Soal OSK Astro 2012-Kode S3

1.      The farthest South that an observer on the Earth can see Polaris is ...

           A.    Arctic Circle

           B.     Antartic Circle

           C.     Equator

           D.    The Tropic of Cancer

           E.     The Tropic of Capricorn

JAWAB : C

Bintang Polaris adalah salah satu bintang yang unik, karena posisinya (hampir) tepat berada di Kutub Langit Utara, dimana sumbu kutub adalah poros perputaran rotasi Bumi. Karena polaris ada di titik Kutub Langit Utara, maka ada dua hal unik yang tidak dimiliki bintang lain :

1)      Polaris tidak pernah terlihat bergerak atau tidak mengalami rotasi harian benda langit yang arahnya dari Timur ke Barat, melainkan tetap posisinya di langit, siang maupun malam.

2)      Ketinggian Kutub Langit Utara dari horizon sama dengan posisi lintang pengamat di utara, demikian juga ketinggian Kutub Langit Selatan dari horizon sama dengan posisi lintang pengamat di selatan (buktikan sendiri melalui gambar bola langit). Karena bintang polaris ada di KLU, maka ketinggian polaris dari horizon menyatakan posisi lintang bagi pengamat di utara.

Jika pengamat berada tepat di kutub utara Bumi, maka bintang polaris ada tepat di atas kepalanya setiap saat (di zenith).

Jika pengamat di 30⁰ lintang utara, maka bintang Polaris berada di ketinggian 30⁰ dari titik utara.

Jika pengamat di ekuator, maka bintang Polaris berada tepat di horizon di titik utara.

Jika pengamat ada di lintang selatan, maka bintang Polaris berada di bawah horizon atau tidak akan terlihat.

Catatan tambahan :

ð  Polaris tidak benar-benar tepat di titik KLU, melainkan berada sejauh 41 menit busur dari KLU (jika bulan tepat di KLU, maka Polaris berada pada jarak hampir 3 kali jari-jari bulan).

ð  Polaris akan terus bergeser dari titik KLU dikarenakan poros rotasi Bumi mengalami gerak presesi sehingga sekitar 13 ribu tahun kemudian daerah sekitar bintang Vega yang akan menjadi daerah KLU.

ð  Di titik KLS tidak ada benda langit yang terang dapat menjadi acuan seperti di KLU.

2.      Which of the following statements show that the Einstein relativistic theory is correct?

             1)      The star behind the Sun is observable during Total Solar Eclipse

             2)      The short lived cosmic ray which is created in upper atmosphere can be observed in larger amount 
             than expected

             3)      The orbit of Mercury differ from the prediction by Newton law but fit with the Einstein relativisctic
             prediction

             4)      Comet size is larger when it approach the Sun

Choose

             A.    If 1, 2, and 3 correct

             B.     If 1 and 3 correct

             C.     If 2 and 4 correct

             D.    If only 4 correct

             E.     If all answer are correct

JAWAB : A

Albert Einstein mengeluarkan teori relativitas khususnya di tahun 1905 yang membahas aspek-aspek fisika pada benda yang memiliki kecepatan mendekati kecepatan cahaya yang tidak bisa dimasuki oleh Hukum Newton tentang gerak dan teori relativitas umumnya dirilis tahun 1916 yang membahas interaksi antara massa dan ruang (massa melengkungkan ruang disekitarnya) yang tidak bisa dimasuki oleh Hukum Newton tentang Gravitasi. Teori ini begitu fenomenal dan pada masa itu sulit untuk dibuktikan sehingga sampai saat inipun tetap dikenal dengan istilah “Teori”, yang seharusnya sudah menjadi “hukum” karena bukti-buktinya sudah teruji dengan baik.

Laboratorium di Bumi sulit untuk membuktikan teori ini, karena teori ini membutuhkan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya (relativitas khusus) atau membutuhkan massa yang sangat besar (relativitas umum), sehingga pengamatan pada alam semestalah yang pada awalnya dapat membuktikan dari teori Einstein ini.

Bukti-bukti dari peristiwa alam ini adalah :

1)      Pembuktian melalui gerhana Matahari

Setelah mengeluarkan teori relativitas umumnya tahun 1916, Einstein memprediksi bahwa bintang yang berada di belakang Matahari bisa terlihat karena ruang di sekitar Matahari melengkung dan bisa membelokkan cahaya bintang. Einstein mengeluarkan satu angka, yaitu pembelokan cahaya bintang di belakang matahari sebesar 1,75 detik busur yang akan bisa diamati saat terjadi gerhana matahari total. Tim yang dipimpin Sir Arthur Eddington dan Dyson melakukan pengujian terhadap prediksi Einstein tersebut pada Gerhana Total tanggal 29 Mei 1919 di kota Roca Sundy di pulau Principe di daerah khatulistiwa di teluk Guinea, sebelah barat Afrika, dan hasil penelitian fotonya, gugus Hyades ternyata bergeser sejauh 1,62 detik busur, mendekati ramalan Einstein

2)      Pembuktian gerak apsida Merkurius

Pengamatan pada planet Merkurius menunjukkan hal aneh yang tidak bisa dijelaskan oleh hukum gravitasi universal Newton, yaitu orbit elips Merkurius ternyata pelan-pelan bergeser dengan kecepatan 43”/abad, disebut gerak apsida, sudah diamati sejak 1859 oleh Urbain Le Verrier. Teori relativitas Einstein dengan tepat mendapatkan nilai ini, yang didasarkan pada pengaruh ruang di sekitar matahari yang melengkung sehingga orbit Merkurius seolah-olah ‘tergelincir’ pada ruang yang melengkung tersebut.

