--- title: "Matahari di Langit: Hari dan Musim" book: "Fisika Sekolah Dasar dan Menengah Pertama" subject: physics language: id chapter: 18 exercises: 11 source: https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim --- # Bab 18 — Matahari di Langit: Hari dan Musim Pada bulan Juni kamu bermain di luar sesudah makan malam dalam [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) keemasan; pada bulan Desember lampu jalan sudah menyala sebelum kamu pulang dari sekolah. Matahari tetap dengan kebiasaan lamanya — naik di satu sisi, melewati puncak, turun di sisi yang lain — tetapi jalannya melintasi langit tidak sama sepanjang tahun. Ikutilah ia selama satu tahun penuh, dan kamu menemukan [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year). ## 18.1 Jalan Matahari yang berubah **Contoh 18.1 (Jalan musim panas, jalan musim dingin).** Amati busur Matahari pada pertengahan [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) panas: ia terbit pagi sekali, memanjat sangat tinggi — hampir tepat di atas kepala pada tengah hari — lalu terbenam larut: jalan yang panjang dan tinggi, dan hari yang panjang. Pada pertengahan [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin, busurnya rendah dan pendek: [Matahari terbit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/4-siang-dan-malam-matahari#def-g1-day-and-night-daynight) terlambat, tidak pernah memanjat jauh di atas atap rumah, dan terbenam pada pertengahan sore. Di antara keduanya, pada [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) semi dan [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) gugur, jalannya sedang-sedang saja — dan siang serta malam berbagi [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) hampir sama rata. ![Dua jalan Matahari yang paling ekstrem di atas cakrawala yang sama. Busur musim panas yang tinggi memerlukan banyak jam untuk ditempuh; busur musim dingin yang rendah sudah selesai pada pertengahan sore.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-sun-days-seasons/fig-2a20f26e5045.svg) *Dua jalan Matahari yang paling ekstrem di atas cakrawala yang sama. Busur [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) panas yang tinggi memerlukan banyak [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) untuk ditempuh; busur [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin yang rendah sudah selesai pada pertengahan sore.* **Proposisi 18.2 (Aturan tengah hari).** Pada setiap [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year), Matahari berdiri paling tinggi pada pertengahan hari — dan pada saat itu setiap [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) paling pendek untuk hari itu dan menunjuk ke arah yang sama dengan [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari kemarin, dan besok. [Bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari adalah anak panah paling tepercaya di alam. **Contoh 18.3 (Membaca musim dari bayang-bayang).** *Panjang* [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari berubah menurut [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year): pada [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) panas, dengan Matahari hampir tepat di atas kepala, [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari sebuah tiang hanyalah tunggul yang pendek; pada [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin, dengan Matahari tergantung rendah, tiang yang sama melemparkan [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari yang panjang. Tandailah ujung [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari di tanah sebulan sekali, dan tandanya akan merayap maju-mundur sepanjang tahun seperti bandul yang lambat. ## 18.2 Jam bayang-bayang **Definisi 18.4 (Jam matahari).** Sebuah *jam matahari* adalah [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) yang dibuat dari [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow): sebatang tongkat atau bilah yang berdiri di bawah sinar matahari, dengan tanda di sekelilingnya yang menunjukkan tempat [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) jatuh pada tiap [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock). Selagi Matahari menempuh busurnya, [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) menyapu tanda itu — pelan, tanpa suara, dan tanpa satu pun bagian yang bergerak. **Metode 18.5 (Membuat jam bayang-bayang).** Pada pagi yang cerah, di tempat yang terkena matahari sepanjang hari: 1. tancapkan tongkat lurus tegak di tanah yang rata (atau tegakkan di dalam ember berisi pasir); 2. setiap [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) , tepat pada [jamnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) , tandai ujung [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) dengan sebutir kerikil lalu tulis [jamnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) pada kerikil itu dengan kapur; 3. teruskan sampai petang. Besok, [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) akan menyinggahi kerikilmu tepat waktu: tongkatmu kini penunjuk waktu. (Setidaknya untuk sementara — selagi [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) bergeser, [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) ikut bergeser, dan kerikilmu perlahan-lahan akan meleset.) ![Satu tongkat, satu hari: bayang-bayangnya menyapu seperti jarum yang lambat, paling panjang di kedua tepi hari, paling pendek pada tengah hari.