---
title: "Bayang-Bayang dan Gerhana"
book: "Fisika Sekolah Dasar dan Menengah Pertama"
subject: physics
language: id
chapter: 50
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/50-bayang-bayang-dan-gerhana
---

# Bab 50 — Bayang-Bayang dan Gerhana

Sekali atau dua kali seumur hidup, selama beberapa menit, siang menjadi malam: cakram Matahari menghitam di balik [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) dan [bintang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/26-tata-surya#def-g4-solar-system-star) muncul pada tengah hari. Bangsa purba membaca kiamat di dalamnya; kamu akan membaca geometri. Gerhana tidak lain daripada [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) — [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) terbesar yang akan pernah kamu diami — dan perlengkapan penggaris-dan-sinarmu tepat menjadi apa yang ditaatinya.

## 50.1 Bayang-bayang dari lampu yang jujur

**Proposisi 50.1 (Umbra dan penumbra).**

Sumber yang *serupa titik* melemparkan satu [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) bertepi tajam. Sumber yang *lebar* — sebuah bola kaca beku, seluruh cakram Matahari — melemparkan [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) berbagian dua:

1. *umbra* : daerah yang dicapai [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) dari *tidak satu* bagian pun sumbernya — kegelapan penuh;
2. *penumbra* : pinggiran yang dicapai [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) dari *sebagian* sumbernya saja — setengah [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) , yang memudar ke arah luar.

Dari dalam [umbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra), sumbernya tersembunyi seluruhnya; dari [penumbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra), tersembunyi sebagian — mengintip di atas tepi penghalangnya.

**Metode 50.2 (Membangun kedua bayang-bayangnya).**

Untuk sumber yang lebar, sinar dari *tepinya* yang memerintah petanya:

1. gambarlah sinar dari tepi atas sumbernya yang menyerempet kedua sisi penghalangnya, dan sinar yang sama dari tepi bawahnya;
2. daerah di belakang penghalangnya yang diluputkan sinar *kedua* tepinya adalah [umbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) ;
3. daerah di sampingnya yang diluputkan satu tepi tetapi dicapai tepi yang lain adalah [penumbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) ;
4. di tempat semua sinarnya tiba, [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) penuh.

[Umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) sebuah penghalang bundar berupa kerucut — dan apakah kerucut itu mencapai sebuah layar tertentu memutuskan segalanya tentang gerhana.

![Bayang-bayang ganda milik sumber yang lebar: umbranya, buta terhadap seluruh sumbernya; penumbranya, buta terhadap sebagiannya saja.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g7-shadows-eclipses/fig-8a30eb0fe471.svg)

*[Bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) ganda milik sumber yang lebar: [umbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra), buta terhadap seluruh sumbernya; [penumbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra), buta terhadap sebagiannya saja.*

**Contoh 50.3 (Tepi yang lembut di mana-mana).**

Kini [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) yang mengabur dari lampu beku dan langit berawan pun terjelaskan: sumber yang lebar membungkus setiap [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) dengan [penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra), dan sumber yang cukup besar (seluruh langit yang mendung) seluruhnya [penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) — [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) terluntur sampai tiada. Tepi [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) tengah harimu sendiri, kalau dilihat dari dekat, berupa keliman [penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) yang lembut selebar sesentimeter: Matahari berupa cakram, bukan titik, dan keliman itu pengakuannya.

## 50.2 Bulan melangkah ke dalam berkasnya

**Definisi 50.4 (Gerhana matahari).**

*Gerhana matahari* terjadi ketika [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) lewat tepat di antara Matahari dan Bumi, lalu [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) jatuh pada kita. Di tempat *[umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra)* [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) menyentuh Bumi — sebuah bintik yang melesat yang jarang selebar dua ratus kilometer — cakram Matahari tersembunyi seluruhnya: gerhana *total*, malam pada tengah hari, [bintang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/26-tata-surya#def-g4-solar-system-star) bermunculan. Di dalam *[penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra)* luas yang mengelilinginya, Matahari hanya tergigit sebagian: gerhana *sebagian*.

**Definisi 50.5 (Gerhana bulan).**

*Gerhana bulan* terjadi ketika *[Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon)* berlayar masuk ke kerucut [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) *Bumi*: [bulan purnamanya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes) menggelap — sering sampai menjadi nyala tembaga yang pekat — selama sejam atau lebih, dan terlihat oleh seluruh belahan malam dunianya sekaligus. Kali ini kitalah penghalangnya, dan [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) berdiri di dalam [umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) kita.

