IPA SMP · Bumi dan Antariksa · Kalender Hijriah
Pasang Surut dan Bulan
Laut naik dan turun dua kali sehari, dan jamnya bergeser sekitar 50 menit tiap hari. Pergeseran itu mengikuti Bulan, dan semuanya bisa dihitung.
- Menjelaskan gaya pasang surut sebagai selisih tarikan Bulan di tiap titik Bumi
- Menjelaskan mengapa pasang datang dua kali sehari, dengan jeda 12 jam 25 menit
- Membedakan pasang purnama (spring) dan pasang perbani (neap)
- Mengaitkan pasang surut dengan fase Bulan, tanggal Hijriah, dan pekerjaan nelayan
Di panel kanan, geser umur Bulan dan lihat muka air di pantai contoh. Pindah slide dengan tombol, panah, atau geser layar.
Penyebab pasang surut
Gaya pasang surut adalah selisih tarikan Bulan di satu titik dengan tarikan di pusat Bumi.
- Tarikan Bulan lebih kuat di sisi Bumi yang dekat dan lebih lemah di sisi yang jauh, karena gaya gravitasi menurun dengan kuadrat jarak.
- Seluruh Bumi jatuh ke arah Bulan bersama-sama, sebesar tarikan di pusat. Yang terasa oleh air hanyalah selisihnya.
- Di sisi dekat selisih mengarah ke Bulan, di sisi jauh mengarah menjauhi Bulan, di sisi samping menekan ke pusat. Hasilnya dua tonjolan air.
- Besarnya sekitar 0,1 per sepuluh juta gravitasi Bumi. Kecil sekali, tetapi bekerja pada lautan yang luas.
Pindah ke mode selisih, lalu putar Bulan dengan menyeret atau slider. Ke mana sumbu tonjolan mengarah? Lalu dekatkan Bulan: tonjolan membesar karena berbanding terbalik dengan jarak pangkat tiga.
Panah dan tonjolan digambar jauh lebih besar dari aslinya; angka di bawah dihitung dari hukum gravitasi Newton.
Dua kali sehari
Bumi berputar di bawah dua tonjolan, jadi pasang tiba tiap 12 jam 25 menit.
- Tonjolan menghadap Bulan (dan sisi seberangnya). Bumi berputar di bawahnya, jadi satu tempat melewati dua tonjolan dalam satu putaran.
- Bumi berputar 360° dalam 23 jam 56 menit. Namun Bulan ikut maju sekitar 12,2° per hari mengelilingi Bumi.
- Bumi perlu putaran ekstra sekitar 50 menit untuk "mengejar" Bulan, jadi satu hari Bulan lamanya 24 jam 50 menit. Jarak antar pasang: 12 jam 25 menit.
- Akibatnya pasang tinggi hari ini lebih lambat sekitar 50 menit dari kemarin.
Ubah Bulan menjadi diam dan bandingkan jarak antar puncak. Lalu kembalikan ke Bulan bergerak. Berapa menit selisihnya?
Matahari ikut menarik
Saat bulan baru dan purnama tarikan Matahari menambah Bulan; saat perbani keduanya saling mengurangi.
- Matahari jauh lebih besar tetapi juga jauh lebih jauh. Gaya pasut Matahari sekitar 46% gaya pasut Bulan.
- Bulan baru dan purnama: Matahari, Bumi, Bulan segaris. Dua tonjolan bertumpuk, terjadi pasang purnama (spring tide): pasang tinggi sekali, surut rendah sekali.
- Perbani awal dan akhir: Bulan tegak lurus Matahari. Tonjolan Matahari menempati lekukan tonjolan Bulan, terjadi pasang perbani (neap tide): selisihnya kecil.
- Pasang purnama tidak ada hubungannya dengan musim semi; "spring" berarti melonjak.
Tekan tombol fase Bulan satu per satu dan baca "beda pasang". Berapa kali lipat pasang purnama dibanding perbani?
Bulan sebagai penanda waktu
Pasang surut sebulan penuh berdenyut mengikuti fase dan tanggal Hijriah.
هُوَ ٱلَّذِى جَعَلَ ٱلشَّمْسَ ضِيَآءً وَٱلْقَمَرَ نُورًا وَقَدَّرَهُۥ مَنَازِلَ لِتَعْلَمُوا۟ عَدَدَ ٱلسِّنِينَ وَٱلْحِسَابَ
QS. Yunus: 5. Dialah yang menjadikan Matahari bersinar dan Bulan bercahaya, dan menetapkan tempat-tempat orbitnya agar kamu mengetahui bilangan tahun dan perhitungan waktu.
- Pasang purnama berulang tiap sekitar 14,8 hari, yaitu sekitar tanggal 1 dan tanggal 15 Hijriah. Pasang perbani sekitar tanggal 8 dan 22.
