PERGERAKAN BULAN DAN BUMI: ROTASI DAN TERJEMAHAN - ILMU - 2026

The pergerakan Bumi dan Bulan memiliki asal mereka, di satu sisi, di tarik gravitasi masing-masing exerts di sisi lain dan, di sisi lain, di tarik bahwa Matahari pada gilirannya exerts pada semua badan Tata Surya.

Baik Bumi dan Bulan memiliki gerakan rotasi di sekitar poros dan translasinya sendiri, ini adalah yang paling penting. Tetapi mereka juga mengalami gerakan keseimbangan dan osilasi sekunder lainnya, karena mereka bukan objek titik, tetapi memiliki dimensi yang cukup besar dan juga tidak bulat sempurna.

Gambar 1. Bidang orbit Bumi dan Bulan, dengan kemiringan masing-masing sumbu dan jarak antara pusat dan pusat gravitasi. Sumber: Wikimedia Commons. Citra bumi dari NASA; pengaturan oleh brews_ohare

Bumi dan Bulan dianggap sebagai sistem terisolasi dari objek dengan ukuran terukur, berputar di sekitar pusat massanya, yang terletak di garis yang menghubungkan pusat masing-masing.

Titik ini lebih dekat ke Bumi daripada ke Bulan, memiliki massa pertama yang lebih besar. Letaknya kira-kira 4641 km dari pusat bumi dan disebut sebagai pusat gravitasi.

Hukum

Pergerakan Bulan diatur oleh hukum Cassini, yang diucapkan pada tahun 1693 oleh Giovanni Cassini (1625-1712):

-Bulan memiliki rotasi sinkron dengan Bumi, karena memiliki periode rotasi dan terjemahan yang sama, dengan cara ini selalu menunjukkan wajah yang sama kepada pengamat terestrial.

- Kemiringan bidang ekuator bulan dan ekliptika konstan.

Sumbu rotasi bulan, normal ke ekliptika -bidang orbit bumi- dan sumbu normal ke bidang orbit bulan adalah koplanar.

Rotasi dan terjemahan Bulan

Bulan membuat gerakan rotasi di sekitar sumbunya dalam waktu sekitar 27,32 hari. Periode rotasi ini disebut bulan sidereal. Menurut hukum pertama Cassini, ini juga waktu yang dibutuhkan Bulan untuk mengorbit Bumi.

Gambar 2. Animasi yang menunjukkan pergerakan sistem Bumi-Bulan di sekitar pusat gravitasi. Sumber: Wikimedia Commons

Rotasi sinkron bertanggung jawab agar pengamat Bumi selalu melihat sisi Bulan yang sama.

Pada bagiannya, bulan sinodik adalah waktu yang berlalu antara dua fase bulan yang identik dan berturut-turut.

Bulan sinodik berlangsung selama 29,53 hari dan itu karena Bumi sedang tidak diam saat Bulan mengorbit di sekitarnya. Agar posisi Bumi-Matahari-Bulan relatif sama lagi, Bumi harus maju 27º dalam gerakan translasi mengelilingi Matahari.

Bulan juga melakukan perjalanan mengelilingi bumi mengikuti orbit elips dengan eksentrisitas yang sangat kecil. Eksentrisitas elips adalah ukuran perataannya. Nilai kecil ini berarti lintasan Bulan hampir melingkar, yang bergerak dengan kecepatan 1 km / s.

Orbit Bumi dan Bulan berpotongan pada titik-titik yang disebut node, yang memungkinkan terjadinya gerhana, karena dilihat dari Bumi, ukuran Matahari dan Bulan yang tampak sangat mirip.

Gerakan Bulan lainnya

Karena orbit elips yang diikuti Bulan mengelilingi Bumi dan sumbu rotasinya miring 6,60º terhadap tegak lurus bidang orbit (lihat gambar 1), terjadi gerakan yang disebut librasi. Berkat mereka, kita dapat melihat sebagian kecil dari sisi jauh Bulan, sekitar 9%.

Hover yang paling menonjol adalah di bujur dan lintang. Librasi dalam bujur disebabkan oleh fakta bahwa, sebagai orbit elips, kecepatan penerjemahan lebih besar di perigee - lebih dekat ke Bumi - daripada di puncak - lebih jauh dari Bumi.

Dengan cara ini, sebagian kecil permukaan di dekat tepi meridian menjadi terlihat, yang berada tepat di sebelah timur meridian tersebut ketika Bulan berada di antara perigee dan apogee.

Demikian pula, bagian permukaan yang sedikit ke barat menjadi terlihat ketika Bulan berada di antara apogee dan perigee.

