Sistem Pertandingan Bola Basket

SISTEM PERTANDINGAN  BOLA BASKET


1. Sistem Gugur
a. Pengertian Sistem Gugur
Sistem gugur ialah tatacara pelaksanaan pertandingan yang menetapkan bahwa peserta yang telah kalah pada babak pendahuluan atau babak sebelumnya tidak berhak mengikuti pertandingan
mengikuti pertandinga
tahap selanjutnya. Sebagai contoh, sebuah regu atau Seorang pemain yang telah kalah dalam babak penyisihan tidak bisa bertanding pada babak selanjutnya. Hasil akhir yang diperoleh ialah peraih gelar juara, pertama dan, kedua ditentukan dalam babak akhir. Bahkan juga ditetapkan juara ketiga dan keempat sesuai dengan kebutuhan.
Beberapa ciri sistem gugur ialah sebagai berikut.
1) Yang kalah tidak berhak mengikuti pertandingan babak berikutnya.
2) Pemenang lawan pemenang.
3) Peserta yang tak terkalahkan sebagai juara pertama.
4) Peserta yang kalah satu kali sebagai juara kedua.
Keuntungan memakai sistem gugur ialah:
1) Peserta pertandingan banyak.
2) Menghemat waktu dan biaya.
Kelemahan sistem gugur ialah:
1) Peserta yang sama kuat bisa bertemu pada babak pendahuluan.
2) Peserta yang sangat kuat berhadapan dengan yang sangat lemah.
3) Peserta yang maju ke babak berikutnya belum tentu tergolong peserta yang berprestasi.
b. Bagan Pertandingan
Untuk menentukan siapa saja yang berhadapan dalam satu kesempatan, maka perlu disusun bagan pertandingan. Yang perlu diperhatikan ialah tatacara membuat bagan. Seperti contoh tersebut, terdapat delapan peserta. Karena jumlahnya delapan, maka mudah bagi kits menyusun bagan yang dimaksud.
Cara menyusunnya sebagai berikut.
1) Tulislah nomor urut 1-8 atau tulislah dalam huruf besar, umpamanya A - H.
2) Hubungkan kedua nomor atau huruf yang berdekatan dengan membuat garis sejajar dan garis tegak penghubung kedua garis sejajar itu.
3) Nomor urut atau huruf pada sebelah kiri bagan digunakan sebagai nomor undian untuk menentukan siapa yang Baling berhadapan.


Tahap penting dalam penyusunan bagan ialah penentuan peserta. Tatacara yang biasa dilakukan yaitu dengan pengacakan, untuk itu digunakan undian. Proses pelaksanaannya sebagai berikut.
1) Buat kertas kecil (misalnya: berukuran 3 x 4 cm).
2) Tulis nomor undian pada kertas itu. Selanjutnya, gulung kertas itu agar nomor undiannya tidak nampak.
3) Masukkan gulungan kertas ke dalam suatu wadah.
4) Kocok gulungan kertas.
5) Satu persatu peserta mengambil gulungan kertas.
6) Nomor yang terpilih oleh peserta menunjukkan kedudukannya dalam bagan. sebagai contoh, jika tim SMA 1 jatuh pada undian nomor 1 dan SMA 8 jatuh pada nomor 2, maka kedua kesebelasan ini akan berhadapan pada babak pendahuluan.
Setelah diketahui siapa berhadapan dengan siapa, maka nama peserta ditulis pada bagan itu. Selanjutnya agar bagan itu memberikan informasi yang lengkap, sebaiknya pada bagan dicantumkan waktu dan tempat pertandingan. Setelah usai pertandingan, hasilnya ditulis pada bagan itu.
Jika kita kembali pada contoh tadi, maka mudah bagi kita untuk menulis bagan. peserta nomor I berhadapan dengan nomor 2 dan nomor 3 berhadapan dengan nomor 4, begitulah seterusnya. Pemenang berikutnya sebanyak 4 peserta Baling berhadapan, sampai kemudian yang tampil pada babak akhir yaitu dua peserta untuk memperebutkan gelar juara pertama dan kedua.
Kadangkala orang mengalami kesulitan dalam menulis bagan pertandingan. Untuk mengatasi hal itu, perlu memahami prinsip penyusunan bagan sistem gugur. Prinsip itu ialah sebagai berikut:
1) jumlah pertandingan yaitu n - 1; (n = jumlah peserta). Oleh karena itu, jika pesertanya 8, maka jumlah pertandingan ialah 8 - 1 = 7.
2) Bagan ditetapkan berdasarkan ketentuan yakni jumlah peserta habis dibagi dua. Seperti contoh tadi, 8 : 2 = 4, dan 4 : 2 = 2, begitu seterusnya. Tetapi bagaimana jika terdapat tujuh peserta sehingga jumlahnya tidak sama dengan kelipatan dua.
C. sistem Gugur dengan Bye
Untuk mengatasi masalah dalam contoh terdahulu, digunakan sistem gugur dengan bye. Prinsip utama sistem ini sama dengan sistem gugur murni. Namun pada babak pertama ditetapkan peserta berstatus bye atau semu agar jumlah peserta sama dengan jumlah kelipatan dua. Seperti contoh, karena pesertanya tujuh, maka ditetapkan satu bye. siapa peserta yang memperoleh lawan semu dalam bagan ditentukan dengan undian. penentuan kedudukan setiap peserta semuanya berdasarkan hasil undian.
Keuntungan sistem gugur dengan bye sama dengan keuntungan sistem gugur murni. Kelemahannya, terutama dalam hal kesempatan bagi regu atau peserta yang lemah untuk maju ke babak berikutnya, karena secara kebetulan dia terkena bye berdasarkan hasil undian. penyusunan bagan sama dengan sistem gugur murni.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menyusun bagan sebagai berikut.
1) Buatlah bagan dengan penempatan nomor (1-8 seperti dalam contoh).
2) Tempatkan bye pada kedudukan ke-2.
3) Kedudukan peserta dalam bagan ditentukan berdasarkan undian. Hasil undian Selanjutnya ditulis dalam bagan.

Jika terdapat 16 peserta dan 4 bye, penempatannya sebagai berikut.
1) Bye pertama diletakkan pada kedudukan ke-2.
2) Bye kedua pada kedudukan ke-7.
3) Bye ketiga pada urutan ke-10.
4) Bye keempat jatuh pada urutan ke-15.
Jika hanya terdapat satu bye, biasanya ditempatkan pada kedudukan ke-2. Contoh penempatan bye lebih dari satu seperti dalam gambar berikut


d. Sistem Gugur dengan Seeded
Apa yang dimaksud dengan seeded' Seperti halnya dalam kejuaraan Piala Dunia 1998, beberapa tim diperlakukan sebagai seeded, umpamanya juara bertahan Brasil dan tuan rumah Perancis. Kedua tim ditempatkan dalam kelompok terpisah. Siapa tim, yang menyertainya dalam kelompok masingmasing ditentukan dengan undian.
Berdasarkan contoh itu kiranya jelas, seeded dimaksudkan untuk mencegah agar jangan sampai beberapa peserra yang dinilai kuat berjumpa pada babak pendahUluan. Tatacara ini juga dimaksudkan untuk menjamin agar yang muncul pada babak berikutnya benar-benar peserta berprestasi, bukan karena keberuntungannya.
Untuk itu dibutuhkan kriteria dalam menetapkan peserta seeded. Yang digunakan biasanya reputasi atau prestasi (misalnya juara nasional, juara bertahan) atau acuan lainnya seperti status sebagai tuan rumah. Tidak seperti pemakaian sistem gugur murni, peserta yang tergolong seeded ditetapkan sebelum began lengkap tersusun. Bahkan sejak jauh hari atau sebelum undian, sudah dikomunikasikan siapa peserta seeded itu.
Keuntungan menggunakan sistem seeded sebagai berikut.
1) Pertandingan tidak memakan waktu lama.
2) Hemet biaya, tenaga dan peralatan.
3) Peserta te•.balk berpeluang banyak untuk keluar sebagai juara.
Kelernahan sistem seeded sebagai berikut.
1) Peserta yang lemah hampir dapat dipastikan akan kalah dari peserra seeded, meskipun bisa terjadi kejutan.
2) Tak ada kemungkinan bagi setiap peserra untuk berhadapan, karena sebelumnya telah ditentukan peserta seeded.
Beberapa hat yang perlu diperhatikan dalam penerapan sistem seeded sebagai berikut.
1) Bila hanya satu seeded, tempatkan pada urutan terbawah.
2) Bila ada dua peserta seeded, masing-masing ditempatkan pada kedudukan teratas dan terbawah.
3) Bila jumlah seeded lebih dari dua, tempatkan peserta itu dengan jarak tiga angka dari seeded pertama dan tiga angka dari seeded terakhir.

e. Sistem Gugur dengan Ronde pendahuluan
Sistem gugur dengan ronde pendahuluan ialah penyelenggaraan pertandingan antara. - peserta sebelum babak pertama bagi semua peserta. Pemenang pertandingan babak pendahL: selanjutnya berhak mengikuti babak berikutnya. Tatacara ini merupakan proses saringan bagi peserta tertentu.

Tujuan utama penyelenggaraan ronde pendahuluan ialah mengurangi jumlah peserta babak pertama. jika misalnya jumlah peserta. sebanyak 10 orang sedangkan angka patokan lebih kecil dari jumlah peserta ialah delapan, maka harus menggugurkan dua. peserta. seperti disinggung pada awal bab ini, angka patokan berupa kelipatan angka dua ialah 2, 4, 8, 16, 32 dan seterusnya.
Dalam gambar berikut nampak bahwa, dua. peserta harus digugurkan. Pemenang pertandinga-. babak pendahuluan itu berhak maju ke babak pertama, hingga seterusnya diperoleh juara pertama dan kedua. Keuntungan terutama dalam hal penciutan jumlah peserta yang bertanding dalam babak pertama. seperti halnya sistem gugur lainnya, sistem gugur ronde pendahuluan menekankan penghematan waktu, biaya, clan fasilitas pertandingan.
Tentu saja ada. kelemaha.inya. Beberapa peserta memperoleh keuntungan jika kebetulan tidak terpilih sebagai peserta yang harus mengikuti ronde pendahuluan. Penentuannya berdasarkan undian. Kesulitan lain yang dihadapi jika jumlah peserta melebihi angka patokan clan tergolong besar. Misalnya saja, jika peserta. sebanyak 25 dan angka patokan di bawah jumlah itu 16 maka yang harus digugurkan sebanyak 9 peserta. Tentu saja dalam penyelenggaraannya memerlukan waktu, biaya clan tenaga.



2. Sistem Kompetisi
Berbecla dengan sistem gugur, sistem kompetisi memberikan kesempatan bagi setiap peserta untuk Baling berhadapan. Dua jenis kompetisi yang lazim dipakai ialah, kompetisi penuh dan setengah kompetisi. Dalam kompetisi penuh setiap peserta berhadapan dua kali sedangkan

e. Sistem Gugur dengan Ronde Pendahuluan
Sistem gugur dengan ronde pendahuluan ialah penyelenggaraan pertandingan antara beberapa peserta sebelum babak pertama bagi semua peserta. Pemenang pertandingan babak pendahuluan itu selanjutnya berhak mengikuti babak berikurnya. Tatacara ini merupakan proses saringan bagi sejumlah peserta tertentu.
Tujuan utama penyelenggaraan ronde pendahuluan ialah mengurangi jumlah peserta pada babak pertama. jika misalnya jumlah peserta sebanyak I 0 orang sedangkan angka patokan yang lebih kecil dari jumlah peserta ialah delapan, maka harus menggugurkan dua peserta. Seperti telah disinggung pada awal bab ini, angka patokan berupa kelipatan angka dua ialah 2, 4, 8, 16, 32 dan seterusnya.
Dalam gambar berikut nampak bahwa dua peserta harus digugurkan. Pemenang pertandingan babak pendahuluan itu berhak maju ke babak pertama, hingga seterusnya diperoleh juara pertama dan kedua. Keuntungan terutama dalam hal penciutan jumlah peserta yang bertanding dalam babak pertama. Seperti halnya sistem gugur lainnya, sistem gugur ronde pendahuluan menekankan penghematan waktu, biaya, dan fasilitas pertandingan.
Tentu saja ada kelemaha.inya. Beberapa peserta memperolch keuntungan jika kebetulan tidak terpilih sebagai peserta yang harus mengikuti ronde pendahuluan. Penentuannya berdasarkan undian. Kesulitan lain yang dihadapi jika jumlah peserta melebihi angka patokan dan tergolong besar. Misalnya saja, jika peserta sebanyak 25 dan angka patokan di bawah jumlah itu 16 maka yang harus digugurkan sebanyak 9 peserta. Tentu saja dalam penyelenggaraannya memerlukan waktu, biaya dan tenaga.

Cara mengatasi Android anda lemot

Ponsel android sedang mengalami fase booming di Indonesia. Sudah banyak pengguna handphone yang mulai beralih menggunakan ponsel android karena kecangggihan fitur yang dirancang. Android sendiri merupakan sebuah operation system dengan sistem terbuka yang berbasis linux, dimana OS ini memang diperuntukan untuk mobile device macam smartphone dan tablet PC.

Bagi pengguna ponsel yang berbasis android, ponsel ini merupakan ponsel yang serba bisa. Dengan ponsel ini pengguna dapat memutar mp3, video, membuka internet, melihat tv streaming dll. Sehingga pengguna ponsel android berlomba-lomba untuk meningkatkan performa ponsel android mereka.
Namun apabila ponsel android mengalami lambat dalam merespon atau lemot tentu akan membuat kegiatan yang menggunakan ponsel android mengalami gangguan. Banyak faktor yang menyebabkan ponsel android anda menjadi lemot dan ditambah dengan kondisi android anda yang memiliki spek rendah membuat android anda lambat. Pada artikel saya akan memberikan tips mengatasi ponsel android lambat atau lemot.
1. Hapuslah Cache Yang Terdapat Pada Memori Internal
Cache ini merupakan suatu folder file sementara yang berguna memberikan akses cepat apabila sewaktu-waktu membuka situs yang telah tersimpan di cache. Dan yang memberikan efek yang sering membuat ponsel anda lemot adalah terlalu banyaknya Cache yang disimpan dalam memori sistem ponsel anda. Untuk menghilangkan efek tersebut cukup mudah silakan hapus history cache anda. Dengan langkah sederhana dapat membuat android anda tidak lemot lagi.

2. Hindari Penggunaan Aplikasi dan Games Pada Waktu Yang Bersamaan.
Memang tidak dipungkiri android memiliki kemampuan untuk menjalankan banyak aplikasi secara bersamaan. Namun keunggulan ini yang menyebabkan ponsel android anda mudah mengalami lemot atau lambat. Hindarilah untuk membuka aplikasi secara bersama, disamping tidak dapat membuat ponsel anda lambat juga dapat menghemat daya baterai anda.
3. Hindari Penggunaan Live Wallpaper di Ponsel Android Anda.
Live Wallpaper merupakan aplikasi yang disediakan untuk memperindah tampilan wallpaper android anda. Namun aplikasi ini memberikan efek yang kurang baik bagi ponsel anda. Ponsel anda akan terasa berat saat dijalankan dan menjadi lambat dalam merespon. Untuk menjaga performa android anda tetap prima gunakanlah wallpaper seperti biasa yang tidak membuat hp anda lambat.

4. Pilihlah Memori Eksternal dalam Menampung Program Yang Ingin Diinstall.
Pada saat anda mengunduh aplikasi dan menginstalasi kedalam ponsel anda biasanya penyimpanan akan secara otomatis masuk kedalam memori internal ponsel anda. Atur ulang pengaturan penyimpanan anda, usahakan dipindahkan ke memori eksternal tentunya dengan kapasitas yang lebih besar. Karena kapasitas yang ada di memori internal lebih sedikit. Dan apabila menyimpan file coba untuk masukan kedalam memori eksternal.
5. Bergantian Dalam Menjalankan Aplikasi.
Walaupun android mempunyai keunggulan multi tasking usahakan gunakan secara bergantian untuk menghindari ponsel lambat.
Berikut beberapa tips mengatasi ponsel Android lambat semoga dapat membantu anda para penggemar android untuk dapat meningkatkan performa ponsel android anda.

Cara Menghemat Baterai Blackberry

Siapa yang tidak tahu blackberry, ponsel dengan fitur keungulan “Blackberry Messager” ini menarik banyak perhatian seluruh masyarakat. Dengan fitur yang tidak biasa ini semakin membuat ponsel ini menjadi booming dengan sekejap. Banyak orang yang berpindah menggunakan ponsel ini, dan semakin membuat kesan BB sebagai ponsel kelas wahid menjadi ponsel sejuta umat. Ditambah dengan fitur lainnya seperti email dan yahoo messangger yang selalu online, sehingga informasi yang didapat dan membalas semakin cepat.

Namun sisi lemah dari blackberry adalah baterai yang sangat mudah sekali untuk habis. Dapat dimaklumi karena berbagai fitur yang tersedia ini juga memerlukan daya dukung baterai yang tidak sedikit. Namun ada tips sederhana untuk menghemat baterai ponsel BB anda. silakan melihat beberapa tips dibawah ini.

1. Pilihlah Blackberry yang menggunakan fasilitas sinyal 2G. mengapa? Memang dengan menggunakan 3G sinyal yang didapat lebih cepat koneksi lancar. Namun perlu diingat sinyal 3G di Indonesia tidak selancar dengan di luar negeri. Hingga HP anda akan sering mencari sinyal 3G yang tidak stabil tersebut. Jadi gunakan fasilitas 3G hanya ketika saat anda butuh saja dan memang di tempat tersebut sudah ter-cover oleh jaringan 3G.
2. Lebih baik pada saat anda melakukan perjalanan matikan blackberry. Dengan cepatnya berpindah dari wiayah satu kewilayah lain membuat ponsel anda sering mencari sinyal, dan bateraipun menjadi korban.
3. Biasakan pada saat charge tidak menggunakan ponsel. Setiap ponsel mempunyai ukuran tersendiri dalam proses charge. Bila normalnya penuh dalam 2 jam tanpa digunakan, namun akan terjadi perbedaan jika pada saat di charge juga digunakan akan memerlukan 2 jam untuk mencapai penuh.
4. Bijaklah dalam memilih aplikasi, silakan install sesuai dengan kebutuhan. Karena bila terlalu banyak aplikasi baterai juga akan menjadi berat dan boros.
5. BBM group sangat mengasikkan dimana anda dapat bercanda dengan teman-teman anda sesama pengguna BB. Yak ingat kembali BBM group akan terus terupdate karena setiap saat ada saja yang memulai percakapan dan semaki boros juga karena pemberitahuan yang terus masuk. Jadi kalau memang tidak dibutuhkan, alangkah lebih baik kalau anda menutup fitur BBM Group ini untuk sementara, sampai anda membutuhkannya lagi.

Wajar saja bila anda senang menggunakan Backberry karena banyaknya fitur yang lebih baik dar pada symbian. Tapi seharusnya anda lebih bijak dalam menggunakannya yang tentunya bisa menghemat daya tahn baterai.
Selain itu, dengan tidak menggunakan beberapa aplikasi, anda juga bisa menghemat pembiayaan BB baik dari segi pulsa atau biaya perawatan jangka panjang.

mengatasi Lupa Password Blackberry Appworld

lupa password ?

Semakin maraknya pengguna Blackberry di Indonesia dengan berbagai fitur yang dapat dinikmati konsumennya dengan mudah. Blackberry merupakan smartphone yang kini banyak sekali peminatnya. Selain fitur aplikasi yang sudah menempel pada smartphone tersebut, terkenal juga dengan toko aplikasi yang menarik yaitu BlackBerry App World. App Words kini mempunyai banyak sekali aplikasi yang bisa didapatkan baik secara gratis maupun berbayar. Dengan beragam kelebihan aplikasi yang bisa anda nikmati dalam Blackberry anda melalui BlackBerry App World sehingga akses akun anda dalam App Word sangatlah penting. Namun terkadang mengalami masalah dalam login akun anda di App Word, baik lupa password maupun eror.

Untuk anda yang mengalami masalah login karena lupa password pada App Word, kini ada sedikit tips untuk anda agar dapat login atau mengganti password anda pada App Word. Berikut cara mengatasi lupa password BlackBerry App World :

• Pada tampilan login langsung klik pada forgot password
• Masukkan username biasanya berupa alamat email tekan OK
• Langkah selanjutnya bila email yang anda masukkan sudah benar maka akan muncul halaman untuk menjawab pertanyaan rahasia.
• Jawab pertanyaan rahasia yang pernah anda buat dengan benar.
• Bila anda sudah dapat menjawab pertanyaan keamanan dengan benar maka anda dapat langsung mengganti password pada akun BlackBerry App World.

Dengan cara yang sederhana tersebut maka anda dapat kembali mengakses akun BlackBerry App World anda. Namun bila anda lupa password, username serta pertanyaan keamanan yang anda buat, maka langkah yang harus anda ambil yaitu dengan membuat ID baru. Buat ID baru anda dan ingatlah dengan seksama pada user, password serta pertanyaan keamanan yang anda buat. Sedikit saran untuk anda dalam membuat pertanyaan keamanan yaitu dengan membuat pertanyaan yang memiliki jawaban mudah anda ingat. Berikut sedikit tips mengatasi lupa password BlackBerry App World semoga dapat bermanfaat bagi anda pecinta smartphone Blackberry.

cara agar Blackberry tidak lemot atau LOLA

Tips Mengatasi Blackberry Lemot atau Lambat

Menggunakan Blackberry bagi saya sangat membantu terutama jika digunakan untuk bisnis online. Dengan BB kita bisa cek e-mail, cek ongkir, cek pesanan, cek earning dan lainnya dengan mudah. Namun kadang kita dihadapkan pada konsisi BB yang tidak bersahabat alias lemot bin lambat. Ini biasanya terjadi dengan ditandai adanya jam yang berputar (loading) yang sering muncul. Jika ini terjadi biasanya aktivitas jadi terganggu karena kita susah mengakses aplikasi yang ada di BB.

Perlu dipahami BB adalah sebuah smartphone yang perlakuannya beda dengan HP biasa. Perlakuan untuk BB lebih mirip dengan perlakuan kita terhadap sebuah PC/Laptop. Baik, untuk mengatasi hal tersebut saya coba tuliskan beberapa tips yang bisa anda gunakan untuk semua tipe BB (Curve, Pearl, Bold maun Storm).

• Usahakan tiap 2-3 hari sekali, cabut/lepas batere BB, dan diamkan selama 1-2 menit, ini fungsinya untuk membuang dan menghapus sisa-sisa file yg tidak terpakai akibat proses chatting maupun browsing. 
• Lakukan secara rutin Clear Log Event dengan cara tekan tombol ALT+L G L G (Tekan tomol ALT jangan dilepas kemudian tekan tombol L lalu G lalu L lagi dan G lagi), maka akan muncul dilayar hasil log, tekan tombol logoBB,pilih Clear Log (jika bhs inggris), atau bersihkan Log (jika bhs indonesia), lalu tekan Delete. 
• Lakukan juga secara rutin Cleaning Memory, dengan cara, pilih Options, Security Options, Cleaning Memory, tekan tombol logoBB, pilih Clean Now. 
• Tiap 2-3 hari sekali, lakukan Host Routing Table, dengan cara pilih Options, Advanced Options, pilih Host Routing Table, tekan tombol logoBB,pilih Register Now. 
• Dan setelah step ke 4 diatas, lakukan juga tiap 2-3 hari sekali Diagnostic Test, ini sangat penting. Karena lewat inilah kelihatan dilayar apakah BB kita terkoneksi semua, baik PIN, Register maupun koneksi Email. Dengan cara, pilih Options, Mobile Network, setelah itu tekan logoBB, pilih Diagnostic Test, lalu tekan lagi tombol logo BB, pilih RUN,biarkan sampai proses berjalan Completed, jika hasil proses ada yg Abort, ulangi lg agar hasil jangan sampai ada yang Abort.

rangkuman IPA SMP kelas VII sampai IX

BAB 1

BESARAN FISIKA

DAN PENGUKURAN

A. Besaran Fisika dan Satuan                                    

1. Pengertian Besaran Fisika, Besaran Pokok, dan Besaran Turunan

Berapakah tinggi dan berat badanmu? Tentu saja kamu dapat mengukur secara langsung tinggi badanmu dengan alat ukur meteran pita, misalnya 165 cm. Bagaimana dengan berat badanmu? Di dalam pembicaraan kita sehari-hari yang dimaksud dengan berat badan adalah massa, sedangkan dalam fisika pengertian berat dan massa berbeda. Berat badan dapat kita tentukan dengan menggunakan alat timbangan berat badan. Misalnya, setelah ditimbang berat badanmu 50 kg atau dalam fisika bermassa 50 kg. Tinggi atau panjang dan massa adalah sesuatu yang dapat kita ukur dan dapat kita nyatakan dengan angka dan satuan. Panjang dan massa merupakan besaran fisika. Jadi, besaran fisika adalah ukuran fisis suatu benda yang dinyatakan secara kuantitas. Selain besaran fisika juga terdapat besaran-besaran yang bukan besaran fisika, misalnya perasaan sedih, gembira, dan lelah. Karena perasaan tidak dapat diukur dan tidak dapat dinyatakan dengan angka dan satuan, maka perasaan bukan besaran fisika.

Besaran fisika dikelompokkan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu. Adapun, besaran turunan merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok. Sistem satuan besaran fisika pada prinsipnya bersifat standar atau baku, yaitu bersifat tetap, berlaku universal, dan mudah digunakan setiap saat dengan tepat. Sistem satuan standar ditetapkan pada tahun 1960 melalui pertemuan para ilmuwan di Sevres, Paris. Sistem satuan yang digunakan dalam dunia pendidikan dan pengetahuan dinamakan sistem metrik, yang dikelompokkan menjadi sistem metrik besar atau MKS (Meter Kilogram Second) yang disebut sistem internasional atau disingkat SI dan sistem metrik kecil atau CGS (Centimeter Gram Second).

a. Satuan Internasional untuk Panjang

Hasil pengukuran besaran panjang biasanya dinyatakan dalam satuan meter, centimeter, milimeter, atau kilometer. Satuan besaran panjang dalam SI adalah meter. Pada mulanya satu meter ditetapkan sama dengan panjang sepersepuluh juta dari jarak kutub utara ke khatulistiwa melalui Paris. Kemudian dibuatlah batang meter standar dari campuran Platina-Iridium. Satu meter didefinisikan sebagai jarak dua goresan pada batang ketika bersuhu 0ºC. Meter standar ini disimpan di International Bureau of Weights and Measure di Sevres, dekat Paris. Batang meter standar dapat berubah dan rusak karena dipengaruhi suhu, serta menimbulkan kesulitan dalam menentukan ketelitian pengukuran. Oleh karena itu, pada tahun 1960  definisi satu meter diubah. Satu meter didefinisikan sebagai jarak 1650763,72 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom gas krypton-86 dalam ruang hampa pada suatu lucutan listrik. Pada tahun 1983, Konferensi Internasional tentang timbangan dan ukuran memutuskan bahwa satu meter merupakan jarak yang ditempuh cahaya pada selang waktu 1/299792458 sekon. Penggunaan kecepatan cahaya ini, karena nilainya dianggap selalu konstan.

b. Satuan Internasional untuk Massa

Besaran massa dalam SI dinyatakan dalam satuan kilogram (kg). Pada mulanya para ahli mendefinisikan satu kilogram sebagai massa sebuah silinder yang terbuat dari bahan campuran Platina danoIridium yang disimpan di Sevres, dekat Paris. Untuk mendapatkan ketelitian yang lebih baik, massa standar satu kilogram didefinisikan sebagai massa satu liter air murni pada suhu 4ºC.

c. Satuan Internasional untuk Waktu

Besaran waktu dinyatakan dalam satuan detik atau sekon dalam SI. Pada awalnya satuan waktu dinyatakan atas dasar waktu rotasi bumi pada porosnya, yaitu 1 hari. Satu detik didefinisikan sebagai 126400 kali satu hari rata-rata. Satu hari rata-rata sama dengan 24 jam = 24 􀂈 60 􀂈 60 = 86400 detik. Karena satu hari matahari tidak selalu tetap dari waktu ke waktu, maka pada tahun 1956 para ahli menetapkan definisi baru. Satu detik adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9192631770 kali.

2. Mengonversi Satuan Panjang, Massa, dan Waktu

Setiap besaran memiliki satuan yang sesuai. Penggunaan satuan suatu besaran harus tepat, sebab apabila tidak sesuai akan berkesan janggal bahkan lucu. Misalnya seseorang mengatakan tinggi badannya 150ºC, orang lain yang mendengar mungkin akan tersenyum karena hal itu salah. Demikian pula dengan pernyataan bahwa suhu badan orang yang sehat biasanya 36 meter, terdengar janggal. Hasil suatu pengukuran belum tentu dinyatakan dalam satuan yang sesuai dengan keinginan kita atau yang kita perlukan. Contohnya panjang meja 1,5 m, sedangkan kita memerlukan dalam satuan cm, satuan gram dinyatakan dalam kilogram, dari satuan milisekon menjadi sekon. Untuk mengonversi atau mengubah dari suatu satuan ke satuan yang lainnya diperlukan tangga konversi.

 3. Awalan Satuan dan Sistem Satuan di Luar Sistem Metrik

Di samping satuan sistem metrik, juga dikenal satuan lainnya yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya liter, inci, yard, feet, mil, ton, dan ons. Satuan-satuan tersebut dapat dikonversi atau diubah ke dalam satuan sistem metrik dengan patokan yang ditentukan. Konversi besaran panjang menggunakan acuan sebagai berikut:

• 1 mil = 1760 yard (1 yard adalah jarak pundak sampai ujung jari tangan orang dewasa)

• 1 yard = 3 feet (1 feet adalah jarak tumit sampai ujung jari kaki orang

dewasa).

• 1 feet = 12 inci (1 inci adalah lebar maksimal ibu jari tangan orang dewasa).

• 1 inci = 2,54 cm

• 1 cm = 0,01 m

Satuan mil, yard, feet, inci tersebut dinamakan satuan sistem Inggris. Untuk besaran massa berlaku juga sistem konversi dari satuan sehari-hari maupun sistem Inggris ke dalam sistem SI.

Contohnya sebagai berikut.

• 1 ton = 1000 kg • 1 ons (oz) = 0,02835 kg

• 1 kuintal = 100 kg • 1 pon (lb) = 0,4536 kg

• 1 slug = 14,59 kg

Satuan waktu dalam kehidupan sehari-hari dapat dikonversi ke dalam sistem SI yaitu detik atau sekon. Contohnya sebagai berikut.

• 1 tahun = 3,156 􀂈 107 detik • 1 jam = 3600 detik

• 1 hari = 8,640 􀂈 104 detik • 1 menit = 60 detikkata

n

4. Mengonversi Satuan Besaran Turunan

Besaran turunan memiliki satuan yang dijabarkan dari satuan besaranbesaran pokok yang mendefinisikan besaran turunan tersebut. Oleh karena itu, seringkali dijumpai satuan besaran turunan dapat berkembang lebih dari satu macam karena penjabarannya dari definisi yang berbeda. Sebagai contoh, satuan percepatan dapat ditulis dengan m/s2 dapat juga ditulis dengan N/kg. Satuan besaran turunan dapat juga dikonversi. Perhatikan beberapa contoh di bawah ini!