![Geometri gerhana matahari (ukuran dan jaraknya sama sekali tidak menurut skala): umbra Bulan yang ramping tepat mencapai Bumi — totalitas bagi bintik yang beruntung di bawah ujungnya.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g7-shadows-eclipses/fig-fba888d7d673.svg)

*Geometri [gerhana matahari](#def-g7-shadows-eclipses-solar) (ukuran dan jaraknya sama sekali tidak menurut skala): [umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) yang ramping tepat mencapai Bumi — totalitas bagi bintik yang beruntung di bawah ujungnya.*

**Contoh 50.6 (Mengapa begitu jarang?).**

[Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) baru datang tiap bulan — mengapa bukan [gerhana matahari](#def-g7-shadows-eclipses-solar) tiap bulan? Karena [orbit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/43-sistem-mataharibumibulan#def-g6-sun-earth-moon-axisorbit) [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) *miring*, kira-kira lima derajat, terhadap jalur Bumi mengelilingi Matahari. Pada kebanyakan bulan, bulan barunya lewat *di atas* atau *di bawah* garis Matahari–Bumi, dan [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) menombak tanpa bahaya ke antariksa. Hanya ketika bulan baru terjadi tepat pada saat [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) menyeberangi bidang kesejajarannya, ketiga dunianya berbaris — beberapa kali setahun di suatu tempat di Bumi, dan bagi sebuah kota *tertentu*, totalitas adalah tamu yang datang sekali dalam beberapa umur.

![Totalitas: cakram Bulan menutupi cakram Matahari dengan tepat, dan selama beberapa menit korona — atmosfer luar Matahari — tergantung terlihat mengelilingi cakram hitamnya.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g7-shadows-eclipses/img-efd9a8315581.jpg)

*Totalitas: cakram [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) menutupi cakram Matahari dengan tepat, dan selama beberapa menit korona — [atmosfer](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/36-tekanan-udara-dan-cuaca#def-g5-air-pressure-weather-pressure) luar Matahari — tergantung terlihat mengelilingi cakram hitamnya.*

**Contoh 50.7 (Kebetulan yang membuat totalitas).**

Model lapangan olahragamu sudah menemukannya: Matahari kira-kira $400$ kali lebih lebar daripada [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) — dan berdiri kira-kira $400$ kali lebih jauh. Karena itu kedua cakramnya berpadanan di langit dengan hampir tepat, sehingga [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) dapat menutupi Matahari *nyaris saja*: totalitasnya singkat dan bintik [umbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) kecil. Ketika [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) berada di ujung jauh [orbitnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/43-sistem-mataharibumibulan#def-g6-sun-earth-moon-axisorbit) yang sedikit lonjong, cakramnya kurang panjang, dan sebentuk cincin Matahari yang membara membingkai [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) yang hitam — gerhana *cincin*, indah dan tidak pernah aman ditonton tanpa pelindung.

**Catatan 50.8 (Menonton tanpa menangis).**

Hukum lamanya tidak mempunyai kekecualian gerhana: *jangan pernah* memandang Matahari — tergerhana, bercincin, atau utuh — dengan mata telanjang, kacamata hitam, atau lensa apa pun. Matahari yang tersembunyi sebagian membakar selaput jala mata sepasti Matahari yang utuh, dan tanpa rasa sakit. Alat yang aman adalah kawan lama: lubang jarum — proyeksikan [bayangan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/32-cermin-dan-pemantulan#prop-g5-mirrors-reflection-image) Matahari menembus lubang kecil ke atas kertas lalu tontonlah gigitannya tumbuh dengan nyaman — atau sebatang pohon yang rimbun, yang seribu lubang jarum celah daunnya menaburi tanah dengan [sabit-sabit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes) kecil. Hanya kacamata gerhana bersertifikat, yang telah diperiksa dan tidak rusak, yang boleh menghadapi Matahari secara langsung; hanya selama beberapa menit *totalitasnya*, koronanya yang telanjang boleh dikagumi — dan serpihan pertama yang kembali mengakhiri gencatan senjatanya.

## 50.3 Latihan

**Latihan 50.1 ★.**

Batasilah [umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) dan [penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) menurut apa yang dapat dilihat sebuah mata di dalam masing-masingnya tentang sumbernya.

