Penjelasan Hukum Kepler

Johannes Kepler, seorang ahli matematika Jerman, telah berkontribusi besar untuk bidang astronomi dan astrologi. Hukum Gerak planet yang dirumuskan oleh Kepler, membuktikan bahwa orbit planet adalah elips, bukan lingkaran, seperti yang diyakini oleh banyak orang.

Advertisement

Elips adalah bentuk geometris yang memiliki dua fokus, sehingga, jumlah dari jarak dari fokus ke setiap titik di permukaan elips adalah konstan. Orbit planet memiliki eksentrisitas kecil (perataan elips), dan sebagainya, mereka muncul sebagai lingkaran. Berdasarkan sifat-sifat elips, Johannes Kepler merancang tiga hukum yang menjelaskan gerakan planet di sekitar Matahari

Hukum Kepler Pertama

Hukum pertama juga dikenal sebagai Hukum Orbit. Seperti yang dibahas sebelumnya, elips memiliki dua fokus. Saat gerakan planet di sekitar Matahari, Kepler menjelaskan bahwa jalan yang diikuti adalah elips, dengan Matahari sebagai salah satu dari dua fokus. Secara sederhana, hukum dapat dinyatakan sebagai:

Semua planet bergerak dalam orbit elips, dengan Matahari pada satu fokus.

Hal ini menunjukkan bahwa Matahari adalah salah satu fokus, sedangkan fokus lainnya dikenal sebagai fokus kosong. Seperti yang terlihat dalam diagram, Matahari dan fokus kosong pada sumbu utama elips, dan planet ini terletak pada permukaan elips. Saat planet terus bergerak mengelilingi Matahari, dan saat Matahari tidak di pusat elips, jarak Planet-matahari akan selalu terus berubah.

Hukum Kedua Kepler

Hukum kedua ini juga dikenal sebagai Hukum sama luas. Saat Matahari berada pada salah satu fokus tersebut, jelas bahwa jarak Planet-matahari akan berubah. Tapi, planet ini akan mengalami peningkatan jarak dengan bergerak lebih cepat ketika berada dekat dengan Matahari. Hal ini menunjukkan bahwa planet-planet tidak bergerak pada kecepatan yang seragam. Hukum kedua menyatakan bahwa:

Advertisement

kepler-kedua

Garis yang menghubungkan planet dengan Matahari menyapu daerah yang sama dalam waktu yang sama saat planet mengelilingi elips.

Titik di mana kecepatan planet ini paling tercepat dikenal sebagai Perihelion, sedangkan jarak di mana kecepatan yang paling lambat dikenal sebagai Aphelion. Jarak diukur dari perihelion ke posisi Matahari dikenal sebagai jarak perihelion, sedangkan jarak dari posisi Matahari ke aphelion dikenal sebagai jarak aphelion. Hukum ini mengatakan bahwa, saat bergerak pada jalur elips, planet bergerak lebih cepat ketika berada lebih dekat dengan Matahari. Dengan cara ini, jari-jari menyapu daerah yang sama dalam jumlah waktu yang sama. Jika planet yang diamati pada waktu berturut-turut (P1, P2, P3, P4), kita menarik vektor radius selama pengamatan detik pertama, kita menemukan dua vektor radius memiliki wilayah yang sama. Jadi, daerah menyapu selama waktu ‘t’ oleh planet untuk bergerak dari P1 ke P2 adalah sama dengan luas menyapu saat bergerak dari P3 ke P4.

Hukum Ketiga Kepler

kepler-ketiga

Hukum ketiga gerak planet ini dikenal sebagai Hukum Periode dan Hukum Harmonik. Hukum ini berkaitan dengan waktu yang dibutuhkan oleh planet untuk melakukan perjalanan lengkap mengelilingi Matahari dengan jarak rata-ratanya dari Matahari. Hukum ini dapat hanya dinyatakan sebagai:

Kuadrat dari periode orbit planet berbanding lurus dengan pangkat tiga sumbu semi-mayor orbitnya.

Representasi simbolik hukum adalah sebagai berikut,

P2 ∝ r3

Di sini, ‘p’ adalah periode orbital sementara ‘a’ adalah sumbu semi-mayor orbit.

Untuk mengkonversi persamaan ini menjadi rasio, kita memperkenalkan sebuah konstanta proporsionalitas

kep-3

di mana ‘yr’ adalah * tahun sidereal dan ‘AU’ adalah unit astronomi **.

* – Waktu yang diperlukan oleh bumi untuk menyelesaikan satu perjalanan mengelilingi Matahari
** – Rata jarak Bumi-Matahari, yaitu sekitar 149,6 × 106 km

Hukum umumnya direpresentasikan sebagai,

kep-4

di mana,

T – Tahun Bumi
G – Konstan Gravitasi
M – Massa benda yang lebih besar
R – Pusat massa dari dua benda

Hukum ketiga diterapkan ke satelit Bumi. Hukum menyatakan bahwa, ketika satelit lebih jauh dari Bumi, itu akan memerlukan waktu lebih lama untuk menyelesaikan orbit, dan kecepatan rata-rata akan lebih lambat.

Pada awal abad kelima belas, ada perdebatan apakah planet benar-benar pergi mengelilingi matahari atau tidak. Tycho Brahe, seorang bangsawan Denmark, percaya bahwa, jika posisi yang sebenarnya dari planet-planet akan diketahui, perdebatan ini akan diselesaikan. Dia kemudian mulai studi tentang posisi planet-planet dan mencatat data. Data ini kemudian dipelajari oleh Kepler, dan berdasarkan itu, dan penelitian Kepler, tiga hukum sederhana dari gerakan planet dirumuskan. Hukum-hukum ini merupakan dasar dari banyak hukum fisika lainnya dirumuskan oleh Newton, Galileo, dan sejenisnya.

Advertisement

Leave a Reply

Your email address will not be published.