home

Karya Ilmiah FisikaHukum Kepler I,II dan III

Disusun oleh : Meta Fransiska Arisandi;Cynthia Caroline;

Tari Ariska---

XI IPA ICTSMA Tri Dharma Palembang

1

Karya Ilmiah Fisika

Kata Pengantar

ami panjatkan puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat -Nya kami dapat menyelesaikan laporan penelitian ini. Fisika merupakan cabang dari

pelajaran IPA. Melalui Fisika kita dapat memanfaatkan suatu kejadian yang terjadi di lingkungan dalam kehidupan sehari-hari yang sebelumnya tidak dapat digunakan. Laporan penelitian ini kami peroleh dari suatu penelitian bukan omong kosong belaka.

KSaya juga ingin mengucapkan terima kasih bagi seluruh pihak yang telah membantu saya dalam pembuatan karya ilmiah ini dan berbagai sumber yang telah saya pilih sebagai data dan fakta pada karya ilmiah ini. Saya menyadari bahwa saya hanyalah manusia yang mempunyai keterbatasan dalam berbagai hal. Oleh karena itu tidak ada hal yang dapat diselesaikan dengan sangat sempurna. Begitu pula dengan karya ilmiah ini yang telah saya selesaikan. Tidak semua hal dapat saya deskripsikan dengan sempurna dalam karya tulis ini. Namun saya melakukannya semaksimal mungkin dengan kemampuan dan pengetahuan yang saya miliki. Saya akan menerima semua kritik dan saran tersebut sebagai batu loncatan yang dapat memperbaiki karya ilmiah saya di masa datang. Oleh karena itu, penelitian ini dapat kami tulis supaya dapat berguna bagi pembaca.

Palembang,23 Oktober 2013

Tim Penyusun

2

Karya Ilmiah Fisika

Daftar IsiKata Pengantar………………….…………………………………………………………………………..………..1

Daftar Isi………………………………………………………………………………………………………………....2

BAB 1 PENDAHULUAN……………………………………………………………………3

1.1 Judul Percobaan…………………………………………………………………3

1.2 Latar Belakang………………………….…………………………………………3

1.3 Rumusan Masalah………….…………………………………………………….3

1.4 Tujuan Percobaan………………………………………………………………..4

1.5 Waktu Praktikum…………………………………………………………………4

BAB 2 Kajian Pustaka………………………………………………………………5

BAB 3 Metodologi Eksperimen……………………………………………………….10

2.1 Alat dan Bahan………….……………………………………………………………10

2.2 Prosedur Kerja………………….……………………………………………………..10

BAB 4 Hasil dan Analisis Data………………………………………………..13

2.3 Hasil Pengamatan………..……………………………………………………..13

2.4 Soal Hukum Kepler II dan III………………………………………………..13

2.5 Analisis Data…………………………………………………………………………15

BAB 5PENUTUP………………………………………………………………………………17

3.1 Kesimpulan…………………………………………………………………………17

Daftar Pustaka………………………………….………………………………………………18

3

Karya Ilmiah Fisika

Bab IPendahuluan

1.1 Judul PercobaanJudul percobaan pada praktikum ini adalah “Hukum Kepler I,II dan III”

1.2 Latar Belakang

Pencarian manusia akan pertanyaan bagaimana benda-benda langit sesungguhnya bergerak, telah didengungkan secara berabad-abad dan telah banyak gagasan dan teori (baik dengan dasar logika maupun murni khayalan) yang mencoba menjelaskannya.Seiring waktu akhirnya terdapat seorang ilmuan fisika bernama Johanes Kepler yang memberikan pengetahuannya yang sangat berdampak bagi astronomi dan fisika yang disebut Hukum Kepler.Menyadari adanya kekurangan setiap Hukum hukum Kepler, Kepler dengan setumpuk kertas kerjanya berusaha untuk memecahkannya. Dari hasil kerjanya, ditemukan Hukum Kepler selanjutnya yaitu Hukum Kepler ke dua dan ketiga. Maka dari sebab itu, karya ilmiah kali ini , tim penyusun akan menguraikan sedikit mengenai Hukum Kepler I,II dan III.

