Fisika

ROTASI BUMI

Rotasi adalah perputaran benda pada suatu sumbu yang tetap, misalnya perputaran gasing dan perputaran bumi pada poros/sumbunya. Untuk bumi, rotasi ini terjadi pada garis/poros/sumbu utara-selatan (garis tegak dan sedikit miring ke kanan). Jadi garis utara-selatan bumi tidak berimpit dengan sumbu rotasi bumi, seperti yang terlihat pada "globe bola dunia" yang digunakan dalam pelajaran ilmu bumi/geografi. Kecepatan putaran ini diukur oleh banyaknya putaran per satuan waktu. Misalnya bumi kita berputar 1 putaran per 24 jam. Untuk rotasi mesin yang berputar lebih cepat dari rotasi bumi, kita pakai satuan rotasi per menit (rpm).

Akibat dari gerak rotasi ini, maka benda tersebut akan mengalami gaya sentrifugal, yaitu jenis gaya dalam ilmu fisika yang mengakibatkan benda akan terlempar keluar. Hal ini akan nampak terasa pada saat kita naik mobil yang melewati tikungan melingkar. Pada saat mobil ini bergerak melingkar dengan kecepatan agak tinggi, maka penumpang dalam mobil akan merasa terlempar ke samping (ke sisi luar lingkaran itu) sebagai akibat dari adanya gaya sentrifugal.

Rotasi Bumi merujuk pada gerakan berputar planet Bumi pada sumbunya dan gerakan di orbitnya mengelilingi matahari.

Masa rotasi Bumi pada sumbunya dalam dalam hubungannya dengan bintang ialah 23 jam, 56 menit dan 4.091 detik. Masa rotasi dalam kaitannya dengan Matahari ialah 24 jam.

Gerakan melingkar mengelilingi Matahari terjadi selama setahun, yakni 365,2425 hari. Sehingga, revolusi Bumi mengelilingi Matahari tidak pas dengan gerakan Bumi pada sumbunya. Dari sini kita memiliki tahun kabisat yang terjadi setiap 4 tahun sekali (kecuali pada hitungan seratus yang tidak dapat dibagi 400).

Bumi melakukan beberapa gerak yang alami, yaitu gerak rotasi dan revolusi. Gerak rotasi bumi merupakan gerak berputarnya bumi pada porosnya (sumbu). Gerakan rotasi ini menyebabkan daerah sepanjang equator bergerak cepat, sedangkan di daerah kutub hampir-hampir tidak mengalami pergerakan. Bumi yang berbentuk bulat mengalami perubahan bentuk akibat gerakan rotasi yang dilakukan. Perubahan tersebut adalah terbentuknya daerah agak pepat di kedua kutubnya dan seakan-akan sebagian massa bumi tertumpuk di daerah equator. Bentuk ini disebabkan rotasi bumi yaitu perputaran bumi pada porosnya. Gerak rotasi bumi terjadi dari arah barat ke timur. Jika dilihat dari kutub utara, rotasi bumi memiliki arah berlawanan arah jarum jam. Sedangkan jika dilihat dari arah kutub selatan arah rotasi bumi searah dengan arah jarum jam.

 Poros (sumbu) bumi merupakan garis khayal yang menandakan sumbu rotasi dari bumi, yang melalui kutub utara dan kutub selatan. Poros bumi tidaklah tegak lurus, tetapi mengalami kemiringan sebesar 23,5o dari garis tegaknya.

 Waktu rotasi bumi dalam satu putaran adalah 23 jam 56 menit. Akibat dari rotasi bumi, menimbulkan beberapa gejala alam seperti (a) terjadinya pergantian siang dan malam, (b) perbedaan waktu di berbagai tempat di muka bumi, (c) gerak semu harian bintang, (d) perbedaan besar gaya gravitasi di berbagai tempat di bumi, dan (e) terjadinya pembelokan arah angin.

1. Terjadinya Pergantian Siang dan Malam

 Daerah bumi yang terkena sinar matahari dinamakan siang, sedangkan daerah bumi dibelakangnya, yang tidak terkena sinar matahari dinamakan malam. Akibat adanya rotasi menyebabkan terjadinya pergiliran daerah siang dan malam secara bergantian. Jika rotasi bumi terjadi selama 24 jam, maka lama siang dan malam masing-masing terjadi selama 12 jam.

