Kamis, 01 Januari 2015



HUKUM KEPLER
Paper halaqoh disajikan pada tanggal 24 Maret 2014

Pengasuh:
Prof. Dr. Kyai H.Achmad Mudlor, SH

Oleh:
Yuyun Fathrotin
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Malang




Halaqoh Ilmiah
LEMBAGA TINGGI PESANTREN LUHUR MALANG
Maret 2014

A. PENDAHULUAN
Astronomi ialah cabang ilmu alam yang melibatkan pengamatan benda-benda langit (seperti halnya bintang, planet, komet, nebula, gugus bintang, atau galaksi) serta fenomena-fenomena alam yang terjadi di luar atmosfer bumi. Ilmu ini secara pokok mempelajari pelbagai sisi dari benda-benda langit, seperti asal-usul, sifat fisika/kimia, meteorologi, dan gerak serta bagaimana pengetahuan akan benda-benda tersebut menjelaskan pembentukan dan perkembangan alam semesta. Cukup banyak cabang-cabang ilmu yang pernah turut disertakan sebagai bagian dari astronomi, dan apabila diperhatikan, sifat cabang-cabang ini sangat beragam: dari astrometri, pelayaran berbasis angkasa, astronomi observasional, sampai dengan penyusunan kalender dan astrologi.
Pada abad ke-20, astronomi profesional terbagi menjadi dua cabang: astronomi observasional dan astronomi teoretis. Yang pertama melibatkan pengumpulan data dari pengamatan atas benda-benda langit, yang kemudian akan dianalisis menggunakan prinsip-prinsip dasar fisika. Yang kedua terpusat pada upaya pengembangan model-model komputer/analitis guna menjelaskan sifat-sifat benda-benda langit serta fenomena-fenomena alam lainnya.
Johannes Kepler (27 Desember 1571 – 15 November 1630), seorang tokoh penting dalam revolusi ilmiah, astronom Jerman, matematikawan dan astrolog. Dia paling dikenal melalui hukum gerakan planetnya. Dia kadang dirujuk sebagai "astrofisikawan teoretikal pertama". Johannes Kepler lahir pada tahun 1571 di Weil der Stadt, Jerman. Dia mendapatkan beasiswa untuk belajar teologi di Universitas Tuubingen. Kepler juga memperoleh gelar sarjana muda tahun 1588 dan gelar sarjana penuh tiga tahun kemudian Pada tahun 1593, Kepler menjadi guru. Dalam usia 25 tahun, Kepler menerbitkan bukunya yang berjudul The Cosmic Mystery (1596) dalam bahasa Latin. Dengan karyanya ini, Kepler menjadi ilmuwan terkenal pertama yang secara publik mendukung Corpenicus.
Tahun berikutnya, Tyco Astronom Brahe ketika ia membaca Cosmographic Mystery, Brahe terkesan dengan pemahaman Kepler tentang matematika dan astronomi, dan ia mengundang Kepler untuk bergabung dengannya di Benatky, dekat Praha, sekarang di Republik Ceko. ketika Bache meninggal, kepler mengganttikanya menjadi matematikawan kekaisaran romawi suci. Pada tahun 1609 Kepler juga menerbitkan buku Astronomia Nova atau buku tentang hukum kepler pertama dan kedua. Sepuluh tahun kemudian Kepler mengeluarkan hukum ketiganya dalam buku Harmonices Mundi. Kepler meninggal dunia tahun 1630 di Regensburg, Bavaria. Dalam masa "Perang tiga puluh tahun" kuburnya diobrak-abrik. Tetapi, hukum gerakan planitnya terbukti lebih menjadi kenangan yang lestari dari sekadar sepotong batu nisan.
B. PEMBAHASAN
1.    Hukum  I, II, dan III Kepler
Matahari merupakan pusat tata surya. Setiap planet mengelilingi matahari, dengan orbit yang berbentuk elips. Dalam mengelilingi matahari, pada waktu tertentu setiap planet akan berada pada kedudukan sangat dekat dengan matahari (perihelium) dan pada waktu tertentu pula suatu planet akan berada pada kedudukan (aphelium). Hukum hukum ini menjabarkan gerakan dua badan yang mengorbit satu sama lainnya.
1.1 Hukum Kepler I
