Pendahuluan
Sebagai
seorang guru Geografi, terkadang saya sangat menyayangkan kalau ada peserta
didik yang tidak percaya bahwa bumi ini berputar. Terutama anak-anak SD - SMP
yang masih polos dan lugu, belum sepenuhnya pemikirannya bisa menghayalkan
kondisi bumi berputar (baik rotasi maupun revolusi). Sebelumnya banyak yang
tidak yakin bumi ini bulat, tetapi dengan adanya bukti berupa globe dan foto
para astronot yang sudah terbang ke luar angkasa, mereka masih sedikit yakin.
Akan tetapi kalau mengenai perputaran bumi, sulit untuk memberikan bukti. Ada
anak yang bilang kalau bumi berputar, kita kenapa tidak goyang....atau ada yang
bilang kita akan jatuh dan lain sebagainya.
Anak-anak
didik di SD-SMP membayangkan bumi ini sebesar globe, sehingga kalau berputar
maka akan jatuh dan terasa perputarannya. Padahal mereka salah menafsirkan,
bahwa bumi ini sangat luas dengan diameter ribuan km sehingga perputarannya
tidak terasa.
Berbeda
dengan anak SMA yang pemikirannya sudah mulai nyambung. Namun anak SMA juga
kadang memberikan pertanyaan yang memicu perdebatan tentang perputaran bumi.
Anak SMA banyak mempertanyakan kenapa bumi ini berputar, kenapa tidak diam
saja. Atau adakah yang mengendalikan bumi ini makanya berputar?
Pertanyaan
anak SMA dalam bidang studi geografi memang sedikit melenceng karena perputaran
bumi ini lebih dalam dikaji dalam Fisika dimana penyebab perputaran itu tidak
terlepas dari gaya tarik antara bumi dengan pusat tata surya (matahari).
Geografi lebih menekankan dampak atau hubungan antara peristiwa alam dengan
manusia. Dimana rotasi dan revolusi menyebabkan pengaruh terhadap kegiatan,
kebiasaan manusia di berbagai belahan dunia.
Intinya
membahas tentang rotasi tidak akan habis kalau guru hanya memberikan teori dari
buku, sebaiknya guru harus menuntut peserta didik memberi bukti dalam penugasan
proyek mengenai bukti bumi berputar seperti yang akan kita kupas disini.
Nah
untuk itu mari kita pahami terlebih dahulu apa itu rotasi bumi, revolusi dan
Presisi bumi serta dampaknya dberikut ini.
Rotasi Bumi
Rotasi
bumi adalah peredaran atau perputaran bumi pada sumbunya atau porosnya dari
arah barat ke timur. Lamanya rotasi bumi disebut kala rotasi yaitu selama 23
jam 56 menit 48 detik (yang dibulatkan menjadi 24 jam atau satu hari). Bumi
dapat berputar karena disebabkan oleh adanya gaya tarik menarik antara gaya
gravitasi matahari dengan gaya gravitasi bumi. Bumi berotasi pada porosnya
dengan kemiringan 23,5 derajat.
Bukti-Bukti bahwa Bumi Berotasi
1)
Percobaan Berzenberg dan Reich (1802)
Percobaan
yang dilakukan oleh Berzenberg dan Reich adalah menjatuhkan peluru-peluru logam
dari ketinggian tertentu, yaitu dari menara setinggi 110 m. Ternyata
peluru-peluru tersebut tidak pernah bisa jatuh tepat di titik yang tegak lurus,
tetapi arah jatuhnya selalu melenceng ke arah timur. Hal ini membuktikan bahwa
bumi selalu berputar, karena kalau bumi itu diam, maka peluru-peluru tersebut
pasti jatuhnya tepat di bawah titik jatuhnya.
2)
Percobaan Ayunan Foucault (1852)
Pada
tahun 1852 Seorang ilmuwan dari Prancis bernama Foucault melakukan percobaan di
kota Paris. Percobaan tersebut dengan menggunakan sebuah bandul besi yang
sangat berat, digantungkan pada tali yang panjangnya lebih dari 60 m, dan
dikaitkan pada langit-langit kupel di sebuah gedung Pantheon di kota Paris (49
°LU).
Mula-mula
bandul besar ditarik ke samping, kemudian dilepaskan dan dibiarkan berayun.
