24. Praktikum IPA

Penulis Adeng Slamet Ismet Masitoh Suhendri Endang Dayat Penelaah Materi Nana Jumhana Penyunting Bahasa

Layout Renaldo R.N

Kata Peng Pengantar  antar  Pendidikan Jarak Jauh (PJJ) memiliki ciri utama keterpisahan ruang dan waktu antara mahasiswa dengan dosennya. Dalam PJJ, keberadaan bahan ajar memiliki peran strategis. Melalui bahan bahan ajar, mahasiswa secara mandiri mandiri mampu belajar, berefleksi, berefleksi, berinteraksi, dan bahkan menilai sendiri proses dan hasil belajarnya. Paket bahan ajar PJJ S1 PGSD ini tidak hanya berisi materi kajian, tetapi juga pengalaman belajar yang dirancang untuk dapat memicu mahasiswa untuk dapat belajar secara aktif, bermakna, dan mandiri. Paket bahan ajar ini dikemas secara khusus dalam bentuk bahan ajar hybrid yang meliputi: a. b. c. d.

Bahan ajar cetak, Bahan ajar audio, Bahan ajar video, serta Bahan ajar berbasis web.

Seluruh paket bahan ajar ini dikembangkan oleh Konsorsium PJJ S1 PGSD yang terdiri dari 23 Perguruan Tinggi (PT), yaitu Universitas Sriwijaya, Universitas Katolik Atmajaya, Universitas Pendidikan Indonesia, Universitas Negeri Yogyakarta, Universitas Negeri Malang, Universitas Muhammadiyah Malang, Universitas Tanjungpura, Universitas Nusa Cendana, Universitas Negeri Makassar, Universitas Cendrawasih, Universitas Muhammadiyah Prof. Dr. HAMKA, Universitas Pattimura, Universitas Muhammadiyah Makassar, Universitas Negeri Gorontalo, Universitas Negeri Jember, Universitas Lampung, Universitas Lambung Mangkurat, Universitas Pendidikan Ganesha, Universitas Mataram, Universitas Negeri Semarang, Universitas Kristen Satya Wacana, Universitas Negeri Solo, dan Universitas Haluoleo. Proses pengembangan bahan ajar ini difasilitasi oleh SEAMOLEC. Semoga paket bahan ajar ini dapat memberi manfaat bagi semua pihak yang terlibat dalam penyelenggaraan program PJJ S1 PGSD di tanah air.

Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Direktur Ketenagaan,

Muchlas Samani

NIP. 0130516386

Daftar Isi

Kata Pengantar Daftar Isi ………………………………………………………………………

i

………………………………………………………...

vi

: PENGUKURAN............................................................

1.1

Tinjauan Mata Kuliah UNIT 1

: Subunit 1

: Pengukuran Pengukuran Panjang.....................................................

Latihan

1.3

....................................................................................... ........................................................ ...............................

1.8

Rangkuman Rangkuman

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

1.10

Tes Formatif 1

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

1.10

: Subunit 2

: Pengukuran Pengukuran Volume.......................................................

1.12

Latihan

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

1.15

Rangkuman Rangkuman

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

1.16

Tes Formatif 2

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

1.16

Subunit 3

: Pengukuran Pengukuran Besaran Kelistrikan....................................

1.18

Latihan

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

1.22

Rangkuman Rangkuman

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

1.25

Tes Formatif 2

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

1.26

Kunci Jawaban Tes Formatif ................................................... ............................

1.27

Daftar Pustaka

: ...................................................... ....................................................................................... .................................

1.31

Glosarium

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

1.32

Praktikum IPA

i

UNIT 2

MEKANIKA....................................................................

2.1

Subunit 1

: K a t r o l................................................ ........................

2.3

Latihan

: ................................................. .......................................

2.7

Rangkuman Rangkuman

: ................................................. ......................................

2.8

Tes Formatif 1

: ............................................... ........................................

2.8

Subunit 2

: Pengungkit.................................................... Pengungkit..................................................................... .................

2.10

Latihan

: ................................................. .......................................

2.14

Rangkuman Rangkuman

: ................................................. .......................................

2.15

Tes Formatif 2

: ................................................. .......................................

2.15

Subunit 3

: Bidang Miring...................................................................

Latihan

: ............................................... .........................................

2.20

Rangkuman Rangkuman

: ................................................. .......................................

2.20

Tes Formatif 3

: ................................................. .......................................

2.20

Kunci Jawaban Tes Formatif .......................................................... ............................................................................... .....................

2.23

Daftar Pustaka

: ................................................. .......................................

2.28

Glosarium

: ............................................... .........................................

2.29

SUHU DAN KALOR......................................................

3.1

Subunit 1

: Perpindahan Perpindahan Panas Secara Konduksi.............................

3.3

Latihan

: ............................................... .........................................

3.7

Rangkuman Rangkuman

: ................................................. ......................................

3.8

Tes Formatif 1

: ............................................... ........................................

3.8

Subunit 2

: Perpindahan Perpindahan Panas Secara Konveksi Konveksi ............................

3.9

Latihan

: ................................................. ......................................

3.13

Rangkuman Rangkuman

: ................................................. ......................................

3.14

UNIT 3

ii

Daftar Isi

2.17

Tes Formatif 2

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

3.14

Subunit 3

: Perpindahan Perpindahan Panas Secara Radiasi ................................

3.15

Latihan

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

3.19

Rangkuman Rangkuman

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

3.19

Tes Formatif 3

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

3.20

Kunci Jawaban Tes Formatif ................................................... ............................

3.21

Daftar Pustaka

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

3.23

Glosarium

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

3.24

UNIT 4

LISTRIK LISTRIK DAN MAGNET................................................

4.1

Subunit 1

: Pengalaman-Pengalaman Dasar Tentang Rangkaian

4.3

Listrik............................................................................. Latihan

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

4.6

Rangkuman Rangkuman

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

4.7

Tes Formatif 1

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

4.8

Subunit 2

: Elektrodinamik (Rangkaian Konduktor Dan Isolator)... Isolator).. .

4.9

Latihan

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

4.12

Rangkuman Rangkuman

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

4.12

Tes Formatif 2

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

4.12

Subunit 3

: Elektrodinamika (Rangkaian Seri Dan Paralel)........ Paralel)... .......... .....

Latihan

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

4.17

Rangkuman Rangkuman

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

4.18

Tes Formatif 3

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

4.18

Subunit 4

: M a g n e t.............................................. ........................

4.19

Latihan

: Latihan Latihan 1............................................... .........................

4.23

Latihan Latihan 2................................................ ........................

4.25

: ........................................................ ........................................................................................ ................................

4.26

Rangkuman Rangkuman

4.13

Praktikum IPA

iii

Tes Formatif 4

: ................................................. .......................................

4.26

Kunci Jawaban Tes Formatif ................................................... ............................

4.28

Daftar Pustaka

: ............................................... .........................................

4.31

Glosarium

: ................................................. ......................................

4.32

UNIT 5

MAHLUK HIDUP DAN LINGKUNGAN.......................

5.1

Subunit 1

: M e t a b o l i s m e.........................................................

5.2

Latihan

: Latihan 1............................................... .........................

5.8

Latihan 2............................................. ...........................

5.10

Rangkuman Rangkuman

: ................................................. .......................................

5.11

Tes Formatif 1

: ................................................. .......................................

5.12

Subunit 2

: Produk Teknologi Teknologi Tradisional....................................... Tradisional.......................................

5.14

Latihan

: Latihan ....................................... ...................................

5.19

Rangkuman Rangkuman

: ................................................. .......................................

5.20

Tes Formatif 2

: ................................................. .......................................

5.21

Subunit 3

: Pencemaran Pencemaran Air..................................................... Air.............................................................. .........

5.22

Latihan

: Latihan ....................................... ...................................

5.26

Rangkuman Rangkuman

: ................................................. .......................................

5.27

Tes Formatif 3

: ............................................... .........................................

5.27

Kunci Jawaban Tes Formatif ................................................... ............................

5.28

Daftar Pustaka

: ................................................. .......................................

5.30

Glosarium

: ................................................. .......................................

5.31

UNIT 6

ALAM SEMESTA: SISTEM BUMI-BULAN

6.1

MATAHARI...................................................................... Subunit 1

iv

Daftar Isi

: Rotasi serta Revolusi Bumi dan Bulan.........................

6.3

Latihan

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

6.9

Rangkuman Rangkuman

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

6.10

Tes Formatif 1

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

6.11

Subunit 2

: Sistem Bumi-Bulan-Mata Bumi-Bulan-Matahari........................................ hari........................................

6.14

Latihan

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

6.22

Rangkuman Rangkuman

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

6.22

Tes Formatif 2

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

6.23

Kunci Tes Formatif ............................................. .................................................

6.27

Daftar Pustaka

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

6.29

Glosarium

: ........................................................ ....................................................................................... ...............................

6.30

Praktikum IPA

v

Tinjauan Mata Kuliah

S

audara, Mata Kuliah Praktikum Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) ini disusun untuk  membantu Anda dalam mengoptimalkan proses pembelajaran IPA agar lebih

bermakna.

Buku ini merupakan kumpulan panduan pembelajaran yang memuat

beberapa kegiatan dengan menggunakan alat dan bahan yang cukup mudah Anda peroleh. Bahkan, apabila di tempat Anda tidak tersedia, maka Anda dipersilahkan untuk menggantinya dengan bahan dan alat lain yang lebih sederhana yang ada di lingkungan saudara. Silahkan...silahkan...! saudara berkreasi sendiri, namun tanpa mengubah konsep yang ingin dicoba. Dalam mata kuliah ini Anda akan melakukan beberapa kegiatan praktikum untuk  materi yang berkaitan dengan pembelajaran IPA Sekolah Dasar meliputi pengukuran, sifat zat, gerak, energi, metabolisme, makhluk hidup dengan lingkungannya, pemanfaatan hasil teknologi sederhana dan dampak produk industri terhadap lingkungan, serta tata surya dan alam semesta. Untuk itu buku Praktikum Praktikum IPA ini berisi beberapa kegiatan praktikum praktikum yang terbagi menjadi 6 unit kegiatan praktikum meliputi: 1. Unit I

: Pengukuran

2. Unit II

: Mekanika

3. Unit III : Suhu dan Kalor 4. Unit IV : Listrik dan Magnet 5. Unit V

: Mahluk hidup dan lingkungan

6. Unit VI : Tata Tata Surya Surya dan Antariksa Diharapkan dari setiap percobaan yang Anda lakukan dapat meningkatkan kemampuan saudara untuk terampil menggunakan alat, memahami konsep, mengamati fenomena/gejala alam, mencatat data, menyimpulkan dan menerapkan konsep yang dipelajari dalam pembelajaran di kelas. Sekali lagi, sangat diharapkan diharapkan Anda mencoba kegiatan kegiatan praktikum ini karena materi-materinya sangat berguna bagi Anda dalam upaya membelajarkan konsepkonsep IPA di Sekolah Dasar. Dasar. Di samping itu, juga juga materi-materi dalam praktikum praktikum ini sangat mendukung saudara dalam memahami materi dalam mata kuliah lain

seperti Pendidikan IPA dan Pembelajaran IPA yang saudara pelajari. Usahakan saudara mencoba untuk melakukan satu per satu kegiatan dalam Praktikum IPA ini baik mandiri maupun terbimbing. Untuk beberapa materi dalam Mata Kuliah Praktikum IPA ini juga akan dimediasi dengan beberapa alat bantu media Video dan Web-based. Ingatlah Saudara, apabila seluruh kegiatan dalam buku Praktikum IPA ini dapat anda lakukan, maka saudara akan mendapatkan suatu pengalaman yang sangat berharga bagi peningkatan kualitas pembelajaran yang saudara lakukan. Mudahmudahan buku panduan panduan Praktikum IPA ini dapat meningkatkan meningkatkan dan dan

menambah

gairah dan semangat Anda untuk mempelajari, mengerti, dan mengembangkan IPA sebagai suatu anugerah dan rakhmat dari Sang Pencipta. Untuk mencapai hasil yang optimal, ada beberapa petunjuk yang perlu Anda pahami dan lakukan dengan baik, antara lain: 1) Bacalah dengan cermat petunjuk kegiatan agar Anda memperoleh gambaran yang jelas tentang apa yang harus Anda lakukan. 2) Sebagai bahan pengayaan dan untuk menambah wawasan, berusahalah mempelajari sumber-sumber lain yang relevan berhubungan dengan materi praktikum ini. 3) Setelah itu, ujilah kemampuan Anda dengan mencoba menjawab soal-soal yang telah disediakan, kemudian ukurlah tingkat pemahaman Anda dengan mencocokkan jawaban dan menghitungnya dengan menggunakan rumus yang telah disediakan. Selamat mencoba mencoba dan selamat bekerja, bekerja, yang profesional. Amien.

mudah-mudahan Anda menjadi menjadi guru

Unit

1

PENGUKURAN Ismet, S.Pd., M.Si Drs. Adeng Slamet, M.Si

Pendahuluan

I

PA merupakan cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang fenomenafenomena alam yang disusun melalui tahapan-tahapan metode ilmiah yang bersifat

khas-khusus, yaitu penyusunan hipotesis, melakukan observasi, penyusunan teori, pengujian hipotesis, penarikan kesimpulan, dan seterusnya. Fenomena-fenomena alam yang diungkap biasanya dapat dirumuskan dalam besaran-besaran fisika. Pengamatan fenomena-fenomena alam tidaklah lengkap bila tidak disertai dengan data kuantitatif yang diperoleh dari hasil pengukuran. Oleh karena itu pengukuran merupakan bagian penting dalam ilmu pengetahuan alam. Dalam kehidupan sehari-hari tanpa kita sadari sesungguhnya kita tidak  pernah luput dari kegiatan pengukuran. Kita membeli minyak goreng, gula, beras, daging, mengukur tinggi badan, menimbang berat, mengukur suhu tubuh merupakan bentuk aktivitas pengukuran. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa pengukuran merupakan bagian dari kehidupan manusia. Melalui hasil pengukuran kita dapat membedakan antara satu dengan yang lainnya. Pengukuran agar memberikan hasil yang baik maka haruslah menggunakan alat ukur yang memenuhi syarat. Suatu alat ukur dikatakan baik bila memenuhi syarat yaitu

valid  (sahih)

dan

reliabel

(dipercaya). Disamping ke dua syarat di atas,

ketelitian alat ukur juga harus diperhatikan. Semakin teliti alat ukur yang digunakan, maka semakin baik kualitas alat ukur tersebut. Mengukur pada hakikatnya adalah membandingkan suatu besaran dengan suatu besaran yang sudah terstandar. Pengukuran panjang dilakukan dengan menggunakan mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup. Pengukuran berat

Praktilum Praktilum IPA

1- 1

menggunakan neraca dengan berbagai ketelitian, mengukur kuat arus listrik  menggunakan ampermeter,

mengukur waktu dengan stopwatch, mengukur mengukur suhu suhu

dengan termometer, dan lain sebagainya. Mistar, jangka sorong, mikrometer sekrup, neraca, amper meter, termometer merupakan alat ukur yang sudah terstandar. Dengan menggunakan alat ukur yang sudah terstandar, maka siapapun yang melakukan pengukuran, dimanapun pengukuran itu dilakukan, dan kapanpun pengukuran itu dilaksanakan akan memberikan hasil yang relatif sama. Unit ini akan mengantarkan Anda untuk memahami konsep pengukuran melalui serangkaian kegiatan/percobaan yang teridiri dari pengukuran panjang, pengukuran berat, pengukuran volume, pengukuran hambatan, kuat arus dan tegangan listrik. Setelah melakukan serangkaian kegiatan/percobaan diharapkan Anda mampu: 1. melakukan pengukuran panjang menggunakan mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup. 2. melakukan pengukuran berat dengan berbagai alat ukur berat. 3. melakukan pengukuran volume benda yang bentuknya tak beraturan. 4. melakukan pengukuran hambatan, arus, dan tegangan listrik  Untuk mencapai hasil yang optimal, ada beberapa petunjuk yang perlu Anda pahami dan lakukan dengan baik. 1. Bacalah dengan cermat petunjuk kegiatan agar A nda memperoleh gambaran yang  jelas tentang apa yang harus Anda lakukan. 2. Untuk menambah wawasan Anda, berusahalah mencari sumber-sumber lain yang menunjang materi ini. 3. Setelah selesai, ujilah kemampuan Anda dengan mencoba menjawab soal-soal pada tes formatif yang telah disediakan, kemudian ukurlah tingkat pemahaman Anda dengan mencocokkan jawaban dan menghitungnya dengan menggunakan rumus yang telah disediakan. Selamat bekerja semoga sukses

1 -2

Unit 1

Subunit 1

Pengukuran Panjang

B

ila di atas meja yang berada dihadapan Anda terletak selembar kertas HVS ukuran kwarto, dapatkah Anda menentukan berapakah ukuran panjang dan

lebarnya? Tentu tidaklah sulit, Anda tinggal ambil sebuah mistar dan lakukan pengukuran panjang dan lebar kertas tersebut. Dapatkah Anda menuliskan hasil pengukuran tersebut dengan baik? Bagaimana cara menyatakan hasil pengukuran tersebut bila ukuran panjang dan lebar kertasnya tidak persis berimpit dengan skala alat ukur yang digunakan? Mengukur panjang dan lebar selembar kertas pada dasarnya tidaklah begitu sulit. Kalau Anda diminta mengukur tebal selembar kertas, dapatkah Anda melakukannya dengan menggunakan sebuah mistar. Tentu saja Anda tidak dapat menggunakan mistar karena ukuran ketebalan kertas lebih kecil dari skala terkecil dari mistar. Lalu apa alat ukur yang dapat digunakan? Bagaimana pula kalau di hadapan Anda terletak sebuah pena. Anda tentu dapat melakukan pengukuran panjangnya dengan baik. Apa yang harus Anda lakukan untuk menentukan diameter (garis tengah) pena tersebut. Dapatkah dengan menggunakan mistar? Tentu Anda Anda akan kesulitan bukan? bukan?

Bagaimana dengan

diameter sebuah kawat halus? Apa yang harus Anda lakukan untuk mendapatkan data-data hasil pengukuran pengukuran tersebut? Untuk dapat melakukan pengukuran ketebalan kertas, diameter kawat, berikut ini kita akan melakukan kegiatan/ percobaan menggunakan mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup. sekrup. Sebelum melakukan kegiatan/percobaan, kegiatan/percobaan, siapkan dulu alat dan bahan yang dibutuhkan, baca prosedur kerja dengan cermat, dan siapkan tabel pengamatan dengan baik.

a.

Judul Kegiatan Kegiatan : Pe Pengukur ngukur an panjang

b.

Tujuan Kegiatan 1. melakukan pengukuran panjang menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup 2. melakukan pengukuran berat menggunakan timbangan 3. melakukan pengukuran tahanan, arus, dan tegangan listrik  menggunakan multimeter.

Praktilum Praktilum IPA

1- 3

c.

Landasan Teori Mengukur pada hakikatnya adalah membandingkan suatu besaran fisis dengan suatu besaran yang sudah terstandar. Pengukuran panjang suatu besaran fisis dapat dilakukan dengan menggunakan mistar. Untuk besaran fisis yang tidak dapat diukur menggunakan mistar, maka dapat dilakukan dengan menggunakan jangka sorong atau mikrometer sekrup. Mistar merupakan alat ukur panjang yang paling sederhana dan sudah lumrah dikenal orang. Ada dua jenis mistar yang sering digunakan, yaitu stik meter dan mistar metrik. Stik meter memiliki panjang satu meter dan memiliki skala desimeter, sentimeter, dan milimeter. Mistar metrik memiliki panjang 30 sentimeter. Mistar memiliki skala pengukuran terkecil 1 milimeter, sesuai dengan jarak  garis terkecil antara dua garis yang saling berdekatan. Ketelitiannya adalah 0,5 milimeter, atau setengah dari skala terkecil. Dengan menggunakan mistar untuk mengukur diamater sebuah bola, diameter silinder atau untuk mengukur dimensi jari-jari dalam dan luar dari slinder akan sangat sulit dilakukan dan hasilnya   juga kurang akurat. Jangka sorong merupakan alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur dimensi jari-jari atau diameter dengan hasil yang lebih akurat. Ketelitian jangka sorong mencapai mencapai 0,1 mm. Gambar 1 menunjukkan jangka sorong dengan bagianbagiannya. Jangka sorong terdiri atas rahang tetap dan rahang sorong. Pada rahang tetap terdapat skala yang disebut dengan skala utama. Satu bagian skala utama panjangnya 1 mm. Rahang sorong, merupakan rahang yang dapat digeser-geser sesuai dengan ukuran benda yang akan diukur.

1 -4

Unit 1

Gambar 1.1. Pengukuran panjang benda dengan jangka sorong Pada rahang sorong dilengkapi dengan 10 bagian skala yang disebut dengan skala nonius atau vernier. Panjang 10 skala nonius adalah 9 mm. Hal ini berarti 1 skala nonius (jarak antara dua garis skala nonius yang berdekatan) 0,9 mm. Dengan demikian selisih skala utama dengan skala nonius adalah 1 mm – 0,9 mm = 0,1 mm atau 0,01 cm. Hal ini berarti bahwa bahwa tingkat ketelitian dari jangka sorong adalah ½ nilai skala terkecil terkecil (nst) = 0,005 cm. Dengan ketelitian demikian, jangka sorong dapat dipakai untuk mengukur ketebalan suatu plat tembaga, diameter dalam dan diamater luar sebuah pipa. pipa. Pada gambar 1 dapat dinyatakan hasil pengukurannya sebagai berikut. Hasil pengukuran pengukuran berada di antara antara skala 2,1 dan 2,2 2,2 cm pada skala utama. Skala nonius yang ke lima tepat berimpit dengan skala utama. Karena 1 skala nonius bernilai 0,01 cm, maka 5 skala nonius bernilai 0,05 cm. Dengan demikian hasil pengukuran dapat dituliskan menjadi 2,1 + 0,05 = 2,15 cm. Selain dapat digunakan untuk mengukur ketebalan atau panjang suatu benda, jangka sorong juga dapat digunakan untuk  mengukur diameter dalam dan diameter luar sebuah benda berbentuk  tabung atau silinder, seperti terlihat pada gambar 1.2.

Praktilum Praktilum IPA

1- 5

Gambar 1.2. Pengukuran (a) diamater dalam dan (b) diamter luar menggunakan mikrometer sekrup Benda yang ukurannya sangat tipis seperti kertas atau kawat yang ukurannya sangat kecil tidak dapat diukur menggunakan jangka sorong. Untuk mengukur dimensi luar dari benda yang sangat tipis digunakan mikrometer sekrup. Seperti halnya jangka sorong, mikrometer sekrup juga memiliki dua skala, yaitu skala utama dan skala nonius.

Gambar 1.3. Mikrometer sekrup Skala utama ditunjukkan oleh silinder pada lingkaran dalam, sedangkan skala nonius ditunjukkan oleh selubung pada lingkaran luar. Jika selubung luar diputar satu kali putaran penuh, maka skala utama akan berubah 0,5 mm. Karena skala luar memiliki 50 skala, maka 1 skala pada selubung luar sama dengan jarak maju atau mundur rahang geser sejauh 0,5 mm/50 = 0,01 mm, yang merupakan skala terkecil dari mikrometer sekrup.

1 -6

Unit 1

Ketelitian mikrometer sekrup adalah ½ nst atau 0,005 mm. Dengan demikian mikrometer sekrup dapat dipakai untuk mengukur tebal selembar kertas atau diameter sebuah kawat yang sangat halus. Hasil pengukuran sebuah benda menggunakan mikrometer sekrup pada gambar gambar 2 dapat dinyatakan sebagai sebagai berikut. Skala utama utama yang terdekat dengan selubung luar adalah 4,5 mm. Garis mendatar pada selubung luar yang berimpit dengan garis mendatar pada skala utama adalah garis ke 48. Dengan demikian hasil pengukuran dapat dinyatakan dengan 4,5 mm mm + 48 bagian bagian

= 4,5 mm + 48 x 0,01 0,01 mm mm = 4,98 mm.

Sehingga hasil pengukuran dapat ditulis dengan 4,98 mm.

d.  Alat dan Bahan 1. mistar 2.  jangka sorong 3. mikrometer sekrup 4. kertas 5. gelas ukur 6. kawat halus 7. tabung reaksi 8. kelereng 9. balok tembaga, kayu, dan besi

e. Prosedur Kerja 1) Kegiatan I : Mengukur panjang dengan jangka sorong a) Sebelum menggunakan jangka sorong, periksalah terlebih dahulu skala skala utama dan skala noniusnya. Katupkan jangka sorong, bila angka nol kedua skala tidak berimpit, maka  jangka sorong dikatakan mempunyai kesalahan titik nol. Oleh karena itu hasil pengukuran perlu dikoreksi. b) Tempatkan benda yang akan diukur di antara dua rahang  jangka sorong. c) Perhatikan angka pada skala utama yang berdekatan dengan angka nol pada nonius. d) Perhatikan garis nonius yang tepat berimpit dengan garis pada skala utama.

Praktilum Praktilum IPA

1- 7

e) Tentukan hasil pengukuranmu! 2) Kegiatan II: Mengukur panjang dengan mikrometer sekrup a) Tempatkan benda yang akan diukur diantara selubung ulir/  rahang geser. b) Putar maju selubung luar sesuai dengan ketebalan benda yang akan diukur. c) Putar roda bergerigi supaya hasil pengukuran tidak bergeser. d) Perhatikan skala utama yang terdekat dengan tepi selubung luar. e) Perhatikan garis garis mendatar pada selubung luar yang berimpit dengan garis mendatar pada skala utama. f) Tentukan hasil pengukuranmu!

Latihan Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang telah dilakukan, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut! 1. Ketika ingin mengukur sesuatu, kapankah Anda menggunakan jangka sorong atau mikrometer sekrup? Apa keuntungannya? 2. Tentukan hasil pengukuran panjang menggunakan jangka sorong seperti gambar berikut!

3. Bila pengukuran sebuah kawat menggunakan mikrometer sekrup terlihat seperti gambar. Nyatakan hasil pengukuran tersebut dengan angka!

1 -8

Unit 1

Pedoman jawaban latihan 1. Jangka sorong digunakan untuk mengukur besar-besaran fisis yang tidak  mungkin diukur dengan menggunakan mistar. Dengan jangka sorong dan mikrometer sekrup hasilnya akan lebih akurat karena tingkat ketelitian jagka sorong maupun mikrometer sekrup dapat mencapai tingkat ketelitian 0,005 mm. 2. Perhatikan gambar di atas. Hasil pengukuran diameter luar sebuah pipa kecil berada diantara 2,4 cm dan 2,5 cm. Garis skala nonius yang berimpit dengan garis pada skala utama adalah garis ke 4. Hal ini berarti hasil pengukuran dapat dinyatakan: Diameter luar pipa = 2,4 cm + (4 x 0,01 cm) = 2,44 cm 3. Hasil pengukuran menggunakan mikrometer sekrup dapat dituliskan Skala utama terdekat dengan selubung silinder luar adalah 2,5 mm. Selubung silinder luar yang berimpit berimpit dengan garis mendatar mendatar pada skala utama adalah garis ke 48. Hal ini berarti diameter kawat dapat ditulis: Diameter kawat = 2,5 mm + (48 x 0,01 mm) = 2,98 mm.

Praktilum Praktilum IPA

1- 9

Rangkuman

Mistar merupakan alat ukur panjang yang paling sederhana dan sudah lumrah dikenal orang. Menggunakan mistar untuk mengukur dimensi  jari-jari dalam dan luar dari slinder akan sangat menyulitkan dan hasilnya   juga kurang akurat. Jangka sorong merupakan alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur dimensi jari-jari atau diameter dengan hasil yang lebih akurat. akurat. ketelitian jangka sorong sorong mencapai 0,1 mm. mm. Benda yang ukurannya sangat tipis seperti kertas atau kawat yang ukurannya sangat kecil tidak dapat diukur menggunakan jangka sorong. Untuk mengukur dimensi luar dari benda yang sangat tipis dapat dilakukan dengan menggunakan mikrometer sekrup. Ketelitian mikrometer sekrup dapat mencapai 0,01 mm.

Tes Tes Formatif 1 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut! 1. Berapakan hasil pengukuran panjang dengan menggunakan jangka sorong yang ditunjukkan oleh gambar berikut?

1 - 10

Unit 1

2. Pengukuran menggunakan menggunakan jangka sorong diperlihatkan oleh gambar berikut. berikut. Tuliskan hasil pengukuran tersebut!

3. Berapakah hasil pengukuran pengukuran panjang menggunakan mikrometer mikrometer sekrup yang diperlihatkan oleh gambar berikut?

4. Nyatakan hasil pengukuran yang diperlihatkan oleh gambar berikut!

5. Pengukuran panjang sebuah sebuah benda dengan dengan menggunakan menggunakan jangka sorong sebagai sebagai berikut. Skala utama berada antara angkla 2,5 dan angka 3. Sedangkan skala ke 40 pada skala nonius berimpit garis pada skala ut ama. Berapakah hasil pengukuran panjang benda tersebut?

Praktilum Praktilum IPA

1- 11

Subunit 2

Penguk Pe ngukuran uran Volume

V

olume merupakan besaran turunan yang dapat diturunkan dari besaran pokok  panjang. Volume balok dapat ditentukan melalui pengukuran tidak langsung

dari besaran panjang, lebar dan tingginya. Bagaimana kalau Anda memiliki sebongkah batu, apa yang harus Anda lakukan untuk menentukan ukuran volumenya? Dapatkah Anda menggunakan mistar, jangka sorong atau mikrometer sekrup? Pengukuran volume benda padat yang bentuknya tidak beraturan tidak dapat dilakukan dengan cara pengukuran tidak  langsung. Volume benda padat yang bentuknya tak teratur dan berukuran tidak  terlalu besar dapat diukur secara secara langsung dengan menggunakan menggunakan gelas ukur. Untuk dapat melakukan pengukuran volume suatu benda, berikut ini kita akan melakukan kegiatan/percobaan menggunakan mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup, gelas ukur, dan gelas berpancuran. Sebelum melakukan kegiatan/percobaan, siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan, baca prosedur kerja dengan cermat, dan siapkan tabel pengamatan dengan baik.

a.

Judul Kegiatan Kegiatan : Pe Pengukuran ngukuran Volume

b.

Tujuan Kegiatan 1. melakukan pengukuran volume menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup. 2. melakukan pengukuran volume menggunakan gelas ukur dan gelas berpancuran.

c.

Landasan Teori Teori Menentukan ukuran volume benda yang bentuknya teratur seperti balok, kubus, slinder dapat dilakukan melalui pengukuran tidak langsung. Berikut merupakan cara yang dapat dilakukan untuk menentukan volume beberapa benda yang bentuknya teratur. Volume benda yang berbentuk  balok dapat ditentukan melalui pengukuran panjang, lebar, dan tinggi. Benda berupa kubus melalui pengukuran panjang sisi-sisinya, dan benda berbentuk silinder melalui pengukuran diameter dan tinggi silinder, dan

1 - 12

Unit 1

Praktilum Praktilum IPA

1- 13

Unit

2

MEKANIKA Ismet,

S.Pd., M.Si

Pendahuluan

S

emua benda yang ada di alam ini tanpa kecuali senantiasa melakukan gerak. Dalam skala makro kita lihat bagaimana bumi tempat kita berpijak melakukan

putaran pada porosnya sambil mengorbit matahari sebagai pusat tatasurya kita. Bahkan telah diketahui orang bahwa seluruh benda-benda langit bergerak menjauhi satu sama lain dengan kecepatan yang sangat tinggi. Demikian juga dalam skala mikro, sel yang membangun makhluk hidup, dan atom sebagai unsur penyusun alam semesta selalu melakukan gerakan. Dengan demikian gerak merupakan bagian dari kehidupan. Pada unit ini telaah kita akan difokuskan pada  mekanika. Mekanika merupakan cabang dari ilmu fisika yang mempelajari gerak benda dan pengaruh lingkungan terhadap gerak benda. Bagian dari mekanika yang mempelajari gerak  benda

tanpa

mempedulikan

penyebab

gerak

atau

bagaimana

lingkungan

 kinematika. Bagian yang mempelajari mempengaruhi gerak tersebut disebut dengan  kinematika. bagaimana lingkungan mempengaruhi gerak benda disebut dengan dinamika. dengan  dinamika. Dalam dinamika, tinjauan tentang gerak sudah dikaitkan dengan penyebab gerak benda, dalam hal ini adalah gaya. Gaya merupakan tarikan atau dorongan yang dapat mengubah gerak benda, arah gerak, dan bentuk benda. Gaya yang dapat menyebabkan benda diam dapat bergerak, dan gaya pula yang dapat menyebabkan benda yang bergerak berubah diam. Dengan gaya pula manusia dapat melakukan pekerjaan. Dalam menjalankan hidupnya, manusia selalu berusaha untuk mencari kemudahan-kemudahan. kemudahan-kemudahan. Manusia berusaha

melakukan pekerjaan berat dengan dengan

menggunakan gaya yang sekecil mungkin. Kalau Anda ingin mendapat kemudahan

dalam menimba air dari sumur, alat apa yang Anda pikirkan untuk digunakan? Anda pasti memikirkan katrol (kerekan), menimba air menggunakan alat bantu katrol akan membuat pekerjaan menimba air menjadi lebih mudah. Bagaimana kalau Anda menjumpai ada sebuah batu besar yang menghalangi jalan sehingga kendaraan Anda tidak dapat lewat? Apa yang Anda pikirkan untuk dapat memindahkan batu tersebut. Dapatkah dengan menggunakan sebatang tongkat atau sebuah linggis? Bagaimana caranya? Demikian juga kalau Anda ingin memindahkan sebuah drum minyak ke atas sebuah truk, dapatkah dengan cara menggelindingkan drum di atas satu atau dua batang balok kayu? Semua yang kita bicarakan di atas merupakan cara yang dilakukan untuk memudahkan perkerjaan manusia. Dalam IPA, alat yang digunakan untuk memudahkan pekerjaan dinamakan ” pesawat sederhana” . Unit ini akan mengantarkan Anda untuk memahami konsep pesawat sederhana melalui serangkaian kegiatan/percobaan yang terdiri dari sistem katrol, tuas/pengungkit,

dan

bidang

miring.

