chapter 06 rotasi bumi dan peristiwa siang dan malam

BUMI, ROTASI BUMI DAN
PELANGI
Standar Kompetensi
Memahami gejala alam melalui pengamatan
Kompetensi Dasar
Mengidentifikasi objek secara terencana dan sistematis untuk
memperoleh informasi mengenai gejala alam abiotik
Oleh : M. Jalil, S.Pd
Semarang, 4 Februari 2014
INDIKATOR DAN TUJUAN
INDIKATOR
1. Siswa dapat memahami gejala alam rotasi bumi
2. Siswa dapat memahami akibat peristiwa rotasi bumi
3. Siswa dapat memahami gejala alam pelangi
TUJUAN PEMBELAJARAN
Peserta didik dapat:
1. Siswa dapat memahami gejala alam rotasi bumi
2. Siswa dapat memahami akibat peristiwa rotasi bumi
3. Siswa dapat memahami gejala alam pelangi
BUMI
Coba sebutkan ciri-ciri bumi yang kalian ketahui !
CIRI-CIRI BUMI
1. Bumi berbentuk bola pejal padat memiliki
kecapatan putar/ rotasi 3000 meter per detik.
2. Terdiri atas daratan 30 % dan lautan 70 %.
3. Bumi dilingkupi oleh atmosfer yang mencapai 700
km dari permukaan bumi.
4. Bumi memiliki atmosfer yang memungkinkan
mahluk hidup dapat hidup.
BAGAIMANAKAH BUMI DAN TATA SURYA TERBENTUK ?
TEORI TERBENTUKNYA TATA SURYA
TEORI TENTANG TERBENTUKNYA TATA SURYA
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Teori kabut,
Teori planetesimal,
Teori bintang kembar,
Teori pasang surut,
Teori awan debu (proto planet)
Teori big bang
TEORI KABUT
Teori Kabut disebut juga Teori Nebula.Teori
tersebut dikemukakan oleh Immanuel Kart
dan Simon de Laplace. Menurut teori ini
mula-mula ada sebuah nebula yang baur dan
hampir bulat yang berotasi dengan kecepatan
sangat lambat sehingga mulai menyusut.
Akibatnya terbentuklah sebuah cakram datar
bagian tengahnya, penyusutan berlanjut dan
terbentuk matahari di pusat cakram.Cakram
berotasi lebih cepat sehinggabagian tepi-tepi
cakram terlepas membentuk gelang-gelang
bahan.Kemudian bahan dalam gelanggelang memadat menjadi planet-planet yang
berevolusi mengitari Matahari.
TEORI PLANETESIMAL
Planetesimal
dikemukakan
oleh
T.C
Chamberlein dan F.R Moulton.Menurut teori
ini,Matahari sebelumnya telah ada sebagai salah
satu dari bintang-bintang yang banyak di
langit.Suatu ketika bintang berpapasan dengan
Matahari dalam jarak yang dekat.Karena jarak yang
dekat, tarikan gravitasi bintang yang lewat
sebagian bahan dari Matahari(mirip lidah raksasa)
tertarik ke arah bintaang tersebut.Saat bintang
menjauh, lidah raksasa itu sebagian jatuh ke
Matahari dan sebagian lagi terhambur menjadi
gumpalan kecil atau planetesimal.Planetesimalplanetesimal melayang di angkasa dalam orbit
mengitari Matahari.Dengan tumbukan dan tarikan
gravitasi, planetesimal besar menyapu yang lebih
kecil dan akhirnya menjadi planet.
Teori
TEORI BINTANG KEMBAR
Menurut Teori Bintang Kembar,dahulu
Matahari merupakan bintang kembar
kemudian bintang kembarannya meledak
menjadi pengaruh gaya gravitasi bintang
yang
tidak
meledak(Matahari),maka
kepingan-kepingan itu bergerak mengitari
bintang tersebut dan menjadi planet
planet.
