Ipa

BAB 1

OBJEK IPA DAN PENGAMATANNYA

Kompetensi Dasar

3.1.  Memahami konsep pengukuran berbagai besaran yang ada pada diri, makhluk hidup, dan lingkungan fisik sekitar sebagai bagian dari observasi, serta pentingnya perumusan satuan terstandar (baku) dalam pengukuran.

4.1.  Menyajikan hasil pengukuran terhadap besaran-besaran pada diri, makhluk hidup, dan lingkungan fisik dengan menggunakan satuan tak baku dan satuan baku

Indikator.

3.1.1.Menjelaskan tiga komponen ketrampilan proses: pengamatan,inferensi,dan komunikasi

3.1.2.Menyebutkan obyek yang dipelajari dalam IPA.

3.1.3.Menjelaskan kegunaan mempelajari IPA

3.1.4.Dapat menjelaskan pengertian pengukuran

3.1.5.Menjelaskan pentingnya satuan baku

3.1.6.Melakukan konversi satuan dalam SI dengan memanfaatkan nilai awalannya.

3.1.7.Menjelaskan pengertian besaran pokok

3.1.8.Menyebutkan 3 besaran pokok beserta satuannya.

3.1.9.Menjelaskan pengertian besaran turunan

3.1.10Menyebutkan 3 contoh besaran turunan beserta satuannya.

4.1.1.Menyajikan hasil pengamatan, inferensi, dan mengkomunikasikan hasil

4.1.2.Melakukan pengukuran dengan satuan baku dan  tak baku,melakukan inferensi, dan mengkomunikasikan

hasil

Uraian Materi

A.        IPA dan Pengamatannya

Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) adalah ilmu yang mempelajari tentang segala sesuatu yang ada di sekitar kita secara sistematis. Para ilmuwan  mempelajari apa yang terjadi di sekitar nya dengan sangat cermat dan hati-hati, atau dengan kata lain, para ilmuwan melakukan penyelidikan ilmiah. Penyelidikan ilmiah IPA yang dilakukan para ilmuwan melibatkan sejumlah proses, antara lain pengamatan; membuat inferensi; dan mengkomunikasikan.

Objek yang dipelajari dalam IPA meliputi seluruh benda di alam dengan segalainteraksinya untuk dipelajari pola keteraturannya.  Objek tersebut dapat berupa benda yang sangat kecil, seperti bakteri, virus, atom, bahkan partikel dasar penyusun atom. Objek yang diamati juga bisa benda-benda yang berukuran sangat besar, misalnya lautan, bumi, matahari, hingga jagat raya ini.

Pada saat ini, penyelidikan tentang alam telah menghasilkan kumpulanpengetahuan yang demikian kompleks. Untuk memudahkan, pengetahuan-pengetahuantersebut digolongkan sebagai berikut:

1.   Fisika, mempelajari tentang aspek mendasar alam, misalnya materi, energy gaya, gerak, panas, cahaya, dan berbagai gejala alam fisik lainnya.

2.   Kimia, meliputi penyelidikan tentang penyusun dan perubahan zat.

3.   Biologi, mempelajari tentang sistem kehidupan mulai dari ukuran reniksampai dengan lingkungan yang sangat luas.

4.   Ilmu Bumi dan Antariksa, mempelajari asal mula bumi, perkembangandan keadaan saat ini, bintang-bintang, planet-planet, dan berbagai bendalangit lainnya.

                                      

Manfaat mempelajari IPA, dapat meningkatkan kualitas hidup, berfikir logis dan sistematis, dapat menyelesaikan masalah( misalnya cara mmperoleh air bersih dari air keruh), memahami berbagai hal disekitar kita ( misal gerhana matahari).

Kegiatan

Objek Pengamatan IPA

A.            Pengamatan merupakan kegiatan yang dilakukan untuk mengumpulkan data dan informasi. Pengamatan melibatkan pancaindra, termasuk melakukanpengukuran dengan alat ukur yang sesuai. Membuat Inferensi merupakan kegiatan merumuskan penjelasan berdasarkan pengamatan.Penjelasan ini digunakan untuk menemukan pola-polaatau hubungan-hubungan antaraspek yang diamati,serta membuat prediksi.Sedangkan, mengomunikasikan adalah kegiatan menyampaikan hasil penyelidikan baik lisan maupuntulisan. Hal yang dikomunikasikan termasuk data yangdisajikan dalam bentuk tabel, grafik, bagan, dan gambaryang relevan.