Setelah

melakukan

serangkaian

kegiatan/percobaan kegiatan/percobaan diharapkan Anda dapat: 1. merakit rangkaian katrol tunggal dan katrol ganda; 2. menentukan keuntungan keuntungan mekanik dan kerugian menggunakan sistem katrol;. 3. menentukan hubungan antara panjang lengan kuasa, panjang lengan beban, besar beban, dan besarnya kuasa; 4. menentukan hubungan hubungan antara kemiringan bidang miring dengan gaya. Untuk mencapai mencapai hasil yang optimal, ada beberapa beberapa petunjuk yang perlu perlu Anda pahami dan lakukan dengan baik. 1. Bacalah dengan cermat petunjuk kegiatan agar Anda memperoleh gambaran yang jelas tentang apa yang harus Anda lakukan. 2. Untuk menambah wawasan Anda, berusahalah mencari sumber-sumber lain yang menunjang materi ini. 3. Setelah selesai, ujilah kemampuan Anda dengan mencoba menjawab soalsoal pada tes formatif yang telah disediakan, kemudian ukurlah tingkat pemahaman Anda dengan mencocokkan jawaban dan menghitungnya dengan menggunakan rumus yang telah disediakan. Selamat bekerja semoga sukses

Subunit 1

Katrol

P

ernahkan Anda mengangkat ember yang berisi air dari sumur menggunakan satu buah katrol (kerekan)? Bagaimana rasanya bila dibandingkan dengan

mengangkat langsung? Anda pasti merasakan mengangkat ember berisi air menggunakan katrol terasa lebih ringan. Mengapa demikian? Ketika Anda mengangkat mengangkat air menggunakan katrol, maka sebenarnya Anda memberikan gaya tarik  yang arahnya sama dengan gaya gravitasi bumi, sehingga seolah-olah Anda merasakan gaya gravitasi bumi membantu Anda dalam melakukan pekerjaan. Pernahkan Anda memikirkan apa yang harus dilakukan agar Anda dapat mengangkat benda menggunakan gaya yang lebih kecil? Bagaimana kalau menggunakan menggunakan sistem katrol katrol atau katrol ganda ganda (dua, tiga, atau empat empat katrol) yang yang disusun sedemikian rupa. Apakah Anda dapat mengangkat beban dengan menggunakan gaya yang lebih kecil lagi? Semakin banyak katrol yang digunakan, maka semakin kecil gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda. Untuk memantapkan pemahaman Anda tentang katrol, berikut ini kita akan melakukan kegiatan/percobaan tentang cara merangkai sistem katrol, menentukan keuntungan mekanik, serta kerugian bila kita menggunakan sistem katrol. Sebelum melakukan kegiatan/percobaan, siapkan dulu alat dan bahan yang dibutuhkan, baca prosedur kerja dengan cermat, dan siapkan tabel pengamatan dengan baik.

a.

Judul Kegiatan: Katrol memudahkan pemindahan benda

b.

Tujuan Kegiatan: 1. Terampil merangkai sitem katrol ganda. 2. Menentukan keuntungan keuntungan mekanik katrol tunggal dan katrol ganda. 3. Menentukan kerugian penggunaan katrol ganda.

c.

Landasan Teori Katrol merupakan salah satu bentuk dari pesawat sederhana yang berfungsi untuk memudahkan pemindahan benda. Prinsip kerja dari pesawat sederhana adalah melipatgandakan gaya atau mengubah

arah gaya. Benda atau beban yang berat dapat dipindahkan dengan memberikan

sedikit

gaya

saja.

Bilangan

yang

menyatakan

pelipatgandaan hasil dari suatu pesawat sederhana terhadap gaya atau  jarak perpindahan disebut keuntungan mekanis. Dalam pemakaian katrol, biasanya katrol dilengkapi dengan tali. Terdapat dua jenis katrol yaitu katrol tetap (gambar 1a) dan katrol bergerak

(gambar

1b).

Dalam

pemakaiannya

kita

sering

menggabungkan beberapa katrol yang disebut dengan sistem katrol (gambar 1c dan 1d).

Gambar 2.1. Katrol tetap, katrol bergerak, dan sistem katrol Pada gambar 1 di atas, beban F B ditahan oleh jumlah utas atau penggal tali yang menahan berat benda, sehingga gaya yang diberikan beban FB akan direspon oleh gaya F K bersama-sama melalui jumlah penggal tali yang terlibat dalam menahan beban tersebut. Keuntungan mekanis menggunakan sistem adalah sama dengan perbandingan antara besar gaya beban dengan gaya kuasa. Untuk sistem katrol yang terdiri dari 2 buah katrol, maka ada dua penggal tali yang menahan gaya yang diberikan oleh beban F B seperti terlihat pada gambar 1, sehingga satu penggal tali akan memberikan gaya kuasa sebesar setengahnya dari gaya yang diberikan beban. Dengan demikian mengangkat benda dengan menggunakan sistem dua katrol dapat dilakukan dengan memberikan gaya yang

besarnya setengah dari gaya yang diberikan diberi kan benda/beban, atau F B = 2 x FK . Keuntungan mekanis mekanis sistem dua katrol adalah F B / FK = 2. Seringkali beban yang harus kita pindahkan berat sekali. Untuk mengangkatnya kita dapat menggunakan katrol majemuk yang merupakan gabungan dari beberapa katrol diam dan katrol bergerak  seperti pada gambar 1d. Terlihat bahwa gaya beban F B ditahan oleh 4 utas/penggal tali. Masing-masing penggal tali memberikan gaya seperempat dari gaya beban F B. Disini FB = 4 x F K. Keuntungan mekaniknya adalah adalah F B / FK = 4. Disamping keuntungan tersebut di atas, penggunaan sistem katrol atau katrol ganda juga memiliki kelemahan. Kelemahan penggunaan katrol ganda dalam memindahkan beban adalah pergeseran yang harus kita lakukan menjadi sekian kali lipat dari  jumlah penggal tali yang terlibat.

d.

Alat dan bahan KIT yang terdiri dari dari

e.

1.

standar.

2.

katrol ganda.

3.

tali (5 meter).

4.

neraca pegas.

5.

pengait.

6.

beban.

7.

mistar.

Prosedur Kerja 1. Siapkan semua alat dan dan bahan bahan yang diperlukan. 2. Angkat sebuah balok/beban setinggi 30 cm dengan menggunakan neraca pegas seperti gambar 2a. Ukur jarak pergeseran neraca pegas dan besar gaya dengan cara membaca skala neraca pegas, lalu catat hasil pengamatanmu ke dalam tabel pengamatan. 3. Pasang sebuah katrol pada standar, lalu pasangkan tali yang mengikat pengait melalui katrol seperti tampak pada gambar 2b. Tariklah tali ke bawah sehingga beban terangkat setinggi 30 cm dari kedudukan semula. Catat hasil pengamatan Anda!

4.

Pasangkan sebuah katrol bebas dan hubungkan dengan tali seperti gambar 2c. Dengan cara yang sama dengan langkah 3, catat hasil pengamatan Anda!

a

b

c

d

Gambar 2.2. Sistem katrol (katrol tetap dan katrol bebas) Tabel 2.1. Katrol tetap dan dan katrol bebas bebas No 1

Kegiatan Mengangkat beben secara langsung

2

Mengangkat benda mengunakan 1 katrol tetap

3

Mengangkat benda mengunakan 1 katrol tetap dan 1 katrol bebas

4

Mengangkat benda menggunakan 4 katrol

Besar gaya

Jumlah penggal

Jarak pergeseran

(Newton)

tali (buah)

neraca pegas (cm)

Latihan Untuk menambah wawasan dan pemahaman Anda mengenai katrol, coba lakukan latihan berikut ini! 1. Lakukan kegiatan mengangkat benda dengan menggunakan satu katrol, kegiatan

yang

satu

menggunakan

katrol

tetap

dan

yang

lainnya

menggunakan menggunakan katrol bergerak. Manakah yang lebih mudah? 2. Lakukan kegiatan menarik beban menggunakan satu, dua, dan empat katrol dengan arah gaya ke atas, ke bawah, dan ke samping. Ke arah manakah yang membutuhkan gaya yang lebih besar? 3. Sebutkan penggunaan katrol yang sering kamu temui dalam kehidupan sehari-hari!

Pedoman jawaban latihan 1. Dengan menggunakan satu katrol tetap, gaya tarik benda sama besar dengan gaya berat benda. Katrol tetap t etap hanya mengubah arah gaya dalam mengangkat benda, yaitu searah dengan gaya gravitasi bumi sehingga terasa lebih mudah. Menggunakan satu katrol bebas, gaya tarik benda menjadi ½ gaya berat benda, tetapi kita harus menariknya sepanjang dua kali

ketinggian

terangkatnya benda. 2. Mengangkat benda menggunakan sistem katrol baik ke atas, ke samping, maupun ke arah bawah membutuhkan kuasa atau gaya yang sama besar. Arah penarikan hanya mengubah arah gaya atau kuasa yang diberikan. 3. Katrol sering digunakan dalam kehidupan sehari hari untuk  a. mengangkat mengangkat air dari sumur. b. peralatan lift pada gedung-gedung gedung-gedung bertingkat. c. mengangkat mengangkat beban berat di proyek-proyek pembangunan pembangunan gedung. d. traksi tulang dan traksi kepala di rumah sakit. e. mobil derek untuk mengangkat kendaraan yang mengalami kecelakaan di

 jalan raya.

Rangkuman Katrol merupakan peralatan yang bekerja berdasarkan prinsip pesawat sederhana. Katrol dapat berguna untuk memudahkan dalam pemindahan benda. Prinsip kerja katrol adalah melipatgandakan gaya atau mengubah arah gaya. Bilangan yang menyatakan pelipatgandaan hasil dari suatu pesawat sederhana terhadap gaya atau jarak perpindahan disebut keuntungan mekanis. Keuntungan mekanis (KM) pada sistem katrol merupakan perbandingan perbandingan antara besarnya gaya beban dan gaya kuasa. KM = F B /FK. Penggunaan Penggunaan sistem katrol terutama terutama katrol ganda, ganda, di samping memiliki keuntungan juga ada kelemahan. Kelemahan penggunaan penggunaan katrol ganda dalam memindahkan beban adalah pergeseran yang harus kita lakukan menjadi sekian kali lipat dari jumlah penggal tali yang terlibat.

Tes Formatif 1 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan, jawablah pertanyaan-pertanyaan pertanyaan-pertanyaan berikut! 1. Tiga buah susunan katrol seperti gambar di bawah.

a. Sebutkan katrol manakah yang merupakan katrol tetap dan mana yang katrol bergerak! Jika gaya F yang digunakan untuk mengangkat beban sebesar 300 Newton, hitunglah: b. Keuntungan mekanis masing-masing susunan katrol! c. Besarnya gaya kuasa yang dibutuhkan untuk mengangkat beban! d. Tentukan pergeseran pergeseran titik kuasa bila beban terangkat setinggi 1 meter!

2. a. Dari dua buah katrol di bawah ini, tentukan tentukan keuntungan mekanisnya! mekanisnya!

a n dan kerugian menggunakan b unakan kedua katrol tersebut? b. Apa keuntungan keuntunga mengg 3. Perhatikan gambar di bawah ini!

a. Tentukan besarnya kuasa untuk mengangkat beban 500 Newton dengan menggunakan menggunakan masing-masing sistem katrol b. Tentukan keuntungan mekanis masing-masing susunan katrol 4. Dua buah susunan katrol seperti gambar di

samping.

Bila

pada

katrol

1

diperlukan gaya minimal sebesar 100 Newton

untuk

mengangkat

beban

seberat w. a. Berapa berat w? b. Berapa gaya yang diperlukan untuk  mengangkat beban pada katrol 2?

Katrol 1

Katrol 2

5. Sebuah beban seberat 500 Newton dipindahkan dengan menggunakan katrol ganda dengan empat katrol. Bila beban terangkat setinggi 2 meter, berapakah panjang tali yang harus ditarik untuk mengangkat beban tersebut? Berapa keuntungan mekaniknya?

Subunit 2

Pengungkit

B

ila di depan Anda terletak sebuah kaleng susu bubuk dalam keadaan tertutup sangat rapat, dan Anda diminta untuk membuka tutup kaleng tersebut dengan

menggunakan tangan tanpa bantuan alat. Apa yang Anda rasakan? Sulitkah? Anda pasti merasakan merasakan sangat sulit. Sekarang disediakan beberapa buah buah paku yang sama besar dalam berbagai ukuran panjang untuk mambantu Anda, paku yang manakah yang Anda pilih. Tentu saja Anda akan memilih paku yang ukuran paling panjang. Mengapa? Jawabannya adalah semakin panjang paku yang digunakan semakin mudah tutup kaleng untuk dibuka. Dalam konsep IPA sebenarnya Anda sedang menerapkan prinsip kerja pengungkit atau tuas. Tuas atau pengungkit merupakan salah satu bentuk dari pesawat sederhana yang dapat meringankan pekerjaan manusia. Prinsip kerja tuas atau pengungkit dapat kita temukan pada gunting, pembuka tutup botol, sekop, catut, dan l ain sebagainya. Agar penguasaan Anda terhadap konsep tuas atau pengungkit menjadi lebih baik dan utuh, berikut ini Anda akan melakukan kegiatan/ percobaan tentang prinsip kerja tuas. Sebelum melakukan kegiatan/percobaan, siapkan dulu alat dan bahan yang dibutuhkan, baca prosedur kerja dengan cermat, dan siapkan tabel pengamatan dengan baik.

a.

Judul Kegiatan : Pengungkit Meringankan Pekerjaan

b.

Tujuan Kegiatan : 1. Menemukan hubungan antara lengan kuasa, lengan beban, besar kuasa dan besarnya beban. 2. Menentukan keuntungan mekanik dari tuas.

c.

Landasan Teori Tuas atau pengungkit bekerja berdasarkan perbandingan antara panjang lengan kuasa dan panjang lengan beban. Untuk  memahami prinsip keja sebuah tuas, perhatikanlah gambar berikut

ini. Sebatang tongkat yang digunakan untuk memindahkan sebuah batu besar. Batu yang beratnya beratn ya F B merupakan beban

Gambar 2.3. Tuas

yang akan dipindahkan. Beban berada pada posisi ujung tongkat bagian bawah, dan gaya

kuasa F K

yang diberikan berada pada

bagian ujung yang lainnya. Titik tumpu T berada di antara gaya berat dan gaya kuasa. Jarak antara Gaya berat dengan titik tumpu dinamakan lengan beban L B, dan jarak antara gaya kuasa dengan titik tumpu dinamakan lengan kuasa L K. Titik tempat beban berada dinamakan lengan titik beban B, dan titik kuasa K merupakan titik  tempat kita memberikan gaya kuasa. Untuk memindahkan benda, maka kita harus memberikan kuasa FK yang arahnya ke bawah sehingga beban F B terangkat ke atas dan siap untuk dipindahkan. dipindahkan. Ketika kuasa diberikan, maka pada tongkat akan terjadi gerakan memutar yang disebut dengan torsi atau momen

gaya.

Momen gaya disini merupakan

kemampuan gaya untuk memutar tongkat. Momen gaya yang disebabkan oleh gaya kuasa F K besarnya adalah F K x LK, dan oleh gaya berat F B adalah FB x LB. Syarat agar beban dapat dipindahkan maka haruslah terjadi keseimbangan antara momen gaya yang disebabkan oleh gaya berat dengan momen gaya yang disebabkan oleh gaya kuasa. Dengan demikian, FK x LK = FB x LB Keuntungan bila kita menggunakan tuas adalah kita dapat memindahkan beban yang berat dengan memberikan gaya yang kecil. Keuntungan tersebut dinamakan keuntungan mekanis yang tidak lain merupakan perbandingan antara berat beban F B dan gaya

kuasa FK, atau perbandingan antara lengan kuasa L K dan lengan beban LB, dimana dapat dituliskan dalam sebuah persamaan. persamaan.

Keuntungan mekanis =

d.

F  B

 L K 

F K 

 L B

Alat dan bahan KIT yang terdiri dari 1. bidang lengkap dengan kaki. 2. pengungkit. 3. sumbu. 4. penyeimbang. 5. neraca pegas. 6. mangkuk. 7. beban ± 50 gram.

e.

Prosedur kerja 1.

Masukkan sebutir batu/beban ke

dalam

mangkuk,

timbanglah

dan

berat

batu

menggunakan neraca pegas. 2.

Rakitlah peralatan seperi pada gambar disamping.

3.

Pasanglah

mangkuk

lubang

6

no.

pada

pada lengan

sebelah kiri dan neraca pegas pada lubang no.6 di lengan sebelah kanan. 4.

Tariklah neraca pegas sehingga kedudukan pengungkit menjadi setimbang. Lalu catat besarnya gaya yang ditunjukkan oleh neraca pegas ke dalam tabel pengamatan.

5.

Ulangi langkah 3 dan 4 dengan memindahkan neraca pegas pada lobang no 5, 4, 3, 2, dan 1. Catat hasil pengamatan Anda pada tabel 1.

6.

Lakukan kegiatan yang sama pada langkah 1 sampai 5, dengan cara menggeser-geser mangkuk dari lobang no.6, 5, 4, 3, 2, 1. Neraca pegas tetap pada lobang no.6. catat hasil pengamatan pada tabel 2.

7.

Tariklah kesimpulan dari hasil percobaan Anda!

Tabel pengamatan 2.2. Percobaan Percobaan tuas dengan dengan variasi panjang lengan lengan kuasa Panjang lengan kiri

Berat

Panjang lengan kanan

Gaya

(no. lobang)

(Newton)

(no. lobang)

(Newton)

6

6

6

5

6

4

6

3

6

2

6

1

Tabel pengamatan 2.3. Percobaan Percobaan tuas dengan dengan variasi panjang lengan lengan beban Panjang lengan kiri

Berat

Panjang lengan kanan

Gaya

(no. lobang)

(Newton)

(no. lobang)

(Newton)

6

6

5

6

4

6

3

6

2

6

1

6

Latihan Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi di atas, kerjakanlah latihan berikut! 1. Tentukan letak titik beban, titik kuasa, dan titik tumpu pada peralatan gunting. 2. Lakukan kegiatan memotong secarik kain menggunakan gunting. Pada bagian manakah kain harus diletakkan supaya mudah dipotong? 3. Perhatikan ketika seorang mekanik membuka baut roda mobil di bengkel. Apa tujuan menyambungkan pipa pada kunci yang digunakan untuk membuka baut tersebut ?

Pedoman jawaban latihan 1. Titik tumpu terletak pada sumbu atau as, titik kuasa pada pegangan, dan titik  beban pada bagian pertemuan antara kedua mata gunting. 2. Kain harus diletakkan diletakkan pada bagian bagian pertemuan antara antara kedua mata gunting gunting yang posisinya sangat dekat dengan titik poros atau as. Semakin dekat jaraknya ke titi k  sumbu, maka berarti semakin kecil nilai lengan beban. Memperkecil lengan beban merupakan salah satu usaha untuk mendapatkan keuntungan mekanis yang besar. 3. Kunci pembuka baut baut merupakan salah satu bentuk dari dari tuas atau pengungkit. Menyambung kunci pembuka baut dengan sebatang pipa adalah untuk  memperpanjang lengan kuasa pada tuas. Dengan demikian akan memperbesar perbandingan antara L K dan LB, yang akan memperbesar keuntungan mekanis dari tuas.

Rangkuman

Tuas merupakan peralatan yang bekerja berdasarkan prinsip pesawat sederhana yang berfungsi untuk meringankan pekerjaan. Prinsip kerja tuas adalah mengatur perbandingan antara panjang lengan kuasa dengan panjang lengan beban. Semakin kecil lengan kuasa maka akan semakin besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban, dan sebaliknya semakin panjang lengan kuasa maka semakin kecil gaya kuasa yang diperlukan untuk mengangkat beban. Untuk mendapatkan keuntungan mekanis yang sebesar-besarnya adalah dengan memperbesar perbandingan antara panjang lengan kuasa dan panjang lengan beban. Keuntungan mekanis =

F  B

 L K 

F K 

 L B

Tes Formatif 2 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut! 1. Sebuah tongkat tongkat sepanjang 4 meter yang difungsikan sebagai sebagai tuas digunakan untuk  memindahkan sebongkah batu seberat 900 Newton yang menghalangi jalan. Tongkat ditumpu pada jarak 1 meter meter dari ujung tongkat. tongkat. a. berapa kuasa yang harus diberikan agar dapat mengangkat batu tersebut? b. berapa keuntungan mekanisnya. 2. Dua orang anak yaitu Didi dan Yusuf Yusuf bermain jungkat jungkit. Berat Didi lebih besar dari pada Yusuf. Bila masing-masing berada pada ujung jungkat jangkit. Bagaimanakah keadaan jungkat jangkit? Sisi bagian manakah yang lebih berat? Agar permainan seimbang siapakah yang harus bergeser? Kemanakah arah pergeserannya? 3. Perhatikan gambar berikut, berilah tanda panah untuk menentukan letak titik  tumpu, titik beban dan titik ti tik kuasa.

4. Seorang anak bernama Salman ingin memindahkan sebongkah sebongkah batu bat u yang menghalangi jalan dengan menggunakan sebatang tongkat

yang difungsikan difungsi kan

sebagai tuas. Salman hanya memiliki gaya sebesar 20 Newton. Bila berat batu 100 Newton, dan panjang lengan kuasa 2 meter. Pada jarak berapakah dari batu Salman harus memasang penumpu agar dapat memindahkan batu tersebut? 5. Tentukan kuasa yang harus diberikan sehingga tercapai keseimbangan seperti gambar di bawah ini 1m 15 kg

3m

Subunit 3

Bidang Miring

S

ebuah drum berisi penuh minyak tanah terletak di hadapan Anda. Drum tersebut akan dipindahkan ke atas sebuah truk pada ketinggian 1 meter dari tanah. Apa

yang harus Anda lakukan? Haruskah Anda mencari teman supaya dapat melakukannya? melakukannya? Berapa orangkah orangkah yang harus Anda cari? empat, lima, atau enam orang. Bagaimana kalau di tempat tersebut hanya ada Anda sendirian? Anda harus dapat melakukannya sendirian. Lalu bagaimana caranya? c aranya? Seandainya di dekat Anda ada dua keping balok kayu, dapatkah Anda gunakan untuk membantu sehingga Anda dapat memindahkan drum tersebut? Ya, Anda harus menggunakan dua balok kayu untuk membuat bidang miring. Anda dapat memindahkan drum ke atas truk tanpa bantuan orang lain. Bidang miring merupakan salah satu bentuk dari pesawat sederhana yang membantu mempermudah pemindahan benda. Baiklah untuk memantapkan pemahaman Anda mengenai bidang miring, berikut ini Anda akan melakukan kegiatan percobaan yang dapat dilakukan secara mandiri. Sebelum melakukan kegiatan/percobaan, siapkan dulu alat dan bahan yang dibutuhkan, baca prosedur kerja dengan cermat, dan siapkan tabel pengamatan dengan baik.

a.

Judul Kegiatan : Bidang miring dapat memperkecil gaya

b.

Tujuan Kegiatan : 1. Menemukan hubungan antara kemiringan bidang dengan besarnya gaya yang bekerja. 2. Menentukan keuntungan keuntungan mekanis bidang miring. 3. Menjelaskan kerugian penggunaan bidang miring.

c.

Landasan Teori Bidang miring pada hakikatnya merupakan bidang datar yang salah satu ujungnya lebih tinggi dari pada ujung yang lainnya. Perhatikan gambar berikut.

B

d

FK

h

FB A

Gambar 2.4. Bidang miring Sebuah balok seberat F B yang pada awalnya berada di lantai dan A akan dipindahkan ke suatu ketinggian h dari lantai. Ada dua cara yang dapat dilakukan, yang pertama adalah mengangkat langsung secara tegak tegak lurus tanpa bantuan bantuan bidang miring dari lantai hingga mencapai ketinggian h. Kedua adalah dengan cara mendorong balok  melewati bidang miring sejauh d dari posisi A ke B. Pada kasus pertama kita akan melakukan usaha atau kerja sebesar

FB x h, dan

untuk kasus ke dua kita akan melakukan kerja usaha atau kerja sebesar FK x d. Satuan usaha atau kerja dalam sistem Internasional adalah Newton x Meter , atau dikenal dengan Joule. Kerja yang dilakukan untuk memindahkan balok melalui lintasan d sama besarnya dengan kerja yang dilakukan melalui lintasan h. Dengan demikian dapat dituliskan bahwa FB x h = FK x d

Karena panjang lintasan d lebih besar dari panjang lintasan h, maka harga FK lebih kecil dari FB. Dengan demikian memindahkan balok  dari A ke B melalui bidang miring akan membutuhkan gaya yang lebih kecil dari pada mengangkat langsung. Keuntungan mekanis dengan menggunakan bidang miring adalah perbandingan antara berat beban F B dan besarnya gaya dorong

FK atau perbandingan perbandingan antara panjang bidang miring d dan dan ketinggian h. Keuntungan mekanis =

F  B

d 

F K 

h

Keuntungan mekanis akan semakin besar bila lintasan yang ditempuh semakin panjang

dibandingkan dengan ketinggian, atau

sudut kemiringan bidang miring semakin kecil. Namun dibalik  keuntungan yang didapat harus dibayar dengan semakin panjangnya lintasan yang harus ditempuh dalam pemindahan benda.

d.

Alat dan Bahan KIT yang terdiri dari 1. balok. 2. bidang. 3. standar/kaki. 4. neraca pegas. 5. mistar. 6. busur derajat.

e.

Prosedur kerja 1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan. 2. Buat bidang miring menggunakan bidang dan standar dengan sudut 30 derajat. Lalu tariklah balok melewati bidang miring tersebut sampai ketinggian 20 cm dari lantai, catat angka yang ditunjukkan oleh neraca pegas ke dalam tabel pengamatan. Ukur pula panjang lintasan yang ditempuh balok menggunakan menggunakan mistar. 3. Ulangi langkah 3 untuk sudut kemiringan 60 dan 90 derajat. Tabel 2.4 pengamatan percobaan bidang miring Besar sudut

Jarak tempuh

Skala neraca

(derajat)

( cm)

(Newton)

30 45 60 90

Latihan Untuk memantapkan pemahaman Anda mengenai kegiatan eksperimen di atas, silahkan Anda mengerjakan latihan berikut! 1. Apa keuntungan dan kerugian menggunakan bidang miring? 2. Ketika Anda melewati jalan raya misalnya jalan raya puncak Bogor, terlihat   jalannya berkelok-kelok.

Tahukah

Anda

apa tujuannya jalan dibuat

berkelok-kelok? 3. Sebutkan minimal 3 peralatan yang menggunakan prinsip bidang miring!

Pedoman jawaban latihan 1. Penggunaan bidang miring dapat memperkecil gaya dalam pemindahan benda, tapi menyebabkan lintasan tempuhnya menjadi lebih panjang. 2. Jalan ke gunung dibuat berkelok-kelok supaya kemiringan jalannya tidak  terlalu terjal. Dengan demikian mudah untuk dilewati karena tidak  membutuhkan gaya yang terlalu besar. 3. Tiga peralatan yang menggunakan prinsip bidang miring a. Sekrup ulir b. Eskalator c. Baji

Rangkuman

Bidang miring merupakan peralatan yang bekerja berdasarkan prinsip pesawat sederhana yang berfungsi untuk meringankan pekerjaan sehingga memudahkan dalam pemindahan benda. Semakin landai atau kecil sudut kemiringan suatu bidang miring maka semakin kecil pula gaya yang dibutuhkan dan sebaliknya semakin terjal atau besar sudut kemiringan bidang miring maka semakin besar pula gaya yang diperlukan untuk pemindahan benda. Keuntungan mekanis bidang miring adalah perbandingan antara berat beban FB dan besarnya gaya dorong F K atau perbandingan antara panjang bidang miring d dan ketinggian h. Atau dapat dinyatakan sebagai sebagai KM =

F  B

d 

F K 

h

Tes Formatif 3 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. 1. Sebuah drum seberat 300 Newton akan dipindahkan ke atas sebuah truk pada ketinggian 1 meter. Berapakah besar gaya kuasa yang harus diberikan agar dapat memindahkan drum tersebut melewati bidang miring sejauh 3 meter? Berapakah keuntungan mekanis pada soal no. 1? 2. Sebuah bidang miring berbentuk seperti gambar disamping. Bila Anda ingin

B

memindahkan sebuah benda seberat 50 Newton dari A ke B, berapa gaya minimal yang harus Anda miliki? Petunjuk!

Gunakan

dalil

3 cm

pitagoras

untuk menghitung panjang sisi miring segitiga. 4 cm

3. Mengapa melewati jalan yang terjal lebih A sulit dibandingkan dari pada melewati jalan yang landai? 4. Sebuah peti peti yang beratnya 1000 1000 Newton seperti gambar

akan didorong didorong

melalui bidang miring sepanjang 10 meter. 12 meter 6m

1000 N a. Tentukan keuntungan mekanis! b. Kuasa yang diperlukan untuk mendorong peti tersebut! c. Mengapa dalam praktek kamu memerlukan gaya dorong yang lebih besar? Jelaskan jawabanmu! 5. Sebuah benda yang beratnya 100 N didorong melewati bidang miring mirin g AB sepanjang 5 meter seperti gambar.

B 5m A 4m a. Tentukan keuntungan mekanisnya! b. Kuasa yang diperlukan untuk mendorong benda!

Kunci Jawaban Tes Formatif  Kunci Jawaban Jawaban Tes Formatif 1 1. a. Pada gambar gambar a, b, dan c katrol yang yang terpasang terpasang pada pada tiang merupakan katrol tetap dimana posisi katrol setiap saat tidak berubah, sedangkan katrol tempat beban bergantung merupakan katrol bebas, dimana posisinya berubah setiap saat dan bebas bergerak. b. Keuntungan mekanis dari masing-masing katrol 

pada gambar a, keuntungan mekanis susunan 1 katrol adalah 1.



gambar b dengan katrol ganda dengan 2 buah katrol, keuntungan mekanisnya adalah 2.



gambar c, susunan tiga buah katrol, maka keuntungan mekanisnya adalah 3.

c. Besarnya gaya kuasa untuk mengangkat mengangkat beban 

pada gambar a, merupakan susunan satu katrol, sehingga besar kuasa sama F dengan w.



pada gambar b, merupakan katrol ganda dengan dua katrol. Besar kuasa F adalah setengah dari w.



gambar c, susunan tiga katrol, besarnya kuasa adalah sepertiga dari w

d. Pergeseran titik kuasa bila beban terangkat setinggi 1 meter 

gambar a, titik kuasa akan bergeser sejauh 1 meter.



gambar b, titik kuasa akan bergeser sejauh 2 meter.



gambar c, titik kuasa akan bergeser sejauh 3 meter.

2.a. Keuntungan mekanis sistem katrol 

gambar a merupakan satu katrol tetap sehingga keuntungan mekanisnya adalah 1.



gambar b merupakan satu katrol bebas, keuntungan mekanisnya adalah 2.

b. Gambar a merupakan merupakan katrol tetap, disini katrol hanya mengubah mengubah arah gaya yang menyebabkan pekerjaan menjadi lebih mudah. Keuntungan bila menggunakan katrol bebas b, gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat benda menjadi separoh dari gaya yang dibutuhkan bila menggunakan katrol tetap pada gambar a, tetapi kelemahannya kita akan menarik tali dua kali lebih panjang dari perpindahan benda.

3 a. Besar kuasa yang diperlukan untuk mengangkat beban 

gambar a, F = 500 Newton.



gambar b, b, F = 250 Newton.



gambar c, F = 167,7 Newton.



gambar d, d, F = 125 Newton.

b. Keuntungan mekanis 

Gambar a, KM = 1.



Gambar b, KM = 2.



Gambar c, KM = 3.



Gambar d, KM = 4.