TEORI PASANG SURUT
• Teori Pasang Surut pertama kali disampaikan oleh
Buffon.Buffon menyatakan bahwa tata surya berasal
dari materi Matahari yang terlempar akibat
bertumbukan dengan sebuah komet.
• Teori pasang surut yang disampaikan Buffon
kemudian diperbaiki oleh Sir James Jeans dan Harold
Jeffreys.Mereka berpendapat bahwa tata surya
terbentuk oleh efek pasang gas-gas Matahari akibat
gaya gravitasi bintang besar yang melintasi
Matahari.Gas-gas tersebut terlepas dan kemudian
mengelilingi Matahari.Gas-gas panas tersebut
kemudian berubah menjadi bola-bola cair dan secara
berlahan mendingin serta membentuk lapisan keras
menjadi planet-planet dan satelit.
TEORI AWAN DEBU(PROTO PLANET)
• Teori ini dikemukakan oleh Carl von Weizsaecker
kemudian disempurnakan oleh Gerard P.Kuiper pada
tahun 1950.Teori proto planet menyatakan bahwa tata
surya terbentuk oleh gumpalan awan gas dan yang
jumlahnya sangat banyak.Suatu gumpalan mengalami
pemampatan dan menarik partikel-partikel debu
membentuk gumpalan bola.Pada saat itulah terjadi
pilinan yang membuat gumpalan bola menjadi pipih
menyerupai cakram (tebal bagian tengah dan pipih di
bagian tepi).Karena bagian tengah berpilin lambat
mengakibatkan terjadi tekanan yang menimbulkan
panas dan cahaya(Matahari).Bagian tepi cakram berpilin
lebih cepat sehingga terpecah menjadi gumpalan yang
lebih kecil.Gumpalan itu kemudian membeku menjadi
planet dan satelit.
Teori Dentuman besar (Big Bang
Theory)
• Teori ini berdasarkan jenis asumsi adanya massa
yang sangat besar dan mempunyai massa jenis
sangat besar. Adanya reaksi inti menyebabkan
amssa tersebut meledak hebat. Massa tersebut
kemudian mengembang dengan sangat cepat,
menjauhi pusat ledakan. Karena adanya gravitasi,
maka bintang yang paling kuat gravitasinya akan
menjadi pusatnya.
Dari berbagai teori yang dikemukakan para ahli,
kebanyakan ilmuwan mendukung teori dentuman
besar. Menurut mereka, ledakan besar tersebut
merupakan awal terbentuknya alam semesta.
BUKTI BUMI ITU BULAT
BUKTI BAHWA BUMI BERBENTUK
BULAT
• Ketika matahari terbenam, awan dan gunung
yang tiggi masih terlihat terang
• Kapal yang berlayar meninggalkan pelabuhan
tubuh kapal lenyap terlebih dahulu baru
kemudian tiangnya
• Bila kita berlayar dalam satu arah, maka akan
tiba ke tempat semula
• Gambar bumi hasil pemotretan menunjukkan
bahwa bumi itu bulat
Jarak Bumi dengan Matahari
• Jarak matahari ke bumi adalah 149.669.000 kilometer
(atau 93.000.000 mil). Jarak ini dikenal sebagai satuan
astronomi dan biasa dibulatkan (untuk
penyederhanaan hitungan) menjadi 148 juta km.
Dibandingkan dengan bumi, diameter matahari kirakira 112 kalinya. Gaya tarik matahari kira-kira 30 kali
gaya tarik bumi. Sinar matahari menempuh masa 8
menit untuk sampai ke Bumi.