B.            Tujuan:

Peserta didik dapat menyajikan hasil pengamatan, membuat inferensi, danmengomunikasikan hasil pengamatan.

c.                   Alat dan bahan:

1.       Kertas tisu/kertas isap

2.       Beaker glass (dapat juga gelas bekas minuman dalam kemasan)

3.       Spidol hitam

4.       Air

D.            Prosedur kerja:

1.       Potong kertas isap atau kertas tisu dengan ukuran 4 x12 cm!

2.       Gambarkan atau beri garis dengan spidol (atau pena) hitam 2 cm dari ujung kertas saring tersebut!

3.       Ambil beaker glass atau gelas bekas air mineral, isi dengan air setinggi 1 cm!

4.       Buatlah prediksi: apa yang akan terjadi pada garis hitam tersebut, setelah kertas tisu dicelupkanbeberapa saat ke dalam air?

5.       Celupkan kertas tisu di air, dengan posisi garis berada sedikit di atas permukaan air!

E.            Diskusikan:

Jika prediksimu berbeda dengan kenyataannya, apakah akan diubah sesuai hasilpengamatanmu? Mengapa?

A.        Pengukuran

1.    Pegertian Pengukuran, Besaran, dan Satuan

Pengamatan objek dengan menggunakan indra merupakan kegiatan penting untuk menghasilkan deskripsi suatu  benda. Pengukuran merupakan kegiatan yang penting dalam kehidupan dan IPA . Dengan pengukuran, hasil pengamatan dapat dikomunikasikan  lebih pasti, sehingga tidak terjadi miskomunikasi.

Mengukuran adalah kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur  dengan besaran  sejenis yang digunakan sebagai satuan.

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur, mempunyai nilai dan satuan.

Satuan adalah pembanding dalam pengukuran. Sebagai pembanding dalam pengukuran, satuan yang ditetapkan sebarang,disebut satuan tidak baku (satuan yang tidak diakui secara internasional)misal untuk mengukur besaran panjang dapat digunakan jengkal,hasta atau  depa tangan. Tetapi, ketika ada lima orang mengukur panjang benda yang sama dengan jengkal atau depa tangan masing-masing, akan didapatkan lima hasil yang berbeda, Perbedaan hasil ini disebabkan tidak ada jengkal,hasta ataudepa tangan yang mempunyai panjang yang sama, sehingga ketika hasil-hasil pengukuran tersebut dikomunikasikan dengan orang lain dapat menimbulkan kebingungan.

Satuan yang baik, yang dapat digunakan dalam suatu pengukuran, haruslah memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:

1.       Bersifat tetap,artinya  tidak akan mengalami perubahan dalam kondisi apa pun dan sampai kapanpun.

2.       Bersifat internasional, artinya bisa diterima dimana saja.

3.       Mudah ditiru, oleh siapa saja yang membutuhkan.

Dengan dasar itu, dalam pengukuran diperlukan satuan yang baku, yaitu satuan yang memenuhi syarat-syarat sebagai satuan yang baik. Satuan baku yang banyak digunakan dalam pengukuran pada bidang Sains (IPA) dan teknologi sampai saat ini antara lain Sistem Inggris dan Sistem Internasional untuk Satuan (SI).

Sistem Inggris merupakan sistem satuan yang berasal dari Negara Inggris dan digunakan di negara Inggris dan banyak negara bekas jajahan Inggris (misal: Amerika Serikat, Kanada, dan Australia). Sedangkan, Sistem Internasional untuk Satuan (SI) merupakan sistem satuan yang telah disepakati oleh para ilmuwan sedunia di Paris, Perancis pada tahun 1960 untuk digunakan sebagai satu-satunya sistem satuan dalam bidang iptek. SI merupakan pengembangan dari Sistem Metrik, sistem satuan yang telah digunakan di Perancis sejak abad 17 dan mudah digunakan karena didasarkan pada sistem desimal (per sepuluhan).

Tabel Perbandingan beberapa sistem satuan.

