UTS Bumi dan Antariksa

Soal pilihan ganda

1.      Ilmu yang mempelajari struktur dan sejarah alam semesta berskala besar disebut ? D. Kosmologi

2.      Klasifikasi bintang berdasarkan, kecuali ? B.garis hydrogen

3.      Galaksi Bima Sakti termasuk kedalam galaksi ? A. Spiral

4.      Materi dan kandungan energi yang terdapat di antara bintang – bintang dalam sebuah galaksi disebut ? B.Medan medium

5.      Berdasarkan klasifikasi Harvard, Alpha Centuri B merupakan salah satu bintang deret yang berada di kelas ? c. G

6.      Berikut beberapa cara akhir riwayat sebuah bintang, kecuali ? c. Melakukan pembakaran Hidrogen

7.      Jika bulan berada dalam daerah bayang – bayang bumi dinamakan ? d. Gerhana sebagian

8.      Bagian matahari yang dapat terlihat saat terjadinya gerhana matahari total adalah ? d. Korona

9.      Suatu garis khayal yang menghubungkan Matahari dengan Planet menyapu daerah yang luasnya sama dalam waktu yang sama merupakan bunyi hukum Keppler ke ? A. II

10.  Berikut beberapa macam lintasan elipsoida Bumi, kecuali ? c. Musisi

Soal isiansingkat

1.       A = Third quarter

B = bulan sabit

2.      Bulan A = 21 Juni

Bulan B = 22 desember

3.      Henry Cavendish

4.      Umbra

5.      Bulan purnama dan bulan baru

6.      Sistem koordinat ekliptika

7.      23 jam 56 menit dan 4091 detik, rotasi bumi dari barat ke timur

8.      365 hari 6 jam 9 menit dan 10 detik atau sekitar 365 ¼ hari

Soal essay

1.      Jelaskan beberapa Sistem Koordinat beserta penggunaannya?

Jawab : Horison adalah bidang datar yang menjadi pijakan pengamat, yang menjadi batas antara belahan langit yang dapat diamati dengan yang tidak dapat diamati. Apabila kita berada di tengah-tengah laut, kita akan melihat horison ini sebagai pertemuan antara langit dengan permukaan laut di kejauhan. Kemudian zenith adalah sebuah titik khayal di langit yang berada tepat di atas pengamat. Sedangkan nadir adalah kebalikan dari zenith, yaitu sebuah titik yang berada di bawah pengamat. Kedua titik ini terletak tegak lurus terhadap horison.

sistem koordinat Horizon adalah sistem yang dipergunakan dalam menentukan posisi benda langit yang dibentuk oleh bidang datar (horizon) dan bidang tegak lurus (vertikal), dimana pengamat menjadi titik pusat bola terhadap posisi benda langit yang disimbolkan dengan koordinat Altitude dan Azimut.

ekuator juga disebut sebagai garis khatulistiwa atau garis lintang nol derajat. Garis ini adalah garis yang membelah bumi secara horisontal dan membagi bumi ke dalam dua bagian yang sama besar. Sistem koordinat ini digunakan sebagai acuan untuk menentukan asensio rekta dan deklinasi suatu benda angkasa

Ekliptika adalah jalur yang dilalui oleh suatu benda dalam mengelilingi suatu titik pusat sistem koordinat tertentu. Ekliptika pada benda langit merupakan suatu bidang edar berupa garis khayal yang menjadi jalur lintasan benda-benda langit dalam mengelilingi suatu titik pusat sistem tata surya.

Seandainya bumi dijadikan sebagai titik pusat sistem koordinat, maka ekliptika merupakan bidang edar yang dilalui oleh benda-benda langit seperti planet dan matahari untuk mengelilingi bumi. Dan bila Matahari dijadikan sebagai titik pusat sistem koordinat, maka ekliptika merupakan bidang yang terbentuk sebagai lintasan orbit bumi yang berbentuk elips dengan Matahari berada pada titik pusat elips tersebut.

