Gerak Planet Bumi: Rotasi, Revolusi, dan Hukum Kepler

Planet bumi adalah salah satu dari delapan planet yang mengelilingi matahari dalam tata surya kita. Planet bumi memiliki dua jenis gerak utama, yaitu gerak rotasi dan gerak revolusi. Gerak rotasi adalah gerak berputar bumi pada sumbunya, sedangkan gerak revolusi adalah gerak mengelilingi matahari. Kedua jenis gerak ini memiliki pengaruh terhadap kehidupan di bumi, seperti perubahan musim, siang dan malam, pasang surut air laut, dan lain-lain. Dalam artikel ini, kita akan membahas lebih lanjut tentang gerak rotasi dan gerak revolusi bumi, serta hukum-hukum yang mengaturnya.

Gerak Rotasi Bumi

Gerak rotasi bumi merujuk pada gerakan berputar planet bumi pada sumbunya. Bumi berputar ke arah timur, atau jika dilihat dari utara, melawan arah jarum jam¹. Akibat pergerakan pada sumbunya, setiap daerah di bumi mengalami siang dan malam, walaupun dengan panjang siang dan malam yang bisa berbeda-beda.

Waktu yang dibutuhkan bumi untuk melakukan satu kali putaran penuh pada sumbunya disebut sebagai satu hari sideris. Satu hari sideris sama dengan 23 jam 56 menit 4 detik. Namun, karena bumi juga bergerak mengelilingi matahari, maka posisi relatif antara bumi dan matahari akan berubah setiap harinya. Oleh karena itu, kita menggunakan satuan waktu yang disebut sebagai satu hari sinodis untuk menentukan panjang siang dan malam. Satu hari sinodis sama dengan 24 jam.

Gerak rotasi bumi juga menyebabkan adanya fenomena pasang surut air laut. Pasang surut air laut terjadi karena adanya gaya gravitasi antara bumi, bulan, dan matahari. Gaya gravitasi ini menyebabkan air laut tertarik ke arah bulan dan matahari, sehingga membentuk tonjolan-tonjolan air laut di permukaan bumi. Ketika bumi berputar pada sumbunya, daerah-daerah yang berada di dekat tonjolan-tonjolan ini akan mengalami pasang air laut, sedangkan daerah-daerah yang berada di antara tonjolan-tonjolan ini akan mengalami surut air laut.

Gerak Revolusi Bumi

Gerak revolusi bumi merujuk pada gerakan mengelilingi matahari dalam satu orbit elips². Bumi memiliki kecepatan orbit yang tidak konstan, melainkan bergantung pada jaraknya dengan matahari. Kecepatan orbit bumi akan lebih cepat ketika bumi berada pada titik terdekat dengan matahari (titik perihelion), dan lebih lambat ketika bumi berada pada titik terjauh dari matahari (titik aphelion)².

Waktu yang dibutuhkan bumi untuk melakukan satu kali putaran penuh mengelilingi matahari disebut sebagai satu tahun sideris. Satu tahun sideris sama dengan 365 hari 6 jam 9 menit 10 detik. Namun, karena sumbu rotasi bumi miring sekitar 23,5 derajat terhadap bidang orbitnya, maka posisi relatif antara bumi dan matahari akan berubah sepanjang tahun. Oleh karena itu, kita menggunakan satuan waktu yang disebut sebagai satu tahun tropis untuk menentukan perubahan musim. Satu tahun tropis sama dengan 365 hari 5 jam 48 menit 46 detik.

Gerak revolusi bumi juga menyebabkan adanya fenomena perubahan musim. Perubahan musim terjadi karena adanya variasi jumlah sinar matahari yang diterima oleh setiap belahan bumi sepanjang tahun. Ketika belahan bumi utara miring ke arah matahari, maka belahan bumi utara akan mengalami musim panas, sedangkan belahan bumi selatan akan mengalami musim dingin.

Sebaliknya, ketika belahan bumi selatan miring ke arah matahari, maka belahan bumi selatan akan mengalami musim panas, sedangkan belahan bumi utara akan mengalami musim dingin. Titik-titik tertentu dalam orbit bumi yang menandai perubahan musim disebut sebagai ekuinoks dan solstis. Ekuinoks adalah titik di mana siang dan malam sama panjang di seluruh bumi, sedangkan solstis adalah titik di mana siang atau malam mencapai durasi terpanjang atau terpendek di suatu belahan bumi.

Hukum Kepler

Hukum Kepler adalah serangkaian hukum yang menjelaskan gerak planet-planet yang mengelilingi matahari. Hukum Kepler ditemukan oleh Johannes Kepler, seorang matematikawan dan astronom asal Jerman, berdasarkan data pengamatan yang dilakukan oleh Tycho Brahe, seorang astronom asal Denmark². Hukum Kepler terdiri dari tiga hukum, yaitu:

• Hukum I Kepler: Lintasan setiap planet ketika mengelilingi matahari berbentuk elips, di mana matahari terletak pada salah satu fokusnya.
• Hukum II Kepler: Setiap planet bergerak sedemikian sehingga suatu garis khayal yang ditarik dari matahari ke planet tersebut mencakup daerah dengan luas yang sama dalam waktu yang sama.
• Hukum III Kepler: Kuadrat periode suatu planet sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari matahari.

Sumber:
(1) Rotasi Bumi – Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas. https://id.wikipedia.org/wiki/Rotasi_Bumi.
(2) Hukum Kepler: Pengertian, Rumus & Contoh Soal | Fisika Kelas 10 – Ruangguru. https://www.ruangguru.com/blog/penjelasan-gerak-planet-menggunakan-hukum-kepler.
(3) Hukum Kepler dan Gerak Planet – Kompas.com. https://www.kompas.com/sains/read/2021/12/30/164100623/hukum-kepler-dan-gerak-planet.
(4) Rotasi Bumi: Pengertian, Waktu, dan Akibatnya – detikcom. https://www.detik.com/edu/detikpedia/d-5828820/rotasi-bumi-pengertian-waktu-dan-akibatnya.
(5) undefined. https://t.me/kompascomupdate.