Gerak ayunan dari bandul dapat diteliti dan dicatat, karena ada sebuah pin yang
diletakkan di bagian bawah bandul. Pin tersebut akan membuat goresan-goresan
kecil pada pasir halus yang diletakkan di dalam bak di bawah bandul tersebut
sewaktu bandul berayun. Setelah beberapa saat dapat terlihat dengan jelas,
bahwa bidang ayunan bandul tersebut bergeser membuat putaran dengan arah yang
sama dengan arah gerak jarum jam. Hal ini menandakan bahwa bumi yang berada di
bawah bandul berputar dengan arah yang berlawanan dengan arah gerak jarum jam.
b. Akibat Rotasi Bumi
Akibat
perputaran bumi pada porosnya (rotasi bumi) maka akan terjadi beberapa
peristiwa di bumi yaitu :
1).
Terjadinya siang dan malam
MALAM
Bagian
bumi yang menghadap kearah matahari ketika berputar pada porosnya akan
mengalami siang, sebaliknya bagian bumi yang membelakangi matahari akan
mengalami malam, dan hal ini terjadi secara bergantian yaitu panjang waktu
siang dan malam rata-rata 12 jam. Perbedaan waktu siang dan malam akan menjadi
lebih besar pada tempat-tempat yang jauh dari khatulistiwa. Misalnya pada saat
matahari di sebelah Utara bumi, ada tempat di Utara bumi yang siangnya lebih
lama daripada malam. Demikian sebaliknya pada saat matahari di sebelah Selatan
bumi, ada tempat di Selatan bumi yang siangnya lebih lama daripada malam.
Bagian
bumi yang menghadap kearah matahari ketika berputar pada porosnya akan
mengalami siang, sebaliknya bagian bumi yang membelakangi matahari akan
mengalami malam
Bersyukur
kita tinggal di Indonesia, siang dan malam tetap sama, jadi waktu istirahat
malam cukup dan seimbang dengan waktu bekerja siang.
2).
Terjadinya perbedaan waktu diberbagai tempat di muka bumi
Orang-orang
yang berada disebelah timur akan mengalami matahari terbit dan terbenam lebih
dahulu. Hal ini dikarenakan bumi berputar dari arah barat ke timur. Daerah yang
berada pada sudut 15 derajat lebih ke timur akan melihat matahari terbit lebih
dahulu selama 1 jam. Setiap 1 derajat selisih waktunya adalah 4 menit. Jadi
setiap 15 derajat, berbeda 1 jam. Misalnya jika di Papua matahari telah terbit,
maka kita di Jakarta baru melihat matahari terbit satu jam setelahnya. Atau
jika di Raja Ampat pukul 01.00 WIT, maka di Jakarta baru pukul 23.00 WIB.
Setiap
1 derajat selisih waktunya adalah 4 menit. Jadi setiap 15 derajat, berbeda 1
jam
3).
Gerak semu harian bintang
Akibat
rotasi bumi maka kita yang ada di bumi melihat seolah olah mataharilah yang
bergerak berputar dari timur kebarat mengelilingi bumi. Padahal yang terjadi
sebenarnya adalah matahari tidak bergerak, tetapi bumilah bergerak berputar
mengelilingi matahari dari barat ke timur. Gerak yang tidak sebenarnya ini
dinamakan gerak semu harian bintang. Disebut gerak semu harian karena kita
dapat mengamatinya setiap hari atau setiap saat.
4).
Perbedaan percepatan gravitasi di permukaan bumi
Perbedaan
percepatan gravitasi bumi, Benda yang berputar/berrotasi akan menyebabkan
terjadinya gaya sentripetal. Semakin besar jari-jari rotasi akan semakin besar
juga gaya sentripetal yang timbul. Gaya sentrifugal ini akan mengakibatkan bumi
pepat di bagian kutub (garis tengah bumi bagian kutub lebih kecil (6356 Km)
dibanding garis tengah bumi bagian katulistiwa (6377 Km) ). Perbedaan garis
tengah ini mengakibatkan percepatan gravitasi bumi berbada, sesuai hukum Newton
tentang gravitasi.
Percepatan grafitasi tempat-tempat di kutub lebih
besar daripada disekitar khatulistiwa, karena jarak permukaan bumi di kutub
lebih dekat ke pusat bumi sehingga daya tarik magnet bumi lebih besar.
Akibatnya, berat benda yang sama akan berbeda beratnya jika ditimbang di
Khatulistiwa dan di kutub.
5)
Pembelokan arah angin
Angin
bertiup dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Meskipun
demikian arah angin tidak sama persis dengan arah gradien tekanan, hal ini
disebabkan adanya efek gaya Coriolis pada angin. Gaya Coriolis adalah gaya semu
yang timbul akibat efek dua gerakan yaitu gerak rotasi bumi dan gerak benda
relatif terhadap bumi.