 Pengecualian di daerah dekat kutub, lama siang dan malam dapat lebih atau kurang dari 12 jam, tergantung posisi bumi ketika berevolusi mengelilingi matahari.

2. Perbedaan waktu di berbagai tempat

 Akibat gerakan rotasi bumi dari barat ke timur menyebabkan daerah sebelah timur akan menjumpai siang terlebih dahulu, dibanding daerah barat. Perbedaan ini menyebabkan adanya perbedaan waktu di setiap bagian bumi.

 Karena rotasi bumi maka permukaan bumi di sebelah timur akan melihat matahari terbit dan terbenam lebih cepat daripada daerah di sebelah barat. Oleh karena itu setiap tempat di berbagai belahan bumi akan memiliki waktu yang berbeda. Untuk menyamakan waktu secara internasional digunakan waktu GMT (Greenwich Mean Time). Waktu ini sesuai dengan waktu di kota Greenwich.

 Pengecualian di daerah dekat kutub, lama siang dan malam dapat lebih atau kurang dari 12 jam, tergantung posisi bumi ketika berevolusi mengelilingi matahari.

 Ditetapkan bahwa kota Greenwich sebagai bujur 0o. Garis bujur di sebelah timur Greenwich dinamakan garis bujur timur (BT), sedangkan garis bujur disebelah baratnya dinamakan garis bujur barat (BB). Garis bujur 180o BT berimpit dengan garis 180o BB, yang melewati Negara Hawaii, Amerika Serikat..

 Garis ini digunakan sebagai batas penanggalan, wilayah di bujur timur lebih terdahulu tanggalnya disbanding wilayah di bujur barat. Seluruh wilayah di bumi dibagi dalam 24 zona waktu, setiap 15o garis bujur ditentukan sebagai 1 jam.

 Di Indonesia, ada 3 zona waktu yaitu Waktu Indonesia Barat (WIB), yang meliputi Sumatera, Jawa, Madura, Kalimantan Barat, dan Kalimantan Tengah; Waktu Indonesia Tengah (WITA), meliputi Kalimantan Selatan, Kalimantan Timur, Sulawesi, Bali, Nusa Tenggara Barat dan Nusa Tenggara Timur; dan Waktu Indonesia Timur (WIT), meliputi Maluku dan Papua. Perhitungannya adalah WIT = GMT + 7; WITA = GMT + 8; dan WIT = GMT + 9.

3. Pergerakan semu bintang

 Akibat rotasi bumi dari arah barat ke timur maka bintang-bintang (termasuk matahari) tampak seperti bergerak dari timur ke barat. Namun sebenarnya bintang-bintang tersebut tidak bergerak. Oleh karena itu maka gerakan bintang ini disebut sebagai gerak semu. Karena gerak semu ini dapat dilihat setiap hari maka disebut gerak semu harian. Dengan gerak semu harian ini maka matahari tampak terbit di timur dan terbenam di barat demikian juga dengan bintang-bintang pada malam hari.

 Waktu yang diperlukan bintang untuk menempuh lintasan peredaran semunya adalah 23 jam 56 menit atau satu hari bintang. Periode peredaran semu harian matahati dan bulan tidak 23 jam 56 menit. Satu hari matahari tepat 24 jam sedang satu hari bulan lebih lambat lagi yaitu 24 jam 50 menit, hal ini disebabkan karena kedudukan bintang sejati di langit selalu tetap.

 Matahari memiliki periode semu harian yang berbeda akibat revolusi, sedangkan bulan sebagai satelit bumi memiliki peredaran bulanan mengitari bumi.

4. Perbedaan percepatan gravitasi di permukaan bumi

 Selama bumi mengalami pembekuan dari gas menjadi cair kemudian menjadi padat, Bumi berotasi terus pada porosnya. Ini menyebabkan menggebungan di khatulistiwa dan pemepatan di kedua kutub bumi sehingga seperti keadaannya sekarang. Karena percepatan gravitasi benbanding terbalik dengan kuadrat jari-jari, maka percepatan gravitasi tempat-tempat di kutub lebih besar daripada disekitar khatulistiwa, karena jarak permukaan bumi di kutub lebih dekat ke pusat bumi. Akibatnya, berat benda yang sama akan berbeda jika ditimbang di khatulistiwa dan di kutub.

5. Pembelokan arah angin

 Menurut Hukum Buys Ballot, udara akan bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Di daerah kutub yang bertekanan tinggi, maka udara cenderung akan bergerak ke daerah khatulistiwa. Namun akibat rotasi bumi, udara yang bergerak menuju khatulistiwa akan berbelok kearah timur mengikuti arah rotasi bumi, ini berpotensi membentuk angin siklon.