2.   Jelaskan tentang Gravitasi Universal (terdiri dari defenisi, hukum – hukum yang ada, percobaan – percobaan yang dilakukan, dan teori – teori yang mungkin ada mendukung gravitasi ) ?

Jawab : Hukum gravitasi universal Newton menyatakan bahwa benda di alam semesta saling tarik menarik dengan gaya yang berbanding lurus dengan hasil dari massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat dari jarak antara mereka. (Secara terpisah menunjukkan bahwa besar massa berbentuk bulat simetris tarik-menarik seolah-olah semua massa terkonsentrasi di pusat-pusat mereka.) Ini merupakan hukum fisika umum yang berasal dari pengamatan empiris yang Isaac Newton sebut induksi.^[1] ini adalah bagian dari mekanika klasik dan dirumuskan dalam karya Newton berjudul Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ("the Principia"), terbit perdana pada 5 Juli 1687. (Ketika buku Newton disajikan pada 1686 ke Royal Society, Robert Hooke mengklaim bahwa Newton memperoleh inverse hukum kuadrat darinya.) Dalam bahasa modern, hukum ini menyatakan bahwa:

Setiap titik massa menarik setiap massa titik lain dengan gaya sepanjang potong dari kedua titik. Gayanya berbanding lurus dengan hasil dari dua massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat dari jarak antara mereka:
{\displaystyle F=G{\frac {m_{1}m_{2}}{r^{2}}}\ }, dimana: ·        F adalah gaya antara massa, ·        G adalah konstanta gravitasi, ·        m1 adalah massa benda pertama, ·        m2 adalah massa benda kedua, dan ·        r adalah jarak antar pusat dari benda.

Menggunakan satuan SI, F diukur dalam newton (N), m₁ dan m₂ dalam kilogram (kg), r dalam meter (m), dan konstanta G kira-kira sama dengan 6,674×10⁻¹¹ N m² kg⁻². Nilai dari konstanta G pertama kali secara akurat ditentukan dari hasil percobaan Cavendish experiment Oleh ilmuwan inggris Henry Cavendish pada tahun 1798, meskipun Cavendish tidak menghitung nilai numerik untuk G.^[2] penelitian ini juga merupakan tes pertama teori gravitasi Newton antara massa di laboratorium. Itu terjadi 111 tahun setelah penerbitan buku Newton "Principia" dan 71 tahun setelah kematian Newton, sehingga tidak ada rumus Newton yang menggunakan nilai G; sebaliknya ia hanya bisa menghitung kekuatan relatif terhadap kekuatan lain.

Hukum gravitasi Newton menyerupai hukum kekuatan listrik Coulomb, yang digunakan untuk menghitung besarnya gaya listrik antara dua benda bermuatan. Keduanya hukum kuadrat-terbalik, di mana gaya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda. Hukum Coulomb memiliki produk dari dua muatan pada produk dari massa, dan konstanta elektrostatik pada konstanta gravitasi.

Hukum Newton telah digantikan oleh teori relativitas Einstein umum, tetapi terus digunakan sebagai pendekatan yang sangat baik dari efek gravitasi. Relativitas diperlukan hanya ketika ada kebutuhan untuk presisi ekstrem, atau ketika berhadapan dengan medan gravitasi yang sangat kuat, seperti yang ditemukan pada benda yang sangat besar dan padat, atau pada jarak sangat dekat (seperti orbit Merkurius mengelilingi matahari).

3.   Jelaskan tentang Gerhana (terdiri dari defenisinya, macam – macamnya, dan gambar) ?

Jawab : a. Gerhana Matahari

Pada saat bulan berorbit tepat di antara bumi dan matahari, maka matahari tertutup oleh bulan sehingga bayang-bayang bulan sampai ke bumi, permukaan bumi yang tertutup bayang-bayang bulan akan mengalami gerhana matahari. Walaupun ukuran bulan lebih kecil dibanding matahari tetapi ada kalanya cahaya matahari dapat tertutupi sepenuhnya oleh bulan yaitu ketika bulan berada pada jarak terdekatnya dengan bumi. Gerhana matahari berlansung lebih singkat daripada gerhana bulan. Gerhana bulan bisa berlangsung sampai 3 jam lebih sedangkan gerhana matahari hanya terjadi kurang dari 10 menit saja. Hal itu terjadi karena ukran bulan lebih kecil dari bumi, sehingga akan lebih cepat keluar dari bayang-bayang bulan. Gerhana matahari terbagi menjadi  :

