OBJEK IPA dan PENGAMATANNYA

A. Penyelidikan IPA

1)  Proses

Penyelidikan ilmiah IPA melibatkan sejumlah proses yang harus dikuasai, antara lain seperti berikut :

a) Pengamatan

b) Membuat inferensi (merumuskan penjelasan berdasarkan pengamatan)

c) MengKomunikasikan

2)  Kegunaan

Kemampuan penyelidikan ilmiah IPA merupakan keterampilan sepanjang hayat yang dapat digunakan dalam mempelajari berbagai macam ilmu, termasuk dalam kehidupan sehari-hari.

Adapun kegunaan belajar IPA dalam kehidupan sehari-hari antara lain:

a) Memahami berbagai hal di sekitar kita

b) Berfikir logis dan sistematis

c) Meningkatkan kuaitas hidup

d) Menyelesaikan masalah

3)  Objek

Objek yang dipelajari dalam IPA meliputi seluruh benda di alam dengan segala interaksinya untuk dipelajari pola-pola keteraturannya.

B. Pengukuran sebagai Bagian dari Pengamatan

1.   Pengukuran

Mengukur merupakan kegiatan penting dalam kehidupan dan kegiatan utama di dalam IPA. Segala sesuatu yang dapat diukur disebut besaran.

Mengukur merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan.

Satuan yang disepakati adalah satuan baku.

Dalam Satuan SI (sistem Internasional), setiap jenis ukuran memiliki satuan dasar, contohnya panjang memiliki satuan dasar meter. Untuk hasil pengukuran yang lebih besar atau kecil digunakan awalan-awalan kilo, mili, mikro dan lain-lain.

2.   Besaran Pokok

Besaran yang satuannya didefinisikan (menggunakan satuan baku yang disepakati bersama) disebut besaran pokok.

a) Panjang

Panjang menggunakan satuan dasar SI meter (m). Satu meter setandar baku sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299792458 sekon.

Beberapa alat ukur panjang diantaranya: mistar atau penggaris, pita ukur, jangka sorong, dan mikrometer sekrup.

b)  Massa

Massa adalah jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda. Dalam SI massa menggunakan satuan dasar kilogram (kg). Satu kilogram standar baku sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di Sevres, Paris, Prancis. Massa 1 kg setara dengan 1 liter air pada suhu 4^oC.

Massa suatu benda dapat diukur dengan neraca.

c)  Waktu

Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa. Satuan SI untuk waktu adalah sekon (s). Satu sekon standar (baku) adalah waktu yang dibutuhkan atom Cesium untuk bergetar 9.192.631.770 kali.

Waktu dapat diukur dengan jam tangan atau stopwatch.

Berdasarkan hasil Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, Sistem Internasional disusun mengacu pada tujuh besaran pokok seperti tabel berikut:

3.   Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang disusun dari satu atau lebih besaran pokok.

Pada kesempatan ini hanya dibahas 4 contoh besaran turunan.

1) Luas

Untuk benda yang berbentuk persegi, luas benda dapat ditentukan dengan mengalikan hasil pengukuran panjang dengan lebarnya.

2) Volume

Volume merupakan besaran turunan yang disusun dari besaran pokok panjang. Untuk mengukur volume benda padat yang bentuknya teratur, misalnya balok dapat ditentukan dengan mengukur terlebih dahulu panjang, lebar dan tingginya, kemudian dikalikan. Sedang untuk mengukur volume zat cair yang tidak memiliki bentuk tetap dapat menggunakan gelas ukur.

3) Konsentrasi Larutan

Konsentrasi larutan dapat dirummuskan sebagai massa zat terlarut deibagi dengan volume zat pelarut.

4) Laju Pertumbuhan

Besaran panjang dan waktu dapat digunakan untuk menentukan pertumbuhan tanaman.                         

                         

Notes:

Besaran Panjang

Panjang didefinisikan sebagai jarak antara dua titik. Satuan panjang menurut sistem Satuan lnternasional (SI) adalah meter.

Lidi pendek dan lidi panjang yang digunakan untuk mengukur panjang menimbulkan hasil
pengukuran yang berbeda. Oleh karena itu ditetapkan satuan standar yang berlaku secara umum.

Penetapan satu meter standar adalah :

1.         Satu sepersepuluh juta dari panjang seperempat lingkaran bumi (ditetapkan pada akhir abad ke-18 di kota Paris, Perancis).

2.         Jarak antara dua goresan pada batang platina iridium yang bersuhu 0°C, disimpan di kota
Sevres, Perancis.

3.         Jarak yang sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas kripton 86 di dalam ruang hampa pada suatu lucutan listrik (ditetapkan tahun 1960).

