ANALISISA

HUKUM GRAVITASI BUMI TERHADAP BULAN

MAKALAH

TUGAS MATA KULIAH ASTRONOMI

DOSEN PENGAMPU: DR. H. AHMAD IZZUDDIN, M.Ag

OLEH:

UMAR HAMDAN

NIM: 1700029017

KONSENTRASI ILMU FALAK

PROGRAM DOKTOR STUDI ISLAM

PASCASARJANA

UIN WALISONGO SEMARANG

2017

0

A. Pendahuluan

Penciptaan alam semesta adalah satuan rentetan terhadap pencitaan benda

langit dan bumi. Allah berfirman dalam surat Al-Anbiya’ ayat, 30:

Dan apakah orang-orang yang kafir tidak mengetahui bahwasanya langit

dan bumi itu keduanya dahulu adalah suatu yang padu, kemudian Kami

pisahkan antara keduanya. dan dari air Kami jadikan segala sesuatu yang

hidup. Maka Mengapakah mereka tiada juga beriman?.

Penciptaan langit dan bumi, meneguhkan kesan sulap, dalam arti tanpa

proses yang masuk akal, dan sebab akibat dalam penciptaannya. Dalam

penciptaan dan penyelenggaraan tatanan alam semesta.1

Bukti-bukti ilmiah menunjukkan bahwa alam semesta pada mulanya

merupakan satu kesatuan yang mempunyai energi yang sangat besar.

Selanjutnya peristiwa alamiah terjadi, dan mengakibatkan alam semesta

terpecah dan terbagi-bagi kepada bagian yang sangat banyak, sehingga

masing-masing bagian memiliki energi yang paling kecil sebelumnya.

Peristiwa itu diakibatkan ledakan besar yang mengakibatkan terciptanya

Gugusan Galaksi, Matahari, Bintang-Bintang dan Satelit. Pasca terjadinya

ledakan, energi alam semesta terbagi kepada semua benda dengan sistem

yang sangat detil yang memungkinkan alam semesta ini dapat

melangsungkan perjalananya sampai batas waktu yang telah ditentukan (oleh

penciptanya).2

Bulan merupakan bagian tata surya, bukan planet tapi merupakan satelit

angkasa yang tidak bercahaya. Bulan merupakan benda langit yang selalu

mengikuti bintang-bintang sajaroh. Bulat dan padat bentuknya.3 Bulan

merupakan satelit bumi. Satelit berarti pengiring. Karena bulan selalu

mengiringi bumi pada peredarannya. Artinya bulan melakukan tiga gerakan

1 Syekh Yusuf al-Hajj Ahmad, al-Qur’an Kitab Sains dan Medis,65

2 Abdul Basith Al-Jamal, Daliya Shiddiq Al-Jamal, Ensiklopedi Ilmiah Dalam al-Qur’an dan Sunnah, Terj. Ahrul Tsani Fathurahman, Subhan Nur, (Jakarta: Pustaka Al-Kautsar, 2003), 17

3 KR. Muhamad Wardan, Kitab Ilmu Falak dan Hisab, 30

1

sekaligus, yaitu berputar pada sumbunya, beredar mengelilingi bumi, dan

bersama bumi beredar mengelilingi matahari.4

B. Bulan dan Gerhana

Tentang pembentukan bulan di sini ada empat teori yang diusulkan, yaitu

proses fisi bumi, penangkapan oleh bumi, kondensasi bahan pembentuk bulan

disekeliling bumi, tumbukan bumi dengan sebuah benda langit yang besar

ukurannya. Untuk memperjelas uraian diatas maka penulis akan menjelaskan

sebagai berikut:

1. Teori Fisi

Teori ini mengusulkan kalau bulan berasal dari calon bumi masih belum

memadat. Menurut pendukung teori ini proses fisi dibuktikan oleh

samanya komponen pokok pembentuk bumi dan bulan.

2. Teori Penangkapan

Teori penangkapan ini menyarankan kalau bulan terbentuk tidak terdekat

dengan bumi, tetapi ditempat lain di tata surya. Para pendukung teori ini

melihat tidak seharusnya dua objek yang berdekatan dan berjarak sama

dari matahari memiliki perbandingan unsur yang berbeda.

3. Teori Kondensasi

Menurut teori ini bumi dan bulan terbentuk bersama-sama secara terpisah

dari sumber bahan yang sama. Teori ini adalah teori yang paling banyak

memiliki penganut karena proses kondensasi yang berlangsung analog

dengan proses pembentukan tata surya.