• 1 dyne = 10-5 newton

• 1 erg = 10-7 joule

• 1 kalori = 0,24 joule

• 1 kWh = 3,6 􀂈 106 joule

• 1 liter = 10-3 m3 = 1 dm3

• 1 ml = 1 cm3 = 1 cc

• 1 atm = 1,013 􀂈 105 pascal

• 1 gauss = 10-4 tesla

B. Pengukuran Besaran Fisika

Peranan pengukuran dalam kehidupan sehari-hari sangat penting. Seorang tukang jahit pakaian mengukur panjang kain untuk dipotong sesuai dengan pola pakaian yang akan dibuat dengan menggunakan meteran pita. Penjual daging menimbang massa daging sesuai kebutuhan pembelinya dengan menggunakan timbangan duduk. Seorang petani tradisional mungkin melakukan pengukuran panjang dan lebar sawahnya menggunakan satuan bata, dan tentunya alat ukur yang digunakan adalah sebuah batu bata. Tetapi seorang insinyur sipil mengukur lebar jalan menggunakan alat meteran kelos untuk mendapatkan satuan meter.

1. Pengukuran Panjang                                                    

Alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang benda haruslah sesuai dengan ukuran benda. Sebagai contoh, untuk mengukur lebar buku kita gunakan pengaris, sedangkan untuk mengukur lebar jalan raya lebih mudah menggunakan meteran kelos.

a. Pengukuran Panjang dengan Mistar

Penggaris atau mistar berbagai macam jenisnya, seperti penggaris yang berbentuk lurus, berbentuk segitiga yang terbuat dari plastik atau logam, mistar tukang kayu, dan penggaris berbentuk pita (meteran pita). Mistar mempunyai batas ukur sampai 1 meter, sedangkan meteran pita dapat mengukur panjang sampai 3 meter. Mistar memiliki ketelitian 1 mm atau 0,1 cm.u

Gambar: berbagai alat ukur panjangan Sistem CGS Sing

Posisi mata harus melihat tegak lurus terhadap skala ketika membaca skala mistar. Hal ini untuk menghindari kesalahan pembacaan hasil pengukuran akibat beda sudut kemiringan dalam melihat atau disebut dengan kesalahan paralaks.         

b. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong

Bagaimanakah mengukur kedalaman suatu tutup pulpen? Untuk mengukur kedalaman tutup pulpen dapat kita gunakan jangka sorong. Jangka sorong merupakan alat ukur panjang yang mempunyai batas ukur sampai 10 cm dengan ketelitiannya 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter cincin dan diameter bagian dalam sebuah pipa. Bagian-bagian penting jangka sorong yaitu

1. Rahang tetap dengan skala tetap terkecil 0,1 cm

2. Rahang geser yang dilengkapi skala nonius. Skala tetap dan nonius mempunyai selisih 1 mm.

c. Pengukuran Panjang dengan Mikrometer Sekrup

Tahukah kamu alat ukur apa yang dapat digunakan untuk mengukur benda berukuran kurang dari dua centimeter secara lebih teliti? Mikrometer sekrup memiliki ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur benda yang mempunyai ukuran kecil dan tipis, seperti mengukur ketebalan plat, diameter kawat, dan onderdil kendaraan yang berukuran kecil. Bagian-bagian dari mikrometer adalah rahang putar, skala utama, skala putar, dan silinder bergerigi. Skala terkecil dari skala utama bernilai 0,1 mm, sedangkan skala terkecil untuk skala putar sebesar 0,01 mm

2. Pengukuran Massa Benda

Pernahkah kamu pergi ke pasar? Ketika di pasar kamu mungkin akan melihat berbagai macam alat ukur timbangan seperti dacin, timbangan pasar, timbangan emas, bahkan mungkin timbangan atau neraca digital. Timbangan tersebut digunakan untuk mengukur massa benda. Prinsip kerjanya adalah keseimbangan kedua lengan, yaitu keseimbangan antara massa benda yang diukur dengan anak timbangan yang digunakan. Dalam dunia pendidikan sering digunakan neraca O’Hauss tiga lengan atau dua lengan.

Perhatikan beberapa alat ukur berat berikut ini.!

\

3. Pengukuran Besaran Waktu

Ketika bepergian kita tidak lupa membawa jam tangan. Jam tersebut kita gunakan untuk menentukan waktu dan lama perjalanan yang sudah ditempuh. Berbagai jenis alat ukur waktu yang lain, misalnya: jam analog, jam digital, jam dinding, jam atom, jam matahari, dan stopwatch. Dari alat-alat tersebut, stopwatch termasuk alat ukur yang memiliki ketelitian cukup baik, yaitu sampai 0,1 s.

C. Suhu dan Pengukurannya

1. Pengertian Suhu

Kalian tentunya pernah mandi menggunakan air hangat, bukan? Untuk mendapatkan air hangat tersebut kita mencampur air dingin dengan air panas. Ketika tangan kita menyentuh air yang dingin, maka kita mengatakan suhu air tersebut dingin. Ketika tangan kita menyentuh air yang panas maka kita katakan suhu air tersebut panas. Ukuran derajat panas dan dingin suatu benda tersebut dinyatakan dengan besaran suhu. Jadi, suhu adalah suatu besaran untuk menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda.

2. Termometer sebagai Alat Ukur Suhu

Suhu termasuk besaran pokok. Alat untuk untuk mengukur besarnya suhu suatu benda adalah termometer. Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair dengan pengisi pipa kapilernya adalah raksa atau alkohol. 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 -114ºC. Namun demikian, termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi sebab titik didihnya hanya 78ºC. Pada pembuatan termometer terlebih dahulu ditetapkan titik tetap atas dan titik tetap bawah.Titik tetap termometer tersebut diukur pada tekanan 1 atmosfer. Di antara kedua titik tetap tersebut dibuat skala suhu. Penetapan titik tetap bawah adalah suhu ketika es melebur dan penetapan titik tetap atas adalah suhu saat air  mendidih. 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, termometer 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, maka hubungan skala C, R, dan F dapat ditulis sebagai berikut:

tº C =5/4 tºR

tº C =5/9 (tºF – 32)

tº C =4/9 (tºF – 32)

Hubungan skala Celcius dan Kelvin adalah

t K = tºC + 273 K

Kita dapat menentukan sendiri skala suatu termometer. Skala termometer yang kita buat dapat dikonversikan ke skala termometer yang lain apabila pada saat menentukan titik tetap kedua termometer berada dalam keadaan yang sama. Misalnya, kita akan menentukan skala termometer X dan Y. Termometer X dengan titik tetap bawah Xb dan titik tetap atas Xa. Termometer Y dengan titik tetap bawah Yb dan titik tetap atas Ya. Titik tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada tekanan 1 atmosfer.

BAB 2

ASAM, BASA,

DAN GARAM

A. Sifat-Sifat Asam, Basa, dan Garam

Bagaimana rasa permen vitamin C atau kuah bakso yang diberi cuka? Tentu kamu akan menjawab rasanya masam. Pernahkah kamu mencicipi garam? Bagaimana rasanya? Bagaimanakah rasa jamu?

Rasanya pahit atau manis? Rasa pahit merupakan salah satu sifat zat yang bersifat basa. Memang, sejak zaman dahulu asam, basa, dan garam sudah dikenal, karena banyak bahan makanan atau minuman yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari bersifat asam, basa atau garam. Coba kamu sebutkan contoh bahan makanan atau minuman yang bersifat asam. Istilah asam (acid) berasal dari bahasa Latin acetum yang berarti cuka. Seperti diketahui, zat utama dalam cuka adalah asam asetat. Basa (alkali) berasal dari bahasa Arab yang berarti abu. Apakah sifat asam, basa, dan garam itu? Coba kamu perhatikan larutan pembersih porselin atau keramik. Apa yang terjadi jika larutan pembersih tersebut terkena lantai keramik? Coba kamu simpulkan sifat-sifat asam! Pernahkah kamu mencuci dengan deterjen atau sabun? Apa yang kamu rasakan pada tanganmu itu? Apakah licin dan terasa panas? Seperti halnya dengan sabun, basa bersifat kaustik (licin), selain itu basa juga bersifat alkali (bereaksi dengan protein di dalam kulit sehingga sel-sel kulit akan mengalami pergantian). Kita dapat mengenali asam dan basa dari rasanya. Namun, kita dilarang mengenali asam dan basa dengan cara mencicipi karena cara tersebut bukan merupakan cara yang aman. Bagaimanakah cara mengidentifikasi asam dan basa yang baik dan aman? Kamu dapat mengenali asam dan basa dengan menggunakan indikator. Indikator yaitu suatu bahan yang dapat bereaksi dengan asam, basa, atau garam sehingga akan menimbulkan perubahan warna.

1. Asam

Kamu sudah mengetahui jika asam merupakan salah satu penyusun dari berbagai bahan makanan dan minuman, misalnya cuka, keju, dan buah-buahan. Menurut Arrhenius, asam adalah zat yang dalam air akan melepaskan ion H+. Jadi, pembawa sifat asam adalah ion H+ (ion hidrogen), sehingga rumus kimia asam selalu mengandung atom hidrogen. Tahukah kamu perbedaan antara ion, kation, dan anion? Ion adalah atom atau sekelompok atom yang bermuatan listrik. Kation adalah ion yang bermuatan listrik positif. Adapun anion adalah ion yang bermuatan listrik negatif. Sifat khas lain dari asam adalah dapat bereaksi dengan berbagai bahan seperti logam, marmer, dan keramik. Reaksi antara asam dengan logam bersifat korosif. Contohnya, logam besi dapat bereaksi cepat dengan asam klorida (HCl) membentuk Besi (II) klorida (FeCl2).

2. Basa (Hidroksida)

Jika kamu mencuci tangan dengan sabun, apa yang kamu rasakan pada tanganmu? Dalam keadaan murni, basa umumnya berupa kristal padat dan bersifat kaustik. Beberapa produk rumah tangga seperti deodoran, obat maag (antacid) dan sabun serta deterjen mengandung basa. Basa adalah suatu senyawa yang jika dilarutkan dalam air (larutan) dapat melepaskan ion hidroksida (OH-). Oleh karena itu, semua rumus kimia basa umumnya mengandung gugus OH. Jika diketahui rumus kimia suatu basa, maka untuk memberi nama basa, cukup dengan menyebut nama logam dan diikuti kata

hidroksida.

3. Garam

Jika mendengar kata ”garam”, pastilah yang terbayang pada benakmu adalah garam dapur. Garam dapur memang merupakan salah satu

contoh garam. Dalam kehidupan sehari-hari pernahkah kamu melihat

orang yang sakit perut (maag dan sejenisnya)? Tahukah kamu mengapa

orang yang sakit maag minum obat sakit maag atau antacid? Apakah

antacid itu? Orang mengalami sakit perut disebabkan asam lambung

yang meningkat. Untuk menetralkan asam lambung (HCl) digunakan        

antacid. Antacid mengandung basa yang dapat menetralkan kelebihan          

asam lambung (HCl). Umumnya zat-zat dengan sifat yang berlawanan, seperti asam dan basa cenderung bereaksi membentuk zat baru. Bila larutan asam direaksikan dengan larutan basa, maka ion H+ dari asam akan bereaksi dengan ion OH- dari basa membentuk molekul air.

H+ (aq) + OH- (aq) H2O (ℓ)

Asam      Basa           Air

Karena air bersifat netral, maka reaksi asam dengan basa disebut reaksi penetralan. Apakah terjadi reaksi antara ion negatif dari asam dan ion positif logam dari basa? Ion-ion ini akan bergabung membentuk senyawa ion yang disebut garam. Bila garam yang terbentuk ini mudah larut dalam air, maka ion-ionnya akan tetap ada di dalam larutan. Tetapi jika garam itu sukar larut dalam air, maka ion-ionnya akan bergabung membentuk suatu endapan. Jadi, reaksi asam dengan basa disebut juga reaksi penggaraman karena membentuk senyawa garam. Mari kita simak contoh reaksi pembentukan garam berikut!

Asam + Basa Garam + Air

Asam klorida + Natrium hidroksida Natrium klorida + air

HCl (aq) + Na OH (aq) Na Cl (aq) + H2O (ℓ)

Asam            Basa              Garam       Air

Walaupun reaksi asam dengan basa disebut reaksi penetralan, tetapi hasil reaksi (garam) tidak selalu bersifat netral. Sifat asam basa dari larutan garam bergantung pada kekuatan asam dan basa penyusunnya. Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat bersifat netral, disebut garam normal, contohnya NaCl dan KNO3. Garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah bersifat asam dan disebut garam asam, contohnya adalah NH4 Cl. Garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat bersifat basa dan disebut garam basa, contohnya adalah CH3COONa.

Contoh asam kuat adalah HCl, HNO3, H2SO4. Adapun KOH, NaOH, Ca(OH)2 termasuk basa kuat.

4. Larutan Asam, Basa, dan Garam Bersifat Elektrolit

Pernahkah kamu melihat seseorang mencari ikan dengan menggunakan ”setrum” atau aliran listrik yang berasal dari aki? Apa yang terjadi setelah beberapa saat ujung alat yang telah dialiri arus listrik itu dicelupkan ke dalam air sungai? Ternyata ikan yang berada di sekitar ujung alat itu terkena aliran listrik dan pingsan atau mati. Apakah air dapat menghantarkan listrik? Sebenarnya air murni adalah penghantar listrik yang buruk. Akan tetapi bila dilarutkan asam, basa, atau garam ke dalam air maka larutan ini dapat menghantarkan arus listrik. Zat-zat yang larut dalam air dan dapat membentuk suatu larutan yang menghantarkan arus listrik dinamakan larutan elektrolit. Contohnya adalah larutan garam dapur dan larutan asam klorida. Zat yang tidak menghantarkan arus listrik dinamakan larutan nonelektrolit. Contohnya adalah larutan gula dan larutan urea. Untuk mengetahui suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik atau tidak, dapat diuji dengan alat penguji elektrolit. Alat penguji elektrolit sederhana terdiri dari dua elektroda yang dihubungkan dengan sumber arus listrik searah dan dilengkapi dengan lampu, serta bejana yang berisi larutan yang akan diuji. Mari kita lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui apakah asam, basa, dan garam dapat menghantarkan arus listrik.

1. Identifikasi Larutan Asam dan Basa Menggunakan Indikator Alami

Percobaan yang telah kamu lakukan adalah mengidentifikasi suatu larutan bersifat asam, basa atau netral dengan menggunakan kertas lakmus. Adakah cara lain untuk mengidentifikasi suatu larutan?

Ada beberapa cara yang dapat kamu lakukan sendiri di rumah, yaitu dengan menggunakan indikator alami. Berbagai bunga yang berwarna atau tumbuhan, seperti daun, mahkota bunga, kunyit, kulit manggis, dan kubis ungu dapat digunakan sebagai indikator asam basa. Ekstrak atau sari dari bahan-bahan ini dapat menunjukkan warna yang berbeda dalam larutan asam basa.an arus listrik.

Sebagai contoh, ambillah kulit manggis, tumbuklah sampai halus dan campur dengan sedikit air. Warna kulit manggis adalah ungu (dalam keadaan netral). Jika ekstrak kulit manggis dibagi dua dan masing-masing diteteskan larutan asam dan basa, maka dalam larutan asam terjadi perubahan warna dari ungu menjadi cokelat kemerahan. Larutan basa yang diteteskan akan mengubah warna dari ungu menjadi biru kehitaman

C. Penentuan Skala Keasaman dan Kebasaan

1. Kekuatan Asam dan Basa

Masih ingatkah kamu dengan sifat asam dan basa? Misalnya beberapa jenis asam dapat diminum atau dikonsumsi, sebaliknya ada beberapa asam yang berbahaya bila kena kulit, karena dapat merusak jaringan. Asam juga dapat merusak logam dan keramik. Apakah asam dan basa mempunyai kekuatan yang sama? Kekuatan suatu asam atau basa tergantung bagaimana senyawa tersebut dapat diuraikan menjadi ion-ion dalam air. Peristiwa terurainya suatu zat menjadi ion-ionnya dalam air disebut ionisasi. Asam atau basa yang terionisasi secara sempurna dalam larutan merupakan asam kuat atau basa kuat. Sebaliknya asam atau basa yang hanya terionisasi sebagian merupakan asam lemah atau basa lemah.

Jika ingin mengetahui kekuatan asam dan basa kamu dapat melakukan percobaan sederhana. Perhatikan nyala lampu saat mengadakan percobaan uji larutan elektrolit. Bila nyala lampu redup

berarti larutan tergolong asam atau basa lemah, sebaliknya apabila nyala lampu terang berarti larutan tersebut tergolong asam atau basa kuat.

         a) Nyala Lampu Redup                                                                      b) Nyala Lampu Terang

2. Derajat Keasaman dan Kebasaan (pH dan pOH)

Mungkin kamu pernah mendengar istilah pH suatu larutan. Apakah pH itu? Pada dasarnya derajat/tingkat keasaman suatu larutan (pH =potenz Hydrogen)) bergantung pada konsentrasi ion H+ dalam larutan. Semakin besar konsentrasi ion H+ semakin asam larutan tersebut. Umumnya konsentrasi ion H+ pada larutan sangat kecil, maka untuk menyederhanakan penulisan digunakan konsep pH untuk menyatakan konsentrasi ion H+. Nilai pH sama dengan negatif logaritma konsentrasi ion H+ dan secara matematika dinyatakan dengan persamaan

pH = - log (H+)

Analog dengan pH, konsentrasi ion OH– juga dapat dinyatakan dengan cara yang sama, yaitu pOH (Potenz Hydroxide) dinyatakan dengan persamaan berikut.

pOH = - log (OH-)

Derajat keasaman suatu zat (pH) ditunjukkan dengan skala

0—14.

a. Larutan dengan pH < 7 bersifat asam.

b. Larutan dengan pH = 7 bersifat netral.

c. Larutan dengan pH > 7 bersifat basa.

Jumlah harga pH dan pOH = 14. Misalnya, suatu larutan memiliki pOH = 5, maka harga  pH = 14 – 5= 9.Harga pH untuk beberapa jenis zat yang dapat kita temukan di lingkungan sehari-hari.

3. Menentukan pH Suatu Larutan

Derajat keasaman (pH) suatu larutan dapat ditentukan menggunakan indikator universal, indikator stick, larutan indiaktor, dan pH meter.

a. Indikator Universal

Indikator universal merupakan campuran dari bermacammacam

indikator yang dapat menunjukkan pH suatu larutan

dari perubahan warnanya. Indikator universal ada dua macam

yaitu indikator yang berupa kertas dan larutan.

b. Indikator Kertas (Indikator Stick)

Indikator kertas berupa kertas serap dan tiap kotak kemasan                   gambar:Indikator universal

indikator jenis ini dilengkapi dengan peta warna. Penggunaannya

sangat sederhana, sehelai indikator dicelupkan ke dalam larutan yang akan diukur pH-nya. Kemudian dibandingkan dengan peta warna yang tersedia

c. Larutan Indikator

Salah satu contoh indikator universal jenis larutan adalah larutan

metil jingga (Metil Orange = MO). Pada pH kurang dari 6 larutan

ini berwarna jingga, sedangkan pada pH lebih dari 7 warnanya

menjadi kuning (Gambar 2.11).

Contoh indikator cair lainnya adalah indikator fenolftalin (Phenolphtalein

= pp). pH di bawah 8, fenolftalin tidak berwarna,

dan akan berwarna merah anggur apabila pH larutan di atas 10

(Gambar 2.12).

             Gambar  2.11 Warna indikator  metil jingga dalam larutan dengan ph 7,ph2,dan11.

            (a) Larutan Asam        (b) Larutan Basa

d. pH Meter

Pengujian sifat larutan asam basa dapat juga menggunakan pH meter. Penggunaan alat ini dengan cara dicelupkan pada larutan yang akan diuji, pada pH meter akan muncul angka skala yang menunjukkan pH larutan.

BAB.3

UNSUR, SENYAWA, DAN CAMPURAN

A. Unsur dan Lambang Unsur

Cobalah kamu pikirkan, apakah air, gula dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lain? Apabila dikaji, semua zat terbentuk dari bagian-bagian yang paling sederhana yang disebut unsur. Air dapat diuraikan lagi menjadi gas hidrogen dan gas oksigen. Gula dapat diuraikan lagi menjadi karbon, oksigen, dan hidrogen. Tahukah kamu bagaimana cara menguraikan air dan gula menjadi unsur-unsur penyusunnya? Dapatkah karbon, hidrogen, dan oksigen diuraikan lagi menjadi zat lain? Dengan reaksi kimia biasa karbon, oksigen, dan hidrogen tidak dapat diuraikan lagi. Karbon, hidrogen, dan oksigen tergolong unsur. Unsur didefinisikan sebagai zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat-zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa. Kamu tentu punya banyak teman. Bagaimana caramu untuk mengenalnya? Tentunya kamu terlebih dahulu harus mengetahui namanya baru mengenalnya, bukan? Sama dengan unsur-unsur yang akan kita pelajari, maka harus tahu terlebih dahulu nama unsur tersebut. Unsur memiliki nama dan lambang unsur agar lebih mempermudah cara penulisan dan mengenalnya.

2. Pendapat John Dalton (1766—1844)

Lambang unsur yaitu berupa lingkaran. Lambang-lambang unsur menurut Dalton ini kurang praktis apabila digunakan untuk menuliskan zat yang majemuk.

3. Pendapat Jons Jacob Berzelius

Lambang unsur yang sekarang digunakan adalah seperti yang diusulkan oleh Jons Jacob Berzelius pada tahun 1813. Cara penulisan unsur tersebut dengan ketentuan diambil huruf pertama dari nama unsur dan ditulis dengan huruf kapital. Apabila ada dua unsur yang huruf depannya sama, maka unsur yang lain tadi selain memakai huruf pertama yang ditulis dengan huruf kapital diikuti salah satu huruf kecil yang terdapat dalam nama unsurnya.

Contoh:

Unsur Carbon dilambangkan C

Unsur Calsium dilambangkan Ca

Unsur Clorin dilambangkan CUnsur Cobalt dilambangkan Co

Unsur Nitrogen dilambangkan N

Unsur Natrium dilambangkan Na

Unsur Neon dilambangkan Nel

B. Rumus Kimia

Rumus kimia menunjukkan satu molekul dari suatu unsur atau suatu senyawa. Rumus kimia juga disebut rumus molekul. Rumus kimia digolongkan sebagai berikut.

1. Rumus Kimia Suatu Unsur

Dalam rumus kimia suatu unsur tercantum lambang atom unsur itu,

yang diikuti satu angka. Lambang unsur menyatakan nama atom

unsurnya dan angka yang ditulis agak ke bawah menyatakan jumlah

atom yang terdapat dalam satu molekul unsur tersebut.

Contoh:

a. O2 berarti 1 molekul, gas oksigen.                                                                   Gambar 3.6 Molekul Unsur O2

Dalam 1 molekul gas oksigen terdapat 2 atom oksigen

b. P4 berarti 1 molekul fosfor.

Dalam 1 molekul fosfor terdapat 4 atom fosfor.

Berbeda halnya dengan 2 O dan 4 P.

a. 2 O berarti 2 atom oksigen yang terpisah dan tidak terikat secara kimia.

b. 4 P berarti 4 atom fosfor yang terpisah dan tidak terikat secara kimia

2. Rumus Kimia Suatu Senyawa

Pada rumus kimia suatu senyawa tercantum lambang atom unsurunsur

yang membentuk senyawa itu, dan tiap lambang unsur diikuti

oleh suatu angka yang menunjukkan jumlah atom unsur tersebut di        Gambar 3.7MolekulUnsur H2O

dalam satu molekul senyawa.

Contoh:

a. H2O berarti 1 molekul air

Dalam 1 molekul air terdapat 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen (perhatikan Gambar 3.7).                                                                          

b. CO2 berarti 1 molekul gas karbon dioksida

Dalam 1 molekul gas karbondioksida terdapat 1 atom karbon dan 2 atom oksigen.

c. C12H22O11 berarti 1 molekul gula

Dalam 1 molekul gula terdapat 12 atom karbon, 22 atom hidrogen, dan 11 atom oksigen.

C. Sifat-Sifat Unsur, Senyawa, dan Campuran

Setelah kamu mengenal unsur dan lambang unsur serta senyawa maka sekarang cobalah untuk membandingkan sifat-sifat unsur dengan sifat senyawa!

1. Sifat Unsur

Sampai saat ini telah dikenal tidak kurang dari 114 macam unsur yang terdiri dari 92 unsur alam dan 22 unsur buatan. Berdasarkan sifatnya, unsur dapat digolongkan menjadi unsur logam, unsur nonlogam, serta unsur metaloid. Contoh unsur logam di antaranya besi, seng, dan tembaga. Contoh unsur nonlogam di antaranya karbon, nitrogen, dan oksigen. Silikon dan germanium tergolong metaloid. Coba carilah beberapa contoh dari unsur logam, unsur non logam, dan unsur metaloid!

Bagaimana sifat-sifat dari unsur logam dan non logam? Cobalah kamu amati sifat besi! Bagaimana wujud besi? Padat, cair, atau gas? Bagaimana sifat kekerasannya, keras atau lunak? Dapatkah besi menghantarkan arus listrik atau panas? Apakah logam dapat ditempa menjadi tipis? Apakah besi dapat dibuat menjadi kawat? Bagaimana pula sifat dari unsur non logam? Belerang, tergolong unsur non logam. Coba kamu cari contoh unsur non logam yang lain! Kemudian bandingkan sifatnya. Sekarang coba kamu sebutkan 4 perbedaan sifat antara logam, nonlogam, serta metaloid, yang meliputi:

a. wujud atau fase zat

b. daya hantar listrik dan panas

c. tingkat kekerasan

d. sifat fisik

2. Sifat Senyawa

Apakah air dapat diuraikan menjadi zat yang lebih sederhana lagi? Ya, kamu dapat mencobanya dengan alat elektrolisis air. Unsur-unsur pembentuk air adalah oksigen dan hidrogen. Jadi, air terdiri dari gas oksigen dan gas hidrogen yang bergabung melalui reaksi kimia. Air dengan rumus kimia H2O, memiliki sifat yang berbeda dengan unsurunsur pembentuknya, yaitu H2 dan O2 yang berupa gas. Air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya, sehingga disebut senyawa. Adapun hidrogen serta oksigen disebut unsur. Jadi, senyawa adalah zat yang terbentuk dari unsur-unsur dengan perbandingan tertentu dan tetap melalui reaksi kimia. Jadi, sifat senyawa tidak sama dengan sifat unsur pembentuknya. Senyawa dapat dipisahkan menjadi unsur-unsur atau menjadi senyawa yang lebih sederhana melalui reaksi kimia.

Di dalam tiap senyawa unsur-unsur penyusunnya mempunyai  perbandingan massa yang tetap dan tertentu. Misalnya,

a. Air (H2O), perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya yaitu

Hidrogen : Oksigen adalah 1 : 8

b. Gula (C12 H22 O11), perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya yaitu

Karbon : Oksigen : Hidrogen adalah 72 : 88 : 11

c. Etanol (C2 H5OH), perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya yaitu

Karbon : Oksigen : Hidrogen adalah 12 : 8 : 3

3. Sifat Campuran

Cobalah kamu mengambil segenggam tanah! Perhatikan dengan saksama apa yang terdapat dalam segenggam tanah tadi? Apakah ada pasir, plastik, kayu, dan kerikil?

Tanah diklasifikasikan dalam campuran, yaitu campuran berbagai macam unsur dan senyawa. Sifat asli zat-zat pembentuk campuran masih tampak, sehingga komponen penyusun campuran tersebut dapat dikenali dan dapat dipisahkan lagi. Perbandingan zat-zat penyusunnya tidak tentu seperti pada senyawa. Ada dua macam campuran, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen.

a. Campuran Homogen

Amati dengan saksama segelas air sirup. Apakah jernih atau keruh? Apakah gula atau sirup dapat bercampur? Bila air sirup tersebut jernih dan bercampur merata, dapat digolongkan sebagai

campuran homogen. Campuran homogen ini biasa disebut larutan. Pada larutan, tiap-tiap bagian mempunyai susunan yang sama. Jadi di dalam larutan sirup tersebut terdapat dua penyusun larutan, yakni air dan gula. Air disebut pelarut, sedangkan gula disebut zat terlarut. Contoh campuran homogen lainnya adalah minuman ringan (soft drink) dan larutan pembersih lantai.

b. Campuran Heterogen

Amati segelas air yang dicampur dengan pasir. Apa yang terdapat di dasar gelas? Apa yang terapung? Apakah warna air tersebut jernih? Apakah campuran pasir dan air itu merata? Apabila

zat-zat penyusunnya bercampur secara tidak merata dan campuran ini tiap-tiap bagian tidak sama susunannya maka disebut campuran heterogen. Contoh campuran heterogen yang lain adalah air kopi (bentuk cair) dan campuran tepung dengan air (bentuk padat).

Susunan zat dalam suatu campuran sering dinyatakan dengan kadar dari zat-zat pembentuk campuran itu. Kadar suatu zat dalam campuran dapat dinyatakan sebagai jumlah zat dalam campuran dibandingkan jumlah seluruh campuran. Jumlah zat dapat dinyatakan dalam dalam massa (g, kg) atau volume (m􀁁, 􀁁).

BAB.4

ZAT DAN WUJUDNYA

A. Zat dan Perubahan Wujudnya

Berbagai macam benda yang kita jumpai memiliki kesamaan, yaitu benda-benda tersebut memerlukan ruang atau tempat untuk keberadaannya. Air di dalam gelas, menempati ruang bagian dalam gelas itu, batu di pinggir jalan menempati ruang di pinggir jalan di mana ruangan itu tidak ditempati oleh benda lain sebelum batu itu disingkirkan.  Udara dalam

balon menempati ruang bagian dalam balon itu.

Manusia juga menempati ruang, misalkan dalam lift hanya cukup

ditempati paling banyak 8 orang dewasa, lebih dari itu ruang dalam

lift tidak mencukupi lagi. Benda atau zat juga memiliki massa, sebagai

contoh batu bila ditimbang dengan neraca menunjukkan nilai massa

tertentu. Balon berisi udara bila dibandingkan massanya dengan balon

yang kempis, akan lebih berat balon berisi udara. Hal itu menunjukkan

bahwa udara memiliki massa. Dapat disimpulkan bahwa zat adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruangan. Ambillah balok kayu dan letakkan di lantai, amati bentuk dan hitunglah volumenya bila mungkin. Kemudian pindahkan ke atas meja, apakah terjadi perubahan pada bentuk maupun volumenya? Ambillah sesendok air. Amati bentuknya dan perkirakan volumenya. Kemudian tuangkan air tersebut ke sebuah piring. Bagaimana perubahan yang terjadi pada bentuknya? Apakah volumenya berubah? Apabila minyak wangi disemprotkan ke suatu ruangan biasanya dengan cepat aromanya menyebar sampai ke setiap sudut ruangan itu. Hal itu membuktikan bahwa zat minyak wangi itu berubah dari bentuk semula, yaitu botol langsung berubah bentuk memenuhi seluruh ruangan tersebut.Menurut wujudnya zat digolongkan menjadi tiga yaitu

1. zat padat,

2. zat cair, dan

3. zat gas.

B. Menafsirkan Susunan dan Gerak Partikel pada

Berbagai Wujud Zat melalui Penalaran Pernahkah kamu melihat pakaian basah yang dijemur di terik matahari? Ketika menjadi kering, ke manakah air yang berada  dalam pakaian basah tersebut? Tentunya dapat dijawab bahwa air itu menguap. Apakah kita dapat melihat uapnya? Tentu tidak karena partikel-partikel uap air itu sedemikian kecilnya, sehingga tidak tampak oleh mata. Partikel-partikel kecil itu disebut molekul. Molekul diartikan sebagai bagian terkecil benda yang masih memiliki sifat seperti zat semula. Molekul-molekul tersusun oleh partikel lebih kecil lagi yang disebut dengan atom. Atom berasal dari bahasa Yunani yaitu atomos yang berarti bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Dua atom atau lebih secara kimia dapat bergabung membentuk molekul. Oleh karena itu, dapat dikatakan semua zat terdiri atas molekul-molekul atau atom-atom penyusunnya.