**Solusi Latihan 50.1.**

[Umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra): sumbernya tersembunyi seluruhnya — [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) dari tidak satu bagian pun darinya yang tiba. [Penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra): sumbernya tersembunyi sebagian — [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) dari sebagiannya masih tiba, sambil mengintip di atas tepi penghalangnya.

**Latihan 50.2 ★.**

Mengapa lampu yang serupa titik sama sekali tidak melemparkan [penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra)? Dan mengapa langit yang mendung hampir tidak melemparkan [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow)?

**Solusi Latihan 50.2.**

Sebuah titik tidak mempunyai “bagian” untuk disembunyikan sebagian: setiap tempat entah melihatnya entah tidak — [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) yang tajam, tanpa pinggiran. Langit yang mendung adalah sumber yang begitu lebar sehingga hampir setiap bintik melihat sebagian besarnya: hampir seluruhnya [penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra), dan [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) terhapus.

**Latihan 50.3 ★.**

Pada cara pembangunannya, sinar milik siapa yang menggambar peta [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) — pusat sumbernya atau tepinya? Apa yang menandai [umbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra)?

**Solusi Latihan 50.3.**

Sinar dari *tepi* sumbernya, yang menyerempet sisi penghalangnya. [Umbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) adalah daerah yang diluputkan sinar kedua tepinya.

**Latihan 50.4 ★.**

[Gerhana matahari](#def-g7-shadows-eclipses-solar): urutkan Matahari, [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon), dan Bumi, lalu katakan harus berupa apa fase [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) pada hari itu. [Gerhana bulan](#def-g7-shadows-eclipses-lunar): pertanyaan yang sama.

**Solusi Latihan 50.4.**

Matahari: Matahari–Bulan–Bumi, dalam urutan itu — [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) harus berupa bulan baru (di antara kita dan Matahari). [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon): Matahari–Bumi–Bulan — [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) harus purnama (berseberangan dengan Matahari).

**Latihan 50.5 ★.**

Selama [gerhana matahari](#def-g7-shadows-eclipses-solar), siapa yang melihat totalitas, siapa yang melihat gigitan sebagian, dan siapa yang sama sekali tidak melihat sesuatu yang luar biasa?

**Solusi Latihan 50.5.**

Totalitas: hanya mereka yang berada di dalam bintik kecil [umbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) yang melesat. Gigitan sebagian: kawasan [penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) yang luas di sekelilingnya. Sama sekali tidak melihat apa-apa: setiap orang yang diluputkan daerah [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) — sebagian besar [planetnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/26-tata-surya#def-g4-solar-system-planet).

**Latihan 50.6 ★.**

Mengapa [gerhana bulan](#def-g7-shadows-eclipses-lunar) terlihat dari separuh dunia sekaligus, sementara jalur totalitasnya berupa jalur balap yang sempit?

**Solusi Latihan 50.6.**

[Gerhana bulan](#def-g7-shadows-eclipses-lunar) adalah [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) itu sendiri yang meredup — sebuah perubahan pada sebuah benda yang dapat dilihat seluruh sisi malamnya sekaligus. Totalitas matahari menuntut berdiri *di dalam* [umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) yang ramping di tempat ia menyentuh tanah: sebuah bintik, bukan peristiwa selebar langit.

**Latihan 50.7 ★.**

Mengapa tidak ada gerhana tiap bulan, padahal ada bulan baru dan [bulan purnama](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes) tiap bulan?

**Solusi Latihan 50.7.**

[Orbit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/43-sistem-mataharibumibulan#def-g6-sun-earth-moon-axisorbit) [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) miring kira-kira lima derajat terhadap bidang Bumi–Matahari: kebanyakan bulan baru dan [bulan purnama](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes) lewat di atas atau di bawah garisnya yang persis, dan [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) luput. Hanya ketika fasenya dan penyeberangan bidangnya berbarengan, ketiga dunianya berbaris.

**Latihan 50.8 ★.**

Sebutkan dua cara yang aman untuk mengikuti jalannya [gerhana matahari](#def-g7-shadows-eclipses-solar), dan satu saat ketika mata telanjang diizinkan.

**Solusi Latihan 50.8.**

Proyeksi lubang jarum ke atas kertas, dan [sabit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes) di tanah milik pohon yang rimbun (atau sebuah saringan); kacamata gerhana bersertifikat yang tidak rusak untuk memandang langsung. Mata telanjang: hanya selama totalitasnya sendiri, dan serpihan pertama yang kembali mengakhiri izinnya.