1.3 Rumusan MasalahAdapun rumusan masalah yang dapat kita angkat pada percobaan ini yaitu sebagai berikut :

1. Bagaimana prosedur cara kerja pada Hukum Kepler I,II dan III?

2. Apa perbedaan dari Hukum Kepler I,II dan III?

4

Karya Ilmiah Fisika

3. Bagaimana Hukum Kepler dapat di buktikan dalam soal?

1.4 Tujuan PercobaanAdapun tujuan yang ingin dicapai pada percobaan ini yaitu sebagai berikut :

Untuk mengetahui inti dari Hukum Kepler I,II dan III dalam garis besar secara langsung melalui praktek

Untuk mengetahui keunggulan dan kekurangan pada setiap Hukum Kepler yang I,II dan III

Untuk membuktikan hukum hukum Kepler dalam soal

1.5 Waktu Praktikum Waktu praktikum di perkirakan kurang lebih 10 menit

5

Karya Ilmiah Fisika

Bab IIKajian Pustaka

ukum Kepler dikemukakan oleh Johanes Kepler yang hidup di tahun 1571 sampai 1630.Hukum Kepler mengungkapkan teori tentang gravitasi.Kepler telah

berhasil menjelaskan secara rinci mengenai gerak planet di sekitar Matahari. Kepler mengemukakan tiga hukum yang berhubungan dengan peredaran planet terhadap matahari.Pada akhirnya, ketiga hukum tersebut di sebut Hukum Kepler. 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.

H

Hukum Kepler mempertanyakan kebenaran astronomi dan fisika warisan zaman Aristoteles dan Ptolemaeus. Ungkapan Kepler bahwa Bumi beredar sekeliling, berbentuk elips dan

6

Karya Ilmiah Fisika

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.

Maka dari itu Hukum Kepler di bagi secara garis besar menjadi tiga yaitu :

Hukum Kepler IHukum pertama Kepler menentang pernyataan Nicolaus Copernicus yang menyatakan bahwa orbit planet berbentuk lingkaran dengan matahari berada di pusat lingkaran. Dan terbukti dari hasil pengamatan bahwa orbit elips Kepler dapat memberikan posisi yang lebih akurat dibandingkan orbit lingkaran.Kesalahan Copernicus ini dapat dipahami sebab meskipun memiliki lintasan elips, namun eksentrisitas orbit planet mendekati nol, sehingga sekilas akan tampak mendekati lingkaran, bahkan untuk perhitungan-

7

Karya Ilmiah Fisika

perhitungan sederhana kita boleh mengasumsikan orbit planet adalah lingkaran.“Semua planet pada lintasan elips mengitari Matahari dengan Matahari berada di salah satu fokus elips.”

Pada gambar menunjukan lintasan elips dari planet (P) dengan Matahari berada salah satu titik fokusnya(F2). Titik Q merupakan titik ketika planet paling dekat pada matahari.Titik ini dinamakan perihelium. Adapun titik

adalah titik terjauh planet dengan Matahari yang disebut ephelium.

Hukum Kepler II“Suatu garis khayal yang menghubungkan Matahari dengan planet menyapu luas juring yang sama dalam selang waktu yang sama.”

8

Karya Ilmiah Fisika

Pada gambar A1 dengan A2 pada waktu yang sama.Planet akan bergerak lebih cepat jika lebih dekat dengan Matahari.Sebaliknya, planet akan bergerak lebih lambat jika jauh dengan Matahari.