• Jika lebih jauh: planet bumi akan terlalu dingin bagi siklus air yang stabil
• Jika lebih dekat: planet bumi akan terlalu panas bagi siklus air yang stabil
ROTASI BUMI
• Rotasi adalah gerakan bumi pada porosnya
• Perputaran bumi tidak secara tegak lurus
namun agak condok ke satu sisi
• Gerak bumi dari kiri ke kanan (dari Barat ke
timur)
• Jika dilihat dari kutub utara bumi bergerak
berlawanan arah jarum jam
Akibat rotasi bumi
• Kala rotasi bumi adalah 23 jam 56 menit 4
detik ,selang waktu ini disebut satu hari. Sekali
berotasi, bumi menempuh 360 bujur selama
24 jam. Artinya 15 bujur menempuh 1 jam.
Dengan demikian, tempat-tempat yang
berbeda 15 bujur akan berbeda waktu 1 jam.
Rotasi bumi menimbulkan beberapa peristiwa
yaitu :
Akibat rotasi bumi
• Pergantian siang dan malam
• Perbedaan waktu berbagai tempat di
muka bumi
• Gerak semu harian bintang
• Perbedaan percepatan gravitasi
Pergantian siang dan malam
• Permukaan bumi yang sedang menghadap matahari
mengalami siang. Sebaliknya permukaan bumi yang
membelakangi matahari mengalami malam. Akibat rotasi
bumi, permukaan bumi yang menghadap dan
membelakangi matahari berganti secara bergantian. Ini
adalah peristiwa siang dan malam. Karena periode
peredaran semu harian matahari 24 jam, maka panjang
siang atau malam rata-rata 12 jam. Panjang periode siang
atau malam hari di khatulistiwa hampir sama sepanjang
tahun, yaitu berlangsung selama 12 jam. Kadang-kadang
ada perbedaan sedikit yaitu panjang siang tidak sama
dengan panjang malam. Suatu waktu panjang siang lebih
besar dari 12 jam, dan ini berarti panjang malam hari
kurang dari 12 jam. Perbadaan ini menjadi lebih besar
untuk tempat-tempat yang jauh dari khatulistiwa
(misalnya di daerah lintang dan kutub).
Perbedaan waktu berbagai tempat dimuka bumi
• Seluruh permukaan bumi dibagi-bagi menurut jaring-jaring derajat. Jaringjaring derajat itu dinamakan garis lintang dan garis bujur. Garis lintang
adalah garis yang sejajar dengan garis tengah khatulistiwa,sedang garis bujur
adalah garis yang sejajar dengan garis tengah kutub. Arah rotasi bumi sama
dengan arah revolusinya, yakni dari barat ke timur. Itulah sebabnya matahari
selalu terbit di timur terbenam di barat. Orang-orang yang berada di daerah
timur akan mengamati matahari terbit dan matahari terbenam lebih cepat
dari pada daerah yang berada di sebelah barat. Wilayah yang berada pada
sudut 15 0 lebih ke timur akan mengamati matahari terbit lebih cepat satu
jam.
Namun, ada waktu yang berlaku secara international yang disebut waktu
GMT (Greenwich Mean Time ) sebagai waktu pangkal yang berada pada garis
bujur nol derajat yang melalui kota Greenwich di London. Sebagai contoh
Indonesia memiliki tiga bujur standar yaitu 1050, 1200, 1350 Bujur Timur,
dengan demikian waktu lokalnya berturut-turut adalah waktu Greenwich
ditambah 7 jam, 8 jam, dan 9 jam. Jika letak bujur standar itu disebelah
barat bujur nol, maka waktunya dikurangi, dan jika letak bujur standar itu di
sebelah timur bujur nol, maka waktunya bertambah.
Gerak semu harian bintang
• Bintang-bintang (termasuk matahari) yang tampak bergerak sebenarnya
tidak bergerak. Akibat rotasi bumi dari arah barat ke timur, bintangbintang tersebut tampak bergerak dari timur ke barat. Rotasi bumi tidak
dapat kita saksikan, yang dapat kita saksikan adalah peredaran matahari
dan benda-benda langit melintas dari timur ke barat. Oleh karena itu kita
selalu menyaksikan matahari terbit disebelah timur dan terbenam di
sebelah barat. Pergerakan dari timur ke barat yang tampak pada matahari
dan benda-benda langit ini dinamakan gerak semu harian bintang. Karena
gerak semu ini dapat di amati setiap hari, maka disebut gerak semu
harian.