**Latihan 50.9 ★★.**

Jelaskan kebetulan $400$-dan-$400$ itu beserta kedua anaknya: kepadanan totalitas yang nyaris sempurna, dan cincin gerhana cincinnya.

**Solusi Latihan 50.9.**

Matahari kira-kira $400$ kali lebar [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) pada kira-kira $400$ kali jaraknya, sehingga kedua cakramnya berpadanan di langit dengan hampir tepat. Anak kepadanannya: totalitas memang ada tetapi hanya nyaris saja — singkat, dengan bintik [umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) yang mungil; dan ketika [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) menunggangi bagian jauh [orbit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/43-sistem-mataharibumibulan#def-g6-sun-earth-moon-axisorbit) lonjongnya, cakramnya yang sedikit lebih kecil meninggalkan lingkar tepi Matahari terbuka — itulah cincin gerhana cincinnya.

**Latihan 50.10 ★★.**

Lihatlah dari dekat tepi bayang-bayangmu pada tengah hari: tajam di kakimu, lebih lembut pada [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) kepalamu. Jelaskan perubahan bertahap itu dengan cakram Matahari dan cara pembangunannya — mengapa [penumbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) melebar seiring jarak dari penghalangnya?

**Solusi Latihan 50.10.**

Keliman [penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) setiap [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) digambar oleh tepi Matahari, dan pembangunannya menunjukkan kelimannya melebar seiring selang di antara penghalang dan layarnya: sinar dari tepi matahari yang berseberangan merenggang makin jauh makin panjang perjalanannya melewati penghalangnya. Kakinya berdiri pada selang nol — tajam; [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) kepalanya terletak dua [meter](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/7-mengukur-panjang#def-g2-measuring-length-units) perenggangan jauhnya — lembut.

**Latihan 50.11 ★★.**

Selama [gerhana matahari](#def-g7-shadows-eclipses-solar) sebagian, [sabit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes) pohon rimbun dua tahun lalu itu kembali. Jelaskan sekarang selengkapnya: tiap celah daunnya itu apa, tiap bercak tanahnya itu apa, dan mengapa semua [sabitnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes) menunjuk ke arah yang sama?

**Solusi Latihan 50.11.**

Tiap celah daunnya adalah kamera lubang jarum alami; tiap bercak tanahnya adalah [bayangan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/32-cermin-dan-pemantulan#prop-g5-mirrors-reflection-image) Matahari yang dibuat lubang jarum itu — bundar pada hari biasa. Selama gerhana sebagiannya Matahari sendiri berupa [sabit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes), sehingga tiap kamera kecil yang setia memproyeksikan sebuah [sabit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes) — dan semuanya menunjuk ke arah yang sama karena semuanya menyalin satu [sabit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes) yang sama di langit.

**Latihan 50.12 ★★★.**

Selama gerhana *bulan* total, [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) jarang lenyap: ia bernyala merah tembaga yang pekat. [Cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) yang mencapainya telah menyerempet lingkar tepi Bumi — lewat menembus [udara](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) [matahari terbenam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/4-siang-dan-malam-matahari#def-g1-day-and-night-daynight) kita di sekeliling [planetnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/26-tata-surya#def-g4-solar-system-planet) sekaligus. Rakitlah penjelasannya dari [pembauran](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/49-sumber-cahaya-dan-perambatannya#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) berjalan panjang pada bab yang lalu: apa yang telah dilakukan [atmosfer](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/36-tekanan-udara-dan-cuaca#def-g5-air-pressure-weather-pressure) kita terhadap [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) yang menyerempet itu, dan mengapa [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) yang selamat berwarna merah? (Kamu sedang menjelaskan, dalam satu sapuan, mengapa [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) yang tergerhana mengenakan warna setiap [matahari terbenam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/4-siang-dan-malam-matahari#def-g1-day-and-night-daynight) di Bumi.)