4.         Panjang jarak yang ditempuh cahaya dalam vakum 1/299.792.458 sekon.

Satuan panjang Iainnya yang diturunkan ke meter adalah :
1. milimeter(mm)                     = 0,001 m                  = 10^-3 m
2. sentimeter (cm)                   = 0,01 m                    = 10^-2 m
3. desimeter (dm)                    = 0,1 m                       = 10^-1 m
4. dekameter (dam)                 = 10 m                        = 10¹ m
5. hektometer (hm)                 = 100 m                     = 10² m
6. kilometer (km)                     = 1000 m                   = 1O³ m
7. mikrometer (mm)                = 0,000001 m           = 10^-6 m

Alat ukur panjang yang digunakan:

1.     Mistar atau penggaris (ketelitiannya 0,1 cm atau 1 mm)

2.     Meteran gulung/meteran kelas (ketelitiannya 1 cm)

3.     Jangka sorong (ketelitiannya 0,1 mm)

4.     Mikrometei sekrup (ketelitiannya 0,01 mm)

Contoh Soal:

Panjang tongkat 175 cm, berapakah panjang tongkat tersebut dalam satuan meter?

Jawab:

Panjang tongkat                        = 175 cm

                                                    = 175 x 10^-2 m

                                                    = 1,75 m

Besaran Massa

Massa adalah banyaknya zat yang terkandung dalam suatu benda Satuan massa dalam SI adalah kilogram disimbolkan kg Satu kilogram standar adalah :

1.     Massa sebuah silinder platina iridium yang disimpan di Sevres.

2.     Mendekati massa 1 liter air murni pada suhu 40 ^OC,

"Massa suatu benda tetap, dimanapun benda berada"

Konversi satuan massa :

1 hektogram (hg)                     = 0,1 kg      = 10^-1 kg
1 dekagram (dag)                     = 0,01 kg    = 10^-2 kg
1 gram (g)      = 0,001 kg         = 10^-3 kg
1 desigram (d9)                        = 0,0001 kg               = 10^-4 kg
1 centigram (cg)                       = 0,00001 kg             = 10^-5 kg
1 miligram (mg)                        = 0,000001kg           = 10^-6 kg

Satuan yang sering digunakan adalah :
1 ons              = 0,1 kg
1 kuintal         = 100 kg
1 ton               = 1.000 kg

Macam-macam neraca :
1. Neraca sama lengan (ketelitiannya 0,001 gr)
2  Neraca Ohaus (ketelitiannya 0,1 gr)
3. Neraca Meja (ketelitiannya 50 gram)
4. Neraca elektronik

Untuk dipahami perbedaan antara berat benda dan massa benda, seperti berikut ini.

Berat benda adalah massa suatu benda yang dipengruhi oleh gaya gravitasi bumi. Massa suatu benda biasanya diukur dengan neraca atau timbangan berdasarkan prinsip kerja tuas. Caranya adalah rnembandingkan benda yang diukur massanya dengan massa anak timbangan dan kilogram standar atau bagiannya.

Contoh :

Sebuah benda memiliki massa 1,5 kg nyatakan dalam:
a. hg
b. gram
c. miliQram

Jawab :
a.   massa benda = 1,5 kg

                                              = 1,5 x 10¹ hg

                                              = 15 hg 

b.     massa benda = 1,5 kg

                                                   = 1,5 x 1000 = 1500 g  

c.     massa benda = 1,5 kg

                                                  = 1,5 x 100000

                                                  = 150000 mg

Besaran Waktu
Waktu merupakan besaran pokok dan satuannya dalam SI adalah sekon (s) atau detik.

Satu sekon ditetapkan:

1.     Sama dengan 1/86400 rata-rata gerak semu matahari

2.    Waktu yang diperlukan atom Cesium -133 untuk melakukan getaran sebanyak 9192631770 kali.

Satuan waktu lainnya yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah menit, jam dan hari.

1 menit              = 60 sekon
1 jam                  = 60 menit         = 60 x 60 s = 3600 s
1 hari                  = 24 jam             = 24 x 3600 s = 86.400 s

Suhu dan Pengukurannya

Termometer sebagai Alat Ukur Suhu.

Pertimbangan dipilihnya raksa sebagai pengisi pipa kapiler termometer adalah sebagai berikut:

a.     raksa tidak membasahi dinding kaca,

b.     raksa merupakan penghantar panas yang baik,

c.   kalor jenis raksa rendah akibatnya dengan perubahan panas yang kecil cukup dapat mengubah suhunya,

d.     jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya -39 ºC dan titik didihnya 357ºC.

Pengukuran suhu yang sangat rendah biasanya menggunakan termometer alkohol. Alkohol memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu

-114 ºC. Namun demikian, termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi sebab titik didihnya hanya 78 ºC.

Berikut ini adalah penetapan titik tetap pada skala termometer.

a.     Termometer Celcius

       Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 100. Diantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100 skala.

b.     Termometer Reaumur

       Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala.

c.     Termometer Fahrenheit

    Titik tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberi angka 212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0ºF. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala.

d.     Termometer Kelvin

       Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini disebut suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetapkan suhu es melebur dengan angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi 100 skala.