Hukum gravitasi Newton dengan Hukum II Kepler saling berhubungan.Hubungan keduanya dinyatakan dalam persamaan Hukum Kepler II sebagai berikut :

k = T2 = 4 2

R GM

Keterangan :T = periode revolusi(s)R = jarak antara planet dan Matahari (m)G = konstanta Gravitasi umum (6,67 x 10-11 Nm2/kg2)M= massa Matahari (kg)

Hukum Kepler III

Setelah publikasi kedua

hukumnya pada tahun 1609, Kepler mulai mencari suatu

9

Karya Ilmiah Fisika

hubungan antara gerak planet planet berbeda dan suatu penjelasan untuk menghitung gerakan gerakan ini.Sepuluh tahun kemudian dia mempublikasikan De Harmonica Mundi (Harmony of The World) dan disitu ia menyatakan hukum ketiga gerak planet yang dikenal hukum harmonik yang berbunyi,

“Perbandingan kuadrat periode dengan pangkat tiga dari setengah sumbu panjang elips adalah sama untuk semua planet.”

Hubungan di atas dapat dirumuskan secara matematis seperti persamaan berikut:

Hukum ini dapat ditulis sebagai berikut :

(periode)2

= konstan

(radius)3

Atau T2

= k

R3

Keterangan =T = periode revolusiR = jari jari rata rata orbit planetk = suatu tetapan yang memiliki nilai sama untuk semua planet

10

Karya Ilmiah Fisika

Bab IIIMetodologi Eksperimen

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan berikut ini yaitu sebagai berikut :

A. Alat dan bahan

Alat dan bahan Paku panjang 2 buah Kertas 1 lembar Seutas benang atau tali yang tertutup Pensil 1 buah Papan yang berukuran sama dengan

kertas 1 buah

B. Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja pada percobaan ini yaitu sebagai berikut :

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

2. Tempelkan kertas yang telah disediakan pada papan

3. Lalu pantekan paku ke papan dengan membentuk sudut segitiga sama kaki dan memberikan ikatan benang yang diikuti dengan paku yang dipantekan.

11

Karya Ilmiah Fisika

4. Lalu ikuti benang dengan mengunakan pensil sehingga menghasilkan bentuk elips seperti gambar di bawah ini

12

Karya Ilmiah Fisika

5. Setelah kita membuat hasil karya tersebut, dapat di tentukan bagian bagiannya,

13

Karya Ilmiah Fisika

Bab IVHasil dan Analisis Data

A. Hasil Pengamatan

Dari hasil pengamatan yang kita cermati ,paku fokus 1 dan paku fokus 2 yang diletakan adalah fokus elips.Pensil harus tetap merentangkan loop setiap waktu untuk dapat melukis lengkungan yang diinginkan.Maka dari pratikum tersebut dapat kita ketahui bahwa Hukum Kepler I menjelaskan “Semua planet pada lintasan elips mengitari Matahari dengan Matahari berada di salah satu fokus elips” adalah benar. Karena planet bukanlah berputar secara melingkar melainkan berbentuk elips lalu pada Hukum Kepler II dapat di jelaskan juga dari hasil praktikum tersebut bahwa semakin planet dekat dengan Matahari semakin cepat gerakan Matahari namun semakin jauh jarak antara planet dengan Matahari maka akan semakin lambat pula.Dan luas juring antara planet sama dan dalam selang waktu yang sama. Pada Hukum Kepler III dapat kita ketahui bahwa planet planet bergerak mengintari Matahari dalam lintasan-lintasan berbentuk elips tetapi elips- elips ini sangat dekat ke bentuk lingkaran. Oleh karena itu, R dalam Hukum Kepler ke tiga dapat didekati dengan jarak anatara planet dan Matahari atau jari jari orbit. Untuk Bumi, T=365,2 hari (satu tahun) dan R = 1,5 x 1011 m.