GERHANA MATAHARI

1. Gerhana Matahari Total

Gerhana ini terjadi ketika sinar matahari yang menuju bumi terhalang sepenuhnya oleh bayang-bayang bulan. Pada saat itu kedudukan bumi, bulan dan matahari berada pada satu garis lurus. Kondisi seperti ini pastinya sangat jarang terjadi. Mungkin seseorang hanya dapat menyaksikan gerhana ini sekali dalam hidupnya. Walaupun jarang terjadi, jangan memaksakan diri melihat gerhana ini dengan mata telanjang. Karena hal itu sangat berbahaya. Kita bisa melihatnya dengan pengamanan alat khusus ataupun melalui rekaman.

2. Gerhana Matahari Sebagian

Gerhana matahari sebagian terjadi sinar matahari menuju bumi tertutupi oleh bayang-bayang penumbra bulan. Saat gerhana ini berlangsung, akan terlihat sebagian dari cakram matahari tertutup oleh cakram bulan.

3. Gerhana Matahari Cincin

Gerhana ini terjadi ketika bumi mengalami lanjutan umbra bulan yaitu ketika bulan berada pada titik terjauh dari bumi. Gerhana ini dapat ditandai dengan adanya garis cahaya membentuk lingkaran cincin yang memiliki lubang hitam ditengahnya.

4. Gerhana matahari hibrida

Gerhana hibrida bergerak antara gerhana total dan cincin. Saat titik tertentu di permukaan bumi, gerhana ini muncul sebagai gerhana total, sedangkan pada titik-titik lain muncul sebagai gerhana cincin. Gerhana hibrida relatif jarang.

b. Gerhana Bulan

Gerhana bulan terjadi apabila bumi berada di antara matahari dan bulan pada satu garis lurus yang sama, sehingga sinar matahari tidak dapat mencapai bulan karena terhalangi oleh bumi. Saat itu bidang orbit bumi berimpit dengan bidang orbit bulan. Gerhana bulan hanya terjadi satu atau dua kali dalam setahun yaitu pada malam purnama atau pada saat bulan bersinar utuh. Namun gerhana bulan tidak terjadi pada setiap bulan purnama. Penyebabnya adalah bidang orbit bulan dan ekliptika bersilangan sebesar 5° sehingga bulan tidak selalu berada di ekliptika.

Ketika terjadi gerhana, bulan yang sedang purnama memasuki area bayangan bumi yang disebut penumbra (bayangan kabur) atau umbra (bayangan inti). Berdasarkan bagaimana bulan memasuki bayangan bumi tersebut, gerhana bulan dibagi menjadi 3 macam yaitu

GERHANA BULAN

1. Gerhana Bulan Total

Gerhana bulan total terjadi terjadi jika bulan tepat berada pada bayangan umbra bumi. ketika hanya sebagian bulan yang masuk ke umbra, maka yang terjadi adalah gerhana sebagian. Saat ini terjadi, bulan terlihat seperti sabit tebal yang kemudian menipis seiring dengan semakin banyaknya bagian bulan yang masuk ke umbra bumi. Menjelang gerhana bulan total terjadi, yaitu ketika sebagian besar bulan sudah masuk ke umbra bumi, bagian umbra yang tadinya gelap akan tampak memerah. Begitu pula ketika bulan sudah masuk seluruhnya ke dalam umbra, bulan juga akan tampak memerah dan bukannya gelap total. Warna kemerahan tersebut berasal dari cahaya Matahari yang masih diteruskan oleh atmosfer Bumi. Atmosfer Bumi menyebabkan langit siang hari menjadi biru dan langit fajar/senja menjadi merah karena efek hamburan Rayleigh. Ketika fajar/senja lintasan cahaya Matahari di atmosfer lebih besar karena posisi matahari hampir sejajar dengan horizon. Pada saat itu, cahaya biru dari matahari dihamburkan oleh partikel di atmosfer, sedangkan cahaya merah diteruskan. Akibatnya hanya cahaya merah saja yang terlihat.