Waktu yang diperlukan bintang untuk menempuh lintasan peredaran
semunya adalah 23 jam 56 menit atau satu hari bintang. Periode
peredaran semu harian matahati dan bulan tidak 23 jam 56 menit. Satu
hari matahari tepat 24 jam sedang satu hari bulan lebih lambat lagi yaitu
24 jam 50 menit, hal ini disebabkan karena kedudukan bintang sejati di
langit selalu tetap. Matahari memiliki periode semu harian yang berbeda
akibat revolusi, sedangkan bulan sebagai satelit bumi memiliki peredaran
bulanan mengitari bumi.
Perbedaan percepatan gravitasi di
permukaan bumi
• Rotasi bumi juga menyebabkan penggembungan
di khatulistiwa dan pemapatan di kedua kutub
bumi. Selama bumi mengalami pembekuan dari
gas menjadi cair kemudian menjadi padat, Bumi
berotasi terus pada porosnya. Ini menyebabkan
menggebungan di khatulistiwa dan pemepatan di
kedua kutub bumi sehingga seperti keadaannya
sekarang. Karena percepatan gravitasi
benbanding terbalik dengan kuadrat jari-jari,
maka percepatan gravitasi tempat-tempat di
kutub lebih besar daripada disekitar khatulistiwa.
PELANGI
Apa yang dimaksud pelangi
• Pelangi adalah: Pelangi adalah fenomena
optik dan meteorologi yang menghasilkan
spektru cahaya yang berupa legkungan
warna warni dengan warna merah pada
lengkung paling luar dan warna ungu pada
lengkungan paling dalam yang terjadi akibat
peristiwa pembiasan sinar matahari oleh air
hujan.
Proses terbentuknya pelangi
• Cahaya matahari adalah cahaya polikromatik (terdiri
dari banyak warna). Warna putih cahaya matahari
sebenarnya adalah gabungan dari berbagai cahaya
dengan panjang gelombang yang berbeda-beda. Mata
manusia sanggup mencerap paling tidak tujuh warna
yang dikandung cahaya matahari, yang akan terlihat
pada pelangi: merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila,
dan ungu.
• Panjang gelombang cahaya ini membentuk pita garisgaris paralel, tiap warna bernuansa dengan warna di
sebelahnya. Pita ini disebut spektrum. Di dalam
spektrum, garis merah selalu berada pada salah satu
sisi dan biru serta ungu di sisi lain, dan ini ditentukan
oleh perbedaan panjang gelombang.
• Pelangi tidak lain adalah busur spektrum besar yang
terjadi karena pembiasan cahaya matahari oleh butir-butir
air. Ketika cahaya matahari melewati butiran air, ia
membias seperti ketika melalui prisma kaca. Jadi di dalam
tetesan air, kita sudah mendapatkan warna yang berbeda
memanjang dari satu sisi ke sisi tetesan air lainnya.
Beberapa dari cahaya berwarna ini kemudian dipantulkan
dari sisi yang jauh pada tetesan air, kembali dan keluar lagi
dari tetesan air.
• Cahaya keluar kembali dari tetesan air ke arah yang
berbeda, tergantung pada warnanya. Warna-warna pada
pelangi ini tersusun dengan merah di paling atas dan ungu
di paling bawah pelangi.
• Pelangi hanya dapat dilihat saat hujan bersamaan dengan
matahari bersinar, tapi dari sisi yang berlawanan dengan si
pengamat. Posisi si pengamat harus berada di antara
matahari dan tetesan air dengan matahari dibekalang
orang tersebut. Matahari, mata si pengamat dan pusat
busur pelangi harus berada dalam satu garis lurus.
