Senin, 24 September 2012
Hukum Gerakan Planet Kepler
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Perubahan tertunda ditampilkan di halaman iniBelum Diperiksa
Langsung ke: navigasi, cari
Figure 1: Illustration of Kepler's three laws with two planetary orbits. (1) The orbits are ellipses, with focal points ƒ1 and ƒ2 for the first planet and ƒ1 and &>. (2) The two shaded sectors A1 and A2 have the same surface area and the time for planet 1 to cover segment A1 is equal to the time to cover segment A2. (3) The total orbit times for planet 1 and planet 2 have a ratio a13/2 : a23/2.
Di dalam astronomi, tiga Hukum Gerakan Planet Kepler adalah:
Setiap planet bergerak dengan lintasan elips, Matahari berada di salah satu fokusnya.
Luas daerah yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama.
Perioda kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari.
Ketiga hukum di atas ditemukan oleh ahli matematika dan astronomi Jerman: Johannes Kepler (1571–1630), yang menjelaskan gerakan planet di dalam tata surya. Hukum di atas menjabarkan gerakan dua benda yang saling mengorbit.
Karya Kepler didasari oleh data pengamatan Tycho Brahe, yang diterbitkannya sebagai 'Rudolphine tables'. Sekitar tahun 1605, Kepler menyimpulkan bahwa data posisi planet hasil pengamatan Brahe mengikuti rumusan matematika cukup sederhana yang tercantum di atas.
Hukum Kepler mempertanyakan kebenaran astronomi dan fisika warisan zaman Aristoteles dan Ptolemaeus. Ungkapan Kepler bahwa Bumi beredar sekeliling, berbentuk elips dan bukannya epicycle, dan membuktikan bahwa kecepatan gerak planet bervariasi, mengubah astronomi dan fisika. Hampir seabad kemudian, Isaac Newton mendeduksi Hukum Kepler dari rumusan hukum karyanya, hukum gerak dan hukum gravitasi Newton, dengan menggunakan Euclidean geometri klasik.
Pada era modern, hukum Kepler digunakan untuk aproksimasi orbit satelit dan benda-benda yang mengorbit Matahari, yang semuanya belum ditemukan pada saat Kepler hidup (contoh: planet luar dan asteroid). Hukum ini kemudian diaplikasikan untuk semua benda kecil yang mengorbit benda lain yang jauh lebih besar, walaupun beberapa aspek seperti gesekan atmosfer (contoh: gerakan di orbit rendah), atau relativitas (contoh: prosesi preihelion merkurius), dan keberadaan benda lainnya dapat membuat hasil hitungan tidak akurat dalam berbagai keperluan.
Animasi dari gerak Kepler
Daftar isi
1 Pengenalan Tiga Hukum Kepler
1.1 Secara Umum
1.2 Hukum Pertama
1.3 Hukum Kedua
1.4 Hukum Ketiga
2 Sejarah
3 Pustaka
4 Pranala luar
Pengenalan Tiga Hukum Kepler
Secara Umum
Hukum hukum ini menjabarkan gerakan dua badan yang mengorbit satu sama lainnya. Massa dari kedua badan ini bisa hampir sama, sebagai contoh Charon—Pluto (~1:10), proporsi yang kecil, sebagai contoh. Bulan—Bumi(~1:100), atau perbandingan proporsi yang besar, sebagai contoh Merkurius—Matahari (~1:10,000,000).
Dalam semua contoh di atas, kedua badan mengorbit mengelilingi satu pusat massa, barycenter, tidak satu pun berdiri secara sepenuhnya di atas fokus elips. Namun, kedua orbit itu adalah elips dengan satu titik fokus di barycenter. Jika rasio massanya besar, sebagai contoh planet mengelilingi Matahari, barycenternya terletak jauh di tengah obyek yang besar, dekat di titik massanya. Di dalam contoh ini, perlu digunakan instrumen presisi canggih untuk mendeteksi pemisahan barycenter dari titik masa benda yang lebih besar. Jadi, hukum Kepler pertama secara akurat menjabarkan orbit sebuah planet mengelilingi Matahari.
