Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) | Pada kesempatan kali ini admin akan membagikan materi seputar tata surya, bumi dan bulan mengelilingi matahari, gaya gravitasi, hukum pergerakan planet, dan pengaruh radiasi matahari terhadap kehidupan bumi. Semoga apa yang admin bagikan kali ini dapat membantu anak didik dalam mencari referensi tentang materi tata surya, bumi dan bulan mengelilingi matahari, gaya gravitasi, hukum pergerakan planet, dan pengaruh radiasi matahari terhadap kehidupan bumi.
A. Tata Surya
Berdasarkan jaraknya dari Matahari, kedelapan planet Tata Surya ialah Merkurius (57,9 juta km), Venus (108 juta km), Bumi (150 juta km), Mars (228 juta km), Jupiter (779 juta km), Saturnus (1.430 juta km), Uranus (2.880 juta km), dan Neptunus (4.500 juta km). Keempat planet terdalam, yaitu Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars adalah planet kebumian yang terdiri atas batuan dan logam. Sementara itu, keempat planet terluar adalah planet raksasa yang jauh lebih besar dari planet kebumian. Dua planet terbesar, yaitu Jupiter dan Saturnus adalah planet raksasa gas yang sebagian bersar terdiri atas hidrogen dan helium. Dua planet lainnya, Uranus dan Neptunus, adalah planet raksasa es yang terdiri atas senyawa dengan titik leleh lebih tinggi dari hidrogen dan helium, disebut senyawa volatil seperti air, amonia, dan metana.
Sejak pertengahan 2008, ada lima objek angkasa yang diklasifikasikan sebagai planet katai. Orbit planet-planet katai, kecuali Ceres, berada lebih jauh dari Neptunus. Kelima planet katai tersebut ialah Ceres (415 juta km. di sabuk asteroid; dulunya diklasifikasikan sebagai planet kelima), Pluto (5.906 juta km.; dulunya diklasifikasikan sebagai planet kesembilan), Haumea (6.450 juta km), Makemake (6.850 juta km), dan Eris (10.100 juta km). 2. Sejarah penemuan Lima planet terdekat ke Matahari selain Bumi (Merkurius, Venus, Mars, Jupiter dan Saturnus) telah dikenal sejak zaman dahulu karena mereka semua bisa dilihat dengan mata telanjang. Banyak bangsa di dunia ini memiliki nama sendiri untuk masing-masing planet. Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi pengamatan pada lima abad lalu membawa manusia untuk memahami benda-benda langit terbebas dari selubung mitologi.
Galileo Galilei (1564–1642) dengan teleskop refraktornya mampu menjadikan mata manusia "lebih tajam" dalam mengamati benda langit yang tidak bisa diamati melalui mata telanjang. Karena teleskop Galileo bisa mengamati lebih tajam, ia bisa melihat berbagai perubahan bentuk penampakan Venus, seperti Venus Sabit atau Venus Purnama sebagai akibat perubahan posisi Venus terhadap Matahari. Penalaran Venus mengitari Matahari makin memperkuat teori heliosentris, yaitu bahwa Matahari adalah pusat alam semesta, bukan Bumi, yang sebelumnya digagas oleh Nicolaus Copernicus (1473–1543). Susunan heliosentris adalah Matahari dikelilingi oleh Merkurius hingga Saturnus. Teleskop Galileo terus disempurnakan oleh ilmuwan lain seperti Christian Huygens (1629–1695) yang menemukan Titan, satelit Saturnus, yang berada hampir 2 kali jarak orbit Bumi-Jupiter.
