A. Gerak rotasi
Rotasi bumu adalah perputaran bumi pada poros/sumbunya. Arah rotasi bumi dari barat ke timur. Untuk satu kali rotasi bumi memerlukan waktu 23 jam 56 menit 4 detik, dibulatkan menjadi 24 jam. Waktu untuk satu kali rotasi disebut kala rotasi.
Setiap hari kita mengalami siang dan malam secara teratur. Pada pagi hari matahari terbit di sebelah timur tanda hari mulai siang. Kemudian matahari terbenam di sebelah barat tanda hari mulai malam. Kejadian alam tersebut disebabkan bumi berotasi. Ketika bumi berotasi, daerah-daerah di bumi yang terkena sinar matahari mengalami siang. Sebaliknya daerah-daerah di bumi yang tidak terkena sinar matahari mengalami malam. Akibat rotasi bumi, akan terjadi pergantian siang dan malam secara teratur.
Setiap hari kita melihat matahari seolah-olah bergerak dari timur ke barat. Hal ini terjadi karena kita bergerak mengikuti rotasi bumi dari barat ke timur sedangkan matahari diam, sehingga kita melihat gerak semu matahari harian. Jadi, gerak semu matahari harian adalah matahari seolah-olah bergerak dari timur ke barat, padahal bumi berotasi dari barat ke timur. Letak matahari yang seolah-olah berubah ini menyebabkan panas sinar matahari yang kita rasakan pada pagi, siang, dan sore berbeda-beda. Hal ini bukan karena jumlah sinar matahari yang sampai ke bumi berubah-ubah, tetapi karena arah sinar itu berubah-ubah sehingga luas permukaan yang terkena sinar berbeda-beda pula. Pada pagi dan sore hari, sinar matahari datangnya miring sehingga daerah yang terkena sinar matahari yang cukup luas. Oleh karena itu pada pagi dan sore hari sinar matahari terasa hangat . Pada siang hari, sinar matahari datangnya tegak lurus sehingga daerah yang terkena sinar Matahari lebih sempit daripada daerah yang terkena sinar miring. Oleh karena itu, pada siang hari sinar matahari terasa lebih panas daripada pagi dan sore hari.
Adanya rotasi bumi mengakibatkan perbedaan waktu di bumi. Perbedaan waktu antara satu tempat dengan tempat lainnya berdasarkan garis bujur tempat tersebut. Sekali rotasi bumi atau dalam waktu 24 jam, setiap tempat di permukaan bumi telah berputar sebesar 360° bujur. Dengan demikian, setiap 15° bujur ditempuh dalam jangka waktu 1 jam. Setiap garis bujur yang jaraknya 15° atau kelipatannya disebut bujur standar. Waktu bujur standar disebut waktu lokal. Oleh karena itu, di permukaan bumi terdapat 24 waktu lokal. Perbedaan dua waktu antara dua waktu lokal yang berdampingan sebesar satu jam.
Rotasi bumi mengakibatkan pembelokan arah angin. Di belahan bumi utara angin berbelok ke kanan, sedangkan di belahan bumi selatan angin berbelok ke kiri. Pembelokan arah angin di khatulistiwa disebut angin pasat.
Berdasarkan uraian tersebut, akibat rotasi bumi yaitu sebagai berikut.
- Pergantian siang dan malam hari.
- Adanya gerak semu matahari harian.
- Adanya perbedaan waktu.
- Terjadinya angin pasat.
Gerak Revolusi adalah gerakan bumi berputar pada orbitnya dalam mengelilingi matahari. Waktu yang dibutuhkan bumi untuk satu kali revolusi disebut kala revolusi. Kala revolusi bumi adalah 365 ¼ hari atau 1 tahun.
Perhatikan letak matahari pada bulan Maret, Juni, September, dan Desember! Samakah kedudukan Matahari sepanjang tahun? Ternyata, sepanjang tahun kedudukan Matahari seolah-olah berubah-ubah. Antara bulan Maret- September kita melihat bayangan benda ke arah selatan. Hal ini terjadi karena kedudukan matahari ketika itu seolah-olah ada di sebelah utara. Sebaliknya, antara bulan September-Maret kita melihat bayangan benda mengarah ke utara. Hal itu terjadi karena kedudukan matahari ketika itu seolah-olah berada di selatan. Kejadian alam tersebut dinamakan gerak semu matahari tahunan.
Gerak semu matahari tahunan adalah matahari seolah-olah melakukan pergeseran ke utara dan selatan dari khatulistiwa.
Perhatikan pula perubahan musim sepanjang tahun! ternyata dalam setahun kita mengalami perubahan musim, yaitu musim hujan dan musim kemarau. Perubahan musim terjadi pula di belahan bumi utara dan selatan. Perubahan musim yang terjadi di belahan bumi utara dan selatan adalah musim dingin, musim semi, musim panas, dan musim gugur.
Gerak semu matahari tahunan dan perubahan musim di permukaan bumi karena bumi beredar mengelilingi matahari dan poros bumi miring 23½° dari garis tegak lurus pada orbitnya.