Karena Kepler menulis hukumnya untuk aplikasi orbit planet dan Matahari, dan tidak mengenal generalitas hukumnya, artikel ini hanya akan mendiskusikan hukum di atas sehubungan dengan Matahari dan planet-planetnya.
Hukum Pertama
Figure 2: Hukum Kepler pertama menempatkan Matahari di satu titik fokus edaran elips.
"Setiap planet bergerak dengan lintasan elips, Matahari berada di salah satu fokusnya."
Pada zaman Kepler, klaim di atas adalah radikal. Kepercayaan yang berlaku (terutama yang berbasis teori epicycle) adalah bahwa orbit harus didasari lingkaran sempurna. Pengamatan ini sangat penting pada saat itu karena mendukung pandangan alam semesta menurut Kopernikus. Ini tidak berarti ia kehilangan relevansi dalam konteks yang lebih modern.
Meski secara teknis elips yang tidak sama dengan lingkaran, tetapi sebagian besar planet planet mengikuti orbit yang bereksentrisitas rendah, jadi secara kasar bisa dibilang mengaproksimasi lingkaran. Jadi, kalau ditilik dari pengamatan jalan edaran planet, tidak jelas kalau orbit sebuah planet adalah elips. Namun, dari bukti perhitungan Kepler, orbit-orbit itu adalah elips, yang juga memeperbolehkan benda-benda angkasa yang jauh dari Matahari untuk memiliki orbit elips. Benda-benda angkasa ini tentunya sudah banyak dicatat oleh ahli astronomi, seperti komet dan asteroid. Sebagai contoh, Pluto, yang diamati pada akhir tahun 1930, terutama terlambat diketemukan karena bentuk orbitnya yang sangat elips dan kecil ukurannya.
Hukum Kedua
Figure 3: Illustrasi hukum Kepler kedua. Bahwa Planet bergerak lebih cepat di dekat Matahari dan lambat di jarak yang jauh. Sehingga, jumlah area adalah sama pada jangka waktu tertentu.
"Luas daerah yang disapu pada selang waktu yang sama akan selalu sama."
Secara matematis:
\frac{d}{dt}(\frac{1}{2}r^2 \dot\theta) = 0
dimana \frac{1}{2}r^2 \dot\theta adalah "areal velocity".
Hukum Ketiga
Planet yang terletak jauh dari Matahari memiliki perioda orbit yang lebih panjang dari planet yang dekat letaknya. Hukum Kepler ketiga menjabarkan hal tersebut secara kuantitatif.
"Perioda kuadrat suatu planet berbanding dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari Matahari."
Secara matematis:
{P^2} \propto {a^3}
dengan P adalah perioda orbit planet dan a adalah sumbu semimajor orbitnya.
Konstant proporsionalitasnya adalah semua sama untuk planet yang mengedar Matahari.
\frac{P_{\rm planet}^2}{a_{\rm planet}^3} = \frac{P_{\rm earth}^2}{a_{\rm earth}^3}.
Sejarah
Pada tahun 1601 Kepler berusaha mencocokkan berbagai bentuk kurva geometri pada data-data posisi Planet Mars yang dikumpulkan oleh Tycho Brahe. Hingga tahun 1606, setelah hampir setahun menghabiskan waktunya hanya untuk mencari penyelesaian perbedaan sebesar 8 menit busur (mungkin bagi kebanyakan orang hal ini akan diabaikan), Kepler mendapatkan orbit planet Mars. Menurut Kepler, lintasan berbentuk elips adalah gerakan yang paling sesuai untuk orbit planet yang mengitari matahari. Pada tahun 1609, dia mempublikasikan Astronomia Nova yang menyatakan dua hukum gerak planet. Hukum ketiga tertulis dalam Harmonices Mundi yang dipublikasikan sepuluh tahun kemudian.