4. a. Berat w = 300 Newton. Karena dengan menggunakan katrol ganda dengan 3 buah katrol, keuntungan mekaniknya adalah 3, sehingga hanya memerlukan gaya 100 Newton untuk mengangkat beban seberat 300 Newton. b. Gaya yang yang diperlukan untuk untuk mengangkat mengangkat beban pada katrol 2 adalah

75

Newton. Atau seperempat dari berat beban. 5. Panjang pergeseran pergeseran tali adalah 8 meter atau 4 kali lebih panjang panjang dari pergeseran pergeseran benda karena menggunakan susunan 4 buah katrol. Keuntungan mekanisnya adalah 4 kali. Artinya untuk mengangkat beban seberat 500 Newton hanya membutuhkan gaya sebesar 125 Newton.

Kunci Jawaban Tes Formatif 2 1. a. Dengan menggunakan menggunakan persamaan persamaan hukum kekekalan usaha usaha maka diperoleh FB x LB = FK x LK Sehingga

F K 

F  B  x

 L B  L K 

Masukkan angka-angka angka-angka ke dalam persamaan maka diperoleh F K 

900 900  Nx

1m 3m

= 300 Newton

b. Keuntungan mekanisnya. Keuntungan mekanis =

F  B

 L K 

F K 

 L B

900 N

=

900  N 

3

300  N 

1m

m

= 3 2. Karena Didi lebih berat dari Yusuf, maka jungkat jungkit akan miring kearah Didi. Agar menjadi seimbang maka Didi harus bergeser ke arah titik tumpu. Tujuan dari mendekati titik tumpu adalah membuat panjang lengan beban menjadi lebih pendek.

3. Titik  tumpu

Titik  beban

Titik  kuasa

4. Untuk menentukan panjang lengan beban dapat ditentukan dari persamaan keuntungan mekanis dimana

F  B

 L K 

F K 

 L B

, sehingga

 L B

F K  F  B

memasukkan angka-angka yang ditentukan maka diperoleh

 x LK  .

LB

Dengan

= 40 cm .

Artinya titik tumpu harus ditempatkan sejauh 40 cm dari beban.

5. Dari persamaan keuntungan mekanis

F  B

 L K 

F K 

 L B

, dimana dari gambar FB = 15,

LB = 1 m, dan LK = 3 meter. Maka dapat dicari F K, dimana

FK

F K 

F  B  x

F K 

15 x

=

5

 L B  LK 

1 3

Kunci Jawaban Tes Formatif 3 1. Besar gaya kuasa yang harus diberikan untuk mengangkat drum dapat dicari dari persamaan KM = FK = KM =

1m 3m

F  B

d 

F K 

h

 x 300  Newton

F  B

d 

F K 

h

, untuk FK =

h d 

 x F  B

sehingga

= 100 Newton.

, didapat KM =

300

3

100

2. Dengan menggunakan menggunakan dalil pitagoras, maka panjang sisi miring didapat 5 cm. Maka dengan memakai persamaan KM = h d 

 x F  B .

F  B

d 

F K 

h

, maka didapat F K =

Masukkan angka-angka h, d, dann F B didperoleh FK = 20 Newton

3. Jalan yang terjal sudut kemiringannya lebih besar dari pada jalan yang landai, sehingga membutuhkan gaya yang lebih besar bila meleatinya, sehingga terasa lebih sulit. 4. a. Keuntungan Mekanis KM = KM =

panjang lintasan bidang miring ketinggian 12 6

= 2

b. Kerja yang dilakukan untuk memindahkan balok melalui lintasan berupa bidang miring sejauh 12 meter besarnya sama dengan kerja yang dilakukan untuk memindahkan langsung hingga ketinggian 6 meter. Dengan demikian dapat dituliskan bahwa 1000 x 6 = FK x 12

Sehingga FK = 500 Newton. Dengan menggunakan bidang miring, maka beban seberat 1000 N dapat dipindahkan dengan menggunakan gaya sebesar 500 Newton.

c. Dalam praktek biasanya biasanya diperlukan gaya gaya lebih besar dari perhitungan, perhitungan, karena adanya gaya gesek antara peti deangan bidang miring yang arahnya melawan arah perpindahan benda. 5. a. Keuntungan Mekanis KM =

panjang lintasan bidang miring ketinggian

Ketinggian dari lantai dapat dicari menggunakan dalil pitagoras, sehingga tinggi vertikanya adalah 3 meter. Maka KM =

5 3

= 1,67

b. Kuasa yang diperlukan untuk mendorong benda adalah F K 

 L K   x

F K 

3

F K 

60

x

F  B  L B

100 5

 Newton

Daftar Pustaka Kanginan, Marthen. 2004. Sains Fisika SMP 1B untuk SMP Kelas VII. Penerbit Erlangga Soejoto dan

Sustini, E. 1993. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar . Dirjen Dikti

Depdiknas. Tim Seqip.2003. Buku IPA Guru Kelas V . Dirjen Dikdasmen Depdiknas Wellington, J.J. 1989.  Beginning Science Physics. Oxford University Press

Glosarium Dinamika

: cabang fisika yang mempelajari gerak benda dengan memperhatikan gaya penyebabnya

Dinamometer : meter meter gaya gaya Gaya

: tarikan atau dorongan

Gravitasi

: gaya tarik bumi terhadap benda

Katrol

: kerekan

Katrol bebas : kerekan yang bebas bergerak  Katrol tetap

: kerekan yang posisinya tetap

Keuntungan mekanik : bilangan yang menyatakan pelipatgandaan gaya/perpindahan Kinematika

: cabang fisika yang mempelajari gerak benda tanpa memperhatikan gaya penyebabnya

Kuasa

: gaya

Lengan bebas bebas : jarak antara titik beban beban dengan titik tumpu Lengan kuasa kuasa : jarak antara titik kuasa kuasa dengan titik tumpu Makro

: besar

Mekanika

: ilmu yang mempelajari tentang gerak 

Mikro

: kecil

Neraca pegas : meter gaya Newton

: satuan gaya

Orbit

: lintasan

Pesawat sederhana: alat sederhana yang memudahkan pekerjaan manusia Poros

: sumbu

Titik beban

: titik tempat beban berada

Titik kuasa

: titik tempat kuasa bekerja

Titik tumpu

: titik tempat berputarnya tuas

Tuas

: pengungkit

Unit

3

SUHU SUHU DAN KALOR KA LOR Ismet, S.Pd., M.Si

Pendahuluan

K

alor merupakan salah satu bentuk energi, keberadaannya sangat penting bagi kelangsungan hidup semua makhluk hidup. Sebagian besar energi yang

digunakan manusia saat ini adalah energi dalam bentuk kalor. Mesin-mesin pabrik  dan mesin-mesin penggerak kendaraan bermotor, kapal laut, dan pesawat terbang memanfaatkan energi dalam bentuk kalor. Energi kimia yang terseimpan di dalam bahan baker diubah terlebih dahulu menjadi kalor, sebelum diubah menjadi energi kinetik untuk mengerakkan mesin-mesin tersebut. Dalam kehidupan kita kalor sering disamakan dengan panas. Dalam konsep IPA, sesungguhnya kalor tidaklah sama dengan panas. Kalor tercipta karena adanya panas yang berpindah akibat perbedaan temperatur atau suhu. Panas selalu berpindah dari tempat bersuhu tinggi ke tempat bersuhu rendah. Dengan kata lain kalor merupakan bentuk panas yang berpindah. Akibat perpindahan panas, maka tempat yang jauh dari sumber panas dapat menerima kalor walaupun tidak bersentuhan langsung dengan sumber panas tersebut. Banyak fenomena alam yang terjadi akibat perbedaan temperatur antara satu tempat dengan tempat lain, seperti terjadinya angin darat dan angin laut dan sebagainya. Kalor bila diberikan pada suatu benda dapat menyebabkan terjadinya kenaikan temperatur atau suhu benda tersebut sehingga benda mengalami pemuaian. Pemuaian ini dapat dilihat dari perubahan ukuran panjang, luas, atau perubahan pada

volume benda. Disamping Disamping itu kalor juga dapat mengubah mengubah wujud benda. Benda padat dapat menjadi cair, dan benda cair dapat berubah menjadi uap. Sebagai salah satu bentuk dari energi, kalor dapat mengalami perpindahan. Perpindahan kalor dapat melalui benda padat, benda cair, maupun gas. Unit ini akan

Praktilum Praktilum IPA

3-1

mengantarkan Anda untuk memahami berbagai berbagai hal yang terkait dengan

proses

perpindahan panas melalui serangkaian kegiatan eksperimen. Eksperimen tentang perpindahan panas secara konduksi akan dipaparkan pada subunit 1, eksperimen perpindahan panas secara konveksi pada subunit 2, dan sub unit 3 akan memaparkan eksperimen mengenai perpindahan panas secara radiasi. Setelah melakukan serangkaian ekperimen diharapkan Anda mampu; 1. menjelaskan proses perpindahan panas pada benda padat 2. menjelaskan proses perpindahan panas pada benda cair 3. menjelaskan proses perpindahan panas pada benda gas Untuk mencapai hasil yang optimal, ada beberapa petunjuk yang perlu Anda pahami dan lakukan dengan baik. 1. Bacalah dengan cermat petunjuk kegiatan agar A nda memperoleh gambaran yang  jelas tentang apa yang harus Anda lakukan. 2. Untuk menambah wawasan Anda, berusahalah mencari sumber-sumber lain yang menunjang materi ini. 3. Setelah selesai, ujilah kemampuan Anda dengan mencoba menjawab soal-soal yang telah disediakan, kemudian ukurlah tingkat pemahaman Anda dengan mencocokkan jawaban dan menghitungnya dengan menggunakan rumus yang telah disediakan. Selamat bekerja semoga sukses

3-2

Unit 3

Subunit 1

Perpindahan Panas Secara Konduksi

P

ernahkah Anda membuat secangkir kopi atau secangkir teh panas ?. Sebagian

besar masyarakat kita tentu pernah melakukannya, baik baik pada pagi ataupun sore

hari. Caranya sangat sederhana, masukkan beberapa sendok gula dan kopi bubuk lalu diseduh dengan air panas dan aduk menggunakan sendok sampai seluruh gulanya larut. Perubahan apa apa yang Anda rasakan pada sendok pengaduk pengaduk tadi ?. Anda tentu akan merasakan semakin lama ujung sendok yang Anda pegang terasa panas. Pernahkah Anda memikirkan mengapa bagian ujung sendok yang Anda pegang menjadi panas padahal bagian itu tidak bersentuhan langsung dengan air panas. Apakah sesungguhnya yang terjadi ?. Fenomena panasnya bagian ujung sendok akibat dipanaskannya bagian ujung sendok yang lain merupakan proses perpindahan panas secara konduksi. Untuk  memahami lebih jauh tentang perpindahan panas secara konduksi, berikut ini kita akan

melakukan

serangkaian

kegiatan

eksperimen.

Sebelum

melakukan

kegiatan/percobaan, siapkan dulu alat dan bahan yang dibutuhkan, baca prosedur kerja dengan cermat, dan siapkan tabel pengamatan dengan baik. a.

Judul Kegiatan Kegiatan

: Perpindahan panas secara konduksi

b.

Tujuan Kegiatan

:

1. dapat menjelaskan proses penyebaran panas pada benda padat 2. menemukan bahwa kecepatan penyebaran panas berbeda pada setiap bahan 3. mengelompokkan bahan-bahan yang dapat menghantarkan panas dan yang tidak dapat menghantarkan panas.

c.

Landasan Teori Setiap benda dibangun oleh partikel-patrikel yang ukurannya sangat kecil yang jumlahnya sangat banyak. Antara partikel -partikel tersebut saling mengikat satu sama lainnya. Ikatan antar partikel ada yang kuat dan ada yang

Praktilum Praktilum IPA

3-3

lemah. Pada benda padat jarak antara partikel-partikel penyusun sangat berdekatan dan ikatannya relatif lebih kuat sehingga sulit untuk dipisahkan. Perpindahan panas secara konduksi dapat terjadi dalam dua proses berikut. 1. Proses perpindahan panas panas pada benda padat dapat dipahami dipahami melalui teori partikel Pemanasan pada salah satu ujung zat menyebabkan partikel-partikel pada ujung itu menjadi sangat aktif sehingga bergetar lebih cepat, akibatnya energi kinetiknya bertambah (gambar 1).

Gambar 3. 1. Partikel-partikel pada ujung yang dipanasi bergetar lebih cepat dari pada partikel-partikel pada ujung yang dingin Gerakan partikel pada benda padat berupa vibrasi (getaran) partikel, getaran partikel ini dikenal juga dengan getaran termal. Semakin banyak kalor yang diberikan maka akan semakin cepat getaran partikel dan itu berarti semakin tinggi energi kinetik yang dimiliki partikel. Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda atau partikel karena gerakannya. Partikel dengan energi yang lebih tinggi akan mendorong partikel tetangganya, partikel tetangga akan mendorong partikel tetangganya juga sehingga tetangganya akan bergetar semakin cepat. Demikian seterusnya sehingga gerakan ini akan menyebar secara merata pada seluruh bagian benda padat, sehingga panas dapat menyebar secara merata pada seluruh bagian benda padat. Proses perpindahan kalor dengan cara ini berlangsung lambat karena diperlukan beda suhu yang tinggi diantara kedua ujung untuk memindahkan lebih banyak kalor. 2. Dalam logam, kalor dipindahkan melalui elektron-elektron bebas yang terdapat dalam struktur atom logam. Elektron bebas merupakan elektron yang tidak terikat dengan atom sehingga sehingga bebas

3-4

Unit 3

bergerak dari satu atom ke atom yang lain dalam seluruh bagian logam. Bila suatu bagian dipanaskan maka elektron akan menerima tambahan energi sehingga energi bertambah besar. Karena sifatnya yang bebas, maka tembahan energi ini dengan cepat dapat diberikan kepada elektron-elektron lain yang letaknya lebih jauh melalui tumbukan . Dengan cara ini kalor dapat berpindah lebih cepat. Perpindahan

panas

yang

demikian

dinamakan

dengan

perpindahan panas secara konduksi. Pada perpindahan panas dengan cara konduksi, dimana panas berpindah tanpa disertai dengan perpindahan partikel-partikel penyusun benda tersebut. Pada benda padat yang berbeda, maka susunan partikel pembangun benda padat juga berbeda. Perbedaan susunan ini akan menyebabkan kecepatan getaran partikel akibat diberikan kalor juga akan

berbeda

sehingga

untuk

bahan

yang

berbeda

kecepatan

perambatan panasnya juga akan berbeda. Konduksi panas pada benda padat ada yang cepat dan ada yang sangat lambat. Benda yang dapat menghantarkan panas dengan baik disebut bahan kondukto bahan konduktor . Sedangkan benda yang lambat atau tidak dapat menghantarkan panas dengan baik  isolator. disebut dengan isolator.

d.

Alat dan Bahan KIT yang terdiri dari 1. Standar 2. batang tembaga, dan aluminium sepanjang 12 cm. 3. plastisin atau lilin 4. pembakar spirtus 5. stopwatch Prosedur Kerja Percobaan 1. Percobaan untuk memperlihatkan penyebaran panas pada benda padat. 1. Siapkan tiga buah bola-bola pastisin dengan ukuran yang sama (diameter 0,5 cm)

Praktilum Praktilum IPA

3-5

2. Tempelkan bola-bola plastisin yang sudah disiapkan pada batang tembaga masingmasing pada jarak 6, 9, dan 12 cm. 3. Pasangkan batang tembaga pada standar (lihat gambar disamping) 4. Hidupkan pembakar spirtus, dan pada saat yang sama jalankan stopwatch. 5.

Lalu amati apa yang terjadi, dan catat waktu jatuhnya bola-bola plastisin. Isikan datanya ke dalam tabel pengamatan

6. Buatlah grafik hubungan antar jarak dengan waktu jatuhnya bola-bola plastisin lama pemanasan 7. Tariklah kesimpulan dari data dan grafik yang sudah dibuat. Tabel 3.1 pengamatan percobaan penyebaran panas pada benda benda padat Bola ke...

Jarak ( cm)

1

6

2

9

3

12

Waktu (detik)

Waktu (detik)

O

3-6

Unit 3

Grafik Hubungan antara jarak dengan suhu Jarak (cm)

Percobaan 2. Percobaan untuk memperlihatkan kecepatan penyebaran panas pada beberapa benda padat 1. lakukan langkah kegiatan yang sama dengan langkah pada percobaan 1, tapi dengan menggunakan 3 batang padatan yang berbeda (batang tembaga, besi dan gelas). 2. pasanglah ketiga batang padatan tersebut secara secara serentak pada standar. Jangan lupa memasangkan bola-bola plastisin terlebih dahulu 3. nyalakan pembakar spirtus, spirtus, dan amati apa yang terjadi pada pada bola-bola plastisin 4. catat hasil hasil pengamatanmu pengamatanmu ke dalam tabel tabel 5. tarik kesimpulan kesimpulan dari data Tabel 3.2pengamatan percobaan untuk menentukan kecepatan konduksi panas Bola plastisin ke...

Waktu jatuh plastisin plastisin pada bahan.. (dalam detik) Tembaga

Besi

gelas

1 2 3

Latihan Untuk menambah wawasan dan pemahaman Anda mengenai konsep konduksi panas, coba lakukan latihan berikut ini. 1. Apa kegunaan bola-bola plastisin pada percobaan di atas ?. 2. Bagaimana hubungan antara jarak dengan penyebaran panas pada benda padat ?. 3. Apa kesimpulan Anda dari percobaan dengan menggunakan berbagai batang padatan yang berbeda ?. 4. Bagaimana penyebaran panas pada benda yang terbuat dari gelas.

Petunjuk jawaban latihan 1. Bola-bola plastisin digunakan sebagai indikator at au penunjuk penyebaran panas. Bila bola plastisin jatuh, menandakan bahwa panas telah sampai pada bagian batang yang ditempeli bola plastisin. 2. Semakin jauh benda berada dari sumber panas, maka semakin lambat benda tersebut menerima penyebaran panas. 3. Kecepatan penyebaran panas tidak sama untuk benda yang berbeda-beda.

Praktilum Praktilum IPA

3-7

4. Penyebaran panas pada bahan gelas membutuhkan waktu yang sangat lama

Rangkuman Konduksi panas merupakan perpindahan panas pada bahan tanpa disertai dengan perpindahan partkel-partikel penyusun bahan tersebut. Senakin dekat dengan sumber panas maka semakin dekat pula bagian benda menerima panas. Kecepatan penyebaran panas bergantung pada jenis bahan. Bahan yang dapat menyebarkan panas dengan baik disebut dengan konduktor, dan bahan yang tidak dapat menghantarkan panas dinamakan isolator.

Tes Formatif 1 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. 1. Sebutkan 3 jenis bahan yang dapat menghantarkan panas dengan baik  2. Jelaskan mengapa ujung sendok penggorengan selalu dilapisi dengan bahan yang terbuat dari kayu atau plastik! 3. Sebutkan 3 buah peralatan rumah tangga yang menggunakan bahan-bahan konduktor panas! 4. Mengapa pada percobaan, bola-bola plastisin yang jatuh terakhir adalah bola plastisin yang terletak pada bagian ujung batang tembaga? 5. Faktor-faktaor apa sajakah yang mempengaruhi kecepatan konsuksi panas pada benda padat?

3-8

Unit 3

Subunit 2

Perp Pe rpin indahan dahan Panas Panas Secara Secara Konveks Kon veksii

B

ila Anda memasak air dalam sebuah panci, bagian manakah yang duluan mendapat panas? Anda pasti mengatakan bahwa bagian yang mendapat panas

duluan adalah air yang berada pada bagian dasar panci karena bagian dasar tersebut berada paling dekat dengan sumber panas. Pernahkah Anda memikirkan bagaimana panas dapat menjalar sehingga air yang berada dipermukaan lama- kelamaan juga menjadi panas? Dalam fluida (zat cair dan gas) panas dapat merambat dari satu bagian ke bagian lainnya. Proses perambatan panas dalam fluida berbeda dengan proses perambatan panas dalam benda padat. Fluida dibangun oleh partikel-partikel yang   jarak partikel penyusun antara yang satu dengan yang lainnya agak berjauhan dan masing-masing partikel dapat bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya. Cara  konveksi. perpindahan panas dalam fluida (zat cair dan gas) terjadi melalui proses  konveksi. Untuk memahami lebih jauh tentang perpindahan panas secara konveksi, berikut ini kita akan melakukan serangkaian kegiatan eksperimen. Sebelum melakukan kegiatan/percobaan, siapkan dulu alat dan bahan yang dibutuhkan, baca prosedur kerja dengan cermat, dan siapkan tabel pengamatan dengan baik. a.

Judul Kegiatan Kegiatan

: Perpindahan panas secara konveksi

b.

Tujuan Kegiatan

: dapat menjelaskan proses penyebaran panas pada

fluida (zat cair dan zat gas) c.

Landasan Teori

Konveksi panas dapat terjadai di dalam fluida. f luida. Fluida merupakan zat yang dapat mengalir atau sering disebut dengan zat alir. Zat yang termasuk kelompok fluida berada dalam wujud cair dan gas. Jika zat cair atau gas dipanaskan, maka bagian zat yang mendapat panas akan memuai terlebih dahulu sehingga kerapatannya akan berkurang. Berkurangnya kerapatan zat akan menyebabkan berat jenisnya   juga berkurang. Seaabagai akibatnya bagian zat yang mendapat panas akan naik ke atas. Bagian fluida yang lebih dingin akan mengalir mengisi

Praktilum Praktilum IPA

3-9

tempat yang ditinggalkan bagian zat yang naik dan mulailah berlangsung sirkulasi fluida dan seterusnya. Proses sirkulasi fluida ini akan membawa energi dalam bentuk energi panas. Dengan demikian penyebaran panas berlangsung melalui sirkulasi dari fluida tersebut. Proses penyebaran panas melalui melalui dari satu bagian bagian fluida ke bagian bagian lain fluida pergerakan fluida itu sendiri dinamakan dengan  konveksi.

oleh

Berbeda

dengan peristiwa konduksi panas, pada konveksi partikel-partikel zat

ikut berpindah dengan membawa energi panas. Ada dua jenis konveksi, yaitu konveksi alamiah dan konveksi paksa. Pada konveksi alamiah, aliran panas berlangsung karena perbedaan kerapatan (masa jenis) akibat panas yang diterima fluida berbeda-beda antara satu bagian dengan bagian lainnya. Bagian fluida yang dipanasi akan memuai sehingga ukurannya bertambah besar dan mengakibatkan masa jenisnya bertambah kecil. Masa jenis merupakan besaran yang menyatakan perbandingan antara masa dengan volume. Bagian fluida yang masa jenisnya lebih kecil akan bergerak naik. Tempatnya digantikan oleh bagian fluida dingin yang bergerak turun sebagai akibat dari masa   jenis yang lebih besar. Peristiwa ini mirip dengan peristiwa mengapung dan tenggelamnya suatu benda akibat perbedaan masa jenis. Gerakan naik  dan turunnya fluida akibat perbedaan masa jenis akan menimbulkan suatu aliran arus yang berbentuk lintasan tertutup yang dinamakan dengan arus konveksi seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Konveksi alamiah

banyak ditemui pada sistem suplai air panas, cerobong asap, peristiwa angin darat dan angin laut.

Gambar 3.2 arus konveksi pada pemanasan air Dalam konveksi paksa, bagian fluida yang sudah dipanaskan diarahkan langsung ke tujuannya dengan menggunakan sebuah pompa sehingga aliran fluida terjadi disebabkan oleh faktor eksternal dan tidak 

3 - 10

Unit 3

terjadi dengan sendirinya. Konveksi paksa ini banyak dimanfaatkan sistem pendingin pendingin mobil (radiator), AC dan lemari es.

d.

 Alat dan Bahan 1. gelas erlenmeyer 2. pembakar spirtus 3. standar 4. kotak konveksi 5. koil obat nyamuk  6. potongan kertas kecil-kecil 7. spirtus 8. lilin 9. termometer 10. penggulung asap / koil obat anti nyamuk 

e.

Prosedur Kerja 1) Kegiatan I: Konveksi pada zat cair a) Siapkan

potongan

kertas

kecil-kecil b) isi gelas erlenmeyer sekitar setengah

bagian

masukkan potongan

dan

potongankertas

kecil

kedalam erlenmeyer tersebut c) pasang

gelas

erlenmeyer

pada standar seperti pada gambar d) hidupkan pembakar spirtus dan

tempatkan

dibawah

gelas erlenmeyer e) amati apa yang terjadi pada potongan–potongan kertas kecil yang berada dalam gelas erlenmeyer. Gambarkan arah pergerakan potongan-potoangan kertas pada kertas kerjamu f) Geser pembakar spirtus ke arah sisi sebelah kanan gelas erlenmeyer, dan amati pula perubahan apa yang terjadi pada gerakan potongan kertas. Gambarkan pula bagaimana arah pergerakan potongan-potongan kertas pada buku kerjamu.

Praktilum Praktilum IPA

3 - 11

g) Dengan cara yang sama, geser pembakar spirtus ke arah sisi sebelah kiri gelas erlenmeyer. Amati dan gambarkan arah pergerakan potongan kertas tersebut. h) Amati perubahan apa sajakah yang terjadi pada setiap kegiatan yang

Anda

lakukan.

Berikan

penjelasan

terhadap

hasil

pengamatanmu !. cerobong 2) Kegiatan II: Konveksi pada Udara a) Buka tutup kotak konveksi b) Masukkan lilin ke dalam kotak  konveksi dan tempatkan persis dibawah salah satu cerobong. c) Nyalakan

lilin,

upayakan

lilinnya tidak terlalu tinggi sehingga

tidak

menyentuh

cerobong d) Nyalakan obat anti nyamuk  dan tempatkan menggunakan penjepit rambut pada cerobong di atas lilin e) Amati apa yang terjadi f) Sekarang pindahkan obat anti nyamuk pada cerobong yang satu lagi

lilin Gambar 3.3 Percobaan konveksi udara

g) Bagaimana arah pergerakan pergerakan asap koil koil anti nyamuk ? h) Gambarkan hasil pengamatanmu pada kertas kerja ! i) Berikan penjelasan terhadap hasil pengamatanmu !.

3 - 12

Unit 3

Latihan Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. 1. Apa fungsi potongan-potongan potongan-potongan kertas kecil pada percobaan percobaan konveksi zat cair ? 2. Apa yang menyebabkan gerakan potongan-potongan kertas kertas berputar pada saat air mulai panas ? 3. Apa pula fungsi koil obat obat nyamuk pada percobaan konveksi konveksi udara ?. 4. Mengapa arah asap pada pada cerobong yang berada tepat di atas lilin bergerak naik, sementara pada cerobong yang lain bergerak turun ?.

Petunjuk jawaban Latihan 1. potongan-potongan kerta kecil pada percobaan konveksi zat cair berfungsi sebagai indikator pergerakan partikel zat cair karena pergerakan partikel zat cair tidak dapat dilihat atau diamati. Oleh sebab itu pergerakannya diwakilkan pada pergerakan potongan-poptongan kertas, 2. Sama halnya dengan potongan-potongan kertas pada percobaan konveksi zat cair, koil obat anti nyamuk berfungsi sebagai penghasil asap untuk indikator pergerakan partikel-partikel udara karena pergerakan partikel udara juga tidak  dapat diamati. 3. Gerakan potongan-potongan kertas terjadi karena perubahan masa jenis partikel air yang berada dekat sumber panas (dasar bejana). Bila partikel dipanaskan maka akan memuai sehingga ukurannya bertambah besar sehingga masa jenisnya bertambah kecil. Partikel yang masa jenisnya kecil akan naik ke atas dan akan digantiakan oleh partikel yang masa jenisnya lebih besar. Demikian seterusnya sehingga terjadilah aliran konveksi dalam bentuk perputaran potongan-potongan kertas kecil dalam gelas erlenmeyer. 4. Udara yang berada tepat di atas lilin akan mendapat panas sehingga memuai dan akan bergerak ke atas meninggalkan cerobong. Akibatnya tekanan udara pada cerobong itu akan berkurang sehingga udara bertekanan lebih tinggi dari cerobong yang satu lagi akan bergerak ke tempat yang bertekanan rendah sehingga terjadilah aliran udara udara yang dapat dilihat melalui aliran asap pada percobaan.

Praktilum Praktilum IPA

3 - 13

Rangkuman Perpindahan panas secara konveksi merupakan perpindahan panas yang disertai dengan perpindahan partikel-partikel penyusun zat itu.. konveksi hanya terjadi pada fluida (zat cair dan gas). Bila suatu bagian fluida dipanaskan maka bagian itu akan memuai sehingga ukurannya bertambah besar. Pertambahan ukuran akan berakibat pada mengecilnya nilai masa jenis bagian fluida tersebut sehingga akan bergerak naik. Fluida yang berada di permukaan bersuhu lebih rendah sehingga masa jenisnya lebih besar dan akan bergerak turun. Pergerakan naik turunnya fluida sambil membawa energi dan pergerakan ini akan menimbulkan aliran fluida yang disebut dengan arus konveksi.

Tes Formatif 2 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. 1. Mengapa bila Anda meletakkan meletakkan jari-jari Anda di samping lilin yang sedang menyala tidak berbahaya, tetapi tidak ketika meletakkan jari-jari Anda di atas nyala lilin. 2. Melalui percobaan konveksi udara, jelaskan proses terjadinya angin darat dan angin laut. 3. Jelaskan mengapa arus konveksi dapat dapat terjadi di dalam air ! 4. Mengapa lebih menguntungkan bila memasang elemen pemanas listrik air panas di dasar tangki ?. 5. Gambar di bawah ini menunjukkan arus konveksi yang terjadi ketika air dalam tiap wadah dipanaskan. Tunjukkan bagian manakah dari wadah yang harus kamu panaskan sehingga air menunjukkan arus konveksi seperti itu.

A

3 - 14

Unit 3

B

C

Subunit 3

Perp Pe rpin indahan dahan Panas Secara Secara Radiasi

A

nda tentu pernah berjalan kaki pada pagi hari saat matahari mulai menanjak. Rasanya tentu sangat sejuk dan menyegarkan. Bandingkan jika Anda harus

beridiri di bawah sinar matahari terik. Panas dan gerahnya bukan main bukan?, dan Anda tentu tidak akan sanggup untuk berdiri terlalu lama di bawah terik matahari. Matahari merupakan sebuah bola besar yang berpijar dengan suhu yang sangat tinggi, mencapai 15 juta Kelvin sehingga merupakan sumber panas utama di bumi kita. Bila bumi kita tersinari matahari, maka akan terjadi kenaikan suhu atau temperatur di bumi kita sehingga bumi menjadi panas. Energi panas ini banyak  digunakan orang untuk berbagai keperluan, di antaranya adalah untuk mengeringkan

pakaian bagi ibu-ibu ibu-ibu di rumah, mengeringkan padi padi oleh petani, mengeringkan mengeringkan ikan oleh nelayan, dan sebagainya. Pada subunit sebelumnya sudah kita bahas bahwa panas merambat dari benda atau tempat bersuhu tinggi ke tempat atau benda yang bersuhu lebih rendah. Pernahkah terlintas dalam fikiran Anda bagaimana caranya sinar matahari dapat merambat melalui atmosfer bumi dan menghangatkan bumi kita?. Padahal jarak  antara bumi dan matahari sangat sangat jauh dan mencapai 149,6 juta kilometer. Anda tentu sudah dapat memahami dengan baik bahwa sinar matahari tidak  mungkin sampai ke bumi secara konduksi karena udara yang terdapat di atmosfer tergolong konduktor yang paling buruk. Panas dari matahari juga tidak mungkin sampai ke bumi melalui konveksi karena konveksi selalu diawali dengan pemanasan bumi terlebih dahulu. Di samping itu, perpindahan kalor secara konduksi atau konveksi juga tidak memungkinkan karena di atmosfer kita terdapat ruang hampa, sehingga tidak ada benda yang dapat membantu dalam proses pemindahan energi. Lalu bagaimana panas dari matahari dapat sampai ke bumi kita walaupun tanpa zat perantara (medium)?. Dalam subunit ini pembahasan akan kita fokuskan pada perpindahan kalor tanpa zat perantara. Bila Anda berjalan siang hari di bawah terik matahari memakai kaos berwarna hitam. Apa yang dapat Anda rasakan? Manakah yang lebih nyaman bila dibandingkan mengenakan kaos berwarna putih? Anda tentu setuju ketika mengenakan kaos hitam kulit terasa terbakar, dan bila mengenakan kaos putih rasanya lebih nyaman. Untuk dapat memahami fenomena tersebut berikut ini kita

Praktilum Praktilum IPA

3 - 15

akan melakukan serangkaian eksperiman. Sebelum melakukan kegiatan/ percobaan, siapkan dulu alat dan bahan yang dibutuhkan, baca prosedur kerja dengan cermat, dan siapkan tabel pengamatan dengan baik.

a.

Judu l Kegiatan

: Perpindahan kalor secara Radiasi

b.

