Cara Menghitung Jarak Petir dari Kilat dan Guntur

Untuk mengetahui seberapa jauh petir menyambar, hitung jumlah detik antara kilat terlihat dan guntur terdengar, lalu bagi dengan 3: hasilnya kira-kira jarak petir dalam kilometer. Guntur 6 detik setelah kilat berarti petir sekitar 2 km dari kamu. Trik ini bekerja karena cahaya tiba hampir seketika, sedangkan bunyi merambat jauh lebih lambat, sekitar 1 km setiap 3 detik.

Topik ini sedang relevan. Dalam Prakiraan Cuaca Indonesia Sepekan periode 27 Oktober–2 November 2026 yang dikutip CNN Indonesia, BMKG mengingatkan bahwa hujan sedang hingga lebat di sejumlah wilayah berpeluang disertai kilat atau petir dan angin kencang. Kepala BMKG Teuku Faisal Fathani juga menyebut awal musim hujan tahun ini rata-rata mundur sekitar 20–30 hari akibat El Nino. Jadi, beberapa minggu ke depan kamu akan sering punya kesempatan mempraktikkan fisika ini, tentu dari tempat yang aman.

Dari Mana Datangnya Guntur?

Menurut National Weather Service (NWS) Amerika Serikat, guntur adalah bunyi yang ditimbulkan oleh petir. Saluran petir memanaskan udara dengan sangat cepat hingga suhunya bisa mencapai sekitar 50.000 °F (kurang lebih 27.700 °C), kira-kira lima kali lebih panas daripada permukaan Matahari. Udara yang dipanaskan mendadak itu memuai dengan cepat, lalu segera mendingin dan menyusut. Pemuaian dan penyusutan yang sangat cepat ini menghasilkan gelombang bunyi yang kita dengar sebagai guntur.

Petir biasanya hanya menyambar satu titik di tanah, tetapi salurannya membentang berkilo-kilometer di udara. Karena itu, bunyi pertama yang kamu dengar berasal dari bagian saluran yang paling dekat, disusul bunyi dari bagian yang makin jauh. Itulah sebabnya guntur dari petir dekat terdengar seperti ledakan tajam ("tar!"), sedangkan petir yang jauh terdengar sebagai gemuruh panjang.

Perhatikan foto di bawah: satu sambaran petir bercabang ke banyak arah dan menjalar jauh di dalam awan. Setiap bagian cabang itu berjarak berbeda dari pengamat, sehingga bunyinya tiba bergiliran dan terdengar bergemuruh.

Gambar: sambaran petir awan-ke-tanah dan awan-ke-awan pada malam hari oleh C. Clark (NOAA Photo Library, National Severe Storms Laboratory), via Wikimedia Commons, domain publik (karya NOAA, lembaga pemerintah federal Amerika Serikat).

Mengapa Kilat Terlihat Lebih Dulu?

Cahaya dan bunyi berangkat dari petir pada saat yang sama, tetapi kelajuannya sangat berbeda.

Besaran	Nilai kira-kira di udara	Waktu tempuh 3 km
Kelajuan cahaya	$3 \times 10^{8}\ \text{m/s}$	sekitar 0,00001 s
Kelajuan bunyi (20 °C)	$343\ \text{m/s}$	sekitar 8,7 s

Waktu tempuh cahaya sepanjang 3 km hanya sekitar seperseratus ribu detik, jauh terlalu singkat untuk dirasakan. Jadi, kita boleh menganggap kilat terlihat tepat saat petir terjadi. Seluruh selang waktu yang kamu hitung praktis adalah waktu tempuh bunyi.

Rumus Jarak Petir dan Asal Aturan "Bagi 3"

Bunyi merambat dengan kelajuan tetap selama udaranya seragam, jadi berlaku rumus gerak lurus beraturan:

Cepat rambat bunyi bergantung pada suhu udara. Buku fisika OpenStax memberikan hubungan

dengan $T_C$ suhu dalam derajat Celsius. Pada 0 °C nilainya 331 m/s, pada 20 °C sekitar 343 m/s, dan pada 30 °C, suhu yang wajar untuk siang hari di Indonesia, sekitar 348,7 m/s.

Dengan $v \approx 343\ \text{m/s}$, bunyi butuh $1000 / 343 \approx 2{,}9$ detik untuk menempuh 1 km. Angka itu dibulatkan menjadi 3 detik per kilometer, dan lahirlah aturan praktis yang juga dipakai NOAA dan NWS:

Di sumber berbahasa Inggris kamu akan menemukan versi "bagi 5" untuk satuan mil, karena bunyi menempuh 1 mil dalam sekitar 5 detik. Contoh dari NOAA: jeda 15 detik berarti petir sekitar 3 mil atau 5 km jauhnya.