Teori molekul atau teori atom dapat digunakan untuk menjelaskan perubahan wujud zat. Zat padat mempunyai bentuk yang tetap, karena letaknya berdekatan dan teratur. Selain itu, molekul-molekul zat padat tidak dapat bergerak bebas karena satu sama lain mempunyai gaya tarik menarik yang sangat kuat. Hal itulah yang menyebabkan molekul

      padat                                           cair                                       gas

molekul zat padat tidak mudah dipisahkan. Gerak molekul-molekul zat padat hanya sebatas bergetar dan berputar pada tempatnya. Zat cair memiliki bentuk yang tidak tetap dan selalu menyesuaikan tempatnya. Hal itu disebabkan karena molekul-molekul zat cair letaknya berdekatan, tetapi gerakannya lebih bebas dibanding gerak molekul zat padat. Molekul-molekul zat cair dapat dengan mudah berpindah tempat, namun tidak mudah meninggalkan kelompoknya karena masih ada gaya tarik menarik antar molekul-molekulnya. Zat gas memiliki bentuk dan volume yang berubah-ubah, karena molekul-molekul gas dapat bergerak bebas. Jarak antara molekulmolekulnya berjauhan apabila dibandingkan ukuran molekulnya sendiri sehingga gaya tarik menariknya sangat lemah.

C. Membedakan Kohesi dan Adhesi

Berdasarkan Pengamatan

Setetes air yang jatuh di kaca meja akan berbeda bentuknya bila dijatuhkan pada sehelai daun talas. Mengapa demikian? Antara molekul-molekul air terjadi gaya tarik-menarik yang disebut dengan gaya kohesi molekul air. Gaya kohesi diartikan sebagai gaya tarikmenarik antara partikel-partikel zat yang sejenis Pada saat air bersentuhan dengan benda lain maka molekulmolekul bagian luarnya akan tarik-menarik dengan molekul-molekul luar benda lain tersebut. Gaya tarik-menarik antara partikel zat yang tidak sejenis disebut gaya adhesi. Gaya adhesi antara molekul air dengan molekul kaca berbeda dibandingkan gaya adhesi antara molekul air dengan molekul daun talas.  Demikian pula gaya kohesi antarmolekul air lebih kecildaripada gaya adhesi antara molekul air dengan molekul kaca. Itulah sebabnya air membasahi kaca dan berbentuk melebar. Namun air tidak membasahi daun talas dan tetes air berbentuk bulat-bulat menggelinding di permukaan karena gaya kohesi antarmolekul air lebih besar daripada gaya adhesi antara molekul air dan molekul daun talas. Gaya kohesi maupun gaya adhesi mempengaruhi bentuk permukaan zat cair dalam wadahnya. Misalkan ke dalam dua buah tabung reaksi masing-masing diisikan air dan raksa. Apa yang terjadi?

Permukaan air dalam tabung reaksi berbentuk cekung disebut meniskus cekung, sedangkan permukaan raksa dalam tabung reaksi berbentuk cembung disebut meniskus cembung, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.12 (halaman 74). Hal itu dapat dijelaskan bahwa gaya adhesi molekul air dengan molekul kaca lebih besar daripada gaya kohesi antarmolekul air, sedangkan gaya adhesi

D. Kapilaritas

Gaya kohesi dan gaya adhesi berpengaruh pada gejala kapilaritas. Kapilaritas adalah gejala naik atau turunnya cairan di dalam pipa kapiler atau pipa kecil. Sebuah pipa kapiler kaca bila dicelupkan pada tabung berisi air akan dijumpai air dapat naik ke dalam pembuluh kaca pipa kapiler, sebaliknya bila pembuluh pipa kapiler dicelupkan pada tabung berisi air raksa akan dijumpai bahwa raksa di dalam pembuluh kaca pipa kapiler lebih rendah permukaannya dibandingkan permukaan raksa dalam tabung. Jadi, kapilaritas sangat tergantung pada kohesi dan adhesi. Air naik dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan adhesi sedangkan raksa turun dalam pembuluh pipa kapiler dikarenakan kohesi.

        

                  Air                         Raksa               Air dalam pipa kapiler            Raksa dalam pipa kapiler

E. Massa Jenis dan Pengukurannya

Sebuah kelereng dapat ditimbang massanya dan dihitung volumenya. Hasil perbandingan antara massa dan volume kelereng menunjukkan kerapatan molekul-molekul di dalam kelereng. Hasil tersebut tentunya berbeda dengan perhitungan yang didapat dari perbandingan massa suatu bola gabus dengan volumenya.

     Kerapatan molekul-molekul kelereng lebih tinggi daripada kerapatan molekul-molekul gabus. Dalam ilmu alam, kerapatan sering disebut dengan massa jenis. Pengertian massa jenis adalah massa tiap satuan volume. Massa jenis dilambangkan dengan simbol  (dibaca rho), salah satu huruf Yunani. Massa jenis benda sering disebut dengan kerapatan benda dan merupakan ciri khas setiap jenis benda. Massa jenis tidak tergantung pada jumlah benda. Apabila jenisnya sama maka nilai massa jenisnya juga sama. Misalnya, setetes air dan seember air mempunyai nilai massa jenis sama yaitu 1 gram/cm3. Berbagai logam memiliki nilai massa jenis besar dikarenakan atom-atom dalam susunan molekulnya memiliki kerapatan yang besar. Gabus atau stirofoam mempunyai massa jenis kecil karena susunan atom-atom dalam molekulnya memiliki kerapatan kecil.

F. Penggunaan Konsep Massa Jenis dalam Kehidupan Sehari-Hari

1. Kapal Selam

Tahukah kamu mengapa es dapat terapung di air, sedangkan batu tenggelam dalam air? Es memiliki massa jenis lebih kecil dari air, sehingga es dapat terapung dalam air. Batu tenggelam dalam air karena memiliki massa jenis lebih besar daripada air. Tahukah kamu mengapa kapal selam dapat terapung dan tenggelam di air? Ketika terapung massa jenis total kapal selam lebih kecil dari air laut dan sewaktu tenggelam massa jenis total kapal selam lebih besar dari air laut. Kapal selam memiliki tangki pemberat yang berisi air dan udara. Tangki tersebut terletak di antara lambung kapal sebelah dalam dan luar. Tangki dapat berfungsi membesar atau memperkecil massa jenis total kapal selam. Ketika air laut dipompa masuk ke dalam tangki pemberat, massa jenis kapal selam lebih besar dan sebaliknya agar massa jenis total kapal selam menjadi kecil, air laut dipompa keluar.

2. Balon Gas

Pernahkah kamu melihat balon udara? Tahukah kamu, gas apa yang terdapat di dalamnya? Balon gas berisi gas helium. Gas helium memiliki massa jenis yang lebih kecil dari udara, sehingga balon gas

bisa naik ke atas.

Gambar 4.19 Balon Udara.

3. Air Minum Dingin di Dalam Lemari Es

Suatu ketika kamu mungkin pernah melihat dalam botol air minum dingin yang berasal dari lemari es terdapat endapan kapur. Kenapa hal itu dapat terjadi? Air yang jernih dapat juga mengandung kapur, namun apabila dilihat langsung dengan mata tidak kelihatan. Ketika air dingin massa jenis air lebih kecil dan terpisah dari kapur sehingga kapur yang memiliki massa jenis lebih besar akan turun ke bawah dan mengendap.

Bab.5

PEMUAIAN

Gambar 5.1Rel  Kereta api

Sebagian besar zat akan memuai bila dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Bila suatu zat dipanaskan (suhunya dinaikkan) maka molekul-molekulnya akan bergetar lebih cepat dan amplitudo getaran akan bertambah besar, akibatnya jarak antara molekul benda menjadi lebih besar dan terjadilah pemuaian. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu zat tersebut. Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas. Besarnya pemuaian zat sangat tergantung ukuran benda semula, kenaikan suhu dan jenis zat. Efek pemuaian zat sangat bermanfaat dalam pengembangan berbagai teknologi.

A. Pemuaian Zat Padat

Coba kamu amati bingkai kaca jendela di ruang kelasmu! Adakah bingkai jendela yang melengkung? Tahukah kamu apa sebabnya?

Bingkai jendela tersebut melengkung tidak lain karena mengalami pemuaian.

Pemuaian yang terjadi pada benda, sebenarnya terjadi pada seluruh bagian benda tersebut. Namun demikian, untuk mempermudah pemahaman maka pemuaian dibedakan tiga macam, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume.

1. Pemuaian Panjang

Pernahkah kamu mengamati kabel jaringan listrik pada pagi hari dan siang hari? Kabel jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari. Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat terkena panas sinar matahari. Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah musschenbroek. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh panjang mula-mula benda, besar kenaikan suhu, dan tergantung dari jenis benda.

Jika yang dipanaskan adalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat tersebut akan mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan demikian lempeng akan mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidang. Pertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat seluas 1 m2 disebut koefisien muai luas (β). Hubungan antara luas benda, pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat adalah

A = A0 + 􀀦A

􀀂 􀀦A = A0 – β 􀀦t

􀀦A = A0 (1+ β 􀀦t)

Keterangan:

A = Luas akhir (m2)

Δ0 = Pertambahan luas (m2)

A0 = Luas mula-mula (m2)

β = Koefisien muai luas zat (/º C)

Δt = Kenaikan suhu (ºC)

3. Pemuaian Volume

Jika suatu balok mula-mula memiliki panjang P0, lebar L0, dan tinggi h0 dipanaskan hingga suhunya bertambah Δt, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang dan luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar.

V = V0 + 􀀦V

􀀦V = V0 . 􀁉 . 􀀦t

V = V0 (1 + 􀁉 . 􀀦t)

B. Pemuaian Zat Cair

Pada zat cair tidak melibatkan muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda-beda, akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. Titik

pertemuan antara wujud cair, padat dan gas disebut titik tripel.

C. Pemuaian pada Gas

Mungkin kamu pernah menyaksikan mobil atau motor yang sedang melaju di jalan tiba-tiba bannya meletus?. Ban mobil tersebut meletus karena terjadi pemuaian udara atau gas di dalam ban. Pemuaian tersebut terjadi karena adanya kenaikan suhu udara di ban mobil akibat gesekan roda dengan aspal. γ adalah koefisien muai volume. Nilai γ sama untuk semua gas, yaitu 1/273 oC-1 Pemuaian gas dibedakan tiga macam, yaitu

a. pemuaian gas pada suhu tetap (isotermal),

b. pemuaian gas pada tekanan tetap, dan

c. pemuaian gas pada volume tetap.

1. Pemuaian Gas pada Suhu Tetap (Isotermal)

Pernahkah kalian memompa ban dengan pompa manual seperti

Gambar 5.8? Apa yang kalian rasakan ketika baru pertama kali

menekan pompa tersebut? Apa yang kalian rasakan ketika kalian

menekannya lebih jauh? Awalnya mungkin terasa ringan. Namun,

lama kelamaan menjadi berat. Hal ini karena ketika kita menekan

pompa, itu berarti volume gas tersebut mengecil.

Pemuaian gas pada suhu tetap berlaku hukum Boyle, yaitu gas

di dalam ruang tertutup yang suhunya dijaga tetap, maka hasil kali

tekanan dan volume gas adalah tetap.

2. Pemuaian Gas pada Tekanan Tetap

(Isobar)(Pengayaan)

Pemuaian gas pada tekanan tetap berlaku hukum Gay Lussac, yaitu gas di dalam ruang tertutup dengan tekanan dijaga tetap, maka volume gas sebanding dengan suhu mutlak gas.

3. Pemuaian Gas Pada Volume Tetap (Isokhorik)

(Pengayaan)

Pemuaian gas pada volume tetap berlaku hukum Boyle-Gay Lussac, yaitu jika volume gas di dalam ruang tertutup dijaga tetap, maka tekanan gas sebanding dengan suhu mutlaknya

D. Penerapan Prinsip Pemuaian Zat dalamnKehidupan Sehari-Hari

Prinsip pemuaian zat banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.

Berikut ini adalah beberapa contoh penerapannya.

1. Pemasangan Kaca Jendela

Pemasangan kaca jendela memperhatikan juga ruang muai bagi

kaca sebab koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai

kayu tempat kaca tersebut dipasang. Hal ini penting sekali untuk

menghindari terjadinya pembengkokan pada bingkai

2. Pemasangan Sambungan Rel Kereta Api

Penyambungan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel lain. Jika suhu meningkat, maka batang rel akan memuai hingga akan bertambah panjang. Dengan diberikannya ruang muai antar rel maka tidak akan terjadi desakan antar rel yang akan mengakibatkan rel menjadi bengkok.

3. Pemasangan Bingkai Besi pada Roda Pedati

Bingkai roda pedati pada keadaan normal dibuat sedikit lebih kecil daripada tempatnya sehingga tidak dimungkinkan untuk dipasang secara langsung pada tempatnya. Untuk memasang bingkai tersebut, terlebih dahulu besi harus dipanaskan hingga memuai dan ukurannya pun akan menjadi lebih besar daripada tempatnya sehingga memudahkan untuk dilakukan pemasangan bingkai tersebut. Ketika suhu mendingin, ukuran bingkai kembali mengecil dan terpasang kuat pada tempatnya.

4. Pemasangan Jaringan Listrik dan Telepon

Kabel jaringan listrik atau telepon dipasang kendur dari tiang satu ke tiang lainnya sehingga saat udara dingin panjang kabel akan sedikit berkurang dan mengencang. Jika kabel tidak dipasang kendur, maka saat terjadi penyusutan kabel akan terputus.

5. Keping Bimetal

Keping bimetal adalah dua buah keping logam yang memiliki koefisien muai panjang berbeda yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Pada suhu normal panjang keping bimetal akan sama dan kedua keping pada posisi lurus. Jika suhu naik kedua keping akan mengalami pemuaian dengan pertambahan panjang yang berbeda. Akibatnya keping bimetal akan membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien muai panjang yang kecil. Keping bimetal dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan misalnya pada termometer bimetal, termostat bimetal pada seterika listrik, saklar alarm bimetal, sekring listrik bimetal.

Pemanfaatan pemuaian zat yang tidak sama koefisien muainya dapat berguna bagi industri otomotif, misalnya pada bimetal yang dipasang sebagai saklar otomatis atau pada lampu reting kendaraan.

BAB.6

KALOR

A. Pengertian Kalor

Peristiwa yang melibatkan kalor sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, pada waktu memasak air dengan menggunakan  kompor. Air yang semula dingin lama kelamaan menjadi panas. Mengapa air menjadi panas? Air menjadi panas karena mendapat kalor, kalor yang diberikan pada air mengakibatkan suhu air naik. Dari manakah kalor itu? Kalor berasal dari bahan bakar, dalam hal ini terjadi perubahan energi kimia yang terkandung dalam gas menjadi energi panas atau kalor yang dapat memanaskan air.

B. Kalor dapat Mengubah Wujud Zat

Suatu zat apabila diberi kalor terus-menerus dan mencapai suhu maksimum, maka zat akan mengalami perubahan wujud. Peristiwa ini juga berlaku jika suatu zat melepaskan kalor terus-menerus dan mencapai suhu minimumnya. Oleh karena itu, selain kalor dapat digunakan untuk mengubah suhu zat, juga dapat digunakan untuk mengubah wujud zat. Lakukanlah kegiatan berikut ini. untuk memahami hubungan antara kalor dan perubahan wujud zat,

C. Perpindahan Kalor

Beras yang dimasukkan ke dalam panci berisi air dan diletakkan di atas kompor menyala, lama-kelamaan akan menjadi nasi. Api kompor mengeluarkan kalor yang berpindah dari panci ke air kemudian air menjadi panas dan memanaskan beras sehingga beras menjadi nasi. Kamu telah mengetahui bahwa kalor merupakan salah satu bentuk energi dan dapat berpindah apabila terdapat perbedaan suhu. Secara alami kalor berpindah dari zat yang suhunya tinggi ke zat yang suhunya rendah. Bagaimana kalor dapat berpindah? Apabila ditinjau dari cara perpindahannya, ada tiga cara dalam perpindahan kalor yaitu:

1. konduksi (hantaran),

2. konveksi (aliran), dan

3. radiasi (pancaran).

1. Perpindahan Kalor secara Konduksi

Ketika kamu sedang duduk di kursi paling belakang dan ingin memberikan buku kepada temanmu yang duduk di kursi paling depan, apa yang akan kamu lakukan? Kamu dapat memberikan buku itu kepada temanmu yang duduk di depanmu, lalu temanmu itu memberikannya kepada temanmu yang duduk di depannya lagi. Demikian seterusnya sampai buku itu itu diterima oleh teman yang

kamu tuju. Buku dapat sampai ke teman yang kamu tuju karena adanya perpindahan buku dari tangan ke tangan yang lainnya. Apakah temanmu yang memberikan buku ikut berpindah? Jelaslah buku dapat berpindah tetapi teman-temanmu tidak ikut berpindah. Demikian pula hantaran kalor secara konduksi.

2. Perpindahan Kalor secara Konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair dan gas. Perpindahan kalor secara konveksi terjadi karena adanya perbedaan massa jenis dalam zat tersebut. Perpindahan kalor yang diikuti oleh perpindahan partikel-partikel zatnya disebut konveksi/aliran. Selain perpindahan kalor secara konveksi terjadi pada zat cair, ternyata konveksi juga dapat terjadi pada gas/udara. Peristiwa konveksi kalor melalui penghantar gas sama dengan konveksi kalor melaui penghantar air.

Kegiatan tersebut juga dapat digunakan untuk menjelaskan prinsip terjadinya angin darat dan angin laut.

a. Angin Darat

Angin darat terjadi pada malam hari dan berhembus dari darat ke laut. Hal ini terjadi karena pada malam hari udara di atas laut lebih panas dari udara di atas darat, sehingga udara di atas laut naik diganti udara di atas darat. Maka terjadilah aliran udara dari darat ke laut. Angin darat dimanfaatkan oleh para nelayan menuju ke laut untuk menangkap ikan.

b. Angin Laut

Angin laut terjadi pada siang hari dan berhembus dari laut ke darat. Hal ini terjadi karena pada siang hari udara di atas darat lebih panas dari udara di atas laut, sehingga udara di atas darat naik diganti udara di atas laut. Maka terjadilah aliran udara dari laut ke darat. Angin laut dimanfaatkan oleh nelayan untuk kembali ke darat atau pantai setelah menangkap ikan.

3. Perpindahan Kalor secara Radiasi

Bagaimanakah energi kalor matahari dapat sampai ke bumi? Telah kita ketahui bahwa antara matahari dengan bumi berupa ruang hampa udara, sehingga kalor dari matahari sampai ke bumi tanpa melalui zat perantara. Perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara atau medium ini disebut radiasi/hantaran. Contoh perpindahan kalor secara radiasi, misalnya pada waktu kita mengadakan kegiatan perkemahan, di malam hari yang dingin sering menyalakan api unggun. Saat kita berada di dekat api unggun badan kita terasa hangat karena adanya perpindahan kalor dari api unggun ke tubuh kita secara radiasi. Walaupun di sekitar kita terdapat udara yang dapat memindahkan kalor secara konveksi, tetapi udara merupakan penghantar kalor yang buruk (isolator). Jika antara api unggun dengan kita diletakkan sebuah penyekat atau tabir, ternyata hangatnya api unggun tidak dapat kita rasakan lagi. Hal ini berarti tidak ada kalor yang sampai ke tubuh kita, karena terhalang oleh penyekat itu. Dari peristiwa api unggun dapat disimpulkan bahwa

a. dalam peristiwa radiasi, kalor berpindah dalam bentuk cahaya, karena cahaya dapat merambat dalam ruang hampa, maka kalor pun dapat merambat dalam ruang hampa;

b. radiasi kalor dapat dihalangi dengan cara memberikan tabir/ penutup yang dapat menghalangi cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya.

BAB 7

SIFAT ZAT DAN PEMISAHAN CAMPURAN

A. Sifat Zat

Apakah kamu mempunyai termometer? Tahukah kamu mengapa pada termometer digunakan raksa (Hg) untuk mengisi pipa kapiler? Raksa dipilih karena memiliki beberapa kelebihan sifat fisik dan sifat kimia. Tahukah kamu bahwa peralatan yang diproduksi selalu mempertimbangkan sifat fisik dan sifat kimia zat? Mengapa demikian? Mari kita pelajari bersama.

1. Sifat Fisika

Amati bangunan di rumahmu. Terbuat dari zat apa sajakah bangunan itu? Apakah zat-zat tersebut berbeda sifat satu dengan yang lainnya? Di dalam rumahmu tentu terdapat kayu, besi, batu, kaca, pasir, dan bahan-bahan lain yang berbeda sifatnya. Agar dapat memanfaatkan bahan-bahan tersebut secara maksimal kita harus tahu sifat masing-masing zat. Besi misalnya, bahan ini sangat kuat dan tahan terhadap panas, namun bila sering kena air akan cepat berkarat atau mengalami korosi sehingga mudah rusak. Kamu tentu mudah mengenali suatu zat berdasarkan sifat-sifat fisiknya. Dapatkah kamu menyebutkan sifat-sifat fisis yang sudah kamu kenal? Menurutmu, apakah warna, bentuk, ukuran, kepadatan, titik lebur, dan titik didih tergolong sifat fisika? Beberapa contoh sifat-sifat fisik yang lainnya meliputi sifat mekanik, sifat termik, dan sifat listrik.

Dengan mengenal sifat fisis suatu zat, maka akan membantu kita dalam memanfaatkan zat itu. Tabel berikut menyajikan perbedaan sifat fisik antara tembaga dengan baja.

2. Sifat Kimia

Coba bandingkanlah antara minyak tanah dengan bensin! Manakah di antara keduanya yang mudah terbakar? Hal inilah yang disebut dengan sifat kimia, yaitu sifat mudah atau sukar terbakarnya suatu zat. Coba kamu berikan contoh sifat kimia lain selain mudah terbakar. Jadi, sifat kimia adalah sifat zat yang berkaitan dengan perubahan kimia yang dialami oleh suatu zat. Contoh lain dari sifat kimia misalnya, suatu zat mudah atau sukar berkarat. Besi mudah sekali berkarat apabila terkena udara lembab, air hujan sehingga penggunaa besi dapat digantikan dengan baja anti karat untuk membangun jembatan. Perhatikan pula pipa air minum yang terpendam dalam tanah! Sekarang sudah banyak digunakan pipa PVC sebagai pengganti pipa besi karena sifat berkarat besi sangat cepat dan mudah bereaksi zat dengan zat lain.

B. Pemisahan Campuran

Campuran tersusun dari dua zat atau lebih. Sebagai contoh, air laut tersusun dari air, garam, dan zat padat terlarut lainnya. Susu tersusun dari, lemak dan zat padat lain yang terlarut. Pada bab sebelumnya kamu telah mempelajari bahwa campuran terbentuk dari gabungan beberapa macam unsur dan senyawa. Oleh karena itu, untuk memisahkan komponen-komponen penyusun campuran dapat dilakukan dengan berbagai cara sesuai karakteristik sifat zat-zat penyusunnya. Pemisahan komponen-komponen penyusun campuran dapat dipisahkan dengan beberapa cara, yakni penyaringan, destilasi, sublimasi, kristalisasi, dan kromatografi.

1. Penyaringan (Filtrasi)

Apakah kamu suka minum es jeruk? Bagaimanakah cara membuatnya? Sebelum disajikan sebagai minuman es jeruk, biasanya air perasan jeruk disaring terlebih dahulu. Mengapa? Pemisahan dengan cara filtrasi bertujuan untuk memisahkan zat padat dari zat cair dalam suatu campuran berdasarkan perbandingan wujudnya. Alat yang kita gunakan untuk menyaring disebut penyaring. Ukuran penyaring disesuaikan dengan ukuran zat yang akan disaring. Sebagai contoh, pemisahan pasir dan kerikil tentu membutuhkan saringan yang berbeda dengan saringan yang digunakan untuk menyaring tepung.

2. Destilasi

Destilasi atau penyulingan adalah suatu cara pemisahan campuran yang didasarkan pada perbedaan titik didih komponen-komponen penyusun campuran. Jadi, destilasi ini digunakan untuk memisahkan campuran dari dua atau lebih cairan yang mempunyai titik didih berbeda.

3. Pengkristalan (Kristalisasi)

Nah, sekarang kita akan membahas tentang pemisahan campuran dengan cara kristalisasi atau pengkristalan. Kristalisasi ini banyak dilakukan oleh para pembuat garam/petani garam. Garam dihasilkan melalui cara menguapkan air laut. Prosesnya sederhana, yaitu sebagai berikut. Mula-mula air laut dialirkan ke tambak-tambak dan dibiarkan menguap karena panas matahari hingga beberapa hari. Setelah semua air menguap, akan dihasilkan kristal-kristal garam.

4. Sublimisasi

Sublimisasi adalah perubahan zat dari wujud padat ke gas atau sebaliknya. Pemisahan campuran dengan sublimisasi dilakukan bila zat yang dapat menyublim (misalnya kapur barus/ kamfer) tercampur dengan zat lain yang tidak dapat menyublim (misalnya arang).

5. Kromatografi

Apakah kromatografi itu? Pemisahan campuran dengan cara kromatografi didasarkan pada perbedaan kecepatan merambat antara partikel-partikel zat yang bercampur pada medium tertentu. Contoh pemisahan secara kromatografi adalah rembesan air pada dinding yang menghasilkan garis-garis dengan jarak tertentu.

BAB 8

PERUBAHAN MATERI DAN REAKSI KIMIA

A. Materi dan Perubahannya

1. Pengertian Materi

Apakah kamu tahu, apa yang disebut dengan materi? Segala sesuatu di alam ini tergolong materi. Pada dasarnya segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang dapat digolongkan sebagai materi. Sebagai contoh, batu dan air tergolong suatu materi, karena keduanya memiliki massa dan volume. Apakah udara tergolong materi?

2. Perubahan Fisika

Apa yang terjadi jika air dimasukkan ke dalam lemari pendingin? Apa yang terjadi jika es kamu letakkan di udara terbuka? Mengapa hal itu dapat terjadi? Peristiwa perubahan tersebut tergolong perubahan fisika. Pada perubahan fisika, hanya terjadi perubahan yang tidak menghasilkan zat baru. Perubahan ini hanya menimbulkan perubahan wujud zat saja. Apakah contoh perubahan fisika yang lain? Logam besi dipanaskan pada suhu tinggi akan membara, lunak dan mencair. Warnanya pun berubah kemerahan dengan suhu yang sangat panas, namun bila suhunya turun, besi akan kembali seperti semula. Pada perubahan ini, tidak menghasilkan zat baru, sehingga digolongkan perubahan fisika.

3. Perubahan Kimia

Pernahkah kamu menggunakan obat nyamuk bakar? Apa yang terjadi pada obat nyamuk setelah terbakar? Obat nyamuk yang dibakar akan menimbulkan bau, asap, dan abu. Abu, asap, dan bau yang terjadi merupakan zat baru hasil pembakaran. Zat baru tersebut tidak dapat dikembalikan ke bentuk asalnya. Hal ini disebabkan susunan materinya mengalami perubahan setelah mengalami pembakaran.

B. Reaksi Kimia

Kamu tentu sering mendengar tentang reaksi kimia, tapi apakah reaksi kimia itu? Reaksi kimia artinya perubahan kimia yang terjadi pada materi atau zat. Dalam reaksi kimia, selalu terjadi perubahan yang menghasilkan zat baru, yang sifat-sifatnya berbeda dari zat sebelumnya. Sebagai contoh kertas yang dibakar akan menghasilkan abu yang berwarna hitam. Abu merupakan zat baru karena sifatsifatnya berbeda dari kertas, sehingga pembakaran kertas tergolong reaksi kimia.

1. Pereaksi dan Hasil Reaksi

Pada reaksi kimia, ada dua komponen yang terlibat dalam suatu reaksi kimia, yakni zat-zat sebelum reaksi dan zat-zat setelah reaksi. Zat–zat yang bereaksi disebut pereaksi (reaktan) dan zat-zat yang dihasilkan disebut hasil reaksi (produk). Zat pereaksi (reaktan) letaknya di sebelah kiri tanda anak panah, sedangkan zat hasil (produk) terletak di sebelah kanan (tanda anak panah).

2. Persamaan Reaksi

Koefisien reaksi merupakan perbandingan jumlah partikel dari zat yang terlibat dalam reaksi. Karena satu molekul zat mengandung jumlah partikel yang sama, maka perbandingan jumlah partikel sama dengan perbandingan jumlah molekul. Jadi, koefisien reaksi adalah angka yang terletak didepan rumus kimia yang merupakan perbandingan jumlah molekul dalam reaksi. Angka yang terletak di kanan bawah lambang unsur disebut indeks. Indeks menyatakan jumlah atom di samping kirinya. Koefisien dan indeks berguna dalam menentukan jumlah atom-atom dalam suatu rumus molekul.

3. Menyetarakan Persamaan Reaksi

Reaksi kimia disebut setara apabila jumlah atom-atom sebelum bereaksi sama dengan jumlah atom-atom sesudah reaksi. Hal ini sesuai dengan hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier). Masih ingatkah kamu bunyi Hukum Kekekalan Massa?

Langkah-langkah yang dilakukan untuk menyamakan jumlah atom unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi disebut penyetaraan persamaan reaksi. Secara umum, langkah–langkah penyetaraan persamaan reaksi adalah sebagai berikut.

a. Menuliskan persamaan reaksi yang belum setara, yaitu menuliskan rumus kimia pereaksi atau hasil reaksi secara benar,

dilengkapi dengan wujud (fase) masing-masing zat.

b. Menentukan jumlah atom masing-masing unsur di ruas kiri dan ruas kanan persamaan reaksi

c. Memberikan koefisien untuk tiap rumus kimia pada persamaan reaksi sehingga persamaan reaksi setara (harga koefisien satu tidak dituliskan)

d. Memeriksa kembali jumlah atom unsur-unsur pada kedua ruas persamaan reaksi setelah diberi koefisien

C. Ciri-Ciri Reaksi Kimia

Kita mengenal terjadinya suatu reaksi kimia dari perubahan yang diakibatkan oleh reaksi tersebut. Dalam suatu reaksi kimia sering diikuti perubahan-perubahan, misalnya terbentuknya endapan, terjadi perubahan warna, dan terbentuknya gas dan adanya perubahan suhu. Keempat perubahan tersebut dikenal dengan ciri-ciri reaksi kimia.

1. Reaksi Kimia Menghasilkan Endapan

Pernahkah kamu mengamati dasar panci yang digunakan untuk memasak air? Apa yang menempel pada dasar panci tersebut? Zat yang menempel pada dasar panci adalah kerak berwarna putih agak

cokelat. Zat tersebut adalah senyawa kalsium karbonat. Senyawa ini dapat terbentuk bila air yang mengandung kapur dipanaskan.

2. Reaksi Kimia Menghasilkan Perubahan Warna

Pernahkah kamu melihat buah apel setelah dibelah atau digigit?

Cobalah kamu ambil satu buah apel, dan belahlah dengan pisau

menjadi dua bagian atau gigitlah. Amatilah permukaan buah apel

setelah kamu belah atau kamu gigit dan biarkan beberapa saat.

Amati kembali permukaan buah apel tadi. Adakah perubahan yang

terjadi?  Permukaan buah apel setelah dibelah atau digigit lama kelamaan

akan berubah warnanya menjadi cokelat. Perubahan warna itu

menunjukkan bahwa zat kimia yang terdapat pada buah apel telah bereaksi dengan oksigen di udara.