**Solusi Latihan 50.12.**

[Cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) matahari yang menyerempet lingkar tepi Bumi menyeberangi [atmosfernya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/36-tekanan-udara-dan-cuaca#def-g5-air-pressure-weather-pressure) di sepanjang jalan terpanjang yang mungkin — jalan sepanjang [matahari terbenam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/4-siang-dan-malam-matahari#def-g1-day-and-night-daynight) di sekeliling [planetnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/26-tata-surya#def-g4-solar-system-planet) sekaligus. [Udaranya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/10-udara-di-sekitar-kita#def-g2-air-around-us-air) membaurkan sebagian besar [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) yang lewat itu (jatah yang melukis langit Bumi), dan [pembauran](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/49-sumber-cahaya-dan-perambatannya#def-g7-light-sources-propagation-diffusion) itu merampok warna berjalan pendek paling dahulu, sehingga [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) yang selamat melewati perjalanan menyerempet yang panjang itu lalu membelok terus ke [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) adalah yang selamat dari [matahari terbenam](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/4-siang-dan-malam-matahari#def-g1-day-and-night-daynight): merah. [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) yang tergerhana bernyala oleh [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) setiap [matahari terbit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/4-siang-dan-malam-matahari#def-g1-day-and-night-daynight) dan terbenam di Bumi yang jatuh padanya bersama-sama.

## 50.4 Soal: Ekspedisi Gerhana

**Soal 50.1.**

Soal akhir pekan — kelas merencanakan ekspedisi gerhananya; geometri memilih tempat berkemahnya, fisika mengemasi tasnya; totalitas, menit demi menit

[Musim](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/18-matahari-di-langit-hari-dan-musim#def-g3-sun-days-seasons-year) semi depan, [gerhana matahari](#def-g7-shadows-eclipses-solar) total menyeberangi benuanya. Kelas itu merencanakan sebuah ekspedisi — dengan diagram sinar, bukan dengan brosur.

**Bagian I — Memilih tempat berdiri.** Atlasnya menunjukkan jalur yang diramalkan: sebuah jalur selebar $160\,\mathrm{km}$ yang membentang menyeberangi petanya, diapit daerah gerhana sebagian yang lebarnya ribuan kilometer.

1. Daerah [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) yang mana yang digariskan jalurnya, dan daerah mana yang mengapitnya?
2. Kota kelasnya terletak $300\,\mathrm{km}$ dari garis tengah jalurnya. Apa yang akan dilihat kotanya pada hari gerhananya?
3. Mengapa ekspedisinya harus bepergian ke jalurnya — mengapa “sebagian sembilan puluh lima persen” di rumah tidak akan memperlihatkan malam pada tengah hari, [bintang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/26-tata-surya#def-g4-solar-system-star) , atau koronanya?
4. Ramalan jalurnya menandai totalitas pada pukul 10:41, yang berlangsung $3$ menit $12$ sekon pada garis tengahnya dan kurang dari itu ke arah tepinya. Mengapa totalitasnya paling lama di tengah jalurnya?

**Bagian II — Mengemasi fisikanya.**

5. Gurunya mengemasi kacamata gerhana bersertifikat lalu menyita dua kacamata hitam. Belalah kedua perbuatannya.
6. Tiap murid harus membangun proyektor lubang jarum dari sebuah kardus sepatu. Ingatlah kembali tata bangunnya, lalu nyatakan harus menghadap ke mana ketika berdiri terhadap Matahari.
7. Seorang murid mengusulkan “menontonnya pada pantulan seember air”. Berilah putusan atas usulnya.
8. Kelompoknya juga akan membawa sebuah saringan untuk dipegang di atas seprai putih. Ramalkan, lalu jelaskan, apa yang akan dilukiskan berpuluh-puluh lubangnya selama fase sebagiannya.

**Bagian III — Harinya, menit demi menit.**

9. Pukul 09:30, sentuhan pertama: lewat kacamatanya, sebuah gigitan kecil muncul di tepi Matahari. Benda apa yang sedang mengambil gigitan itu, dan daerah [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) yang mana yang sudah mencapai perkemahannya?
10. Pukul 10:39: [cahayanya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) berubah menjadi ganjil dan tipis; [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) di tanah menjadi bertepi tajam secara aneh. Jelaskan penajamannya dengan pemikiran umbra-dan-penumbra — Matahari sedang menjadi apa selagi serpihannya yang terlihat menyempit?
11. Pukul 10:41, totalitas: kacamatanya dilepas, menurut aturannya. Selama $3$ menit kelas itu berdiri di dalam sesuatu. Sebutkan namanya dengan tepat, lalu nyatakan apa yang telah menjadi terlihat mengelilingi cakram hitamnya — dan mengapa gencatan senjatanya berakhir pada serpihan pertama yang kembali.
12. Pukul 12:00, di dalam bus pulang, gurunya meminta ringkasan satu kalimat: “Gerhana adalah…” Lengkapilah dengan layak, dengan geometri babnya di dalamnya.