Perkembangan teleskop juga diimbangi pula dengan perkembangan perhitungan gerak benda-benda langit dan hubungan satu dengan yang lain melalui Johannes Kepler (1571–1630) dengan Hukum Kepler. Dan puncaknya, Sir Isaac Newton (1642–1727) dengan hukum gravitasi. Dengan dua teori perhitungan inilah yang memungkinkan pencarian dan perhitungan benda-benda langit selanjutnya. Pada 1781, William Herschel (1738–1822) menemukan Uranus. Perhitungan cermat orbit Uranus menyimpulkan bahwa planet ini ada yang mengganggu. Neptunus ditemukan pada Agustus 1846. Penemuan Neptunus ternyata tidak cukup menjelaskan gangguan orbit Uranus
Pluto kemudian ditemukan pada 1930. Pada saat Pluto ditemukan, ia hanya diketahui sebagai satu-satunya objek angkasa yang berada setelah Neptunus. Kemudian pada 1978, Charon, satelit yang mengelilingi Pluto ditemukan, sebelumnya sempat dikira sebagai planet yang sebenarnya karena ukurannya tidak berbeda jauh dengan Pluto. Para astronom kemudian menemukan sekitar 1.000 objek kecil lainnya yang letaknya melampaui Neptunus (disebut objek trans-Neptunus), yang juga mengelilingi Matahari.
Di sana mungkin ada sekitar 100.000 objek serupa yang dikenal sebagai Objek Sabuk Kuiper (Sabuk Kuiper adalah bagian dari objek-objek trans-Neptunus). Belasan benda langit termasuk dalam Objek Sabuk Kuiper di antaranya Quaoar (1.250 km pada Juni 2002), Huya (750 km pada Maret 2000), Sedna (1.800 km pada Maret 2004), Orcus, Vesta, Pallas, Hygiea, Varuna, dan 2003 EL61 (1.500 km pada Mei 2004).
Penemuan 2003 EL61 cukup menghebohkan karena Objek Sabuk Kuiper ini diketahui juga memiliki satelit pada Januari 2005 meskipun berukuran lebih kecil dari Pluto. Dan puncaknya adalah penemuan UB 313 (2.700 km pada Oktober 2003) yang diberi nama oleh penemunya Xena. Selain lebih besar dari Pluto, objek ini juga memiliki satelit.
B. Planet
- Orbit : garis edar tempat planet-planet mengelilingi matahari
- Revolusi : peredaran planet-planet mengelilingi matahari pada orbitnya
- Kala revolusi : waktu yang diperlukan planet untuk bergerak mengelilingi matahari
- Kala rotasi : waktu yang diperlukan planet untuk bergerak sendiri
- Bidang ekliptika : bidang orbit Bumi
- Planet dalam : Merkurius, Venus, Bumi dan Mars
- Planet luar : Yupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus
Contoh Soal:
Mengapa terdapat perdebatan bahwa Pluto tidak lagi digolongkan ke dalam kelompok planet sistem tatasurya?
Jawab:
Syarat sebuah benda langit dapat dikatakan planet: Mengorbit Matahari Berukuran cukup besar, mampu mempertahankan bentuknya yang bulat Memiliki jalur orbit yang jelas dan bersih (tidak ada benda langit lain di orbit tersebut) Pluto tidak memenuhi syarat ketiga. Orbit Pluto memotong orbit Neptunus.
Planet atau bintang siarah (dari bahasa Yunani Kuno αστήρ πλανήτης (astēr planētēs), berarti "bintang pengelana") adalah benda astronomi yang mengorbit sebuah bintang atau sisa bintang yang cukup besar untuk memiliki gravitasi sendiri, tidak terlalu besar untuk menciptakan fusi termonuklir, dan telah "membersihkan" daerah sekitar orbitnya yang dipenuhi planetesimal. Kata planet sudah lama ada dan memiliki hubungan sejarah, sains, mitologi, dan agama. Oleh peradaban kuno, planet dipandang sebagai sesuatu yang abadi atau perwakilan dewa. Seiring kemajuan ilmu pengetahuan, pandangan manusia terhadap planet berubah.
Pada tahun 2006, Persatuan Astronomi Internasional (IAU) mengesahkan sebuah resolusi resmi yang mendefinisikan planet di Tata Surya. Definisi ini dipuji namun juga dikritik dan masih diperdebatkan oleh sejumlah ilmuwan karena tidak mencakup benda-benda bermassa planet yang ditentukan oleh tempat atau benda orbitnya. Meski delapan benda planet yang ditemukan sebelum 1950 masih dianggap "planet" sesuai definisi modern, sejumlah benda angkasa seperti Ceres, Pallas, Juno, Vesta (masing-masing objek di sabuk asteroid Matahari), dan Pluto (objek trans-Neptunus yang pertama ditemukan) yang dulunya dianggap planet oleh komunitas ilmuwan sudah tidak dipermasalahkan lagi.