3. Reaksi Kimia Menghasilkan Gas

Pernahkah kamu membuat kue dengan menambahkan soda kue ke dalamnya? Pada saat adonan dipanaskan, soda kue akan terurai menghasilkan gas karbon dioksida (CO2). Gas inilah yang menyebabkan kue dapat mengembang. Apa yang terjadi jika dalam adonan kue tidak ditambahkan soda kue? Selain pada pembuatan kue, gejala reaksi kimia yang menghasilkan terbentuknya gas dapat kita temui ketika karbit dicampur dengan air, sehingga akan menghasilkan gas karbit. Gas karbit banyak digunakan dalam pengelasan untuk menyambung logam. Tahukah kamu apa manfaat gas karbit yang lainnya?

4. Reaksi Kimia Menghasilkan Perubahan Suhu

Dalam kehidupan sehari-hari sering kita lihat orang mencampur batu gamping atau batu kapur dengan air untuk melabur, atau mengecat tembok dan pagar rumah. Pernahkah kamu perhatikan peristiwa yang terjadi pada saat batu gamping atau batu kapur dicampur dengan air? Pada saat batu gamping atau batu kapur bercampur dengan air akan terjadi reaksi yang melepaskan panas disertai dengan kepulan asap.

Reaksi kimia selalu melibatkan energi, ada reaksi yang melepaskan energi dan ada pula reaksi yang menyerap energi. Energi yang menyertai reaksi kimia dapat berupa energi panas. Reaksi yang melepaskan panas seperti reaksi antara air dan batu gamping sering disebut reaksi eksoterm. Reaksi yang menyerap panas seperti reaksi fotosintesis pada daun disebut reaksi endoterm

D. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi Kimia

Pada setiap pergantian tahun dan hari raya Idul Fitri atau Lebaran banyak kita saksikan pesta kembang api dan petasan. Kembang api dan petasan dibuat oleh manusia dari bahan yang mudah terbakar dan termudah meledak. Peristiwa terbakarnya kembang api dan meledaknya petasan merupakan contoh peristiwa kimia yang berlangsung secara cepat. Kita juga sering melihat besi yang berkarat. Tahukah kamu,peristiwa perkaratan besi merupakan contoh peristiwa kimia yang berlangsung lambat. Reaksi kimia ada yang berlangsung secara cepat dan ada yang lambat. Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi kimia itu antara lain ukuran partikel dan perubahan suhu.                                      

1. Ukuran Partikel

Pada campuran pereaksi yang heterogen, reaksi dimulai dari bidang sentuh (bidang yang saling bersinggungan antar reaktan) dan pada dasarnya terjadi karena tumbukan antar zat-zat pereaksi. Makin luas bidang sentuh maka makin banyak tumbukan dan makin cepat pula terjadi reaksi. Luas permukaan bidang sentuh dapat diperbesar dengan memperkecil ukuran partikelnya.

2. Perubahan Suhu

Tahukah kamu, reaksi kimia cenderung berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Mengapa hal itu bisa terjadi? Pada bab sebelumnya telah kita ketahui bahwa reaksi pada

dasarnya adalah tumbukan antar zat-zat pereaksi. Semakin tinggisuhu reaksi, semakin cepat pergerakan partikel-partikel zat yang bereaksi sehingga tumbukan antar partikel lebih cepat dan reaksi berlangsung lebih cepat. Berbagai proses industri dipercepat dengan pemanasan, misalnya industri amoniak (NH3) dan asam sulfat (H2SO4). Ketika Ibu mu memasak, makanan akan lebih cepat matang dan bumbu yang dicampurkan akan lebih cepat bercampur bila menggunakan suhu yang lebih tinggi.

BAB.9

PENGAMATAN GEJALA BIOTIK DAN ABIOTIK

A. Pengertian Biologi dan Cabang Biologi

Biologi adalah ilmu mengenai kehidupan. Istilah ini diambil dari bahasa Belanda ”biologie”, yang juga diturunkan dari gabungan kata bahasa Yunani, bios (”hidup”) dan logos (”lambang”, ”ilmu”). Dahulu dikenal dengan istilah ilmu hayat (diambil dari bahasa Arab, artinya ”ilmu kehidupan”). Tahukah kamu, apa saja objek kajian Biologi? Objek kajian biologi sangat luas dan mencakup semua makhluk hidup. Karenanya, dikenal berbagai cabang Biologi yang mengkhususkan diri pada setiap kelompok organisme, seperti botani untuk mempelajari tumbuhan, zoologi untuk mempelajari hewan, dan mikrobiologi untuk mempelajari mikroorganisme. Berbagai aspek kehidupan dikupas tuntas melalui cabang Biologi seperti ciri-ciri fisik dipelajari dalam anatomi (tumbuhan, hewan maupun manusia), sedang fungsinya dipelajari dalam fisiologi. Hubungan antar sesama makhluk dan dengan alam sekitar dapat dipelajari dalam ekologi, dan mekanisme pewarisan sifat dipelajari dalam genetika. Sementara itu, perkembangan teknologi memungkinkan pengkajian pada tingkat molekul penyusun organisme melalui Biologi molekular serta biokimia, yang banyak didukung oleh perkembangan teknik komputer melalui bidang bioinformatika. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa Biologi adalah ilmu yang mempelajari makhluk hidup dan gejala-gejala kehidupannya.

B. Kerja Ilmiah

Ilmu pengetahuan selalu berkembang, hal ini disebabkan oleh sifat dasar manusia yang selalu merasa ingin tahu yang mendorongnya untuk melakukan penelitian. Perubahan dapat terjadi dari waktu ke waktu. Sesuatu yang tadinya dianggap benar dapat tumbang bila telah ditemukan hasil penelitian baru yang mengoreksi kebenarannya. Pengetahuan yang diperoleh melalui suatu penelitian digolongkan dalam pengetahuan ilmiah. Pengetahuan yang diperoleh dengan cara ini lebih dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya. Pengetahuan yang didapat melalui prasangka, coba-coba, intuisi (ilham) ataupun tidak sengaja digolongkan pengetahuan non ilmiah. Kamu juga mempunyai kesempatan untuk menjadi ilmuwan. Kamu dapat mempelajari percobaan para ahli terdahulu dan menguji hasilnya, atau dapat memulainya dengan memperhatikan lingkungan sekitar, menemukan masalah dan mencoba untuk memecahkannya. Cara yang dapat ditempuh adalah dengan melalui suatu metode yang dikenal dengan istilah metode ilmiah. Metode ilmiah merupakan suatu metode yang tersusun secara sistematis untuk memecahkan suatu masalah yang timbul dalam ilmu pengetahuan, demikian juga dalam Biologi. Secara berurutan langkah-langkah yang harus dilakukan adalah sebagai berikut.

1. menentukan dan merumuskan masalah,

2. merumuskan hipotesis/dugaan,

3. melaksanakan eksperimen (percobaan),

4. observasi/pengamatan,

5. mengumpulkan data,

6. menarik kesimpulan.

Langkah awal dalam melaksanakan kerja ilmiah adalah menentukan dan merumuskan masalah, yaitu hal-hal apa saja yang akan dipelajari atau menarik diteliti untuk memperoleh jawaban dari permasalahan tersebut. Setelah menentukan permasalahannya kamu dapat melakukan observasi/pengamatan guna mendapatkan data yang berhubungan dengan masalah yang akan diselidiki. Kerja ilmiah dengan menggunakan metode ilmiah, memerlukan sikap ilmiah. Sikap ilmiah adalah sikap yang terpuji yang dijunjung tinggi oleh masyarakat ilmiah. Beberapa hal berikut dapat dijadikan pedoman dalam bersikap ilmiah.

C. Pengamatan Gejala Biotik dan Abiotik

Perhatikan lingkungan sekitar sekolah atau rumahmu! Apa yang kamu lihat? Di lingkunganmu ada berbagai jenis tumbuhan, hewan, bahkan mungkin mikroorganisme. Selain itu di sekitarmu juga ditemukan air, tanah, udara, cahaya matahari, suhu, kelembaban, maupun bebatuan. Berbagai jenis tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme merupakan makhluk hidup dan disebut sebagai komponen biotik. Benda-benda seperti air, tanah, udara, cahaya matahari, suhu, kelembaban, maupun bebatuan merupakan benda tak hidup dan disebut sebagai komponen abiotik. Gejala biotik dan abiotik merupakan keadaan lingkungan di sekitar kita yang ditunjukkan oleh keadaan makhluk hidup maupun benda tak hidup. Gejala biotik dan abiotik saling berkaitan dan tidak dapat dipisahkan. Kejadian yang terjadi pada komponen biotik akan berpengaruh terhadap komponen abiotik, demikian sebaliknya. Contohnya kasus banjir, air sebagai komponen abiotik yang merupakan komponen vital yang dibutuhkan makhluk hidup justru sebagai penyebab banjir. Hal ini dapat terjadi karena kurangnya lahan resapan akibat penggundulan hutan atau penebangan tanaman (komponen biotik), belum lagi kebiasaan buruk manusia terhadap lingkungan yang dapat mengakibatkan banjir. Akibat dari banjir tentu saja merugikan seluruh lapisan masyarakat.

BAB. 10

GERAK

A. Pengertian Gerak

Coba kamu perhatikan benda-benda di sekitarmu! Adakah yang diam? Adakah yang bergerak? Batu-batu di pinggir jalan diam terhadap jalan kecuali jika ditendang oleh kaki maka benda tersebut akan

bergerak, rumah-rumah di sekitar kita diam terhadap pohon-pohon di sekelilingnya, seseorang berlari pagi di taman, dikatakan orang tersebut bergerak terhadap jalan, batu-batu, rumah-rumah, maupun pohon-pohon yang dilewatinya, dan masih banyak lagi. Jadi apakah

yang disebut gerak itu?

Suatu benda dikatakan bergerak jika benda itu mengalami

perubahan kedudukan terhadap titik tertentu sebagai acuan. Jadi,

gerak adalah perubahan posisi atau kedudukan terhadap titik acuan

tertentu. Gerak juga dapat dikatakan sebagai perubahan kedudukan

suatu benda dalam selang waktu tertentu.

Berbeda halnya dengan peristiwa berikut, orang berlari di mesin

lari fitnes (mesin kebugaran), anak yang bermain komputer dan

lain sebagainya. Apakah mereka mengalami perubahan posisi atau

kedudukan dalam selang waktu tertentu?

Kegiatan tersebut tidak mengalami perubahan posisi atau                                  Gambar orang berlari

kedudukan karena kerangka acuannya diam. Penempatan kerangka acuan dalam peninjauan gerak merupakan hal yang sangat penting, mengingat gerak dan diam itu mengandung pengertian yang relatif. Sebagai contoh, ada seorang yang duduk di dalam kereta api yang sedang bergerak, dapat dikatakan bahwa orang tersebut diam terhadap kursi yang didudukinya dan terhadap kereta api tersebut, namun orang tersebut bergerak relatif terhadap stasiun maupun terhadap pohon-pohon yang dilewatinya.

B. Jarak dan Perpindahan

Jarak dan perpindahan mempunyai pengertian yang berbeda. Misalkan Fira berjalan ke barat sejauh 4 km dari rumahnya, kemudian 3 km ke timur. Berarti Fira sudah berjalan menempuh jarak 7 km dari rumahnya, sedangkan perpindahannya sejauh 1 km. Berbeda halnya dengan contoh berikut. Seorang siswa berlari mengelilingi lapangan satu kali putaran. Berarti ia menempuh jarak sama dengan keliling lapangan, tetapi tidak menempuh perpindahan karena ia kembali ke titik semula.

C. Kecepatan dan Kelajuan

Istilah kecepatan dan kelajuan dikenal dalam perubahan gerak. Kecepatan termasuk besaran vektor, sedangkan kelajuan merupakan besaran skalar. Besaran vektor memperhitungkan arah gerak, sedangkan besaran skalar hanya memiliki besar tanpa memperhitungkan arah gerak benda. Kecepatan merupakan perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu, sedangkan kelajuan

didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh tiap satuan waktu.

D. Percepatan

Suatu benda akan mengalami percepatan apabila benda tersebut bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan dalam selang waktu tertentu. Misalnya, ada sepeda yang bergerak menuruni sebuah bukit memiliki suatu kecepatan yang semakin lama semakin bertambah selama geraknya. Gerak sepeda tersebut dikatakan dipercepat. Jadi percepatan adalah kecepatan tiap satuan waktu.

BAB I

SUHU

A. Indra Peraba Bukan Alat Pengukur Suhu yang Tepat

Pernahkan Kamu berjalan di bawah sinar matahari yang terik ? Bagaimana rasanya ? Panas bukan ?. Lain halnya jika kita berada di dalam ruangan yang ber-ac, udara di dalam ruangan tersebut pasti akan terasa sejuk dan dingin. Mengapa demikian? Tuhan YME telah memberi kita karunia dengan lima indra penting yang sering kita sebut sebagai panca indra. Salah satu dari kelima indra tersebut berfungsi sebagai sensor terhadap panas dan dingin yaitu indra peraba. Itulah sebabnya kita dapat membedakan keadaan panas dan dingin di sekitar kita. Dalam dunia Fisika keadaan panas dan dingin suatu benda disebut suhu. Suhu suatu benda tidak dapat diukur secara tepat oleh indra peraba kita

A. Membuat Termometer Sederhana

Ambillah sebuah termometer pipa kapiler raksa atau alkohol yang masih polos belum  berskala. Celupkan bagian reservoir termometer ke dalam es yang melebur, tandai permukaan raksa dalam pipa kapiler dengan angka tertentu dengan menggunakan spidol permanent. Namakanlah angka itu sebagai Titik Tetap Bawah (TTB) Kemudian masukkan reservoir ke dalam air yang mendidih, tunggu raksa yang naik dalam pipa kapiler berhenti bergerak kemudian tandai batas raksa tersebut dengan angka tertentu yang lebih besar dar TTB. Angka ini Kamu sebut sebagai Titik Tetap Atas (TTA). Kemudian dengan bantuan penggaris buatlah skala yang teratur di antara TTB dan TTA. Banyaknya skala terserah Kamu. Sekarang telah tercipta termometer baru, namailah dengan termometer namamu. Bagaimana konsep-konsep yang terkait dengan pembuatan termometer dapat dijelaskan ? Ketika suatu benda mengalami perubahan suhu maka getaran partikel-partikel penyusun benda tersebut juga berubah sehingga benda mengalami perubahanperubahan sebagai berikut :

a. Wujud

Jika zat cair didiginkan dapat berubah wujud menjadi padat misalnya air es, atau sebaliknya jika zat padat dipanaskan akan mencait misalnya lilin yang dipanaskan akan menjadi cair.

b. Volume

Zat padat, cair atau gas pada umumnya akan mengalami pemuaian atau penambahan volume jika dipanaskan dan akan mengalami penyusutan jika didinginkan.

c. Konduktivitas

Zat-zat padat terutama logam yang merupakan penghantar listrik yang baik ternyata jika dipanaskan daya hantar listriknya atau konduktivitasnya akan berkurang.

d. Warna

Apabila sepotong logam misalnya besi dipanaskan maka selama proses pemanasan besi tersebut akan berpijar dari kemerah-merahan hingga makin tinggi suhunya menjadi kekuning-kuningan sampai biru keunguan. Berdasarkan sifat termometrik zat ini maka kita dapat membuat alat pengukur suhu atau termometer. Dalam pembuatan termometer hal-hal yang perlu diperhatikan

adalah :

1. Nilai suhu yang ditunjukkan tidak dipengaruhi oleh nilai suhu yang diukur sebelumnya.

2. Memberikan pembacaan suhu dengan cepat dan tepat.

3. Dapat diproduksi lagi dengan teliti bila diperlukan.

Pembuatan termometer pertama kali dipelopori oleh Galileo Gelilei (1564 –1642).

Pada tahun 1595 ia menciptakan sebuah alat yang menggunakan prinsip kerja pemuaian volume udara pada labu erlen meyer kosong yang dilengkapi dengan pipa panjang yang salah satu ujung piupa terbuka. Mula-mula labu dipanaskan hingga udara dalam labu mengembang. Ujung pipa terbuka kemudian dicelupkan kedalam cairan berwarna, selama proses pendinginan ketika udara dalam labu menyusut maka zat cair masuk kedalam pipa tetapi tidak sampai masuk kedalam labu. Oleh Galileo alat ini diberi nama Thermoskope, jika thermoskope Galileoini mendapat suhu yang berbeda maka tinggi kolom zat cair dalam pipa juga berbeda.

Walaupun sudah ditemukan Thermoskope Galileo sebagai alat bantu pengukur suhu, akan tetapi dalam kenyataannya thermoskope Gelilei tidak dapat memberikan hasil pengukuran yang akurat dan juga kurang praktis. Oleh karena itu pembuatan termometer saat ini lebih dirancang agar menghasilkan pengukuran yang akurat dan praktis dibawa-bawa. Pembuatan termometer sekarang tidak lagi menggunakan prinsip pemuaian gas dalam labu erlenmeiyer melainkan ada beberapa hal yang dapat dilakukan yaitu menggunakan hubungan antara perubahan suhu dengan perubahan sifat fisis benda,misalnya :

1. menggunakan prinsip pemuaian zat cair dalam pipa kapiler, biasanya pada thermometer raksa maupun alkohol

2. menggunakan prinsip pemuaian hambatan listrik logam platina, biasanya pada thermometer logam /aneroid

3. menggunakan prinsip perubahan warna, misalnya pada perometer optic.

4. menggunakan kepekaan komponen elektronika terhadap panas misalnya termistor, biasanya pada thermometer digital.

Selain itu juga menggunakan perubahan wujud benda yang terjadi pada suhu tertentu. Setiap thermometer harus mempunyai dua syarat yaitu :

1. Konstruksinya, harus memenuhi perubahan fisis akibat adanya perubahan suhu.

2. Dikalibrasikan, dibuat skalanya dengan mengambil standart tertentu.

Misalnya, C, dan sebagainya.C, titik didih air pada 100titik lebur es pada 0

B. Termometer Celsius, Kelvin, Fahrenheit, Reamur, dan Rainkin

Pembuatan skala termometer atau kalibrasi skala termometer dapat kita lakukan dengan cara penentuan titik tetap bawah (titik rendah) dan titik tetap atas (titik tinggi) dari suatu zat misalkan air murni (H2O). setiap orang bebas menentukan dan menetapkan nilai titik tetap bawah titik tetap atas dan membaginya menjadi beberapa bagian, akan tetapi apakah skala suhu tersebut bisa diterima oleh orang lain? Saat ini ada lima macam skala suhu yang berlaku secara umum yaitu Celsius (C), Kelvin (K), Reamur (R), Fahrenheit (F), dan Rainkin (Rn)

1. Skala Celsius

Penetapan skala Celsius dengan menggunakan titik lebur es sebagai titik tetap bawah termometer yaitu 00 C dan titik didih air sebagai titik tetap atas yaitu 1000 C. Kemudian daerah antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 100 bagian sama besar, pada setiap bagian itulah yang menunjukkan perbedaan satu derajad pada skala Celsius.

2. Skala Kelvin

Penetapan skala Kelvin didasarkan pada suhu dimana suatu zat berupa gas akan membeku dan tidak bergerak lagi. Suhu tersebut adalah –2730 C atau disebut suhu nol mutlak (0 K). Pada skala Kelvin tidak mengenal suhu negatif sehingga penghitungannya sangat mudah dan skala ini juga ditetapkan sebagai satuan internasional untuk besaran suhu.

3. Skala Reamur

Penetapan skala reamur menggunakan titik lebur es sebagai titik tetap bawah yaitu 00 R dan suhu air mendidih sebagai titik tetap atas yaitu 800 R.

4. Skala Fahrenheit

Sedangkan pada penetapan skala Fahrenheit suhu es mencair bercampur garam diberi nilai 320 F dan suhu air mendidih diberi nilai 2120 F.

5. Skala Rainkin

Pada penetapan skala Rainkin suhu es mencair diberi nilai 4920 F dan suhu air mendidih diberi nilai 6720 F.

BAB II

PEMUAIAN

A. Pemuaian Zat Padat, Cair dan Gas

1. Pemuaian Zat Padat

 Muai Panjang

Pernahkah kalian mengamati kabel jaringan listrik pada pagi hari dan pada siang hari ? kabel jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari. Kabel tampak kendor karena panjang logam penyusun kabel bertambah panjang akibat terkena panas sinar matahari. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kabel mengalami pemuaiankarena terkena panas sinar matahari. Pemuaian panjang tiap zat padat berbeda-beda tergantung pada sifat termal zat padat tersebut.

Muai luas

Jika yang dipanaskanadalah suatu lempeng atau plat tipis maka plat tersebut akan mengalami pemuaian pada panjang dan lebarnya. Dengan demikian lempeng akan mengalami pemuaian luas atau pemuaian bidang Pertambahan luas zat padat untuk setiap kenaikan 10 C pada zat seluas 1m2 disebut koevisien muai luas (β). Besarnya β dapat dinyatakan dalam

2

Hubungan antara luas benda, suhu, dan koefisien muai luas suatu zat adalah

A = A0 (1+ β Δt)

Dengan

A : luas akhir (m2 )

A0 : luas mula-mula (m2 )

β : koefisien muai luas zat ( 0 C/m2 )

Δt : kenaikan suhu ( 0 C)

Pemuaian luas dapat kita amati pada jendela kaca rumah, pada saat udara dingin kaca menyusut karena koefisien muai kaca lebih besar dari pada koefisien muai kayu. Dan jika suhu memanas maka kaca akan memuai lebih besar dari pada kayu kusen sehingga kaca akan terlihat terpasang dengan sangat rapat pada kusen kayu.

Muai volume

Jika suatu balok mula-mula memiliki panjang P0 , lebar L0 , dan tinggi h0 dipanaskan hingga suhunya bertambah ΔT, maka berdasarkan pada pemikiran muai panjang dan luas diperoleh harga volume balok tersebut sebesar:

V = V0 (1+ γ Δt)

2. Pemuaian Zat Cair

Pada zat cair kita tidak mengenal muai panjang ataupun muai luas, tetapi hanya dikenal muai ruang atau muai volume saja. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masingmasing jenis zat cair berbeda-bedaakibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda. Pemuaian volume zat cair terkait dengan pemuaian tekanan karena peningkatan suhu. Titik pertemuan antara wujud cair, padat dan gas disebut titik tripel.

3. Pemuaian Gas

Sama halnya dengan zat cair dalam gas kita tidak mengenal pemuaian panjang ataupun pemuaian luas. Gas akan mengalami pemuaian volume jika suhunya dinaikkan dan akan mengalami penyusutan jika suhunya diturunkan.

B. Pemuaian Zat Pada Kehidupan Sehari-hari

1. Pemasangan kaca jendela

Dalam pemasangan kaca jendela perlu diperhatikan ruang muai bagi kaca sebab koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai kayu tempat kaca tersebut dipasang.

.

                                                                  

2. Pemasangan sambungan rel kereta api

Penyambungan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel lain. Jika suhu meningkat, maka batang rel akan memuai hingga akan bertambah panjang. Dengan diberikannya ruang muai antar rel maka tidak akan terjadi desakan antar rel yang akan mengakibatkan rel menjadi bengkok.

Gambar 2.5 Bingkai besi pada roda pedati dipanaskan dulu sebelum

dipasang pada roda kayu

3. Pemasangan bingkai besi pada roda pedati

Pada keadaan normal bingkai roda pedati dibuat sedikit lebih kecil daripada tempatnya sehingga tidak dimungkinkan untuk dipasang secara langsung pada tempatnya. Untuk memasang bingkai tersebut terlebih dahulu besi harus dipanaskan hingga memuai dan ukurannya pun akan menjadi lebih besar daripada tempatnya sehingga memudahkan untuk dilakukan pemasangan bingkai tersebut. ketika suhu mendingin, ukuran bingkai kembali mengecil dan terpasang kuat pada tempatnya.

4. Pemasangan jaringan listrik dan telepon

Pada pemasangan kabel jaringan listrik atau telepon maka kabel harus dipasang dengan kendur dari tiang satu ke tiang lainnya sehingga saat udara dingin pannjang kabel akan sedikit berkurang dan mengencang. Jika kabel tidak dipasang kendur maka saat terjadi peyusutan kabel akan terputus.

5. keping bimetal

Keping bimetal adalah dua buah keping logam yang memiliki koefisien muai panjang berbeda yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Pada suhu normal panjang keping bimetal akan sama dan kedua keping dam posisi lurus. Jika suhu naik kedia keping akan mengalami pemuaian dengan pertambahan panjang yang berbeda. Akibatnya keping bimetal akan membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien muai panjang yang kecil. Keping bimetal dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan misalnya pada termometer bimetal, termostat bimetal pada setrika listrik, saklar alarm bimetal, sekring listrik bimetal.

Gambar 2.6 Setrika listrik menggunakan bimetal yang dapat mematikan

arus jika panas melebihi batas.

Pemanfaatan pemuaian zat yang tidak sama koefisien muainya dapat berguna bagi industri otomotif misalnya pada bimetal yang dipasang sebagai saklar otomatis, pada lampu reting kendaraan dan lain-lain.

BAB III

KALOR

Pengertian Kalor

Kamu tentu pernah merebus air bukan? Air yang tadinya terasa dingin dan sejuk setelah direbus beberapa saat akan terasa hangat dan lama-kelamaan menjadi panas.  Tahukah Kamu mengapa demikian? Selama direbus air mendapat energi dari api yang menyala di bawah air tersebut. energi yang dihasilkan oleh nyala api akan berpindah ke air dan berubah menjadi panas dalam air. Bentuk energi yang berpindah karena perbedaan suhu disebut sebagai energi kalor. Perpindahan energi kalor selalu terjadi dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Jadi jika ada dua buah benda A dan B mempunyai suhu yang berbeda, dan suhu A lebih dari suhu B kemudian kedua benda tersebut disentuhkan maka suhu A akan menurun dan suhu B akan naik hingga suhu kedua benda tersebut setimbang.

Oleh karena kalor adalah bentuk energi maka dimensi untuk kalor sama dengan dimensi energi yaitu [ML2T2 ] dan satuan kalorpun mengikuti pada satuan energi yaitu joule atau kalori. Hubungan joule dan kalori adalah :

1 kalori = 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori

A. Pengaruh kalor terhadap perubahan suhu dan perubahan wujud Zat

1. Kalor dapat mengubah suhu benda

Pada pembahasan sebelumnya telah dibahas tentang perpindahan kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang suhunya rendah. Suhu air yang tadinya panas sekarang menjadi lebih dingin dan suhu air yang tadinya dingin menjadi lebih panas hal ini menunjukkan bahwa air panas melepaskan kalor dan air dingin menerima kalor dari air panas untuk menaikkan suhunya.

Tidak hanya zat cair yang dapat melepas dan menerima kalor, semua benda dapat melepas dan menerima kalor. Benda-benda yang bersuhu lebih tinggi dari lingkungannya akan cenderung melepaskan kalor, demikian juga sebaliknya bendabenda yang bersuhu lebih rendah dari lingkungannya akan cenderung menerima kalor untuk menstabilkan kondisinya dengan lingkungan di sekitarnya.

Ketika suatu zat melepas atau menerima kalor tentunya suhu zat tersebut akan berubah, dengan demikian dapat diambil kesimpulan bahwa kalor dapat mengubah suhu suatu benda.

2. Kalor dapat mengubah wujud zat

Kondisi wujud suatu benda sangat terpengaruh oleh keadaan suhu suatu zat tersebut. Pada umumnya benda-benda yang bersuhu rendah berwujud padat sedangkan benda benda yang bersuhu tinggi akan berwujud cair atau gas. Perubahan wujud akan terjadi ketika kita memberikan atau mengambil kalor zat tersebut secara terus menerus.

B. Faktor-faktor yang mempercepat penguapan serta besarnya kalor untuk menaikan suhu benda dan perubahan wujud benda.

a. Memanaskan zat cair

Pemanasan pada zat cair dapat meningkatkan volume ruang gerak zat cair sehingga ikatan-ikatan antara molekul zat cair menjadi tidak kuat yang akan mengakibatkan semakin mudahnya molekul zat cair tersebut melepaskan diri dari kelompoknya yang terdeteksi sebagai penguapan.

b. Memperluas permukaan zat cair

Peristiwa lepasnya molekul zat cair tidak bisa berlangsung secara serentak akan tetapi bergiliran dimulai dari permukaan zat cair yang punya kesempatan terbesar untuk melakukan penguapan. Dengan demikian untuk mempercepat penguapan kita juga bisa melakukannya dengan memperluas permukaan zat cair tersebut.

c. Mengurangi tekanan pada permukaan zat cair

Dengan mengurangi tekanan udara pada permukaan zat cair berarti jarak antar partikel udara diatas zat cair tersebut menjadi lebih renggang. Akibatnya molekul air lebih mudah terlepas dari kelompoknya dan mengisi ruang kosong antara partikelpartikel udara tersebut. hal yang sering terjadi disekitar kita adalah jika kita memasak air di dataran tinggi akan lebih mudah mendidih daripada ketika kita memasak di dataran rendah.

d. Meniupkan udara di atas zat cair

Pada saat penjemuran pakaian proses pengeringan tidak sepenuhnya dilakukan oleh panas sinar matahari, akan tetapi juga dibantu oleh adanya angin yang meniup pakaian sehingga angin tersebut membawa molekul-molekul air keluar dari pakaian sehingga pakaian akan cepat kering.

Perubahan zat tidak hanya berlaku satu arah saja seperti pada percobaan 2 akan tetapi perubahan wujud juga berlaku untuk sebaliknya. Jika kita memasukkan air ke dalam lemari pendingin yang dapat mengambil kalor air tersebut hingga suhunya mencapai kurang dari 0o C maka air akan berubah menjadi padat (es). Jika suatu zat padatdipanaskan pada tekanan rendah, kemungkinan terjadi bahwa zat tersebut tidak akan melebur akan tetapi langsung menjadi uap atau gas. Peristiwa ini disebut dengan menyublim atau melennyap.

1. Kalor Jenis

atau secara definitif dapat dikatakan bahwa, kalor jenis suatu zat adalah adalah banyaknya kalor yang diperlukan atau dilepas tiap satu kilogram massa, untuk menurunkan atau menaikkan suhunya sebesar satu Kelvin atau satu derajad Celsius.