4. Teori Tumbukan

Hipotesis ini sekarang menjadi hipotesis yang paling popular. Para ahli

yang mengusulkannya mengatakan bahwa 4,6 miliar tahun yang lalu,

waktu bumi belum memadat, sebuah benda langit besar (seukuran Mars)

menumbuk bumi.5

Selain keempat teori di atas, ada dua teori pokok mengenai asal mula

bulan. Pertama, memandang bahwa dahulu bulan merupakan bagian bumi

4 Budi Purwanto, Sains Fisika 3 Konsep dan Penerapannya, (Solo: PT. Tiga Serangkai

Pustaka Mandiri, 2007), 221 5 A. Gunawan Admiranto, Menjelajah Tata Surya, (Yogyakarta: Kanisius, 2009), 211-212

2

dan terpisahkan dari bumi oleh kekuatan pasang air atau oleh daya tarik

gravitasi dari sebuah bintang yang lewat. Bukan dicabut dari lubang dalam

kerak bumi, yang sekarang diisi oleh Samudera Pasifik. Teori kedua,

menekankan bahwa bumi dan bulan terbentuk pada waktu yang hampir

bersamaan dari suatu timbunan materi dingin, yang pada waktu itu berkeliling

di sekitar matahari. Proses serupa ditekankan pula bagi asal mula planet-

planet lain dan satelit-satelitnya. Dalam teori pertama, diduga bahwa materi

aslinya panas dan membentuk benda-benda yang sekarang menjadi dingin.

Sebaliknya teori kedua menggambarkan pembentukan bumi, bulan, dan

benda-benda tata surya lain dari materi dingin, beberapa diantaranya sekarang

menjadi panas sebagai akibat tekanan internal dan radioaktivitas. Teori ketiga

menyatakan bahwa bulan itu bekas planet yang terperangkap oleh bumi.

Menurut hipotesis yang kedua, bulan itu kira-kira sama tuanya dengan

bumi, yaitu sekitar 4.500.000.000 tahun. Akan tetapi sudah barang tentu

bagian permukaan bulan berbeda-beda menurut umurnya, tepat seperti halnya

dengan bagian permukaan bumi. Berikut ini akan dijelaskan sifat-sifat bulan:

1. Permukaan Bulan

Seorang pengamat bulan di bumi dapat membedakan daerah-daerah

yang terang dan yang gelap. Daerah yang terang pada umumnya

merupakan tanah tinggi, sedangkan daerah yang gelap merupakan daerah

rata serta rendah. Banyak bagian yang terlihat, bentuk bayangan-

bayangan ke permukaan bulan.

Daerah terang adalah dataran-dataran tinggi yang diberi nama Terrae

yang artinya bumi. Sedangkan daerah gelap disebut Maria yang artinya

laut.6

2. Jarak dan Besar Bulan

Bulan adalah benda langit yang letaknya terdekat dengan bumi, bahkan

dia adalah satelit bumi (“pengiring bumi”). Dari hasil pengukuran yang

6 A. Gunawan Admiranto, Menjelajah Tata Surya, 202

3

dilakukan ternyata jarak rata-ratanya dari bumi adalah 385.000 km atau

1/375 jarak rata-rata bumi-matahari, atau juga 60 x jari-jari bumi.

Diameter bulan adalah 3.480 km, sekitar ¼ diameter bumi. Planet-

planet lain dalam tata surya mempunyai satelit, beberapa diantaranya

lebih besar dari milik kita. Akan tetapi, bulan adalah yang terbesar dalam

hubungannya dengan besar planet induknya. Massa bulan yang di ukur

dengan efek gravitasinya atas bumi, adalah 1/81 massa bumi. Volumenya

1/50 volume bumi. Oleh karena itu, bulan kurang padat dari pada bumi.

3. Kecerahan dan Suhu Bulan

Bulan tidak mempunyai cahaya sendiri, tetapi bulan bersinar karena

cahaya pantulan. Persentase cahaya yang dipantulkan oleh bulan dikenal

sebagai albedonya. Bulan memantulkan rata-rata hanya 7% cahaya

matahari yang jatuh secara vertikal diatasnya. Karena di bulan banyak

daerah cerah dan gelap, beberapa daerah memantulkan lebih banyak

cahaya, beberapa daerah lainnya kurang. Seluruh cahaya yang kita lihat

pada bulan, datang dari matahari, baik secara langsung maupun tidak

langsung sebagai sinar bumi, setelah pemantulan dari bumi. Permukaan

bumi merupakan reflektor yang jauh lebih baik dari pada permukaan

bulan.

Bila di bulan tengah hari, dengan matahari langsung di atas kepala,

suhunya 110C. Pada malam hari suhu bulan turun sampai sekitar -1 3C.7

Perbedaan yabg ekstrem tersebut terjadi karena bulan tidak mempunyai

atmosfer. Atmosfer bertindak sebagai selimut dan mencegah pendinginan

dan pemanasan yang melampaui batas. Bukti langsung bahwa bulan tidak

mempunyai atmosfer, diperoleh dengan memperhatikan okultasi, yaitu

lintasan sebuah bintang di belakang bulan. Seandainya bulan mempunyai

atmosfer, bintang yang lewat itu akan melenyap berangsur-angsur, tetapi

bintang itu selalu menghilang secara tiba-tiba pula pada sisi lain bulan.