Tujuan Kegiatan

:

1) Menjelaskan proses penyebaran panas secara radiasi 2) Menjelaskan mengapa permukaan hitam merupakan penyerap panas yang lebih baik dari pada permukaan mengkilap

c.

Landasan Teori Radiasi atau pancaran merupakan suatu cara perpindahan atau perambatan kalor yang tidak memerlukan medium (zat perantara). Energi kalor dirambatkan dalam bentuk gelombang eketromagnetik. Dalam perambatannya, gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium dan dapat menempuh jarak yang sangat jauh hingga mencapai seratus lima puluh juta kilometer. Radiasi dapat dihasilkan oleh benda-benda yang dapat memancarkan panas seperti, matahari, lampu pijar, nyala api pada tungku pemanas, dan lain sebagainya. Benda yang panas ada yang berpijar (memancarkan cahaya),

ada

juga

yang

tidak

berpijar.

Keduanya

memancarkan

(meradiasikan) energi kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik  dengan berbagai panjang gelombang atau frekuensi. Sebagian dari gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh benda yang berpijar tersebut ada yang dapat dilihat oleh mata. Bila pancaran mengenai permukaan benda, sebagian dari energi tersebut ada yang dipantulkan, sebagian lagi diserap oleh benda dan kadang-kadang sebagian energi pancaran tersebut ada yang diteruskan melalui benda. Kecepatan pemancaran energi kalor akan bergantung kepada sifat permukaan benda pemancar atau penerima kalor. Benda yang mengkilap lebih sukar memacarkan kalor dari benda yang kusam. De mikian  juga pada proses penyerapan kalor, benda yang mengkilap juga lebih sukar menerima kalor dari benda yang kusam. Permukaan yang hitam dan kusam merupakan penyerap dan pemancar kalor radiasi yang baik. Sedangkan permukaan yang putih dan mengkilap merupakan penyerap dan pemancar kalor yang buruk. Suhu kopi atau teh panas akan bertahan lebih lama dalam 3 - 16

Unit 3

suatu cangkir yang permukaan dalamnya mengkilap daripada bagian dalam cangkir yang gelap.

d.

Alat dan Bahan yang digunakan dig unakan 1) Standar 2) Termometer 3) Kertas karbon 4) Kertas putih 5) Aluminium foil 6) Bola lampu pijar bekas 7) Slang plastik  8) Alkohol berwarna 9) Mistar 10) plastisin

e.

Prosedur Kerja 1) Kegiatan 1. Penyerapan kalor radiasi a) Siapkan 3 buah standar b) Ambil 3 buah termometer dan tempatkan pada lubang standar seperti gambar c) Bungkus ujung

masing-masing

termometer

dengan

bahan yang berbeda (kertas karbon,

kertas

putih,

aluminium foil) d) Catatlah ditunjukkan

angka

yang

oleh

masing-

masing skala termometer e) Bawa

peralatan

ke

luar

ruangan dan letakkan

di

bawah sinar matahari f) Biarkan lebih kurang 10 menit g) Amati dan catat perubahan yang terjadi pada skala masing-masing termometer ke dalam tabel h) Tariklah kesimpulan dari percobaan.

Praktilum Praktilum IPA

3 - 17

2) Kegiatan II: Percobaan untuk mengetahui pancaran kalor a) Siapkan dua buah bola lampu pijar bekas dan lobangi bagian ujungnya seukuran pipa plastik  b) Warnai salah satu bola lampu dengan warna hitam dan yang lainnya dengan warna putih c) Isi slang/pipa plastik dengan alkohol berwarna d) Pasang peralatan sehingga seperti gambar di samping e) Amati,

tandai,

dan

catat

ketinggian alkohol di bawah masing-masing bola lampu ke dalam tabel pengamatan f) Tempatkan

peralatan

di

bawah sinar matahari g) Biarkan sekitar 10 menit

Gambar 3.3 Termoskop

h) Amati dan catat perubahan yang terjadi pada ketinggian alkohol di bawah masing-masing bola lampu ke dalam tabel pengamatan i) Tariklah kesimpulan dari data percobaan Tabel 3.3 percobaan pancaran kalor No

Slang plastik yang berada di bawah ...

1

Bola

berwarna

hitam 2

Bola putih

3 - 18

Unit 3

berwarna

Ketinggian alkohol Sebelum dipanaskan

Sesudah dipanaskan

Latihan Untuk mengetahui tingkat pemahaman Anda terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut. 1. Anda mungkin sering memperhatikan, memperhatikan, mengapa pada acara-acara pesta malam hari orang sering memakai kostum berwarna hitam? 2. Demikian pula, kalau saudara amati warna cat dinding rumah umumnya cenderung menggunakan warna-warna cerah dan terang. Mengapa demikian? Jelaskan argumentasi saudara? 3. Mengapa menyimpan air panas dalam teko yang mengkilap lebih tahan dari pada teko berwarna hitam?

Petunjuk Jawaban Latihan 1. Malam hari biasanya bersuhu lebih dingin, sehingga dengan memakai pakaian berwarna hitam akan terasa lebih hangat karena warna hitam bersifat lebih cepat menyerap kalor dari sumber kalor. 2. Orang lebih cenderung menggunakan cat berwarna terang karena warna tersebut bagus untuk memantulkan panas yang diterimanya sehingga rumah menjadi lebih sejuk dan tidak terasa panas. 3. Sifat dari permukaan benda, dimana permukaan yang mengkilap tidak menyerap panas tapi memantukan panas kembali ke air sehingga panas dapat bertahan lebih lama.

Rangkuman Perpindahan panas secara radiasi atau pancaran

merupakan

perpindahan panas tanpa memerlukan zat perantara. Panas merambat dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan berbagai frekuensi dan panjang gelombang. Pancaran gelombang elektromagnetik sebagian ada yang dipantulkan, sebagian lagi diserap dan sebagian energi pancaran tersebut ada yang diteruskan melalui benda. Kecepatan pemancaran energi kalor akan bergantung kepada sifat permukaan benda pemancar. Benda yang mengkilap lebih sukar memancarkan kalor dari benda yang kusam, demikian juga sebaliknya benda yang mengkilap lebih sukar menerima kalor dari benda yang kusam.

Praktilum Praktilum IPA

3 - 19

Tes Formatif 3 1. Anda perhatikan konstruksi sebuah termos air. Mengapa dinding termos tersebut terbuat dari kaca? Mengapa pula permukaan dinding bagian dalam dilapisi oleh lapisan perak mengkilat dan ruang antara kedua lapisan perak dihampakan?. 2. Pada kegiatan praktikum kedua, mengapa cairan yang digunakan dipilih alkohol? 3. Apa yang ditunjukkan oleh perbedaan ketinggian alkohol pada kegiatan dua? 4. Menurut saudara, apa yang akan terjadi terjadi apabila suatu pancaran (radiasi) kalor mengenai suatu permukaan benda? Jelaskan! Salah, bahwa sinar matahari dapat sampai ke bumi melalui 5.  Benar atau Salah, konduksi? Jelaskan alasan jawaban Saudara?

3 - 20

Unit 3

Kunci Kun ci Jawaban Jawaban Tes Tes Formatif 

Kunci Jawaban Tes Formatif 1 1. 3 Jenis bahan yang dapat menghantarkan panas dengan baik adalah a. Besi 2.

b. Tembaga

c. Aluminium

Sendok penggorengan terbuat dari bahan konduktor panas. Melapisi bagian ujung sendok dengan kayu atau plastik berarti melapisi bahan konduktor dengan bahan isolator panas sehingga dapat dipegang dengan baik.

3. 3 peralatan rumah tangga yang menggunakan bahan konduktor panas a. panci penggorengan

b. Pemasak air

c. Setrika

4. Jatuhnya bola plastisin merupakan indikator atau penunjuk bahwa panas sudah sampai pada daerah tersebut. Hasil percobaan menunjukkan bahwa semakin jauh bagian benda berada maka akan semakin lama bagian itu akan menerima panas. Semakin ke ujung semakin lambat bagian itu mendapat panas sehingga bola plastaisin di bagian ujung akan jatuh paling terakhir. 5. Faktor yang dapat mempengaruhi kecepatan konduksi panas adalah a. Jenis bahan konduksi

b. Besarnya energi panas yang dihantarkan c. Jarak 

benda dari sumber panas

Kunci Jawaban Tes Formatif 2 1. Panas nyala lilin akan merambat ke atas, bukan ke samping 2. Angin darat terjadi dari darat ke laut, angin laut sebaliknya. Angin akan bertiup dari suhu rendah ke suhu yang lebih tinggi. Pada malam hari suhu di daratan lebih rendah, sedangkan di laut lebih tinggi. Na mun sebaliknya siang hari suhu di laut lebih rendah sementara di darat lebih tinggi. 3. Anda ingat, bahwa adanya perbedaan suhu dalam air air mengakibatkan terjadinya arus konveksi 4. Dengan elemen di bawah, arus konveksi akan menyebar naik ke atas sehingga air dalam tangki akan lebih cepat panas. Sebaliknya jika elemen dalam posisi di atas arus konveksi menyebar di permukaan, dan menyebar lebih lambat ke bawah hingga air lambat panas.

Praktilum Praktilum IPA

3 - 21

5. Pada gambar A dan C pemanasan harus berada pada posisi pojok kanan bawah yang ditandai arah panas ke atas, sedangkan pada gambar B posisi pemanasan harus berada pada posisi tengah antara kedua arus konveksi yang mengarah ke atas (pada posisi gambar arah anak panah ke atas )

Kunci Jawaban Tes Formatif 3 1. Dinding termos terbuat dari bahan kaca karena kaca merupakan bahan konduktor yang sangat jelek sehingga tidak dapat memindahkan panas secara konduksi. Lapisan perak mengkilap berfungsi sebagai bahan pemantul sehingga dapat memantulkan kembali radiasi panas pada dinding termos. Adanya ruang vakum, tidak memungkinkan perpindahan kalor secara konduksi dan radiasi. 2. Pada percobaan menggunakan termoskop menggunakan cairan alkohol pada pipa U karena alkohol memiliki sifat yang y ang cepat merespon adanya kalor. 3. Perbedaan ketinggian alkohol menunjukkan bahwa ada bagian yang menyerap kalor lebih besar dari bagian yang lainnya. Pada percobaan bila kedua bola diberi kalor radiasi dari sumber yang sama maka permukaan alkohol di bawah bola A turun dan di bawah bola B naik. Bola yang dihitamkan menyerap kalor radiasi lebih baik dari bola lampu yang tidak dihitamkan. Akibatnya, udara di bawah bola A memuai lebih besar dan menekan permukaan alkohol sehingga turun. 4. Respon dari permukaan benda yang terkena radiasi suatu kalor maka energinya sebagian ada yang dipantulkan, sebagian lagi diserap oleh benda dan sebagian energi pancaran ada yang diterusan melalui benda tersebut. 5. Salah. Sinar matahari tidak mungkin sampai ke bumi secara konduksi karena udara yang terdapat di atmosfir tergolong konduktor yang paling buruk. Juga dengan adanya ruang hampa di atmosfir mengakibatkan tidak ada benda yang dapat membantu dalam proses pemindahan energi

3 - 22

Unit 3

Daftar Pustaka

Drajat. 2005.   Aplikasi fisika dalam kehidupan seahari-hari SMA/MA kelas Bandung: Inti Prima Prima Aksara Kanginan, Marthen. 2004. Sains Fisika SMP 2A untuk SMP Kelas VIII. Penerbit Erlangga Kanginan, Marthen. 2003. Fisika 2000 Jilid 1 B untuk SMA kelas 1.Jakarta: Penerbit Erlangga Soejoto dan

Sustini, E. 1993. Petunjuk Praktikum Fisika dasar . Dirjen Dikti

Depdiknas. Tim Seqip.2003. Buku IPA Guru Kelas V . Dirjen Dikdasmen Depdiknas Wellington, J.J. 1989. Beginning Science Physics. Oxford University Press

Praktilum Praktilum IPA

3 - 23

Glosarium Kalor

: energi panas yang berpindah

Fenomena

: gejala/kejadian

Memuai

: bertambah ukuransuatu benda

Wujud

: bentuk 

Konduksi

: hantaran

Konveksi

: aliran

Radiasi

: pancaran

Energi kinteik : energi gerak  Vibrasi

: getaran

Elektron

: partikel bermuatan listrk 

Konduktor

: bahanyang dapat menghantarkan panas

Isolator

: bahan yang tidak dapat menghantarkan panas

Plastisin

: lilin mainan

Stopwatch

: alat penghitung waktu

Fluida

: zat alir

Masa jenis

: kerapatan jenis

Radiator

: pendingin

Kelvin

: skala suhu mutlak 

Medium

: zat perantara

Termoskop

: alat untuk menyelidik radiasi panas

Gelombang elektromagnetik : gelombang yang terbentuk akibat perubahan medan listrik dan medan magnet secara bergantian

3 - 24

Unit 3

Unit

4

LISTRIK DAN MAGNET Dra. Masitoh, M.Pd Suhendri, S.Pd, M.Pd

Pendahuluan

D

alam kehidupan sehari-hari, kita dapat mendengarkan radio, menonton televisi, menggunakan kulkas, setrika listrik dan lain-lain. Penggunaan alat-alat tersebut

memerlukan listrik. Arus listrik terjadi karena adanya perpindahan muatan-muatan listrik. Listrik dibedakan menjadi listrik status (listrik tak mengalir) dan listrik  dinamis (listrik mengalir). Listrik statis merupakan bagian dari ilmu listrik yang mempelajari sifat-sifat muatan listrik. Muatan listrik berkaitan langsung dengan susunan zat suatu benda. Semua benda tersusun atas partikel-partikel yang sangat kecil yang disebut atom. Atom terdiri atas inti atom atau nukleus dan elektron. Inti atom terletak di tengah-tengah atom terdiri dari ptoron dan neutron. Elektron bergerak mengelilingi inti atom. Dari pelajaran listrik statis ini kita dapat mengetahui bahwa elektron adalah muatan listrik yang mudah berpindah-pindah melalui bahan konduktor serta sulit berpindah melalui bahan isolator. Namun demikian, dalam kehidupan sehari-hari pemanfaatan listrik lebih banyak berkaitan dengan muatan listrik yang bergerak (listrik dinamis), baik dirumah, dikantor, di perusahaan maupun di industri kecil dan besar. Pada unit ini akan dibahas lebih lanjut tentang berbagai hukum yang mendasari pemanfaatan listrik dalam kehidupan sehari-hari melalui serangkaian kegiatan yang akan Anda lakukan berupa percobaan pengalaman-pengalaman dasar tentang rangkaian listrik pada Sub Unit 2 dan rangkaian seri dan paralel ada Sub Unit 3. oleh karena itu secara spesifikasi setelah Anda melakukan kedua kegiatan tersebut diharapkan Anda dapat :

1. Mengelompokkan benda berdasarkan sifat-sifat hantaran listriknya. 2. Menjelaskan keuntungan dan kerugian rangkaian seri. 3. Menjelaskan keuntungan dan kerugian rangkaian paralel.

Praktilum Praktil um IPA

4-1

Untuk mencapai hasil yang optimal, ada beberapa petunjuk yang perlu Anda pahami dan lakukan dengan baik dan cermat, antara lain : 1. Bacalah dengan cermat petunjuk kegiatan agar A nda memperoleh gambaran yang  jelas tentang apa yang harus Anda lakukan. 2. Sebagai bahan pengayaan dan untuk menambah wawasan, berusahalah mempelajari sumber-sumber lain yang relevan yang berhubungan dengan materi ini. 3. Setelah itu, ujilah kemampuan Anda dengan mencoba menjawab soal-soal yang telah

disediakan,

kemudian

ukurlah

tingkat

pemahaman

Anda

dengan

mencocokan jawaban dan menghitungnya dengan menggunakan rumus yang telah disediakan

Selamat bekerja semoga sukses

4-2

Unit 4

Subunit 1

Pengalaman-Pengalaman Dasar Tentang Rangkaian Rangkaian Listrik Listr ik

D

alam kehidupan sehari-hari kita sering melihat dan malah menikmati hasil pancaran sinar yang dihasilkan oleh serangkaian arus listrik. Tahukah Anda

bagaimana aliran listrik itu terjadi? Hal tersebut terjadi akibat lampu pijar dalam rangkaian listrik tertutup yang berarti bahwa arus listrik dapat mengalir dari sumber energi (baterai). Menuju ke lampu pijar dan berubah menjadi energi panas dan cahaya. Hal penting yang perlu dilihat baik baterai maupun lampu pijar mempunyai dua terminal untuk membentuk hubungan tertutup. Untuk memantapkan pemahaman Anda mengenai pengalaman dasar tentang rangkaian listrik berikut ini Anda akan melakukan beberapa kegiata praktikum yang dapat Anda lakukan secara mandiri maupun terbimbing. Siapkan semua peralatan dan bahan, lembar pengamatan, dan perbaruhi terlebih dahulu prosedur biaya dengan cermat agar hasil kegiatan yang Anda peroleh benar, akurat dan memuaskan.

a.

Judul Kegiatan Kegiatan : Pengalaman-pengalaman dasar tentang rangkaian listrik.

b.

Tujuan Kegiatan : 1) Menemukan syarat-syarat sembungan lampu pijar dengan baterai agar lampu menyala. 2) Menerapkan percobaan yang dilakukan dalam gambar teknis. 3) Melihat dari bagian-bagian dari lampu pijar.

c.

Landasan Teori Teori : Muatan listrik yang mengalir disebut arus listrik, arah arus listrik  sesuai dengan arah gerak muatan positif. Ketentuan ini dibuat sebelum ditemukannya elektron. Dalam penghantar logam elektron-elektron bergerak dari potensial rendah ke potensial tinggi. Walaupun demikian, ketentuan diatas masih berlainan hingga sekarang. Adanya arus listrik disebabkan adanya beda potensial atau tegangan, oleh sebab itu supaya didalam rangkaian selal ada arus listrik, Praktilum Praktil um IPA

4-3

harus tetap diusahakan ada tegangan listrik. Tegangan dapat diperoleh dari elektron listrik, misalnya elemen kering (batu baterai) dan Aki. Adanya arus listrik di dalam rankaian berarti terjadinya gerakan muatan listrik.

d.

 Alat dan Bahan yang digunakan 1. Baterai. 2. Lampu Pijar. 3. Kabel Sepanjang 15 – 2 cm. Dengan D engan ujung tak terbungkus 4. Lembar Kegiatan Siswa (LKS).

e.

Prosedur Kerja 1. Untuk melakukan percobaan ini saudara mengambil satu baterai satu kabel dan satu lampu pijar. 2. Hubungan yang mana membuat lampu pijar menyala. 3. Hubungan yang mana membuat lampu pijar tidak menyala. 4. Setalah mengetahui no. 2 dan no 3 isilah tabel yang disediakan. Apakah lampu pijar menyala atau tidak menyala satu dengan cara menduga atau memperkirakannya (LKS terlampir). 5. Isiliah tabel kembali dengan melakukan penjelasan (Percobaan) lampu pijar, baterai dan kabel, dengan menggunakan LKS yang ada. 6. Bandingkan hasil pengamatan saudara, hasil perkiraan dan hasil pengetesan. Mengapa demikian?

4-4

Unit 4

Lembar Kerja

Praktilum Praktil um IPA

4-5

f.

Hasil Pe Pengamatan ngamatan Masukkan data-data hasil perkiraan mengenai Lembar Kegiatan Siswa (LKS) dan juga masukan data setelah mengetes arus listrik yang ada pada LKS. Apakah lampu pijar menyala atau tidak?  A.  perkiraan

 E.  perkiraan

tes

tes

 B.  perkiraan

F.  perkiraan

tes :

tes

C.  perkiraan

G.  perkiraan

tes

tes

 D.  perkiraan

 H.  perkiraan

tes

tes

Latihan Untuk

memantapkan

pemahaman

saudara

mengenai

pengalaman

–

pengalaman dasar tentang listrik di atas, silahkan saudara mengerjakan latihan berikut : 1) Titik-titik manakah dari baterai dan titik-titik manakah dari lampu pijar yang perlu saling terhubungkan agar lampu pijar menyala. 2) Apakah perlu ada suatu rangkaian tertutup agar lampu pijar menyala? 3) Buatlah gambar realistis untuk hal di atas.

4-6

Unit 4

Pedoman Pe doman J awaban Latihan 1. Titik logam dasar lampu pijar harus berhubungan dengan salah satu katub baterai (langsung atau lewat kabel) dan ulir lampu pijat harus berhubungan dengan kutub baterai satu lagi (langsung atau lewat kabel). 2. Ya, Perlu 3. Gambar

RANGKUMAN Sebuah lampu pijar dalam rangkaian listrik hanya menyala ketika rangkaian itu dalam keadaan tertutup, yang berarti bahwa energi listrik dapat mengalir dari sumber energi (baterai), meninggalkan baterai pada satu kutub, menuju ke lampu pijat, dan berubah menjadi energi panas dan cahaya. Hal penting yang perlu diketahui baik baterai maupun lampu pijar mempunyai dua terminal untuk membentuk hubungan tertutup. Dengan sebuah baterai, sebuah lampu pijar dan satu kabel, para siswa dapat menguji berbagai susunan dan melihat apakah lampu menyala atau tidak. Terang nyala lampu pijar tergantung pada tegangan baterai (Beberapa banyak voltase yang disediakan).

Praktilum Praktil um IPA

4-7

Tes Formatif 1 Untuk mengetahui tingkat pengusaan saudara terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut : 1. Apa yang menyebabkan rangkaian tertutup akan membuat lampu pijar menyala? Jelaskan! 2. Mengapa listrik yang menjalar dalam kabel disebut arus listrik? Jelaskan! 3. Apa yang dimaksud dengan rangkai terbuka? Jelaskan! 4. Jelaskan apa yang dimaksud saklar dan fungsinya? 5. Jelaskan berapa besar arus listrik yang mengalir melalui kabel

4-8

Unit 4

Subunit 2

Elektr Elektrodin odinamik amik (Rangkaia (Rangkaiann Kondukto Kond uktorr Dan Dan Isolator)

A

liran muatan listrik positif berasal dari tempat yang potensialnya tinggi (mengandung muatan listrik positif dan lebih banyak) menuju tempat yang

potesialnya lebih rendah (mengandung muatan listrik positif lebih sedikit). Aliran muatan listrik ini mirip dengan aliran air, yakni mengalir dari tempat yang lebih tinggi menuju ke tempat yang lebih rendah. Muatan listrik dapat berpindah apabila terjadi beda potensial. Bila kita mampu mempertahankan beda potensial tersebut, maka akan mengalirlah arus listrik. Muatan listrik yang mengalir atau bergerak ini sering disebut elektrodinamik (listrik dinamis). Menurut hukum Ohm semakin besar tegangan listrik semakin besar pula arus yang mengali dalam rangkaian. Perbandingan tegangan listrik dengan kuat arus (I) adalah tetap. Hasil bagi ini dinamakan hambatan listrik atau resistansi. Setiap jenis bahan memiliki hambatan jenis yang berbeda-beda, makin besar hambatan jenis, makin besar pula hambatan listriknya. Dalam kemampuannya menghantarkan arus listrik, jenis bahan digolongkan menjadi konduktor, isolator dan semikonduktor. Baiklah untuk memantapkan pemahaman Anda mengenai konduktor dan isolator berikut ini anda akan melakukan beberapa kegiatan praktikum yang dapat Anda lakukan secara mandiri maupun terbimbing. Siapkan segala sesuatunya baik  alat, bahan lembar pengamatan dan pahami terlebih dahulu prosedur kerja dengan cermat agar hasil kegiatan yang Anda A nda peroleh benar, akurat dan memuaskan.

a.

Judul Kegiatan Kegiatan : Konduktor dan Isolator

b.

Tujuan Kegiatan : 1) Merancang percobaan untuk menguji apakah suatu benda termasuk  konduktor dan isolator. 2) Melakukan percobaan untuk menyelidiki benda-benda yang dapat menghantarkan listrik dan yang tidak. 3) Menjelaskan

benda-benda

berdasarkan

kemampuannya

untuk 

menghantarkan listrik.

Praktilum Praktil um IPA

4-9

c.

Landasan Teori : Arus listrik sering berbahaya bagi manusia yang terkenan atau tersengat listrik. Banyak kejadian kematian manusia akibat tersengat listrik

karena

menyentuh

bagian

dari

alat

listrik

yang

mudah

menghantarkan arus listrik. Dalam kehidupan sehari-hari banyak  ditemukan berbagai listrik bahan atau benda yang pemanfaatannya ditentukan berdasarkan sifatnya yang mudah atau sulit menghantarkan listrik. Hampir semua bagian dari alat-alat elektronik atau perlengkapan listrik yang mudah tersentuh tangan atau tubuh kita dibuat dari bahanbahan yang tidak atau sulit mengalirkan arus listrik. Misalnya, plastik, karet, kaca, adalah bahan-bahan yang tidak atau sulit menghantarkan arus listrik. Bahan-bahan ini sering disebut isolator karena sifatnya yang dapat mengisolasi listrik dari benda-benda lain. Pada bahan isolator elektronelektron relati stabil, sehingga elektron sulit keluar dari inti atomnya. Sebaliknya, jika diperlukan media untuk menghantarkan listrik  dengan baik dari satu bagian ke bagian lain, maka yang digunakan adalah bahan-bahan yang mudah menghantarkan arus listrik. Bahan seperti ini disebut konduktor atau penghantar listrik. Bahan yang termasuk jenis konduktor antara lain, logam seperti tembaga, alumunium, timah, seng, besi dan lain-lain. Penangkal petir yang terpasang di bangunan yang tinggi terbuat dari logam tembaga karena tembaga adalah konduktor yang baik. Di dalam bahan konduktor, elektron-elektron tidak terlalu kuat diikat oleh inti atomnya, sehingga ketika tegangan listrik diberikan pada bahan konduktor, elektron-elektron mudah lepas dan bergetar, hal ini menyebabkan arus listrik mudah mengalir.

d.

 Alat dan Bahan yang Digunakan 1. Lampu Pijar 3

V (1 buah)

2. baterai 1,5 V

(1 buah)

3. Tempat Lampu

(1 buah)

4. Kabel Secukupnya 5. Mulut Buaya

(1 buah)

6. Beberapa Jenis Bahan :

4 - 10

Unit 4

-

Batang Kayu

(1 buah)

-

Kayu

(1 buah)

-

Kertas

(1 buah)

-

Besi

(1 buah)

-

Kawat

(1 buah)

7. Tempat Baterai

e.

(1 buah)

Prosedur Kerja 1. Rangkailah alat-alat seperti pada gambar di bawah ini :

-

+

A B

2. Ambilah salah satu jenis bahan tersebut. Misalnya batang plastik, kemudian sambungkan sehingga membentuk rangkaian tertutup. 3. Apakah lampu menyala? Apakah batang plastik merupakan konduktor atau isolator. 4. Ulangi kegiatan di atas dengan bahan lainnya. Bahan mana yang jika dihubungkan menyebabkan lampu menyala? Bahan apa yang termasuk konduktor dan bahan apa yang termasuk isolator?

f.

Hasil Hasil Pengamatan Pengamatan Tabel Pengamatan Keadaa lampu No

Baha Bahan n

Kond Konduk ukto torr

Isol Isolat ator or Menyala

1

Batang Plastik 

2

Kayu

3

Kertas

4

Besi

5

Kawat

Padam

Catatan :Berikan :Berikan tanda V pada kolom yang sesuai untuk setiap jenis bahan

Praktilum Praktil um IPA

4 - 11

Latihan Untuk memantapkan pemahaman saudara mengenai kegiatan percobaan di atas silakan Anda mendiskusikan atau memperhatikan bagian-bagian dari radio. 1. Perhatikan semua bagian yang mudah tersentuh tangan atau anggota tubuh kita terbuat dari apakah bagian-bagian itu ? 2. Perhatikan kabel penghubung ke stop kontak listrik? Dari bahan apa kabel itu? Apakah ada kawat logam yang tersembul ke luar ? 3. Perhatikan stop kontak pada tembok. Adakah bagian logamnya tersembul ke luar?

Pedoman Pe doman J awaban awaban Latihan Lati han 1. Plastik  2. Kabel terbuat dari bahan karet / tidak ada 3. tidak ada

Rangkuman Tidak semua jenis bahan dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Ada bahan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik ada pula bahan yang sangat buruk menghantarkan listrik. Bahan-bahan yang sangat baik daya hantarnya disebut konduktor  sedang yang sangat buruk daya hantarnya disebut isolator .

Tes Formatif 2 Untuk mengetahui tingkat penguasaan saudara terhadap kegiatan praktikum konduktor dan dan isolator, jawablah pertanyaan-pertanyaan pertanyaan-pertanyaan berikut. 1. Jelaskan perbedaan antara konduktor dan isolator? 2. Kelompokkanlah benda-benda berikut ini, apakah termasuk konduktor atau isolator: a. Peniti; b. Plastik; h. lidi;

c. Daun; d. Kaca;

e. Kayu;

f. Paku;

g. Sendok;

i. jarum

3. Mengapa perabot alat rumah tangga misalnya cerek, setrika, panci untuk memasak  selalu ada bahan terbuat dari kayu, plastik, atau kaca? 4. Bahan apa saja yang digunakan digunakan untuk membuktikan konduktor konduktor dan isolator? 5. Bagaimana cara membuktikan konduktor dan isolator?

4 - 12

Unit 4

Subunit 3

Elektrodi Elektr odinami namika ka (Rangkaian (Rangkaian Seri Seri Dan Paralel) Paralel)

P

ada Sub Unit 1 telah dijelaskan bahwa elektodinamik adalah muatan listrik yang mengalir. Muatan listrik yang mengalir ini disebut arus listrik. Adanya arus

listrik disebabkan adanya beda potensial atau tegangan. Oleh sebab itu supaya didalam rangkaian selalu ada arus listrik, harus tetap di usahakan ada tegangan listrik. Rangkaian listrik dapat dibagi menjadi 2 macam yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel. Rangkaian komponen listrik yang disusun secara berderet dengan tidak ada cabang pada sumber arus listrik disebut dengan rangkaian listrik seri. Pada rangkaian listrik seri, kuat arus yang mengalir pada setiap rangkaian adalah sama sedangkan beda potensial berbeda. Rangkaian pararel adalah rangkaian komponen listrik yang disusun secara sejajar sehingga terbentuk cabang diantara sumber arus listrik. Pada rangkaian paralel arus yang mengalir pada setiap cabang berbeda, sedangkan beda potensialnya sama. Untuk menentapkan pemahaman Anda mengenai rangkaian seri dan paralel berikut ini Anda akan melakukan beberapa kegiatan praktikum yang dapat Anda lakukan secara mandiri maupun terbimbing. Siapkan segala sesuatunya baik alat, bahan lembar pengamatan dan pahami terlebih dahulu prosedur kerja dengan cermat agar hasil kegiatan yang Anda peroleh benar, akurat dan memuaskan. a.

Judul Kegiatan Kegiatan : Rangkaian Listrik Paralel dan Seri.

b.

Tujuan Kegiatan : 1. Merakit rangkaian seri dan pararel sesuai gambar teknis. 2. Menjelaskan perbedaan antara rangkaian seri dan paralel. 3. Menjelaskan mengapa rangkaian-rangkaian listrik, misalnya dirumah tangga terpasang paralel.

c.

Landasan Teori Teori : Dengan satu sumber energi kita dapat menyediakan energi kepada lebih dari satu konsumen (lampu pijar). Hal itu dapat kita lakukan dengan

Praktilum Praktil um IPA

4 - 13

memasang dua (atau lebih) lampu pijar berurutan dalam rangkaian seri atau dengan membuat percabangan, yang berarti rangkaian paralel. Kedua   jenis rangkaian rangkaian itu mempunyai beberapa sifat

yang berbeda. berbeda. Dalam

rangkaian seri lampu pijar akan kurang terang dibandingkan lampu pijar dalam rangkaian paralel. Dua lampu pijar pada rangkaian seri mempunyai hambatan dua kali lipat and oleh karena itu menghasilkan lebih sedikit cahaya. Dalam rangkaian paralel hanya ada hambatan dari satu lampu pijar dalam setiap cabang rangkaian dan oleh karena itu setiap lampu pijar mempunyai cahaya yang sama seperti satu lampu pijar dalam rangkaian tunggal. Dengan kata lain dua lampu pijar paralel akan menghabiskan energi lebih banyak dalam menghabiskan energi baterai lebih cepat dibandingkan dengan dua lampu pijar yang dihubungkan seri. Perbedaan lainnya adalah peluang terkena gangguan. Jika satu bagian (lampu pijar) dalam rangkaian seri rusak, seluruh rangkaian akan terganggu. Jika beberapa lampu pijar terpasang paralel dan salah satu tidak bekerja, lampu-lampu yang lain tidak terpengaruh, karena rangkaiannya tidak  terganggu. Karena sifat itu maka rangkaian-rangkaian listrik di rumah (stop kontak, lampu-lampu, dan konsumen energi lainnya) terpasang secara paralel.

d.