Pembelokan
arus laut, Arus laut pada umumnya disebabkan oleh angin yang bertiup
dipermukaannya. Seperti halnya arah angin, arah arus laut juga disimpangkan
oleh adanya rotasi bumi. Arus laut dipaksa membelok ketika sampai di belahan
bumi utara dan belahan bumi selatan.
Revolusi Bumi
Revolusi
Bumi adalah peredaran bumi mengelilingi matahari. Revolusi bumi merupakan
akibat tarik menarik antara gaya gravitasi matahari dengan gaya gravitasi bumi,
selain rotasi.
Kala
revolusi bumi (lama bumi 1 kali berevolusi) dalam satu kali mengelilingi
matahari adalah 365¼ hari. Bumi berevolusi tidak tegak lurus terhadap bidang
ekliptika (garis orbit /semu) melainkan miring dengan arah yang sama membentuk
sudut 23,5 derajat terhadap matahari, sudut ini diukur dari garis imajiner
yang menghubungkan kutub utara dan kutub selatan yang disebut dengan sumbu
rotasi.
1). Perbedaan Lama Siang dan Malam
Kemiringan poros Bumi 23,5 derajat memberi pengaruh pada musim di Bumi dan menyebabkan terjadinya perubahan musim (panas, dingin, gugur dan semi). Selain itu memberikan dampak pada lama penyinaran matahari terhadap wilayah-wilayah di bumi sehingga berdampak pada lamanya siang atau malam. Berikut ini peristiwa perbedaan lamanya siang dan malam di berbagai belahan bumi.
Antara tanggal 21 Maret s.d 23 September
Ø Belahan bumi utara menerima sinar matahari lebih banyak daripada belahan bumi selatan.
Ø Durasi siang dibelahan bumi utara lebih lama daripada dibelahan bumi selatan.
Ø Ada daerah disekitar kutub utara yang mengalami siang 24 jam dan ada daerah disekitar kutub selatan yang mengalami malam 24 jam.
Ø Diamati dari khatulistiwa, matahari tampak bergeser ke utara.
Ø Kutub utara paling dekat ke matahari pada tanggal 21 juni. Pada saat ini pengamat di khatulistiwa melihat matahari bergeser 23,5 derajat ke utara.
Antara tanggal 23 September s.d 21 Maret
Ø Kutub selatan lebih dekat ke matahari, sedangkan kutub utara lebih menjauhi matahari.
Ø Belahan bumi selatan menerima sinar matahari lebih banyak daripada belahan bumi utara.
Ø Durasi siang dibelahan bumi selatan lebih lama daripada belahan bumi utara.
Ada daerah di sekitar kutub utara yang mengalami malam 24 jam dan ada daerah di sekitar kutub selatan mengalami siang 24 jam.
Ø Diamati dari khatulistiwa, matahari tampak bergeser ke selatan.
Ø Kutub selatan berada pada posisi paling dekat dengan matahari pada tanggal 22 Desember. Pada saat ini pengamat di khatulistiwa melihat matahari bergeser 23,5o ke selatan.
Pada tanggal 21 Maret dan 23 Desember
Ø Kutub utara dan kutub selatan berjarak sama ke matahari.
Ø Belahan bumi utara dan belahan bumi selatan menerima sinar matahari sama banyaknya.
Ø Panjang siang dan malam sama diseluruh belahan bumi.
Ø Di daerah khatulistiwa matahahari tampak melintas tepat di atas kepala.
2).
Gerak Semu Tahunan Matahari
Pergeseran
posisi matahari ke arah belahan bumi utara (22 Desember – 21 Juni) dan
pergeseran posisi matahari dari belahan bumi utara ke belahan bumi selatan (21
Juni – 21 Desember ) disebut gerak semu harian matahari. Disebut demikian
karena sebenarnya matahari tidak bergerak. Gerak itu akibat revolusi bumi
dengan sumbu rotasi yang miring.
3).
Perubahan Musim
Pada
wilayah khatulistiwa (23.50LU/LS) hanya terdapat dua musim yaitu Musim hujan
dan Kemarau (tropis). Karena, bumi bagian Equator (khatulistiwa) selalu
mendapat sinar yang penuh dari mathari sepanjang tahun. Sedangkan belahan bumi
utara dan selatan mengalami empat musim. Empat musim itu adalah musim semi,
musim panas, musim gugur, dan musim dingin. Ini disebabkan oleh kemiringan
poros bumi terhadap garis ekliptika bumi sebesar 23.5 derajat, sehingga pada
tahap-tahap penyinaran tertentu bumi memiliki lama penyinaran yang berbeda,
sehingga mengakibatkan musim yang berbeda pula.