2. Kalor Lebur

Seperti pada sat kita membahas besarnya kalor yang digunakan untuk menaikkan suhu zat, kalor yang digunakan untuk mengubah wujud zat pada titik lebur tiap-tiap zat berbeda-beda. Misalkan untuk mengubah wujud es yang suhunya 0o C menjadi air yang suhunya 0o C memerlukan kalor 334 KJ/kg, sedangkan untuk mengubah alkohol padat pada suhu –97o C menjadi alkohol cair yang bersuhu –97o C memerlukan kalor 336 KJ/kg. Jadi besarnya kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud zat dari padat menjadi cair tergantung pada jenis zat tersebut. Kalor yang digunakan untuk meleburkan 1 kg zat pada titik leburnya disebut kalor lebur

Hubungan antara kalor yang diberikan dengan kalor lebur dan massa benda adalah sebagai berikut

Q mL

Dengan

Q : Kalor yang di berikan (J)

m : Massa benda (kg)

L : kalor lebur (J/kg)

3. Kalor Uap

Pada proses penguapan juga terjadi perubahan wujud yaitu dari bentuk cair menjadi gas. Untuk mengubah wujud suatu zat tentunya juga memerlukan kalor yang berbeda-beda antara zat yang satu dengan yang lainya tergantung pada jenis zat tersebut. untuk menguapkan 1 kg zat cair menjadi menjadi uap atau gas pada titik didihnya disebut dengan kalor uap. Karna kalor yang diperlukan untuk mengubah wujud zat sebanding dengan massa zat tersebut maka persamaan yang berlaku pada saat penguapan adalah

Q mU

Dengan

Q : Kalor yang di berikan (J)

m : Massa benda (kg)

U : kalor Uap (J/kg)

Kapasitas kalor

Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan olehsuatu zat untukmenaikkan suhunya 10 C

tC = Q/

Satuannya adalah joule/0C

Hubungan kapasitas kalor dengan kalor jenis C = m.c Pengaruh kalor pada benda Bila kalor diberikan kepada zat ada tiga kemungkinan yang terjadi pada zat

1. terjadi kenaikan suhu

2. terjadi perubahan wujud zat

3. terjadi pemuaian zat

Kalor pada beberapa fase dapat ditentukan berdasarkan proses perubahan yang dialami benda. Misalnya bila terjadi perubahan suhu, pasti tanpa terjadi perubahan wujud, kalor yang diserap atau dilepas dihitung dengan rumus

Q = mcDt

Sebaliknya jika terjadi perubahan wujud pasti tidak disertai dengan perubahan suhu, kalor yang diserap atau dilepas dihitung dengan rumus

Q = mL atau Q = mU

Azas Black

Ilmuwan Inggris Yoseph Black sekitar tahun 1761 ia mengukur kalor laten uap air dan menemukan azas yang disebut azas Black. Dua buah zat yang berbeda suhunya apabila dicampur dapat menyebabkan perpindahan kalor dari benda bersuhu lebih tinggi ke benda bersuhu lebih rendah. Bunyi azas Black adalah sebagai berikut

Kalor yang diterima sama dengan kalor yang dilepas

Dirumuskan dengan

Q lepas = Q terima

Penggunaan persamaan ini bersifat aplikatif menyesuaikan dengan proses perubahan yang

dialami oleh benda disesuaikan dengan tingkat fase akhir yang dicapai setelah kesetimbangan termal.

BAB IV

PERPINDAHAN KALOR

A. Membedakan Perpindahan Kalor Secara Konduksi, Konveksi dan Radiasi

Konduksi

Konduksi adalah satu-satunya cara perpindahan kalor dalam zat padat. Dalam perpindahan ini

energi kalor dialirkan dari suatu bagian ke baguian lain melalui perambatan “energi dalam” dari satu partikel ditransfer ke partikel lain yang berdekatan dan berlanjut seterusnya secara beranting. Perwujudan dari perambatan energi dalam ini merupakan getaran partikel di setiap titik kesetimbangannya.

Bila perubahan suhu tiap ujung zat padat bervariasi secara linier maka konduksi kalor terjadi secara stasioner. Bila zat padat sepanjang L kedua ujungnya memiliki suhu t1 dan t2, dengan t1 > t2 dan luas penampang permukaan penerima kalor sebesar A maka kalor (Heat) yang mengalir sebesar Energi konduksi

E = L/kAt t , dengan satuan joule

Daya hantar konduksi P = L/kAt , dengan satuan watt

Intensitas konduksi H =L/kt , dengan satuan watt/m2,

Dimana perubahan t = t1 – t2 dan t adalah waktu berlangsungnya konduksi.suhu

Dimana k adalah koefisien konduksi atau konduktivitas termal benda, dan A adalah luas penampang yang di lalui hantaran kalor.

Konveksi

Istilah konveksi dipakai untuk perpindahan kalor dari satu tempat ke tempat lain akibat perpindahan bahannya sendiri. Jadi perpindahan kalor ini dibawa oleh materi itu sendiri dan materi itu berupa zat cair atau gas yang biasa disebut dengan fluida. Jika bahan yang dipanaskan dipaksa bergerak dengan alat peniup atau pompa, prosesnya disebut konveksi paksa. Namun jika bahan itu mengalir akibat perbedaan kerapatan massa prosesnya disebut konveksi alamiah. Terjadinya angin darat maupun angin laut dapat jelaskan melalui konveksi alamiah udara.

Kalor yang diperoleh atau hilang dari suatu permukaan fluida bersuhu tertentu yang berhubungan pada fluida lain bersuhu berbeda, tergantung pada beberapa hal, misalnya :

 Bentuk permukaan

 Apakah zat fluida itu bersentuhan dengan permukaan fluida lain

 Kerapatan massa, viskositas, kalor jenis dan konduktivitas termal

 Apakah kecepatan fluida kecil sehingga aliran linier, ataukah kecepatan besar

menimbulkan aliran terbuka

 Apakah terjadi penguapan, pengembunan , dan lain-lain.

Rumus konveksi sebagai berikut.

Energi t . t ,dengan satuan joulekonveksi E = h A

Daya t , dengan satuan wattkonveksi P = h A

Intensitas t ,dengan satuan watt/m2konveksi H = h

Dengan h adalah koefisien konveksi zat cair.

Radiasi

Proses radiasi pada dasarnya berbeda dari konduksi dan konveksi dalam arti bahwa perpindahan kalor tidak memerlukan medium. Bahkan dapat melalui ruang hampa.

Gambar: Radiasi matahari dalam bentuk gelombang elektromagnetik mencapai bumi melalui ruang hampa udara

Radiasi adalah suatu istilah yang biasanya berlaku untuk bermacam-macam gejala gelombang elektromagnetis. Beberapa gejala radiasi dapat diuraikan dalam kaitan dengan teori gelombang dan yang lain dapat diterangkan dalam kaitan dengan teori kuantum. Ahli ilmu fisika Amerika kelahiran Jerman Albert Einstein tahun 1905 menunjukkan perilaku energi radiasi yang terkuantisasi dalam eksperimen fotolistriknya. Ahli ilmu fisika Jerman Max Planck pada tahun 1900menggunakan teori kuantum dan mekanika statistik untuk memperoleh hukum pokok radiasi.

Kekuatan energi radiasi yang dipancarkan oleh suatu benda sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak benda. Hanya benda ideal ( benda hitam) yang memancarkan radiasi seperti itu menurut Hukum Planck. Energi radiasi yang dipancarkan oleh suatu benda disebut emisi. Dirumuskan sebagai berikut.

Energi radiasi : E = e σ T4 A t dengan satuan joule

Daya radiasi : P = e σ T4A dengan satuan watt

Intensitas radiasi : R = e σ T4 dengan satuan watt/m2

Dimana σ adalah konstanta Stefan-Boltzmann = 5,67 x 10-8 watt/m2 K4, dan T suhu mutlak .

Dalam 1. Benda yang berwarna putihehal ini e disebut emisivitas yang nilainya 0  memiliki e = 0 dan benda yang berwarna hitam memiliki e = 1. Benda yang berwarna hitam memiliki kemampuan menyerap atau memancarkan energi jauh lebih baik dari pada benda yang berwarna putih.

B. Konduktor dan Isolator

Proses perpindahan kalor secara konduksi dan konveksi memerlukan medium hantaran zat padat, zat cair, maupun zat gas, sedangkan perpindahan kalor secara radiasi tidak memerlukan medium perantara, bahkan dapat berlangsung melalui hampa udara (vakum).

Zat-zat ada yang mudah menghantarkan kalor ada yang sukar menghantarkan kalor.

Gambar 4.3. Panci terbuat dari aluminium sebagai konduktor panas yang baik

Zat yang dapat menghantarkan kalor dengan baik disebut konduktor panas. Konduktor pada umumnya berupa logam, dan berbentuk padat pada suhu ruangan. Misalnya besi, baja, aluminium, seng, platina, perak, nikel, emas dan sebagainya. Ada satu konduktor panas yang berbentuk cair pada suhu ruang yaitu raksa.

Penghantar kalor yang kurang baik disebut dengan isolator panas. Isolator panas dapat berupa

kertas, kayu, plastik, kain, udara dan sebagainya.

C. Aplikasi Perpindahan Kalor dalam Kehidupan Sehari-hari

Penerapan perpindahan kalor dalam kehidupan sehari-hari sangat banyak, walaupun Kamu seringkali tidak menyadarinya. Pada malam hari bumi tidak menjadi dingin sekali karena atmosfer memainkan peran sebagai isolator sekaligus sebagai medium konveksi udara. Pada siang hari yang terik sepatu atau sandal yang Kamu pakai melindungi perpindahan panas dari

aspal jalan, karena bahan sepatu termasuk isolator kalor. Pada pembuatan termos air panas selalu memiliki permukaan yang mengkilap di permukaan dinding bagian dalamnya. Di luarnya terdapat ruang hampa baru kemudian terdapat dinding luar. Hal itu dimaksudkan agar kalor dari air panas tidak segera berpindah secara konduksi kea rah dinding luar. Sehingga panas air dapat dipertahankan. Pada saat menyetrika pakaian, panas dari elemen setrika dikonduksikan ke seluruh bagian setrika sehingga pemanasan permukaan bagian bawah setrika merata. Dengan demikian pakaian dapat tergosok dengan permukaan setrika yang memiliki panas merata.

BAB V

GETARAN DAN GELOMBANG

Getaran

A. Mengidentifikasikan Getaran Pada Kehidupan Sehari-Hari

Pernahkah Kamu merasakan berada dalam bus yang mesinnya dihidupkan, tetapi belum berjalan ? Keadaan seperti itulah yang disebut bergetar. Cobalah pegang pangkal tenggorokanmu ketika berbicara. Apa yang kamu rasakan? Ada getaran dapat dirasakan di pangkal tenggorokan ketika berbicara. Bahkan permukaan bumi akan bergetar saat terjadi gempa. Masih banyak peristiwa yang berkaitan dengan getaran, lebah menggetarkan sayapnya untuk bisa terbang dan jangkrik menggetar-getarkan sayapnya untuk bisa mengeluarkan suara yang merdu.

Sebenarnya setiap benda selalu dalam keadaan bergetar. Hanya saja, getaran ada yang bisa diamati dan ada yang sulit (tidak bisa) diamati. Jadi, menara yang tampak kokoh berdiri tegak sebenarnya selalu dalam keadaan bergetar (getaran alamiah). Berdasakan uraian tersebut dapat dikatakan bahwa setiap benda yang bergetar pasti mempunyai simpangan getar. Simpangan getar yang dimaksud adalah jarak kedudukan benda dari setimbangnya. Adapun simpangan getar yang paling jauh disebut Amplitudo, pada kegiatan diatas, amplitudo ditunjukkan oleh jarak AB atau  AC. Dengan demikian satu gerakan dapat dikatakan sebagai gerak bolak-balik melalui titik setimbang dengan panjang lintasan sama dengan empat kali amplitudonya.

B. Mengukur Perioda dan Frekuensi suatu getaran

Amplitudo merupakan besaran panjang. Oleh karena itu, untuk menempuh amplitudo getaran diperlukan waktu tertentu. Apalagi menempuh lintasan satu getaran.

Periode suatu getaran tidak tergantung pada besarnya amplitudo, semakin besar amplitudo suatu getaran, maka semakin cepat getaran yang terjadi sehingga waktu untuk melakukan 1 kali getaran tidak berubah (tetap). Jika kita dapat menentukan waktu yang diperlukan untuk bergetar, tentunya kita juga dapat menentukan banyaknya getaran tiap satuan waktu. Banyaknya getaran yang terhadui setiap satu satuan waktu disebut frekuensi getaran.

f =t/N

Frekuensi dinyatakan dalam satuan Hertz (Hz).

Misalnya, jikwa waktu yang diperlukan untuk bergetar 10 kali getaran adalah 5 sekon, maka setiap sekali getaran memerlukan waktu 1/2 sekon dan setiap detik terjadi 2 kali getaran. Dengan kata lain, jika periode getaran 1/2 sekon, frekuensinya 2 Hz. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa periode merupakan kebalikan frekuensi,  hubungan keduanya dapat dituliskan.

T = 1/f

atau f =1/ T

Karena besarnya periode tidak tergantung pada amplitudo maka frekuensi pun tidak bergantung pada amplitudo. Jadi ciri suatu getaran ditandai oleh amplitudo dan frekuensi atau periode.

Gelombang

Pernahkah kamu melemparkan kerikil (batu kecil) ke dalam air yang tenang? Jika kita melemparkan kerikil ke dalam air tenang, permukaan tersebut tampak bergerak. Gerakan itu menyebar ke segala arah menjauhi titik yang merupakan tempat jatuhnya kerikil. Gerakan ini dinamakan gelombang. Hal yang sama dapat kita amati ketika kita berada di pantai. Disana, kita dapat melihat gerakan ombak air laut. Gerakan ombak air laut juga dinamakan gelombang. Dalam hal ini, medium gelombang tidak ikut merambat. Hal itu jika terbukti jika kita letakkan kertas dipermukaan air, kertas itu hanya bergerak naik turun (bergetar) ditempatnya, tidak ikut terseret ombak.

Dari kedua contoh diatas kita dapat mengetahui bahwa gelombang tidak terjadi dengan sendirinya. Gelombang yang terjadi pada air tenang disebabkan oleh kerikil yang jatuh ke dalamnya, sedangkan gelombang air laut disebabkan tiupan angin yang mengenai permukaan air laut. Jika penyebab terjadinya gelombang disebut usikan, dapat dikatakan bahwa gelombang adalah getaran yang merambat. Perambatan gelombang ini dapat terjadi melalui medium (zat perantara) dan tanpa melalui medium.

Gelombang adalah suatu getaran yang merambat, selama perambatannya gelombang

membawa energi. Coba apa yang kamu rasakan apabila berdiri di tepi pantai menantang datangnya gelombang air laut. Tentu tubuhmu akan merasakan dorongan ketika gelombang air laut datang. Gelombang dan air laut merupakan energi yang merambat melalui zat perantara, yaitu permukaan air laut. Selain itu, gelombang tersebut mengakibatkan energi gerak berupa dorongan. Besar kecilnya gelombang air laut bergantung pada besar kecilnya energi yang merambat.

Gemba bumi di laut akan menyebabkan gelombang air laut yang besar, atau biasa disebut gelombang Tsunami, gelombang tersebut merambatkan energi yang sangat besar, sehingga sewaktu geombang tersebut mengenai pantai, akan memporak porandakan kawasan sekitar pantai tersebut. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa gelombang yang merambat membawa energi. Berdasarkan medium perambatan, gelombang dibedakan menjadi dua yaitu:

1)      Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang perantaranya butuh medium (zat perantara), contoh; gelombang tali, slinki, gelombang air laut, gelombang bunyi dan lain-lain.

2) Gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang perambatannya tidak memerlukan medium. Contohnya yaitu gelombang cahaya, gelombang radio dan gelombang sinar X.

C. Menyelidiki Karakteristik gelombang longitudinal dan gelombang

transversal.

Gelombang berdasarkan pada arah perambatannya dan arah getarannya dibedakan

menjadi dua, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

Dari kedua kegiatan diatas, jika kita perhatikan, gelombang yang terjadi pada tali berbeda dengan gelombang yang terjadi pada slinki. Gelombang yang terjadi pada tali naik turun berupa bukit dan lembah yang merambat. Bukti dan gelombang menunjukkan arah getar gelombang. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa arah rambat gelombang pada tali tegak lurus dengan arah getarnya. Gelombang yang mempunyai sifat seperti itu disebut gelombang transversal. Selain gelombang air laut dan gelombang cahaya. Gelombang yang terjadi pada slinki yang digetarkan searah dengan membujurnya slinki berupa rapatan dan renggangan. Rapatan terjadi jika partikel-partikel medium gelombang bergerak saling menjauhi, jadi partikel-partikel itu hanya bergerak bolak-balik disekitar titik kesetimbangan (pusat rapatan dan regangan), tidak merambat bersama gelombang. ) untuk gelombang longitudinal adalah jarak antara duaPanjang gelombang ( rapatan atau

D. Mendeskripsikan hubungan antara kecepatan rambat gelombang,

frekuensi dan panjang gelombang.

Gelombang merambat lurus memerlukan waktu dalam perambatannya. Waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak sepanjang satu gelombang disebut periode gelombang. Periode gelombang diberi lambang T dan satuannya sekon. Banyaknya gelombang yang terjadi setiap sekon disebut frekuensi gelombang. Frekuensi gelombang dinyatakan dengan lambang f dan satuannya (Hz). Hubungan antara f dan T dapat dituliskan sebagai berikut:

f =1/ T

atau T =1/f

Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh sebuah gelombang dalam waktu satu sekon. Waktu yang diperlukan gelombang untuk berpindah sejauh satu panjang gelombang sama dengan satu periode. Dengan kata lain, untuk berpindah sejauh diperlukan waktu T, sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut :regangan yang berurutan.

V =

; karena f =1/T

Maka v =1/f.

v = f.

Dimana  v = cepat rambat gelombang (m/s)

F = Frekuensi gelombang (Hz)

= Panjang Gelombang (m)

T = Periode gelombang (s)

E. Konsep Gelombang dalam kehidupan sehari-hari

Pemantulan Gelombang

Pada umumnya gelombang dapat dipantulkan. Gelombang ombak air laut yang datang dari tengah laut akan dipantulkan kembali ke tengah laut saat mencapai pantai. Sebuah batu yang dijatuhkan ke air kolam menghasilkan gelombang yang menyebar menurut lingkaran, setelah mencapai tepi kolam gelombang dipantulkan kembali. Apabila gelombang air dipantulkan, bagaimana halnya dengan gelombang bunyi? Pada saat kamu di gedung pertunjukan. Cobalah kamu berteriak, apa yang kamu dengar? Ternyata, suara teriakanmu terdengar berulang-ulang. Hal itu terjadi karena suara dipantulkan oleh dinding gedung pertunjukkan tersebut. Gelombang air dan bunyi adalah gelombang mekanik. Keduanya sama-sama dipantulkan. Gelombang cahaya dan radio adalah gelombang elektromagnetik. Apakah keduanya sama-sama dipantulkan? Gelombang cahaya dapat dipantulkan oleh cermin. Kita dapat melihat benda-benda disekitar kita karena cahaya yang diterima oleh benda-benda tersebut dipantulkan kembali. Selanjutnya cahaya pemantulan itu masuk mata dan kita dapat melihat benda tersebut. Gelombang radio yang dipancarkan ke angkasa oleh pemancar radio akan dipantulkan kembali ke permukaan bumi oleh lapisan atmosfir. Gelombang radar dapat digunakan untuk mengukur jarak bulan ke bumi menggunakan prinsip pemantulan. Yang lebih lazim lagi gelombang ini digunakan untuk mengukur kedalaman air laut. Dengan prinsip pemantulan gelombang atau gema dan melengkapi dengan alat vibrator gelombang dan receiver gelombang pantul ilmuwan tidak kesulitan mengukur kedalaman palung laut atau celah-celah di dasar laut yang tidak memungkinkan dikunjungi.

BAB VI

B U N Y I

A. Membedakan Infrasonik, Ultrasonik dan Audiosonik

Menurut teori partikel, setiap zat tersusun atas partikel-partikel zat. Partikel-partikel tersebut selalu dalam keadaan bergetar dan bergerak. Jadi, sebenarnya setiap zat selalu dalam keadaan bergetar (getaran alamiah). Padahal getaran merupakan sumber bunyi. Namun, kenyataannya bunyi yang dihasilkan oleh getaran partikel benda tidak dapat kita dengar. Hal ini menunjukkan bahwa tidak setiap bunyi dapat kita dengar. Bunyi-bunyi yang kita dengar masuk melalui lubang telinga, kemudian akan menggetarkan gendang telinga dan menghasilkan gelombang sinyal. Gelombang sinyal ini menjadi kejutan syaraf pada rumah siput yang akan dikirim ke otak untuk diterjemahkan. Gambar 4.1 menggambarkan bagian-bagian dari telinga.  Telinga kita hanya dapat mendengar bunyi yang mempunyai frekuensi tertentu. Bunyi yang dapat kita dengar dinamakan bunyi audio (Audiosonik). Bunyi audio (audiosonik) mempunyai frekuensi antara 20 Hz sampai 20.000 Hz. Jadi, kita akan dapat mendengar suatu bunyi berkisar 20 Hz – 20.000 Hz. Bunyi di bawah 20 Hz atau di atas 20.000 Hz tidak dapat kita dengar. Namun beberapa orang yang memiliki pendengaran tajam dapat saja mendengar bunyi dengan frekuensi di bawah 20 Hz atau di atas 20.000 Hz. Hal itu sebagai pengecualian saja. seiring bertambahnya usia, kemampuan pendengaran manusia berkurang, apalagi kalau sering mendengar suara yang bising dan gaduh, misalnya suara mesin pabrik, kendaraan bermotor, suara pesawat atau konser-konser musik.

Bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz disebut infrasonik, sedangkan bunyi yang frekuensinya lebih dari 20.000 Hz disebut ultrasonik. Bunyi infrasonik dihasilkan oleh bergetarnya benda-benda beukuran besar, seperti gempa bumi, atau gunung meletus. Sehingga kalau akan terjadi gempa atau gunung meletus, ada hewan-hewan tertentu yang sudah dapat mendeteksi dan hewan tersebut akan lari mencari tempat yang aman. Meskipun telinga manusia tidak mampu menangkap gelombang bunyi infrasonik dan ultrasonik, hewan-hewan tertentu mampu menangkap gelombang tersebut. Hewan-hewan itu memiliki kepekaan luar biasa misalnya: jangkrik, anjing, lumba-lumba, dan kelelawar dapat mendengar infrasonik. Kelelawar juga dapat menghasilkan dan mendengar bunyi ultrasonik. Pada malam hari sering kamu mendengar suara jangkrik dimkebun atau ladang. Cobalah kamu tangkap jangkrik yang sedang berbunyi di sarangnya. Biasanya jangkrik telah berhenti

 berbunyi sebelum langkah kakimu sampai di dekat sarangnya.

Hal itu membuktikan bahwa bunyi langkah kaki yang sangat

pelan dan tidak dapat didengar oleh telinga, ternyata dapat

 didengar oleh jangkrik. Getaran ultrasonik yang dipancarkan

oleh kelelawar mempunyai peranan sangat penting.

Mengapa demikian? Getaran ultrasonik merambat lebih cepat daripada kecepatan terbang kelelawar. Apabila getaran ultrasonik mengenai benda-benda di depannya, seperti tembok dan ranting pepohonan, getaran itu akan dipantulkan dan ditangkap kembali oleh kelelawar.

Selanjutnya dengan gesit kelelawar beraksi sehingga terhindar dari tabrakan dengan bendabenda yang ada di depannya.

Manfaat Getaran ultrasonik

Dalam era modern dewasa ini ultrasonik dapat diterapkan dalam berbagai bidang, yaitu:

1. Sistem Pertahanan

Ultrasonik dimanfaatkan dalam alat sonar (sound navigation and ranging), yaitu sebagai alat detektor di bawah air. misalnya ultrasonik dipasang pada kapal pemburu untuk mengetahui posisi kapal selam atau sebaliknya dipasang pada kapal selam untuk mengetahui kedudukan kapal di permukaan laut.

2. Kesehatan

Fungsi ultrasonik hampir menyerupai sinar-X, yaitu untuk melihat organ-organ tubuh bagian dalam, khususnya organ tubuh yang tidak boleh dilihat dengan sinar-X, misalnya janin dalam rahim. Alat kesehatan itu dinamakan Ultrasonography (USG).

3. Industri

Dalam industri ultrasonik digunakan untuk meratakan campuran susu agar homogen, membersihkan benda yang halus, meratakan campuran besi dan timah yang dilebur dalam industri logam, untuk sterilisasi pada pengawetan makanan dalam kaleng dan sebagainya.

Gambar 6.3 Kapal Perang yang menggunakan Alat Sonar.

1. Bunyi adalah Gelombang Longitudinal

Bagaimana bunyi-bunyian dapat sampai ke telinga kita, sehingga bunyi dapat kita dengarkan ? untuk menyelidikinya coba kamu lakukan kembali unjuk kerja 4.1 memukul garpu tala, sehingga timbul bunyi. Bunyi garpu tala menuju telinga dihantarkan oleh partikel-partikel udara. Pada waktu bunyi keluar dari garpu tala, langsung menumbuk molekul-molekul udara. Molekul-molekul udara menumbuk udara di sebelahnya yang mengakibatkan terjadi rapatan dan regangan demikian seterusnya sampai ketelinga. Molekul-molekul udara tidak pindah, tetapi hanya merapat dan meregang. Bunyi sampai telinga merambat dalam bentuk gelombang. Gelombang yang tersusun dari rapatan dan regangan adalah gelombang longitudinal. Jadi, bunyi merambat berupa gelombang longitudinal.

2. Gelombang bunyi merambat memerlukan medium

Gelombang bunyi dapat didengar apabila ada zat antara atau medium untuk merambat sampai ke telinga kita. Medium apa sajakah yang dapat dilalui bunyi ? setiap hari, kita selalu bercakapcakap. Ketika hujan, kita sering mendengar suara petir. Pada saat di jalan raya sering kita dengar suara klakson mobil. Hal ini menunjukkan bahwa bunyi dapat merambat melalui udara. Dengan membentangkan kawat yang diikat pada dua kaleng bekas, kamu dapat membuat telepon mainan. Seorang dari temanmu berbicara pada satu ujung dan suaranya dapat kamu dengar diunjung lainnya. Hal ini membuktikan bahwa bunyi dapat merambat melalui zat padat. Bagaimana untuk membuktikan bunyi merambat melalui zat cair ? Ketika di kolam renang, suruh temanmu menyelam lalu ketuk-ketuk dinding kolam renang. Dapatkah temanmu mendengar bunyi ketukan itu ?

3. Bagaimanakah Bunyi dapat terdengar ?

Bagaimana bunyi dapat didengar ? dari pembahasan di atas sumber bunyi ditimbulkan oleh

benda-benda yang bergetar. Sehingga syarat terjadinya bunyi adalah adanya benda yang bergetar. Astronaut yang berada di bulan apakah bisa bercakap-cakap langsung dengan temannya ? tentunya percakapannya dilakukan dengan menggunakan bahasa isyarat. Karena mereka tidak bisa mendengar. Hal itu disebabkan di bulan hanya udara (tidak ada medium perantara). Sehingga kita dapat mendengar bunyi jika ada medium yang dapat merambatkan bunyi. Masih ada satu syarat lagi agar bunyi dapat didengar, yaitu ada pendengar atau penerima.Dengan demikian syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah :

a) Ada sumber bunyi (benda yang bergetar)

b) Ada medium yang merambatkan bunyi

c) Ada penerima (pendengar)

4. Kecepatan Merambat Bunyi

Coba kamu amati ketika terjadi hujan badai. Bersamaankah terjadinya kilat dan guntur ? tentu

tidak. Mengapa ? Sebenarnya kilat dan guntur terjadi dalam selang waktu bersamaan, namun mengapa kita dapat melihat kilat lebih dahulu, lalu baru mendengar guntur ?Kilat adalah gelombang cahaya, sedangkan guntur adalah gelombang bunyi. Kecepatan merambatnya tidak sama. Cahaya menrambat lebih cepat daripada bunyi. Oleh karena itu kamu akan menyaksikan kilat terjadinya lebih dahulu, kemudian disusul bunyi guntur. Semakin jauh pusat terjadinya kilat, semakin lama selang waktu antara kilat dan guntur. Jelaslah bahwa bunyi memerlukan waktu untuk merambat melalui medium udara dari satu tempat ke tempat lainnya. jarak yang ditempuh bunyi dalam waktu satu sekon disebut Cepat Rambat Bunyi. Jika jarak yang ditempuh bunyi s dan waktu yang diperlukan t.

5. Tinggi rendah dan kuat lemahnya bunyi

Pada orang dewasa, suara perempuan akan lebih tinggi dibandingkan suara laki-laki. Suara

perempuan terdiri dari kumpulan gelombang bunyi dengan frekuensi tinggi, sedangkan pada pria mengandung kumpulan bunyi dengar frekuensi rendah. Bunyi dengan frekuensi tinggi akan menyebabkan telinga sakit dan nyeri karena gendang telinga ikut bergetar lebih cepat. Selanjutnya Coba getarkan garpu tala yang frekuensinya 400 Hz pelan-pelan, dengarkan bunyi garpu tala tersebut! Sekarang getarkan garpu tala tersebut dengan kuat-kuat, dengarkan! Semakin keraskah? Mengapa demikian. Garpu tala yang digetarkan pelan-pelan menghasilkan simpangan yang kecil, sehingga amplitudo gelombang yang dihasilkan juga kecil. Hal ini menyebabkan bunyi garpu tala terdengar lemah. Pada saat garpu tala digetarkan kuat-kuat menghasilkan simpangan yang besar dan amplitudo gelombang yang dihasilkan juga besar, sehingga bunyi garpu tala terdengar keras. Jadi, kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudonya.

Untuk menghasilkan suara yang keras atau lemah pada alat elektronik seperti radio dan tape, anda cukup dengan menambah atau mengurangi volume suara pada alat elektronik tersebut. Suara yang sangat keras dapat merusak gendang telinga.

6. Nada

Nada merupakan bunyi yang frekuensinya berubah-ubah secara teratur. Misalnya nada yang dihasilkan alat-alat musik piano, gitar dan biola. Sedangkan bunyi yang frekuensinya tidak teratur contohnya. desiran angina, bunyi ombak di laut , dan desah. Beberapa deret nada yang berlaku standart

Deret Nada      c       d     e     f     g     a     b     c

Bacanya          do     re   mi   fa   sol   la    si    do

Frekuensi        264 297 330 352 396 440 495 528

Perbandingan  24    27   30   32   36  40    45  48

7. Warna atau Kualitas bunyi

Bandingkan suara gitar yang dimainkan dengan biola ketika mengiringi sebuah lagu.. Apakah ada perbedaan antara suara gitar dengan biola? Padahal nada yang dimainkan sama. Kedua alat musik tersebut akan mengeluarkan suara yang khas. Suara khas yang dihasilkan oleh gitar dan biola disebut kualitas bunyi atau sering disebut dengan timbre atau warna bunyi.

Suara manusia juga memiliki kualitas bunyi yang berbeda-beda. Ada orang yang memiliki suara merdu atau serak-serak basah.

C. Resonansi

Tahukah kamu mengapa kentongan (kayu berongga) menghasilkan bunyi yang lebih nyaring (keras) daripada kayu yang tidak berongga ketika dipukul? Bunyi yang dihasilkan akan lebih keras lagi jika volume rongga diperbesar. Gejala seperti ini juga terjadi pada alat-alat musik seperti gitar, seruling, dan gendang. Mengapa gejala seperti itu terjadi? Pada pembahasan tentang gelombang telah diketahui bahwa bunyi merupakan getaran yang merambat dalam bentuk gelombang longitudinal. Getaran tersebut mempengaruhi medium di sekitarnya. Artinya medium yang dilalui bunyi ikut bergetar. Salah satu akibat pengaruh getaran terhadap medium di sekitarnya (udara) adalah timbulnya bunyi yang semakin keras. Gejala seperti ini dinamakan resonansi. Resonansi dapat terjadi pada kolom udara. Bunyi akan terdengar kuat ketika panjang kolom udara mencapai kelipatan ganjil dari seperempat panjang gelombang bunyi.