4 - 14

 Alat dan Bahan yang Digunakan 1. Panan Alas C

(1 buah)

2. Tempat Baterai

(1 buah)

3. Baterai (1,5 V)

(1 buah)

4. Fitting Lampu Pijar

(1 buah)

5. Lampu Pijar (3V/0,1 A)

(1 buah)

6. Kabel

(1 buah)

7. Sakelar

(1 buah)

8. Tempat lampu pijar

(1 buah)

9. Kabel Merah

(1 buah)

10. Kabel Hitam

(1 buah)

Unit 4

e.

Prosedur Kerja 1. Kegiatan 1 : Rangkaian Listrik Seri a. Rangkaian Lampu Pijar, Baterai dan sakelar sesuai dengan gambar teknis hubungan seri.

Gambar menunjukkan bagaimana peralatan harus dirakit

Gambar Rangkaian Seri

b. Tutuplah saklar dan memperhatikan apa yang terjadi dengan kedua lampu pijar ? dan bagaimana terang cahaya lampu pijar tersebut? c. Lepaskanlah salah satu lampu pijat dan catat cat at hasilnya

Praktilum Praktil um IPA

4 - 15

2. Kegiatan II : Rangkaian Listrik Paralel a. Rangkaian Lampu Pijar, Baterai dan sakelar sesuai dengan gambar teknis hubunga paralel.

Gambar Rangkaian Paralel dengan Kit Murid

b. Tutuplah saklar dan memperhatikan apa yang terjadi dengan kedua lampu pjar ? dan bagaimana terang cahaya lampu pijar tersebut? c. Bandingkanlah rangkaian seri yang baru dilakukan dengan rangkaian paralel. Apa yang terjadi ? mengapa demikian ?

4 - 16

Unit 4

d.

Hasil pengamatan Masukkan data-data hasil percobaan Anda dalam bentuk tabel-tabel seperti berikut. Prosedur Kerja

a. Apakah yang terjadi ketika saklar ditutup. b. Apa pengamatanmu mengenai terang

Rangkaian Seri

Paralel

Lampu Lampu

cahaya lampu pijar. c. Apa penyebabnya.

Lampu

d. Dan menurutmu, apa yang akan terjadi

Lampu

kalau salah satu lampu pijar dicabut. e. Coba dengan melepaskan salah satu

Lampu

lampu pijar dan catat hasil-hasilnya.

Latihan Untuk memantapkan pemahaman saudara mengenai kegiatan percobaan di atas silahkan Anda mengerjakan latihan berikut : 1. Pada kegiatan rangkaian listrik seri pernahkan saudara melihat susunan baterai dalam lampu senter ? atau pernakah saudara melihat lampu hias yang terpasang di taman-taman atau dalam sebuah perayaan ? 2. Jika baterai dalam senter kita pasang terbalik. Apakah lampu akan menyala ? Mengapa ? 3. Lampu hias yang kecil-kecil yang berwarna-warni, rangkaian dibuat secara terarah. Bila salah satu lampu hias putus, bagaimana la mpu yang lain ? Nah sekarang latihan rangkaian listrik paralel. 2.

Perhatikan lampu-lampu yang ada di ruang rumah kita. Ketika sakelar lampu ruang tengah dihidupkan. Apakah lampu dikamarmu juga turut menyala ?

Praktilum Praktil um IPA

4 - 17

Pedoman Pe doman J awaban awaban Latihan Lati han 1. Jawaban latihan nomor 1 adalah : pernah melihat susunan baterai dan melihat lampu hias di taman-taman 2. Jika kita memasang baterai dalam senter terbalik maka lampu senter tidak akan menyala. 3. Keadaan lampu hias yang lain adalah akan putus semuannya. 4. Ketika saklar lampu diruang tengah dinyalakan, maka lampu di ruang kamar tidak menyala. Dalam rangkaian seri arus listrik dan baterai melewati lampu pertama, lampu kedua, kemudian lampu berikutnya dan seterusnya, karena itulah, jika ada satu lampu di padam, maka lampu berikutnya juga akan padam karena arus listrik terputus.

Rangkuman Rangkaian listrik seri adalah rangkaian komponen listrik yang disusun secara berderet dengan tidak adanya cabang pada sumber arus listrik. Pada rangkaian listrik seri kuat arus yang mengalir pada setiap rangkaian adalah sama. Sedangkan beda potensialnya berbeda, beda potensial pada rangkaian listrik yang disusun seri adalah sama dengan jumlah setiap beda potensial sumber arus listrik. Contoh bila 4 buah baterai 1,5 V disusun secara seri maka beda potensial adalah 6 V. sedangkan rangkaian komponen listrik yang disusun secara sejajar sehingga terbentuk cabang diantara sumber arus listrik. Pada rangkaian paralel arus yang mengalir pada setiap cabang berbeda sedangkan beda potensialnya sama.

Tes Formatif 3 Untuk mengetahui tingkat penguasaan saudara terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan. Jawablah pertanyaan-pertanyaan sebagai berikut : 1. Apa yang dimaksud rangkaian listrik seri dan paralel? 2. Bandingkan tiga perbedaan ciri antara ragkaian listrik seri dan paralel? 3. Gambarkan skema rangkaian listrik seri? 4. Gambarkan skema rangkaian listrik paralel? 5. Menurut Saudara apa keuntungan menggunakan rangkaian listrik paralel?

4 - 18

Unit 4

Subunit 4

Magnet

I

stilah magnetik berasal dari suatu daerah yang namanya magnesia, sebuah pulau di laut Aeqea, tempat beberapa jenis batuan tertentu ditemukan oleh orang Yunani

lebih dari 2000 tahun yang lalu. Batuan tersebut memiliki sifat yang tidak biasa yaitu dapat menarik potongan-potongan besi sehingga disebut “batu sembrani” ( loadstone) magnet pertama kali digunakan sebagai kompas oleh para pelaut Cina pada abad XII. Gaya yang dikerjakan magnet-magnet satu sama lainnya dapat berupa gaya tarik atau gaya tolak, bergantung ujung-ujung mana dari magnet-magnet batang tersebut yang saling didekatkan. Kekuatan tarik-menarik atau tolak-menolak antara ujung magnet-magnet tersebut bergantung pada jarak antara magnet-magnet itu. Gaya tarik atau gaya tolak magnet tersebut disebut gaya magnetik. Kekuatan sebuah magnet terletak pada apa yang disebut kutub-kutub magnetik. Jika sebuah magnet batang patah, maka masing-masing patahannya akan menjadi magnet baru. Kalau dipatahkan lagi maka patahannya akan menjadi magnet baru lagi. Begitu seterusnya jika kita dapat memecahkan magnet menjadi potonganpotongan kecil, maka potongan-potongan kecil itu akan bersifat magnet dengan dua kutub. Jadi, setiap magnet baru selalu punya dua kutub yaitu utara dan selatan. Tidak  akan pernah kita dapat memisahkan kedua kutub tersebut dan membuat magnet dengan hanya satu kutub saja. Jika magnet dibelah sampai menjadi partikel yang sangat kecil sekalipun, partikel-partikel itu akan tetap bersifat seperti magnet. Jadi atom-atom magnet itu adalah juga magnet. Gaya magnetik dapat bekerja tanpa magnet menyentuh benda yang dipengaruhi gaya tersebut. Misalnya, paku besi akan ditarik oleh magnet jika paku itu berada dekat salah satu kutub magnet sebelum paku itu menyentuh magnet. Hal

ini disebabkan karena ruang di sekitar magnet magnet itu dipengaruhi oleh magnet tersebut. tersebut. Ruang yang dipengaruhi magnet disebut medan magnetik. Setiap benda tertentu yang berada dalam medan magnet akan dipengaruhi oleh magnet tersebut. Benda-benda yang dipengaruhi oleh magnet tersebut. Benda-benda yang dipengaruhi magnet adalah benda-benda yang terbuat dari besi, nikel dan kobalt. Benda-benda ini akan ditarik oleh magnet jika didekatkan ke kutub magnet. Benda lain seperti tembaga,

Praktilum Praktil um IPA

4 - 19

alumunium, kayu, atau plastik tidak dipengaruhi oleh magnet sehingga tidak akan ditarik magnet. Unit ini akan mengantarkan Anda untuk memahami berbagai hal yang terkait dengan proses kemagnetan melalui serangkaian kegiatan yang akan Anda lakukan berupa percobaan pengalaman dengan magnet yang dipaparkan dalam Percobaan 1 dan Percobaan 2 membuat magnet menggunakan listrik. Oleh karena itu, secara spesifik setelah Anda melakukan kedua kegiatan percoban tersebut diharapkan Anda dapat: 1. Membuktikan bahwa magnet memiliki gaya yang dapat menarik dan menembus benda-benda tertentu. 2. Menjelaskan bahwa magnet mempunyai dua kutub, yaitu kutub utara dan kutub selatan. 3. Membuktikan bahwa kekuatan magnet terletak pada kedua kutubnya. 4. Membuktikan bahwa magnet dapat dibuat dengan menggunakan listrik. Untuk mencapai hasil yang optimal, ada beberapa petunjuk yang perlu Anda pahami dan lakukan dengan baik, antara lain: 1. Bacalah dengan cermat petunjuk kegiatan agar A nda memperoleh gambaran yang  jelas tentang apa yang harus Anda lakukan. 2. Sebagai bahan pengayaan dan untuk menambah wawasan, berusahalah mempelajari sumber-sumber lain yang relevan yang berhubungan dengan materi ini. 3. Setelah itu, ujilah kemampuan Anda dengan mencoba menjawab soal-soal yang telah disediakan, kemudian ukurlah tingkat pemahaman Anda dengan mencocokkan jawaban dan menghitungnya dengan menggunakan rumus yang telah disediakan.

Kegiatan I a. Judul kegiatan: Pengalaman dengan magnet b. Tujuan kegiatan: 1. Menunjukkan melalui percobaan bahwa magnet menarik benda-benda yang terbuat dari besi atau baja. 2. Mebandingkan kekuatan gaya magnetik pada kedua ujung.

4 - 20

Unit 4

c. Landasan teori Sebuah magnet terdiri dari magnet-magnet kecil yang mengarah ke arah yang sama. Magnet-magnet kecil ini disebut magnet elementer. Pada logam y ang bukan magnet, magnet elementernya mempunyai arahkan tidak adanya kutubkutub di ujung logam. S

N

S

N

S

N

S

N

S

N

S

N

Logam yang bersifat magnet

Logam yang bersifat magnet

Setiap magnet memiliki dua kutub magnet, yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kekuatan sifat kemagnetan yang paling besar berada pada kutub-kutub logam tertentu. Magnet juga memiliki sifat-sifat tertentu bila kutub magnet yang satu berdekatan dengan kutub magnet yang lain. 1. kutub-kutub magnet sejenis (kutub utara dengan kutub utara atau kutub selatan dengan kutub selatan) akan tolak-menolak. tol ak-menolak. 2. Kutub-kutub tidak sejenis (kutub utara dengan kutub selatan atau kutub selatan dengan kutub utara) akan tarik-menarik. Salah satu sifat magnet adalah memiliki gaya tarik. Artinya, apabila magnet diletakkan berdekatan dengan jenis-jenis logam tertentu akan menarik dan mempertahankan logam tersebut untuk tetap menempel padanya. Benda-benda logam apa saja yang dapat ditarik oleh magnet dan benda-benda apa yang tidak dapat ditarik oleh magnet? Bahan-bahan yang dapat ditarik oleh magnet disebut bahan magnetik, dan yang tidak dapat ditarik oleh magnet disebut bahan nonmagnetik. Lebih lanjut, bahan magnetik diklasifikasikan sebagai berikut: 1. Bahan ferromagnetik, yaitu bahan yang ditarik dengan kuat oleh magnet. Contoh: nikel, besi, baja dan kobalt. 2. Bahan paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik lemah oleh magnet. Contoh: alumunium dan platina 3. Bahan diamagnetik, yaitu bahan yang sedikit menolak magnet. Contoh: seng, bismuth dan natrium klorida

Praktilum Praktil um IPA

4 - 21

d. Alat dan bahan yang digunakan Percobaan 1: 1. magnet 2.  

:

jarum jahit

1 buah :

10 buah

3. paku payung

:

5 buah

4. penjepit kertas dari logam

:

20 buah

5. gunting

:

1 buah

6. kerikil

:

5 buah

7. kertas

:

1 buah

8. pensil

:

4 buah

9. penghapus

:

2 buah

10. daun

:

4 buah

1. magnet

:

1 buah

2. peniti atau jarum pentul

:

20 buah

Percobaan 2:

e. Prosedur kerja Percobaan 1: Benda-benda yang dapat ditarik magnet 1. Letakkan semua benda yang telah kamu siapkan di atas meja secara terpisah 2. Dekatkan magnet pada setiap benda tersebut 3. Jika ada benda yang dapat melekat pada magnet, singkirkan benda tersebut 4. Tuliskan hasil temuanmu dalam bentuk tabel

Percobaan 2: Kekuatan gaya magnet pada kedua ujung ujung 1. Letakkan 20 buah peniti atau jarum pentul di atas meja 2. Dekatkan bagian bagian -bagian magnet pada kumpulan peniti/jarum peniti/jarum pentul tersebut. Pertama salah satu bagian ujung magnet misal kutub utara, ke mudian bagian tengah, dan terakhir bagian ujung yang lain 3. Amati bagian ujung magnet mana paling banyak menarik jarum/peniti 4. Tuliskan hasil temuanmu dalam bentuk tabel f. Hasil pengamatan Masukkan data-data hasil percobaan Anda dalam bentuk tabel-tabel berikut.

4 - 22

Unit 4

1) Benda-benda yang dapat ditarik magnet No. Ditarik

Tidak ditarik

1. 2. 3. 4. 5. 2) Kekuatan magnet Bahan

Ditarik oleh magnet Kutub utara

Tengah magnet

Kutub selatan

Peniti atau  jarum pentul Catatan :

berilah tanda √ pada tabel sesuai dengan hasil pengamatan Anda.

Latihan 1 Untuk memantapkan pemahaman saudara mengenai kegiatan percobaan di atas, silahkan Anda mengerjakan latihan berikut! 1) Apakah ada aturan umum yang dapat dipakai untuk menentukan benda-benda apa yang ditarik oleh magnet dan benda-benda apa y ang ditarik oleh magnet dan benda-benda apa saja yang tidak ditarik oleh magnet? 2) Pada bagian manakah dari magnet batang, gaya magnet itu berada? 3) Bagaimana menurut pendapat Anda, apakah dapat kita membuat magnet dengan hanya satu kutub dari asal magnet batang dengan dua kutub?

Pedoman jawaban latihan 1. Magnet hanya menarik besi dan baja saja. Benda-benda lain seperti plastik, kayu tidak ditarik oleh magnet. Bahan-bahan yang ditarik oleh magnet dinamakan bahan magnetik  2. Gaya magnet yang paling kuat ada pada kedua ujung magnet. Ujung-ujung magnet merupakan pusat-pusat gaya magnetik. 3. Suatu magnet jika dipatah-patahkan dipatah-patahkan maka hasil patahannya selalu selalu memiliki dua kutub yang berbeda, meskipun mematahkannya sampai menjadi partikel sekecil apapun.

Praktilum Praktil um IPA

4 - 23

Kegiatan II a. Judul kegiatan

:

b. Tujuan kegiatan

membuat magnet menggunakan listrik  : Untuk membuktikan bahwa arus listrik dapat menimbulkan sifat magnetik 

c. Landasan Teori Pada tahun 1820, Hans Christian Oersted, seorang ahli fisika Denmark, mengemukakan bahwa kawat penghantar yang dilalui arus listrik  dapat menghasilkan medan magnet. Pembuatan magnet dengan cara mengaliri listrik disebut elektromagnet. Caranya, paku besi yang cukup besar dan belum mempunyai gaya magnet digulung dengan kabel listrik. Kemudian, kedua ujung kabel dihubungkan pada kutub positif dan negatif batu baterai melalui kawat pada kabel sehingga paku baterai melalui kawat pada kabel sehingga paku mendapat gaya magnet dari arus listrik tersebut. Karena paku telah mendapatkan gaya magnet, maka paku tersebut dapat menarik benda-benda yang memiliki sifat magnet. Semakin banyak lilitan gulung kawat, semakin kuat gaya magnet yang diterima paku. d. Alat dan bahan 1. Baterai 1,5V

:

1 buah

2. Kawat tembaga

:

1 meter

3. Paku 2 inch

:

1 buah

4. Paku kecil

: 20 buah

e. Prosedur kerja 1. Lilitkan kawat tembaga pada paku sebanyak 10 li litan 2. Hubungkan kedua ujung kawat tembaga pada kutub positif dan kutub negatif baterai 3. Hamburkan 20 buah paku kecil di atas meja kemudian dekatkan paku besar yang sudah diikuti oleh kawat tembaga. Amati apa yang terjadi? 4. Ulangi kegiatan 1,2 dan 3 dengan jumlah sebanyak 15 lilitan, 20 lilitan dan 25 lilitan kawat tembaga. 5. Tuliskan hasil pengamatan Anda pada tabel hasil pengamatan

4 - 24

Unit 4

g. Hasil pengamatan 1) Hubungan jumlah lilitan dengan jumlahpaku yang tertarik  No.

Jumlah lilitan

1

10

2

15

3

20

4

25

Banyak paku yang ditarik 

2) Buatlah kesimpulan dari hasil pengamatan?

Latihan 2 1. Jika paku besar kita lilitkan lilitkan kawat tembaga sampai paku itu penuh. penuh. Kemudian masing-masing ujung kawat tembaga kita hubungkan dengan baterai. Dan kita dekatkan paku ke serbuk besi. Apakah paku bersifat magnet? Jika jaw abnya ya,  jelaskan tergolong magnet apa? 2. Apakah ada pengaruh jumlah lilitan pada rangkaian magnet yang dibuat terhadap banyaknya paku yang ditarik? Berikan alasannya?

Pedoman Pe doman J awaban Latihan 1. Ya bersifat magnet. Magnet tersebut tergolong jenis magnet buatan yang bersifat sementara atau disebut juga magnet listrik. 2. Semakin banyak lilitan akan semakin kuat kuat kemagnetannya

Praktilum Praktil um IPA

4 - 25

Rangkuman Magnet merupakan benda yang memiliki gaya tarik sehingga dapat menarik benda lain. Kekuatan sebuah magnet terletak pada bagian yang disebut kutub-kutub magnetik. Magnet mempunyai dua kutub yaitu utara dan selatan. Gaya tarik magnet dapat berupa berupa gaya tarik atau gaya tolak yang terdapat pada bagian ujung-ujungnya. Kutub senama bersifat tolak menolak, kutub tak senama bersifat tarik menarik. Kekuatan tarik menarik atau tolak  menolak antara ujung-ujung magnet bergantung pada jarak antar magnet tersebut. Benda dapat dibedakan ada benda magnet dan ada juga benda bukan magnet. Benda magnet mempunyai sifat magnet yang kuat, sedangkan benda yang tidak mempunyai sifat magnet disebut diamagnetik, seperti emas, perak, alumunium, dan tembaga. Magnet dapat dibuat sehingga ada magnet buatan. Berbagai cara membuat magnet buatan antara lain melalui: (a) cara induksi yaitu menempelkan atau mendekatkan magnet pada benda feromagnetik yang akan dijadikan magnet, (b) cara menggosok, dengan menggosokkan benda misal besi atau paku besar dengan salah satu ujung magnet dalam satu arah; (c) cara pengaliran listrik yang dikenal dengan electromagnet.

Test Test Formatif 4 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut:  Pilih satu jawaban yang Anda anggap paling tepat! 1. Jika paku didekatkan pada sebuah magnet batang, maka paku akan mendapat gaya tarik-menarik paling besar pada bagian…… a. kutub magnet

c. sisi atas magnet

b. tengah magnet

d. sisi bawah magnet

2. feromagnetik adalah benda yang… a. ditarik kuat oleh magnet

c. ditarik sedang magnet

b. ditarik lemah oleh magnet

d. ditolak oleh magnet

3. bentuk magnet yang digunakan pada kompas adalah magnet….. a. jarum

c. batang

b. magnet silinder

d. magnet tapak kuda

4. benda-benda di bawah ini yang tidak dapat ditarik oleh magnet adalah…

4 - 26

Unit 4

a. besi

c. baja

b. kayu

d. kuningan

5. alat yang bekerja menggunakan magnet adalah… a. telepon

c. petromak 

b. timbangan

d. setrika

6. Benda yang mudah dijadikan magnet a. tembaga

c. kuningan

b. besi

d. baja

7. Daerah sekeliling magnet yang masih berpengaruh oleh gaya magnet disebut…. a.

Spektrum magnet

b. daerah magnet

c. lingkaran magnet d. medan magnet

8. Jika sebuah magnet batang batang dipotong, maka potongan magnet magnet tersebut akan memiliki….. a. kutub yang senama

c. kutub selatan saja

b. kutub utara saja

d. kutub utara dan selatan

9. Paku bersifat magnet dan dapat menarik peniti. Proses kemagnetan terjadi secara… a. Konveksi

c. induksi

b. Radiasi

d. deduksi

10. Medan magnet digambarkan sebagai garis lengkung yang disebut garis….. a. medan magnet

c. kutub magnet

b. gaya magnet

d. garis lengkung magnet

Praktilum Praktil um IPA

4 - 27

Kunci Kunc i Jawa J awaban ban Tes Tes Formatif 

Kunci Jawaban Jawaban Tes Tes Formatif 1 1. Rangkaian tertutup akan membuat membuat lampu menyala karena kutub kutub positif dan kutub negatif baterai bertemu pada lampu 2. Listrik yang mengalir dalam kabel disebut arus listrik, karena arus listrik  ditimbulkan oleh adanya muatan listrik. Muatan listrik mengalir daritempat yang muatan listriknya besar ke tempat muatan listriknya lebih kecil. 3. Yaitu jika ada hubungan yang terputus antara sumber listrik danalat elektronik, maka aliran listrik tersebut dikatakabn rangkai terbuka 4. Saklar adalah alat pemutus arus dan penghubung arus listrik  5. Besarnya arus listrik yang mengalir melalui kabel bergantung pada besarnya tegangan lsitrik. Makin kuat tegangan listrik, makin banyak elektron yang mengalir lewat kabel setiap detiknya

Kunci Jawaban Jawaban Tes Tes Formatif 2 1. Konduktor merupakan benda-benda yang dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan isolator adalah benda-benda yang tidak dapat menghantarkan arus listrik  2. Klasifikasi benda kondutor dan isolator Konduktor

Isolator

a. jarum

a. kayu

b. peniti

b. plastik 

c. paku

c. daun

d. sendok 

d. lidi e. kaca

3. Bahan-bahan kayu, plastik, dan kaca tergolong bahan isolator yaitu bahan bahan yang tidak menghantarkan listrik  4. Bahan yang digunakan : baterai1buah, kabel secukupnya, secukupnya, tempat dudukan lampu, lampu pijar, sakelar, benda kondukor,dan benda isolator 5. Caranya disesuaikan disesuaikan dengan jawaban mahasiswa

4 - 28

Unit 4

Kunci Jawaban Jawaban Tes Tes Formatif 3 1. Rangkaian listik paralel adalah rangkaian lstrik yang dipasang secara berurutan dan tidak bercabang, sedangkan rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yang susunannya secara bercabang 2. Perbedaan antara rangkaian seri dan paralel Rangkaian Seri

Rangkaian Paralel

a). Rangkaian berurutan tidak 

a). Rangkaian tersusun bercabang

bercabang b).

Jika

salah

b). Jika salah satu lampu padam satu

lampu

padam maka lampu lain ikut padam c.

Biasanya

maka lampu yang lain tetap akan menyala c. Kebanyakan dipakai di dalam

dipakai

pada

rumah, kantor, sekolah, dll

lampu hias 3. Gambar rangkaian listrik susunan seri sbb

4. Gambar rangkaian listirk susunan paralel sbb

5. Keuntungan menggunakan rangkaian listrik paralel antara lain jika tejadi gangguan maka tidak menimbulkan gangguan patal. Misalnya jika satu lampu pijar dalam rangkaian listrik rusak maka lampu-lampu yang lain tidak  terpengaruh oleh kerusakan satu lampu sehingga tetap dalam keadaan nyala.

Praktilum Praktil um IPA

4 - 29

Jawaban Tes Formatif 4 1.

(A) gaya tarik magnet paling besar pada bagian kutub magnet

2. (A) feromagnetik adalah benda yang ditarik kuat oleh magnet 3. (A) jarum 4. (B) benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet magnet adalah kayu 5. (A) alat yang bekerja menggunakan magnet adalah telepon 6. (D) benda yang mudah dijadikan magnet magnet adalah baja 7. (D) medan magnet adalah daerah sekeliling magnet yang masih berpengaruh gaya magnet 8. (D) karena sifat magnet selalu mempunyai kutub utara dan kutub selatan 9. (C) induksi merupakan pengaruh 10. (B) garis gaya magnet adalah garis-garis lengkap yang terdapat pada medan magnet

4 - 30

Unit 4

Daftar Pustaka Barus, P.K.2005. Fisika. Jakarta: Balai Pustaka Irianto, D.M. 2006. Konsep Dasar IPA SD. Bandung : Universitas Pendidikan Indonesia Kanginan, Marthen. 2004. Sains Fisika SMP 2A untuk SMP Kelas VIII. Jakarta: Penerbit Erlangga Prasodjo, B. 2005. Fisika. Yudistira: Bogor Soejoto dan

Sustini, E. 1993. Petunjuk Praktikum Fisika dasar . Dirjen Dikti

Depdiknas. Tim Seqip.2003. Buku IPA Guru Kelas V . Dirjen Dikdasmen Depdiknas Tim Penyusun Fisika.1990. Dasar-dasar Fisika . Klaten:PT.Intan Pariwara

Praktilum Praktil um IPA

4 - 31

Glosarium Arus listrik

: muatan listrik dari satu tempat ke tempat yang lain

Atom

: partikel yang sangat kecil, terdiri atas inti atom dan elektron

Beda potensial : usaha yang diperlukan untuk membawa satu satuan muatan listrik  dari satu titik ke titik yang lain Elektron

: muatan listrik yang mudah berpindah-pindah melalui konduktor serta sulit berpindah melalui isolator

Elektrodinamik : listrik dinamis, muatan listrik yang mengalir atau bergerak  Isolator

: bahan yang tidak atau sulit menghantarkan arus listrik 

Konduktor

: penghantar, bahan yang mudah menghantarkan listrik 

Listrik statis

: listrik tidak mengalir

Listrik dinamis: listrik mengalir Rangkaian seri : rangkaian komponen listrik yang disusun secara berderet dengan tidak ada cabang pada sumber arus listrik  Rangkaian paralel: rangkaian komponen lisrik yang disusun secara sejajar sehingga terbentuk cabang di antara sumber arus lsirik  Semikonduktor: bahan yang bersifat antara konduktor dan isolator

4 - 32

Unit 4

Unit

5

MAHLUK HIDUP DAN LINGKUNGAN Drs. Adeng Slamet, M.Si Drs. Endang Dayat, M.Si

Pendahuluan

P

ernahkan Anda memperhatikan keadaan lingkungan di sekitar tempat tinggal? Apa gejala/fenomena yang dapat Anda amati? Tentunya apabila Anda

  perhatikan nampak bahwa keberadaan mahluk hidup sangat tergantung dari lingkungan dimana ia berada. Bahkan akan saudara amati bahwa di antara mahluk  hidup dengan lainnya pun saling mempengaruhi. Hal ini terjadi karena setiap mahluk  hidup membutuhkan berbagai sumber daya dari lingkungannya, seperti makanan, air, udara, dll. Golongan hewan terutama, segala segala kebutuhannya makanan maupun udara (oksigen) sangat tergantung dari mahluk hidup lain yaitu tumbuhan yang menghasilkannya. Karena hewan memang tidak mampu membentuk membentuk makanannya makanannya sendiri demikian pula untuk memenuhi kebutuhan oksigen. Makanan maupun oksigen yang diperlukan hewan merupakan hasil dari proses yang terjadi pada tumbuhan (produsen). Di lain pihak, aktivitas kehidupan hewan (komponen konsumen) terutama terutama manusia dapat menimbulkan perubahan terhadap lingkungan dimana ia hidup. Lebih-lebih setelah adanya kemajuan teknologi dalam bidang industri di samping memberikan manfaat yang besar, telah menimbulkan pula efek  samping sehingga berupa masalah lingkungan. Sering kita dengar kerusakan hutan,  pencemaran sungai, pencemaran laut, pencemaran udara, dll. Baiklah Saudara untuk memahami tentang berbagai aspek kehidupan mahluk  hidup di lingkungannya, pada unit ini Anda akan melakukan beberapa kegiatan   praktikum,

meliputi

materi-materi

metabolisme

(fotosintesis

dan

respirasi),

  pemanfaatan teknologi sederhana melalui produk fermentasi, dan materi tentang  pengaruh pencemaran air terhadap kehidupan mahluk hidup perairan.

Praktilum Praktil um IPA

5- 1

Subunit 1

Metabol is me

P

ernahkah Anda berpikir, mengapa makanan atau minuman yang kita konsumsi ketika dikeluarkan dari tubuh berupa sampah pencernaan, bentuk maupun

komposisinya berbeda? Demikian pula saat kita bernapas komposisi udara yang dihirup berbeda dengan yang dihembuskan.

Mengapa semua

ini dapat terjadi?

Fenomena hal itu adalah sebagai akibat semua makanan, minuman, udara yang masuk ke dalam tubuh mengalami proses metabolisme. Kalau begitu apakah metabolisme itu? Secara singkat peristiwa matabolisme adalah proses perubahan perubahan atau pertukaan zat. Baiklah Saudara, pada unit unit ini kita akan memfokuskan perhatian perhatian pada proses  metabolisme.  metabolisme. Metabolisme di dalam tubuh mahluk hidup berlangsung di dalam sel, yang terdiri atas ribuan reaksi kimiawi. Beberapa dari reaksi kimia itu menghasilkan   pemecahan atau penguraian molekul organik (karbohidrat, lemak, dan protein). Proses pemecahan molekul ini ada yang memecah molekul berukuran besar dan kompleks menjadi molekul berukuran kecil dan sederhana disebut katabolisme. Reaksi katabolisme pada umumnya melepaskan energi kimia yang dapat digunakan untuk melakukan bermacam-macam fungsi tubuh, salah satu contohnya adalah   proses respirasi (pernapasan). Selain proses pemecahan, terjadi juga proses  pembentukan molekul berukuran besar dan kompleks dari molekul berukuran kecil dan sederhana. Proses ini merupakan kebalikan dari proses pemecahan molekul besar  yang dikenal dengan istilah anabolisme contoh peristiwa fotosintesis . Berdasarkan kedua hal itu, maka dapat disimpulkan bahwa metabolisme terdiri atas katabolisme dan anabolisme. Saudara! subunit ini akan mengantarkan Anda untuk memahami proses metabolisme melalui serangkaian kegiatan yang akan Anda lakukan berupa percobaan fotosintesis dan percobaan respirasi. Oleh karena itu, secara spesifik 

setelah Anda melakukan kedua kegiatan tersebut diharapkan Anda dapat: 1) Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi laju fotosintesis 2) Membuktikan bahwa dalam fotosintesis dihasilkan zat tepung dan gas

5 -2

Unit 5

3) Membuktikan bahwa bagi berlangsungnya respirasi diperlukan gas dan dilepaskan karbondioksida

Kegiatan I Fotosintesis Pernahkah Anda duduk-duduk sambil bercerita dengan teman di bawah   pohon yang rindang pada waktu terik matahari? Bagaimana perasaan Anda? Tentunya saat kita berteduh akan merasakan betapa sejuknya udara di bawah  pohon itu. Tahukah Anda, apa sebabnya demikian? Hal tersebut adalah sebagai akibat tumbuhan menghasilkan oksigen (zat asam) dan uap air sehingga udara di   bawahnya memiliki tingkat kelembaban yang cukup tinggi dibandingkan pada tempat yang terbuka. Adanya udara udara yang cukup lembab dengan kadar kadar oksigen yang cukup tinggi inilah yang menyebabkan rasa sejuk. Tahukah Anda proses apa yang menyebabkan hal itu dapat terjadi? Produksi oksigen oksigen dan uap air dari dari tumbuhan tersebut tersebut adalah hasil dari suatu proses proses yang dikenal dengan istilah fotosintesis

( fotos=

cahaya,

sintesis

=

pembentukan/penyusunan)

yang

 berlangsung pada bagian daun tumbuhan. Selain dihasilkan oksigen dan uap air  melalui proses fotosintesis juga dibentuk zat makanan berupa zat tepung yang akan disimpan dalam berbagai jaringan tubuh tumbuhan itu sendiri. Baiklah untuk memantapkan pemahaman Anda mengenai fotosintesis,  berikut ini Anda akan melakukan beberapa kegiatan praktikum yang dapat Anda lakukan secara mandiri maupun terbimbing. Siapkan segala sesuatunya baik alat,   bahan, lembar pengamatan, dan pahami terlebih dahulu prosedur kerja dengan cermat agar hasil kegiatan yang Anda peroleh benar, akurat, dan memuaskan.

a.