2. Gerhana Bulan Sebagian

Gerhana bulan sebagian terjadi jika sebagian bulan berada pada bayangan umbra bumi dan sebagian lagi berada pada penumbra bumi. Pada saat ini terjadi permukaaan bulan akan terlihat gelap dan memerah, sedangkan sebagian lagi akan tampak normal.

3. Gerhana Bulan Penumbra

Gerhana bulan penumbra terjadi ketika bulan tepat berada di bayangan penumbra bumi. Pada saat itu, bulan hanya akan tampak berkurang kecemerlangannya atau sedikit redup dari biasanya. Perubahan ini biasanya sulit dideteksi dengan mata dan hanya bisa diukur dengan alat khusus.

4.      Jelaskan Struktur Galaksi Bima Sakti?

Jawab: Terdiri dari milyaran bintang, menyebar dalam bentuk piringan besar yang pipih akibat gerak rotasinya.

Matahari berevolusi mengelilingi inti galaksi dengan dengan kecepatan kecepatan 250 km/s  250 km/s dan dan periode periode 200  200 juta juta tahun.

Inti terdiri dari bintang-bintang tua dengan jarak relatif dekat

 Lengan spiral tersusun oleh gas dan debu kosmik serta dihuni juga bintang –bintang muda dan atau bintang-bintang yang baru dalam taraf pembentukan.

Gugus bola, berada di dekat piringan terdiri dari kumpulan bintang yang beranggotakan hingga ratusan ribu bintang.

5.      Jelaskan Klasifikasi Bintang (terdiri atas kalsifikasi berdasarkan apa, sebutkan warna masing – masing kelas, sebutkan contoh masing – masing kelas)?

Jawab : Bintang kelas O adalah bintang yang paling panas, temperatur permukaannya lebih dari 25.000 Kelvin. Bintang deret utama kelas O merupakan bintang yang tampak paling biru, walaupun sebenarnya kebanyakan energinya dipancarkan pada panjang gelombang ungu dan ultraungu. Dalam pola spektrumnya garis-garis serapan terkuat berasal dari atom Helium yang terionisasi 1 kali (He II) dan karbon yang terionisasi dua kali (C III). Garis-garis serapan dari ion lain juga terlihat, di antaranya yang berasal dari ion-ion oksigen, nitrogen, dan silikon. Garis-garis Balmer Hidrogen (hidrogen netral) tidak tampak karena hampir seluruh atom hidrogen berada dalam keadaan terionisasi. Bintang deret utama kelas O sebenarnya adalah bintang paling jarang di antara bintang deret utama lainnya (perbandingannya kira-kira 1 bintang kelas O di antara 32.000 bintang deret utama). Namun karena paling terang, maka tidak terlalu sulit untuk menemukannya. Bintang kelas O bersinar dengan energi 1 juta kali energi yang dihasilkan Matahari. Karena begitu masif, bintang kelas O membakar bahan bakar hidrogennya dengan sangat cepat, sehingga merupakan jenis bintang yang pertama kali meninggalkan deret utama (lihat Diagram Hertzsprung-Russell).

Contoh: Zeta Puppis

Spektrum dari bintang kelas O5V

Kelas B

Bintang kelas B adalah bintang yang cukup panas dengan temperatur permukaan antara 11.000 hingga 25.000 Kelvin dan berwarna putih-biru. Dalam pola spektrumnya garis-garis serapan terkuat berasal dari atom Helium yang netral. Garis-garis Balmer untuk Hidrogen (hidrogen netral) tampak lebih kuat dibandingkan bintang kelas O. Bintang kelas O dan B memiliki umur yang sangat pendek, sehingga tidak sempat bergerak jauh dari daerah di mana mereka dibentuk, dan karena itu cenderung berkumpul bersama dalam sebuah asosiasi OB. Dari seluruh populasi bintang deret utama terdapat sekitar 0,13 % bintang kelas B.

