Bunyi Hukum Kepler 1, 2, dan 3 – Materi Fisika Kelas 10

Apa sih yang dimaksud dengan hukum Kepler? Kenapa hukum ini masuk dalam materi gerak planet? Penasaran? Cari tahu jawabannya di sini, yuk!

Halo Sobat Zenius! Elo pernah nggak malam-malam nongkrong di luar rumah, balkon, atau di rooftop sambil memandang langit malam? Apalagi kalau elo berada di daerah yang minim polusi cahaya dan malam itu cuaca sangat mendukung alias nggak mendung, beuh pasti elo akan melihat penuh bintang bertaburan, berkelap-kelip seumpama intan berlian ….

Selain healing, memandang langit malam juga memiliki banyak manfaat lho, guys. Khususnya, bagi perkembangan ilmu pengetahuan. Contohnya aja nih ada hukum 1 Kepler yang penemuan awalnya berasal dari pengamatan langit malam. Hmm … Kok bisa ya?

Baca juga: Apa itu Bintang? Mengenal Bentuk, Manfaat, dan Nama-Namanya

Pengertian Hukum Kepler

Pada tahun 1609, Johannes Kepler menerbitkan buku yang berjudul Astronomia Nova. Buku tersebut merupakan hasil pengamatan langit malam bersama mentornya, Tycho Brahe, selama 10 tahun.

Buku tersebut menyajikan argumen yang kuat terkait teori heliosentris, yaitu teori yang mengatakan bahwa Matahari merupakan pusat alam semesta. Selain itu, Astronomia Nova juga berisi 2 dari 3 hukum Kepler.

Yap, Johannes Kepler merumuskan tiga hukum Kepler, yaitu hukum I Kepler, hukum II Kepler, dan hukum III Kepler yang semuanya akan kita bahas di sini. Udah siap menjelajah langit malam bersama penemuan Johannes Kepler? Yuk, langsung meluncur ke hukum I Kepler di bawah ini!

Hukum Kepler 1

Mengenai gerak edar planet, hukum Kepler menyatakan bahwa:

Planet mengitari Matahari dengan orbit elips, dan Matahari berada pada salah satu titik fokus.

Dari bunyi hukum Kepler 1 di atas, mungkin akan muncul beberapa pertanyaan dalam benak elo. Seperti, apa yang dimaksud dengan orbit elips? Apa yang dimaksud dengan titik fokus? Nah, untuk mengetahuinya, coba elo perhatikan gambar di bawah ini.

Bentuk elips itu hampir mirip seperti lingkaran, tapi nggak bulat sempurna. Ada bagian yang luasnya lebih pendek dan bagian lainnya lebih panjang. Bagian yang panjang disebut sumbu mayor dan bagian yang pendek disebut sumbu minor. Selain itu, ada juga bagian yang bernama sumbu semi minor dan mayor. Sumbu semi mayor yaitu setengah dari sumbu mayor, dan sumbu semi minor yaitu setengah dari sumbu minor.

Kalau tadi elo bertanya-tanya mengenai titik fokus, elo bisa lihat pada huruf c atau titik f, yang merupakan jarak dari titik pusat elips. Semakin lonjong lintasannya, maka nilainya akan semakin besar. Hal itu disebut dengan istilah eksentrisitas, yang rentangnya berada pada nilai 0 sampai 1 (0<e<1). Sedangkan, nilai eksentrisitas lingkaran yaitu 0.

Jadi, udah tahu kan perbedaan lingkaran dan elips? Penjelasan lengkapnya mengenai bunyi dan rumus hukum 1 Kepler bisa elo tonton dengan klik banner di bawah ini.

Hukum Kepler 2

Bunyi hukum Kepler 2, yaitu:

Suatu gerak edar planet yang mengitari Matahari akan menjangkau luas juring yang sama dan disapu dalam selang waktu yang sama.

Maksudnya gimana? Kita balik lagi ke teori hukum 1 Kepler, yaitu planet mengitari Matahari dengan orbit elips. Nah, pergerakan planet dalam orbit elips itu memenuhi hukum kekekalan momentum sudut, yang mana hukum tersebut akan menyebabkan luas juring yang sama disapu dalam selang waktu yang sama. Artinya nilainya konstan.

