Hukum-hukum Kepler

JOHANNES KEPLER

I . PENDAHULUAN

a. Biografi

J. Kepler lahir pada tanggal 27 Desember 1571 di Weil derstadt Jerman. Sejak kecil ia sudah sering berkenalan dengan gejala langit dan benda langit. Pada tahun 1577 bersama ibunya ia menyaksikan munculnya komet. Dan pada tahun 1580 bersama ayahnya ia menyaksikan gerhana matahari. Kepler sangat cerdas sehingga ia mendapat beasiswa untuk kuliah di Universitas Tubingen untuk belajar teologi, filsafat dan matematika. Ia sempat mengajar matematika dan dasar-dasar astronomi di Universitas Graz Austria. Pada tahun 1584 ia masuk ke seminar Adelberg untuk bersekolah. Pada tahun 1588 ia memperoleh gelar sarjana penuh. Ia meninggal pada tahun 1630 tanggal 15 November di Regensburg Barvana-Jerman.

b. Latar Belakang

Pada tahun 1600 ia diangkat menjadi asisten Tycho di Observatorium Benatek, Praha. Pada tahun 1601 Tycho meninggal dunia dan kepler menggantikan kedudukannya sebagai Kepala Observatorium dan matematikus kerajaan. Tycho meninggalkan data tentang posisi 777 bintang tetap yang belum lengkap. Salah satu tugas Kepler adalah melengkapi data–data dari Tycho untuk menyusun tabel planet. Dalam perjalanannya melengkapi data-data dari Thico Brahe, Kepler berhasil menemukan 2 hukum yang di kenal dengan hukum I dan II Kepler tentang gerak planet.

II . METODE ILMIAH

b. Pengumpulan data

Dari tahun 1580 sampai 1600, didapatkan ada 10 oposisi Mars berdasarkan catatan Tycho Brahe, sedangkan menurut catatan David Fabricus dan kepler sendiri menunjukkan dua oposisi lagi dari tahun 1602 – 1604. dengan data 12 oposisi Mars, kepler memecahkan rahasia gerak plenet Mars itu.

c. Menganalisa Data

Tanpa menggunakan alat bantu hitung, kepler harus mencoba untuk menghitung-hitung berkali-kali dan dari hasil perhitungan itu ia menemukan bahwa orbit lingkaran tidak cocok dengan data dari Tycho Brahe.

d. Menarik kesimpulan

III . PROSES ILMIAH

a. Observasi

Pada tanggal 17 oktober 1604 karena cuaca pada saat itu mendung, kepler menyaksikan sebuah bintang baru yang sebelumnya bintang ini dililihat oleh pegawai istana yang membuat catatan harian tentang Peristiwa metereologi pada tanggal 11 oktober 1604, ternyata bintang tersebut adalah supernova yang sekarang disebut ”Bintang kepler”. Pada tahun 1606 kepler menulis buku yang isinya tentang Astrologi dengan

judul ”De stella Nova”.

b. memanipulasi

Kemudian ia mencoba dengan orbit yang berbentuk telur (oval) ternyata belum berhasil, setelah itu ia membuat lagi lintasan yang berbentuk ellips dan ditemukan bahwa bentuk tersebut sudah cocok dengan data dari Tycho Brahe. Perbedaan dari lintasan oval dan lintasan elips dengan waktu 8 menit dalam sudut sangat berpengaruh dalam hitungan Kepler.

Dengan terbuktinya hal ini maka Kepler tambah percaya bahwa data-data Tycho Brahe benar semua.

IV . PRODUK ILMIAH

a. Fakta

Matahari merupakan pusat berbagai planet di tata surya. Setiap plenet mengelilingi matahari (revolusi) pada orbitnya yang berbentuk ellips. Dalam mengelilingi matahari, pada waktu tertentu, setiap planet akan berada pada kedudukan sangat dekat dengan matahari (perihelium) dan pada suatu waktu tertentu planet akan berada pada kedudukan terjauh yang disebut aphelium.

b. Konsep

Periode revolusi planet (T), Jarak rata-rata planet yang mengitari matahari (R), gaya Newton (SF), massa matahari (M), massa planet (m), percepatan sentripetal (a), Konsep Perihelion, Konsep Perihelion

c. Prinsip

Lintasan (orbit) planet adalah ellips
Pada saat planet dekat denga matahari, maka gerak planet bertambah cepat, sebaliknya pada saat jauh dari matahari gerak itu akan lebih lambat.
Jarak terdekat dari matahari adalah perihelion dan jarak terjauh suatu planet dari matahari disebut Aphelion. Sedangkan jarak suatu planet dari matahari disebut Vektor jari-jari

d. Hukum-Hukum

Hukum I Kepler : ”Orbit planet berbentuk elips (dengan matahari terletak pada

salah satu titik fokus elips itu)”

Hukum II Kepler : ” Semua revolusi planet, garis yang menghubungkan pusat

planet dan matahari dalam jangka waktu yang sama melintasi luas

bidang yang sama juga.”