B. Soal Hukum Kepler II, dan III

Pada Hukum Kepler III1. Jarak rata-rata planet bumi ke matahari adalah 149,6 x 106 km dan jarak rata-rata planet merkurius 57,9 x 106 km. Periode revolusi bumi adalah 1 tahun, berapa periode revolusi planet merkurius ?PembahasanDiketahui :

14

Karya Ilmiah Fisika

r Bumi = 149,6 x 106 kmr Merkurius = 57,9 x 106 kmT Bumi = 1 tahunDitanya : T Merkurius ?Jawab :

T2 = 0,24 tahun bumi1 tahun bumi = 365 hariPeriode revolusi merkurius = (0,24)(365 hari) = 87,6 hari.

2. Jarak rata-rata planet bumi ke matahari adalah 149,6 x 106 km dan periode revolusi bumi adalah 1 tahun. Berapa konstanta perbandingan kuadrat periode terhadap pangkat tiga jarak rata-rata bumi ke matahari ?PembahasanDiketahui :T = 1 tahun, r = 149,6 x 106 kmDitanya : T2 / r3 = … ?Jawab :k = T2 / r3 = 12 / (149,6 x 106)3

= 1 / (3348071,9 x 1018) = 2,98 x 10-25 tahun2/km3

Pada Hukum Kepler II

2. Konstanta perbandingan periode revolusi planet terhadap pangkat tiga jarak rata-rata planet ke matahari bernilai sama

15

Karya Ilmiah Fisika

untuk semua planet. Konstanta dapat dihitung menggunakan

rumus :

Keterangan :G = konstanta gravitasi universal = 6,67 x 10-11 N.m2/kg2

m = massa matahari = 1,99 x 1030 kg

= 3,14

Hitunglah konstanta perbandingan menggunakan rumus di atas. Gunakan satuan periode = tahun dan satuan jarak = kilometer.

Pembahasan :

C. Analisis DataDari hasil praktikum tersebut, dapat kita ketahui :

Hukum Kepler IIT R T2 R3 K1 149,6 x 106 1 33348071,9 x 1018 2,98 x 10-25

Hukum Kepler IIIπ G M 1s2/m3 Π2 x 4 GM K3,14 6,67 x

10-111,99 x 1030

1 x 10-6 39,4383 13,2733 x 1019

2,97 x 10-25

16

Karya Ilmiah Fisika

Dapat kita ketahui dari grafik diatas, bahwa Konstanta perbandingan periode revolusi planet terhadap pangkat tiga jarak rata-rata planet ke matahari bernilai sama untuk semua planet.

17

Karya Ilmiah Fisika

Bab VPenutup

A. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat kami tarik dari percobaan ini yaitu sebagai berikut :

1.Hukum Kepler I memberikan ulasan yang lebih tepat dari pernyataan Nicolaus Copernicus, yaitu planet mengelilingi matahari secara elips.

2. Hukum Kepler II menjelaskan bahwa kelajuan revolusi planet terbesar adalah ketika garis khayal terpendek yaitu ketika planet berada dekat dengan Matahari(perihelium).Kelajuan revolusi planet terkecil terjadi ketika garis khayal terpanjang yaitu ketika planet berada paling jauh dari Matahari(aphelium). Berdasarkan metode menentukan kelajuan ini, kita dapat memperkirakan kedudukan planet pada beberapa selang waktu yang akan datang.

3. Hukum Kepler III menjelaskan bahwa kuadrat periode terhadap pangkat tiga dari setengah sumbu panjang elips adalah sama untuk semua planet.

18

Karya Ilmiah Fisika

Daftar Pustaka

Kanginan,Marthen. 2010 Fisika XI A. Jakarta: Penerbit Erlangga

Prihatini. 2010 Modul Kegiatan Siswa Cerdas Fisika XI. Jakarta : Masmedia

http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Gerakan_Planet_Kepler#Hukum_Pertama

http://garda-pengetahuan.blogspot.com/2012/04/hukum-kepler-i-ii-dan-iii.html

http://www.rumus-fisika.com/2013/09/hukum-kepler-ii-dan-iii.html#chitika_close_button

http://gurumuda.net/contoh-soal-hukum-kepler.htm