Hukum Kepler pertama berbunya “setiap planet bergerak pada lintasan elips dengan matahari berada pada salah satu titik fokusnya”. Sedangkan kepercayaan yang berlaku pada saat itu adalah bahwa orbit harus didasari lingkaran sempurna. Tetapi sebagian besar planet mengikuti orbit yang bereksentrisitas rendah, jadi secara kasar bisa dibilang menyerupai lingkaran. Jadi, kalau lihat dari pengamatan jalan edaran planet, tidak jelas kalau orbit sebuah planet adalah elips. Namun, dari bukti perhitungan Kepler, orbit-orbit itu adalah elips, yang juga memeperbolehkan benda-benda angkasa yang jauh dari Matahari untuk memiliki orbit elips. Sebagai contoh, dulu Pluto, yang diamati pada akhir tahun 1930, terutama terlambat diketemukan karena bentuk orbitnya yang sangat elips dan kecil ukurannya.
1.2   Hukum Kepler II
Dalam model tata surya, orang yunani berkeyakinan pada keyakinan Aristoteles bahwa benda-benda di langit bergerak dengan kecepatan konstan dalam lingkaran karena itu semua adalah “gerakan alami.” Akan tetapi, hukum kepler kedua dapat digunakan untuk menunjukkan bahwa kecepatan planet berubah ketika ia bergerak sepanjang orbitnya.
Hukum kepler dua berbunyi : “Garis yang menghubungkan planet dan matahari selalu menyapu luas daerah yang sama pada selang waktu yang sama.” Dengan rumusan , dimana  adalah “areal velovity”. Misalkan sebuah planet B bergerak dari B1 ke B2 dalam waktu sebulan ketika berada di lintasan yang dekat dengan matahari, maka ketika  jauh dari matahari  dalam waktu sebulan pula planet B akan  menempuh jarak dari B3 ke B4. Luas daerah B1MB2 akan sama dengan luas daerah B3MB4.
 1.3 Hukum kepler 3
Hukum Kepler ketiga berbunyi ”untuk setiap planet, kuadrat periode revolusinya berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari matahari.” Teori ini menjabarkan tentang Planet yang terletak jauh dari Matahari memiliki perioda orbit yang lebih panjang dari planet yang dekat letaknya.
Hukum ketiga Kepler - kadang-kadang disebut sebagai hukum harmoni - membandingkan periode orbit dan jari-jari orbit planet ke planet lain dari mereka. Tidak seperti hukum Kepler pertama dan kedua yang menggambarkan karakteristik gerak dari sebuah planet tunggal, hukum ketiga membuat perbandingan antara karakteristik gerakan planet yang berbeda. Perbandingan yang dibuat adalah bahwa rasio dari kuadrat periode ke pangkat tiga jarak rata-rata dari matahari adalah sama untuk setiap salah satu planet. Hukum III Kepler dapat di tuliskan dengan rumus sebagai berikut : dengan T1 dan T2 mewakili periode dua buah planet berbeda, r1 dan r2 mewakili jari-jari.
2.    Aplikasi Hukum Kepler
Pada era modern, hukum Kepler digunakan untuk rata-rata orbit satelit dan benda-benda yang mengorbit matahari, yang semuanya belum ditemukan pada saat Kepler masih hidup (contoh: planet luar dan asteroid). Hukum ini kemudian diaplikasikan untuk semua benda kecil yang mengorbit benda lain yang jauh lebih besar.
Hukum Kepler III ini bisa kita gunakan untuk menghitung periode revolusi planet. Misalkan menghitung revolusi planet venus mengelilingi matahari. Pertama, mencari jarak rata-rata Venus ke Matahari. Bisa mencari data di berbagai sumber atau menggunakan Titius-Bode. Bila menggunakan Titius Bode, kita ketahui Bilangan Titius-Bode Venus adalah 3.  sehingga
Lalu, mengugunakan rumus Kepler, didapatkan :
3.      Hukum Kepler dan Alqur’an
Tatkala merujuk kepada matahari dan bulan di dalam Al Qur'an, ditegaskan bahwa masing-masing bergerak dalam orbit atau garis edar tertentu