Perbandingan skala antara temometer Celcius, thermometer Reaumur, dan termometer Fahrenheit adalah

C : R : F = 100 : 80 : 180

C : R : F = 5 : 4 : 9

Dengan memperhatikan titik tetap bawah

0ºC = 0ºR = 32ºF,

Latihan Soal dan Pembahasan Ulangan Harian Objek IPA dan Pengamatannya

1.       Jelaskan langkah-langkah penyelidikan IPA!

Jawab:

a.       Proses

Penyelidikan ilmiah IPA melibatkan sejumlah proses yang harus dikuasai, antara lain seperti berikut :

1)Pengamatan

2)Membuat inferensi (merumuskan penjelasan berdasarkan pengamatan)

3)MengKomunikasikan

b.      Kegunaan

Kemampuan penyelidikan ilmiah IPA merupakan keterampilan sepanjang hayat yang dapat digunakan dalam mempelajari berbagai macam ilmu, termasuk dalam kehidupan sehari-hari.

       c.   Objek

Objek yang dipelajari dalam IPA meliputi seluruh benda di alam dengan segala interaksinya untuk dipelajari pola-pola keteraturannya

2.       Sebutkan kegunaan IPA dalam kehidupan sehari-hari!

Jawab:

             Kegunaan belajar IPA dalam kehidupan sehari-hari antara lain:

•      Memahami berbagai hal di sekitar kita
•      Berfikir logis dan sistematis
•      Meningkatkan kuaitas hidup
•      Menyelesaikan masalah

3.       Apakah pengertian Besaran Pokok?   Berikan beberapa contohnya!  

  Jawab:           

Besaran Pokok adalah: Besaran yang satuannya didefinisikan (menggunakan satuan baku yang disepakati bersama)

Contoh: Panjang dalam meter, waktu dalam sekon, massa dalam kg

4.       Apakah pengertian Besaran Turunan?   Berikan beberapa contohnya!

Jawab:

Besaran turunan adalah besaran yang disusun dari satu atau lebih besaran pokok.

Contoh: Luas dalam meter persegi (m²), volume dalam meterkubik (m³), kecepatan dalam m/dtk

5.       Jika 1 Satuan Astronomi adalah 150 juta km,  Berapa Satuan Astronomi (SA) bila jarak Bumi ke planet Uranus sejauh 2,57 Milyar Km?

Jawab:

Diketahui:

1 SA = 150.000.000 km

Jarak Bumi ke Uranus = 2.570.000.000 km

Jarak Bumu ke Uranus dalam SA = 2.570.000.000 km : 150.000.000 km

=  17, 133 SA

Jadi jarak Bumi ke Uranus adalah 17,133 Satuan Astronomi (SA)

6.      Ukuran sebuah bakteri adalah 30 mikrometer dan ukuran virus adalah 30 nanometer, Tentukan manakah yang lebih besar antara bakteri dan virus!

Jawab:

Diketahui:

1 mikrometer = 1/1000 milimeter = 0,001 milimeter

1 nanometer = 1/1000 mikrometer = 1/1000000 milimeter

30 mikrometer = 30/1000 milimeter = 0,030 milimeter

30 nano meter = 1/1000000 milimeter = 0,000030 milimeter

Jadi

30 mikrometer > 30 nanometer

7.   Sebuah thermometer di dalam kelas menunjukkan angka 35 Celcius. Berapakah besar suhu tersebut jika dikonversi pada skala Reamur dan Faranheit?

Jawab:

Suhu Reamur:

R  = 4/5 x ° C

= 4/5 x 35 ° C

= 28 ° R

Suhu Fahrenheit:

F  = (4/5 x ° C) + 32

= (9/5 x 35 ° C) + 32

= 63 + 32 = 95 ° F

8.       Sebuah bakteri memiliki berat 150 nanogram, Berapkah berat bakteri dalam milligram ?

 Jawab:

1 nanogram = 1/1000000 mg = 0,000001 mg

150 nanogram = 150/1000000 mg = 0,000150 mg

9.     Dua orang atlet mulai berlari dengan waktu bersamaan, dan saat mencapai garis finish dicatat dengan hasil seperti gambar. Berapakah Selisih waktu antara Atlet 1 dengan Atlet 2?

Jawab:

Diketahui:

Waktu tempuh  Atlet 1 = 21 sekon

Waktu yang ditempuh  Atlet 2 = 32 sekon

Seisih waktu = Waktu tempuh  Atlet 2 - Waktu tempuh  Atlet 1

= 32 sekon – 21 sekon = 11 sekon

10. Untuk mengukur volume sebuah benda yang tidak berarturan, dilakukan dengan mencelupkannya ke dalam gelas ukur yang berisi air seperti pada gambar di bawah ini. Berapakah volume benda tersebut?

Jawab:

Diketahui:

Volume sebelum diisi benda = 150 ml

Volume sesudah diisi benda = 200 ml

Volume Benda = Volume sesudah diisi benda - Volume sebelum diisi benda

                  = 200 ml – 150 ml = 50 ml