Fisika Sekolah Dasar dan Menengah Pertama · Grades 1–9

26Tata Surya

Bumi, seperti kamu tahu, menempuh satu putaran setahun mengelilingi Matahari. Tetapi apakah ia bepergian sendirian? Tengadahlah pada petang yang cerah: di antara kerlip yang tetap, ada beberapa cahaya terang yang perlahan mengembara dari minggu ke minggu. Orang zaman dahulu menyebutnya pengembara; kita menyebutnya planet — dunia yang mengelilingi Matahari yang sama dengan kita.

26.1 Satu bintang, delapan planet

Definisi 26.1 (Bintang)

Sebuah bintang adalah bola raksasa dari zat yang berpijar panas dan membuat cahayanya sendiri — sumber cahaya sejati. Matahari adalah bintang: bintang kita, cukup dekat untuk menghangatkan wajah kita. (Bintang lain pada malam hari mendapat bab tersendiri tahun depan.)

Definisi 26.2 (Planet)

Sebuah planet adalah dunia besar yang bulat, yang mengelilingi sebuah bintang dan tidak membuat cahaya sendiri — kita melihat planet, seperti kita melihat Bulan, lewat cahaya matahari yang dipantulkannya kembali. Bumi adalah sebuah planet.

Definisi 26.3 (Tata Surya)

Tata Surya adalah Matahari bersama segala sesuatu yang mengelilinginya: delapan planet — berurutan: Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus — ditambah bulan-bulannya dan sekerumunan batuan serta bola es yang lebih kecil.

Matahari dan kedelapan planetnya, berurutan — di sini digambar berdampingan rapat, padahal sebenarnya setiap orbit terletak jauh, jauh melampaui orbit sebelumnya.

Proposisi 26.4 (Kebiasaan para planet)

Para planet menjaga kebiasaan yang rapi: masing-masing mengelilingi Matahari pada jalannya sendiri yang hampir berupa lingkaran, semuanya berputar ke arah yang sama, dan semua jalannya terletak hampir pada satu bidang datar — seperti cincin yang digambar pada satu permukaan meja. Dan makin jauh jalan sebuah planet dari Matahari, makin lama waktu yang diperlukannya untuk satu putaran: Merkurius berputar dalam $88$ hari, Bumi dalam satu tahun, Neptunus yang jauh dalam $165$ tahun.

Contoh 26.5 (Planet batuan dan raksasa gas)

Empat planet yang di dalam — Merkurius, Venus, Bumi, Mars — adalah bola batuan yang kecil dan padat: dunia yang dapat kamu pijaki. Empat yang di luar — Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus — adalah raksasa: bola yang sangat besar dan sebagian besar berupa gas tebal, tanpa tanah untuk dipijak sama sekali. Jupiter, yang terbesar, dapat menelan lebih dari seribu Bumi; Saturnus mengenakan cincin berkilaunya yang termasyhur — keping es yang tak terhitung banyaknya mengelilinginya seperti kerumunan bulan yang mungil.

Wajah sesungguhnya Matahari dan kedelapan planetnya, difoto oleh wahana antariksa (ukuran dan jaraknya tidak menurut skala; Venus ditampilkan sebagai peta radar — awannya menyembunyikan permukaannya). Foto: NASA (domain publik). — Matahari, bintang kita

Contoh 26.6 (Bulan bukan planet)

Bulan kita mengelilingi Bumi, bukan langsung mengelilingi Matahari — jadi ia bukan planet melainkan sebuah bulan, pendamping sebuah planet. Planet lain punya bulannya sendiri: Mars punya dua yang kecil, Jupiter dan Saturnus punya berpuluh-puluh masing-masing. Sebuah bulan milik planetnya; planetnya milik Matahari.