Kalau masih bingung, elo pikirkan intinya aja deh. Inti dari hukum 2 Kepler yaitu tentang jarak planet ke Matahari. Ketika planet berada dekat dengan Matahari, maka gerak edar planet akan semakin cepat. Sedangkan, planet yang berada jauh dengan Matahari, gerak edar planetnya akan melambat. Namun, luas bidang edar dan waktu tempuh antara planet yang jauh dan dekat itu sama.

Kok bisa? Penasaran gimana pembuktian perhitungannya? Yuk, langsung tonton videonya di sini.

Baca juga: Biografi Johannes Kepler – Pencetus 3 Hukum Kepler Tentang Gerak Planet

Hukum Kepler 3

Hukum yang ketiga ini bisa dibilang lebih matematis, guys. Karena menjelaskan periode revolusi tiap planet yang mengelilingi Matahari. Bunyi hukum Kepler 3, yaitu:

Kuadrat periode suatu planet sebanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari.

Kalau dibuat secara matematis akan seperti ini:

 T² ~ R³

Keterangan:

T: periode revolusi planet.

R: jarak rata-rata planet ke Matahari.

Artinya, periode revolusi planet sebanding dengan jarak rata-rata planet ke Matahari. Sehingga, rumus hukum Kepler 3 bisa dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

T₁: periode revolusi planet 1.

T₂: periode revolusi planet 2.

R₁: jarak planet 1 dengan Matahari.

R₂: jarak planet 2 dengan Matahari.

Pembuktian perhitungan tersebut bisa dicek di sini ya.

Nah, supaya makin paham, gue langsung kasih contoh soalnya aja deh ya.

Periode Bumi mengelilingi Matahari adalah 1 tahun dan periode Jupiter sekitar 8 tahun. Jika jarak planet Bumi ke Matahari sebesar R_B, berapakah jarak planet Jupiter ke Matahari?

Diketahui:

T_Bumi: 1 tahun

T_Jupiter: 8 tahun

Jawab:

R_J = 4R_B

Jadi, jarak planet Jupiter ke Matahari adalah 4R_B.

Baca juga: Dinamika Planet Bumi – Materi Geografi Kelas 10

Contoh Soal Hukum Kepler

Gimana, udah paham kan mengenai gerak edar planet? Untuk menguji sejauh mana pemahaman elo mengenai materi di atas, gue ada beberapa contoh soal dan pembahasan yang bisa dijadikan sebagai referensi.

Contoh Soal 1

Titik terjauh planet terhadap Matahari dalam hukum kepler 2 disebut ….

Jawab: Aphelion (Ap). Ketika planet berada jauh dari Matahari, maka kecepatan akan berada pada minimum atau melambat atau berada di titik aphelion. Sedangkan, ketika planet berada dekat dengan Matahari, maka kecepatannya akan maksimum atau berada pada titik perihelion.

Contoh Soal 2

Perhatikan pernyataan di bawah ini!

1. Semakin besar jarak planet ke Matahari, maka planet akan semakin lama mengorbit.
2. Semakin besar massa planet, maka planet akan semakin lambat mengorbit.
3. Besar kecilnya massa planet tidak memiliki hubungan dengan kecepatan mengorbit.
4. Kecepatan mengorbit sebanding dengan kuadrat massa dari planet.

Pernyataan yang benar mengenai hukum 3 Kepler adalah ….

A. 1 dan 2.

B. 2 dan 3.

C. 3 dan 4.

D. 1 dan 3.

Jawab: D. 1 dan 3.

Pembahasan: Kalau elo udah nonton video belajar Zenius tentang pembuktian perhitungan hukum 3 Kepler, maka elo pasti udah tahu nih kalau ada rumus .

Artinya, semakin jauh jarak planet dengan Matahari, maka kecepatan planet akan semakin lambat. Nah, kecepatan mengorbit akan berbanding terbalik dengan akar kuadrat jarak planet ke Matahari.

Contoh Soal 3

Sebutkan contoh hukum Kepler dalam kehidupan sehari-hari!

Khusus pertanyaan ini coba elo jawab sendiri dan update jawabannya di kolom komentar ya!

*****

Sampai sini udah paham ya mengenai hukum Kepler 1, 2, dan 3? Buat yang mau belajar materi Fisika bisa langsung cek video belajarnya di website atau aplikasi Zenius ya!

Baca juga: Dinamika Partikel dan Hukum Newton – Materi Fisika Kelas 10