No.	Besaran Pokok	Satuan baku
		Sistem Inggris	Sistem Metrik
			cgs (sistem kecil)	MKS (SI)
1	Panjang	foot atau feet (ft)	centimeter (cm)	meter (m)
2	Massa	pound (lb)	gram (g)	kilogram (kg)
3	Waktu	second atau detik (s)	second  (s)	second (s)

2.    Besaran Pokok dan Besaran Turunan

a.    Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu. Besaran pokok, berdasarkan hasil Konferensi Umum ke 14mengenai Berat dan Ukuran tahun 1971,besaran pokok ada tujuh macam.

Tabel Besaran pokok dan satauannya dalam SI

Besaran Pokok	Satuan dalam SI (simbol)	Alat ukur
Panjang	Meter        ( m )	Penggaris,meteran kelos, jangka sorong, mikrometer sekrup.
Massa	Kilogram   ( kg )	Neraca
Waktu	Sekon        ( s )	Arloji, Stop watch
Suhu	Kelvin        ( K )	Termometer
Kuat Arus Listrik	Ampere    ( A )	Ampermeter
Kuat (intensitas) cahaya	Candela    ( cd )	Lightmeter
Jumlah Zat	Mole         ( mol)	Tidak diukur secara langsung

Salah satu ciri besaran pokok adalah nilainya bisa didapat langsung dari pengukuran menggunakan alat ukurnya.

Pada bab ini hanya akan dipelajari tiga besaran pokok yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari beserta satuan bakunya.

1).    Panjang

                Besaran panjang, dalam SI, sebagai satuan pokoknya adalah meter (m). Satu meter standar (baku) ditetapkan sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama detik. Untuk keperluan sehari-hari, dibuat alat pengukur panjang tiruan dari meter standar (lihat gambar).

                Salah satu kemudahan SI adalah untuk setiap besaran hanya ada satu satuan dasar dan dapat diubah menjadi satuan yang lebih besar atau lebih kecil dengan menambahkan awalan pada satuan dasar.

No.	Nama awalan	Nilai terhadap satuan dasar	Penerapan pada satuan besaran panjang
	kilo (k)	1000	1 kilometer (km) = 1000 meter
	hekto (h)	100	1 hm = 100 m
	deka (da)	10	1 dam = 10 m
	-   (tanpa awalan)	1	meter (satuan dasar)
	desi (d)	1/10	1 dm = m = 0,1 m
	centi (c)	1/100	1 cm = m = 0,01 m
	mili (m)	1/1000	1 mm = m = 0,001 m

Untuk memudahkan mengubah (mengkonversi) suatu satuan menjadi satuan yang lebih besar atau lebih kecil dapat digunakan bantuan tangga konversi.

 

Selain awalan-awalan pada tabel di atas, masih ada awalan lain yang sering digunakan dalam IPA, seperti tera  (1 Tm = 1.000.000.000.000 m = 10¹² m), giga (1 Gm = 10⁹ m), mega (1 Mm = 10⁶ m). Sedangkan awalan yang nilainya lebih kecil dari mili, antara lain nano (1 nm = 0,000.000.009 m = 10^-9 m), mikro (1 µm = 10^-6 m), nano (1nm=10^-9 m) piko (1 pm = 10^-12 m), femto (1 fm = 10^-15 m).

Besaran panjang dapat diukur menggunakan alat pengukur besaran panjang, antara lain pita meteran (metline),  meteran kelos, penggaris (mistar), jangka sorong dan micrometer sekrup

2).    Massa               

Setiap benda tersusun dari materi. Jumlah materi yang terkandung dalam suatubenda disebut massa benda. Besaran massa dalam SI mempunyai satuan pokok kilogram. Satu kilogram ditetapkan sama dengan massa 1 liter air pada suhu 4°C. Pada besaran massa yang merupakan satuan dasar adalah gram. Dari satuan gram dapat diubah menjadi satuan yang lebih besar atau lebih kecil dengan menambahkan suatu awalan, seperti pada tangga konversi untuk besaran massa.

Satuan besaran massa selain kilogram (kg), yang juga sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah ton (1 ton = 1000 kg), kwintal ( 1 kwintal = 100 kg), dan ons ( 1 ons = 100 g = 1/10 kg).