7 Budi Purwanto, Sains Fisika 3 Konsep dan Penerapannya untuk Kelas IX SMP dan MTs,

221

4

4. Orbit dan Librasi Bulan

Bulan tidak selalu terletak pada bidang yang sama. Baik bentuk

maupun posisinya yang relatif terhadap matahari dan bumi terus-menerus

berubah. Karena sebab inilah, bagian bulan yang terlihat dari bumi agak

berbeda sehingga setelah suatu periode waktu kita dapat melihat 59%

permukaan bulan pada suatu tempat pengamatan di bumi.8 Perubahan–

perubahan dalam orbit bulan terjadi dalam daur-daur. Karena hal inilah,

permukaan bulan yang dapat dilihat mengalami gerak berguncang, atau

librasi, yang menjadikan daerah-daerah kecil di dekat tepi cakram yang

dapat diamati itu terlihat.

Bagian bulan yang dapat kita saksikan dari bumi ternyata lebih luas

sedikit dari separo bagian dari bulan separuhnya. Sebab kutub-kutub

bulan (“kutub” utara dan selatannya), begitu pula bagian-bagian tepi (kiri

dan kanan) dapat berganti-ganti tampak pada kita. Kejadian ini

disebabkan oleh suatu gejala yang disebut “gejangan” semu bulan

terhadap bumi atau librasi bulan. Ada 3 librasi dikenal: a. Librasi dalam

Garis Lintang

Librasi dalam garis lintang ini disebabkan karena sumbu bulan

yang letaknya miring (condong) terhadap bidang lintasannya dan tetap

kedudukannya selama peredarannya mengelilingi bumi.

b. Librasi dalam Garis Membujur

Librasi dalam garis membujur ini terjadi karena kecepatan

bergeraknya bulan memgelilingi bumi tidaklah tetap, kadang-kadang

cepat, kadang-kadang lambat. Padahal geraknya berputar pada

sumbunya selalu tetap.

c. Librasi Paralaks

Librasi ini terjadi kerana adanya beda lihat antara orang-

orang/pengamat-pengamat yang berada di tempat-tempat yag berlainan

letaknya di bumi. Akibat librasi yang tiga macam itu, maka

sesungguhnya orang di bumi dapat melihat lebih dari separo dari

8A. Gunawan Admiranto, Menjelajah Tata Surya, 204

5

bagian bulan. Menurut perhitungan (yang dibulatkan) data-data itu

sebagai berikut:

- 3/7 bagian bulan tidak pernah tampak dari bumi.

- 3/7 bagian tetap menghadap (dan tampak ke bumi).

- 1/7 bagian dapat di lihat karena librasi. Jadi permukaan bulan yang

dapat dilihat dan dikenal dari bumi kira-kira ada 4/7

5. Gerhana Bulan

Menurut sejarah pengamat yang memiliki antusias sangat tinggi

mengenai perkiraan gerhana diawali oleh peramalan Thales, yaitu seorang

filosof dari Miletus yang meninggal pada tahun 546 SM. Ahli sejarah

Yunani bernama Herodotus telah memberikan pernyataan peramalan

dramatis disaat berlangsungnya perang antara bangsa Lydia dan bangsa

Mede di tahun keenam. Pada waktu itu pertempuran berlangsung di siang

hari yang cerah dimana pertempuran sengit itu berlangsung tiba-tiba

langit langit berubah menjadi gelap seperti suasana malam hari.9

Thales dari Miletus telah meramalkan terjadinya fenomena alam yang

kehilangan terang hari itu kepada bangsa Ionia (Miletus berada dalam

distrik Ionia) dengan menetapkannya dalam tahun yang di dalamnya

sungguh terjadi. Sehingga ketika bangsa Lydia dan Bangsa Mede melihat

siang hari berubah menjadi gelap mereka tersentak menghentikan perang

atau pertempurannya dan keduanya lebih bersemangat untuk melakukan

perdamaian. Gerhana ini telah diidentifikasi dengan gerhana yang terjadi

pada tanggal 28 Mei 585 SM. Ramalan Thales didasarkan pada suatu

penemuan yang sangat menarik oleh para astronomi bangsa Chaldea.