Ptolomeus menganggap planet mengelilingi Bumi dengan gerakan deferen dan episiklus. Walaupun ide planet mengelilingi Matahari sudah lama diutarakan, baru pada abad ke-17 ide ini terbukti oleh pengamatan teleskop Galileo Galilei. Dengan analisis data observasi yang cukup teliti, Johannes Kepler menemukan bahwa orbit planet tidak berbentuk lingkaran, melainkan elips. Seiring perkembangan peralatan observasi, para astronom mengamati bahwa planet berotasi pada sumbu miring dan beberapa di antaranya memiliki beting es dan musim layaknya Bumi. Sejak awal Zaman Angkasa, pengamatan jarak dekat oleh wahana antariksa membuktikan bahwa Bumi dan planet-planet lain memiliki tanda-tanda vulkanisme, badai, tektonik, dan bahkan hidrologi.
Secara umum, planet terbagi menjadi dua jenis utama: raksasa gas besar berkepadatan rendah dan raksasa darat kecil berbatu. Sesuai definisi IAU, ada delapan planet di Tata Surya. Menurut jaraknya dari Matahari (dekat ke jauh), ada empat planet kebumian, Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars, kemudian empat raksasa gas, Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus. Enam planet di antaranya dikelilingi oleh satu satelit alam atau lebih. Selain itu, IAU mengakui lima planet kerdil dan ratusan ribu benda kecil Tata Surya. Mereka juga masih mempertimbangkan benda-benda lain untuk digolongkan sebagai planet.
Sejak 1992, ratusan planet yang mengelilingi bintang-bintang lain ("planet luar surya" atau "eksoplanet") di Bima Sakti telah ditemukan. Per 1 November 2020, 4.370 planet luar surya yang diketahui (di 3.230 sistem planet dan 715 sistem multiplanet) terdaftar di Extrasolar Planets Encyclopaedia. Ukurannya beragam, mulai dari planet daratan mirip Bumi hingga raksasa gas yang lebih besar daripada Jupiter. Pada tanggal 20 Desember 2011, tim Teleskop Luar Angkasa Kepler menemukan dua planet luar surya seukuran Bumi, Kepler-20e dan Kepler-20f, yang mengorbit bintang mirip Matahari, Kepler-20. Studi tahun 2012 yang menganalisis data mikrolensa gravitasi memperkirakan setiap bintang di Bima Sakti rata-rata dikelilingi oleh sedikitnya 1,6 planet. Sejumlah astronom di Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) melaporkan pada Januari 2013 bahwa sedikitnya 17 miliar eksoplanet seukuran Bumi (tepatnya 0,8–1,25 massa Bumi) dengan periode orbit 85 hari atau kurang berada di galaksi Bima Sakti.
C. Satelit
Satelit buatan manusia pertama adalah Sputnik 1, diluncurkan oleh Soviet pada tanggal 4 Oktober 1957, dan memulai Program Sputnik Rusia, dengan Sergei Korolev sebagai kepala disain dan Kerim Kerimov sebagai asistennya. Peluncuran ini memicu lomba ruang angkasa (space race) antara Soviet dan Amerika.
Sputnik 1 membantu mengidentifikasi kepadatan lapisan atas atmosfer dengan jalan mengukur perubahan orbitnya dan memberikan data dari distribusi signal radio pada lapisan ionosphere. Karena badan satelit ini diisi dengan nitrogen bertekanan tinggi, Sputnik 1 juga memberi kesempatan pertama dalam pendeteksian meteorit, karena hilangnya tekanan dalam disebabkan oleh penetrasi meteroid bisa dilihat melalui data suhu yang dikirimkannya ke bumi.
Sputnik 2 diluncurkan pada tanggal 3 November 1957 dan membawa awak makhluk hidup pertama ke dalam orbit, seekor anjing bernama Laika. Pada bulan Mei, 1946, Project Rand mengeluarkan desain preliminari untuk experimen wahana angkasa untuk mengedari dunia, yang menyatakan bahwa, "sebuah kendaraan satelit yang berisi instrumentasi yang tepat bisa diharapkan menjadi alat ilmu yang canggih untuk abad ke duapuluh".