26.2 Seberapa jauh itu jauh

Metode 26.7 (Model berskala Tata Surya)

Jarak antarplanet sangat besar — jutaan kilometer. Untuk merasakannya, bangunlah model berskala Tata Surya di sebuah taman, dengan menyusutkan setiap ukuran dan jarak menurut faktor yang sama:

jadikan Matahari sebuah bola sepak yang diletakkan di gerbang;
maka Bumi adalah sebutir merica — dan untuk menempatkannya secara adil, berjalanlah kira-kira $30$ langkah besar dari bola sepaknya;
Merkurius, sebutir kepala jarum, berdiri kira-kira $12$ langkah dari bola sepaknya; Jupiter, sebutir kelereng, kira-kira $150$ langkah; Neptunus, sebutir manik kecil, kira-kira $900$ langkah — hampir satu kilometer jauhnya!

Berjalanlah menyusurinya, dan rasakan apa yang tidak ditunjukkan gambar mana pun: Tata Surya hampir seluruhnya ruang kosong, dengan dunia mungil yang berjauhan. Pada model ini satu langkah besar mewakili kira-kira lima juta kilometer ruang yang sesungguhnya.

Model berskala: susutkan Matahari menjadi sebuah bola sepak, dan seluruh Tata Surya muat di sebuah taman — nyaris tidak muat.

Contoh 26.8 (Para pengembara di langit kita)

Venus sering menjadi “bintang” pertama pada petang hari, menyala di barat sesudah matahari terbenam — begitu terang karena ia tetangga terdekat kita, terbungkus awan putih yang memantulkan cahaya matahari dengan murah hati. Mars bersinar jingga samar; Jupiter dan Saturnus bersinar mantap dan terang. Amatilah salah satunya selama beberapa minggu terhadap bintang yang tetap: ia bergeser — pengembaraan itu sendirilah yang memberi planet namanya yang kuno.

Catatan 26.9 (Gambaran lama, digambar ulang)

Selama sebagian besar sejarah, orang menempatkan Bumi di pusat segala sesuatu, dengan Matahari, Bulan, dan planet mengelilingi kita. Para pengamat pengembara yang cermat mendapati gambaran itu mulai berderit — planet kadang bergeser mundur untuk sementara, sukar dijelaskan dengan Bumi yang bertakhta di tengah. Gambaran berpusat Matahari yang baru saja kamu pelajari menjelaskan pengembaraan itu dengan sederhana, dan ia termasuk gagasan paling berani yang pernah diterima manusia: rumah kita bukanlah pusatnya — ia adalah planet ketiga dari Matahari.

26.3 Latihan

Latihan 26.1 ★

Apa bedanya bintang dan planet? Yang mana Matahari itu? Dan Bumi?

Solusi

Solusi Latihan 26.1.

Bintang membuat cahayanya sendiri; planet tidak membuat cahaya apa pun dan mengelilingi sebuah bintang, bersinar hanya oleh cahaya matahari yang dipantulkannya. Matahari adalah bintang; Bumi adalah planet.

Latihan 26.2 ★

Sebutkan kedelapan planet berurutan dari Matahari. Yang mana planet kita?

Solusi

Solusi Latihan 26.2.

Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus — planet kita yang ketiga, yaitu Bumi.

Latihan 26.3 ★

Planet mana saja yang kecil dan berbatu? Yang mana raksasa gasnya? Sebutkan yang terbesar dari semuanya, dan yang bercincin termasyhur.

Solusi

Solusi Latihan 26.3.

Berbatu: Merkurius, Venus, Bumi, Mars. Raksasa: Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus. Terbesar: Jupiter. Yang bercincin: Saturnus.

Latihan 26.4 ★

Mengapa Bulan tidak terhitung sebagai planet? Apa yang dikelilinginya?

Solusi

Solusi Latihan 26.4.

Bulan mengelilingi Bumi, bukan langsung mengelilingi Matahari — jadi ia sebuah bulan, pendamping sebuah planet, bukan planet.

Latihan 26.5 ★

Merkurius berputar mengelilingi Matahari dalam $88$ hari, Bumi dalam $365$ , Neptunus dalam $165$ tahun. Kebiasaan planet yang mana yang ditunjukkan bilangan ini?

Solusi

Solusi Latihan 26.5.