Berikut
ini adalah perubahan musim pada waktu dan daerah tertentu di belahan bumi
Musim-musim
dibelah bumi utara
Musim semi : 21 Maret – 21 Juni
Musim panas : 21 Juni – 23 September
Musim gugur : 23 September – 22 Desember
Musim Dingin : 22 Desember – 21 Maret
Musim-musim
dibelah bumi selatan
Musim semi : 23 September – 22 Desember
Musim panas : 22 Desember – 21 Maret
Musim gugur : 21 Maret – 22 Juni
Musim Dingin : 21 Juni – 23 September
4).
Perubahan Kenampakan Rasi Bintang
Rasi
bintang adalah susunan bintang-bintang yang tampak dari bumi membentuk
pola-pola tertentu. Bintang-bintang membentuk sebuah rasi sebenarnya tidak
berada pada lokasi yang berdekatan. Karena letak bintang-bintang itu sangat
jauh, maka ketika diamati dari bumi seolah-olah tampak berdekatan. Rasi bintang
yang kita kenal antara lain Aquarius, Pisces, Gemini, Scorpio, Leo, dan
lain-lain
Ketika
bumi berada disebelah timur matahari, kita hanya dapat melihat bintang-bintang
yang berada di sebelah timur matahari. Ketika bumi berada di sebelah utara
matahari, kita hanya dapat melihat bintang-bintang yang berada di sebelah utara
matahari. Akibat adanya revolusi bumi, bintang-bintang yang nampak dari bumi
selalu berubah.
5).
Kalender Masehi
Lama
waktu dalam setahun adalah 365 hari diambil dari perhitungan bumi mengelilingi
matahari (evolusi). Untuk menampung kelebihan ¼ hari pada tiap tahun maka
lamanya satu tahun diperpanjang 1 hari menjadi 366 hari pada setiap empat
tahun. Satu hari tersebut ditambahkan pada bulan februari. Tahun yang lebih
panjang sehari ini disebut tahun kabisat. Untuk mempermudah mengingat, maka
dipilih sebagai tahun kabisat adalah tahun yang habis di bagi empat. Contohnya
adalah 2000, 2020 dll.
Gerak Presisi Poros Bumi
Gerak presisi (atau Presesi) bumi disebut juga gerak gasing bumi. Gerak presesi bumi merupakan salah satu pergerakan bumi dalam ruang inersia dimana sumbu rotasi bumi dan bidang ekuator bumi tidaklah tetap, melainkan bergerak yang sifatnya rotasional. Pergerakan bumi dalam ruang ini merupakan respon dari ketidaksimentrisan dan non-rigiditas dari bumi terhadap gaya tarik bulan, matahari dan planet-planet lain.
Gerakan
presesi dari sumbu rotasi bumi ini disebabkan karena gaya gravitasi benda-benda
langit pada tonjolan ekuator bumi, terutama matahari dan bulan. Karena dalam
pergerakannya mengelilingi matahari bidang ekuator bumi membentuk sudut sebesar
23.5˚ terhadap bidang ekliptika, sehingga gerak presesi ini mempunyai amplitude
sudut sebesar 23.5˚. akibatnya, titik semi yang merupakan titik potong antara
bidang ekuator dan bidang ekuator dan bidang ekliptika bergerak sepanjang
ekliptika dengan laju sekitar 50 inci pertahun. Periode gerak presesi bumi
atau waktu yang dibutuhkan oleh sumbu bumi dalam satu kali putaran lengkap
(360˚) kurang lebih 26.000 tahun.
Akibat-akibat
gerak presisi
Kutub
langit utara dan selatan tidak tetap letaknya, selalu berpindah karena memutari
kutub ekliptika dengan periode 26.000 tahun.
Koordinat
seluruh benda langit selalu berubah untuk jangka waktu panjang. Letak matahari
dan titik aries (titik hammal) berpindah letaknya di zodiak ke arah barat
(mundur) dengan periode 26.000 tahun. Setiap zodiak ditempuh sekitar 2000
tahun.
Referensi
:
Slamet
Hambali, Pengantar Ilmu Falak, Bismillah Publisher:Banyuwangi, 2012, Hal
210
Dikutip
Dari Dokumen Institut Teknologi Bandung, Geodesi Langit, Departemen Teknik
Geodesi Dan Geomatika IPB Bandung:Bandung, Tt, Hal 2
Buku
Geografi Kelas X Kurikulum 2013 Kemendikbud
Artikel
terkait :
Soal-soal
Mengenai Rotasi, Revolusi dan Presisi
Video
Rotasi, Revolusi dan Presisi
Komentar