Perputaran itu disebut rotasi atau diartikan sebagai perputaran bumi pada poros/sumbunya. Sumbu Bumi itu terbentang dari utara-selatan (garis tegak dan sedikit miring ke kanan). Garis utara-selatan Bumi tidak berhimpitan seperti pada sumbu globe (bola dunia) yang terdapat di ruang kelas kamu. Rotasi Bumi dari arah barat ke timur. Arahnya persis sama dengan revolusi Bumi mengelilingi Matahari .

Kecepatan putaran Bumi diukur oleh banyaknya putaran per satuan waktu. Bumi membutuhkan waktu 24 jam untuk melakukan satu putaran. Tepatnya 23 jam 56 menit 4 detik. Sekali rotasi, Bumi menempuh 3.600 bujur selama 24 jam. Artinya 15 derajat (bujur) menempuh empat menit. Dengan demikian, tempat-tempat yang berbeda 15 derajat akan berbeda waktu empat menit.

Maka itu, selain pergantian siang dan malam dan perbedaan waktu, rotasi Bumi menimbulkan beberapa fenomena ; gerak semu harian bintang dan perbedaan percepatan gravitasi di permukaan bumi.

Sebenarnya, akibat rotasi tersebut, benda-benda di Bumi mengalami gaya sentrifugal (gaya yang mengakibatkan benda akan terlempar keluar). Namun karena putaran Bumi sangat cepat, hal itu tidak bisa dirasakan.

Efek gaya sentrifugal itu baru dapat kamu rasakan ketika menaiki mobil dengan kecepatan tinggi dan melewati tikungan. Kamu akan merasa terlempar ke samping atau seperti ke sisi luar lingkaran itu.

Dalam sehari-hari, kamu bisa mengamati rotasi dalam bentuk lain. yakni pada permainan gasing dan yoyo. Dua permainan ini ibarat memiliki orbit yakni di bagian tengahnya sebagai pusat perputarannya. Lama putaran dua permainan itu tergantung pada bobotnya. Semakin berat, maka putarannya akan sebentar dan sebaliknya. nala dipa

1. Pergantian Siang dan Malam

 Rotasi Bumi akan membuat permukaannya menghadap dan membelakangi Matahari secara bergantian. Bumi akan mengalami siang bila menghadap Matahari, dan akan malam bila sebaliknya. Masing-masing panjang siang dan malam rata-rata selama 12 jam.

2. Perbedaan Waktu

 Bumi sebenarnya dibagi-bagi berdasarkan jaring-jaring derajat yang disebut garis lintang dan garis bujur. Garis lintang adalah garis yang sejajar dengan garis tengah khatulistiwa. Sedang garis bujur adalah garis yang sejajar dengan garis tengah kutub.

Arah rotasi Bumi (dari barat ke timur) menyebabkan Matahari terbit di timur dan terbenam di barat. Orang-orang yang berada di daerah timur akan mengamati Matahari terbit dan terbenam lebih cepat daripada mereka yang berada di barat. Setiap 15 derajat bujur, suatu wilayah akan mengalami perbedaan waktu selama empat menit dengan wilayah lainnya.

Maka itu hadir istilah GMT atau Greenwich Mean Time yakni pedoman waktu yang berlaku international. GMT ada di kota London, Inggris yang ditetapkan sebagai wilayah dengan garis bujur nol.

3. Gerak Semu Harian Bintang

Bintang-bintang (termasuk Matahari) yang tampak bergerak sebenarnya tidak bergerak. Akibat rotasi Bumi (dari arah timur ke barat) yang membuat seakan bintang-bintang tersebut bergerak. Pergerakan tersebut dinamakan gerak semu harian bintang. Waktu yang diperlukan bintang untuk menempuh lintasan peredaran semu itu adalah 23 jam 56 menit atau satu hari.

4. Perbedaan Percepatan Gravitasi

 Rotasi juga menyebabkan penggelembungan di wilayah khatulistiwa dan pemipihan di kedua kutub Bumi. Fenomena itu menyebabkan perbedaan percepatan gravitasi. Sebab, percepatan gravitasi berbanding terbalik dengan kuadrat jari-jari, maka percepatan gravitasi tempat-tempat di kutub lebih besar daripada di khatulistiwa