Makin jauh jalannya dari Matahari, makin lama putarannya: Merkurius yang dekat berlari cepat, Neptunus yang jauh memakan waktu seumur hidup.

Latihan 26.6 ★

Pada model berskala di taman, apa yang berperan sebagai Matahari, dan berapa langkah jauhnya Bumi berdiri? Hampir seluruh Tata Surya terbuat dari apa, dilihat dari ruangnya?

Solusi

Solusi Latihan 26.6.

Sebuah bola sepak berperan sebagai Matahari; Bumi (sebutir merica pada modelnya) berdiri kira-kira $30$ langkah besar jauhnya. Dilihat dari ruangnya, Tata Surya hampir seluruhnya ruang kosong.

Latihan 26.7 ★

Venus bersinar cemerlang, namun ia bukan bintang. Dari mana cahayanya datang? (Seorang kawan lama menjawab: ingatlah Bulan.)

Solusi

Solusi Latihan 26.7.

Dari Matahari: Venus, seperti Bulan, hanya memantulkan kembali cahaya matahari — awan putihnya memantulkannya begitu murah hati sehingga ia mengalahkan setiap bintang sejati di langit petang kita.

Latihan 26.8 ★

Bagaimana kamu dapat mengetahui, dengan mengamati langit selama beberapa minggu, bahwa sebuah cahaya terang adalah planet dan bukan bintang?

Solusi

Solusi Latihan 26.8.

Amatilah terhadap kerlip yang tetap selama beberapa minggu: sebuah planet perlahan bergeser — mengembara — di antaranya, sementara bintang sejati tetap pada tempatnya di dalam polanya.

Latihan 26.9 ★

Pada model di taman, Jupiter berdiri kira-kira $150$ langkah dan Bumi kira-kira $30$ . Kira-kira berapa kali lebih jauh Jupiter dari Matahari dibandingkan Bumi?

Solusi

Solusi Latihan 26.9.

$150 \div 30 = 5$ : Jupiter kira-kira lima kali lebih jauh dari Matahari daripada Bumi.

Latihan 26.10 ★★

Seorang teman menggambar Tata Surya dengan kedelapan planet berjejal rapat di sekeliling Matahari seperti gambar pertama dalam bab ini, dan bertanya mengapa wahana antariksa memerlukan bertahun-tahun untuk mencapai planet luar. Luruskanlah dengan model berskala di taman — tentang apa hampir semua gambar Tata Surya berbohong, dan mengapa mereka terpaksa begitu?

Solusi

Solusi Latihan 26.10.

Hampir semua gambar berbohong tentang jaraknya: kalau digambar menurut skala, satu halaman yang memuat orbit Neptunus akan menyusutkan planetnya menjadi bintik yang tidak terlihat — sehingga pelukisnya memampatkan orbitnya supaya dunianya masih terlihat. Sebenarnya — seperti ditunjukkan model yang dijalani tadi — planet bepergian di dalam kekosongan yang luas: bahkan wahana yang cepat pun harus menyeberangi ratusan “langkah” ketiadaan, dan itu memakan bertahun.

Latihan 26.11 ★★

Ketika Bumi masih dipercaya duduk di pusat segala sesuatu, teka-teki pengamatan langit apa yang berderit melawan gambaran itu? Bagaimana menempatkan Matahari di pusatnya melarutkan teka-teki itu — dan apa harga yang dibayar potret baru itu dari kebanggaan kita?

Solusi

Solusi Latihan 26.11.

Para pengembara kadang bergeser mundur terhadap bintang selama berminggu-minggu — janggal dijelaskan kalau segalanya mengelilingi Bumi yang bertakhta. Dengan Matahari di pusatnya, geseran mundur itu sekadar penyalipan yang sederhana: Bumi, pada jalan dalam yang lebih cepat, melewati planet luar yang lebih lambat, dan planet itu lalu tampak meluncur mundur. Harganya: melepaskan pusatnya — menerima bahwa rumah kita adalah planet nomor tiga.

Istilah yang didefinisikan dalam bab ini

Lihat semua 393 istilah di glosarium