3)      Pembuktian pada partikel muon di atmosfir

Muon adalah partikel tidak stabil yang tercipta pada tempat tinggi oleh partikel dalam sinar kosmik dari luar angkasa. Sewaktu sinar kosmik menembus lapisan atmosfir bumi, terjadi tumbukan antara partikel sinar kosmik dengan atmosfir bumi dan terciptalah partikel atom yang disebut muon. Muon bermassa 207 kali massa elektron dan dapat bermuatan -e atau +e, muon meluruh menjadi elektron dan positron setelah selang waktu 2,2 μs (2,2 x 10^-6 s). Muon ini memiliki kelajuan sangat tinggi, sekitar 2,994 x 10⁸ m/s (0.998c) dan dideteksi mencapai permukaan laut dalam jumlah yang besar. Tetapi dalam waktu hidup hanya 2.2 μs,  jarak total yang dapat ditempuh oleh muon sebelum meluruh menjadi elektron dan positron hanyalah 660 m saja, bagaimana mungkin muon yang terbentuk di ketinggian sekitar 6 km dapat mencapai permukaan laut? Menurut Einstein, benda yang bergerak dengan kecepatan mendekati cahaya usianya akan menjadi lebih lama dan menurut perhitungan relativistik, usia muon mencapai 16 kali dari usia diamnya, sehingga jarak yang ditempuhnya dapat menjadi lebih dari 9500 m.

4)      Pembuktian rapat jenis bintang katai putih

Bintang katai putih adalah bintang yang memiliki rapat jenis yang sangat besar. Perhitungan yang dilakukan sepanjang tahun 1844 sampai 1914 terhadap bintang Sirius B menyatakan bahwa bintang itu memiliki rapat massa sebesar 100 kg tiap cm³, dan pengamatan terhadap bintang yang sejenis menghasilkan rapat massa yang serupa. Hal ini sangat mencengangkan para astronom dan ilmuwan, tetapi teori relativitas yang muncul di tahun 1916 ternyata dapat meneguhkan kenyataan tersebut melalui prediksi pergeseran merah gravitasi bintang katai putih yang kemudian diukur oleh D.M Popper tahun 1954 dengan hasil yang sesuai prediksi teori relativitas.

5)      Pembuktian pancaran gelombang gravitasi

Teori Einstein meramalkan bahwa semua benda akan memancarkan gelombang gravitasi, artinya ada energi yang hilang secara perlahan. Energi ini sangat kecil sehingga sangat sulit teramati. Tetapi secara tidak langsung, efek kehilangan energi ini teramati pada pasangan bintang neutron PSR 1913+16 yang saling mengorbit yang diamati oleh Taylor di tahun 1980 menunjukkan bahwa jarak orbitnya semakin lama semakin dekat (orbital decay) dengan nilai yang sesuai prediksi teori relativitas, karena ada energi yang ‘dibuang’ oleh gelombang gravitasi yang dipancarkan.

Dan masih banyak lagi bukti-bukti lainnya yang disediakan oleh alam semesta ini mengenai keabsahan teori relativitas Einstein

3.      Of the seven other planets, the one that encounter the closest to the Earth is

           A.    Mars

           B.     Venus

          C.     Mercury

          D.    Jupiter

          E.     Saturn

JAWAB : B

Planet terdekat ke Bumi tentu hanya ada dua, yaitu Venus ketika pada fase konjungsi bawah atau planet Mars ketika pada fase oposisi (penjelasan fase ada di pembahasan soal no. 4). Mana yang terdekat? Kalau tidak hafal jarak planet, kita bisa menggunakan Hukum Titius Bode untuk mencari jarak planet.

Langkah 1 : Buat deret berikut ini, mulai dengan 0, setelah itu 3, lalu kalikan dengan 2 :

0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384

Langkah 2 : Tambah masing-masing dengan 4, jadi diperoleh :

4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196, 388

Langkah 3 : Bagi masing-masing dengan 10, jadi diperoleh :

0,4 ; 0,7 ; 1 ; 1,6 ; 2,8 ; 5,2 ; 10 ; 19,6 ; 38,8

Semuanya adalah jarak planet dari Merkurius sampai Neptunus dalam AU!

(Catatan : 2,8 adalah jarak asteroid terbesar Ceres)

Jarak terdekat Venus dengan Bumi adalah : 1 – 0,7 = 0,3 AU (fase konjungsi bawah/inferior)

Jarak terdekat Mars dengan Bumi adalah : 1,6 – 1 = 0,6 AU (fase oposisi)

Maka planet yang paling dekat dengan Bumi adalah Venus pada fase konjungsi bawah.

untuk soal dan solusi lebih lengkap klik disini


sumber : Nathanael, mariano.2012.solusi osk astronomi 2012.

                           ( http://soal-olim-astro.blogspot.com ) online

Posted in: Soal