Jenis pelangi
1. Pelangi primer
• Pelangi yang terjadi akibat satu pantulan air hujan. Pelangi primer
memiliki warna yang terkuat, dengan warna merah pada bagian luar
merah dan bagian dalam ungu.
2. Pelangi sekunder
• Terjadinya pemantulan cahaya sebanyak dua kali atau lebih.
Pelangi sekunder yang dihasilkan oleh dua pemantul akan terlihat
dilangit diatas pelangi primer. Susunan Pelangi sekunder merupakan
kebalikan dari susunan warna pelangi primer. Pada pelangi
sekunder warna merah berada didalam dan ungu diluar. warna
pelangi sekunder jeuh lebih rendah dari pelangi primer
Gambar pelangi
• Pelangi Alam terdiri dari enam warna:
merah, oranye, kuning, hijau, biru dan ungu.
Intensitas warna masing-masing mungkin
karena berbagai kondisi atmosfer dan waktu
Classic
Rainbows
Circular Rainbows
Pelangi itu benar-benar terlihat seperti busur lingkaran sempurna (dengan radius
tepat 42 derajat, menurut Descartes), meskipun melihat pelangi ini sulit karena
tanahnya memiliki kebiasaan menghalangi.
Secondary Rainbows
Pelangi primer, sering disertai dengan pelangi sekunder biasanya tipis dan redup
daripada pelangi primer. Pelangi sekunder terkenal dengan karakteristik tertentu:
spektrum ditampilkan dalam urutan terbalik dari sebuah pelangi primer.
Red Rainbows
Red Rainbows biasanya terlihat
saat fajar atau senja ketika
ketebalan filter atmosfir bumi
menjadi biru, meninggalkan lebih
merah atau tetesan cahaya oranye
mencerminkan dan membiaskan air.
Hasilnya adalah pelangi dengan
spektrum ujung merah sangat
meningkat.
Sundogs
Yang paling sering terlihat rendah
di langit di hari musim dingin
yang cerah, sundogs dibuat ketika
matahari bersinar melalui kristal
es yang tinggi di atmosfer.
Sundogs berwarna merah di
bagian dalam dan ungu di bagian
luar dengan sisa spektrum ramai
di antaranya. Semakin tebal
konsentrasi kristal es di udara,
semakin tebal pula struktur nya.
Fogbows
Fogbows lebih jarang terlihat
daripada pelangi karena
parameter tertentu yang
harus disesuaikan untuk
menciptakan mereka.
Misalnya, sumber cahaya
harus berada di belakang
pengamat dan membumi.
Juga, kabut di belakang
pengamat harus sangat tipis
sehingga sinar matahari yang
dapat bersinar melalui kabut
tebal di depan
Waterfall Rainbows
• Kabut air terjun
bercampur ke dalam
aliran udara konstan
atmosfer terus
menerus, terlepas dari
cuaca. Hal ini membuat
sebuah foto teman-air
terjun yang sangat baik
untuk pelangi! Seleksi
pasangan beberapa
gambar air terjun paling
terkenal yang
berbarengan dengan
beberapa pelangi
menakjubkan
Fire Rainbows
Pelangi ini bukan terbuat dari
api, Nama yang benar untuk efek
optik yang indah ini adalah
“circumhorizontal arc”.
Fenomena ini hanya dapat dilihat
dalam kondisi spesifik tertentu:
awan cirrus, yang bertindak
seperti prisma harus setidaknya
berada di ketinggian 20.000 kaki
dan matahari harus menyorot
ketika mereka berada di
ketinggian 58-68 derajat.
Rainbow Fire tidak pernah
terlihat di lokasi lebih dari 55
derajat utara atau selatan
Moonbows
Moonbows, seperti moondogs,
adalah mitra untuk pelangi
lunar. Mereka juga jauh lebih
sulit dilihat karena badai hujan
harus berlalu dan, idealnya,
bulan purnama yang terang
tidak terhalang oleh awan