Senin, 17 September 2012
sistem gerak manusia
Sistem gerak pada manusia (1) : Tulang
Artikel ini telah dibaca 9999999999999 kali
Alat gerak pada manusia dan hewan tingkat tinggi adalah tulang dan otot. Tulang disebut alat gerak pasif, sedangkan otot disebut alat gerak aktif karena kemampuannya berkontraksi sehingga dapat menggerakkan tulang. Posting kali ini membahas dengan singkat mengenai Sistem gerak pada manusia : Tulang dan Otot.
Tulang
Tulang-tulang dalam tubuh manusia menyusun suatu sistem kerangka. Tulang-tulang yang menyusun rangka mempunyai struktur yang beraneka ragam, sesuai dengan fungsinya. Secara umum fungsi rangka adalah:
menegakkan tubuh
sebagai alat gerak pasif
tempat melekatnya otot-otot rangka
melindungi alat-alat yang vital seperti otak, jantung, paru-paru dan lain sebagainya
tempat pembentukan sel-sel darah
tempat deposit kalsium dan fosfat
Macam-macam Tulang
Tulang dapat dibedakan atas beberapa macam, baik berdasarkan jenisnya maupun berdasarkan bentuknya. Berdasarkan jenisnya, tulang dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:
Tulang rawan (kartilago)
Tulang rawan (kartilago) terdiri atas sel-sel tulang rawan (kondrosit) yang mengeluarkan matriks yang disebut kondrin. Tulang rawan bersifat bingkas atau lentur. Tulang rawan pada anak berbeda dengan tulang rawan pada orang dewasa, karena tulang rawan pada anak berasal dari mesenkim dan lebih banyak mengandung sel tulang, sedangkan pada orang dewasa berasal dari perikondrium (selaput tulang rawan) yang mengandung calon sel tulang rawan (kondroblas).
Tulang keras / sejati (osteon)
Tulang keras dibentuk oleh sel-sel tulang keras (osteosit) yang mengeluarkan matriks yang mengandung senyawa kapur dan fosfat. Penimbunan senyawa ini dalam matriks menyebabkan tulang menjadi keras. Osteosit yang meyusun tulang keras menempati suatu bagian yang disebut lakuna. Lakuna ini dihubungkan dengan lakuna-lakuna lain oleh suatu saluran kecil yang disebut kanalikuli. Lakuna yang berisi osteosit ini membentuk suatu struktur konsentris yang berpusat pada bagian tengan yang disebut saluran Havers. Pada saluran ini terdapat sistem saraf dan pembuluh darah yang bertugas mensuplai oksigen dan nutrisi bagi osteosit.
Berdasar matriksnya dikenal dua macam tulang, yaitu:
tulang keras atau tulang kompak, bila matriks tulang rapat dan padat, misalnya:tulang pipa
tulang spons, bila matriksnya berongga, misalnya: tulang pendek, tulang pipih
Berdasarkan bentuknya tulang dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:
tulang pipa, misalnya tulang paha, tulang betis, tulang kering, tulang hasta, dan tulang pengumpil
tulang pipih, misalnya tulang rusuk, tulang belikat, dan tulang tengkorak
tulang pendek, misalnya tulang pangkal lengan, tulang pangkal kaki, dan ruas-ruas tulang belakang
Osifikasi (proses penulangan)
Tulang pipa terbagi atas tiga bagian, yaitu bagian ujung disebut epifise, bagian tengahnya yang tersusun atas tulang keras disebut diafise, dan antara diafise dan epifise terdapat cakra epifise, yang terdiri atas tulang rawan dan banyak mengandung osteoblas (calon osteosit). Pada orang yang masih dalam pertumbuhan bagian inilah yang dapat bertambah panjang. Di dalam tulang pipa terdapat rongga. Rongga ini terjadi karena aktivitas osteoklas yang berfungsi merombak sel-sel tulang. Selanjutnya rongga itu berisi sumsum tulang. Sumsum ini berwarna kuning, yang merupakan campuran antara lemak dan sumsum merah.