Amerika sudah memikirkan untuk meluncurkan satelit pengorbit sejak 1946 di bawah Kantor Aeronotis angkatan Laut Amerika (Bureau of Aeronautics of the United States Navy). Project RAND milik Angkatan Udara Amerika akhirnya mengeluarkan laporan di atas, tetapi tidak mengutarakan bahwa satelit memiliki potensi sebagai senjata militer; tetapi, mereka menganggapnya sebagai alat ilmu, politik, dan propaganda. Pada tahun 1954, Sekertari Pertahanan Amerika menyatakan, "Saya tidak mengetahui adanya satupun program satelit Amerika."
Pada tanggal 29 Juli 1955, Gedung Putih mencanangkan bahwa Amerika Serikat akan mau meluncurkan satelit pada musim semi 1958. Hal ini kemudian diketahui sebagai Project Vanguard. Pada tanggal 31 July, Soviets mengumumkan bahwa mereka akan meluncurkan satelit pada musim gugur 1957.
Mengikuti tekanan dari American Rocket Society (Masyarakat Roket America), the National Science Foundation (Yayasan Sains national), and the International Geophysical Year, interest angkatan bersenjata meningkat dan pada awal 1955 Angkatan Udara Amerika dan Angkatan Laut mengerjai Project Orbiter, yang menggunakan wahana Jupiter C untuk meluncurkan satelit. Proyek ini berlangsung sukses, dan Explorer 1 menjadi satelit Amerika pertama pada tanggal 31 januari 1958.
Pada bulan Juni 1961, tiga setengah tahun setelah meluncurnya Sputnik 1, Angkatan Udara Amerika menggunakan berbagai fasilitas dari Jaringan Mata Angkasa Amerika (the United States Space Surveillance Network) untuk mengkatalogkan sejumlah 115 satelit yang mengorbit bumi. Satelit buatan manusia terbesar pada saat ini yang mengorbit bumi adalah Stasiun Angkasa Internasional (International Space Station).
D. Asteroid/Planetoid
Asteroid, disebut juga planet minor atau planetoid, adalah benda berukuran lebih kecil daripada planet, tetapi lebih besar daripada meteoroid, umumnya terdapat di bagian dalam Tata Surya (lebih dalam dari orbit planet Neptunus). Asteroid berbeda dengan komet dari penampakan visualnya. Komet menampakkan koma ("ekor") sementara asteroid tidak. Istilah ini secara historis ditujukan untuk semua objek astronomis yang mengelilingi matahari dan setelah diobservasi tidak memiliki karakteristik komet aktif.
Ada jutaan asteroid, yang menurut pemikiran banyak orang adalah sisa-sisa kehancuran planetisimal, material di dalam solar nebula matahari muda yang tidak pernah tumbuh besar untuk menjadi planet. Mayoritas asteroid yang telah diketahui mengorbit pada sabuk asteroid di antara orbit Mars dan Jupiter atau berbagi orbit dengan Jupiter (Asteroid Troya Jupiter).
Tetapi, terdapat keluarga orbit lainnya dengan populasi signifikan, termasuk asteroid dekat-Bumi. Asteroid individual diklasifikasikan berdasarkan karakteristik spektrum emisi mereka, dengan mayoritas terbagi menjadi tiga kelompok utama: tipe-C, tipe-M, dan tipe-S. Kelompok ini diberi nama dan umumnya diidentifikasi dari komposisi karbon, logam, dan silikat.
Hanya satu asteroid, 4 Vesta, yang memiliki permukaan relatif reflektif, secara normal dapat dilihat dengan mata telanjang dan ini hanya pada langit yang sangat gelap dan posisinya memungkinkan. Asteroid-asteroid kecil yang melintas dekat dengan bumi jarang dapat dilihat dengan mata telanjang dalam waktu yang singkat. Hingga April 2016, Pusat Planet Minor memiliki data lebih dari 1,3 juta objek di dalam dan luar Tata Surya, 750.000 di antaranya telah memiliki informasi yang cukup untuk penamaan bernomor.