Judul Jud ul Pe Perco rcobaan baan : Peranan Cahaya, Klorofil, dan Produksi Oksigen

b.

Tujuan Pe Perco rcobaan baan : 1). Membuktikan bahwa bagi berlangsungnya

fotosintesis

diperlukan adanya klorofil (zat butir hijau daun) dan cahaya. 2). Mengamati bahwa cahaya langsung mempengaruhi jumlah produksi gas oksigen.

Praktilum Praktil um IPA

5- 3

c.

Landasan Teori Bagi seluruh mahluk hidup (organisme)

agar

tetap

dapat

menjalankan segala aktivitas hidupnya memerlukan adanya energi. Dari manakah energi tersebut diperoleh mahluk hidup? Telah diketahui bahwa energi yang ada di alam berasal dari satu sumber yaitu matahari. Energi dari matahari berupa energi radiasi yang dipancarkan ke bumi. Energi radiasi ini   bagi organisme tidak dapat digunakan secara langsung sebagai makanan, namun harus diubah terlebih dahulu oleh tumbuhan menjadi energi kimiawi dalam bentuk senyawa seperti karbohidrat, protein, dan lemak. Dalam bentuk  senyawa-senyawa

inilah

organisme

dapat

memanfaatkannya

sebagai

makanan. Karena energi yang diperlukan untuk pembentukan senyawa organik (karbohidrat, protein, dan lemak) berasal dari energi matahari maka  proses ini dikenal dengan istilah fotosintesis. Jadi, fotosintesis merupakan peristiwa anabolisme (pembentukan zat) yang terjadi dalam tumbuhan yaitu pada bagian tumbuhan yang berklorofil (paling banyak terdapat pada daun). Agar tumbuhan dapat melangsungkan fotosintesis diperlukan bantuan cahaya sebagai energi, karbondioksida (CO 2) dari udara, dan air (H 2O) dari dalam tanah, yang terjadi di dalam klorofil. Peristiwanya adalah adanya energi sinar matahari akan ditangkap dan diserap oleh klorofil, selanjutnya energi tersebut akan digunakan untuk mengubah adenosin difosfat (ADP) menjadi adenosin trifosfat (ATP) yang tinggi kandungan energinya. Jadi ATP merupakan molekul pembawa energi. Energi tersebut dimanfaatkan bagi penyusunan senyawa-senyawa organik, seperti karbohidrat, protein dan lemak. Zat-zat organik tersebut selanjutnya akan disalurkan ke seluruh bagian tumbuhan dan akan digunakan bagi berbagai aktivitas hidup, sedangkan sedangkan

kelebihan zat tepung akan disimpan disimpan dalam dalam

  jaringan tumbuhan misalnya dalam bentuk biji, batang, buah, umbi, kulit kayu, dll. Perubahan energi yang terjadi dalam tumbuhan sampai terbentuknya zat makanan melalui rangkaian proses reaksi kimia yang berantai dan sangat rumit. Namun, secara sederhana reaksi kimia yang berlangsung selama fotosintesis adalah sbb Energi cahaya 12 H2O + 6CO2

C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O Klorofil

5 -4

Unit 5

Dengan memperhatikan reaksi kimia di atas nampak dalam proses fotosintesis dibutuhkan faktor air, CO 2,

energi, serta klorofil.

Kesemua

faktor tersebut sekaligus merupakan faktor pembatas ( limiting factors) bagi laju fotosintesis.

d.

e.

Alat dan Bahan yang digunakan dig unakan •

tanaman Hydrilla verticillata;

•

daun tanaman talas hias ( Caladium bicolor )

•

daun ketela pohon atau daun tanaman lain y ang cukup tipis

•

larutan lugol atau larutan iodium/iodine; alkohol 95%

•

corong; tabung reaksi; batang pengaduk 

•

 penjepit kertas dan penjepit tabung reaksi

•

gelas kimia besar dan kecil

•

lampu spritus; cawan petri; pipet tetes

•

kertas karbon atau kertas timah

•

tripod/kaki tiga, dan panci

Prosedur Kerja 1). Percobaan 1 : Peranan klorofil dalam fotosintesis Untuk melakukan percobaan ini Anda harus menyiapkan beberapa helai daun keladi hias ( Calladium bicolor) yang ada bintik putihnya. Daun keladi hias tersebut harus yang sudah terdedah ke cahaya matahari sehari sebelumnya. Jadi, pemetikan daun harus dilakukan waktu sore hari sebelum   praktikum berlangsung. Kalau tidak ada daun keladi hias dapat juga menggunakan daun beringin hias ( Fiscus sp.) atau daun bunga sepatu ( Hibiscus jelasnya  Hibiscus rosa sinensis) yang daunnya berbintik putih. Untuk lebih jelasnya urutan kegiatan yang harus Anda lakukan adalah sbb. •

Petiklah dua helai daun keladi hias berbintik putih yang sudah terkena cahaya matahari sehari sebelum praktikum dilaksanakan. Pemetikan lakukan pada waktu sore hari. Amati karakteristik morfologi daun terutama penampilan warnanya dan catat.

•

Didihkan air di dalam panci, kemudian masukkan daun keladi ke dalam air mendidih tersebut hingga layu.

•

Angkat dan pindahkan daun tadi ke dalam gelas kimia yang telah diisi alkohol 95%.

Praktilum Praktil um IPA

5- 5

•

Tempatkan gelas kimia di dalam panci yang berisi air mendidih tadi (gelas kimia direbus) sampai daun tampak pucat hampir putih dan alkoholnya berwarna hijau. Ingat dan perhatikan! jangan sekali-kali memanaskan gelas kimia berisi alkohol langsung di atas nyala api

•

Setelah itu keluarkan daun tersebut, cuci dengan air bening kemudian masukkan ke dalam cawan petri yang berisi larutan iodium/iodine/lugol. Usahakan agar seluruh permukaan daun terkena/terendam iodine.

•

Amati dan jelaskan hasil pengamatan saudara. Perubahan-perubahan apa saja yang terjadi pada bagian daun yang berbintik putih dan berwarna hijau. Bandingkan hasil pengamatan saudara, adakah perbedaan di antara keduanya?

2). Percobaan 2 : Peranan cahaya dalam fotosintesis Untuk melakukan melakukan percobaan ini daun yang cukup

lebar

tapi

Anda tipis

harus

menyiapkan beberapa helai

misalnya daun ketela pohon, daun

 belimbing, atau daun bougenville. Urutan kerjanya secara sbb. •

Pada waktu sore hari, pilihlah beberapa daun tanaman ketela pohon kemudian  bagian tengahnya tutup dengan kertas karbon/ kertas timah. Penutupan harus rapat baik permukaan atas maupun permukaan bawahnya. Gunakan penjepit kertas untuk penutupan agar kedudukan kertas penutup mantap. Biarkan daun tersebut terkena cahaya matahari beberapa jam pada esok esok harinya. Biarkan Biarkan  jangan dipetik ( daun 1).

•

Pada waktu subuh sebelum matahari terbit, petiklah beberapa helai daun yang tidak ditutup ( daun 2), sedangkan waktu sore hari sebelum matahari terbenam   petik beberapa helai daun yang juga tidak ditutup (daun 3) dan daun yang ditutup (daun 1). Beri tanda ketiga daun tersebut, jangan sampai tertukar.

•

Didihkan air dalam panci, masukkan seluruh daun ke dalam air mendidih hingga tampak daun layu.

•

Angkat dan pindahkan daun tadi ke dalam gelas kimia yang telah diisi alkohol 95%.

•

Tempatkan gelas kimia di dalam panci yang berisi air mendidih tadi (gelas kimia direbus) sampai daun tampak pucat hampir putih. Ingat dan perhatikan!   jangan sekali-kali memanaskan gelas kimia berisi alkohol langsung di atas nyala api.

•

Setelah itu keluarkan daun tersebut, cuci dengan air bening (dengan cara mencelupkan) kemudian masukkan ke dalam cawan petri yang berisi larutan iodium/iodine/lugol biarkan beberapa menit.

5 -6

Unit 5

•

Amati dan jelaskan hasil pengamatan saudara. Bandingkan perubahan perubahan apa saja yang terjadi pada ketiga daun yang diperlakukan berbeda tersebut. Adakah perbedaan di antara ketiganya? Buatlah kesimpulannya

3). Percobaan 3 : Fotosintesis menghasilkan gas (Perc. Ingenhousz) Untuk melakukan kegiatan praktikum ini Anda terlebih dahulu menyiapkan tanaman air   Hydrilla verticillata. Tumbuhan ini sering dimanfaatkan untuk  tanaman dalam akuarium. Secara rinci urutan kerja yang harus saudara ikuti adalah sbb. •

Isilah gelas kimia yang besar dengan air secukupnya

•

Potonglah beberapa tangkai tanaman  Hydrilla dan ukur panjangnya kira-kira 10 cm. Ikatlah pada bagian pangkalnya.

•

Masukkan ke dalam bak sebuah tabung reaksi dan isilah dengan air  sepenuhnya. Tempatkan tanaman  Hydrilla pada mulut corong gelas dan  benamkan ke dalam air. Posisi corong harus dalam keadaan terbalik.

•

Dengan hati-hati angkatlah bagian pangkal tabung reaksi tersebut ke arah   permukaan air, pasang bagian mulut tabung reaksi pada bagian saluran corong, sehingga tabung reaksi berada pada posisi terbalik. Untuk  mempertahankan posisi ini jepit tabung reaksi dengan penjepit yang tersedia. Lihat gambar.

•

Buatlah perangkat tersebut sebanyak dua buah. Kemudian Simpanlah satu   perangkat percobaan tadi di tempat yang aman dan biarkan kena langsung cahaya matahari, sedangkan satu lagi disimpan di ruangan (tempat teduh)

•

Amati apa yang terjadi. terjadi.

Catat dan hitung banyaknya banyaknya gelembung gelembung yang

dikeluarkan oleh  Hydrilla setiap menit paling sedikit tiga kali dan carilah rata-ratanya. Bandingkan kedua perlakukan tadi. •

 Nyalakan batang korek api kemudian padamkan sehingga tersisa berupa bara. Kemudian angkat dengan cepat tabung reaksi yang mengandung gas,

•

dekatkan bara api pada mulut tabung reaksi. Amati apa yang terjadi?

Praktilum Praktil um IPA

5- 7

f.

Hasil Pe Pengamatan ngamatan Masukkan data-data hasil percobaan Anda dalam bentuk tabel-tabel seperti berikut. 1). Peranan klorofil dalam fotosintesis Penampilan warna daun Bagian daun

Sebelum ditetesi

Setelah ditetesi

lugol

lugol

Berbintik Putih Berwarna hijau

2). Peranan cahaya dalam fotosintesis Penampilan warna daun Bagian daun

Sebelum ditetesi

Setelah ditetesi

lugol

lugol

Ditutupi Tidak ditutupi 3). Fotosintesis menghasilkan gas Jumlah gelembung udara per menit (menit ke)

Perlakuan 1

2

3

…..

…..

Ratarata

Di tempat terang Di tempat teduh

Latihan 1 Untuk memantapkan pemahaman saudara mengenai kegiatan percobaan di atas, silahkan Anda mengerjakan latihan berikut! 1) Pada Percobaan 1 dan 2, apa tujuannya daun harus direbus sebelum ditetesi iodine/lugol? 2) Apakah fungsi iodine/lugol dalam percobaan ini? 3) Pada Percobaan 3, manakah yang lebih banyak menghasilkan gelembung gas, percobaan yang terkena cahaya matahari langsung atau percobaan yang diletakan di tempat teduh?

5 -8

Unit 5

Petunjuk jawaban latihan 1) Iodine/lugol akan sulit menembus ke dalam jaringan daun apabila selselnya masih hidup 2) Untuk menentukan suatu kandungan zat biasanya digunakan suatu larutan indikator. Iodine/lugol merupakan salah satu indikator yang sangat umum digunakan. 3) Laju produksi gas akan meningkat bila intensitas cahaya makin meningkat.

Kegiatan 2 a.

Judul Jud ul Pe Perco rcobaan baan : Respirasi Pada Tumbuhan

b.

Tujuan Pe Perco rcobaan baan : Membuktikan bahwa dalam peristiwa respirasi dihasilkan karbondokisida

c.

Landasan Teori Pertukaran gas ( gas exchange) (disebut juga respirasi), yaitu pengambilan oksigen (O 2) atau zat asam dari lingkungan dan pembuangan karbon dioksida (CO2) atau zat asam arang ke lingkungan. Mahluk hidup memerlukan suplai oksigen secara terus menerus untuk respirasi seluler (respirasi di dalam sel) sehingga dapat mengubah molekul bahan bakar yang diperoleh dari makanan menjadi kerja. Di lain pihak, mahluk hidup hidup pun harus membuang membuang CO 2, produk   buangan respirasi seluler, karena bila zat ini tidak dikeluarkan dari dalam tubuh akan meracuni tubuh sendiri. Jadi pada dasarnya, bagi tubuh pertukaran gas diperlukan untuk    penyediaan bahan bakar. Oksigen berfungsi untuk proses pembakaran (oksidasi) zat makanan. Dalam proses ini makanan dioksidasi sehingga dihasilkan energi untuk menjalankan aktivitas dan untuk menjaga suhu tubuh serta untuk mengeluarkan zat sisa. Pada proses pernafasan mahluk hidup mengeluarkan karbondioksida karbondioksida dan uap air. Sebagai gambaran untuk untuk membuat ATP melalui proses respirasi seluler, sel-sel pada mahluk hidu harus mendapatkan suplai oksigen dari lingkungan untuk merombak (mengoksidasi) molekul bahan bakar hingga dibebaskan energi dari proses tersebut. Dalam rangkaian reaksi kimia respirasi, oksigen merupakan akseptor elektron terakhir  dalam oksidasi molekul bahan bakar organik secara bertahap, sedangkan

Praktilum Praktil um IPA

5- 9

karbon dioksida adalah produk buangan respirasi seluler. Secara ringkas reaksi kimia pernafasan adalah: C6H12O6 + 6O2

d.

6CO2 + H2O + energi

Prosedur Kerja 1). Sediakan dua buah botol bermulut besar, kain kasa, kasa, air kapur, dan tutup  botol. Berilah tanda kedua botol, misalnya A dan B. 2). Isilah kedua botol dengan air kapur secukupnya. 3). Siapkan sejumlah kecambah kemudian bungkus dengan kain kasa, ikat dengan benang 4). Masukkan bungkusan kain kasa berisi kecambah tadi ke dalam botol A   biarkan dalam posisi menggantung, lalu tutup botol (kecambah jangan menyentuh air kapur) 5). Hal yang sama lakukan terhadap botol B, namun kain kasa yang dimasukkan tanpa berisi kecambah. Perhatikan gambar berikut ini.

A

B

6). Letakkan kedua botol itu pada tempat yang gelap selama sekitar satu j am. 7). Amati air kapur yang ada pada kedua botol A dan B. Apa yang terjadi pada kedua botol tersebut? Apa kesimpulan Saudara dari kegiatan ini?

f.

Hasil Pe Pengamatan ngamatan Pengamatan

Keadaan air kapur 

 pada Botol A Botol B

Latihan 2 1. Apa fungsi botol botol B dalam percobaan yang Anda Anda lakukan? 2. Apa tujunnya perangkat percobaan percobaan diletakkan di tempat yang gelap pada  percobaan ini? 3. Menurut pendapat saudara dapatkah kain kasa diganti dengan kain yang lain?

5 -10

Unit 5

4. Dari percobaan respirasi pada pada tumbuhan yang Anda lakukan, mengapa mengapa air  kapur menjadi keruh?

Petunjuk jawaban latihan 1. Dalam suatu percobaan agar efek perlakuan dapat diketahui seberapa jauh  pengaruhnya, maka sebagai pembanding dibutuhkan kontrol. 2. Anda sudah paham, bila tumbuhan terdedah kena cahaya akan terjadi fotosintesis bukan? Silahkan gunakan pendekatan ini! 3. Pada dasarnya kain kasa dapat diganti dengan bahan lain,yang penting memberi peluang bagi pertukaran udara antara kecambah dengan udara di dalam botol

Rangkuman Bagi kelangsungan hidup organisme membutuhkan energi. Energi yang ada di dalam makanan bersumber dari energi radiasi yang dipancarkan dari matahari. Organisme yang mampu mengubah energi radiasi matahari menjadi energi bentuk kimia dalam makanan adalah tumbuhan melalui   proses fotosintesis. Fotosintesis berlangsung pada bagian tumbuhan yang   berklorofil (paling banyak terdapat pada daun). Dengan bantuan cahaya sebagai energi, karbondioksida (CO 2) dari udara, dan air (H 2O) dari dalam tanah, di dalam klorofil akan terjadi pembentukan zat organik seperti karbohidrat, protein dan lemak. Secara sederhana reaksi kimia fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan sbb. Energi cahaya 12 H2O + 6CO2

C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O Klorofil

Dengan memperhatikan persamaan reaksi kimia di atas nampak  dalam fotosintesis membutuhkan faktor air, CO 2, energi, serta klorofil. Zat makanan di dalam tubuh mahluk hidup akan dioksidasi dengan   bantuan oksigen selama respirasi sehingga dilepaskan energi untuk  melakukan berbagai aktivitas hidup. Secara sederhana reaksi kimia respirasi yang terjadi di dalam sel adalahsbb. C6H12O6 + 6O2

6CO2 + H2O + energi

Praktilum Praktil um IPA

5 - 11

Test Test Formatif 1 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang dilakukan jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut.  Pilih satu jawaban yang Anda anggap paling tepat 1. Tujuan utama perebusan daun sebelum ditetesi lugol dalam praktikum yang Anda lakukan adalah…. A. untuk meningkatkan suhu daun B. untuk mematikan mematikan sel-sel daun C. agar daun daun menjadi menjadi layu D. agar kandungan air daun lebih banyak  2. Fungsi alkohol 95% pada percobaan yang Anda lakukan adalah…. A. untuk melarutkan klorofil B. untuk memberikan warna C. agar daun menjadi steril D. agar daun tidak mengkerut 3. Manakah

di

antara

faktor

berikut

yang

tidak

mempengaruhi

laju

fotosintesis… A. air  B. CO2 C. klorofil D. jenis daun 4. Semua senyawa berikut merupakan contoh senyawa organik yang dihasilkan dari fotosintesis, kecuali… A. uap air  B. Karbohidrat C. lemak  D. protein 5. Rumus kimia zat gula yang dihasilkan dari peristiwa fotosintesis adalah… A. C6H12O8 B. C6H10O6 C. C6H12O6 D. C6H6O12

5 -12

Unit 5

6. Gelembung udara yang dapat Anda amati pada Percobaan III sebenarnya merupakan gas yaitu…. A. nitrogen B. oksigen C. hidrogen D. halogen 7. Laju fotosintesis sangat ditentukan oleh…. A. jumlah klorofil B. jumlah air  C. banyaknya CO 2 D. intensitas cahaya 8. Secara sederhana reaksi kimia respirasi dapat dituliskan sbb. A. C6H12O6 + 6O2

6CO2 + H2O + energi

B. C6H12O6 + 6O2

6CO

C. C12H6O12+ 6O2

6CO2 + H2O + energi

D. C6H12O6 + 6O5

6CO2 + H2O + energi

+ H2O + energi

9. Warna putih pada daun keladi hias disebabkan… A. Mengadung klorofil putih B. Tidak mengandung klorofil C. Tidak adanya zatwarna D. adanya zat tepung 10. Yang menyebabkan air kapur menjadi keruh dalam percobaan respirasi dengan menggunakan kecambah adalah disebabkan…. A. adanya udara di dalam botol B. adanya karbondioksida C. adanya penguapan air  D. botol botol percobaan tertutup

Praktilum Praktil um IPA

5 - 13

Subunit 2

Produk Teknologi Tradisional

B

arangkali dalam keseharian Anda pernah mengamati tanaman hias di halaman rumah Anda, baik yang ditanam di pot maupun yang di tanah, ternyata semakin

hari semakin merana pertumbuhannya. Mengapa demikian ? Apa yang terjadi dengan tanaman hias Anda? Apa yang dapat Anda lakukan untuk mengatasi masalah tersebut? Baiklah, bila kita kaji secara biologis, tentu dengan mudah akan segera mendapatkan jawabannya. Seperti halnya hewan dan manusia, tanaman juga memerlukan zat-zat makanan untuk tumbuh dan berkembangbiak. Semakin hari semakin membesar tubuh tanaman tersebut dan bertambah jumlahnya. Hal ini juga   berarti bahwa tanaman tersebut memerlukan zat-zat makanan dalam jumlah yang lebih banyak lagi. Suatu kondisi yang sangat penting bagi pertumbuhan dan kesehatan tanaman yang baik adalah ketersediaan zat-zat makanan atau unsur hara yang memadai dan seimbang secara tepat waktu sehingga dapat diserap oleh akar tanaman. Oleh karena itu bila suatu tanaman tampak merana pertumbuhannya dapat disebabkan kekurangan zat-zat makanannya. Upaya yang dapat kita lakukan untuk mengatasi semakin berkurangnya zatzat makanan di dalam tanah sebagai media tumbuh tanaman tersebut adalah dengan memberikan pupuk. Salah satu jenis pupuk yang dapat mengembalikan kesuburan tanah adalah pupuk yang dibuat dengan cara mendaur ulang limbah organik seperti limbah sisa tanaman, kotoran ternak, dan lain sebagainya. Hasil daur ulang limbah organik tersebut dapat diolah secara fermentasi yang disebut  pupuk kompos. Selain  pupuk kompos sebagai produk fermentasi juga kita dapat mengamati misalnya dalam  pembuatan tape. Untuk mengetahui bagaimana cara cara membuat pupuk kompos kompos maupun maupun tape selanjutnya Anda akan melakukan kegiatan praktikum secara berkelompok dan terbimbing. Untuk mendapatkan hasil yang memuaskan, Anda harus melakukan   persiapan yang baik dan benar terutama dalam menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.

5 -14

Unit 5

a.

Judul Jud ul Kegiatan

b.

Tujuan Kegiatan

:

Membuat Pupuk Kompos Sederhana dan Tapai : mempelajari penguraian senyawa organik menjadi

senyawa organik lain melalui proses fermentasi dalam pembuatan pupuk  kompos dengan dengan memanfaatkan limbah (tanaman dan dan hewan) yang ada di lingkungannya serta pembuatan tapai singkong dan tapai ketan

c.

Landasan Teori Pengomposan merupakan proses dekomposisi terkendali secara biologis

terhadap limbah padat organik (seperti jerami, daun-daunan, sampah rumah tangga dan kotoran ternak) dalam kondisi aerobik (terdapat oksigen) atau anaerobik (tanpa oksigen). Kondisi terkendali tersebut meliputi rasio karbon dan nitrogen (C/N), kelembaban, pH,dan kebutuhan oksigen. Prinsip pengomposan adalah menurunkan nilai rasio C/N bahan organik menjadi sama dengan rasio C/N tanah. Rasio C/N adalah hasil perbandingan antara karbohidrat dan nitrogen yang terkandung di dalam suatu bahan. Bahan organik yang memiliki rasio C/N sama dengan tanah memungkinkan bahan tersebut dapat diserap oleh tanaman. 1) Pengomposan Aerobik  Pengomposan aerobik adalah dekomposisi yang terjadi secara biologis pada struktur kimia atau bologi bahan organik dengan kehadiran oksigen. Dalam proses ini melibatkan peran koloni-koloni bakteri yang ditandai dengan adanya perubahan suhu. Persamaan reaksi kimianya sebagai berikut : mikroba aerob Bahan organik + O 2

CO2 + H2O + Humus + Energi

Hasil dari proses pengomposan secara aerobik adalah berupa bahan kering dengan kelembaban 30 – 40 %, berwarna cokelat gelap dan remah. Mikroba aerob mengambi oksigen da air dari udara. Makanannya diperoleh dari bahan organik yang akan diubah menjadi produk metabolisma berupa karbondioksida (CO 2), air (H2O), humus dan energi. Sebagian dari energi yang dihasilkan digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhan dan reproduksi, sebagian lagi akan dilepaskan ke lngkungan sebagai panas.

Praktilum Praktil um IPA

5 - 15

2) Pengomposan Anaerobik  Pengomposan anaerobik adalah dekomposisi yang terjadi secara biologis   pada struktur kimia dan bologi bahan organik

tanpa kehadiran oksigen. Proses

  pengomposan secara anaerobik akan menghasilkan metana (alkohol), CO2 dan senyawa asam organik (seperti asam asetat, asam laktat asam butirat, dan lain sebagainya. Proses anaerobik umumnya dapat menimbulkan bau yang tajam sehingga pengomposan lebih banyak dilakukan secara aerobik. Persamaan reaksi kimianya sebaga berikut : mikroba anaerob Bahan organik

Metana + CO2 + Asam organik + Energi

3) Proses Kimiawi Proses pengomposan berhubungan erat dengan faktor-faktor kimia yang cukup kompleks. Banyak perubahan yang terjadi dalam proses pengomposan. Bahkan sebelum mikrorganisma bekerja, enzim dalam sel tanaman telah mulai merombak protein menjadi asam amino. Dalam proses selanjutnya akan dihasilkan amonia. Mikroorganisma akan menangkap amonia yang terlepas. Nitrogen tanaman dikonversikan menjadi nitrogen mikroba dan sebagian diubah menjadi nitrat. Nitrat merupakan senyawa yang dapat diserap oleh tanaman. 4) Proses Mikrobiologi Mikroba merombak bahan organik dengan menggunakan enzim. Enzim merupakan molekul protein kompleks dan berfungsi mempercepat reaksi kimia tanpa harus melibatkan diri dalam reaksi tersebut. Pada proses pengomposan, maupun pada fermentasi tapai, mikroba mengeluarkan ratusan jenis enzim yang dapat merombak    bahan yang ada menjadi bahan makanan bagi mikroba itu sendiri. Dalam proses fermentasi tersebut, timbunan bahan organik akan mengalami perombakan secara   perlahan oleh mikroba menjadi unsur hara yang berguna bagi mikriba sendiri. Sebagai contoh, ada mikroba yang mengeluarkan enzim selulase yang dapat mengubah selulosa menjadi glukosa. Glukosa ini kemudian akan dimanfaatkan oleh mikroba dan menghasilkan karbondioksida (CO 2).

5 -16

Unit 5

d.

Alat dan Bahan yang digu nakan 1. Pembuatan Pupuk Kompos •

Sampah sisa tanaman

•

Kotoran ternak 

•

Tanah

•

Bambu/kayu

•

Termometer 

•

Kapur tohor/abu secukupnya

2. Pembuatan Tapai •

ubi kayu/singkong

•

ragi yang telah dihaluskan

•

2 liter beras ketan

•

300 cc air 

•

tampah

•

saringan the

•

daun pisang atau daun keladi

•

e.

 baskom

Prosedur Kerja 1. Pembuatan Pupuk Kompos •

Kumpulkan limbah yang berupa sisa tanaman, kemudian potong atau cacah limbah tersebut untuk mempercepat proses pengomposan.

•

Percikkan air pada potongan sisa tanaman hingga merata kelembabannya.

•

Campurkan potongan sisa tanaman tersebut dengan kotoran hewan dan tanah menjadi bahan pembentuk pupuk pupuk kompos (perbandingan 1:1:1).

•

Tambahkan satu sendok makan kapur tohor/abu.

•

Masukkan campuran tersebut ke dalam keranjang yang terbuat dari bambu.

•

Aduklah campuran campuran bahan tersebut tersebut dan jangan dipadatkan agar masih ada rongga udara.

•

Perhatikan kelembaban campuran selama proses pembusukan. Dengan menggunakan termometer, usahakan usahakan suhunya antara 37 º C - 40 º C.

•

Bila bahan terlihat kering, percikkan air secara merata.

•

Bila bahan telah berubah warna menjadi hitam, remah (tidak menggumpal), dan tidak berbau busuk, berarti campuran telah menjadi kompos dan dapat segera digunakan sebagai pupuk.

Praktilum Praktil um IPA

5 - 17

Gambar 5.1 : Proses pembuatan pupuk kompos 2. Pembuatan Tapai 1. Pembuatan tapai ubi •

Siapkan ubi kayu/singkong yang telah dipilih kemudian dikuliti

•

Bagian luar ubi yang licin dikerik, kemudian dicuci dan dipotong potong menurut ukuran tertentu.

•

Rebuslah ubi yang telah dikuliti sampai matang

•

Angkat dan dinginkan di atas wadah yang datar, misal pada tampah

•

Taburi ubi yang telah dingin dengan ragi yang halus dan diaduk hingga merata. Gunakan saringan teh untuk menaburkan menaburkan ragi pada ubi. ubi.

•

Masukan ubi yang telah ditaburi ke dalam baskom atau bakul yang sebelumnya telah dilapisi daun pisang atau daun keladi.

•

Tutuplah baskom bungkus dengan kain selama 48 jam.

•

Amati perubahan apa yang terjadi setelah ubi diperam 48 jam.

2. Pembuatan tapai ketan •

Siapkan sekitar 2 liter beras ketan, rendam selama satu hari kemudian tiriskan

•

Kukus ketan selama 30 menit, perhatikan jangan sampai beras ketan  pecah

•

Angkatlah beras ketan, kemudian aduk dengan air masak (mendidih) sampai terserap oleh seluruh ketan.

•

5 -18

Kukus kembali hingga matang, selanjutnya angkat dan dinginkan

Unit 5

•

Taburkan ragi ke seluruh permukaan ketan, aduk sampai rata.  penaburan ragi dapat digunakan saringan teh.

•

Masukkan ke dalam wadah yang kering, biarkan selama dua hari dua malam

•

f.

Amati perubahan yang terjadi baik bau maupun penampilan fisiknya.

Hasil Hasil Pengamatan Pengamatan Lakukanlah pengamatan setiap hari sampai dengan terbentuknya pupuk 

kompos dan buatlah catatan sebagai data hasil pengamatan Saudara dan diskusikan dalam kelompok untuk membuat kesimpulannya. Demikian pula terhadap hasil  pembuatan tapai? Buatlah tabel hasil pengamatannya? Pengamatan Proses Pengomposan Hari ke

Suhu

Warna

1 2 3 4 5 6 Kesimpulan :.

Latihan Untuk memantapkan pemahaman Anda mengenai kegiatan praktikum di atas,  jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini. 1) Jelaskan kaitan antara mikroba, oksigen, dan berlangsungnya pengomposan? 2) Mengapa bahan pembentuk pupuk kompos harus dijaga kelembabannya ? 3) Apa guna kotoran hewan pada proses pembuatan pupuk kompos ? 4) Mengapa timbunan bahan harus diaduk-aduk ?

Petunjuk Jawaban Latihan 1) Pupuk kompos merupakan hasil penguraian bahan-bahan organik yaitu bahan yang berasal dari tanaman atau hewan. Proses penguraian terjadi karena adanya mikroba pengurai. Mikroba memerlukan oksigen untuk bernapas dan lingkungan yang lembab.

Praktilum Praktil um IPA

5 - 19

2). Proses pengomposan dapat berlangsung dengan baik bila kondisi lingkungan terjaga seperti kadar air (kelembaban), pertukaran udara (aerasi) suhu, dan derajat keasaman (pH). 3). Kotoran hewan berperan sebagai bahan organik tambahan yang akan difermentasikan oleh mikroba. Juga pada kotoran hewan banyak mengandung mikroba-mikroba selulolitik (penghancur selulosa) 4). Untuk homogenasi sehingga proses fermentasi berlangsung merata

Rangkuman Tanaman

memerlukan

zat-zat

makanan

untuk

pertumbuhan

dan

 perkembangbiakanya. Semakin tumbuh membesar dan bertambah jumlahnya, semakin   banyak pula jumlah zat-zat makanan yang diperlukannya.

Tanaman akan tampak 

merana pertumbuhannya bila kekurangan zat-zat makanannya. Untuk mengatasi semakin berkurangnya zat-zat makanan di dalam tanah adalah dengan memberikan pupuk. Salah satu jenis pupuk yang dapat mengembalikan kesuburan tanah adalah pupuk yang dibuat dengan cara mendaur ulang limbah organik  seperti limbah sisa tanaman, kotoran ternak, dan lain sebagainya. Hasil daur ulang limbah organik tersebut yang diolah secara fermentasi disebut  pupuk kompos. Pengomposan aerobik adalah dekomposisi yang terjadi secara biologis pada struktur kimia atau bologi bahan organik dengan kehadiran oksigen. Pengomposan anaerobik adalah dekomposisi yang terjadi secara biologis pada struktur kimia dan  bologi bahan organik oksigen. Proses pengomposan berhubungan erat dengan faktor-faktor kimia yang cukup kompleks. Banyak perubahan yang terjadi dalam proses pengomposan. Dalam proses selanjutnya akan dihasilkan ammonia. Mikroorganisma akan menangkap ammonia yang terlepas. Nitrogen tanaman dikonversikan menjadi nitrogen mikroba dan sebagian diubah menjadi nitrat. Nitrat merupakan senyawa yang dapat diserap oleh tanaman. Pada proses pengomposan, mikroba mengeluarkan ratusan jenis enzim yang dapat merombak bahan yang ada menjad bahan makanan bagi mikroba itu sendiri. Dalam proses pengomposan, timbunan bahan organik akan mengalami perombakan secara perlahan oleh mikroba menjadi unsur hara yang dapat diserap oleh tanaman. Sebagai contoh, ada mikroba yang mengeluarkan enzim selulase yang dapat mengubah selulosa menjadi glukosa. Glukosa ini kemudian akan dimanfaatkan oleh mikroba dan menghasilkan karbondioksida (CO 2).