Hukum III kepler : ” Kuadrat periode orbit planet berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari matahari.”

e. Teori

Lebih dari setengah abad sebelum Newton mengasjukan ketiga hukumnya tentang

gerak dan hukum gravitasi universalnya, ahli astronomi Jerman Johannes Kepler telah menghasilkan sejumlah karya astronomi dimana kita bisa mendapatkan lebih rinci mengenai gerak palenet di sekitar matahari.

(a) Hukum Kepler pertama. Elips merupakan sebuah kurva tertutup sedemikian sehingga jumlah jarak pada sembarang titik P pada kurva itu kedua titik yang tetap (disebut fokus, F1 dan F ) tetap konstan. Yaitu, jumlah jarak F P +F P tetap sama untuk semua titik pada kurva. Lingkaran merupakan kasus khusus elips di mana kedua daerah yang diarsir mempunyai luas yang sama, yaitu dipusat lingkaran. (b) Hukum kepler kedua. Dua daerah yang diarsir mempunyai luas sama. Planet bergerak dari titik 1 ke titik 2 dalam waktu yang sama dengan geraknya dari titik 3 ke titik 4. planet bergerak paling cepat pada bagian orbitnya yang paling dekat dengan matahari.

Diantara hasil Kepler terdapat tiga penemuan yang sekarang kita sebut sebagai Hukum Kepler mengenai gerak planet. Newton bisa menunjukkan bahwa hukum-hukum Kepler dapat diturunkan secara matematis dari hukum gravitasi universal dan hukum-hukum gerak. Dari persamaan hukum ketiga Kepler didapat :

.......Persamaan Hk. Kepler ketiga

V . PENERAPAN DALAM TEKNOLOGI

Penurunan persamaan hukum kepler ketiga cukup umum untuk diterapkan pada sistem lain. Sebagai contoh, kita bisa menentukan massa bumi dengan menggunakan periode Bulan mengelilingi Bumi, atau massa plaenet lainnya. Selain itu kita juga bisa membandingkan benda-benda yang mengelilingi pusat-pusat yang penarik lainnya, seperti Bulan dan satelit cuaca yang menegililingi Bumi.

Galileo, Tycho Brahe, dan Kepler adalah pembuka pintu bagi semua generasi sesudahnya tentang eksperimen. Ucapan Kepler yang terkenal : ”Kita harus membangun sebuah kapal untuk mengarungi samudra angkasa dialam semesta.”

Menurut Einstein : kepler manusia yang tak terlupakan, Ia mengantar manusia melangkahkan kaki diatas jal;an menuju ke bintang-bintang.”

Sebagai ilmuan yang berjasa, Kepler ditempatkan pada urutan ke 97 oleh Michael H. Hart dalam bukunya yang berjudul ”seratus tokoh yang paling berpengaruh dalam sejarah”.

Suplemen

Orbit planet

Khusus mengenai peredaran Bumi kita beserta sejumlah planet lain mengelilingi Sang Surya. Tycho Brahe (1546-1601), seorang ilmuwan astronomi kenamaan berkebangsaan Denmark, secara tekun berhasil mengumpulkan data pengamatan yang cukup lengkap mengenai perubahan kedudukan planet pada saat-saat tertentu terhadap Matahari. Data ini kemudian dipelajari oleh salah seorang muridnya yang terkenal, Johanes Kepler (1571-1630). Berkat ketekunannya selama dua puluh tahun, akhirnya Kepler memperoleh kesimpulan menarik berikut: orbit atau garis edar planet ternyata bentuknya tidaklah sembarang tetapi berupa suatu jorong atau elips dengan Sang Surya berada pada salah satu titik apinya. Kesimpulannya ini dikenal sebagai Hukum Orbit.

Orbit planet yang berbentuk elips dapat kita gambarkan seperti pada gambar 1 yang memperlihatkan Matahari berada pada salah satu titik apinya, M. Disamping itu Kepler menemukan pula hukum periode.

Kepler juga menemukan hukum lain yang mengukur perubahan besar kecepatan planet selama geraknya mengelilingi Matahari, yang dikenal sebagai hukumnya yang ketiga. Ketiga Hukum Kepler di atas mengungkapkan suatu kenyataan alam yang sungguh menarik yang sama sekali tidak diduga sebelumnya. Tetapi mengapa gerak planet mengitari Sang Surya ini harus tunduk kepada Ketiga Hukum Kepler?

Supernova adalah ledakan dari suatu bintang di galaksi yang memancarkan energi yang teramat besar. Peristiwa supernova ini menandai berakhirnya riwayat suatu bintang. Bintang yang mengalami supernova akan tampak sangat cemerlang dan bahkan kecemerlangannya bisa mencapai ratusan juta kali cahaya bintang tersebut semula. Supernova biasa terjadi dikarenakan habisnya usia suatu bintang. Saat bahan-bahan nuklir pada inti bintang telah habis, maka tidak akan dapat terjadi reaksi fusi nuklir yang merupakan penyokong hidup suatu bintang.

Diperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/35_2006"