E. Komet
Istilah "komet" berasal dari bahasa Yunani, kometes (κομήτης) yang berarti "rambut panjang". Istilah lainnya adalah bintang berekor yang tidak tidak tepat karena komet sama sekali bukan bintang. Orang Jawa menyebutnya sebagai lintang kemukus karena memiliki ekor mirip 'kukus' atau berdebu. Di samping itu, ekornya juga mirip buah kemukus yang dikeringkan.
Komet terbentuk dari es dan debu. Komet terdiri dari kumpulan debu dan gas yang membeku pada saat berada jauh dari Matahari. Ketika mendekati Matahari, sebagian bahan penyusun komet menguap membentuk kepala gas dan ekor. Komet juga mengelilingi Matahari, sehingga termasuk dalam sistem tata surya. Komet merupakan gas pijar dengan garis edar yang berbeda-beda. Panjang "ekor" komet dapat mencapai jutaan km. Beberapa komet menempuh jarak lebih jauh di luar angkasa daripada planet. Beberapa komet membutuhkan ribuan tahun untuk menyelesaikan satu kali mengorbit Matahari.
Komet dapat dilihat ketika masih jauh dari matahari, bagian yang pertama kali dilihat adalah inti komet. Komet merupakan benda angkasa yang mirip asteroid, tetapi hampir seluruhnya terbentuk dari gas (karbon dioksida, metana, air) dan debu yang membeku.
Komet sering juga disebut dengan bintang berekor. Komet memiliki orbit atau lintasan yang berbentuk elips, lebih lonjong dan panjang daripada orbit planet. Komet merupakan benda angkasa seperti lapisan batu yang terlihat mempunyai cahaya dikarenakan adanya gesekan-gesekan atom-atom di udara.
F. Meteroid
Persatuan Astronomi Internasional pada sidang umum IX pada 1961 mendefinisikan meteoroid sebagai berikut: “Sebuah benda padat yang berada/bergerak dalam ruang antarplanet, dengan ukuran lebih kecil daripada asteroid dan lebih besar daripada sebuah atom atau molekul” Ketika memasuki atmosfer sebuah planet, meteoroid akan terpanaskan dan akan menguap sebagian atau seluruhnya. Gas-gas di sepanjang lintasannya akan terionisasi dan bercahaya. Jejak dari gas bercahaya ini disebut sebagai meteor, atau bintang jatuh.
Jika sebagian meteoroid ini mencapai tanah, maka akan disebut sebagai meteorit. Meteoroid sendiri merupakan partikel kecil yang terlepas dari komet ataupun asteroid. Dari ketiganya, asteroid merupakan benda yang paling menarik untuk dipelajari para ilmuwan. Seperti diketahui, sampai sejauh ini, ilmuwan belum bisa memahami sepenuhnya bagaimana kehidupan awal terbuat dari zat organik yang tidak hidup, bisa tumbuh dan berkembang di Bumi. Dengan mempelajari asteroid, kita bisa mengetahui lebih banyak.
Dilansir Fox News, asteroid seperti 2 Pallas dan 10 Hygiea, yang diyakini pernah memiliki air, tampak memiliki senyawa organik (berbasis karbon) di dalamnya. “Saat ini, asteroid tersebut memiliki komposisi kimia yang lebih primitif dibandingkan dengan Bumi. Kondisinya serupa dengan saat tata surya kita saat masih baru terbentuk,” kata Carol Raymond, Deputy Principal Investigator NASA. “Dengan mempelajarinya, kita bisa mengetahui bagaimana kehidupan bisa muncul di planet ini,” ucapnya. Raymond menyebutkan, ada beberapa kondisi yang menjadikan Bumi sangat kondusif bagi kehidupan pada masa lalu.