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-sun-days-seasons/fig-3034223fd408.svg) *Satu tongkat, satu hari: [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) menyapu seperti jarum yang lambat, paling panjang di kedua tepi hari, paling pendek pada tengah hari.* ## 18.3 Tahun dan musimnya **Definisi 18.6 (Tahun dan musim).** Sementara Bumi berputar sekali sehari, ia juga menempuh perjalanan raksasa *mengelilingi Matahari* — satu putaran penuh memakan waktu satu *tahun*, kira-kira $365$ hari. Sepanjang putaran itu, jalan Matahari melintasi langit kita perlahan naik dan turun, dan kita melewati empat *musim*: semi, panas, gugur, dingin — lalu semi lagi, putaran demi putaran. **Contoh 18.7 (Empat perempat).** [Musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) panas: Matahari tinggi, hari panjang, [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari pendek. [Musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin: Matahari rendah, hari pendek, [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari panjang. [Musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) semi dan [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) gugur berada di antaranya — dan pada masing-masingnya datang satu hari istimewa ketika siang dan malam berlangsung sama lama. Petani, pelaut, dan pembangun zaman dahulu belajar membaca kalender ini langsung dari langit. ![Satu putaran Bumi mengelilingi Matahari — satu tahun, empat musim. Mengapa jalannya rendah pada musim dingin dan tinggi pada musim panas? Rahasia itu disimpan untuk bab kemudian tentang keluarga Matahari–Bumi–Bulan.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-sun-days-seasons/fig-40f8a2ca015c.svg) *Satu putaran Bumi mengelilingi Matahari — satu tahun, empat [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year). Mengapa jalannya rendah pada [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin dan tinggi pada [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) panas? Rahasia itu disimpan untuk bab kemudian tentang keluarga Matahari–Bumi–Bulan.* **Catatan 18.8 (Musim dingin bukan karena “lebih jauh”).** Menggoda sekali untuk menebak bahwa [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin terasa dingin karena Bumi menjauh dari Matahari. Ternyata tidak — jaraknya hampir tidak berubah, dan ketika di sini [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin, pada saat yang persis sama sedang [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) panas bagi anak-anak di belahan Bumi yang jauh, dan itu tidak mungkin dijelaskan oleh “lebih jauh”! Kuncinya yang sebenarnya adalah *jalan rendah* Matahari: matahari rendah, [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) menyerong, pemanasan lemah. Penjelasan lengkapnya dijanjikan untuk bab kemudian. ![Tengah hari pada musim dingin: Matahari tetap rendah, cahayanya datang menyerong, dan bayang-bayang memanjang di atas salju.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g3-sun-days-seasons/img-f2e1bd15b3dd.jpg) *Tengah hari pada [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin: Matahari tetap rendah, [cahayanya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) datang menyerong, dan [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) memanjang di atas salju.* ## 18.4 Latihan **Latihan 18.1 ★.** Pada [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) apa busur Matahari paling tinggi dan paling panjang? Paling rendah dan paling pendek? Apa akibatnya terhadap panjang harinya? **Solusi Latihan 18.1.** Paling tinggi dan paling panjang pada [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) panas — sehingga harinya panjang; paling rendah dan paling pendek pada [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin — sehingga harinya pendek. **Latihan 18.2 ★.** Pada saat apa dalam sehari [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) sebuah tiang paling pendek? Apa lagi yang istimewa pada [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari, hari demi hari? **Solusi Latihan 18.2.** Pada tengah hari, ketika Matahari berdiri paling tinggi. [Bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari juga menunjuk ke arah yang sama setiap hari sepanjang tahun — anak panah paling tepercaya di alam. **Latihan 18.3 ★.** Tiang yang sama melemparkan [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari sepanjang $2$ sepatu bot pada bulan Juni dan $7$ sepatu bot pada bulan Desember. Jelaskan perbedaannya dengan kedua jalan Matahari. **Solusi Latihan 18.3.** Pada bulan Juni Matahari menempuh jalan tingginya dan berdiri hampir tepat di atas kepala pada tengah hari, sehingga [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) hanya tunggul yang pendek. Pada bulan Desember Matahari tetap di jalan rendahnya; bahkan pada tengah hari [cahayanya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) datang menyerong, dan tiang yang sama melemparkan [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) yang panjang. **Latihan 18.4 ★.** Bagaimana [jam matahari](#def-g3-sun-days-seasons-sundial) menunjukkan waktu? Jarum bergeraknya terbuat dari apa? **Solusi Latihan 18.4.** Matahari menyapukan [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tongkat itu mengelilingi tanda [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) selagi ia menempuh busurnya; kamu membaca waktunya dari tanda yang disentuh [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow). Jarum yang bergerak adalah [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) itu sendiri. **Latihan 18.5 ★.