Coba aset interaktif di bawah. Geser suhu udara dan selang waktu kilat–guntur, lalu bandingkan titik merah (rumus $d = v \cdot t$) dengan titik abu-abu (aturan bagi 3). Perhatikan bahwa pada suhu tropis aturan bagi 3 selalu sedikit lebih kecil, selisihnya sekitar 4 persen.

Contoh Soal dan Pembahasan

Contoh 1: Menghitung jarak petir

Saat hujan sore hari bersuhu 30 °C, Rani melihat kilat dan mendengar guntur 9 detik kemudian. Berapa jarak petir itu menurut rumus, dan berapa menurut aturan bagi 3?

Langkah 1, cepat rambat bunyi pada 30 °C:

Langkah 2, jarak petir:

Langkah 3, aturan praktis:

Selisihnya hanya sekitar 0,14 km atau 4,4 persen, jauh lebih kecil daripada kesalahan menghitung detik dengan mulut.

Cek: $3.138\ \text{m} \div 348{,}7\ \text{m/s} \approx 9{,}0$ s, sama dengan waktu yang diketahui.

Contoh 2: Kapan guntur akan terdengar?

Petir menyambar sebuah tiang di lapangan yang berjarak 1,7 km dari rumah Bima. Suhu udara 28 °C. Berapa detik setelah kilat Bima akan mendengar gunturnya?

Cek: $347{,}6 \times 4{,}9 \approx 1.703$ m, mendekati 1.700 m. Aturan bagi 3 juga memberi $1{,}7 \times 3 = 5{,}1$ s, hampir sama.

Menghitung dengan Python

Kalau ingin mencobanya sebagai latihan pemrograman, fungsi kecil berikut menghitung jarak petir dari waktu dan suhu:

import math

def jarak_petir(t_detik, suhu_c=30):
    v = 331 * math.sqrt(1 + suhu_c / 273)  # m/s
    return v * t_detik / 1000              # km

print(round(jarak_petir(9), 2))      # 3.14
print(round(9 / 3, 2))               # 3.0 (aturan bagi 3)

Seberapa Akurat Cara Ini?

Aturan bagi 3 adalah perkiraan, dan ada beberapa sumber ketidakpastian:

• Cara menghitung detik. NOAA mencatat hasil siswa bervariasi karena hitungan detik yang tidak konsisten. Stopwatch di ponsel memberi hasil lebih baik.
• Bagian saluran yang terdekat. Guntur pertama berasal dari bagian saluran petir yang paling dekat denganmu, jadi jarak yang kamu peroleh adalah jarak ke bagian itu, belum tentu ke titik sambaran di tanah.
• Suhu udara. Di siang tropis yang panas, bunyi sedikit lebih cepat, sehingga jarak sebenarnya sekitar 4 persen lebih jauh daripada hasil bagi 3.

Untuk keperluan keselamatan, ketelitian setingkat itu sudah lebih dari cukup.

Angka Kecil Bukan Berarti Aman

Inilah bagian terpenting. Menurut NWS, guntur hanya bisa terdengar sampai sekitar 10 mil (sekitar 16 km) dari petir, dan NOAA menyebut petir bisa menyambar lebih dari 10 mil dari lokasi hujan. Artinya, kalau kamu masih bisa mendengar guntur, kamu sudah berada dalam jangkauan sambaran, berapa pun hasil hitunganmu.

Menghitung jarak petir paling berguna untuk memantau apakah badai mendekat atau menjauh: kalau jedanya makin pendek dari sambaran ke sambaran, badai sedang bergerak ke arahmu.

Ingin memperkuat dasar fisikanya? Pelajari rumus kecepatan tetap di materi GLB dan GLBB, lalu jelajahi eksperimen virtual lain di Simulasi Fisika Online.

Ringkasan

• Jarak petir dihitung dari selang waktu kilat dan guntur: $d = v \cdot t$.
• Cahaya tiba hampir seketika, jadi selang waktu itu praktis adalah waktu tempuh bunyi.
• Cepat rambat bunyi $v = 331\sqrt{1 + T_C/273}$ m/s, sekitar 343 m/s pada 20 °C dan 348,7 m/s pada 30 °C.
• Aturan praktis: jumlah detik dibagi 3 sama dengan jarak dalam kilometer (dibagi 5 untuk mil); di suhu tropis hasilnya sekitar 4 persen lebih kecil daripada nilai sebenarnya.
• Guntur yang terdengar berarti kamu berada dalam jangkauan petir: segera berlindung dan tunggu 30 menit setelah guntur terakhir.

Sumber belajar

• Understanding Lightning: Thunder - National Weather Service
• Learning Lesson: Determining distance to a Thunderstorm - NOAA
• Lightning Safety - NOAA JetStream
• 17.2 Speed of Sound - University Physics Volume 1 (OpenStax)
• 17.2 Speed of Sound, Frequency, and Wavelength - College Physics 2e (OpenStax)

Penjelasan dan contoh disusun ulang untuk materi ini; sumber dapat dibuka untuk belajar lebih lanjut.