**Solusi Soal 50.1.**

**1.** Jalurnya adalah [lintasan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/40-menggambarkan-gerak-lintasan-dan-kelajuan#def-g6-describing-motion-trajectory) [umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) yang melesat menyeberangi tanahnya; kawasan lebar yang mengapitnya adalah jejak kaki [penumbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra). **2.** Gerhana sebagian: kotanya duduk di dalam [penumbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) — sebuah gigitan dari Matahari, yang ditonton lewat pelindung yang sepatutnya, dan tanpa kegelapan. **3.** Bahkan serpihan Matahari lima persen pun ribuan kali lebih terang daripada [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) [bulan purnama](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes): ia menjaga langitnya tetap tersinari dan koronanya tetap tak terlihat. Malam-pada-tengah-hari menjadi milik [umbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) saja — tidak ada “hampir totalitas”. **4.** Bintik [umbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) kasarnya bundar: sebuah perkemahan pada garis tengahnya duduk di bawah lebar penuh bintiknya selagi ia melesat lewat, sedangkan perkemahan dekat tepi jalurnya hanya menangkap setali busur lingkarannya — penyeberangan yang lebih pendek, totalitas yang lebih pendek. **5.** Kacamata gerhana bersertifikat menghalangi bakaran Mataharinya; kacamata hitam tidak — ia meredupkan silaunya sambil meloloskan jatah yang membakar selaput jala mata, sehingga menatap dengan nyaman menjadi mungkin: lebih buruk daripada tidak ada. **6.** Lubang jarum di satu ujung, layar kertas kalkir di ujung yang lain (atau kertas polos di tanah): berdirilah dengan *punggungmu* menghadap Matahari, lubangnya dibidikkan lewat bahumu, lalu tontonlah cakram yang terproyeksi — jangan pernah lewat lubangnya. **7.** Ditolak: pantulan airnya adalah [bayangan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/32-cermin-dan-pemantulan#prop-g5-mirrors-reflection-image) [cermin](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/32-cermin-dan-pemantulan#def-g5-mirrors-reflection-reflection) Matahari, hampir sama menyilaukannya dengan Matahari sendiri — bakaran yang dipantulkan tetap saja bakaran. **8.** Berpuluh-puluh [bayangan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/32-cermin-dan-pemantulan#prop-g5-mirrors-reflection-image) [sabit](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#ex-g2-moon-in-the-sky-shapes) pada seprainya: tiap lubangnya adalah kamera lubang jarum, dan masing-masing memproyeksikan Matahari yang tergigit — sebuah saringan penuh gerhana. **9.** [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) — tidak terlihat karena silaunya sampai tepi cakramnya mulai menutupi cakram Matahari; perkemahannya telah masuk ke [penumbranya](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra). **10.** Matahari yang terlihat sedang menyusut menuju serpihan yang tipis — sumber yang kian serupa titik. Sumber lebih kecil, keliman [penumbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) lebih sempit: tepi lembut setiap [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) mengetat, dan dunianya berubah aneh dan tajam. **11.** [Umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) itu sendiri — kelas itu berdiri di dalam ujung kerucut [bayang-bayangnya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) selagi ia melesat di atas perkemahannya. Mengelilingi cakram hitamnya tergantung koronanya, [atmosfer](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/36-tekanan-udara-dan-cuaca#def-g5-air-pressure-weather-pressure) luar Matahari yang berkilau mutiara, yang terlihat hanya sekarang; serpihan pertama cakram yang kembali memulihkan aturan [cahaya](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-source) siang sepenuhnya — kacamatanya dipasang lagi. **12.** Misalnya: “Gerhana adalah [bayang-bayang](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/3-cahaya-dan-bayang-bayang#def-g1-light-and-shadows-shadow) dengan dunia sebagai lampu, penghalang, dan layarnya: [umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) yang menyapu tanah kita, atau [Bulan](https://one-course.com/books/physics/1/id/chapter/11-bulan-di-langit#def-g2-moon-in-the-sky-moon) yang berlayar menembus [umbra](#prop-g7-shadows-eclipses-umbra) kita — geometri yang dapat kamu gambar dengan dua sinar dan sebuah penggaris, yang dipentaskan pada ukuran termegah di alam.”