1. Resonansi berbagai alat musik

Beberapa alat musik yang berkaitan dengan penggunaan prinsip resonansi.

a. Gamelan

Gamelan terdiri dari kotak resonansi yang di atasnya terdapat lempengan-lempengan logam yang berfungsi sebagai penghasil getaran jika dipukul. Apabila lempeng logam gamelan dipukul, getarannya menyebabkan udara yang ada di bawahnya ikut bergetar atau beresonansi sehingga menghasilkan nada yang lebih tinggi. Yang termasuk gamelan antara lain: saran, gambang, gender, dan gong.

b. Alat musik pukul

Gendang tambur dan rebana termasuk alat musik pukul yang menggunakan selaput tipis. Di bagian sisi atau bawahnya diberi lubang agar udara di dalamnya bebas bergetar. Apabila gendang atau tambur dipukul, selaput tipisnya bergetar dan udara di dalamnya beresonansi. Selaput tipis sangat mudah beresonansi, sumber getar yang frekuensinya lebih besar ataupun lebih kecil dapat menyebabkan selaput tipis ikut bergetar. Jadi tidak selalu frekuensi kedua benda harus sama. Telinga manusia memiliki selaput tipis, yaitu selaput gendang telinga. Selaput itu mudah sekali bergetar apabila di luar terdapat sumber getar meskipun frekuensinya tidak sama dengan frekuensi selaput gendang telinga.

c. Alat musik tiup

Yang termasuk alat musik tiup adalah seruling, terompet, klarinet, trombon, dan saksofon.

Apabila ditiup, kolom udara di dalamnya beresonansi. Perbedaan antara alat musik tiup yang satu dengan yang lain terletak pada cara mengubah panjang kolom udara dalam pipa.

d. Alat musik petik/gesek

Apabila senar getar dipetik, getaran sinar menyebabkan udara dalam kotak gitar beresonansi. Hal itu juga terjadi pada biola. Resonansi sangat menguntungkan karena dapat memperkuat bunyi aslinya. Dengan demikian, alat-alat musik dapat dibuat dengan memanfaatkan efek resonansi. Namun, di balik itu dapat terjadi beberapa kerugian, antara lain sebagai berikut:

1. Bunyi ledakan bom dapat memecahkan kaca walaupun kaca tidak terkena langsung pecahan bom.

2. Amplitudo resonansi yang besar yang dihasilkan dari sumber getar, misalnya getaran mesin,pabrik dan kereta api, dapat meruntuhkan bangunan.

3. Sepasukan prajurit tidak boleh melintasi jembatan dengan cara berbaris dengan langkah yang bersamaan sebab amplitudo resonansi yang ditimbulkannya menjadi bertambah besar sehingga dapat meruntuhkan jembatan.

Salah satu contoh kerugian akibat resonansi adalah kejadian yang menimpa jembatan gantung Selat Tacoma di Washington, Amerika Serikat. Pada tanggal 1 Juli 1940 hanya empat bulan setelah peresmian, jembatan itu ditiup angin sehingga menimbulkan getaran. Karena getaran menimbulkan resonansi pada jembatan, akhirnya jembatan bergoyang dan patah.

Gambar 6.7 Jembatan Selat Tacoma. Runtuh akibat Resonansi

D. Pemanfaatan dan dampak pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari hari

Mengapa bunyi (suara) di ruang tertutup terdengar lebih keras daripada di ruang terbuka?

Mengapa jika kita berteriak di sekitar tebing seperti ada yang menirukan suara kita? Peristiwaperistiwa seperti ini merupakan akibat adanya pemantulan bunyi (ingat, gelombang mempunyai sifat dapat dipantulkan).

Hasil percobaan di atas menunjukkan bahwa pada bunyi berlaku hukum pemantulan bunyi yaitu:

1. Bunyi datang, bunyi pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

2. Sudut pantul sama dengan sudut datang (r = i).

BAB 1

Sistem Ekskresi

Pada Manusia

Darahmu mengandung berbagai zat sisa metabolisme. Zat-zat ini adalah senyawa senyawa kimia yang tidak dibutuhkan oleh tubuh. Apabila zat-zat sisa ini tidak segera dibuang bisa menjadi racun dalam jaringan tubuhmu. Proses membuang zat sisa metabolisme ini disebut sistem eksresi. Pada bab ini kamu akan mempelajari berbagai organ tubuh manusia yang berfungsi membuang sisa metabolisme. Selain itu, kamu akan mempelajari berbagai penyakit dan kelainan pada organ tersebut.

A.      STRUKTUR ALAT  EKSKRESI PADA MANUSIA

Proses metabolisme tubuh menghasilkan zat-zat sampah seperti karbondioksida, amonia, urea, asam urat, atau bahkan air. Zat-zat sampah ini apabila dibiarkan menumpuk di dalam tubuh akan meracuni dan berbahaya bagi tubuh. Untuk menghindari masalah akibat zat-zat sampah ini, zat-zat tersebut harus dikeluarkan dari sel, jaringan, kemudian tubuh. Proses pengeluaran zat-zat sampah ini dari sel, jaringan, dan tubuh disebut ekskresi. Proses pengeluaran (ekskresi) ini hampir selalu melibatkan proses osmoregulasi, suatu proses untuk memelihara tekanan osmosis dalam tubuh manusia dan hewan dalam menghadapi kondisi lingkungan Bagian tubuh yang digunakan untuk melakukan osmoregulasi pada setiap macam hewan adalah bervariasi.

a. Hewan sederhana (hewan berpori/porifera) bagian tubuh yang digunakan untuk mengatur konsentrasi cairan tubuhnya cukup dengan proses difusi dan osmosis langsung melalui membran sel

b. Hewan bersel satu (misalnya Amoeba, Paramaecium), bagian tubuh yang digunakan dalam osmoregulasi adalah vakuola kontraktil melalui mekanisme difusi dan osmosis.

c. Hewan darat, osmoregulasi terjadi melalui organ pengeluaran (ekskresi), berupa ginjal. Dalam hal ini ginjal berperan sebagai organ ekskresi dan osmoregulasi.

d. Hewan vertebrata dan invertebrata air (amfibi, ikan, serangga) fungsi osmoregulasi melalui organ khusus seperti insang, kulit, bahkan usus.

Ginjal

Salah satu sistem pengeluaran pada manusia adalah sistem urin. Sistem urin manusia tersusun dari ginjal, ureter, kantung kemih, dan uretra. Sistemurin berfungsi sebagai berikut:

a. Menyaring zat-zat sampah metabolisme dari darah;

b. Mengontrol volume darah, yaitu dengan mengeluarkan kelebihan air yang dihasilkan sel-sel tubuh.Mempertahankan jumlah air dalam darah penting untuk memelihara tekanan darah agar gerakan gas, dan pengeluaran zat sampah padat tetap normal.

c. Memelihara keseimbangan konsentrasi garam-garam tertentu. Garam-garam ini harus ada dalam konsentrasi tertentu untuk kelangsungan kegiatan sel.

Organ utama sistem urin adalah sepasang ginjal. Organ ini berwarna merah coklat, berbentuk seperti biji kacang merah. Letak ginjal di daerah pinggang, tepatnya di perut bagian belakang dan dilindungi tulang-tulang rusuk. Ginjal menyaring darah yang telah mengandung zat sisa, metabolisme dari sel-sel tubuh. Seluruh darah dalam tubuh melewati ginjal berkali-kali dalam sehari Ginjal terdiri atas dua lapisan. Lapisan luar disebut korteks, sedangkan lapisan dalam disebut medula. Sebuah ginjal tersusun atas kurang lebih satu juta nefron. Nefron adalah unit penyaring terkecil ginjal. Satu nefron tersusun atas glomerulus, Simpai Bowman, saluran berkelok-kelok, Ansa Henle, dan saluran pengumpul ginjal. Air, gula, garam, dan zat sampah dari darah masuk ke nefron. Saat masuk nefron, darah bertekanan tinggi. Darah dengan cepat mengalir ke kapiler dalam nefron. Kumpulan kapiler dalam nefron disebut glomerulus (jamak = glomeruli) yang ditemukan di bagian korteks. Karena tekanan darah yang tinggi maka air, glukosa, vitamin, asam amino, protein berukuran kecil, urea, asam urat, garam, dan ion akan menembus kapiler masuk ke bagian nefron yang disebut Simpai Bowman. Simpai Bowman adalah bangunan berbentuk mangkuk yang melingkupi glomerulus. Dalam proses ini sel-sel darah dan sebagian besar protein tidak bisa menembus dinding kapiler karena terlalu besar. Akibatnya sel-sel darah dan protein tertinggal dalam kapiler. Cairan dalam Simpai Bowman mengalir ke saluran berkelok-kelok dan Ansa Henle. Ansa Henle adalah saluran sempit berbentuk U. Selama cairan berada di sepanjang saluran-saluran ini, sebagian besar ion, air, dan semua glukosa, asam amino, dan protein berukuran kecil diserap kembali ke dalam aliran darah. Proses penyerapan kembali zat-zat yang masih dipergunakan tubuh ini disebut reabsorbsi. Molekul kecil seperti air diserap kembali ke kapiler secara difusi. Difusi merupakan gerakan molekul zat dari tempat yang berkonsentrasi tinggi ke tempat yang berkonsentrasi rendah. Zat lain misalnya ion, dikembalikan ke kapiler dengan cara transport aktif. Transport aktif adalah gerakan molekul dari satu larutan ke larutan lain dengan menggunakan energi. Kapiler-kapiler yang berisi zat yang diserap kembali kemudian bersatu membentuk vena kecil. Vena-vena kecil bersatu membentuk vena ginjal. Vena ginjal mengembalikan darah yang sudah disaring ke sistem peredaran. Di samping peristiwa di atas, di dalam saluran pengumpul terjadi proses lain yaitu masuknya zat-zat sampah dari pembuluh darah. Zat-zat sampah merupakan zat sampah yang masih tersisa di dalam pembuluh darah saat filtrasi. Dengan proses ini urin di dalam saluran pengumpul lebih pekat lagi. Sesudah penyerapan kembali, cairan yang tersisa dalam saluran merupakan cairan zat sisa (disebut urin) yang mengandung garam dan zat sampah lain. Urin kemudian mengalir ke saluran pengumpul ginjal yang terletak di bagian medula. Keseluruhan proses penyaringan cairan

Urin dalam masing-masing saluran pengumpul mengalir ke suatu daerah berbentuk seperti cerobong asap, yang disebut pelvis atau piala ginjal. Saluran ini kemudian berlanjut ke ureter. Ureter adalah saluran yang berpangkal dari ginjal menuju kantung kemih. Kantung kemih adalah kantung berotot yang menyimpan urin.

Dalam kantung kemih urin disimpan sementara hingga dikeluarkan dari tubuh; selanjutnya urin disalurkan ke uretra untuk dialirkan ke luar tubuh. Jumlah urin yang keluar tergantung pada jumlah cairan yang diminum dan volume cairan yang dikeluarkan. Orang dewasa ratarata menghasilkan urin sekitar 1 liter tiap hari.

Organ Pengeluaran Lain

Untuk mengeluarkan zat-zat sisa metabolisme di samping sistem urin, terdapat organ pengeluaran lain, yaitu kulit, paru-paru, dan hati.

Kulit

Kulit adalah organ terluas tubuh. Kulit hanya beberapa milimeter tebalnya, tersusun

dari dua lapisan jaringan, yaitu kulit ari (epidermis) dan kulit jangat (dermis). Epidermis merupakan lapisan permukaan kulit. Epidermis tersusun dari berlapis-lapis sel. Sel-sel terluar adalah sel-sel mati. Beribu-ribu sel ini lepas setiap waktu. Sebagai penggantinya, sel-sel baru dihasilkan pada dasar epidermis. Dermis adalah lapisan jaringan di bawah epidermis. Lapisan ini lebih tebal daripada epidermis dan berisi pembuluh darah, saraf, kelenjar minyak, dan kelenjar keringat. Sebagai bagian dari sistem pengeluaran, kulit mempunyai kelenjar keringat. Kelenjar keringat adalah kelenjar yang terdapat di lapisan dermis yang berfungsi untuk mengeluarkan air dan garam (natrium klorida). Kurang lebih ada tiga juta kelenjar keringat dalam dermis 

                                   

Gambar kulit

Paru-paru

Paru-paru termasuk organ pengeluaran karena udara pernapasan yang dikeluarkan mengandung karbondioksida dan air yang dihasilkan dari kegiatan sel. Keluarnya air bisa dilihat ketika kamu bernapas dalam udara dingin berupa kabut. Setiap hari tubuh melepaskan kurang lebih 350 ml air dalam bentuk uap air melalui sistem pernapasan.

Hati

Hati ikut berperan dalam sistem pengeluaran karena sel-sel hati berfungsi sebagai tempat perombakan sel-sel darah merah dan menguraikan hameglobin sehingga menghasilkan zat warna empedu (bilirubin) . Zat warna empedu ini dikeluarkan ke dalam urin dan feses. Hati juga berperan dalam pembentukan urea dari amonia, yang kemudian dikeluarkan lewat ginjal bersama urin.

B.       KELAINAN DAN PENYAKIT SISTEM EKSKRESI

Apa yang terjadi ketika organ-organ sistem urin seseorang tidak bekerja dengan baik? Zat-zat sampah yang tidak dikeluarkan akan menumpuk dan menjadi racun di dalam sel-sel tubuh. Selain itu, air juga akan tertimbun dan menyebabkan pembengkakan kaki. Air ini dapat juga menumpuk di sekitar jantung. Bila terjadi gangguan pengeluaran air bisa terjadi ketidakseimbangan jumlah garam-garam tubuh. Ketidakseimbangan ini ditanggapi tubuh dengan mengembalikan keseimbangannya. Jika masih juga tidak terjadi keseimbangan, ginjal dan organorgan lain bisa rusak. Mengapa demikian? Terdapat beberapa kelainan/penyakit yang diakibatkan oleh kelainan struktur maupun fungsi sistem ekskresi, antara lain nefrosis, nefritis, sistisis, polisistik, dan gagal ginjal

Nefrosis

Nefrosis adalah kondisi di mana membran glomerulus bocor, meyebabkan sejumlah besar protein keluar dari darah menuju urin. Air dan natrium berakumulasi dalam tubuh menyebabkan edem, khususnya di bagian pergelangan kaki, kaki, perut, dan mata. Nefrosis umumnya terjadi pada anak-anak.

Nefritis glomerulus

Nefritis glomerulus adalah radang membran filtrasi glomerulus di dalam korpuskulum renalis. Penyebab radang secara umum adalah reaksi alergi terhadap racun yang dilepaskan oleh bakteri streptococcus yang menginfeksi bagian tubuh lain, khususnya tenggorokan. Penyakit ini ditandai dengan kenaikan permeabilitas membran filtrasi dan akumulasi sel-sel darah putih di daerah membran filtrasi. Akibatnya, sejumlah besar protein plasma memasuki urin. Keberadaan protein plasma meningkatkan tekanan osmotik filtrat urin, sehingga volume urin meningkat dan menyebabkan gagal ginjal.

Pielonefritis

Pielonefritis adalah radang seluruh bagian ginjal.Kerusakan ini sering dimulai dengan infeksinbakteri pada pelvis ginjal dan kemudian melebar ke bagian utama ginjal.

Sistisis

Sistisis adalah radang kantung kemih terutama bagian mukosa dan sub mukosa. Sistisis bisa disebabkan oleh infeksi bakteri, zat kimia, atau luka.

Penyakit polisistik

Penyakit ini bisa disebabkan karena kerusakan sistem saluran ginjal yang merusak nefron dan menghasilkan pembesaran seperti kiste (benjolan) sepanjang saluran ini. Kerusakan ginjal ini umumnya bersifat menurun.

Batu ginjal

Batu ginjal merupakan batu yang terbentuk dari asam urat, kalsium, fosfat, asam oksalat dan lain-lain yang terbentuk di dalam ginjal. Terbentuknya batu ginjal bisa disebabkan karena urin terlalu pekat dan kurang minum.Batu ini bisa juga terbentuk di dalam kantung kemih maupun ginjal itu sendiri.

Gagal ginjal

Ginjal bisa kehilangan fungsinya sehingga tidak bisa mengeluarkan zat-zat sisa metabolisme dari dalam tubuh, bahkan zat-zat yang masih bisa dipergunakan tubuh seperti glukosa dan protein bisa ikut keluar tubuh. Gejala ini disebut gagal ginjal. Kelainan ini bisa disebabkan karena kondisi yang mengganggu fungsi ginjal. Gagal ginjal yang akut menyebabkan penumpukan urea di dalam darah dan asidosis (darah bersifat lebih asam). Kerusakan ginjal ini bisa disebabkan oleh nefritis glomerulus yang parah, atau bisa juga disebabkan oleh penyumbatan saluran ginjal. Racun tertentu yang dihasilkan dari proses industri menyebabkan nekrosis (kerusakan sel) epitel nefron. Gagal ginjal yang parah disebabkan oleh kerusakan yang permanen pada banyak nefron, sehingga nefron-nefron tersebut tidak berfungsi. Kerusakan ini ditandai dengan ketidakmampuan ginjal untuk mengeluarkan hasil ekskresi, retensi, pembengkakan karena akumulasi cairan tubuh, kenaikan kandungan kalium, asidosis, keracunan zat sampah, dan berakhir pada kematian.

Orang yang menderita kerusakan ginjal secara serius masih bisa menyaring darahnya dengan ginjal buatan. Proses ini disebut cuci darah atau dialisis. Dalam dialisis darah dipompa ke dalam saluran yang mengandung larutan garam yang mirip dengan plasma darah. Zat sampah berdifusi dari saluran yang mengandung darah dan dibersihkan oleh larutan garam. Darah bersih yang tertinggal dikembalikan ke dalam vena. Seseorang yang hanya mempunyai satu ginjal masih bisa menggunakan ginjal tersebut secara normal. Satu ginjal yang sehat dapat mengerjakan pekerjaan dua ginjal.

Bagaimana cara memelihara agar ginjal kita tetap sehat? Minumlah banyak air putih. Dengan meminum banyak air,urin menjadi encer sehingga mempermudah kerja ginjal untuk pengeluaran zat yang tidak dipergunakan tubuh. Encernya urin juga memperkecil terbentuknya batu ginjal dan timbulnya infeksi.

BAB.2

SISTEM REPRODUKSI MANUSIA

Sistem Reproduksi Manusia

Setiap makhluk hidup akan bereproduksi untuk kelangsungan jenisnya. Demikian juga dengan manusia, mengalami reproduksi untuk kelangsungan hidupnya. Pertambahan jumlah manusia melalui proses reproduksi. Agar proses reproduksi dapat berlangsung dengan baik haruslah didukung dengan struktur organ reproduksi dan proses fisiologis yang sempurna. Apa yang terjadi andaikata struktur organ reproduksi tersebut tidak sempurna? Apa yang terjadi jika proses fisiologisnya juga tidak sempurna? Pada bab ini kamu akan mempelajari struktur alat reproduksi manusia dan gangguan yang dapat terjadi. Ikutilah Kegiatan Penyelidikan berikut untuk melihat upaya-upaya manusia menjaga kesehatan reproduksi dan perawatan balita yang ada di sekitar kita.

Struktur Alat Reproduksi

Sistem Reproduksi Pria

Sistem perkembangbiakan pria tersusun dari organ luar yang terdiri dari penis dan skrotum.

 Penis berfungsi sebagai organ perkembangbiakan dan saluran kencing. Di samping penis terdapat kantung yang disebut skrotum yang di dalamnya terdapat testis. Selama masa pubertas, dua testis mulai menghasilkan sperma, yaitu sel kelamin jantan. Sperma mempunyai struktur sebagai selsel tunggal yang tersusun dari kepala dan ekor. Ekor berfungsi untuk menggerakkan sperma, sedangkan kepala sperma mengandung informasi genetik. Skrotum juga berfungsi untuk membantu mengatur suhu yang sesuai untuk produksi sperma.

Beberapa organ lain juga membantu dalam reproduksi yaitu untuk pengangkutan dan penyimpanan sperma di dalam tubuh. Setelah sperma dihasilkan dari testis, akan ditampung dalam epididimis. Selanjutnya diangkut melalui saluran yang melingkari kandung kemih. Di samping kandung kemih terdapat kelenjar yang disebut kelenjar seminal, tempat mencampur sperma dengan cairan yang membantu sperma bergerak. Campuran antara sperma dan cairan ini disebut semen. Semen meninggalkan tubuh melalui uretra, yaitu saluran yang sama untuk mengalirkan urine ke luar tubuh. Namun demikian antara semen dan air kencing tidak pernah tercampur. Otot yang berada di belakang kandung kencing berkontraksi untuk mencegah urine keluar dari uretra saat sperma dikeluarkan dari dalam tubuh.

Sistem reproduksi wanita

Saat wanita memasuki masa pubertas, sel telur mulai tumbuh dalam organ seksual yaitu sepasang ovarium. Berbeda dengan pria, organ reproduksi wanita merupakan organ internal, karena berada di dalam tubuh Ovarium terletak dalam rongga badan bagian bawah. Kira-kira tiap satu bulan ovarium menghasilkan sebuah sel telur yang masak. Proses ini disebut ovulasi. Dua ovarium tersebut saling bergantian menghasilkan telur tiap bulan. Telur yang dihasilkan masuk ke dalam saluran telur Jika dibuahi oleh sperma, sel telur akan terus berada di dalam saluran telur. Rambut-rambut getar yang ada di saluran telur membantu sel telur untuk bergerak menuju uterus (rahim). Uterus ini mempunyai struktur berongga, bentuknya seperti buah jambu air, dan merupakan organ yang penuh dengan otot. Dindingnya menebal bila didalamnya terdapat sel telur yang telah dibuahi atau zigot yang tumbuh dan berkembang. Bagian bawah dari uterus berhubungan dengan bagian luar tubuh melalui adanya tabung berotot yang disebut vagina. Vagina ini juga disebut saluran kelahiran, sebab sebagai tempat lewatnya bayi saat lahir

Siklus menstruasi

Satu sel telur dihasilkan oleh satu ovarium setiap 28 hari. Apa yang

mengendalikan siklus tersebut ? Beberapa perubahan dalam sistem reproduksi dikendalikan oleh hormon. Hormon merupakan cairan kimia yang dihasilkan oleh  tubuh untuk mengendalikan proses-proses metabolisme dalam tubuh.

Perubahan yang terjadi tiap bulan pada organ

reproduksi wanita disebut siklus

menstruasi. Siklus menstruasi pada seorang

wanita terjadi setiap periode tertentu,

misalnya 28 hari. Namun demikian siklus

menstruasi tersebut sangat bervariasi untuk

tiap individu, yaitu berkisar antara 20-40 hari.

Perubahan-perubahan yang terjadi

selama menstruasi menyangkut pemasakan sel telur dan penebalan dinding rahim guna

menerima sel telur yang telah dibuahi . Jika sel telur di dalam ovarium masak, dinding rahim menebal. Lebih kurang pada hari ke 14 dari siklus menstruasi yang 28 hari, sel telur dihasilkan dari ovarium, dan dikenal sebagai proses ovulasi. Sel telur tersebut tetap hidup selama 24-48 jam, dan bergerak sepanjang saluran telur menuju ke rahim atau uterus. Sel telur tersebut dapat dibuahi bila terdapat sperma yang hidup dalam saluran telur selama 48 jam sesudah atau sebelum ovulasi. Jika sel telur tersebut tidak dibuahi di dalam saluran telur, maka akan luruh (rusak). Dinding rahim akan luruh dan terjadi pendarahan. Peristiwa tersebut terjadi setiap bulan, dan dikenal sebagai menstruasi. Lamanya menstruasi berlangsung selama 4-6 hari. Saat menstruasi berlangsung, sel telur yang lain mulai mengalami pemasakan. Rahim juga mulai menebal sebagai persiapan menerima sel telur lain tersebut. Menstruasi mulai terjadi saat organ perkembangbiakan seorang gadis mulai masak.Pada sebagian besar gadis, menstruasi pertama terjadi pada usia 8-13 tahun, dan terus berlanjut sampai usia 45-55 tahun. Pada usia 50-an siklus menstruasi menjadi tidak teratur dan berhenti untuk selamanya, peristiwa inidisebut menopause.

Fertilisasi

Sejak dimunculkannya teori sel pada tahun 1939, ilmuwan mengetahui bahwa manusia berkembang dari sebutir sel telur yang telah dibuahi oleh sperma. Peleburan sperma dengan sel telur dikenal sebagai proses fertilisasi, atau pembuahan. Sperma ditampung dalam vagina, selanjutnya bergerak melalui uterus menuju saluran uran telur. Sementara itu umumnya hanya sebutir telur yang dihasilkan, sedangkan jumlah sperma yang tertampung berkisar antara 200-300 juta. Dari sekian banyak sperma, hanya satu yang dapat membuahi sel telur Setelah sebuah sperma dapat menembus permukaan luar sel telur saat proses fertilisasi, sel telur segera menyusun penghalang kimiawi. Artinya sel telur dilapisi oleh senyawa-senyawa tertentu sehingga jutaan sperma yang lain tidak ikut membuahi sel telur tersebut. Saat sel telur dengan sperma menyatu pada proses fertilisasi, zigot yang terbentuk mempunyai 46 kromosom dalam intinya.

Gambar 2.5, hanya satu sperma yang membuahi sel telur

Fertilisasi antara sel telur dan sperma terjadi di dalam saluran telur, dan menghasilkan zigot.Zigot akan bergerak dari saluran telur ke uterus. Sejalan dengan waktu, zigot mengalami pembelahan sel. Setelah kurang lebih 7 hari, kumpulan sel-sel yang berbentuk bola hasil pembelahan zigot akan tertanam dalam dinding uterus. Sebelum zigot tertanam, dinding uterus telah lebih dahulu menebal yang siap menerima zigot. Di dalam uterus zigot akan tumbuh selama 9 bulan sampai saat bayi dilahirkan. Untuk manusia maupun hewan-hewan tertentu yang perkembangan embrionya terjadi di dalam tubuh induk betina, ada periode sebelum kelahiran yang disebut periode gestasi atau kehamilan. Sementara jaringan, organ dan sistem tubuh berkembang, Embrio dalam uterus harus memperoleh makanan dan oksigen, serta membuang bahan-bahan sisa metabolisme.Embrio juga harus mendapat perlindungan.

Gangguan Sistem Reproduksi

Faktor lain yang juga mempengaruhi kualitas penduduk adalah penyakit. Penyakit yang terkait dengan reproduksi secara langsung adalah penyakit yang ditularkan melalui alat reproduksi seperti penyakit AIDS (Acquired Immuno Deficiency Syndrome) yang disebabkan oleh Virus HIV (Human Immune Deficiency Virus)

AIDS adalah penyakit mengerikan yang sampai saat ini sudah menular ke berbagai negara. Penularan AIDS ini baru disadari dalam masa modern ini, sehingga sering disebut pandemi modern. AIDS menuntut perhatian kita semua karena:

1. Semua orang bisa terkena AIDS.

2. Belum ditemukan vaksin pencegahnya.

3. Belum ada obat yang betul-betul dapat

diandalkan.

4. Penyebarannya sangat cepat dan tidak diketahui, sehingga makin banyak orang yang tertular AIDS.

Perkembangan AIDS di dunia berlangsung cukup cepat, menurut Badan Kesehatan Dunia  (WHO), pada tahun 1981 terdapat 100.000  kasus AIDS di 20 negara, pada tahun 1992 terdapat 11-12 juta kasus, dengan rincian 6%  di Asia Tenggara, 60% di Afrika, 10% di Amerika Utara, dan 6% di Eropa. Pada tahun 2000 terdapat 60 juta kasus dengan rincian 41% di Asia Tenggara, 36% di Afrika, 5% di Amerilka.

BAB.3

SISTEM SYARAF DAN INDRA MANUSIA

A. Sistem Saraf pada Manusia

Apa yang dimaksud dengn sistem saraf? Sistem saraf merupakan salah satu sistem koordinasi yang bertugas menyampaikan rangsangan dari reseptor untuk dideteksi dan direspon oleh tubuh. Sistem saraf memungkinkan makhluk hidup tanggap dengan cepat terhadap perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungan luar maupun dalam. Untuk menanggapi rangsangan, ada tiga komponen yang harus dimiliki oleh sistem saraf, yaitu:

􀂉 Reseptor, adalah alat penerima rangsangan atau impuls.

Pada tubuh kita yang bertindak sebagai reseptor adalah organ indera.

􀂉 Penghantar impuls, dilakukan oleh saraf itu sendiri. Saraf tersusun dari berkas serabut penghubung (akson). Pada serabut penghubung terdapat sel-sel khusus yang memanjang dan meluas. Sel saraf disebut neuron.

􀂉 Efektor, adalah bagian yang menanggapi rangsangan yang telah diantarkan oleh penghantar impuls. Efektor yang paling penting pada manusia adalah otot dan kelenjar.

1. Sel Saraf (Neuron)

Sistem saraf terdiri atas sel-sel saraf yang disebut neuron. Neuron bergabung membentuk suatu jaringan untuk mengantarkan impuls (rangsangan). Satu sel saraf tersusun dari badan sel, dendrit, dan akson.

a. Badan sel

Badan sel saraf merupakan bagian yang paling besar dari sel saraf. Badan sel berfungsi untuk menerima rangsangan dari dendrit dan meneruskannya ke akson. Pada badan sel saraf terdapat inti

sel, sitoplasma, mitokondria, sentrosom, badan golgi, lisosom, dan badan nisel. Badan sel merupakan kumpulan retikulum endoplasma tempat transportasi sintesis protein.

b. Dendrit

Dendrit adalah serabut sel saraf pendek dan bercabangcabang. Dendrit merupakan perluasan dari badan sel. Dendrit berfungsi untuk menerima dan mengantarkan rangsangan ke badan sel.

c. Akson

Akson disebut neurit. Tahukah kamu apa yang dimaksud dengan neurit? Neurit adalah serabut sel saraf panjang yang merupakan perjuluran sitoplasma badan sel. Di dalam neurit terdapat benang-benang halus yang disebut neurofibril. Neurofibril dibungkus oleh beberapa lapis selaput mielin yang banyak mengandung zat lemak dan berfungsi untuk mempercepat jalannya rangsangan. Selaput mielin tersebut dibungkus oleh sel-sel sachwann yang akan membentuk suatu jaringan yang dapat menyediakan makanan untuk neurit dan membantu pembentukan neurit. Lapisan mielin sebelah luar disebut neurilemma yang melindungi akson dari kerusakan. Bagian neurit ada yang tidak dibungkus oleh lapisan mielin. Bagian ini disebut dengan nodus ranvier dan berfungsi mempercepat jalannya rangsangan.

2. Impuls

Impuls adalah rangsangan atau pesan yang diterima oleh reseptor dari lingkungan luar, kemudian dibawa oleh neuron. Impuls dapat juga dikatakan sebagai serangkaian pulsa elektrik yang menjalari serabut saraf. Tahukah kamu contoh dari rangsangan? Contoh rangsangan adalah sebagai berikut.

a. Perubahan dari dingin menjadi panas.

b. Perubahan dari tidak ada tekanan pada kulit menjadi ada  tekanan.

c. Berbagai macam aroma yang tercium oleh hidung.

d. Suatu benda yang menarik perhatian.

e. Suara bising.

f. Rasa asam, manis, asin dan pahit pada makanan. Impuls yang diterima oleh reseptor dan disampaikan ke efektor akan menyebabkan terjadinya gerakan atau perubahan pada efektor

a. Gerak sadar

Gerak sadar atau gerak biasa adalah gerak yang terjadi karena disengaja atau disadari. Impuls yang menyebabkan gerakan ini disampaikan melalui jalan yang panjang.

b. Gerak refleks

Gerak refleks adalah gerak yang tidak disengaja atau tidak disadari. Impuls yang menyebabkan gerakan ini disampaikan melalui jalan yang sangat singkat dan tidak melewati otak.

3. Susunan Sistem Saraf

Kamu telah mengenal sel saraf pada pelajaran sebelumnya. Di dalam tubuh kita terdapat miliaran sel saraf yang membentuk sistem saraf. Tahukah kamu susunan sistem saraf pada manusia? Sistem saraf manusia tersusun dari sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi. Sistem saraf pusat terdiri atas otak dan sumsum tulang belakang. Sedangkan sistem saraf tepi terdiri atas sistem saraf somatis dan sistem saraf otonom.

a. Sistem saraf pusat

1) Otak

Otak merupakan alat tubuh yang sangat penting dan

sebagai pusat pengatur dari segala kegiatan manusia.

