.

Dalam sekali revolusi, Bulan mengalami delapan fase. Apabila dirata-rata, setiap fase Bulan berlangsung selama kurang lebih 3–4 hari.  

1. Hari pertama, Bulan berada pada posisi 0°. Bagian Bulan yang tidak terkena sinar Matahari menghadap ke Bumi. Akibatnya, Bulan tidak tampak dari Bumi. Fase ini disebut Bulan baru.
2. Hari keempat, Bulan berada pada posisi 45°. Dilihat dari Bumi, Bulan tampak melengkung seperti sabit. Fase ini disebut Bulan sabit.
3. Hari kedelapan, Bulan berada pada posisi 90°. Bulan tampak berbentuk setengah lingkaran. Fase ini disebut Bulan paruh.
4. Hari kesebelas, Bulan berada pada posisi 135°. Dilihat dari Bumi, Bulan tampak seperti cakram. Fase ini disebut Bulan cembung.
5. Hari keempat belas, Bulan berada pada posisi 180°. Pada posisi ini, Bulan tampak seperti lingkaran penuh. Fase ini disebut Bulan purnama atau Bulan penuh.
6. Hari ketujuh belas, Bulan berada pada posisi 225°. Dilihat dari Bumi, penampakan Bulan kembali seperti cakram.
7. Hari kedua puluh satu, Bulan berada pada posisi 270°. Penampakan Bulan sama dengan Bulan pada posisi 90°. Bulan tampak berbentuk setengah lingkaran.
8. Hari kedua puluh lima, Bulan berada pada posisi 315°. Penampakan Bulan pada posisi ini sama dengan posisi Bulan pada 45°. Bulan tampak berbentuk seperti sabit. Selanjutnya, Bulan akan kembali ke kedudukan semula, yaitu Bulan mati. Posisi Bulan mati sama dengan posisi Bulan baru.

Fotoperiode

Periodisitas radiasi Matahari merupakan lamanya matahari memancarkan sinarnya ke permukaan bumi dalam kurun waktu 24 jam. Adanya rotasi dan revolusi bumi akan mempengaruhi lamanya periode siang dan malam di berbagai tempat di bumi. Panjang hari dapat berbeda pada setiap tempat menurut garis lintang. Daerah di dekat equator, panjang hari antara siang dan malam sekitar 12 jam per harinya. Namun, untuk daerah yang semakin jauh dari equator panjang hari dapat lebih atau kurang dari 12 jam sesuai dengan pergerakan matahari.

Salah satu dampak perbedaan panjang siang dan malam dalam kehidupan sehari-hari dapat kamu lihat pada tumbuhan di sekitarmu. Apakah kamu setiap saat sepanjang tahun dapat menikmati buah kesukaan? Tidak semua buah dan bunga dapat kamu temukan sepanjang tahun, bukan? Hal tersebut dapat terjadi karena lamanya periode penyinaran matahari (fotoperiode) dapat mempengaruhi lamanya fase-fase suatu perkembangan tanaman tertentu.

Di Indonesia, panjang hari tidak banyak berbeda dari bulan ke bulan selama satu tahun, perbedaan hari terpanjang dan terpendek hanya 50 menit. Semakin jauh dari equator perbedaan panjang hari akan semakin besar. Dengan demikian pengaruh panjang hari terhadap tanaman juga jarang ditemui di daerah tropis.

Fase-fase perkembangan yang dapat dipengaruhi oleh fotoperiode diantaranya adalah perkecambahan, pertumbuhan vegetatif, dan fase perbungaan. Respon fisiologis tanaman terhadap panjang siang relatif dan panjang malam relatif disebut fotoperiodisme. Berdasarkan fenomena tersebut, beberapa tanaman membutuhkan lama penyinaran yang berbeda untuk mendorong fase-fase perkembangannya. Berdasarkan respon tumbuhan terhadap fotoperiode tersebut, tumbuhan dibagi menjadi tiga golongan, yaitu sebagai berikut.

1) Tumbuhan Hari Panjang

Tumbuhan ini merupakan tumbuhan yang menunjukkan respon berbunga lebih cepat, apabila siang hari lebih panjang. Batas waktu kritis penyinaran tumbuhan harinya panjang adalah sekitar 12-14 jam. Contoh, bayam berbunga jika siang hari berlangsung selama 14 jam atau lebih. Lobak, selada, dan kebanyakan tumbuhan sereal merupakan contoh tumbuhan hari panjang.

2) Tumbuhan Hari Pendek

Tumbuhan ini merupakan tumbuhan yang menunjukkan respon berbunga lebih cepat, apabila siang hari lebih pendek. Batas waktu kritis penyinaran tumbuhanhari pendek sekitar 11-15 jam. Contoh tumbuhan hari pendek antara lain krisanteum, dan beberapa varietas kedelai.