- Karena itu orang pesisir sejak lama membaca tanggal Bulan untuk memperkirakan air besar dan air kecil.
- Tanggal Hijriah di sini kira-kira (tanggal 1 mulai sekitar saat bulan baru); awal bulan sebenarnya ditentukan rukyat atau hisab.
Ayat ini berbicara tentang Bulan sebagai penanda bilangan waktu, bukan tentang pasang surut. Kaitannya: keteraturan Bulan itulah yang membuat air laut bisa diperkirakan.
Efek lokal
Bentuk pantai dan dasar laut menguatkan atau meredam pasang, jadi tiap pantai punya irama sendiri.
- Tonjolan samudra hanya sekitar 0,3 sampai 0,4 m. Di teluk sempit, gelombang pasang terdesak dan bisa naik beberapa kali lipat.
- Jenis pasang berbeda: ada yang dua kali sehari (semi-harian), ada yang sekali sehari (harian tunggal), ada yang campuran. Pembedanya bilangan bentuk F = (O1 + K1) / (M2 + S2).
- Di Indonesia, pesisir timur Sumatra dekat Selat Malaka cenderung semi-harian, sedangkan sebagian Laut Jawa cenderung harian tunggal atau campuran.
Pilih tiap tipe pantai, lalu atur sendiri penguatan dan proporsi harian. Kapan grafiknya hanya punya satu puncak per hari?
Tipe pantai di sini contoh ilustrasi dengan angka kira-kira, bukan data stasiun. Untuk perencanaan, pakai tabel pasut BIG atau BMKG.
Manfaat bagi manusia
Nelayan menunggu air cukup dalam untuk keluar muara, petambak mengisi kolam saat air melewati ambang pintu.
- Nelayan. Perahu bersarat dalam hanya bisa lewat alur muara saat air lebih dalam dari sarat perahu. Jam aman bergeser sekitar 50 menit tiap hari.
- Petambak. Tambak tradisional mengisi dan mengganti air lewat pintu air hanya saat muka laut lebih tinggi dari ambang pintu. Pada pasang perbani air mungkin tidak pernah mencapainya.
- Pemanen garam dan pencari kerang memanfaatkan surut rendah saat pasang purnama.
- Karena tanggal Hijriah menunjukkan fase Bulan, tanggal 1 dan 15 jadi petunjuk waktu air besar.
Pilih hari perbani, lalu naikkan ambang pintu tambak. Berapa jam air bisa masuk? Lalu pindah ke purnama dan bandingkan.
Hitungan memakai model pasang surut dasar dengan penguatan lokal; di lapangan pakai tabel pasut resmi.
Catatan jujur
Model ini menyederhanakan: samudra punya tepi, kedalaman, dan kelembaman, sehingga air terlambat dan tidak sama di mana-mana.
- Model kesetimbangan membayangkan Bumi tertutup lautan merata dan air langsung mengikuti tonjolan. Itu yang kita pakai di slide 1 sampai 5.
- Kenyataannya ada benua, cekungan dengan periode ayunan sendiri, gesekan dasar, dan kedalaman tak seragam. Air perlu waktu untuk mengalir, jadi pasang purnama tiba sekitar satu sampai dua hari setelah purnama (umur pasut).
- Kami juga mengabaikan kemiringan lintasan Bulan, bentuk orbit yang lonjong, dan pengaruh angin serta tekanan udara.
- Model sederhana tetap berguna: ia menjelaskan mengapa ada dua pasang, mengapa bergeser 50 menit, dan mengapa ada purnama dan perbani.
Jangan memakai simulasi ini untuk menjadwalkan pelayaran atau tambak. Pakai tabel pasut resmi stasiun terdekat.
Uji pemahaman
Setiap jawaban benar membuat laut lebih pasang.
Air masih surut. Setiap jawaban benar membuat tonjolan air lebih tinggi.
Rangkuman
Laut naik dan turun menurut hitungan Bulan, dan Bulan memberi kita penanda waktu.
ٱلشَّمْسُ وَٱلْقَمَرُ بِحُسْبَانٍ
QS. Ar-Rahman: 5. Matahari dan Bulan beredar menurut perhitungan.
- Gaya pasut adalah selisih tarikan Bulan antara satu titik dan pusat Bumi, menghasilkan dua tonjolan.
- Bumi berputar di bawah tonjolan, jadi pasang datang tiap 12 jam 25 menit dan bergeser 50 menit tiap hari.
- Pasang purnama terjadi sekitar bulan baru dan purnama (tanggal 1 dan 15 Hijriah), pasang perbani saat kuartal.
- Bentuk pantai mengubah tinggi dan jenis pasang; model dasar tidak memuat benua dan kelembaman.
Tugas: ambil tabel pasut stasiun terdekat dari BMKG atau BIG, lalu cari tanggal Hijriah pasang purnama bulan ini.