Otak terletak di dalam rongga tengkorak, beratnya

lebih kurang 1/50 dari berat badan. Bagian utama otak    

adalah otak besar (Cerebrum), otak kecil (Cerebellum),

dan batang otak.

Otak besar merupakan pusat pengendali kegiatan tubuh yang

disadari. Tahukah kamu kegiatan tubuh yang disadari? Berpikir, berbicara,

melihat, bergerak, mengingat, dan mendengar termasuk kegitan tubuh yang disadari. Otak besar

dibagi menjadi dua belahan, yaitu belahan kanan dan belahan kiri.

Masing-masing belahan pada otak tersebut disebut  hemister. Otak besar belahan kanan mengatur dan mengendalikan kegiatan tubuh sebelah kiri, sedangkan otak belahan kiri mengatur dan mengendalikan bagian tubuh sebelah kanan. Otak kecil terletak di bagian belakang otak besar, tepatnya di bawah otak besar. Otak kecil terdiri atas dua lapisan, yaitu lapisan luar berwarna kelabu dan lapisan dalam berwarna putih. Otak kecil dibagi menjadi dua bagian, yaitu belahan kiri dan belahan kanan yang dihubungkan oleh jembatan varol. Apa fungsi dari otak kecil? Otak kecil berfungsi sebagai pengatur keseimbangan tubuh dan mengkoordinasikan kerja otot ketika seseorang akan melakukan kegiatan.

Batang otak tersusun dari medula oblangata, pons, dan otak tengah. Batang otak terletak di depan otak kecil, di bawah otak besar, dan menjadi penghubung antara otak besar dan otak kecil. Batang otak disebut dengan sumsum lanjutan atau sumsum penghubung. Batang otak terbagi menjadi dua lapis, yaitu lapisan dalam dan luar berwarna kelabu karena banyak mengandung  neuron. Lapisan luar berwarna putih, berisi neurit dan dendrit. Fungsi dari batang otak adalah mengatur refleks fisiologis, seperti kecepatan napas, denyut jantung, suhu tubuh, tekanan, darah, dan kegiatan lain yang tidak disadari.

2) Sumsum tulang belakang

Sumsum tulang belakang terletak memanjang di dalam rongga tulang belakang, mulai dari ruas-ruas tulang leher sampai ruas-ruas tulang pinggang yang kedua. Sumsum tulang belakang terbagi menjadi dua lapis, yaitu lapisan luar berwana putih dan lapisan dalam berwarna kelabu. Lapisan luar mengandung serabut saraf dan lapisan dalam mengandung badan saraf. Di dalam sumsum tulang belakang terdapat saraf sensorik, saraf motorik, dan saraf penghubung. Fungsinya adalah sebagai penghantar impuls dari otak dan ke otak serta sebagai pusat pengatur gerak refleks.

b. Sistem Saraf Tepi

Sistem saraf tepi tersusun dari semua saraf yang membawa pesan dari dan ke sistem saraf pusat. Kerjasama antara sistem pusat dan sistem saraf tepi membentuk perubahan cepat dalam tubuh untuk merespon rangsangan dari lingkunganmu. Sistem saraf ini dibedakan menjadi sistem saraf somatis dan sistem saraf otonom.

1) Sistem saraf somatis

Tahukah kamu bahwa sistem saraf somatis disebut juga dengan sistem saraf sadar? Sistem saraf somatis terdiri dari 12 pasang saraf kranial dan 31 pasang saraf sumsum tulang belakang. Kedua belas pasang saraf otak akan menuju ke organ tertentu, misalnya mata, hidung, telinga, dan kulit. Saraf sumsum tulang belakang keluar melalui sela-sela ruas tulang belakang dan  berhubungan dengan bagian-bagian tubuh, antara lain kaki, tangan, dan otot lurik. Saraf-saraf dari sistem somatis menghantarkan informasi antara kulit, sistem saraf pusat, dan otot-otot rangka. Proses ini dipengaruhi saraf sadar, berarti kamu dapat memutuskan untuk menggerakkan atau tidak menggerakkan bagian-bagian tubuh di bawah pengaruh sistem ini.

2) Sistem saraf otonom

Pernahkah kamu kejatuhan cicak saat duduk santai? Apa yang kamu rasakan ketika kejatuhan cicak? Kamu kaget, ketakutan, dan menjerit keras. Jantungmu berdetak dengan cepat. Pikiranmu kacau. Reaksi yang membuat responmu dalam situasi ketakutan ini dikontrol oleh sistem saraf otonom. Sistem saraf otonom mengatur kerja jaringan dan organ tubuh yang tidak disadari atau yang tidak dipengaruhi oleh kehendak kita. Jaringan dan organ tubuh diatur oleh sistem saraf otonom adalah pembuluh darah dan jantung. Sistem saraf otonom terdiri atas sistem saraf simpatik dan sistem saraf parasimpatik.

Sistem saraf simpati disebut juga sistem saraf torakolumbar, karena saraf preganglion keluar dari

tulang belakang toraks ke-1 sampai dengan ke-12. Sistem saraf ini berupa 25 pasang ganglion atau simpul saraf yang terdapat di sumsum tulang belakang.

B. Sistem Indera pada Manusia

Indera manusia terdiri atas organ-organ tubuh yang sangat peka terhadap rangsangan tertentu. Ada lima macam indera pada manusia, yaitu mata, telinga, hidung, lidah, dan kulit. Kamu tidak asing dengan alat indera manusia tersebut. Apakah kelima alat indera yang kamu miliki berfungsi dengan baik? Bagaimana cara mengetahuinya jika kelima alat indera tersebut tidak berfungsi dengan baik? Kelima alat indera ini akan berfungsi dengan baik jika:

􀂉 saraf-saraf yang berfungsi membawa rangsangan bekerja dengan baik,

􀂉 otak sebagai pengolah informasi bekerja dengan baik,

􀂉 alat-alat indera tidak mempunyai kelainan bentuk dan fungsinya.

1. Mata

Kamu sudah tahu kalau mata manusia ada dua dan berfungsi untuk melihat. Bagaimana cara kerja mata sampai mata kita dapat melihat dengan jelas? Adakah faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kerja mata? Mata adalah organ penglihatan yang menerima rangsangan berupa cahaya. Bola mata terletak di dalam rongga mata dan beralaskan lapisan lemak. Bola mata dapat bergerak dan diarahkan kesuatu arah dengan bantuan tiga otot penggerak mata, yaitu:

􀂉 Muskulus rektus okuli medial (otot di sekitar mata), berfungsi menggerakkan bola mata.

􀂉 Muskulus obliques okuli inferior, berfungsi menggerakkan bola mata ke bawah dan ke dalam.

􀂉 Muskulus obliques okuli superior, berfungsi memutar mata ke atas dan ke bawah.

Selain itu, ada otot mata yang berfungsi menutup mata dan mengangkat kelopak mata. Otot yang berfungsi untuk menutup mata yaitu muskulus orbikularis okuli dan muskulus rektus okuli inferior

b. Proses melihat

Bagaimana proses mata bisa melihat? Tahukah kamu caranya mata bisa melihat? Mata bisa melihat benda karena adanya cahaya yang dipantulkan oleh benda tersebut ke mata. Jika tidak ada cahaya yang dipantulkan benda, maka mata tidak bisa melihat benda tersebut. Proses mata melihat benda adalah sebagai berikut.

1) Cahaya yang dipantulkan oleh benda di tangkap oleh mata, menembus kornea dan diteruskan melalui pupil.

2) Intensitas cahaya yang telah diatur oleh pupil diteruskan menembus lensa mata.

3) Daya akomodasi pada lensa mata mengatur cahaya supaya jatuh tepat di bintik kuning.

4) Pada bintik kuning, cahaya diterima oleh sel kerucut dan sel batang, kemudian disampaikan ke otak.

5) Cahaya yang disampaikan ke otak akan diterjemahkan oleh otak sehinga kita bisa mengetahui apa yang kita lihat.

c. Gangguan pada mata

Pernahkah kamu menjumpai anak pakai kaca mata? Tahukah kamu mengapa anak tersebut pakai kaca mata? Keadaan mata setiap anak berbeda-beda. Ada mata normal dan mata tidak normal. Mata tidak normal berarti mempunyai kelainan. Bagaimana tanda-tanda orang jika matanya mempunyai kelainan? Apakah orang tersebut dapat melihat dengan jelas? Seseorang tidak bisa melihat suatu benda yang seharusnya dapat dilihat dengan mata normal, itu bertanda mata orang tersebut mengalami gangguan berupa kelainan pada mata. Orang yang bisa melihat dengan normal tanpa bantuan kaca mata disebut emetropi. Ada beberapa kelainan pada mata, yaitu:

1) Rabun dekat

Rabun dekat disebut hipermetropi. Rabun dekat adalah ketidakmampuan mata untuk melihat benda yang dekat. Hal ini disebabkan oleh ukuran bola mata yang pendek sehingga bayangan jatuh di belakang retina. Kebiasaan membaca buku terlalu dekat dan sambil tiduran akan mempercepat timbulnya cacat mata. Rabun dekat dapat diatasi dengan menggunakan kaca mata berlensa cembung. Lensa cembung merupakan lensa positif

2) Rabun jauh

Rabun jauh adalah ketidakmampuan mata untuk melihat benda yang berjarak jauh. Rabun jauh disebut miopi. Apa penyebab rabun jauh? Penyebab rabun jauh adalah ukuran bola mata terlalu panjang dari ukuran normal sehingga bayangan benda jatuh dibdepan retina. Rabun jauh dapat diatasi dengan menggunakan kaca mata berlensa cekung. Lensa cekung merupakan lensa negatif.

3) Rabun jauh dan dekat

Rabun jauh dan dekat disebut juga presbiopi atau rabun tua. Mengapa presbiopi dikatakan rabun tua? Karena kelainan mata ini biasanya diderita oleh orang yang sudah tua atau kira-kira berumur di atas 45 tahun. Penderita presbiopi tidak mampu melihat benda yang terlalu jauh dan terlalau dekat. Supaya penderita presbiopi dapat melihat dengan jelas, maka dibutuhkan kaca mata rangkap, yaitu kaca mata cembung dan cekung.

4) Rabun senja

Rabun senja atau rabun ayam adalah ketidakmampuan mata untuk melihat benda yang berada di tempat remangremang dan di malam hari. Gangguan ini disebabkan oleh kekurangan vitamin A, sehingga sel batang tidak berfungsi karena protein rodopson tidak terbentuk. Orang yang menderita rabun senja harus banyak mengkonsumsi makananyang banyak mengandungvitamin A.

5) Buta warna

Buta warna adalah ketidakmampuan mata untuk membedakan warna. Penyakit ini bersifat menurun. Buta warna ada dua macam, yaitu buta warna total dan buta warna separuh. Tahukah kamu perbedaan antara buta warna total dengan buta warna separoh? Buta warna total hanya mampu melihat warna hitam putih saja. Sedangkan buta warna separuh tidak bisa melihat warna tertentu, yaitu merah, biru, dan hijau.

6) Katarak

Katarak atau bular mata merupakan gangguan penglihatan. Penyebab katarak adalah lensa mata keruh sehingga menghalangi masuknya cahaya pada retina. Penderita ini umumnya berumur di atas 55 tahun.Kelainan mata ini dapat diatasi dengan operasi mata.

7) Juling

Juling adalah kelainan mata yang disebabkan oleh ketidakserasian otot-otot mata. Jika penderitanya

masih anak-anak, maka dapat diperbaiki dengan jalan operasi.

8) Astigmatisme

Astigmatisme atau mata silindris adalah gangguan mata yang disebabkan oleh ukuran lensa mata atau kornea tidak rata. Penderita gangguan ini tidak mampu melihat garis vertikal dan horisontal. Gangguan mata ini dapat diatasi dengan menggunakan kaca mata yang berlensa silindris.

2. Telinga

Telinga merupakan alat indera yang peka terhadap rangsangan berupa gelombang suara. Telinga manusia mampu mendengar suara dengan frekuensi antara 20-20.000 Hz. Tahukah kamu fungsi dari telinga? Selain sebagai alat pendengaran, telinga juga berfungsi menjaga keseimbangan tubuh manusia.

a. Bagian-bagian telinga

1) Telinga bagian luar

Telinga bagian luar terdiri atas:

􀂙 Daun telinga, berfungsi untuk menampung getaran.

􀂙 Saluran telinga luar atau lubang telinga, berfungsi menyalurkan getaran.

􀂙 Kelenjar minyak, berfungsi menyaring udara yang masuk sebagai pembawa gelombang suara.

􀂙 Membran timpani atau selaput gendang, berfungsi menerima dan memperbesar getaran suara.

2) Telinga bagian tengah

Telinga bagian tengah terletak di sebelah dalam membran timpani. Fungsi dari telinga bagian tengah adalah untuk meneruskan getaran dari suara telinga bagian luar ke telinga bagian dalam. Pada telinga tengah terdapat saluran Eustachius dan tiga tulang pendengaran.

􀂙 Saluran Eustachius, berfungsi untuk mengurangi tekanan udara di telinga tengah sehingga tekanan udara di luar dan di dalam akan sama. Keseimbangan tekanan ini akan menjaga gendang telinga supaya tidak rusak. Saluran ini akan tertutup dalam keadaan biasa, dan akan terbuka jika kita menelan sesuatu.

􀂙 Tulang pendengaran, berfungsi untuk mengantarkan dan memperbesar getaran ke telinga bagian dalam. Tulang pendengaran ada tiga, yaitu tulang martil, tulang landasan, dan tulang sanggurdi. Tulang tulang ini menghubungkan gendang telinga dan tingkap jorong.

3) Telinga bagian dalam

Telinga bagian dalam berfungsi mengantarkan getaran suara ke pusat pendengaran oleh urat saraf. Penyusun telinga bagian dalam adalah sebagai berikut.

􀂙 Tingkap jorong, berfungsi menerima dan menyampaikan getaran.

􀂙 Rumah siput, berfungsi menerima, memperbesar, dan menyampaikan getaran suara ke saraf pendengaran.

Di dalam saluran rumah sifut terdapat cairan limfe dan terdapat ujung-ujung saraf pendengaran.

􀂙 Tiga saluran setengah lingkaran, berfungsi sebagai alat untuk mengetahui posisi tubuh dan menjaga keseimbangan.

b. Proses mendengar

Pernahkah kamu berpikir mengapa telinga bisa mendengar? Bagaimana proses pendengaran yang terjadi di dalam telinga? Suara yang kita dengar akan ditangkap oleh daun telinga, kemudian sampai ke gendang telinga sehingga membuat gendang telinga bergetar. Getaran ini diteruskan oleh tiga tulang pendengaran ke tingkap jorong dan diteruskan ke rumah siput. Di dalam rumah siput, cairan limfe akan bergetar sehingga meransang ujung-ujung saraf pendengaran dan menimbulkan impuls saraf yang ditujukan ke otak. Di dalam otak, impuls tersebut akan diolah sehingga kita bisa mendengar dan mengenali suara tersebut.

c. Gangguan pada telinga

Gangguan pada telinga menyebabkan ketulian atau kekurangtajaman pendengaran. Apa penyebab dari gangguan telinga tersebut? Ada dua penyebab gangguan telinga, yaitu gangguan penghantar bunyi dan gangguan saraf. Gangguan telinga yang disebabkan oleh gangguan saraf dan gangguan penghantar bunyi bisa diatasi menggunakan alat pendengaran buatan. Alat ini mampu memperbesar gelombang suara sebelum suara masuk ke telinga.

Ada bermacam gangguan telinga, yaitu:

☯ Ganguan telinga disebabkan oleh luka pada telinga bagian luar yang telah terinfeksi atau otitis sehingga mengeluarkan nanah.

 Gangguan ini dapat bersifat permanent jika terjadi infeksi yang sangat parah.

Penderita ini harus segera memeriksakan telinganya pada dokter supaya bisa cepat disembuhkan.

☯ Penumpukan kotoran sehingga menghalangi getaran suara untuk sampai ke gendang telinga.

 Oleh karena itu, kita harus membersihkan telinga dari kotoran dengan kapas minimal satu kali dalam seminggu.

☯ Kerusakan gendang telinga, misalnya gendang telinga pecah.

 Pecahnya gendang telinga bisa disebabkan oleh dua hal, yaitu kapasitas suara yang didengar terlalu kuat dan terkena suatu benda yang tajam, misalnya membersihkan telinga dengan peniti atau lidi sehingga menyentuh gendang telinga dan menyebabkan gendang,telinga menjadi sobek. Gendang telinga sangat tipis sekali.

Otosklerosis, adalah kelainan pada tulang sanggurdi yang ditandai dengan gejala tinitus (dering pada telinga) ketika masih kecil.

☯ Presbikusis, adalah perusakan pada sel saraf telinga yang terjadi pada usia manula.

☯ Rusaknya reseptor pendengaran pada telinga bagian dalam akibat dari mendengarkan suara yang amat keras.

3. Hidung

Hidung adalah alat indera yang menanggapi rangsangan berupa bau atau zat kimia yang berupa gas. Di dalam rongga hidung terdapat serabut saraf pembau yang dilengkapi dengan sel-sel pembau. Setiap sel pembau mempunyai rambut-rambut halus (silia olfaktori) di ujungnya dan diliputi oleh selaput lendir yang berfungsi sebagai pelembab rongga hidung.

4. Lidah

Apa yang kamu rasakan ketika kamu minum teh manis? Apa yang kamu rasakan ketika kau minum obat dalam bentuk tablet? Kamu bisa merasakan rasa teh manis dan obat karena adanya indera perasa. Lidah adalah alat indera yang peka terhadap rangsangan berupa zat kimia larutan. Lidah memiliki otot yang tebal, permukaannya dilindungi oleh lendir dan penuh dengan bintil-bintil.  Kita dapat merasakan rasa pada lidah karena terdapat reseptor yang dapat menerima rangsangan.

Reseptor itu adalah vavila pengecap atau kuncup pengecap. Kuncup pengecap merupakan kumpulan ujung-ujung saraf  yang terdapat pada bintil-bintil lidah. Tidak semua bagian lidah peka terhadap zat kimia dan daerahnya juga khusus untuk rasa tertentu. Pada saat kita makan sambal, kita sering merasakan kepedasan.  Rasa pedas bukan hasil dari kepekaan rasa pada kuncup pengecap.

Tetapi merupakan suhu panas pada papilla sehingga mengembang dan menyebabkan timbulnya rasa  pedas. Gangguan pada lidah bisa disebabkan oleh makan atau minum sesuatu yang bersuhu terlalu tinggi dan terlalu rendah sehingga lidah mati rasa.  Gangguan ini hanya bersifat sementara.

Ganguan yang bersifat permanent misalnya terjadi pada orang yang mengalami trauma pada bagian tertentu otak. Pada lidah juga sering terjadi iritasi karena luka atau kekurangan vitamin C.

5. Kulit

Kulit adalah alat indera yang peka terhadap rangsangan berupa sentuhan, tekanan, panas, dingin, dan nyeri atau sakit. Kepekaan tersebut disebabkan karena adanya ujung-ujung saraf yang ada pada kulit. Biasanya ujung saraf indera peraba ada dua macam, yaitu ujung saraf bebas yang mendeteksi rasa nyeri atau sakit, dan ujung saraf yang berselaput (berpapilia).

BAB.4

KELANGSUNGAN HIDUP MAHLUK HIDUP

A. Pengertian Kelangsungan Hidup

          Kita ketahui bahwa tidak ada makhluk hidup di muka bumi ini yang mampu bertahan hidup tanpa mengalami kematian, karena setiap makhluk hidup memiliki waktu kehidupan atau umur yang terbatas. Misalnya umur pohon kelapa jauh lebih lama daripada umur pohon jagung. Bagaimanapun sempurnanya perawatan suatu tanaman, jika tanaman tersebut telah mencapai batas usia maksimal maka akan mati? Coba kamu amati pohon pisang, setelah berbuah bisa dipastikan akan segera mati. Namun, jika kamu amati dengan seksama, sebelum berbuah dan akhirnya mati, pohon pisang tersebut menumbuhkan tunas baru pada bagian bonggolnya.  Tumbuhnya tunas tersebut mengakibatkan tanaman pisang tetap terjaga kelangsungan hidupnya, meskipun induk pohon pisang telah mati. Pertumbuhan pohon pisang silih berganti secara alamiah. Hal tersebut tentunya juga terjadi pada makhluk hidup lain termasuk hewan dan manusia.

          Setiap makhluk hidup telah dibekali oleh Tuhan Yang Maha Kuasa dengan kemampuan untuk mempertahankan hidupnya dan menjaga keturunannya supaya tetap lestari. Tetapi, karena keserakahan makhluk hidup yang lebih tinggi tingkatnya dan ketidakpedulian manusia akan kelestarian lingkungan hidup telah merusak ekosistem yang baik.  Telah menjadi hukum alam bahwa makhluk yang lemah akan dimangsa oleh makhluk yang lebih kuat, atau yang kita kenal dengan hukum rimba.

B. Adaptasi

1. Pengertian

Pernahkah kamu mendengar adaptasi? Apa yang kamu ketahui tentang adaptasi? Apa yang terjadi jika suatu makhluk hidup tidak dapat beradaptasi? Salah satu penyebab kepunahan makhluk hidup adalah ketidakmampuan makhluk hidup untuk beradaptasi dengan lingkungan.

Misalnya, ketika kamu memindahkan seekor ikan yang diambil dari habitat aslinya  ke dalam kolam ikan buatanmu sendiri.  Beberapa hari kemudian ikan yang kamu pelihara mati. Kematian ikan ini disebabkan ikan tersebut tidak mampu beradaptasi dengan lingkungan barunya.  Maka jelaslah bahwa makhluk hidup yang tidak beradaptasi dengan lingkungannya akan mengalami kepunahan. Jadi, apa yang dimaksud dengan adaptasi?

          Adaptasi adalah kemampuan makhluk hidup untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan hidupnya. Ada beberapa cara penyesuaian diri yang dapat dilakukan, yaitu dengan cara penyesuaian bentuk organ tubuh, penyesuaian kerja organ tubuh, dan tingkah laku dalam menanggapi perubahan

lingkungan. Dari pengertian adaptasi tersebut, ada tiga macam bentuk adaptasi, yaitu:

a. adaptasi fisiologi,

b. adaptasi tingkah laku, dan

c. adaptasi morfologi.

Adaptasi terlihat dari adanya perubahan bentuk luar atau dalam suatu makhluk hidup sesuai dengan situasi dan kondisi lingkungan tempat hidupnya. Perubahan ini bersifat tetap dan khas untuk setiap jenis sehingga bisa diwariskan kepada keturunannya.

2. Jenis-Jenis Adaptasi

a. Adaptasi fisiologi

          Adaptasi fisiologi adalah penyesuaian diri makhluk hidup melalui fungsi kerja organ-organ tubuh supaya bisa bertahan hidup.  Adaptasi ini berlangsung di dalam tubuh sehingga sulit untuk diamati. Ikan air laut menghasilkan urine yang lebih pekat dibandingkan dengan ikan sungai. Mengapa ikan air laut menghasilkan urine lebih pekat dibandingkan dengan ikan sungai? Hal ini dikarenakan kadar garam air laut lebih tinggi dari pada kadar garam air tawar.

Tingginya kadar garam menyebabkan ikan kekurangan air sehingga ikan harus banyak minum. Akibatnya, kadar garam dalam darahnya menjadi tinggi sehingga untuk mengurangi kepekatan cairan dalam tubuhnya, ikan mengeluarkan urine yang pekat.

Hewan-hewan herbivor beradaptasi terhadap makanan secara fisiologis. Sapi, kambing, kerbau, dan domba merupakan hewan herbivor yang dapat mencerna zat makanan di dalam lambung. Rayap dan Teredo navalis yang hidup di kayu galangan kapal dapat mencerna kayu dengan bantuan enzim selulose.

           Selain hewan, manusia dan tumbuhan dapat beradaptasi dengan lingkungannya secara fisiologi. Dapatkah kamu menyebutkan contoh dari adaptasi fisiologi dari manusia?

Tubuh manusia mampu menambah jumlah sel darah merah apabila berada di pegunungan yang lebih tinggi. Hal tersebut dapat mengikat oksigen lebih banyak untuk mencukupi kebutuhan sel-sel tubuh. Mata manusia dapat menyesuaikan dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Ketika di tempat gelap, maka pupil kita akan membuka lebar. Sebaliknya di tempat yang terang, pupil kita akan menyempit. Melebar atau menyempitnya pupil mata adalah upaya untuk mengatur intensitas cahaya. Bau yang khas pada bunga dapat mengundang datangnya serangga untuk membantu penyerbukan. Bunga jenis ini menghasilkan madu atau nectar, dan serbuk sarinya mudah melekat.

Akar dan daun pada tumbuhan tertentu dapat menghasilkan zat kimia yang berbau khas yang dapat menghambat tumbuhan lain di dekatnya. Kedua contoh di atas termasuk dalam adaptasi fisiologi.

b. Adaptasi tingkah laku

Adaptasi tingkah laku adalah penyesuaian diri terhadap lingkungan dengan mengubah tingkah laku supaya dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya.  Pernahkah kamu melihat kucing? Kucing mengincar mangsanya dengan cara mendekam.  Ketika mangsa mendekat dan lengah, maka kucing akan meloncat dan menerkam mangsanya. Tingkah laku demikian untuk menghemat energi. Lain halnya dengan cicak. Cicak akan memutuskan ekornya pada saat berada dalam ancaman. Paus naik ke permukaan air ketika akan mengambil oksigen untuk pernapasannya. Hewan rayap itu buta, untuk menemukan jalan dia membuat terowongan dari tanah yang dapat menuntunnya menuju ke tempat makanan atau sarangannya.

          Kamu telah mengetahui beberapa hewan beradaptasi tingkah laku untuk kelangsungan hidupnya.  Bagaimana dengan tumbuhan, apakah tumbuhan dapat beradaptasi tingkah laku dengan lingkungannya?

a. Adaptasi morfologi

Apa yang dimaksud dengan adaptasi morfologi? Adaptasi morfologi adalah

penyesuaian makhluk hidup melalui perubahan bentuk organ tubuh yang

berlangsung sangat  lama untuk kelangsungan hidupnya.

Adaptasi ini sangat mudah dikenali dan mudah diamati karena tampak dari luar.

Selaput ini berfungsi untuk berenang di kolam. Ini

merupakan contoh dari adaptasi morfologi. Dapatkah kamu menyebutkan contoh

 adaptasi morfologi lainnya?

Burung kolibri memiliki paruh panjang dan runcing. Paruh ini digunakan untuk

menghisap madu. Serangga juga beradaptasi dengan lingkungan melalui bentuk organ tubuhnya.

Coba kamu perhatikan jangkrik dan belalang yang ada di sekitar rumahmu.

Apakah jangkrik dan belalang juga beradaptasi dengan lingkungannya?

Organ tubuh jangkrik dan belalang yang digunakan untuk beradaptasi adalah mulut. Mulut kedua hewan tersebut mempunyai rahang bawah dan atas yang kuat.

Selain hewan, tumbuhan juga beradaptasi dengan lingkungannya melalui bentuk tubuhnya. Pernahkah kamu memperhatikan teratai? Tumbuhan ini memiliki daun yang lebar dan tipis, sehingga mempercepat penguapan.  Batangnya memiliki rongga berisi udara, sehingga dapat terapung di atas air dan akarnya relatif panjang.  Teratai beradaptasi dengan lingkungan air. Tumbuhan yang hidup di air disebut hidrofit. Coba kamu sebutkan tumbuhan lainnya yang hidup di air. Apakah ciri-ciri tumbuhan tersebut hampir sama dengan teratai? Ada hidrofit, berarti ada xerofit dan higrofit. Apa yang kamu ketahui tentang xerofit dan higrofit? Xerofit adalah tumbuhan yang hidup di lingkungan kering. Tumbuhan ini memiliki batang yang tebal untuk menyimpan air, daun tereduksi menjadi duri dan memiliki kultikula, akar panjang dan menyebar luas sehingga dapat menyerap air dari daerah yang luas. Contohnya kaktus dan kurma. Sedangkan, higrofit adalah tumbuhan yang hidup di lingkungan lembab. Contohnya lumut dan paku-pakuan Bagaimana cara tumbuhan tersebut beradaptasi dengan lingkungannya? Tumbuhan ini beradaptasi melalui bentuk daun yaitu daun lebar dan relatif tipis.

C. Seleksi Alam

Apakah yang dimaksud dengan ”seleksi alam”? Dalam kehidupan sehari-hari, seleksi berarti pemilihan, dan alam berarti segala sesuatu yang ada di sekitar makhluk hidup.

Jadi, seleksi alam adalah pemilihan makhluk hidup yang dapat hidup terus dan tidak dapat hidup terus yang dilakukan oleh lingkungan sekitar dan terjadi secara alamiah. Bisa juga diartikan sebagai musnahnya beberapa makhluk hidup karena tidak dapat menyesuaikan diri.

1. Faktor penyeleksi alam

a. Suhu lingkungan

Di daerah dingin dijumpai hewan-hewan mamalia yang berbulu tebal, sedangkan di daerah tropis hewan mamalianya berbulu tipis. Dalam hal ini, yang menjadi faktor penyeleksi adalah suhu lingkungan. Mengapa demikian? Karena hewan mamalia yang berbulu tipis umumnya tidak akan bisa menyesuaikan diri pada lingkungan yang bersuhu sangat rendah sehingga hewan tersebut akan tereliminasi dan punah. Pernahkah kamu mendengar tentang beruang kutub? Apa yang kamu ketahui tentang beruang kutub? Beruang kutub berbulu tebal untuk membuatnya tetap hangat. Selain bulunya, beruang kutub juga mempunyai lapisan lemak yang digunakan untuk menghangatkan tubuhnya.

b. Makanan

Setiap makhluk hidup memerlukan makanan. Makanan adalah kebutuhan primer makhluk hidup. Makanan akan menjadi faktor penyeleksi jika terjadi perebutan makanan. Makhluk hidup yang kuat dan mempertahankan makanannya akan dapat berlangsung hidup, sebaliknya hewan yang lemah dan tidak mampu bersaing dalam perebutan makanan akan tereliminasi dan punah.

c. Cahaya matahari

Faktor matahari berhubungan dengan penyeleksian tumbuhan tingkat tinggi yang berklorofil. Mengapa demikian? Karena tumbuhan menggunakan cahaya matahari untuk pembentukan makanan.

2. Kepunahan makhluk hidup

Berdasarkan temuan fosil-fosil, dapat diketahui bahwa banyak jenis makhluk hidup yang hidup pada jaman dahulu tidak ditemukan lagi sekarang. Tetapi ada juga yang masih hidup sampai sekarang yaitu capung.  Capung adalah hewan yang hidup pada jaman karbon sampai sekarang. Hewan lain yang hampir mirip dengan hewan yang telah punah adalah kadal dan komodo. Ketiga hewan tersebut adalah hewan yang tergolong dalam fosil hidup.

Dinosaurus merupakan contoh hewan yang telah punah.

Para ilmuan berpendapat bahwa yang menyebabkan kepunahan hewan ini adalah perubahan iklim. Iklim yang terganggu akan menyebabkan kematian banyak jenis tumbuhan sehingga dinosaurus herbivor tidak bisa mendapatkan makanan. Sedangkan Dinosaurus karnivora dapat bertahan hidup untuk sementara. Tetapi dengan berjalannya waktu,hewan karnivora pun mati.