Mereka meramalkan terjadinya gerhana Matahari dari pengalaman

gerhana yang terjadi sebelumnya.10

Mengenai gerhana ini sudah bisa diperhitungan kapan akan terjadinya

gerhana yang sering dikenal sebagai periode saros. Dalam sejarah kuno,

para astronom Babilonia telah melakukan observasi dan perhitungan

9 Muh Rasywan Syarif, Thesis (Fiqh Astronomi gerhana Matahari), 10

10Muh Rasywan Syarif, Thesis (Fiqh Astronomi gerhana Matahari), 10-11

6

terhadap gerhana dan mencatat bahwa gerhana Matahari dan gerhana

Bulan terjadi dalam rangkaian dan periode tertentu. Perhitungan ini

ditemukan oleh Thales dan dijadikan sebagai dasar untuk

memprediksikan terjadinya gerhana. Kata saros berasal dari bahasa babel

“sar” yang menunjukan arti suatu ukuran. Kata ini pertama kali

digunakan sebagai istilah periode gerhana oleh Elmond Halley pada

tahun 1691 M.11

Lama waktu dalam satu siklus Saros ini merupakan keselarasan antara

tiga periode orbit Bulan, yaitu siklus Bulan sinodik, siklus Bulan

anomalistik, dan siklus Bulan drakonik. Satu periode sinodik

membutuhkan selang waktu 29,53059 hari dimana Bulan kembali dari

fase Bulan baru ke Bulan baru berikutnya. Satu periode anomalistik

membutuhkan selang waktu 27,55444 hari dimana satu kali Bulan

mengorbit Bumi dan kembali dengan jarak yang sama. Sedangkan satu

periode drakonik membutuhkan selang waktu 27,1222 hari dimana bulan

kembali berada di titik simpul yang sama.12

Siklus Saros merupakan siklus gerhana (sekitar 6585,3213 hari, atau

sekitar 18 tahun 11 1/3 hari), yang dapat digunakan untuk memprediksi

gerhana Matahari serta gerhana Bulan. Satu siklus setelah gerhana,

Matahari, Bumi, dan Bulan kembali ke bidang geometri yang relatif sama,

dan gerhana yang hampir identik akan terjadi.13

Satu periode Saros

adalah 18 tahun 11 hari lebih 1/3 hari atau 223 kali bulan sinodis. Karena

gerhana yang dipisahkan oleh 223 kali bulan sinodis mempunyai

karateristik yang sama.

Gerhana bulan yaitu Peristiwa alam dimana piringan bulan memasuki

kerucut bayangan bumi. Gerhana Bulan hanya terjadi ketika Istiqbal

(berhadapan),yaitu bujur astronomi Bulan berbeda 180 derajat dengan

11 Dikutip dari majalah Zenith edisi kesepuluh “Unifikasi Kalender Hijriyah Antara Harapan

Dan Tantangan”. 2013, 3

12 Majalah Zenith edisi kesepuluh “Unifikasi Kalender Hijriyah Antara Harapan Dan Tantangan”, 3

13 http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_Saros, akses tanggal, 16 oktober 2017

7

bujur astronomi matahari, sedangkan deklinasinya sama-sama 0 derajat

atau hampir sama harganya walaupun tandanya berbeda.14

Gerhana

Matahari ataupun gerhana Bulan itu tergantung pada gerakan-gerakan

Matahari, Bumi, dan Bulan yang teratur. Gerhana Bulan terjadi ketika

Bulan berada dalam daerah bayang-bayang Bumi. Pada saat ini umbra

Bumi menutupi Bulan. Kejadian ini terjadi jika Matahari, Bumi dan

Bulan berada pada satu garis lurus, dan Bumi terletak diantara Matahari

dan Bulan. Jenis gerhana Bulan ada tiga, yaitu gerhana Bulan total,

gerhana bulan sebagian, dan gerhana penumbra.15

Sebenarnya istilah gerhana hanyadapat digunakan khusus untuk

peredaran Bumi, Matahari dan Bulan. Sedangkan pada umumnya, istilah

yang dipakai untuk menunjukkan peristiwa seperti gerhana ini adalah

“Okultasi”. Okultasi ialah fenomena alam ketika suatu objek benda langit

ditutupi oleh objek lain yang lebih besar. Maksud “lebih besar” disini

ialah dalam perspektif pandangan yang terlihat, lebih tepatnya bisa

diartikan sebagai obyek yang lebih dekat, karena obyek yang lebih dekat

biasanya terlihat lebih besar dari pada obyek yang jaraknya lebih jauh dari

Bumi.16

Okultasi itu sama halnya dengan gerhana, hanya saja gerhana adalah

istilah untuk peristiwa pada suatu orbit benda yang berkaitan, yaitu

dikhususkan untuk aktivitas bulan-bumi-matahari, sedangkan okultasi

adalah istilah untuk orbit yang tidak berkaitan, alias lebih umum.17

Peristiwa lain yang prinsipnya sama dengan gerhana ialah “Transit”,

Transit adalah peristiwa melintasnya sebuah benda langit pada obyek lain

dalam meridian yang sama. Arti lainnya adalah peristiwa melintasnya

14 Abu Syaiful Mujab Noor Ahmad, Risalah Nurul Anwar, ( Kudus: Cetakan TBS), hlm 36

15 Slamet Hambali, Pengantar Ilmu Falak Menyimak Proses Pembentukan Alam Semesta, (Banyuwangi: Bismillah publisher, 2012), 232