Contoh: Rigel, Spica

Spektrum dari bintang kelas B2II

Kelas A

Bintang kelas A memiliki temperatur permukaan antara 7.500 hingga 11.000 Kelvin dan berwarna putih. Karena tidak terlalu panas maka atom-atom hidrogen di dalam atmosfernya berada dalam keadaan netral sehingga garis-garis Balmer akan terlihat paling kuat pada kelas ini. Beberapa garis serapan logam terionisasi, seperti magnesium, silikon, besi dan kalsium yang terionisasi satu kali (Mg II, Si II, Fe II dan Ca II) juga tampak dalam pola spektrumnya. Bintang kelas A kira-kira hanya 0.63% dari seluruh populasi bintang deret utama.

Contoh: Vega, Sirius

Spektrum dari bintang kelas A2I

Kelas F

Bintang kelas F memiliki temperatur permukaan 6000 hingga 7500 Kelvin, berwarna putih-kuning. Spektrumnya memiliki pola garis-garis Balmer yang lebih lemah daripada bintang kelas A. Beberapa garis serapan logam terionisasi, seperti Fe II dan Ca II dan logam netral seperti besi netral (Fe I) mulai tampak. Bintang kelas F kira-kira 3,1% dari seluruh populasi bintang deret utama.

Contoh: Canopus, Procyo

Spektrum dari bintang kelas F2III

Kelas G

Bintang kelas G mungkin adalah yang paling banyak dipelajari karena Matahari adalah bintang kelas ini. Bintang kelas G memiliki temperatur permukaan antara 5000 hingga 6000 Kelvin dan berwarna kuning. Garis-garis Balmer pada bintang kelas ini lebih lemah daripada bintang kelas F, tetapi garis-garis ion logam dan logam netral semakin menguat. Profil spektrum paling terkenal dari kelas ini adalah profil garis-garis Fraunhofer. Bintang kelas G adalah sekitar 8% dari seluruh populasi bintang deret utama.

Contoh: Matahari, Capella, Alpha Centauri A

Spektrum dari bintang kelas G5III

Kelas K

Bintang kelas K berwarna jingga memiliki temperatur sedikit lebih dingin daripada bintang sekelas Matahari, yaitu antara 3500 hingga 5000 Kelvin. Alpha Centauri B adalah bintang deret utama kelas ini. Beberapa bintang kelas K adalah raksasa dan maharaksasa, seperti misalnya Arcturus. Bintang kelas K memiliki garis-garis Balmer yang sangat lemah. Garis-garis logam netral tampak lebih kuat daripada bintang kelas G. Garis-garis molekul Titanium Oksida (TiO) mulai tampak. Bintang kelas K adalah sekitar 13% dari seluruh populasi bintang deret utama.

Contoh: Alpha Centauri B, Arcturus, Aldebaran

Spektrum dari bintang kelas K4III

Kelas M

Bintang kelas M adalah bintang dengan populasi paling banyak. Bintang ini berwarna merah dengan temperatur permukaan lebih rendah daripada 3500 Kelvin. Semua katai merah adalah bintang kelas ini. Proxima Centauri adalah salah satu contoh bintang deret utama kelas M. Kebanyakan bintang yang berada dalam fase raksasa dan maharaksasa, seperti Antares dan Betelgeuse merupakan kelas ini. Garis-garis serapan di dalam spektrum bintang kelas M terutama berasal dari logam netral. Garis-garis Balmer hampir tidak tampak. Garis-garis molekul Titanium Oksida (TiO) sangat jelas terlihat. Bintang kelas M adalah sekitar 78% dari seluruh populasi bintang deret utama.

Contoh: Proxima Centauri, Antares, Betelgeuse