5 -20

Unit 5

Test Test Formatif 2 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang telah dilakukan jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini. 1) Apa yang dimaksud dengan pupuk kompos ? 2) Alat dan bahan apa saja yang diperlukan untuk membuat pupuk kompos sederhana ? 3) Mengapa bila bahan kompos terlihat kering harus dipercikan air secara merata ? 4) Tuliskan secara berurutan tahapan pembuatan pupuk kompos yang pernah Saudara lakukan pada kegiatan praktikum ! 5) Tuliskan persamaan reaksi reaksi kimia pada proses pengomposan pengomposan aerobik !

Praktilum Praktil um IPA

5 - 21

Subunit 3

Pencemaran Air 

A

nda sudah sering mendengar kata pencemaran, bukan? Jika anda tinggal di daerah sekitar aliran sungai kemudian warna air sungai tiba-tiba berubah atau

  baunya menjadi busuk, ha itu sebagai tanda bahwa air sungai tersebut mengalami   pencemaran (cemar  artinya kotor ). ). Masalah Masalah pencemaran pencemaran air umumnya terjadi di daerah-daerah padat penduduk dan di daerah industri. Coba Anda amati bagaimana kondisi air yang melewati daerah tempat tinggal saudara. Apakah masih ditemukan mahluk hidup seperti ikan-ikan? Jika tidak ditemukan lagi berbagai jenis ikan atau organisme air lainnya, kemungkinan besar air tersebut sudah tercemar. Hati-hati air  dengan kondisi demikian dapat berbahaya bagi manusia. Saudara, kapan suatu lingkungan perairan dikatakan telah tercemar? Hal ini terjadi apabila air tersebut telah mengalami perubahan kualitas kualitas yang ditimbulkan oleh masuknya bahan-bahan pencemar atau dikenal dengan  polutan. Polutan ini dapat berupa: 1). Hasil pembuangan limbah industri berupa bahan-bahan kimia seperti Pb, Hg, Zn, dan CO, 2). Hasil pembuangan limbah rumah rumah tangga seperti sisa detergen; 3). Dapat juga berupa sampah organik yang dibusukkan oleh bakteri sehingga menyebabkan oksigen di air berkurang. Penyebab lain yang sering mempengaruhi mempengaruhi kondisi perairan adalah adalah suhu air, terutama yang dibuang dibuang oleh industri. industri. Seperti kita ketahui mesin-mesin pabrik yang   berada di sepanjang tepi sungai menggunakan air sebagai pendingin. Air yang suhunya tinggi ini biasanya dibuang ke sungai di sekitarnya sehingga membuat suhu air sungai menjadi lebih hangat. Adanya perubahan suhu ini jelas akan mengganggu atau mengubah bahkan mungkin membunuh bagi banyak organisme perairan. Untuk mengetahui suatu perairan itu tercemar atau tidak biasanya diadakan uji untuk mengukur jumlah bakteri dan uji kandungan oksigen terlarut, juga dapat diuji kandungan bahan organik, anorganik serta kekeruhannya. Apabila kandungankandungan zat tersebut sangat ekstrim melebihi ambang batas maka ekosistem  perairan tersebut akan terganggu keseimbangannya sehingga organisme yang hidup di air pun secara langsung terganggu. terganggu. Baiklah Saudara, untuk membuktikan bahwa terjadinya pencemaran mengganggu kehidupan kehidupan hewan air pada subunit ini Anda akan melakukan melakukan kegiatan

5 -22

Unit 5

 praktikum tentang pengaruh beberapa bahan pencemar terhadap organisme air dalam hal ini ikan.

Kegiatan I a.

terhadap kecepatan Judul Percobaan : Pengaruh perubahan suhu air terhadap membuka dan menutupnya insang

b.

Tujuan Percobaan : •

untuk mengamati adakah pengaruh pencemaran air yang diakibatkan kenaikan suhu air terhadap aktivitas hidup ikan

•

Membuktikan bahwa ikan memiliki kemampuan terbatas terhadap  perubahan suhu air.

c.

Landasan Teori Air menutupi lebih dari dua pertiga permukaan bumi. Kira-kira hanya 3%   berupa air tawar, dan banyak yang beku sebagai es di kutub. Air tawar dari danau, sungai, dan air tanah kira-kira 0,1% dari semua air di bumi. Air tawar ini merupakan sumber air bagi tanaman, hewan, manusia, dan organisme lainnya. Berbagai jenis penyakit yang sumber penularannya melalui air antara lain kolera, disentri, dan hepatitis. Terutama di lingkungan padat penduduk atau dekat daerah-daerah industri, air sering sering mengalami perubahan kualitas yang yang

ditimbulkan oleh masuknya masuknya

  bahan-bahan pencemar atau dikenal dengan  polutan. Polutan-polutan tersebut dapat berupa bahan organik, seperti pupuk dari daerah pertanian, sedimen termasuk partikel kecil yang terkandung dalam suatu ekosistem, dan panas dari   panasnya air yang digunakan untuk medinginkan mesin dari industri. Sedimen tercuci dari lahan pertanian memasuki sungai atau danau. Air yang keruh tercampur sedimen dapat menutupi insang ikan sehingga ikan tidak dapat   bernapas yang akhirnya dapat menyebabkan kematian. Selain itu, air seringkali   juga mengandung bakteri atau mikroorganisme lainnya. Air yang mengandung  bakteri atau mikroorganisme itu tidak dapat langsung dikonsumsi manusia tetapi harus diolah atau dimasak dulu agar bakteri dan mikroorganismenya mati. Salah satu limbah industri yang sering kali dibuang ke lingkungan perairan adalah limbah air panas, sedangkan dari limbah rumah tangga banyak dibuang detergen sebagai limbah cucian. Pada kegiatan industri industri agar mesin-mesin mesin-mesin yang menunjang kegiatan tersebut dapat berjalan baik maka panas yang terjadi harus dihilangkan. Penghilangan panas dilakukan dengan proses pendinginan air. Air 

Praktilum Praktil um IPA

5 - 23

 pendingin akan mengambil panas yang terjadi selanjutnya oleh pihak pabrik akan dibuang ke lingkungan. Bila air panas itu dibuang ke sungai, maka suhu air  sungai akan meningkat tinggi. Air sungai yang suhunya naik akan mengakibatkan kehidupan organisme akuatik kekurangan oksigen karena suhu yang tinggi akan melarutkan oksigen terlarut (DO = dissolved oxygen). Makin tinggi suhu air  maka makin sedikit kadar oksigen terlarut di dalamnya, yang akhirnya menimbulkan banyak kematian organisme perairan. Sifat kimiawi perairan juga akan sangat berpengaruh terhadap kehidupan organisme air, contohnya perubahan pH. pH air normal berkisar antara 6,5 – 7,5. Air dapat bersifat asam atau basa, tergantung besar kecilnya pH atau besarnya konsentrasi ion Hidrogen dalam air. Banyak jenis ikan yang tidak dapat hidup   pada pH di bawah 4 ppm. Air limbah dan bahan buangan dari industri yang dibuang ke sungai akan mengubah pH air yang pada akhirnya dapat mengganggu kehidupan organisme di dalam air. Air bersih yang dapat digunakan untuk kehidupan adalah air yang tidak    berasa. Apabila air mempunyai rasa (kecuali air laut) maka hal ini berarti telah terjadi pelarutan sejenis garam-garaman. Demikian pula bahan-bahan endapan. Endapan sebelum smpai ke dasar dasar air akan melayang-layang di dalam air dan menghalangi masuknya sinar matahari ke dalam lapisan air sehingga tumbuhan air tak dapat melakukan fotosintesis. fotosintesis.

Jika endapan yang terjadi berasal dari

 bahan buangan organik, maka mikroorganisme dengan bantuan oksigen terlarut di dalam air, akan melakukan degradasi bahan organik tersebut menjadi bahan yang lebih sederhana. Hal ini menyebabkan kadar oksigen terlarut dalam air    berkurang sehingga organisme lain terganggu pula. Banyaknya oksigen yang diperlukan untuk proses degradasi biokimia disebut dengan   Biological Oxygen  Demand (BOD). Bila bahan buangan industri berupa bahan anorganik yang dapat

larut maka air akan mendapat tambahan ion-ion logam yang berasal dari bahan anorganik tersebut. Banyak bahan anorganik seperti ion-ion logam berat yang  pada umumnya bersifat racun, seperti Cd, Cr, dan Pb bagi organisme perairan.

d.

 Alat dan bahan 1) Ikan mas, dengan ukuran relatif sama 2) Bak plastik atau akuarium 3) Termometer  4) Asam cuka 5)  pH indikator / kertas lakmus 6) air kolam

5 -24

Unit 5

e.

Prosedur Kerja 1) Percobaan I : Pengaruh kenaikan suhu air  •

Siapkan dua buah bak plastik kemudian isi dengan air kolam atau air  sumur pada suhu kamar, dan catat suhunya.

•

Siapkan air panas

•

Siapkan dua ekor ikan dengan ukuran tertentu (berat ikan hampir  sama) selanjutnya masukkan masing-masing ikan mas ke dalam bak   berisi air dengan suhu kamar.

•

Coba amati masing-masing ikan bagaimana perilakunya seperti gerakkan tubuh, gerakan tutup insang, insang, gerakan celah mulut, mulut, gerakan mata, dan gerakan sirip-siripnya. Hitung terutama gerakan tutup insangnya selama satu menit. Lakukan sebanyak lima kali ulangan, hitung rata-ratanya.

•

Tuangkan air panas sedikit demi sedikit ke dalam salah satu bak air  yang berisi ikan tadi. Ukur suhu airnya. Usahakan kenaikan suhu o

sebesar 3 C. Hati-hati saat menuangkan air panas jangan sekali-kali kena langsung tubuh ikan. •

Amati kembali bagaimana perilakunya, terutama gerakan tutup insangnya. Hitung kembali gerakan tutup insang selama satu menit. Lakukan tiga kali ulangan kemudian rata-ratakan.

•

 Naikkan suhu air hingga 5 0C dengan menuangkan kembali air panas, catat suhu air dan amati

apa yang terjadi dengan ikan tersebut.

Apakah ikan mulai tidak seimbang gerakannya? 2) Percobaan II : Pengaruh pH air  •

Siapkan tiga buah buah bak plastik plastik kemudian isi dengan air pada suhu kamar secukupnya (bak satu untuk kontrol, bak dua dan tiga untuk   perlakuan).

•

Masukkan ke dalam tiap bak masing-masing satu ekor ikan dengan ukuran tertentu (berat ikan hampir sama).

•

Coba amati masing-masing ikan pada ketiga bak, bagaimana   perilakunya terutama gerakan tutup insangnya. Hitung terutama gerakan tutup insangnya selama satu menit. Lakukan sebanyak tiga kali ulangan, hitung rata-ratanya.

•

Tuangkan asam cuka secara perlahan-lahan ke dalam bak air yang   berisi ikan. Untuk bak pertama biarkan apa adanya, sedangkan pada

Praktilum Praktil um IPA

5 - 25

  bak kedua masukkan masukkan 2 ml asam cuka (pH-1), dan bak ketiga 4 ml asam cuka (pH-2). Catat pH air masing-masing dengan kertas indikator pH. •

Amati kembali bagaimana perilaku ikan, terutama gerakan tutup insangnya. Hitung kembali gerakan tutup insang selama satu menit. Lakukan tiga kali ulangan kemudian rata-ratakan.

•

Jika efek perubahan belum nampak, coba naikkan pH air dengan menuangkan kembali larutan asam cuka, catat catat pH-nya dan amati apa yang terjadi dengan ikan tersebut. Apakah ikan mulai tidak seimbang gerakannya?

f.

Hasil Pe Pengamatan ngamatan 1. Pengaruh kenaikan suhu terhadap gerak tutup insang ikan Perlakuan

Ulangan (menit ke) 1

2

3

Rata-rata

Kontrol Kenaikan o

suhu 3 C Kenaikan suhu 5oC

2. Pengaruh pH terhadap gerak tutup insang ikan Perlakuan

Ulangan (menit ke) 1

2

3

Rata-rata

Kontrol  pH-1  pH-2 ……. Latihan

Untuk memantapkan pemahaman Anda mengenai kegiatan praktikum di atas,  jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini. 1. Apa yang dimaksud polutan itu? 2. Sebutkan beberapa cara untuk menguji suatu perairan itu tercemar? 3. Apa yang Saudara ketahui dengan BOD?

5 -26

Unit 5

Petunjuk Jawaban latihan 1. Zat yang masuk ke dalam lingkungan hingga menyebabkan terganggunya fungsi lingkungan tersebut 2. Antara lain dapat dilakuan dengan mengukur jumlah bakteri, uji kandungan oksigen terlarut, uji kandungan bahan organik, dan uji kekeruhan 3. Singkatan dari  Biological Oxygen Demand , yaitu menyatakan banyaknya jumlah oksigen yang diperlukan bagi proses degradasi biokimia

Rangkuman Pencemaran air dapat terjadi

karena

masuknya bahan-bahan

 pencemar atau dikenal dengan  polutan. Berbagai Berbagai polutan dapat berupa: berupa: 1). Hasil pembuangan limbah industri berupa bahan-bahan kimia seperti Pb, Hg, Zn, dan CO, atau berupa air panas buangan mesin; 2). Hasil   pembuangan limbah rumah tangga seperti limbah deterjen; 3). Dapat   juga berupa sampah organik yang dibusukkan oleh bakteri sehingga menyebabkan oksigen di air berkurang. Untuk mengetahui suatu perairan itu tercemar atau tidak biasanya diadakan uji untuk mengukur jumlah bakteri dan uji kandungan oksigen terlarut, juga dapat diuji kandungan bahan organik, anorganik serta kekeruhannya.

Test Test Formatif 3 Untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap kegiatan praktikum yang telah dilakukan jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini. 1. Dari percobaan yang saudara lakukan apakah penutup insang lebih banyak atau lebih sedikit membuka ketika suhu air dinaikkan? Mengapa hal ini dapat terjadi? Jelakan! 2. Sebutkan tiga contoh limbah industri industri yang berupa bahan-bahan bahan-bahan kimia? 3. Berikan suatu pendapat Anda tentang kemungkinan untuk melindungi lingkungan  perairan tercemar polutan yang berasal dari industri? 4. Bagaimana Anda dapat menjelaskan bahwa pemakaian pupuk atau pestisida di lahan pertanian dapat mempengaruhi air minum? Jelaskan! 5. Tindakan-tindakan apa dapat Anda lakukan yang dimulai dari rumah hingga dapat menyumbang bagi bagi terjaganya lingkungan lingkungan dari pencemaran?

Praktilum Praktil um IPA

5 - 27

Kunci Kunc i Jawa J awaban ban Tes Tes Formatif 

Kunci Jawaban Jawaban Tes Tes Formatif 1 1. B

Tujuan perebusan daun sebelum ditetesi lugol selain untuk mematikan sel  juga untuk mempermudah alkohol dan iodium/iodine menembus daun

2. A

Fungsi alkohol 95% adalah untuk melarutkan klorofil hingga akan mempermudah bereaksi dengan iodium/iodine,

3. D

Yang menjadi faktor pembatas laju fotosintesis adalah air, CO 2, dan klorofil. Jenis daun, tidak termasuk faktor pembatas

4. A

B, C, D benar. Karbohidrat, lemak, dan protein merupakan zat organik dihasilkan dari hasil dari fotosintesis

5. C

Cukup jelas

6. B

Dalam proses fotosintesis dihasilkan zat makanan, oksigen, dan uap air 

7. D

Yang menentukan laju fotosintesis adalah kekuatan/intensitas cahaya yang mengenai tumbuhan

8. A

jawaban cukup jelas

9. B

jawaban cukup jelas

10. B

Karbondioksida (CO) 2 yang bereaksi dengan air kapur Ca(OH) 2 akan membentuk kalsium karbonat (CaCO 3)

dan air. Terbentuknya kalsium

karbonat ditandai timbulnya kekeruhan. kekeruhan.

Kunci Jawaban Jawaban Tes Tes Formatif 2 1) Pupuk kompos adalah pupuk hasil daur ulang limbah organik (seperti sisa tanaman dan kotoran hewan) yang diolah secara fermentasi. 2) Sampah sisa tanaman, kotoran ternak, tanah, bambu/kayu, thermometer, kapur tohor/abu secukupnya. 3) Agar kelembaban pada bahan kompos dapat terjaga sehngga aktivitas mikroba pengurai dapat berlangsung. 4) Sisa tanaman dipotong/dicacah →

→

percikkan air pada potongan sisa tanaman

campurkan potongan sisa tanaman tersebut dengan kotoran hewan

(perbandingan 1:1:1)

→

tambahkan satu sendok makan kapur tohor/abu

masukkan campuran ke dalam keranjang bambu

5 -28

Unit 5

→

campuran diaduk 

→ →

usahakan suhunya

antara 37 º C - 40 º C

→

bila bahan terlihat kering,

 percikkan air secara merata. mikroba aerob 5) Bahan organik + O 2

CO2 + H2O + Humus + Energi

Kunci Jawaban Tes Formatif 3 1. Penutup insang makin bertambah saat suhu air dinaikkan. Suhu air yang tinggi akan menurunkan oksigen terlarut, untuk mengimbangi penurunan oksigen tersebut ikan akan mengimbanginya dengan meningkatkan frekuensi membuka dan menutupnya tutup insang. 2. Pb, Hg, Zn, dan CO 3. Kawasan industri sebaiknya memiliki kolam-kolam retensi sebelum air dibuang ke sungai 4. Pupuk atau pestisida dari daerah pertanian dapat tercuci dan terbawa air hujan dan mengalir ke sumber-sumber air yang digunakan sebagai air minum 5. Tidak membuang sampah rumah tangga ke lingkungan, memisahkan sampah organik dan organik pada tempat yang berbeda hingga mudah penanganannya

Praktilum Praktil um IPA

5 - 29

Daftar Pustaka Depdiknas. 2002.  Buku Percobaan IPA. Pedoman untuk Guru SD Kelas 4. Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah. Abgian Proyek Peningkatan Mutu Pelajaran IPA (SEQIP). Jakarta Murbandono, L. 1993.  Membuat Kompos . Penebar Swadaya, Jakarta. Proyek Peningkatan Mutu Pembelajaran IPA (SEQIP). 2002.  Buku Percobaan IPA. Jakarta. Santoso, Hieronymus Budi. 1998. Pupuk Kompos. Kanisius, Jakarta. Proyek Peningkatan Mutu Pembelajaran IPA (SEQIP). 2002.  Buku Percobaan IPA. Jakarta. Rahmadiarti, F. 2003. Pencemaran Lingkungan.

Modul Bio A.13. Pelatihan

Terintegrasi Berbasis Kompetensi guru Mata pelaajran Biologi. Direktorat PendidikanLAnjtuan Pertama. Dirjen Dikdasmen. Jakarta. Thohir, K.A. 1985.  Butir-Butir Tata Lingkungan. Penerbit PT Bina Aksara. Jakarta.

5 -30

Unit 5

Glosarium ADP: Adenosin Difosfat, senyawa organik yang menerima gugus fosfat dari ATP Aerobik : bersifat memerlukan oksigen bagi kehidupannya Anabolisme : proses pembentukan zat organik majemuk (kompleks) dari senyawa sederhana; penyusunan zat memerlukan energi Anaerobik: bersifat dapat hidup tanpa memerlukan oksigen ATP: Adenosintrifosfat, senyawa organik tersusun dari adenine, ribose, dan tiga gugus fosfat anorganik  Dekomposisi: proses perubahan menjadi bentuk yang lebih sederhana, penguraian Faktor Pembatas : satu dari sejumlah faktor yang mengendalikan laju, misal dalam fotosintesis laju dibatasi oleh faktor minimum Glukosa: zat gula sederhana yang banyak terdapat dalam tumbuhan dan hewan Karbohidrat: senyawa organik mengandung elemen-elemen karbon, hidrogen, dan oksigen dengan rumus umum (CH 2O)n Katabolisme: penguraian senyawa majemuk menjadi senyawa yang lebih sederhana di dalam tubuh mahluk hidup dengan hasil dilepaskannya energi Klorofil: zat butir hijau daun (terutama (t erutama pada daun) yang penting dalam fotosintesis Konsumen: organisme pemakai, misal golongan hewan Lemak : senyawa organik tersusun dari asam lemak dan gliserol Metabolisme : nama umum bagi reaksi biokimia biokimia yang berlangsung di dalam sel seluruh organisme hidup Mikroba/mikroorganisme: organisme yang sangat kecil ukurannya sehingga untuk  mengamatinya secara jelas diperlukan mikroskop Pencemaran: pengotoran, masuknya zat yang berbahaya ke lingkungan sehingga mengganggu peruntukannya Produsen: organisme penghasil termasuk kedalamnya golongan tumbuhan Protein : setiap senyawa organik majemuk terbentuk dari sejumlah asam amino Pupuk kompos: pupuk campuran yang terdiri atas bahan organik, seperti daun dan  jerami yang membusuk dan kotoran hewan Teknologi tradisional : teknologi sederhana sederhana

Praktilum Praktil um IPA

5 - 31

Unit

6

 ALAM  AL AM SEMEST SEMESTA: A: SIS SISTEM TEM BUMI-BULA BUMI-BULANNMATAHARI Syuhendri, S.Pd, M.Pd. Masitoh,Mpd

Pendahuluan

S

audara mahasiswa, pada bagian akhir dari modul ini kita akan membahas tentang bagian dari alam semesta dimana kita, Bumi dan tatasurya kita, adalah salah satu

isinya. Bagian alam semesta yang erat kaitannya dengan kehidupan kita adalah Bumi dan tatasurya. Setiap hari kita melihat Matahari terbit di timur dan tenggelam di barat. Kita merasakan pergantian siang dan malam. Juga ada peristiwa gerhana matahari dan dan gerhana bulan. Benarkan Matahari terbit di timur kemudian bergerak dan tenggelam di barat? Kenapa siang hari terang benderang? Apa yang menyebabkan terjadinya gerhana? Mungkin banyak lagi pertanyaan yang muncul dalam pikiran Anda tentang fenomena seperti itu. Dalam Unit ini kita akan membuat simulasi-simulasi sederhana sehingga Anda dapat menemukan jawaban sendiri terhadap pertanyaan-pertanyaan tersebut. Dengan simulasi itu Anda akan melihat secara konkrik pemodelan dari peristiwa tersebut. Pemodelan kongkrik ini tentu juga sangat berguna bagi Anda dalam mengajarkan konsep-konsep IPA di Sekolah Dasar. Sebelum masuk ke simulasi-simulasi tersebut, terlebih dahulu kita akan membahas konsep-konsep tentang alam semesta dan tatasurya. Dari kajian teoritis tersebut diharapkan pemahaman Anda tentang alam semesta dan tatasurya akan semakin baik. Secara umun Unit ini bertujuan memberikan pemahaman kepada Anda tentang gerakan Buni, Bulan, dan Matahari serta dampak dari pergerakkan tersebut melalui kegiatan yang dapat Anda lakukan secara berkelompok. Secara khusus, setelah mempelajari unit Anda diharapkan dapat mensimulasikan:

Praktilum Praktilum IPA

6-1

1. gerakan rotasi dan revolusi bumi 2. gerakan rotasi dan revolusi bulan 3. terjadinya siang dan malam 4. peredaran sistem bulan-bumi-matahari 5. terjadinya gerhana matahari 6. terjadinya gerhana bulan

Selamat Bekerja, semoga berhasil 

6-2

Unit 6

Subunit 1

Rotasi Rotasi serta Revol Revolusi usi Bumi dan Bulan Bul an

P

ernakah Anda membayangkan berapa luas alam semesta ini. Kalau Anda dapat menentukan luasnya, tentu Anda mengetahui dimana batas alam semesta

tersebut. Lalu jika pertanyaannya dilanjutkan, di luar batas tersebut apa namanya? Apakah alam semesta juga? Manusia memang tidak dapat memecahkan semua pertanyaan dengan akal fikirannya. Kita hanya diberi ilmu sedikit oleh Yang Maha Kuasa. Untuk pertanyaan-pertanyaan yang tidak dapat dijawab, kita hanya berucap wallahualam bissawab (hanya Allah yang mengetahui yang sebenarnya). Tapi,

apakah kita boleh mempelajari alam ciptaan Tuhan ini? Jawabnya tentu boleh, malah suatu kewajiban bagi kita. Dengan mempelajari alam semesta ini kita akan menyadari betapa kecil dan tidak berartinya kita. Kita akan mengetahuinya betapa luar biasa dan teraturnya alam semesta ini. Akhirnya akan menyadarkan kita bahwa memang ada Zat Yang Maha Besar dan Maha Mengatur.

Gerakan Gerakan Benda-Benda Langi t Jika kita melihat ke langit siang hari kelihatan matahari bergerak dari barat ke timur. Malam hari juga kelihatan bulan dan benda-benda langit lain selalu berubah posisinya. Apakah benda-benda langit selalu bergerak? Untuk menjawab pertanyaan tersebut mari kita lakukan kegiatan di bawah ini.

a.

Tujuan Kegiatan : Memperlihatkan pengaruh gerak terhadap kestabilan kedudukan benda

b.

Alat dan bahan : 1. 2 buah balok atau batu seukuran ibu

A

 jari kaki sebagai beban 2. Seutas tali/benang 3. Plastisin/tanah 4. Potongan pipa kecil

B Praktilum Praktilum IPA

6-3

c.

Langkah Kerja 1. masukkan benang ke dalam pipa, 2. ikatkan kedua beban pada masing-masing ujung benang, pilih beban B lebih berat sedikit dari beban A. 3. pegang pipa secara vertikal, kemudian putar perlahan, semakin cepat dan cepat.

d.

Diskusi Disku si Hasil Pe Pengamatan ngamatan Untuk

mendiskusikan

hasil

pengamatan,

Anda

dapat

menjawab

pertanyaan di bawah ini dengan teman-teman te man-teman Anda. 1. Bagaimana posisi beban A ketika berputar? 2. Apa yang terjadi jika putaran semakin cepat? 3. Apakah plastisin atau tanah liat ikut berputar? 4. Apa yang terjadi jika benda berhenti berputar? 5. Bagaimana yang terjadi jika Anda analogikan dengan pergerakkan bendabenda langit?

e.

Penjelasan Penjelasan Teoretis Alam semesta berisi milyaran benda-benda langit seperti bintang, planet,

satelit, komet, asteroid, gas, dan debu. Kalau kita melihat ke langit di malam yang cerah akan nampak langit dipenuhi oleh bintang seperti titik-tiktik putih atau kumpulan titik-titik putih. Kumpulan bintang atau kumpulan kelompok bintang membentuk kelompok yang lebih besar yang disebut galaksi. Satu galaksi berisi milyaran bintang. Di alam ini terdapat milyaran galaksi pula. Sebagai contoh kita berada di galaksi Bimasakti (Milky Way) berisi 200 milyar bintang yang salah satunya adalah Matahari kita. Matahari diikuti oleh benda-benda langit seperti planet, komet, satelit, asteroid, dan benda-benda antar planet lainnya yang membentuk satu kesatuan sistem yang disebut dengan tatasurya (solar system). Planet adalah benda langit yang ukurannya cukup besar tidak mempunyai cahaya sendiri dan mengelilingi matahari. Ada sembilan planet dalam tatasurya, yaitu Merkurius, Venus, Bumi, Mars, Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, dan Pluto. Satelit adalah benda-benda langit yang beredar mengelilingi planet. Bumi kita mempunyai satu satelit alami, yaitu Bulan. Pluto juga memiliki satu satelit. Planet lain ada yang memiliki satelit lebih dari satu. Misal Yupiter memiliki 17 satelit Saturnus 9 satelit, Uranus 5 satelit, Neptunus 2 satelit, dan Mars 2 satelit. Komet adalah benda langit yang beredar mengelilingi matahari yang disebut juga dengan bintang berekor. Ketika komet mendekati atau 6-4

Unit 6

menjauhi matahari, radiasi matahari menguapkan sebahagian bahan pembentuk  komet yang berebentuk gas atau debu yang membentuk ”ekor” komet yang terang. Ekor komet selalu menjauhi matahari karena pengaruh tekanan dan panas dari matahari. Asteroid adalah benda-benda seperti planet juga tapi ukurannya kecil yang tersusun dari gas beku dan debu. Asteroid dalam tatasurya kita erdapat antara planet Mars dan Yupiter yang membentuk sabuk asteroid. Kalau Anda perhatikan semua benda penyusun tata surya bergerak. Planet dan komet misalnya bergerak mengelilingi matahari. Satelit bergeak mengelilingi planet, dan karena planetnya mengelilingi matahari otomatis satelit juga mengelilingi matahari bersama planet. Apaka Matahari dan bintang-bintang lain juga bergerak? Dari Kegiatan I dapat kita simpulkan bahwa benda harus bergerak dengan kecepatan tertentu agar ia tetap berada dalam lintasannya. Pada saat Anda mulai memutar alat, benda A mulai naik. Semakin Anda cepatkan putarannya semakin besar jari-jari lingkaran lintasan benda A. Jika Anda mempertahankan gerakkan benda pada kecepatan tertentu, maka benda A juga akan bergerak dalam lingkaran yang tetap. Kemudian jika Anda mencoba mempercepat gerakkan benda maka lintasan benda A akan semakin besar dan akan mengangkat benda B (jika Anda percepat terus, tali dapat putus dan benda A terlempar). Jika Anda menghentikan putarannya benda A akan jatuh mendekat ke benda B. Analogi yang kita dapat ambil adalah bahwa benda-benda langit harus beredar dengan kecepatan tertentu agar ia tetap berada dalam lintasannya. Jika kecepatan edarnya memebsar maka benda langit akan terlempar ke luar lintasannya. Jika kecepatannya mengecil atau berhenti maka ia akan jatuh ke benda langit lain yang dikelilinginya. Jadi semua bintang termasuk Matahari harus beredar meneglilingi pusat galaksi, anggota tatasurya harus beredar mengelilingi Matahari, dan satelit harus beredar mengelilingi planet dengan kecepatan tertentu agar tetap stabil dalam orbitnya. Peredaran Bumi mengelilingi Matahari dan peredaran Bulan mengelilingi Bumi disebut revolusi. Disamping itu Bumi dan Bulan juga berputar pada porosnya sendiri yang disebut dengan rotasi.

Praktilum Praktilum IPA

6-5

Rotasi Rotasi serta s erta Revolusi Revolusi Bum i dan Bulan Berikut kita akan mensimulasikan gerakkan rotasi serta revolusi Bumi dan Bulan serta menemukan dampak-dampaknya terhadap apa yang kita alami di Bumi.

a.

Judul

b.

Tujuan Kegiatan

: Gerakan rotasi serta revolusi umi dan bulan :

1. Mensimulasikan gerakan rotasi dan revolusi 2. Menemukan ciri gerakan rotasi dan revolusi 3. Mensimulasikan gerakan rotasi bumi, dan revolusi bumi mengelilingi Matahari 4. Mensimulasikan terjadinya siang dan malam 5. Mensimulasikan gerakan rotasi Bulan, dan revolusi Bulan mengelilingi Bumi 6. Menemukan bahwa rotasi dan revolusi bulan ditempu dalam waktu yang sama

c.

Landasan Teori Bumi berevolusi mengelilingi Matahari menurut suatu lintasan tertentu. Garis

edar Bumi mengelilingi matahari disebut orbit, sedangkan bidang edarnya disebut ekliptika. Waktu yang diperlukan Bumi untuk satu putaran mengelilingi matahari disebut kala revolusi. Kala revolusi Bumi mengeliligi Matahari adalah 365 ¼ hari atau kita sebut satu tahun. Karena satu kali berevolusi Bumi kelebihan ¼ hari maka untuk perhitungan kalender samsiah (masehi) setiap empat tahun umur tahun dijadikan 366 hari. Tahun seperti ini disebut tahun kabisat. Penambahan 1 hari dimasukkan ke dalam bulan Februari. Umur bulan Februari pada tahun kabisat menjadi 29 hari. Tahun kabisat ditandai dengan angka tahun yang habis dibagi 4, misal tahun 2008. Revolusi Bumi menyebabkan terjadinya pergeseran matahari antara garis balik utara dan garis balik selatan, pergantian musim, dan peredaran semu tahunan matahari.