16 http://id.wikipedia.org/wiki/Okultasi, 3/12/2013, 14:55 17 http://groups.yahoo.com/neo/groups/astronomi_indonesia/conversations/topics/

2695, 3/12/2013, 15:00

8

sebuah planet di depan piringan planet yang lebih besar dan dapat diamati

dari Bumi.18

Tidak hanya itu warna gerhana Bulan dapat diketahui juga,

spesifikasinya tergantung dari seberapa besar nilai Apparent Latitude

(Lintang Bulan) ketika terjadi Istiqbal (berhadapan/Purnama), rinciannya

sebagai berikut:

a. 0,000 o s/d 0,167

o : Hitam Pekat

b. 0,167 o s/d 0,333

o : Hitam Kehijauan

c. 0,333 o s/d 0,500

o : Hitam Kemerahan

d. 0,500 o s/d 0,667

o : Hitam Kekuningan

e. 0,667 os/d 0,833 o : Kedebuan

f. 0,833 o s/d 1,000 o : Kelabu

Gerhana bulan tidak selalu gelap seluruhnya tergantung gerak

bulannya yang mendekati zonagerhana, oleh kaerna itu gerhana bulan

dapat dibagi empat macam:

1) Gerhana Bulan Umbra Total

Ketika seluruh piringan Bulan masuk dalam bayangan umbra Bumi.

2) Gerhana Bulan Umbra Sebagian

Ketika sebagian piringan Bulan masuk bayangan umbra Bumi.

3) Gerhana Bulan Penumbra Total (Semu Total)

Ketika seluruh piringan Bulanmasuk dalam bayangan penumbra Bumi.

4) Gerhana Bulan Penumbra Sebagian (Semu Sebagian)

Yaitu ketika sebagian piringanBulan masuk dalam bayangan penumbra

Bumi.19

Bayangan yang dibentuk oleh bumi mempunyai dua bagian yaitu,

pertama bagian yang paling luar yang disebut bayangan penumbra atau

bayangan semu dan bagian dalam disebut dengan bayangan umbra atau

bayangan inti. Pada bayangan penumbra hanya sebagian piringan

Matahari yang ditutupi oleh Bumi, sedangkan pada bayangan umbra

18 http://glosarium.org/arti/?k=transit, 3/12/2013, 15:05 19 Ahmad Izzan, M.Ag dkk, Studi Ilmu Falak, ( Banten : Pustaka Aufa Media, 2013), hlm 176-177

9

seluruh piringan matahari tertutupi oleh bumi, sehingga ketika Bulan

melewati umbra, Bulan akan terlihat gelap karena cahaya Matahari yang

masuk ke bulan dihalangi oleh Bumi. Ini yang dinamakan dengan

peristiwa gerhana total.20

Gerhana Bulan penumbra yaitu Bulan hanya melewati bayangan

penumbra Bumi dan hal ini hanya bisa dilihat apabila lebih dari setengah

piringan Bulan masuk pada bayangan penumbra Bumi. Bahkan ada

astronom yang mengatakan hanya gerhana penumbra yang akan bisa

dilihat apabila magnitudenya minimal 0,7. Sedangkan untuk gerhana

umbra terjadi apabila bulan melewati umbra bumi, dimana jika seluruh

piringan bulan melewati seluruh bayangan umbra bumi disebut gerhana

total dan jika bulan melewati sebagian umbra bumi disebut gerhana bulan

sebagian.21

Dengan hal demikian maka cahaya Bulan yang hilang saat gerhana

Bulan terjadi bisa dijelaskan secara ilmiah. Dimana cahaya yang

seharusnya terpantulkan dari Matahari namun terhalangi oleh Bumi,

sehingga cahayanya tidak bisa sampai ke Bulan dan hal ini menjadikan

Bulan terlihat gelap.

Semua benda langit berjalan pada garis-garis edarnya sendiri-sendiri di

alam semesta. Jadi, benda-benda tersebut seolah-olah dekat dengan yang

ada di laut yang luas. Di antara bukti-bukti kekuasaan Allah dengan

ciptaan-Nya yang indah adalah pergantian, yakni senantiasa terjadi siang

dan malam. Malam dipilah dari siang dan siang pun dipilah dari malam.

Sebagai hasil dari berputarnya bumi pada sumbunya (rotasi) dari barat ke

timur, maka muncul Matahari pada salah satu ufuk lainnya dengan sangat

teratur dan indah.