3) Tumbuhan Hari Netral

Tumbuhan ini merupakan tumbuhan yang respon berbunganya tidak dipengaruhi oleh panjang hari. Tanaman-tanaman yang ada di daerah tropis yang mengalami 12 jam siang dan 12 jam malam dapat berbunga terus-menerus sepanjang tahun. Misalnya, tomat, padi, dan delion tidak terpengaruh oleh adanya fotoperiode dan berbunga ketika tanaman mencapai tahap kematangan tertentu, dan tidak peduli seberapa panjang siang harinya tersebut.

Pengaruh Radiasi Matahari terhadap Kehidupan di Bumi

Bentuk bumi yang bulat mengakibatkan tidak meratanya cahaya matahari yang diterima di berbagai belahan bumi. Cahaya matahari yang diterima di belahan bumi utara dan selatan lebih sedikit dibandingkan dengan bagian equator. Hal tersebut mempengaruhi adaptasi makhluk hidup pada masing-masing belahan bumi. Di kutub, hewan yang hidup memiliki ciri berbulu tebal. Bulu tebal tersebut membantu hewan untuk mempertahankan diri di cuaca dingin. Di daerah equator, hewan yang hidup memiliki ciri berambut tipis. Bulu tipis ini berguna untuk mempermudah penguapan cairan tubuh hewan akibat cuaca panas.

Ayo kita pahami...
Mengapa kehidupan hanya dapat berkembang di Bumi? Mengapa tidak ada kehidupan di Mars atau Venus? Atmosfer bumi memiliki karakteristik yang unik. Tidak semua cahaya matahari yang diradiasikan ke bumi diserap. Berdasarkan gambar diatas, Sebagian radiasi tersebut tampak dipantulkan kembali ke luar angkasa. Hal inilah yang menjaga suhu bumi tetap stabil dan ramah bagi kehidupan yang ada di bumi.

Salah satu alasan mengapa tidak ada kehidupan di Mars karena atmosfer Mars yang terlalu tipis untuk menahan radiasi sinar matahari. Suhu di permukaan Mars berkisar antara 35-170°C. Sementara itu, di Venus tidak ada kehidupan karena faktor efek rumah kaca atmosfer Venus. Venus memiliki suhu permukaan yang sangat tinggi akibat kandungan CO2 pada atmosfernya. Tidak heran apabila pada suhu 470°C tersebut, kehidupan di Venus akan terbakar.

Info Ilmuwan
Tahukah kalian, Al-Kindi (804-874 M) adalah seorang filsuf yang memberikan sumbangan tidak ternilai terhadap perkembangan matematika, astrologi, astronomi, fisika, optik, musik, pengobatan, farmasi, filsafat, dan logika. Al-Kindi sangat berjasa dalam bidang pengamatan posisi bintang, planet, letak, dan dampaknya terhadap bumi. Salah satu penemuannya yang sangat menakjubkan adalah hipotesisnya tentang pasang dan surut air. Di bidang fisika, Al-Kindi adalah orang yang pertama kali membuat tesis bahwa warna biru langit bukanlah warna langit itu sendiri, melainkan warna dari pantulan cahaya lain yang berasal dari penguapan air dan butir-butir debu yang bergantung di udara. Ilmuwan lain, Al-Battani (850-922 M), ahli astronom, telah mengetahui jarak bumi hingga matahari, membuat alat ukur gaya gravitasi, alat ukur garis lintang dan busur bumi pada globe dengan ketelitian sampai 3 desimal, menerangkan bahwa bumi berputar pada porosnya, mengukur keliling bumi, tabel astronomi, orbit planet-planet. Beliau juga yang menentukan tahun matahari sebagai 365 hari, 5 jam, 46 menit, dan 24 detik. Al-Zarqali (1028-1087 M), seorang pakar astronomi, ahli membuat alat untuk penggunaan astronomi, dan membangun sebuah jam air yang mampu menentukan jam siang. Al-Idrisi (1099-1166 M) adalah seorang pakar sains yang membuat peta bola perak dengan membagi dunia menjadi tujuh kontinen, lajur perdagangan, teluk, tasik, sungai, bandar-bandar besar, bukit dan lembah serta gunung-gunung. Beliau mencatat jarak dan ketinggian sesuatu tempat dengan tepat dan menggunakan garis lintang dan garis bujur yang diperkenalkan pada peta sebelumnya. Hasil kerjanya digunakan oleh ilmuwan Eropa termasuk Christopher Columbus. Barulah kemudian, Nicolaus Copernicus (1473-1543 M) menggambarkan bumi berbentuk bulat dan bersama-sama dengan planet lain mengorbit pada matahari dengan bentuk orbit lingkaran (teori heliosentris). Copernicus berdasarkan atas hasil karya Ibnu Qatir yang mempelajari gerak melingkar planet Merkurius mengelilingi matahari. Johanes Keppler (1571-1630 M) menggambarkan bumi berbentuk bulat, dan bumi bersama planet lain mengorbit pada matahari, dan bentuk orbitnya elips di mana matahari berada di salah satu titik pusat elips tersebut.