Hukum Kepler merupakan sebuah aturan dalam ilmu astronomi yang dikemukakan oleh jago matematika dan astronomi asal Jerman, Johannes Kepler. Ada tiga jenis dari aturan Kepler. Ketiga jenis dari aturan ini menjelaskan mengenai pergerakan dua benda langit yang saling mengorbit satu sama lain atau pergerakan gerakan planet di dalam sistem tata surya. Hukum Kepler ditulis untuk orbit planet dan matahari dalam tata surya. Dalam aturan ini telah diterapkan bahwa lintasan orbit planet ketika mengelilingi matahari berbentuk elips atau lonjong.
Hukum ini dibentuk menurut pengamatan Tycho Brahe, yang diterbitkan dalam bentuk Rudolphine Tables. Kepler beropini bahwa data posisi planet hasil pengamatan Brahe ini sanggup dituliskan sebagai rumusan matematika sederhana yang ia tuangkan ke dalam tiga jenis aturan Kepler. Berikut ialah klarifikasi mengenai ketiga jenis ulasan lengkap aturan kepler.
- Hukum I Kepler
Berbunyi sebagai berikut:
“Orbit dari setiap planet ketika bergerak mengelilingi matahari berbentuk elips dengan matahari berada di salah satu fokusnya.”
Pernyataan ini cukup mengejutkan pada jamannya alasannya ialah banyak jago meyakini bahwa lintasan planet ketika mengelilingi berbentuk lingkaran yang sempurna. Jika dilihat dari jalur edarnya, memang jalur orbit planet tersebut tidak terlihat terlalu lonjong. Namun sebenarnya, lintasan planet ketika mengelilingi matahari berbentuk elips atau lonjong (baca : bagian-bagian matahari).
Pada lingkaran, setiap garis yang melalui fokus lingkaran atau diameternya mempunyai panjang yang sama. Hal ini berbeda pada elips. Jarak garis dari ujung ke ujung elips yang berbeda akan berbeda pula. Pada elips, kita sanggup menarik dua buah garis dari ujung ke ujung. Satu garis ialah garis yang terpendek, sedangkan garis yang lain ialah garis yang terpanjang. Kedua garis ini merupakan kedua garis yang saling tegak lurus. Garis yang pendek atau yang tegak lurus terhadap sumbu sentra merupakan sumbu minor, sedangkan garis lainnnya ialah sumbu mayor. Dua buah titik fokus pada elips terletak pada kedua sisi sumbu mayor. Jarak antara kedua titik fokus ini memilih eksentrisitasnya. Semakin besar jarak antara kedua titik fokus atau ketika elips semakin lonjong, maka eksentrisitasnya bernilai semakin besar. Pada lingkaran sempurna, nilai eksentrisitas ini yaitu nol. Pada lintasan planet yang mengelilingi matahari, nilai eksentrisitas ini tidak terlalu besar, atau mendekati nol, sehingga orbit planet berbentuk elips namun tidak terlalu lonjong dan mendekati bentuk lingkaran sempurna.
Dengan lintasan berbentuk elips ini, kita sanggup mengetahui bahwa jarak planet ke matahari tidak selalu sama, begitu pula dengan jarak antara bumi dan matahari. Bumi mempunyai jarak terdekat dan jarak terjauh ke matahari. Kondisi ketika bumi berada pada jarak terdekat dengan matahari disebut dengan perihelion. Sedangkan kondisi ketika bumi berada pada jarak terjauh dengan matahari disebut dengan aphelion.
- Hukum II Kepler
Berbunyi sebagai berikut:
“Garis khayal yang menghubungkan planet dan matahari selalu menyapu luas kawasan yang sama pada interval waktu yang sama.”
Awalnya, banyak orang yang beropini bahwa kecepatan benda-benda langit ketika mengelilingi matahari selalu konstan atau sama. Namun, aturan Kepler II ini secara tidak pribadi menyatakan bahwa kecepatan benda langit tidak selalu sama ketika mengelilingi matahari.
Karena lintasan planet berbentuk elips, maka apabila ditarik dua buah garis khayal yang menghubungkan planet dan matahari di tempat yang berbeda akan mempunyai panjang lintasan yang berbeda. Untuk panjang lintasan yang berbeda ini, planet akan menembuh panjang lintasan ini pada interval waktu yang sama apabila luas kawasan yang disapu sama. Hal ini berarti bahwa ketika berada di akrab titik terdekat atau perihelion, benda langit akan bergerak lebih cepat. Sebaliknya, ketika berada di akrab titik terjauh atau aphelion, benda langit akan bergerak lebih lambat (baca : ciri planet dalam tata surya).
Dapat disimpulkan juga bahwa kecepatan maksimal dari pergerakan planet yaitu di titik perihelion, sedangkan kecepatan minimalnya yaitu di titik aphelion. Perbedaan kecepatan ini bahwasanya tidak terlalu signifikan alasannya ialah bentuk elips dari orbit planet mempunyai nilai eksentrisitas yang sangat kecil.
- Hukum III Kepler
Berbunyi sebagai berikut:
“Kuadrat dari periode orbit sebuah planet (P) berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari matahari (a).”
Secara matematis, pernyataan ini sanggup ditulis sebagai:
P^2 ∝ a^3
Dimana P ialah kuadrat atau pangkat dua dari periode orbit sebuah planet atau benda langit, sedangkan a ialah jarak rata-rata suatu planet atau benda langit lain dengan matahari.
Persamaan ini sanggup digabungkan dengan aturan gravitasi Newton dan aturan II Newton untuk menurunkan rumus yang menjelaskan relasi gaya gravitasi dengan kedua massa benda langit dan jarak antara keduanya.
Dalam kehidupan sehari-hari, ketiga jenis dari aturan Kepler ini masih banyak dipakai dalam ilmu Astronomi. Berikut ialah beberapa fungsi dari penerapan tiga jenis aturan Kepler:
- Memperkirakan bentuk atau lintasan dari planet ketika mengorbit matahari yang belum ditemukan sebelumnya. Hukum ini juga sanggup diterapkan untuk benda langit yang mengorbit benda langit lainnya, contohnya satelit alami bumi berupa bulan yang bergerak dengan lintasan tertentu mengelilingi bumi.
- Dengan menerapkan aturan ini dan memperkirakan lintasan benda langit, benda langit lain juga sanggup ditemukan.
Meskipun begitu, penerapan perhitungan memakai ketiga aturan Kepler ini belum tepat alasannya ialah belum memperkirakan beberapa aspek lain yang juga mempengaruhi perhitungan menyerupai ukiran dengan atmosfer, teori relativitas, keberadaan benda langit lain, dan lain sebagainya. Hal ini mengakibatkan pada beberapa kondisi perhitungan menjadi tidak akurat (baca : planet di tata surya).
Demikian klarifikasi mengenai aturan Kepler, pengertian, jenis-jenis aturan Kepler, dan kiprahnya dalam kehidupan sehari-hari. Semoga bermanfaat dan sanggup menambah ilmu para pembaca. Terima kasih telah membaca.
Sumber aciknadzirah.blogspot.com