Allah SWT sebagai pencipta langit dan bumi menjadikan garis edar

sendiri-sendiri bagi Matahari maupun Bulan, yang masing-masing

beredar. Sehingga yang satu tidak menutupi cahaya lainnya kecuali pada

20 Ahmad Izzuddin, Ilmu Falak Praktis, (Semarang: PT Pustaka Rizki Putra. 2012), 108

21 Ahmad Izzuddin, Ilmu Falak Praktis,108

10

saat-saat tertentu saja ketika terjadi gerhana Matahari ataupun gerhana

Bulan. Jadi, sebagaimana telah dikatakan bahwaMatahari beredar

mengelilingi Bumi dalam gerakan secara semuyang ditimbulkan dari

beredarnya Bumi sekeliling Matahari. Gerakan seperti inilah yang

dirasakan penumpang kereta api ketika ia melihat pohon-pohon dan tiang-

tiang telepon, dan desa-desa tampak bergerak tanpa ia merasakan

gerakannya sendiri.

C. Hukum Gravitasi

Penemu hukum gravitasi adalah Isaac Newton. Gravitasi berasal dari kata

gravitas yang berarti berat dalam bahasa Yunani. Jika gaya gravitasi

mencapai puncak tertinggi pohon apel, mungkinkah gravitasi juga mencapai

posisi yang lebih jauh, misalnya sampai ke bulan? Jika iya, boleh jadi Bulan

mengelilingi Bumi akibat adanya gaya gravitasi.22

Dalam penelitiannya, Newton menyimpulkan, bahwa gaya gravitasi atau

gaya tarik-menarik dapat berlaku secara universal dan sebanding oleh massa

masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua

benda, dan dirumuskan:

F = G

F = gaya tarik-menarik antara kedua benda (N)

m1 = massa benda 1 (kg)

m2 = massa benda 2 (kg)

r = jarak antara kedua pusat benda (m)

G = tetapan gravitasi universal

Pada gerak melingkar sering disebutkan istilah frekuensi dan periode.

Frekuensi ( ) adalah banyaknya putaran yang dilakukan objek dalam satu

22 Nataresmi Abd Hanan, Perjalanan Kosmos Memahami Alam Semesta, (Surabaya: Selasar

Surabaya Publishing, 2009), 41

11

detik. Periode ( ) adalah waktu yang dibutuhkan objek untuk menyelesaikan

satu putaran penuh. Berikut rumus persamaannya:

Dimana:

= banyak putaran

= waktu (s)

1 putaran = rad (radian)

1 rpm (rotasi per menit) = .

Periode dan frekuensi dihubungkan dengan persamaan:

Dimana:

= periode (s)

= frekuensi (Hz)

Kecepatan dan Percepatan Gerak Melingkar

Pada gerak melingkar terdapat hal penting yang harus kamu perhatikan,

yaitu semua persamaan kecepatan dan percepatan selalu menggunakan

persamaan kecepatan sudut dan percepatan sudut. Perhatikan gambar lintasan

di bawah ini:

Kecepatan ( ) merupakan kecepatan linier atau kecepatan yang biasa kamu

jumpai dalam gerak lurus. Kecepatan sudut atau disebut omega ( ) dan kecepatan

linear ( ) dihubungkan dengan persamaan:

12

Dimana:

= kecepatan linear (m/s)

= jari-jari lintasan (m)

Nilai kecepatan sudut dapat dicari jika diketahui frekuensi ataupun

periodenya. Untuk mencari nilai kecepatan sudut ( ) dipakai rumus:

Atau

Dimana:

= kecepatan sudut (rad/s)

= 22/7 atau 3,14

Pada gerak melingkar, terdapat suatu percepatan pada objek yang mengarah ke

pusat titik lintasan yang dinamakan percepatan sentripetal. Percepatan sentripetal

arahnya tegak lurus dengan arah kecepatan linear. Perhatikan gambar dibawah.

Persamaan percepatan sentripetal yakni:

Dimana:

= percepatan sudut (m/s2)

13

Percepatan sentripetal ( ) menyebabkan timbulnya gaya sentripetal ( ) yang

juga mengarah ke pusat titik lintasan. Gaya sentripetal harus ada agar objek tetap

bergerak dalam lintasannya (lingkaran). Perhatikan gambar dibawah.

Persamaan gaya sentripetal yakni:

Dimana:

= gaya sentripetal (N)

= massa benda (m)

Jika sebuah benda digerakkan melingkar secara vertikal, maka komponen gaya-

gayanya dapat dilihat pada gambar dibawah.

Kamu dapat langsung mencari nilai kecepatan linier benda dengan persamaan:

Pada kasus gerak melingkar sebuah mobil yang berbelok dengan lintasan

melingkar, kamu dapat langsung mencari kecepatan liniernya dengan persamaan

diatas juga.