Sebaliknya, libration dalam garis lintang muncul karena kemiringan sumbu rotasi. Jadi, beberapa bagian Bulan yang sedikit ke utara atau sedikit ke selatan, dapat dilihat dari Bumi, tergantung pada momennya. Periode hover ini adalah satu bulan yang drakonik, berlangsung kira-kira 27 hari 5 jam.

Animasi berikut menampilkan simulasi tampilan Bulan selama satu bulan:

Rotasi Bumi

Bumi melakukan rotasi mengelilingi poros bumi dengan arah barat-timur, yang periodenya 1 hari atau lebih tepatnya 23 jam, 56 menit dan 3,5 detik.

Kecepatan rotasi bumi adalah 1600 km / jam di khatulistiwa, dan menurun hingga menghilang tepat di kutub, di mana sumbu rotasi lewat, yang miring 23,44º terhadap bidang orbit Bumi, yang dikenal sebagai ekliptika (lihat gambar 1).

Gerakan ini bertanggung jawab atas kemunculan siang dan malam, yang mengatur kehidupan masyarakat. Selama kurang lebih 12 jam (bervariasi menurut garis lintang dan musim), satu belahan bumi menerima sinar matahari dan memiliki suhu yang lebih tinggi, sementara belahan bumi lainnya berada dalam kegelapan dan suhu turun.

Rotasi bumi disebabkan oleh cara bumi terbentuk. Awan materi yang memunculkan tata surya harus berputar untuk memadatkan materi. Tetapi rotasi memiliki momentum sudut terkait, yang dipertahankan dengan tidak adanya torsi eksternal.

Matahari, planet-planet, dan anggota tata surya lainnya, yang dianggap sebagai sistem terisolasi, memiliki momentum sudut tersebut, yang didistribusikan di antara anggotanya.

Itulah sebabnya setiap planet memiliki gerakan rotasinya sendiri dari barat ke timur, kecuali Venus dan Uranus, yang melakukan hal sebaliknya, mungkin karena tabrakan dengan benda besar lainnya.

Terjemahan Bumi

Bumi juga melakukan gerakan revolusi mengelilingi Matahari, yang jangka waktunya hanya lebih dari 1 tahun. Asal mula gerakan ini terletak pada tarikan gravitasi yang diberikan Matahari.

Dalam gerakan ini Bumi menggambarkan orbit elips, selalu sesuai dengan hukum gerak planet Kepler. Bagi pengamat yang berada di Kutub Utara, gerakan ini dilakukan dengan arah berlawanan jarum jam.

Seperti halnya Bulan, eksentrisitas elips yang menggambarkan Bumi cukup kecil. Kemudian orbit Bumi mendekati lingkar radius 150 x 10 ⁶ km. Nilai ini digunakan dalam astronomi untuk menentukan satuan jarak yang disebut Astronomical unit atau AU, banyak digunakan untuk mengekspresikan jarak dalam Tata Surya.

Gambar 3. Gerakan Terjemahan Bumi Mengitari Matahari Sumber: Wikimedia Commons.

Panjang total elips ini adalah 930 juta kilometer, yang dilalui Bumi dengan kecepatan 30 km / detik.

Sumbu rotasi bumi miring 23,44º terhadap sumbu normal ke ekliptika. Karena alasan ini, saat planet kita melakukan perjalanan orbitnya mengelilingi Matahari, salah satu belahannya lebih terpapar sinar matahari, menghasilkan musim panas, sedangkan di belahan lain paparannya berkurang dan musim dingin muncul.

Gerakan Bumi lainnya

Bumi bukanlah bola yang sempurna, tetapi elipsoid yang diratakan di kutub. Jadi tonjolan khatulistiwa menyebabkan gerakan bergulir lambat di Bumi yang disebut presesi.

Pada gerakan ini, sumbu bumi berputar mengelilingi kutub ekliptika menelusuri sebuah kerucut imajiner, seperti terlihat pada gambar berikut:

Angka. Gerakan presesi dan nutasi Bumi. Sumber: Wikimedia Commons. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c3/Precession-sphere-ES.svg.

Bumi membutuhkan waktu 25.767 tahun untuk melacak kerucut ini. Tumpang tindih pada presesi adalah gerakan sumbu bolak-balik lainnya, yang disebut nutasi, yang disebabkan oleh tarikan gravitasi Bulan pada tonjolan ekuator dan memiliki periode 18,6 tahun.

Referensi

1. Oster, L. (1984). Astronomi Modern. Pembalikan Editorial. 37-52.
2. Tipler, P. Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 1. ke-5. Edisi. 314-316
3. Mengapa Bumi berputar? Diperoleh dari: spaceplace.nasa.gov.
4. Wikipedia. Barycenter. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Pergerakan Bumi. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.