** Pada [Metode 18.5](#met-g3-sun-days-seasons-build), mengapa tongkatnya harus berada di tempat yang terkena matahari sepanjang hari? Apa yang terjadi pada [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) itu ketika cuaca berawan — dan pada malam hari? **Solusi Latihan 18.5.** Kalau bayangan sebuah dinding menelan tongkatnya pada suatu [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock), [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) itu tidak pernah dapat ditandai atau dibaca. Di bawah awan, [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) itu tidak punya jarum — tidak ada [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) — dan pada malam hari juga tidak ada: [jam matahari](#def-g3-sun-days-seasons-sundial) hanya bekerja selama Matahari bekerja. **Latihan 18.6 ★.** Berapa lama Bumi menempuh satu putaran mengelilingi Matahari? Berapa [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) yang termuat dalam satu putaran? Urutkan, mulai dari [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) semi. **Solusi Latihan 18.6.** Satu tahun — kira-kira $365$ hari. Empat [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) tiap putaran: semi, panas, gugur, dingin. **Latihan 18.7 ★.** Kira-kira ada berapa hari dalam satu tahun? Dan — dari bab sebelumnya — ada berapa [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) dalam satu hari? Perjalanan Bumi yang mana yang membuat masing-masingnya? **Solusi Latihan 18.7.** Kira-kira $365$ hari dalam satu tahun; $24$ [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) dalam satu hari. Hari adalah satu *putaran* Bumi pada dirinya sendiri; tahun adalah satu *keliling* Bumi mengelilingi Matahari. **Latihan 18.8 ★.** Sebutkan dua petunjuk, yang terlihat dari jendelamu dalam satu minggu saja, yang memberitahumu apakah kamu sedang berada di pertengahan [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) panas atau pertengahan [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin tanpa melihat kalender. **Solusi Latihan 18.8.** Misalnya: seberapa awal lampu jalan menyala (gelap sebelum makan malam berarti [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin); seberapa tinggi Matahari tengah hari berdiri; seberapa panjang [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah hari; apakah kamu masih dapat bermain di luar dalam [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) siang sesudah makan malam. **Latihan 18.9 ★.** Ketika di tempat tinggalmu [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin, [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) apa yang sedang dialami anak-anak di belahan Bumi yang jauh? Apa yang dibuktikan hal ini tentang tebakan “[musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin terjadi karena seluruh Bumi lebih jauh dari Matahari”? **Solusi Latihan 18.9.** Bagi mereka sedang [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) panas, pada saat yang sama. Kalau seluruh Bumi memang lebih jauh dari Matahari, *semua orang* akan mengalami [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin sekaligus — jadi tebakan itu pasti keliru. Penyebab yang sebenarnya adalah jalan rendah dan [cahayanya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) yang menyerong. **Latihan 18.10 ★★.** Seorang tukang kebun menancapkan kerikil [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) pada bulan Maret. Pada bulan Juni [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tidak lagi menyentuh kerikil pada [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) yang ditandai. Apakah tongkatnya bergeser? Jelaskan apa yang bergeser, dengan [Contoh 18.3](#ex-g3-sun-days-seasons-shadowlength). **Solusi Latihan 18.10.** Tongkatnya tidak bergeser — jalan Mataharinyalah yang bergeser. Dari Maret sampai Juni busurnya memanjat lebih tinggi dan [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) menyusut serta bergeser, sehingga [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) kini meleset dari kerikil yang ditancapkan untuk jalan bulan Maret. [Jam matahari](#def-g3-sun-days-seasons-sundial) harus dibaca bersama [musimnya](#def-g3-sun-days-seasons-year). **Latihan 18.11 ★★.** Seorang penjelajah terbangun tanpa arloji dan tanpa telepon, melihat Matahari tepat di titik tertingginya, dan satu [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) kemudian mendapati [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tendanya sudah lebih panjang daripada tinggi tendanya. Kira-kira pukul berapa ketika ia terbangun, dan apakah ia lebih dekat ke pertengahan [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) panas atau pertengahan [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin? Beralasanlah dari aturan tengah hari dan dari panjang [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow). **Solusi Latihan 18.11.** Matahari di titik tertingginya berarti ia terbangun pada tengah hari. Kalau hanya satu [jam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/8-mengukur-waktu#ex-g2-measuring-time-clock) kemudian [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tendanya sudah lebih panjang daripada tendanya, Matahari pasti tergantung sangat rendah bahkan di dekat tengah hari — itulah jalan rendah [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin: ia lebih dekat ke pertengahan [musim](#def-g3-sun-days-seasons-year) dingin.