14

Jika lintasannya memiliki kemiringan sebesar seperti pada gambar diatas,

maka dimasukkan pula kemiringan sudutnya sehingga persamaan kecepatan

liniernya menjadi:

Contoh Soal Gerak Melingkar

Sebuah benda bermassa 1 kg bergerak dengan laju tetap 10 m/s. Jika pada

partikel tersebut bekerja gaya 100 N yang arahnya selalu menuju satu titik,

tentukanlah lintasan dari partikel tersebut.

(A) lingkaran dengan jari-jari 1 m

(B) cylindrical helix dengan jari-jari 1 m

(C) garis lurus

(D) ellipse dengan major axis = 2 m dan minor axis = 1 m

(E) sinusoidal dengan amplitudo 1 m

Percepatan sentripetal benda sebesar:

Jika diketahui kecepatan liniernya, maka dapat dicari jari-jari lintasannya dengan

rumus:

Jadi, benda tersebut mengalami gerak melingkar dengan jari-jari lintasan sebesar

1 m.23

23 Studio Belajar, http://www.studiobelajar.com/gerak-melingkar/di akses 17/10/2017

15

D. Kritik Hukum Gravitasi Bumi terhadap Bulan

1. Agung Waluyo dalam berita IPTEK tanggal 25 Oktober 2014

Newton sendiri tidak mengindikasikan bagaimana gaya gravitasi

bekerja. Ia hanya mengatakan bahwa gravitasi adalah satu gaya yang

sudah dari sananya dibawa oleh benda bermassa. Menurut Newton, sebuah

benda bermasssa akan mengerjakan gaya tarik kepada benda bermassa lain

yang berada dalam jangkauan gaya gravitasi benda yang bermassa lebih

besar. Gaya tarik gravitasi itu bekerja dan menjelajah ruang hampa

diantara dua benda tadi dalam waktu sesaat.

Hal ini bertentangan dengan klaim Einstein bahwa tidak ada energi

maupun massa yang bisa memiliki kecepatan melebihi kecepatan cahaya.

Mengingat jangkauan gaya gravitasi yang mencapai ribuan bahkan jutaan

kilometer, maka gaya gravitasi tidaklah mungkin menjelajah angkasa luar

dalam waktu yang singkat. Jika gaya gravitasi bergerak dengan cara yang

sama seperti cahaya bergerak, maka Einstein berkesimpulan kecepatan

gaya gravitasi bekerja juga tidak boleh melebihi kecepatan cahaya.

Dengan jarak jangkauan yang jauh maka jelas gravitasi memerlukan waktu

yang panjang untuk menjelajah ribuan bahkan jutaan kilometer.

Einstein temukan berhubungan dengan prinsip ekuivalen. Secara

sederhana prinsip ini menggambarkan bahwa semua hukum fisika akan

berperilaku sama dalam kerangka acuan mana saja, baik dalam kerangka

diam, dalam kerangka yang berjalan dengan kecepatan konstan maupun

dengan laju kecepatan yang positif.

Misalkan kita berada dalam sebuah pesawat ruang angkasa yang

berada di ruang hampa dan pesawat itu bergerak ke atas dengan laju

kecepatan yang sama dengan laju kecepatan gravitasi bumi yaitu 9,8 meter

per detik kuadrat. Jika ada sebuah buku yang melayang dalam pesawat itu,

maka buku itu akan bergerak menuju lantai pesawat dengan laju kecepatan

16

yang sama pula: 9,8 meter per detik kuadrat. Jika buku dengan berat yang

sama dilepaskan dari ketinggian tertentu di bumi dalam pengaruh gravitasi

bumi, maka buku itu pasti akan jatuh bumi dengan laju kecepatan yang

sama pula.

2. Posted by hawkson in Artikel X-News, Tempat Misterius

Satu lagi fenomena aneh yang menjadi tamparan keras bagi hukum

Gravitasi, Issac Newton. Wilayah Santa Cruz, California terdapat suatu

fenomena alam yang unik. Ditempat itu terjadi keanehan yang mungkin

akan membuat kita terheran-heran dan kebingungan jika mengunjungi

tempat tersebut.

Pasalnya ditempat yang merupakan hamparan hutan subur itu seakan-

akan membuktikan bahwa tidak berlakunya lagi hukum gravitasi Newton.

Pepohonan yang tumbuh, berdiri miring dengan arah kemiringan yang

sama bahkan bisa dibilang hampir tumbang. Banyak orang yang menyebut

tempat ini sebagai “titik misterius”.

3. Dwi Murdaningsih OTO TEK Republik tanggal 12 Februari 2016

Gelombang gravitasi merupakan riak di alam semesta. Para ilmuwan

mendeteksi gelombang gravitasi menggunakan advanced laser

interferometer gravitational wave observatory (LIGO). Dilansir dari

Bussiness Insider, bukan hal yang mudah bagi ilmuwan dalam

menemukan gelombang ini. Para ilmuwan dipaksa memeriksa beberapa

fakta yang masih membingungkan terkait penemuan terbaru ini. Berikut

ini beberaoa fakta-faktanya:

a. Gelombang gravitasi pertama kali diprediksi oleh Albert Einstein 100

tahun lalu. Butuh waktu panjang bagi para ilmuwan untuk

mengonfirmasi teori ini.