6-6

Unit 6

Kala rotasi Bumi adalah 24 jam yang kita sebut satu hari. Akibat rotasi Bumi, permukaan Bumi tidak terus menerus mendapat sinar Matahari. Belahan Bumi yang mendapatkan sinar Matahari mengalami siang, sedangkan belahan Bumi lainnya mengalami malam. Belahan Bumi timur lebih dahulu mendapatkan sinar Matahari dibandingkan belahan barat, karena itu belahan timur lebih dahulu mengalami pagi hari. Misal, di Indonesia daerah Irian lebih dahulu mengalami pagi dibandingkan Jakarta, dan Jakarta lebih dahulu pagi dibandingkan Aceh. Selain menyebabkan siang dan malam, rotasi Bumi juga menyebabkan terjadinya peredaran semu harian benda langit. Kita melihat seolah-olah matahri, bulan, dan bintang gemintang terbit di timur dan ergerak ke barat. Benarkah demikian? Sebenarnya Bumilah yang berotasi dari barat ke timur. Selain itu rotasi Bumi juga menyebabkan pembelokan arah angin, dan perbedaan waktu di setiap daerah belahan Bumi. 0

Sumbu rotasi Bumi memiliki kemiringan terhadap bidang datar sekitar 23,5 . Hal ini menyebabkan setiap belahan Bumi mengalami perbedaan panjang waktu siang dan malam. Namun karena Indonesia terletak di sekitar khatulistiwa pajangnya waktu siang dan malam hampir sama, yaitu sekitar 12 jam. Semakin ke daerah kutub semakin besar perbedaan siang dan malam. Misal, pada musim panas di daerah kutub utara siangnya panjang sedangkan malam singkat, sebaliknya pada waktu yang sama di kutub selatan malamnya yang panjang sementara siangnya singkat. Lintasan Bumi mengelilingi matahari berbentuk elips, dimana Matahari berada pada salah titik fokusnya. Eksentrisitas lintasan Bumi (perbandingan jarak  dua fokus dengan diameter panjang elip) cukup kecil, yaitu 0,017. Eksentrisitas yang kecil ini membentuk lintasan Bumi mendekati bentuk lingkaran. Karena bentuk  lintasannya elips jarak Bumi ke Matahari selalu berubah. Bila Bumi berada pada posisi paling dekat dengan Matahari dikatakan Bumi berada pada titik  perihelion. Bumi berada pada perihelion pada bulan Januari. Jarak Bumi ke matahari saat itu adalah 91,5 juta mil. Bila Bumi berada pada jarak paling jauh dari matahari, Bumi dikatakan berada pada titik aphelion. Bumi berada pada aphelion pada bulan Juli. Jarak Bumi ke Matahari saat itu adalah 94,5 juta mil. Jarak rata-rata Bumi-Matahari sekitar 150 juta km. Kala revolusi Bulan Mengelilingi Bumi adalah 29 1/5 hari, tepatnya 29 hari 12 jam 44 menit dan 3 detik, yang disebut revolusi sinodik. Lintasan Bulan mengelilingi Bumi juga berbentuk elips, diamana Bumi berada pada salah satu titik  fokusnya. Jarak terjauh Bulan ke Bumi disebut  apogee sekitar 253.000 mil. Jarak  terdekat Bulan ke Bumi disebut  perigee sekitar 222.000 mil. Jarak rata-rata BulanPraktilum Praktilum IPA

6-7

Bumi sekitar 384.330 km. Bidang edar Bulan mengelilingi Bumi membentuk sudut 0

5,1

terhadap bidang ekliptika Bumi (bidang edar Bumi mengelilingi Matahari).

Tahukah Anda apa yang akan terjadi jika bidang edar bulan berimpit dengan bidang edar Bumi? Tentu tiap bulan kita akan mengalami 2 gerhana, satu kali gerhana bulan dan satu kali gerhana matahari. Dari Bumi kita hanya dapat melihat satu sisi Bulan. Bagian bulan yang kita lihat dari Bumi selalu sama. Kenapa demikian? Tahukah Anda berapa kala rotasi Bulan? Melalui simulasi Anda akan menemukan suatu konsep penting jika Anda dapat memperagakan bahwa selama Bulan berotasi di porosnya sambil berevolusi mengelilingi Bumi bagian yang kelihatan oleh ”Bumi” selalu sama.

d.

Alat dan Bahan 1. Apron Matahari, Bumi, dan Bulan. 2. Kartu ZOPP dan spidol

e.

Langkah kerja Buat Kelompok masing-masing terdiri dari 4 orang. Masing-masing orang

ditiap kelompok berperan sebagai Matahari, Bumi, Bulan, dan Narator. Masingmasing yang akan memerankan memakai apron. Narator berfungsi memberikan abaaba kegiatan apa yang akan dilakukan oleh setiap model. Kegiatan yang akan dilakukan adalah: 1. Peragakan gerakan rotasi 2. Peragakan gerakan revolusi. 3. Peragakan gerakan rotasi bumi 4. Perlihatkan posisi siang, malam, matahari terbit, tengah hari, matahari tenggelam, dan tengah malam. Buat perjanjian mata kiri untuk yan memerankan Bumi adalah timur, mata kanan yang memerankan Bumi adalah barat. 5. Peragakan gerakan revolusi bumi mengelilingi matahari. 6. Peragakan gerakan Bumi berotasi sambil berevolusi mengelilingi matahari 6-8

Unit 6

7. Peragakan rotasi bulan 8. Peragkan revolusi bulan 9. Peragakan bulan berotasi di sumbunya sekaligus berevolusi mengelilingi Bumi sedangkan bagian bulan yang kelihatan oleh ”orang bumi” selalu bagian yang sama.

f.

Diskusi 1. Apakah ciri gerakan rotasi dan revolusi? 2. Bagaimana bumi mengalami siang dan malam, apa buktinya? 3. Setiap hari kita melihat matahari terbit di timur dan tenggelam di barat, benarkah matahari bergerak seperti itu? 4. Berapakah kala rotasi Bulan?

Latihan Agar pemahaman Anda tentang konsep-konsep rotasi serta revolusi bumi dan bulan serta dampaknya terhadap kejadian di Bumi, silahkan Anda mengerjakan latihan di bawah ini. Jika diperlukan silahkan Anda diskusikan dalam kelompok  belajar Anda. 1. Apakah setiap benda langit bergerak (berotasi dan berevolusi)? Jelaskan  jawaban Anda. 2. Simulasikan matahari terbit dan matahari tenggelam 3. Minta empat orang temanmu berdiri berdekatan saling membelakangi sehingga mereka dapat melihat ke segala arah. Anggap kelomppok 4 orang ini sebagai Bumi, dan seorang lagi memegang lampu senter sebagai matahari. Minta kelompok ”bumi” berotasi dari barat ke timur, dengan perjanjian mata kiri dan mata kanan yang memerankan Bumi masing-masing adalah timur dan barat. Arahkan cahaya lampu senter ke ”bumi”. Bagian Bumi manakah yang mengalami siang, apa buktinya? Bagian Bumi manakah yang mengalami malam, apa buktinya? Peragakan Matahari terbit dan Matahari tengelam. Praktilum Praktilum IPA

6-9

Petunjuk jawaban latihan Untuk menjawab latihan no 1 Anda membaca lagi bagian penjelasan teoretis gerakan benda-benda langit. Jawaban no 2 Anda dapat mengulangi lagi langkah demi langkah kegiatan 2. Latihan no 3 silahkan Anda simulasikan sesuai perintah soal.

Rangkuman

Benda-benda langit selalu bergerak dengan kecepatan tertentu agar tetap berada dalam lintsannya. Bumi, disamping berotasi juga berevolusi. Rotasi adalah gerakan benda berputar di porosnya. Gerakan rotasi menyebabkan perubahan arah benda tanpa merubah posisinya. Gerakan revolusi adalah gerakan benda mengelilingi suatu titik tertentu. Revolusi menyebabkan perubahan posisi benda. Akibat rotasi bumi terjadi siang dan malam, fenomena matahari terbit dan tenggelam, serta peredaran semu harian benda-benda langit. Revolusi Bumi menyebabkan terjadinya pergeseran Matahari antara garis balik  utara dan garis balik selatan, pergantian musim, dan peredaran semu tahunan matahari. Orbit Bumi berbentuk elip. Aphelion adalah titik terjauh Bumi dari Matahari, perihelion adalah titik terdekat Bumi ke Matahari. Bulan juga berotasi dan berevolusi mengelilingi Bumi. Karena kala revolusi bulan sama dengan kala rotasinya, maka permukaan bulan yang kelihatan dari Bumi selalu sama. Kita tidak dapat melihat sisi bulan yang lain. Orbit bulan juga berbentuk elip. Jarak terjauh Bulan ke Bumi disebut  apogee. Jarak terdekat Bulan ke Bumi disebut  perigee. Bidang edar bulan membentuk  0

sudut 5,1

terhadap bidang edar (ekliptika) Bumi. Dengan demikian di Bumi

tidak terjadi dua gerhana setipa bulan.

6 - 10

Unit 6

Tes Formatif 1 Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dari beberapa alternatif yang

diberikan 1. Rotasi adalah..... A. Gerakan benda disumbunya B. Gerakan benda mengelilingi benda lain C. Gerakan benda di orbitnya D. Gerakan benda di bidang edarnya 2. Terjadinya siang dan malam disebabkan oleh A. Rotasi Matahari B. Rotasi Bumi C. Revolusi Matahari D. Revolusi Bumi 3. Setiap hari kita melihat matahari terbit di timur dan tenggelam di barat. Fenomena ini disebabkan A. Peredaran Matahari mengelilingi pusat galaksi dari timur ke barat B. Perputaran Bumi mengelilingi Matahari dari barat ke ti mur C. Perputaran Matahari mengelilingi Bumi dari timur ke barat D. Rotasi Bumi dari barat ke timur. 4. Di belahan bumi utara dan selatan terjadi perbedaan panjang siang dan malam yang sangat berarti. Perbedaan panjang siang dan malam tersebut disebabkan oleh. A. Jarak Bumi yang selalu berubah terhadap Matahari B. Kemiringan sumbu rotasi Bumi terhadap bidang datar. Praktilum Praktilum IPA

6 - 11

C. Perbedaan kala rotasi dan kala revolusi Bumi. D. Kecepatan Bumi berotasi yang tidak sama 5. Anggap Anda sebagai Bumi. Jika memperagakan Matahari terbit, maka A nda A. Berotasi dari arah mata kiri ke arah mata kanan B. Brotasi dari arah mata kanan ke arah mata kiri C. Berevolusi dari arah mata kiri ke arah mata kanan D. Berevolusi daru arah mata kiri ke arah mata kanan Pilihlah: A. Jika kedua pernyataan benar, dan berhubungan sebab akibat B. Jika kedua pernyataan benar, tetapi tidak berhubungan sebab akibat C. Jika salah satu pernyataan benar D. Jika kedua pernyataan salah

6. Permukaan Bulan yang kelihatan dari Bumi selalu sama Sebab

Bulan hanya berevolusi dan tidak berotasi. 7. Setiap empat tahun terjadi tahun kabisat Sebab

Jarak Bumi ke Mathari selalu berubah selama Bumi berevolusi mengelilingi Matahari

6 - 12

Unit 6

Pilihlah: A. Jika, 1 dan 2 benar B. Jika, 1 dan 3 benar C. Jika, 2 dan 3 benar D. Jika, 1, 2, dan 3 benar

8. Pernyataan yang benar tentang Bulan adalah 1. Bulan adalah satelit Bumi 2. Kala rotasi Bulan sama dengan kala revolusi sinodik-nya 0

3. Bidang edar Bulan miring sekitar 5,1 terhadap ekliptika Bumi 4. Bulan akan muncul pada malan hari 9. Rotasi Bumi menyebabkan, antara lain 1. Terjadinya siang dan malam 2. Peredaran semu tahunan benda-benda langit 3. Perbedaan waktu di setiap daerah belahan Bumi. 4. Terjadinya arus lautan 10. Revolusi Bumi menyebabkab antara lain 1. Pergeseran Matahari antara garis balik utara dan garis balik selatan 2. Pergantian musim di Bumi 3. Peredaran semu tahunan matahari. 4. Pembelokan arah angin

Praktilum Praktilum IPA

6 - 13

Subunit 2

Sistem Bumi-Bulan-M Bum i-Bulan-Mata atahari hari

P

ernakah Anda menyaksikan gerhana Matahari? Pada saat itu disekitar kita mulai gelap, semakin gelap, dan akhirnya terang lagi. Matahari kelihatan

bergerak mendekati bulan, kemudian terus melintas di belakang Bulan. Pada saat Matahari dibelakang Bulan, kita tidak dapat melihat Matahari atau sebahagian Matahari. Peristiwa seperti itu akan menyebabkan gerhana Matahari. Selain gerhana Matahari, Juga ada gerhana Bulan. Disamping itu di Bumi kita menyaksikan bentuk  Bulan yang beragam, ada kelihatan penuh, kadangkala seperti setengah lingkaran, dan kadangkala seperti sabit. Kenapa peristiwa-peristiwa alam tersebut terjadi? Untuk menjawab pertanyaan itu kita melakukan simulasi terjadinya gerhana bulan dan gerhana Matahari.

Gerhana Gerhana Bulan Bu lan dan d an Gerhana Matahari Matahari Kegiatan 1 a.

Judu l Kegiatan

b.

Tujuan Kegiatan

: Simulasi gerhana bulan dan gerhana matahari

1. Mensimulasikan gerakan rotasi dan revolusi sistem Bumi-Bulan- Matahari 2. Mensimulasikan terjadinya gerhana bulan 3. Mensimulaskan terjadinya gerhana matahari

c.

Landasan Teori Pada Sub Unit 1 kita sudah membahas bahwa bulan disamping berotasi juga

berevolusi mengelilingi Bumi. Karena bumi juga berevolusi mengitari matahari, maka disamping mengitari Bumi, Bulan juga bersama-sama Bumi mengelilingi

6 - 14

Unit 6

Matahari. Revolusi Bumi mengelilingi Matahari, Bulan mengelilingi Bumi, dan rotasi ketiga benda tersebut di sumbunya mempunyai arah yang sama, yaitu berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Bumi, Bulan, dan Matahari dalam satu sistem yang berotasi dan berevolusi dapat digambarkan sebagai berikut

Gambar 6.1 Arah rotasi dan evolusi Bumi, Bumi, Bulan, dan Matahari Pada saat Bulan beredar dalam orbitnya memotong bidang ekliptika bumi, yaitu sepanjang garis yang menghubungkan Bumi dan Matahari, maka terjadilah gerhana. Pada kondisi ini Bumi, Bulan, dan Matahari terletak dalam satu garis lurus. Jika bidang edar Bulan tidak membentuk sudut terhadap bidang edar Bumi mengelilingi Matahari atau dengan kata lain jika Bumi dan Bulan beredar dalam bidang yang sama, maka setiap bulan akan terjadi dua kali posisi seperti itu. Tapi karena bidang edar Bulan membentuk sudut terhadap bidang edar bumi maka hanya pada waktu-waktu tertentu saja posisi segaris tersebut terjadi. Pada saat posisi Bumi, Bulan, dan Matahari segaris maka terjadilah gerhana. Gerhana secara sederhana adalah suatu fenomena terhalangnya terhalangnya penglihatan kita.

Dengan mengetahui mengetahui besar 0

sudut bidang edar bumi terhadap bidang edar bulan, yaitu sekitar 5,1 dan data-data kecepatan dan panjang lintasan bumi dan bulan maka para ahli dapat memperkirakan kapan terjadi gerhana. Penentuan terjadi gerhana bukan hanya sampai tahun terjadinya tapi juga sampai jam, menit, dan detiknya, serta berapa lama terjadinya, dan daerah mana saja di Bumi yang akan mengalaminya. Gerhana matahari terjadi pada saat bulan baru, dimana Bulan terletak antara Matahari dan Bumi. Cahaya Matahari yang menuju bumi akan terhalang oleh Bulan. Praktilum Praktilum IPA

6 - 15

Bayangan Bulan akan mengenai Bumi. Karena ukuran Bulan lebih kecil dari Matahari maka bayang-bayang Bulan akan berbentuk kerucut. Kerucut bayangbayang yang gelap disebut umbra, sedangkan yang tidak gelap disebut penumbra. Belahan Bumi yang terkena oleh umbra akan mengalami gerhana matahari total, sedangkan yang terkena penumbra akan mengalami g erhana matahari sebahagian.

Gambar 6.2 Gerhana matahari Gerhana Bulan terjadi pada saat bulan purnama, dimana Bumi berada diantara Bulan dan Matahari. Cahaya Matahari yang menuju Bulan terhalang oleh Bumi. Bayangan Bumi mengenai Bulan. Karena ukuran Bumi juga lebih kecil dari Matahari maka bayang-bayang Bumi juga berbentuk kerucut. Kerucut bayangbayang yang gelap disebut umbra, sedangkan yang tidak gelap disebut penumbra. Karena bulan tidak memiliki cahaya sendiri, maka ketika sinar matahari terhalang oleh Bumi, Bulan menjadi tidak kelihatan dari Bumi. Saat itulah disebut gerhana bulan. Bila bulan terkena umbra akan terjadi gerhana bulan total. Jika Bulan terkena penumbra akan terjadi gerhana bulan sebahagian. Gerhana bulan terjadoi pada saat bulan berada pada posisi oposisi, seperti gambar berikut.

6 - 16

Unit 6

Gambar 6.3 Gerhana bulan

d.

Alat dan Bahan 1. Apron Matahari, Bumi, dan Bulan. 2. Kartu ZOPP dan spidol

e.

Langkah kerja 1. Buat kelompok terdiri dari 4 orang, masing-masing berperan sebagai Bumi, Bulan, Matahari, dan seorang narator 2. Narator meminta pemeran bumi, bulan, dan matahari memperagakan gerakan rotasi dan revolusi Bumi, Bulan, dan matahari, dengan kegiatan a. ”bulan” berotasi sambil berevolusi mengelilingi ”bumi” b.”bumi” berotasi sambil berevolusi bersama ”bulan”

mengelilingi

”matahari” 3. Peragakan posisi gerhana matahari, dimana ”bulan berada antara ”bumi” dan ”matahari” 4. Peragakan posisi gerhana bulan, dimana ”bumi berada antara ”bulan” dan

”matahari”

Praktilum Praktilum IPA

6 - 17

f.

Diskusi 1. Pada saat bulan berada antara bumi dan matahari, apakah ”orang” bumi melihat matahari? 2. Pada saat bumi berada antara bulan dan matahari, apakah ”bulan” melihat matahari? 3. Pada simulasi yang Anda lakukan berapa kali bulan berada antara bumi dan matahari setiap satu kali bulan melakukan revolusi (satu bulan)? Dan berapa kali pula posisi bumi berada antara bulan dan matahari? Kenapa kita di Bumi tidak mengalami 2 kali gerhana setiap bulan?

Kegiatan 2: a.

Judul Jud ul Kegiatan

b.

Tujuan Kegiatan

: Bentuk-bentuk bulan

- melakukan simulasi terjadinya berbagai bentuk bulan yang kelihatan dari Bumi

c.

Landasan Teori Anda tentu pernah memperhatikan bentuk Bulan. Bagaimana bentuk Bulan

yang kelihatan oleh Anda? Bulan adakalanya berbentuk bulat penuh, berbentuk  setengah lingkaran, berbentuk lingkaran yang terpotong sedikit sisinya, berbentuk  sabit, dan sebagainya. Bentuk bulan selalu berubah. Benarkah bentuk bulan berubah? Melalui kegiatan 2 ini Anda akan memahami kenapa bentuk Bulan kelihatan selalu berubah dari Bumi. Bulan merupakan benda langit yang tidak mempunyai cahaya sendiri. Bulan memantulkan cahaya yang diterimanya dari matahari. Bulan juga berevolusi mengelilingi Bumi. Bentuk bulan yang kelihatyan dari Bumi tergantung pada posisinya terhadap Bumi dan Matahari.

6 - 18

Unit 6

Gambar 6.4 6.4 Fasa-fasa bulan Jika Bulan berada di antara Bumi dan Matahari, dikatakan Bulan berada dalam posisi konjungsi. Pada kondisi ini cahaya matahari mengenai sisi Bulan yang menjauhi Bumi. Sisi bulan yang menghadap Bumi tidak dikenai cahaya matahari, sehingga Bulan tampak gelap dari Bumi. Pada saat ini disebut fasa bulan baru. Bulan tanpak di atas horison hanya pada siang hari. Pada kondisi tertentu, dimana Bumi, Bulan, dan Matahari segaris, maka akan terjadi gerhana matahari. Setelah fasa bulan baru, bulan terus bergerak dan memasuki fase bulan sabit, penyinaran semakin hari semakin terang, dan bulan sabit keliahtan semakin gemuk. Pada saat bulan mencapai titik orbitnya yang berada pada gari tegak lurus dengan garis yang menghubungkan Bumi dan Matahari, dikatakan bulan berada pada perempatan, fasanya adalah seperempat pertama. Dari Bumi bulan akan kelihaan setengan atau bulan separoh. Selanjutnya bulan memasuki fasa punggung bungkuk  (gibbous), pada saat ini bulan kelihatan lebih dari separuh. Pada fasa bungkuk ini bulan dari hari kehari kelihatan semakin penuh, sampai mencapai bulan penuh atau bulan purnama. Bulan purnama dicapai pada saat bulan berada dibelakang bumi dari arah matahari. Bulan dikatakan berada pada opisisi. Pada saat ini semua permukaan bulan yang mengahadap Bumi dikenai oleh cahaya Matahari sehingga tampak seluruhnya. Bulan purnama hanya tampak pada sisi Bumi yang mengalami malam hari. Pada kondisi tertentu, diamna Bulan, Bumi, dan Matahari terletak pada satu garis lurus, maka akan terjadi gerhana Praktilum Praktilum IPA

6 - 19

bulan. Selanjutnya bulan memasuki fasa bulan bungkuk kedua. Bulan kelihatan semakin bopeng sampai mencapai perempat terakhir. Pada perempat terkait ini bulan kembali kelihatan separoh. Kemudian berangsur-angsur menjadi bulan sabit, semakin hilang, dan memasuki fase bulan baru lagi. Interval waktu yang diperlukan bulan untuk menyelesaikan satu kali perputarannya atau untuk menyelesaikan semua fasenya, misal dari bulan baru kembali ke bulan baru berikutnya disebut bulan sinodik. Waktu untuk satu bulan sinodik adalah sekitar 29,5 hari 12 jam 44 menit 2,8 detik. Jangka waktu ini kita sebut satu bulan. Ini dipergunakan sebagai dasar perhitungan bulan kalender.

d.

Alat dan Bahan 1. bola plastik sebesar ukuran kepala orang dewasa 2. cat putih dan hitam secukupnya 3. kuas

e.

langkah kerja dan prosedur simulasi 1. Cat bola, setengah dengan cat putih dan setengahnya dengan cat hitam, seperti gambar.

Anggap bagian yang dicat putih adalah sisi Bulan yang terkena sinar matahari, dan bagian yang dicat hitam sisi Bulan yang tidak kena sinar matahari. 6 - 20

Unit 6

2. Minta 4 orang mahasiswa berdiri berdempetan dan saling membelakangi, kelompok 4 orang ini anggap sebagai ”bumi”. 3. Minta satu orang lagi memegang bola yang dudah dicat. Bola yang dicat anggap sebagai ”bulan” 4. Silahkan yang memegang bola berputar mengelilingi bumi, dengan ketentuan bagian bola yang mengahdap ke bumi selalu sama. 5. kelompok yang berperan sebagai bumi hanya melihat ke depan, tidak boleh menoleh ke kiri atau ke kanan

f.

Hasil Hasil Pengamatan Pengamatan Gambarkan masing-masing oleh ”orang” bumi bentuk bola yang bercat putih

yang dilihatnya. No Posisi bola (bulan) 1

Persisi di depan bumi

2

Di

depan

agak

Gambar bola bercat putih yang kelihatan

ke

sebelah kiri bumi 3

Di samping bumi

4

Di belakang bumi

5

Di samping kanan

6

Di samping kanan agak  ke depan

7

Persis kembali ke depan

g.

Tugas

Buat urutan gambar-gambar bulan yang kelihatan untuk satu bulan sinodik 

Praktilum Praktilum IPA

6 - 21

Latihan 1. Peragaan posisi bumi-bulan-matahari pada saat gerhana matahari 2. Peragaan posisi bumi-bulan-matahari pada saat gerhana bulan 3. Selain dengan mencat bola dengan warna putih dan hitam, apa modifikasi lain yang dapat untuk memodelkan bulan yang terkena sinar matahari?

Petunjuk jawaban latihan Untuk menjawab Latihan nomor 1 dan 2 Anda dapat merujuk ke langkah-langkah pada kegiatan 1. Sedangkan untuk jawaban Latihan nomor 3, apa yang bisa Anda lakukan untuk menerangi bagian bulan sambil berevolusi. Penerang anggap sebagai matahari.

Rangkuman

Bumi, Bulan, dan Matahari mengalami rotasi dan revolusi. Revolusi Bumi mengelilingi Matahari, Bulan mengelilingi Bumi, dan rotasi ketiga benda tersebut di sumbunya mempunyai arah yang sama. Peredaran sistem Bumi, Bulan, dan Matahari menimbulkan fenomena gerhana di Bumi. Gerhana matahari terjadi pada saat bulan berada antara Bumi dan Matahari, cahaya Matahari terhalang oleh Bulan, Bumi dikenai oleh bayangan Bulan. Gerhana bulan terjadi pada saat Bumi berada antara Bulan dan Matahari, cahaya Matahari ke Bulan terhalang oleh Bumi, Bulan menjadi gelap, tidak kelihatan dari Bumi. Penampakan Bulan dari Bumi selalu berubah. Pada fasa bulan baru, bulan belum kelihatan. Kemudian mulai kelihatan sebagai bulan sabit, sampai fasa perempatan, dimana bulan kelihatan setengah (bulan separoh). Kemudian bergeser ke fasa punggung bungkuk  (gibbous). Selanjutnya bulan semakin penuh sampai mencapai bulan purnama. Bulan purnama dicapai pada saat bulan berada dibelakang bumi dari arah matahari. Selanjutnya bulan memasuki fasa bulan bungkuk kedua, perempat terakhir, dan kembali ke bulan baru.

6 - 22

Unit 6

Tes Formatif 2 Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dari beberapa alternatif yang diberikan

1. Pada gerhana matahari, A. Bulan berada antara Bumi dan Matahari B. Bumi berada antara Bulan dan Matahari C. Matahari berada antara Bulan dan Bumi D. Bulan berada di belakang Matahari 2. Gerhana bulan terjadi pada saat A. Bulan baru B. Bulan sabit C. Bulan purnama D. Bulan punggung bungkuk  3. Bulan separoh terjadi saat A. Bumi, Bulan, dan Matahari segaris, dimana Bumi berada di belakang Bulan B. Bumi, Bulan, dan Matahari segaris, dimana Bulan berada di belakang Bumi C. Garis hubung Bumi-Bulan membentuk sudut 90

0

terhadap garis

0

terhadap garis

hubung Bumi-Matahari D. Garis hubung Bumi-Bulan membentuk sudut 45 hubung Bumi-Matahari 4. Untuk melakukan simulasi perubahan bentuk Bulan dari Bumi dengan menggunakan bola yang dicat putih dan hitam, pada saat bola dibawa berkeliling ”bumi”, Praktilum Praktilum IPA

6 - 23

A. Bagian bola yang bercat putih selalu diarahkan ke ”bumi”. B. Bagian bola yang bercat hitam selalu diarahkan ke ”bumi”. C. Bola tidak boleh diputar selama dibawa bergerak mengelilingi ”bumi” D. Bola diputar sedemikian rupa agar bagian yang menghadap ke ”bumi” selalu sama 5. Urutan di antara fasa bulan yang benar adalah A. Bulan baru, bulan sabit, bulan separoh, bulan punggung bungkut, bulan purnama, bulan punggung bungkuk, bulan sabit, bulan baru. B. Bulan baru, bulan purnama, bulan sabit, bulan separoh, bulan punggung bungkuk, bulan sabit, bulan baru. C. Bulan purnama, bulan sabit, bulan baru, bulan separoh, bulan punggung bungkut, bulan punggung bungkuk, bulan sabit, bulan purnama. D. Bulan purnama, bulan baru, bulan sabit, bulan separoh, bulan punggung bungkuk, bulan sabit, bulan baru, bulan purnama 6. Gerhana bulan dan gerhana matahari tidak terjadi tiap bulan karena A. Bidang edar Bulan tidak berimpit dengan bidang edar Bumi B. Bulan tidak muncul setiap hari C. Cahaya Matahari cukup kuat untuk menerangi Bulan D. Bumi disamping berotasi juga berevolusi Pilihlah: A. Jika kedua pernyataan benar, dan berhubungan sebab akibat B. Jika kedua pernyataan benar, tetapi tidak berhubungan sebab akibat C. Jika salah satu pernyataan benar

6 - 24

Unit 6

D. Jika kedua pernyataan salah

7. Penampakan Bulan dari Bumi selalu berubah Sebab

Bulan hanya berevolusi tanpa berotas 8. Pada saat bulan bulan purnama ada kemungkinan terjadi gerhana. sebab

Pada saat bulan purnama, Bulan berada segaris dengan Bumi dan Matahari

Pilihlah: A. Jika, 1 dan 2 benar B. Jika, 1 dan 3 benar C. Jika, 2 dan 3 benar D. Jika, 1, 2, dan 3 benar

9. Penyataan yang benar berkaitan dengan gerhana matahari adalah 1. Gerhana matahari terjadi pada saat Bumi, Bulan, dan Matahari terletak  pada satu garis lurus 2. Gerhana matahari terjadi di siang hari 3. Gerhana matahri dapat diprediksi kapan akan terjadi 4. Gerhana matahari dapat menimbulkan bencana

Praktilum Praktilum IPA

6 - 25

10. Pernyataan yang benar untuk bulan berdasarkan gambar di bawah ini adalah

1. Pada saat bulan baru sinar Matahari mengenai sisi Bulan yang menghadap Bumi 2. Bulan mengelilingi Bumi dengan arah berlawanan arah jarum jam 3. Gerhana bulan dapat terjadi pada saat bulan purnama 4. Bulan sabit hanya kelihatan setelah fasa bulan baru

6 - 26

Unit 6

Kunci Kun ci Jawaban Jawaban Tes Tes Formatif 

Cocokkanlah jawaban Anda dengan kunci kunci jawaban Tes Formatif Hitunglah   jawaban Anda, kemudian gunakan rumus di bawah ini untuk mengetahui timngkat penguasaan Anda terhadap materi Tingkat Penguasaan = Jumlah jawaban Anda yang benar/10 X 100% Arti tingkat penguasan yang Anda capai 90% - 100% = baik sekali 80% - 89% = baik  70% - 79% = cukup < 70% = kurang kurang Apabila tingkat penguasaan Anda mencapai 80% ke atas, Anda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar 2. Tetapi bila tingkat penguasaan Anda masih di bawah 80%, Anda harus mengulangi Sub Unit 1, terutama bagian yang belum Anda kuasai.

Kunci Jawaban Jawaban Tes Tes Formatif 1 1. (A). jawaban cukup jelas 2. (B). jawaban cukup jelas 3. (D). jawaban cukup jelas 4. (B). jawaban cukup jelas 5. (B). jawaban cukup jelas 6. (C). jawaban cukup jelas 7. (B). jawaban cukup jelas

Praktilum Praktilum IPA

6 - 27

8. (D). jawaban cukup jelas 9. (B). jawaban cukup jelas 10. (D). jawaban cukup jelas

Kunci Jawaban Jawaban Tes Tes Formatif 2 1. (A) jawaban cukup jelas 2. (C) jawaban cukup jelas 3. (C) jawaban cukup jelas 4. (D) jawaban cukup jelas 5. (A) jawaban cukup jelas 6. (A) jawaban cukup jelas 7. (C) jawaban cukup jelas 8. (A) jawaban cukup jelas 9. (D) jawaban cukup jelas 10. (C) jawaban cukup jelas

6 - 28

Unit 6

Daftar Pustaka Darmojo, Hendro dan Kaligis, Yeni. 2004. Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Pusat Penerbitan UT, Depdiknas. 2004. Materi Pelatihan Terintegrasi Sains. Jakarta: Depdiknas. Tjasyono HK, Bayong. 2003. Geosains. Bandung : Penerbit ITB.

Praktilum Praktilum IPA

6 - 29

Glosarium Galaksi

: tata surya dan kabut-kabut (biasanya terdiri atas beratus-ratus biliun bintang dan banyak sekali kabut)

Tatasurya

: susunan benda-benda langit terdiri atas planet-planet dengan pusatnya matahari. Ada sembilan planet yang masing-masing berotasi pada porosnya dan mengorbit mengelilingi matahari

Rotasi

: berputar pada porosnya

Revolusi

: beredar (mengorbit) mengelilingi sebuah titik pusat

Aphelion

: jarak terjauh bumi ke matahari

Perihelion

: jarak bumi ke matahari yang terdekat

Apogee

: Jarak terjauh Bulan ke Bumi sekitar 253.000 mil.

Perigee

: Jarak terdekat Bulan ke Bumi.

Gerhana

: suatu keadaan dimana posisi antara matahari, bumi dan bulan berada pada satu garis lurus

Umbra

: bayang-bayang inti

Penumbra

: bayang-bayang kabur

6 - 30

Unit 6