Besaran massa diukur menggunakan neraca (timbangan). Neraca ada dua jenis, yaitu neraca mekanik (misal: neraca pasar, neraca sama lengan, neraca Ohauss, dll) dan neraca digital (neraca elektronik). Pada neraca digital, hasil pengukuran muncul dalam bentuk beserta satuannya.

3).    Waktu

Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa. Misalnya, waktuhidup seseorang dimulai sejak ia dilahirkan hingga meninggal, waktu perjalanan

diukur sejak mulai bergerak sampai dengan akhir gerak. Dalam SI, satuan waktu adalah second atau detik (s). Satu detik baku adalah waktu yang dibutuhkan atom cesium 133untuk bergetar 9.192.631.770 kali. Satuan waktu yang lebih besar dari detik, antara lain menit, jam, hari, bulan, tahun, decade, abad.

a.         Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari satuan besaran –besaran pokok  penyusunnya. Besaran turunan tersusun atas satu atau lebih besaran pokok. Beberapa macam besaran turunan, antara lain luas, volume, konsentrasi larutan, laju pertumbuhan. Salah satu cirri besaran turunan adalah nilainya di dapat melalui pengukuran dan perhitungan menggunakan suatu persamaan.

1).    Luas

Untuk benda-benda yang bentuknya teratur (misal: persegi, persegi panjang, segi tiga siku-siku, trapesium, dll.) luasnya dapat ditentukan dengan persamaan tertentu.

Untuk benda yang bentuknya tidak teratur, misal luas daun, dapat digunakan cara langsung dengan langkah-langkah, sebagai berikut:

1.       Tempatkan bidang yang akan diukur luasnya, misal daun,pada selembar kertas grafik dan lukis sisi luar bidang!

2.       Hitunglah luas daun tersebut dengan menghitung banyaknya persegi yang tercakup oleh bidang!

3.       Berdasarkan gambar, dapat dihitung total persegi yang tercakup adalah 16. Bila luas 1 persegi adalah 1 cm², luas bidang adalah 16 cm².

2).    Volume

                Volumebenda  adalah suatu hal yang terkait dengan besar ruangan yang dapat terisi materi. Volume benda-benda yang bentuknya teraturdapt ditentukan secara perhitungan matematis menggunakan persamaan yang sesuai setelah dilakukan pengukuran terhadap bagian-bagian tertentu dari benda itu.Misal: ketika kita hendak mengukur volume sebuah balok. Langkah pertama, kita akan mengukur terlebih dahulu panjang, lebar dan tinggi balok tersebut, selanjutnya langkah kedua, menentukan volume balok tersebut dengan persamaan bahwa:

V_balok = panjang x lebar x tinggi

Sedangkan untuk benda-benda padat yang bentuknyatidak teratur, volumenya dapat diukur menggunakan gelas ukur yang sebelumnya telah diisi zat cair sampai pada batas tertentu. Cara ini sekaligus cara untukmengukur volume zat cair. Besar ruangan dalam gelas ukur yang terisi oleh air menunjukkan volume air itu. Bila kemudian kemudian ke dalam gelas ukur tersebut dimasukkan benda padat yang bentuknya tidak teratur, penunjukkan pada angka oleh permukaan air akan berubah. Sekarang ruangan dalam gelas ukur diisi oleh air dan benda, sehingga:

               Volume benda     = volume akhir                –             volume awal

                                              = V_{benda dan air}       - V_air

Satuan volume yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain m³, dm³, liter, milliliter, cc.

1 m³ = 1000 dm³

1 dm³ = 1 liter = 1 L

1 mL = 1 cm³ = 1 centimetercubic = 1 cc

3).    Konsentrasi larutan

Konsentrasi larutan dapat dirumuskan sebagai massa (banyaknya) zat terlarut dibagi dengan volume zat pelarut.

4).    Laju pertumbuhan

Laju pertumbuhan pada tanaman menyatakan besar pertambahan tinggi tanaman dalam satu satuan waktu tertentu. Misal: pada pengukuran awal tinggi suatu tanaman 20 cm, setelah 10 hari hari tanaman tersebut diukur lagi, ternyata ketinggiannya menjadi 60 cm. Besar laju pertumbuhan (pertambahan tinggi per hari) tanaman itu dapat ditentutukan, seperti berikut:

Laju pertumbuhan =  = = = 4 cm/hari