17

b. Para ilmuwan menduga bahwa dua penggabungan lubang hitam

memancarkan lebih banyak energi dalam bentuk gelombang gravitasi

dalam beberapa menit terakhir sebelum keduanya bertabrakan dari

bintang tunggal dan memancar selama miliar tahun.

c. Gelombang gravitasi memperluas struktur ruang waktu namun hanya

dalam jumlah yang sangat kecil. Instrumen LIGO dirancang

mendeteksi distorsi yang 1 juta kali lebih kecil dibandingkan diameter

atom hidrogen.

d. Gelombang gravitasi memungkinkan ilmuwan mendeteksi pertama

kalinya ketika dua lubang hitam berbenturan. Sinyal yang ditemkan

baha tabrakan dua lubang hitam tersebut menghasilkan energi yang 50

kali lebih besar dibandingkan semua kekuatan bintang jika disatukan

di alam semesta.

e. Bukan hanya lubang hitam yang memancarkan gelombang gravitasi.

Matahari dan bumi juga memancarkan gelombang gravitasi. Namun,

gelombang gravitasi matahari dan bumi 100 miliar kali lebih kecil

dibandingkan gelombang yang dihasilkan dari penggabungan dua

lubang hitam. Alhasil, menjadi mustahil mendeteksi gelombang di

bumi atau matahari menggunakan teknologi yang ada saat ini.

f. Para lmuwan memperkirakan dua lubang hitam menyatu di suatu

tempat di alam semesta setiap 15 menit. Artinya, nanti akan semakin

banyak banyak gelombang gravitasi yang bisa dideteksi.

g. Sebelum gelombang gravitasi pertama dideteksi, ilmuwan tidak

memiliki cara apahak lubang hitam bisa bergabung. Jadi, penemuan ini

tidak hanya mengonfirmasi prediksi Einstein, namun juga

memunculkan perilaku baru dalam kosmos yang belum diketahui

sebelumnya.

18

E. Kesimpulan

1. Bulan merupakan satelit bumi. Satelit berarti pengiring. Karena bulan selalu

mengiringi bumi pada peredarannya.

2. Ada 3 librasi bulan: Librasi dalam Garis Lintang, Librasi dalam Garis Membujur,

Librasi Paralaks.

3. Macam gerhana bulan, yaitu: Gerhana Bulan Umbra Total, Gerhana Bulan Umbra

Sebagian, Gerhana Bulan Penumbra Total (Semu Total), Gerhana Bulan

Penumbra Sebagian (Semu Sebagian).

4. Penemu hukum gravitasi adalah Isaac Newton, Newton menyimpulkan, bahwa

gaya gravitasi atau gaya tarik-menarik dapat berlaku secara universal dan

sebanding oleh massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan

kuadrat jarak kedua benda.

19

Daftar Pustaka

Ath-Thabari, Abu Ja’far Muhammad bin Jarir. Tafsir Ath-Thabari Jilid 2. Jakarta :

Pustaka Azzam. 2009.

Ath-Thabari, Abu Ja’far Muhammad bin Jarir, Tafsir Ath-Thabari Jilid

18. Jakarta: Pustaka Azzam. 2009

Bahreisy, H. Salim dan H. Said Bahreisy. Terjemah singkat Tafsir Ibnu Katsir jilid 3. Surabaya: PT Bina Ilmu. 1990.

Bahreisy,H. Salim dan H. Said Bahreisy. Terjemah singkat Tafsir Ibnu Katsir jilid

4. Surabaya: PT Bina Ilmu. 1990.

Tim Tashih Departemen Agama. Al-Qur’an dan Tafsirnya. Yogyakarta: PT Dana Bhakti Prima Yasa. 1995.

Qurthubi, Syaikh Imam. Tafsir Al-Qurthubi. Jakarta : Pustaka Azzam, 2008.

Thayyarah, Nadiah. Buku Pintar Sains dalam Al-Qur’an. Jakarta: Penerbit Zaman, 2013.

Hambali, Slamet. Pengantar Ilmu Falak menyimak proses pembentukan alam semesta. Banyuwangi: Bismillah publisher, 2012.

Majalah Zenith edisi kesepuluh “Unifikasi kalender Hijriyah antara harapan dan tantangan”. 2013.

Izzuddin, Ahmad. Ilmu Falak Praktis. Semarang: PT Pustaka Rizki Putra. 2012.

Syarif, Muh Rasywan. Thesis (Fiqh Astronomi gerhana Matahari). 2012.

http://id.wikipedia.org/wiki/Siklus_Saros

20