وَهُوَ الَّذِي خَلَقَ اللَّيْلَ وَالنَّهَارَ وَالشَّمْسَ وَالْقَمَرَ ۖ كُلٌّ فِي فَلَكٍ يَسْبَحُونَ artinya : "Dan Dialah yang telah menciptakan malam dan siang, matahari dan bulan. Masing-masing dari keduanya itu beredar di dalam garis edarnya." (Al Qur'an, 21:33). Disebutkan pula dalam ayat yang lain bahwa matahari tidaklah diam, tetapi bergerak dalam garis edar tertentu: وَالشَّمْسُ تَجْرِي لِمُسْتَقَرٍّ لَّهَا ذَلِكَ تَقْدِيرُ الْعَزِيزِ الْعَلِيمِ yang artinya "Dan matahari berjalan di tempat peredarannya. Demikianlah ketetapan Yang Maha Perkasa lagi Maha Mengetahui." (Al Qur'an, 36:38)
Fakta-fakta yang disampaikan dalam Al Qur'an ini telah ditemukan melalui pengamatan astronomis. Menurut perhitungan para ahli astronomi, matahari bergerak dengan kecepatan luar biasa yang mencapai 720 ribu km per jam. Ini berarti matahari bergerak sejauh kurang lebih 17.280.000 kilometer dalam sehari. Bersama matahari, semua planet dan satelit dalam sistem gravitasi matahari juga berjalan menempuh jarak ini. Selanjutnya, semua bintang di alam semesta berada dalam suatu gerakan serupa yang terencana. Keseluruhan alam semesta yang dipenuhi oleh lintasan dan garis edar seperti ini, dinyatakan dalam Al Qur'an sebagai berikut: وَالسَّمَاءِ ذَاتِ الْحُبُكِ yang artinya :  "Demi langit yang mempunyai jalan-jalan." (Al Qur'an, 51:7)
Sebagian besar bintang-bintang mempunyai planet, dan sebagian besar planet-planet ini mempunyai bulan. Semua benda langit tersebut bergerak dalam garis peredaran yang diperhitungkan dengan sangat teliti. Garis edar di alam semesta tidak hanya dimiliki oleh benda-benda angkasa. Galaksi-galaksi pun berjalan pada kecepatan luar biasa dalam suatu garis peredaran yang terhitung dan terencana. Selama pergerakan ini, tak satupun dari benda-benda angkasa ini memotong lintasan yang lain, atau bertabrakan dengan lainnya. Bahkan, telah teramati bahwa sejumlah galaksi berpapasan satu sama lain tanpa satu pun dari bagian-bagiannya saling bersentuhan.
Dapat dipastikan bahwa pada saat Al Qur'an diturunkan, manusia tidak memiliki teleskop masa kini ataupun teknologi canggih untuk mengamati ruang angkasa berjarak jutaan kilometer, tidak pula pengetahuan fisika ataupun astronomi modern. Karenanya, saat itu tidaklah mungkin untuk mengatakan secara ilmiah bahwa ruang angkasa "dipenuhi lintasan dan garis edar" sebagaimana dinyatakan dalam ayat tersebut. Akan tetapi, hal ini dinyatakan secara terbuka kepada kita dalam Al Qur'an yang diturunkan pada saat itu : karena Al Qur'an adalah firman Allah.
C. PENUTUP
1. Hukum Kepler pertama berbunya “setiap planet bergerak pada lintasan elips dengan matahari berada pada salah satu titik fokusnya”.
Hukum kepler dua berbunyi : Garis yang menghubungkan planet dan matahari selalu menyapu luas daerah yang sama pada selang waktu yang sama.
Hukum Kepler ketiga berbunyi ”untuk setiap planet, kuadrat periode revolusinya berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari matahari.”
2.  وَالشَّمْسُ تَجْرِي لِمُسْتَقَرٍّ لَّهَا ذَلِكَ تَقْدِيرُ الْعَزِيزِ الْعَلِيمِ yang artinya "Dan matahari berjalan di tempat peredarannya. Demikianlah ketetapan Yang Maha Perkasa lagi Maha Mengetahui." (Al Qur'an, 36:38)



DAFTAR PUSTAKA
Kafe Astronomi. 2013. http://kafeastronomi.com/materi-2/tiga-hukum-kepler. Diakses pada 23 Maret 2014.
Muharrim, Syarif.2012. http://islamagamauniversal.wordpress.com/db_cover/e_qs_051/. Diakses pada 23 Maret 2014.
RESNICK, R., and HALLIDAY, D., Basic Concepts in Relativity and Early Quantum Theory, 2nd ed. New
York: John Wiley & Sons, Inc., 1985.ROSSER, W. G. V., An Introduction to the Theory of Relativity. London: Buttersworth, 1964.
.




1 komentar:

Popular Posts

infotainment ^_^

Breaking News