Osifikasi adalah proses perubahan tulang rawan menjadi tulang keras. Rangka manusia telah terbentuk pada akhir bulan kedua, atau awal bulan ketiga pada waktu perkembangan embrio. Yang mula-mula terbentuk adalah tulang rawan. Kartilago berasal dari jaringan ikat embrional atau mesenkim. Di dalam kartilago terdapat rongga yang mengandung osteoblas. Peristiwa pengerasan tulang ini urutannya sebagai berikut:
tulang rawan pada embrio banyak mengandung osteoblas, terutama pada bagian tengah epifise dan bagian tengah diafise serta pada jaringan ikat pembungkus tulang rawan
osteoblas kemudian akan membentuk osteosit, (sel-sel tulang keras), yang tersusun melingkar membentuk suatu sistem Havers, yang banyak mengandung pembuluh darah serta serabut saraf
osteosit mensekresikan zat protein yang akan menjadi matriks tulang, dan setelah mendapatkan tambahan senyawa Ca dan P, maka tulang akan mengeras
terjadinya penulangan pada bagian epifise dan diafise akan menyebabkan terbentuknya daerah antara yang tidak mengalami penulangan yang disebut cakra epifise yang berupa tulang rawan yang banyak mengandung osteoblas
bagian cakra epifise terus mengalami penulangan, sehingga bagian inilah yang dapat menyebabkan tulang tumbuh memanjang
di bagian tengah tulang pipa terdapat osteoklas yang merombak sel-sel tulang yang telah terbentuk, sehingga terbentuk rongga yang berisi sumsum tulang
Hubungan Antartulang (Artikulasi)
Tulang-tulang di dalam tubuh ada yang saling berhubungan dengan erat ada pula yang tidak. Hubungan antartulang ini disebut artikulasi. Hubungan antara tulang yang satu dengan lainnya (persendian tulang) dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sinartrosis dan diartrosis.
Sinartrosis, yaitu hubungan antartulang yang tidak memungkinkan adanya gerak. Pada jenis artikulasi ini penghubungnya adalah jaringan ikat yang kelak akan mengalami osifikasi. Misalnya hubungan antar tulang tengkorak (sutura)
Amfiarthrosis yaitu hubungan antartulang yang memungkinkan sedikit gerak karena antartulang dihubungkan oleh tulang rawan. Misalnya ruas tulang belakang (vertebrae) dan hubungan antara tulang belakang dengan tulang rusuk.
Diartrosis, yaitu hubungan antartulang yang memungkinkan timbulnya gerak, sering disebut dengan sendi.
Macam-macam hubungan diartrosis:
Sendi kaku, kedua ujung tulang agak rata, sehingga menghasilkan gerakan geser dan tidak berporos. Contohnya,hubungan antartulang karpal (tulang pergelangan kaki).
Sendi engsel, ujung tulang yang bergerak membentuk lekukan. Gerakan ini berporos satu. Misalnya, hubungan tulang pada siku, lutut dan ruas antar jari.
Sendi ovoid, di mana kedua ujung tulang yang satu berbentuk oval, dan masuk ke dalam suatu lekuk yang berbentuk elips. Misalnya, persendian antara pergelangan tangan dan tulang pengumpil. Sendi ini memungkinkan berporos dua dengan gerak ke kiri dan ke kanan, maju-mundur dan muka-belakang.
Sendi putar, ujung tulang yang satu dapat mengitari ujung tulang yang lain. Gerakan ini memungkinkan adanya gerakan rotasi yang berporos satu. Misalnya, hubungan antara tulang kepala dan tulang atlas.
Sendi pelana, kedua ujung tulang membentuk sendi pelana berporos dua. Misalnya, hubungan antara ruas jari tangan dengan tulang tapak tangan.
Sendi peluru (endartrosis), apabila ujung tulang yang satu berbentuk bonggol masuk ke tulang yang berbentuk cekungan. Hubungan ini berporos tiga. Misalnya, tulang lengan atas dengan tulang belikat, tulang paha dengan tulang pinggul.
Langganan:
Komentar (Atom)