“Selain itu, ilmuwan berpendapat bahwa asteroid yang mendarat di Bumi pada zaman dahulu kala, telah memberikan materi pembentuk yang membantu memulai kehidupan di planet ini,” ucapnya. Meteor adalah jejak bercahaya di langit dihasilkan ketika Meteoroid membakar di atmosfer. Hal ini umumnya disebut sebagai "bintang jatuh". Kadang-kadang mungkin banyak meteoroid menghantam atmosfer sekitar waktu yang sama, memberi kami hujan meteor. Hal ini mengacu pada partikel itu sendiri tanpa kaitannya dengan fenomena itu menghasilkan ketika memasuki atmosfer bumi (meteor). Meteoroid adalah materi berputar di sekitar matahari atau benda dalam ruang antarplanet yang terlalu kecil untuk disebut sebuah asteroid atau komet.
Bahkan partikel yang lebih kecil disebut micro-meteoroid atau butir debu kosmik, yang mencakup materi antar bintang yang harus terjadi untuk memasuki sistem surya kita. Meteoroid menjadi meteorit jika itu bertahan terjun melalui atmosfer dan mencapai permukaan bumi. Meteorit Sebagian besar berasal dari asteroid, termasuk beberapa diyakini berasal khususnya dari 4 Vesta (salah satu asteroid terbesar di tata surya kita). Beberapa mungkin berasal dari komet. Dari 10-an ribu diketahui, jumlah yang sangat kecil meteorit telah terbukti menjadi Lunar (23 menemukan) atau Mars (mungkin sebanyak 18) asal.
Meteorit terbesar yang diketahui adalah tentang ukuran dari sebuah bilik telepon. Tapi ada bukti jelas bahwa benda bahkan lebih besar telah menghantam bumi pada masa lalu. Meskipun meteorit mungkin tampak batu hanya membosankan, mereka sangat penting dalam bahwa kita dapat menganalisis mereka hati-hati dalam laboratorium kami. Selain dari beberapa kilogram batuan bulan yang dibawa kembali oleh Apollo dan misi Luna, meteorit hanya materi kita bukti alam semesta di luar bumi.
G. Bumi dan Bulan Mengelilingi Matahari
H. Gaya Gravitasi
Gaya gravitasi: gaya tarik menarik antara dua benda yang memiliki massa.
F = gaya tarik-menarik atau gaya gravitasi (N)
G = tetapan gravitasi = 6,67 x 10⁻¹¹ Nm²/kg²
M = massa benda pertama (kg)
m = massa benda kedua (kg)
r = jarak antara titik pusat kedua benda (m)
I. Hukum Pergerakan Planet
Nicolaus Copernicus (1473-1543): “Matahari adalah pusat tata surya dan anggota-anggota tata surya yang lain beredar mengelilingi Matahari”. ➜ teori heliosentris Johannes Kepler (1571-1630) ➜ Hukum Kepler
Hukum I
Kepler “Orbit setiap planet berbentuk elips dan Matahari terletak pada salah satu fokusnya.”
Hukum II
Kepler “Dalam jangka waktu yang sama, garis yang menghubungkan planet dengan Matahari selama revolusi planet tersebut akan melewati bidang yang luasnya sama.”
Hukum III
Kepler “Kuadrat kala revolusi planet-planet berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari.”
T1 = kala revolusi planet pertama a1 = jarak rata-rata antara Matahari dan planet pertama
T2 = kala revolusi planet kedua a2 = jarak rata-rata antara Matahari dan planet kedua
J. Pengaruh Radiasi Matahari
Pengaruh radiasi matahari terhadap kehidupan bumi.
- Kedudukan matahari terhadap suatu wilayah sangat memengaruhi cuaca atau iklim di wilayah itu.
- Ketika Matahari aktif meningkatkan radiasinya maka akan memengaruhi jumlah energi matahari yang sampai ke Bumi (intensitas insolasinya).
- Medan magnetik sekitar Bumi dan jumlah partikel bermuatan yang dipancarkan Matahari juga dapat mengubah intensitas sinar kosmik yang sampai ke Bumi.
- Pemanasan di siang hari dan pendinginan di malam hari
- Adanya musim panas dan musim dingin tiap tahun
- Memengaruhi pergerakan massa udara dalam bentuk angin (lokal maupun global).
- Berpengaruh pada penguapan air di permukaan bumi sehingga menjadi awan.
- Membantu proses fotosintesis.