Hukum Kepler 1 Lengkap ǀ Bunyi, Penjelasan, & Sejarah Pemikiran Pergerakan Planet

Bagaimana manusia dapat mengetahui pergerakan benda langit sebelum teleskop diciptakan? Kita akan membahas konsep tersebut pada hukum Kepler 1,2, dan 3. Kita akan mengulas landasan pemikiran dari Johannes Kepler, seorang astronom Jerman saat menemukan hukum ini. Berikut bunyi, asal mula, dan penjelasan hukum kepler.

SEJARAH AWAL PEMIKIRAN PERGERAKAN PLANET

Pada mulanya, ilmuwan mengira bumi adalah pusat semesta. Model ini disebut dengan model geosentris (oleh Claudius Ptolemy, astronom Yunani). Manusia hidup 1400 dalam pemahaman model tersebut.

Tahun 1543, model heliosentris muncul (oleh Nicolaus Copernicus, astronom Polandia). Model heliosentris menyatakan matahari sebagai pusat, dimana planet termasuk bumi mengelilinginya dalam orbit yang melingkar. Model geosentris sudah tidak berlaku.

Pengamatan terhadap planet dan bintang mulai berkembang dan dilakukan dengan mata telanjang. Hanya bermodal sekstan besar dan kompas karena teleskop belum diciptakan. Posisi planet dan bintang-bintang mulai ditentukan. Hal ini dilakukan oleh seorang ilmuwan bernama Tycho Brahe, astronom Denmark.

Setelah Tycho Brahe meninggal, Johannes Kepler yang merupakan asisten dan murid Tyco Brahe melanjutkan penelitian tersebut dengan bermodal data yang telah dikumpulkan gurunya. Pada data revolusi Mars terhadap matahari, Johannes Kepler menemukan jawaban atas pertanyaannya, yaitu penjelasan tentang pergerakan planet sebenarnya.

Baca sebelumnya : Gaya Gravitasi & Kuat Medan Gravitasi (Percepatan Gravitasi) pada Ketinggian atau Kedalaman Tertentu ǀ Pengertian, Contoh, & Persamaan

HUKUM KEPLER 1

Hukum Kepler 1 menyatakan bahwa semua planet mengelilingi matahari dalam sebuah orbit berbentuk elips, dimana matahari adalah salah satu fokusnya.

Gambar 1.1. Hukum Kepler 1 yaitu Orbit Elips Planet terhadap Pusat Revolusi (Matahari)
Sumbu Mayor, Semimayor, Minor, Semiminor, Aphelion, Perihelion, Apogee, Perigee
- klik gambar untuk melihat lebih baik -

Perhatikan gambar 1.1., sebuah planet mengelilingi matahari pada orbit elips dengan P sebagai pusat orbit elips. Letak matahari F2 tidak terletak di pusat elips alias sedikit menyingkir. Titik F1 adalah titik fokus buatan yang jaraknya sama besar dengan F2 terhdap pusat P dan tidak ada apa-apa disana.

Titik O adalah titik sembarang yang kita tentukan. Jumlah R1 dan R2 akan selalu konstan, dimanapun letak titik O terhadap orbit. R1 adalah jarak antara F1 dan O, R2 adalah jarak F2 dan O. Titik O digunakan untuk menunjukkan pada kita bahwa R1+R2 selalu sama.

Jarak a atau jari-jari elips terpanjang disebut sumbu semimayor, jika 2a berarti disebut sumbu mayor. Jarak b atau jari-jari elips terkecil disebut sumbu semiminor, jika 2b berarti disebut sumbu minor. Dan kita mendapati persamaan a^2=b^2+c^2 berlaku untuk gambar 1.1. di atas.

Bagaimana ukuran orbit elips seharusnya? Kita akan menggunakan eksentrisitas elips, yaitu e=c/a. Orbit masing-masing planet terhadap matahari berbeda-beda bentuknya. Ada yang hampir lingkaran sempurna ada yang elips memanjang. Hal ini ditentukan oleh persamaan e=c/a.

Gambar 1.2. Perbedaan Orbit Elips Planet Pluto dan Komet Halley

Titik abu-abu adalah pusat elips, titik merah adalah titik fokus yang letaknya sama besar antara matahari dan pusat dan tidak ada apa-apa disana. Posisi matahari memang tidak tepat di tengah orbit.

- klik gambar untuk melihat lebik baik -

Jika e=0, maka orbit pasti berbentuk lingkaran sempurna karena c = 0. Jika e=1, maka orbit akan panjang menipis. Saat b berkurang atau memendek, c akan semakin memanjang, dan nilai e nya akan semakin besar. Oleh karena itu, eksentrisitas (e) sebuah elips pasti diantara 0<e<1.

Eksentrisitas terbesar planet dimiliki oleh planet pluto yaitu 0,25, dimana ini sangat mendekati nol sehingga orbit pluto tidak bisa dibedakan dengan lingkaran. Perhatikan gambar 1.2. Sedangkan, eksentrisitas bumi malah 0,017 sehingga lebih seperti lingkaran.

Orbit yang benar-benar seperti elips adalah komet halley dengan nilai eksentrisitas 0,97 atau mendekati 1. Hal ini mengakibatkan komet Halley jarang terlihat oleh bumi karena ia lebih sering jauh dari matahari yaitu sekitar 76 tahun lamanya. Komet Halley hanya terlihat sebentar ketika dekat matahari.

Perhatikan gambar 1.1., titik terjauh planet dari matahari disebut aphelion. Jika planet yang dimaksud khusus bumi, maka disebut apogee. Titik terdekat planet terhadap matahari disebut perihelion. Jika planet yang dimaksud khusus bumi, maka disebut perigee.

Pada gaya gravitasi umum, kita mengenal Fg~1/r^2 (invers kuadrat). Hukum Kepler 1 adalah akibat atau perwujudan dari hukum invers kuadrat ini. Dan hanya mengikat benda-benda langit, seperti planet atau komet. Sedangkan, meteorid adalah benda langit yang tidak terikat akan hal ini (tidak memiliki orbit), dimana nilai e ≥ 1.

Baca selanjutnya : Hukum Kepler 2 Lengkap ǀ Bunyi, Penjelasan, Analisis Gambar, & Persamaan

Kesimpulannya adalah hukum kepler 1 menjelaskan tentang bentuk orbit benda-benda langit yang terikat terhadap matahari.