D. Perkembangbiakan

Perkembangbiakan makhluk hidup dapat dipergunakan untuk melangsungkan kehidupan. Karena bila tanpa perkembangbiakan, maka makhluk hidup akan punah.

Misalkan pada suatu perkebunan terdapat populasi belalang yang terkena radiasi, sehingga belalang jantan menjadi mandul dan tidak dapat melakukan perkawinan dengan belalang betina.

Ketidakmampuan belalang untuk berkembang biak akan menyebabkan belalang di perkebunan tersebut punah. Jadi,belalang tersebut tidak dapat menjaga kelestarian jenisnya karena tidak mampu berkembang biak.

Makhluk hidup ada yang mempunyai daya berkembang biak tinggi dan rendah.

Makhluk hidup yang mempunyai daya berkembang biak tinggi akan mudah menjaga kelestarian

hidupnya. Misalnya tikus, kucing, ilalang, dan enceng gondok. Mungkin kamu menemukan contoh lain yang ada di sekitarmu,coba sebutkan. Makhluk hidup yang mempunyai daya berkembang biak rendah sangat sulit menjaga kelangsungan dan kelestarian jenisnya. Misalnya gajah, hanya beranak sekali dalam dua tahun dan setiap kali beranak hanya seekor. Demikian pula badak, komodo, kancil, burung merak, jerapah, harimau, dan ikan paus biru yang hanya menghasilkan dua anak dalam waktu 10 tahun. Hewan yang memiliki daya berkembang biak rendah merupakan hewan-hewan yang terancam kelestariannya. Selain hewan, tumbuhan juga dilindungi oleh negara karena kelangkaan dan daya berkembang biaknya rendah.

Tahukah kamu tumbuhan yang dilindungi oleh negara?

Bunga bangkai (Refflesia Arnoldi), anggrek bulan Ambon, kemang, kepuh, kayu ulin Kalimantan, kemenyan, dan gaharu dilindungi oleh negara.

E. Cara Perkembangbiakan Makhluk Hidup

1. Perkembangbiakan vegetatif

Apa yang kamu ketahui tentang perkembangbiakan vegetatif? Perkembangbiakan secara vegetatif adalah perkembangbiakan yang tidak melibatkan sel kelamin atau tidak terjadi perkawinan. Perkembangbiakan ini disebut perkembangbiakan aseksual.

Ada dua macam perkembangbiakan vegetatif, yaitu vegetatif alami dan vegetatif buatan.

a. Vegetatif alami

Perkembangbiakan vegetatif alami terjadi apabila berlangsung sewajarnya tanpa campur tangan manusia.Alat reproduksi vegetatif alami adalah sebagai berikut.

1) Tunas, adalah tumbuhan muda yang baru tumbuh di ujung batang atau ketiak daun. Ada dua macam tunas, yaitu tunas adventif dan tunas biasa.  Tunas adventif adalah tunas yang keluar selain dari ujung batang dan ketiak daun. Contohnya tunas pisang, cocor bebek, dan bambu. Sedangkan tunas biasa adalah tunas yang tumbuh pada ketiak daun dan ujung batang.

2) Umbi, adalah tempat untuk menyimpan makanan. Selain itu, umbi juga dapat digunakan sebagai alat perkembangbiakan.

Pernahkah kamu melihat kebun ketela rambat, kentang, dan bawang? Ketela rambat, kentang, dan bawang mempunyai umbi. Umbi pada tumbuhan ini digunakan untuk alat perkembangbiakan dan tempat cadangan makanan.

3) Rhizoma, adalah batang yang menjalar di bawah permukaan tanah. Cotohnya laos, kencur, dan jahe.

4) Stolon, adalah batang yang menjalar di atas permukaan tanah. Contohnya pegagan, arbei, dan rumput teki.

b. Vegetatif buatan

Perkembangbiakan dengan cara vegetatif buatan sering dilaksanakan untuk pembudidayaan tanaman. Misalnya mencangkok, merunduk, dan menyambung.

2. Perkembangbiakan secara generatif

Perkembangbiakan generatif disebut juga dengan perkembangbiakan seksual, karena melibatkan sel-sel kelamin.

Perkembangbiakan tersebut dimulai dengan peleburan sel kelamin jantan dan sel kelamin betina yang kemudian menghasilkan zigot. Zigot berkembang menjadi individu baru.

Perkembangbiakan pada tumbuhan didahului dengan peristiwa penyerbukan, kemudian diiringi peristiwa pembuahan.

Apa yang dimaksud dengan penyerbukan? Penyerbukan adalah peristiwa sampainya serbuk sari ke kepala putik. Sampainya serbuk sari ketujuannya dibantu oleh angin, burung, serangga, kelelawar, air, dan manusia. Sedangkan pembuahan adalah peleburan antara sel sperma dan sel telur yang akan menghasilkan zigot dan berkembang menjadi individu baru yang memiliki sifat bervariasi di antara kedua induknya.

                                                                                                                 

                                                                                                                 Gambar penyerbukan yang

                                                                                                                          di bantu oleh serangga.

BAB.5

PEWARISAN SIFAT

A. Materi Genetis

Coba kamu perhatikan makhluk hidup di sekitarmu.

Apakah setiap makhluk hidup mempunyai sifat-sifat yang sama? Manusia, hewan, dan tumbuhan mempunyai sifat-sifat yang berbeda. Sifat-sifat beda yang terdapat pada makhluk hidup dikendalikan oleh materi genetis. Materi genetis ini berupa substansi yang disebut gen. Jumlah gen sangat banyak untuk menyeimbangi banyaknya makhluk hidup. Kumpulan gengen tersebut disebut kromosom. Kromosom akan menempati sebuah sel, dan sel tersebut memiliki kromosom yang berbedabeda.

Ada dua macam kromosom yang ada dalam sel kelamin, yaitu kromosom X dan kromosom Y. Pada wanita kromosomnya adalah XX dan pada pria adalah XY.

1. Kromosom

           Apa yang kamu ketahui tentang kromosom? Coba kamu ingat kembali pelajaran kelas VII. Kromosom adalah benang-benang halus yang berfungsi sebagai pembawa informasi genetis kepada keturunannya. Jika sel yang sedang aktif untuk membelah dilihat di bawah mikroskop biasa, maka akan terlihat benang-benang kromatin. Benang tersebut memendek, menebal, dan mudah menyerap zat warna sehingga tampak seperti benang halus. Setiap spesies makhluk hidup memiliki kromosom yang khas dan tetap.

a. Kromosom homolog

Apa yang kamu ketahui tentang kromosom homolog? Kromosom homolog adalah kromosom yang berpasangpasangan, selalu mempunyai bentuk, panjang, letak sentromer, dan struktur yang sama atau hampir sama. Sentromer adalah kepala atau pusat kromosom, letaknya ada yang di tengah, ujung, dan sepertiga panjang kromosom. Pada tubuh manusia terdapat 46 kromosom, terdiri atas 23 kromosom berpasangan (homolog). Setiap pasang kromosom homolog adalah satu macam, sehingga kromosom sel tubuh manusia terdiri atas 23 macam.

b. Kromosom diploid (2n)

Ploid adalah jumlah perangkat kromosom, jadi kromosom diploid adalah dua perangkat kromosom. Kromosom diploid terjadi karena kromosom selalu berpasangan (homolog), maka di dalam setiap inti sel tubuh terdapat dua set atau dua perangkat kromosom (diploid).

c. Kromosom haploid (n)

Haploid adalah kromosom yang tidak memiliki pasangan atau hanya memiliki seperangkat kromosom.  Pada waktu pembentukan sel kelamin, sel induk kelamin membelah secara meiosis sehingga sel kelamin mengandung kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induknya.

Jadi, kromosom sel kelamin manusia tetap mengandung 23 kromosom tetapi tidak berpasangan.

Pada saat terjadi pembuahan, kromosom sel kelamin bergabung dalam zigot. Kromosom yang disumbangkan adalah kromosom haploid, kemudian kromosom haploid berpasangpasangan

membentuk kromosom homolog, kemudian zigot menjadi diploid. Selanjutnya zigot membelah secara mitosis berulang kali sehingga dihasilkan tubuh manusia seutuhnya. Pada masa pubertas kelenjar kelamin akan membentuk sel kelamin yang mengandung seperangkat kromosom (haploid).

2. Gen

Gen adalah bagian kromosom atau satu kesatuan kimia dalam kromosom yang mengendalikan ciri genetis suatu makhluk hidup. Gen bersifat menurun dari induk kepada anaknya.

Pembelahan kromosom akan terjadi pada saat sel akanmembelah. Sebelum pembelahan kromosom, akan terjadi penggandaan gen yang terdapat di dalam kromosom. Jadi, urutannya adalah penggandaan gen, pembelahan kromosom,dan pembelahan sel.

Susunan gen yang menentukan sifat-sifat suatu individu disebut genotipe. Kemudian genotipe akan memunculkan sifatsifat fenotipe.

 Tahukah kamu perbedaan dari genotipe dengan fenotipe? Genotipe adalah sifat makhluk hidup yang tidak tampak sehingga tidak bisa diamati dengan indera. Sifat ini biasanya disimbolkan dengan sepasang huruf, misalnya gen rambut lurus disimbolkan dengan LL, gen warna merah disimbolkan dengan MM, gen buah bulat disimbolkan dengan BB, dan sebagainya.

Simbol genotipe tidak hanya menggunakan huruf besar tetapi juga huruf kecil. Huruf besar berarti sifat dominan, sedangkan huruf kecil berarti sifat resesif. Misalnya TT berarti sifat tinggi, dan tt berarti sifat rendah. Sifat tinggi akan mendominasi sifat rendah sehingga jika dikawinkan menghasilkan keturunan yang bersifat tinggi (Tt). Contoh lain misalnya, sifat warna merah pada bunga dominan terhadap sifat warna putih sehingga warna merah disimbolkan dengan M dan warna putih disimbolkan dengan m.

Genotipe yang tersusun dari sifat dominan saja (AA) atau resesif saja (aa) disebut homozigot. Sedangkan genotipe yang tersusun dari sifat dominan dan resesif (Aa) disebut heterozigot.

Fenotipe adalah sifat makhluk hidup yang tampak sehingga bisa diamati oleh alat indra. Misalnya rasa buah manis, rambut lurus, bentuk buah bulat, dan tinggi rendahnya badan. Fenotipe ditentukan oleh faktor genotipe dan lingkungan.

B. Persilangan Monohibrid dan Dihibrid

Dalam suatu persilangan perlu diketahui terlebih dahulu istilah-istilah yang digunakan. Istilah-istilah dalam persilangan dapat kamu pahami pada uraian berikut.

􀂉 Pariental (P), artinya induk atau orang tua.

􀂉 Filial (F), artinya keturunan.

☯ keturunan pertama (F1) = anak

☯ keturunan kedua (F2) = cucu

􀂉 Genotipe adalah sifat-sifat menurun yang tidak nampak dari luar, disimbolkan dengan pasangan huruf. Contoh: AA, Aa, aa, AABB,dan AaBB.

􀂉 Gamet adalah sel kelamin dan berasal dari genotipe. Contoh: genotipe Aa, gametnya A dan a.

􀂉 Fenotipe adalah sifat menurun yang nampak dari luar. Contoh: buah besar, buah kecil, rasa manis, rasa asam, batang tinggi, dan batang pendek.

􀂉 Dominan adalah sifat-sifat gen yang selalu nampak atau muncul, disimbolkan dengan huruf besar.

Contoh: AA, BB, dan CC.

􀂉 Gen resesif adalah sifat-sifat gen yang tidak selalu nampak baru muncul apabila bersama-sama gen resesif lain, disimbolkan dengan huruf kecil.

Contoh: aa, bb, dan cc.

􀂉 Homozigot adalah pasangan gen yang sifatnya sama. Contoh: AA, aa, BB, bb, CC, dan cc.

􀂉 Heterozigot adalah pasangan gen yang tidak sama. Contoh: Aa, Bb, dan Cc.

1. Monohibrid

Persilangan monohibrid adalah persilangan antara du individu sejenis dengan memperhatikan satu sifat beda. Misalnya persilangan antara rambutan yang berbuah manis dengan rambutan yang berbuah masam, persilangan antara ayam berbulu putih dengan ayam berbuluh hitam, manusia  berkulit putih dengan manusia berkulit hitam, dan suami yang bertubuh tinggi dengan istri yang bertubuh rendah. Persilangan antara sesamanya dapat digambarkan dalam bentuk diagram. Diagram tersebut dikenal sebagai diagram Punnett. Tahukah kamu bentuk dari diagram Punnet? Diagram Punnet berbentuk belah ketupat atau dapat juga horisontal

a. Test Cross

Test cross adalah penyilangan individu yang ingin diketahui genotipenya dengan individu bergenotipe homozigot resesif. Hasil persilangan tersebut mempunyai dua kemungkinan sebagai berikut.

1) Jika tanaman bergenotipe BB disilangkan dengan tanaman bergenotipe bb (homozigot resesif), maka akan menghasilkan keturunan yang bergenotipe Bb semuanya. Dengan B = bulat, b = keriput. Jadi, semua keturunan memiliki biji bulat.

P (induk) : BB × bb

Garmet : B dan b

F1 (keturunan ke-1)

Genotipe F1 : Bb

Jadi, keturunan yang dihasilkan Bb.

2) Jika tanaman tersebut bergenotipe Bb disilangkan dengan tanaman bergenotipe bb (homozigot resesif), maka akan menghasilkan keturunan bergenotipe Bb dan bb.  Berdasarkan tes cross yang dilakukan oleh Mendel, kamu bisa mengetahui bahwa sifat bulat (B) dominan terhadap sifat keriput (b) sehingga individu yang bergenotipe Bb mempunyai fenotipe bulat, dan genotipe individu yang berfenotipe bulat adalah BB dan Bb.

b. Sifat intermediet

Sifat intermediet dipengaruhi oleh gen dominan yang tidak jenuh. Seperti yang dilakukan oleh Mendel terhadap tanaman Antirrhinum majus berbunga merah galur murni (MM) disilangkan dengan Antirrhinum majus berwarna putih galur murni (mm). Hasil keturunan yang didapatkan oleh Mendel adalah Antirrhinum majus yang berfenotipe warna merah muda, bukan berwarna merah meskipun genotipenya Mm. Coba kamu perhatikan penurunan sifat  di bawah ini.

P (induk) : MM × mm

Gamet : M dan m

F1 (keturunan ke-1)

	M
m	Mm

Genotipe F1 : Mm

Jika F1 disilangkan dengan sesamanya maka diperoleh:

P (induk) : Mm × Mm

Gamet : M, m dan M, m

F2 (keturunan ke-2)

	M	Mm
M	MM	Mm
M	Mm	mm

Genotipe F1 : MM, 2 Mm, mm

Fenotipe : Merah, merah muda, putih

Pada uraian sebelumnya, terlihat bahwa tanaman dengan bunga warna merah muda, dikawinkan dengan tanaman bunga warna putih, akan menghasilkan satu tanaman dengan bunga warna merah muda tanpa membawa sifat putih, dua tanaman dengan bunga warna merah muda, tetapi membawa sifat putih, dan satu tanaman warna putih.

2. Persilangan dihibrid

Kamu sudah belajar tentang persilangan monohibrid, apakah persilangan monohibrid sama dengan dihibrid? Apa  yang kamu ketahui tentang persilangan dihibrid? Coba kamu pelajari penjelasan berikut. Persilangan dihibrid adalah persilangan dua individu sejenis dengan memperhatikan dua

sifat beda. Mendel telah melakukan percobaan dengan menyilangkan kacang ercis galur murni yang mempunyai dua sifat beda, yaitu antara kacang ercis berbiji bulat berwarna kuning (BBKK) dengan kacang ercis berbiji keriput berwarna hijau (bbkk). Kedua kacang tersebut memiliki dua sifat beda

yaitu bentuk dan warna biji. Dapatkah kamu menentukan  hasil persilangan dari kedua kacang ercis tersebut? Coba  kamu pelajari penurunan sifat dari kacang ercis berbiji bulat berwarna kuning (BBKK) dengan kacang ercis berbiji keriput berwarna hijau (bbkk) berikut.

P (induk) : BBKK × bbkk

Gamet : BK dan bk

F1 (keturunan ke-1)

	BK
Bk	BbKk

Genotipe F1 : BbKk

Fenotipe F1 : Biji bulat dan berwarna kuning

Jika genotipe dari F1 disilangkan sesamanya, maka hasilnya adalah:

P (induk) : BbKk × BbKk

Gamet : BK, Bk, bK, bk dan BK, Bk, bK, bk

F2 (keturunan ke-2)

	BK	Bk	bK	bk
BK	BBKK	BBKk	BbKK	BbKk
Bk	BBKk	BBkk	bbKk	bBkk
bK	BbKK	BbkK	bbKK	bbkK
Bk	BbKk	Bbkk	bbKk	bbkk

Genotipe F2 : BBKK, BBkk, bbKK, bbkk, 2BBKk, 2BbKK,

4BbKk, 2Bbkk, 2bbKk

Fenotipe F2 : Biji bulat dan berwarna kuning, biji bulat berwarna hijau, biji keriput berwarna

kuning, biji keriput berwarna hijau.

C. Keuntungan Mengembangkan Bibit Unggul

Pernahkah kamu mendengar tentang bibit unggul? Apa yang kamu ketahui tentang bibit unggul? Adakah keuntungan ketika kamu menggunakan bibit unggul? Kamu akan belajar tentang bibit unggul pada penjelasan berikutnya? Bibit unggul adalah bibit tanaman atau hewan yang mempunyai sifat yang baik dari tanaman atau hewan yang sejenis lainnya. Sifat unggul pada tanaman memiliki ciri-ciri sebagai berikut.

1. Waktu berbuah atau produksinya cepat.

2. Hasil produksinya banyak.

3. Rasa buahnya atau rasa hasil produksinya enak.

4. Tahan terhadap hama dan gulma serta penyakit.

5. Tahan terhadap perubahan iklim dan kondisi tanah yang  bervariasi.

6. Pohonnya pendek.

Sifat unggul pada hewan memiliki ciri-ciri sebagai berikut.

1. Tahan terhadap penyakit.

2. Tahan terhadap perubahan iklim.

3. Hasil produksinya berkualitas tinggi.

Tahukah kamu bahwa bibit unggul dapat diperoleh dengan cara hibridisasi. Apa yang dimaksud dengan hibridisasi? Hibridisasi adalah mengawinkan dua jenis hewan atau tumbuhan yang berbeda varietas dan memiliki sifat-sifat unggul. Selain itu juga bisa didapat dengan cara mutasi gen dan inseminasi buatan (kawin suntik). Keuntungan mengembangbiakkan tanaman dan hewan dengan memperhatikan sifat unggul adalah sebagai berikut.

1. Dapat menghasilkan produk yang bermutu tinggi. Misalnya:

☯ Menghasilkan produk susu yang bermutu tinggi dari sapi yang merupakan bibit unggul dari hasil penyilangan.

☯ Daging yang berkualitas tinggi dari sapi Brahma dan ayam pedaging broiler.

☯ Menghasilkan beras yang bermutu tinggi dari padi unggul, misalnya padi C, Gading, Centani, Remaja, dan padi unggul dari Philipina seperti PB 5, PB 8, dan PB 36.

☯ Menghasilkan rambutan yang berbuah manis dan besar  serta pohonnya rendah yang didapat dari hasil penyilangan.

2. Bisa menghemat biaya dan tenaga kerja, misalnya teknologi tanam benih langsung yang disebut TOT Tabela dengan menggunakan jenis padi Mamberomo dan Cibobas.

3. Dapat mempercepat produksi, misalnya padi unggul Mamberomo dan Cibobas yang masa panennya 2 minggu  Lebih cepat.

4. Tanaman dan hewan akan berumur panjang karena sifat unggulnya yang tahan terhadap penyakit dan iklim. Misalnya padi VUTW (Varietas unggul tahan wereng) dan padi IR 64.

BAB 6

TEKNOLOGI

REPRODUKSI DAN

BIOTEKNOLOGI

A. Rekayasa Reproduksi

Ada beberapa teknik rekayasa reproduksi yang kita kenal, antara lain dengan cara kultur jaringan, kloning, hibridisasi, inseminasi buatan, dan bayi tabung.

1. Kultur jaringan

Pelaksanaan teknik kultur jaringan bertujuan untuk memperbanyak jumlah tanaman. Tanaman yang dikultur biasanya adalah bibit unggul. Dengan teknik ini, kita bisa mendapatkan keturunan bibit unggul dalam jumlah yang banyak dan memiliki sifat yang sama dengan induknya. Kultur jaringan sebenarnya memanfaatkan sifat totipotensi yang dimiliki oleh sel tumbuhan. Apa yang dimaksud dengantotipotensi? Totipotensi yaitu kemampuan setiap sel tumbuhan untuk menjadi individu yang sempurna. Teori totipotensi ini dikemukakan oleh G. Heberlandt tahun 1898. Dia adalah seorang ahli fisiologi yang berasal dari Jerman. Pada tahun 1969, F.C. Steward menguji ulang teori tersebut dengan menggunakan objek empulur wortel. Dengan mengambil satu sel empulur wartel, F.C. Steward bisa menumbuhkannya menjadi satu individu wortel. Pada tahun 1954, kultur jaringan dipopulerkan oleh Muer, Hildebrandt, dan Riker. Kultur jaringan memerlukan pengetahuan dasar tentang kimia dan biologi. Pada teknik ini kamu hanya membutuhkan bagian tubuh dari tanaman. Misalnya batang hanya seluas beberapa millimeter persegi saja. Jaringan yang kamu ambil untuk dikultur disebut eksplan. Biasanya, yang dijadikan eksplan adalah jaringan muda yang masih mampu membelah diri. Misalnya ujung batang, ujung daun, dan ujung akar. Apa keuntungan dari kultur jaringan? Keuntungan dari kultur jaringan adalah:

􀂉 Dalam waktu singkat dapat menghasilkan bibit yang diperlukan dalam jumlah banyak.

􀂉 Sifat tanaman yang dikultur sesuai dengan sifat tanaman induk.

􀂉 Tanaman yang dihasilkan lebih cepat berproduksi.

􀂉 Tidak membutuhkan area tanam yang luas.

􀂉 Tidak perlu menunggu tanaman dewasa, kita sudah dapat membiakkannya.

2. Kloning

Kloning adalah penggunaan sel somatik makhluk hidup multiseluler

untuk membuat satu atau lebih individu dengan materi genetik yang

sama atau identik. Kloning ditemukan pada tahun 1997 oleh

Dr. Ian Willmut seorang ilmuan Skotlandia dengan

menjadikan sebuah sel telur domba yang telah direkayasa menjadi

seekor domba tanpa ayah atau tanpa perkawinan. Domba hasil

rekayasa ilmuan Skotlandia tersebut diberi nama Dolly.

Cara kloning domba Dolly yang dilakukan oleh Dr. Ian

Willmut adalah sebagai berikut.

a. Mengambil sel telur yang ada dalam ovarium domba betina,  dan mengambil kelenjar mamae dari domba betina lain.

b. Mengeluarkan nukleus sel telur yang haploid.

c. Memasukkan sel kelenjar mamae ke dalam sel telur yang tidak memiliki nukleus lagi.

d. Sel telur dikembalikan ke uterus domba induknya semula (domba donor sel telur).

e. Sel telur yang mengandung sel kelenjar mamae dimasukkan ke dalam uterus domba, kemudian domba tersebut akan hamil dan melahirkan anak hasil dari kloning. Jadi, domba hasil kloning merupakan domba hasil perkembangbiakan secara vegetatif karena sel telur tidak dibuahi oleh sperma. Kloning juga bisa dilakukan pada seekor katak. Nukleus yang berasal dari sebuah sel di dalam usus seekor kecebong ditransplantasikan ke dalam sel telur dari katak jenis lain yang nukleusnya telah dikeluarkan. Kemudian, telur ini akan berkembang menjadi zigot buatan dan akan berkembang lagi menjadi seekor katak dewasa. Kloning akan berhasil apabila nukleus ditransplantasikan ke dalam sel yang akan menghasilkan embrio (sel telur) termasuk sel germa. Sel germa adalah sel yang menumbuhkan telur dari sperma.

3. Makhluk hidup transgenik

Makhluk hidup transgenik sering disebut sebagai GMOs (Genetically Modified Organisms) yang merupakan hasil rekayasa genetika. Teknik ini mengubah faktor keturunan untuk mendapatkan sifat baru. Teknik ini dikenal dengan rekayasa genetika atau teknologi plasmid. Pengubahan gen dilakukan dengan jalan menyisipkan gen lain ke dalam plasmid sehingga menghasilkan individu yang memiliki sifat tertentu sesuai dengan keinginan si pembuat.

4. Hibridisasi

Pada pelajaran sebelumnya, kamu telah mengenal hibridisasi. Apa yang kamu ketahui tentang hibridisasi? Hibridisasi adalah persilangan antara varietas dalam spesies yang sama yang memiliki sifat unggul. Hasil dari hibridisasi adalah hibrid yang memiliki sifat perpaduan dari kedua induknya. Teknik ini dapat dilakukan pada tumbuhan dan hewan. Contoh hibrid tumbuhan yang telah dibudidayakan adalah jagung, kelapa, padi, tebu, dan anggrek.

5. Inseminasi buatan

Inseminasi buatan adalah pembuahan atau fertilisasi yang terjadi pada sel telur dengan sperma yang disuntikkan pada kelamin betina. Jadi, fertilisasi ini tidak membutuhkan hewan jantan, tetapi hanya membutuhkan spermanya saja.

Tahukah kamu mengapa inseminasi buatan dilakukan? Inseminasi buatan dilakukan karena bibit pejantan unggul yang hendak dikawinkan dengan bibit betina lokal tidak memiliki waktu masa subur yang bersamaan. Bibit pejantan dikawinkan dengan bibit betina lokal supaya dapat menghasilkan keturunan yang lebih baik. Teknologi ini menggunakan metode penyimpanan sperma pada suhu rendah (−80o sampai −20o). Jadi, untuk mendapatkan bibit pejantan unggul untuk mengawini bibit

betina lokal tidak perlu dengan membawa individunya tetapi cukup dengan membawa spermanya. Hal ini juga memudahkan proses pengiriman dari suatu negara ke negara lain.

6. Bayi tabung

Bayi tabung adalah bayi yang merupakan hasil pembuahan yang berlangsung di dalam tabung. Teknologi ini sebenarnya kelanjutan dari teknologi inseminasi buatan, hanya proses pembuahan pada bayi tabung terjadi di luar sedangkan inseminasi terjadi di dalam tubuh. Kedua-duanya sama-sama merupakan perkembangbiakan generatif. Kita biasanya sering mendengar istilah bayi tabung bagi pasangan yang kesulitan untuk mendapatkan keturunan. Hal ini merupakan jalan pintas bagi mereka untuk segera mendapatkan keturunan. Tahukah kamu proses pembuatan bayi tabung? Proses pembuatan bayi tabung adalah sebagai berikut.

a. Sel telur yang mengalami ovulasi pada induk atau wanita diambil dengan suatu alat dan disimpan di dalam tabung yang berisi medium seperti kondisi yang ada pada rahim wanita hamil.

b. Sel telur dipertemukan dengan sperma di bawah mikroskop dan diamati sehingga terjadi fertilisasi.

c. Sel telur yang sudah dibuahi tersebut dikembalikan ke dalam tabung.

d. Jika sel telur yang sudah dibuahi disebut zigot. Zigot berkembang dengan baik dan menjadi embrio, maka embrio tersebut akan disuntikkan kembali ke dalam rahim induknya semula.

B. Dampak Rekayasa Reproduksi

Rekayasa teknologi tidak semuanya berdampak positif bagi kehidupan manusia maupun bagi makhluk hidup lain dan lingkungan. Teknologi yang diciptakan dengan tujuan untuk memakmurkan umat manusia bisa saja menghancurkan manusia itu sendiri jika tidak diikuti dengan keimanan dan ketaqwaan.

􀂉 Dampak positif rekayasa reproduksi sebagai berikut.

☯ Menciptakan bibit unggul.

☯ Meningkatkan gizi masyarakat.

☯ Melestarikan plasma nutfah.

☯ Meningkatkan kualitas dan kuantitas produksi sesuai dengan keinginan manusia.

☯ Membantu pasangan yang kesulitan mendapatkan anak dengan jalan pintas yaitu bayi tabung.

􀂉 Dampak negatif rekayasa reproduksi sebagai berikut.

☯ Pada perbanyakan keturunan dengan kultur jaringan yang memiliki materi genetis yang sama akan mudah terkena penyakit.

☯ Merugikan petani dan peternak lokal yang mengandalkan reproduksi secara alami.

☯ Dikhawatirkan adanya penyalahgunaan teknologi reproduksi untuk kepentingan pribadi yang merugikan orang lain. Misalnya misi sebuah negara yang hendak menguasai dunia dengan menciptakan prajurit tangguh dengan teknik pengkloningan.

☯ Mengganggu proses seleksi alam.

C. Bioteknologi

Negara kita termasuk negara yang kaya akan sumber pangan baik yang ada di darat maupun yang ada di laut. Tetapi kita tidak cukup bangga akan kekayaan itu jika tidak didukung dengan sumber daya manusia (SDM) yang tinggi untuk mengelola sumber daya alam (SDA) tersebut. Dengan pengetahuan yang tinggi, manusia dapat mengelola sumber daya alam menjadi suatu produk yang bernilai tinggi dengan menerapkan bioteknologi di bidang pertanian maupun di bidang peternakan.

Apa yang kamu ketahui tentang bioteknologi? Apa yang dimaksud dengan bioteknologi? Bioteknologi adalah prinsipprinsip dari ilmu dan teknologi untuk memproses materi melalui agen biologi agar dapat meningkatkan nilai tambah. Bioteknologi adalah pemanfaatan biologi untuk kesejahteraan  umat manusia. Mungkin kamu belum menyadari bahwa tempe yang menjadi makanan keluarga, mudah didapat dan murah adalah hasil dari bioteknologi. Adanya tempe membuktikan bahwa bioteknologi tidak serumit apa yang kita bayangkan dan tidak selamanya membutuhkan dana yang besar. Tahukah kamu bahwa bioteknologi mengalami kemajuan yang sangat pesat. Semua orang berlomba-lomba melakukan rekayasa genetika, yaitu dengan menyisipkan sepotong gen yang memiliki sifat tertentu ke dalam sel lain. Rekayasa genetika ini disebut dengan DNA rekombinan. Misalnya memanfaatkan bakteri untuk menghasilkan insulin, memanfaatkan jamur untuk dapat menghasilkan antibiotika seperti penisilin, dan memanfaatkan virus untuk menghasilkan vaksin.

D. Produk-produk Bioteknologi

Bioteknologi konvensional adalah bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme sebagai alat untuk menghasilkan produk dan jasa, misalnya jamur dan bakteri yang menghasilkan enzim-enzim tertentu untuk melakukan metabolisme sehingga diperoleh produk yang diinginkan. Sedangkan bioteknologi modern adalah bioteknologi yang menggunakan teknik rekayasa genetika, seperti DNA rekombinan. DNA rekombinan yaitu pemutusan dan penyambungan DNA, dengan cara kultur jaringan, kloning, dan fusi sel. Coba kamu ingat kembali proses kultur jaringan dan kloning pada materi sebelumnya. Sedangkan fusi sel yaitu meleburkan sel antara jenis yang berbeda seperti sel manusia dengan sel tikus untuk memproduksi antibodi.

Tahukah kamu bahwa bioteknologi juga dapat dimanfatkan dalam bidang pertanian, peternakan, kesehatan, industri, dan pertambangan. Dalam bidang pertanian dan peternakan, bioteknologi modern mampu menciptakan bibitbibit unggul yang akan memberikan produk bermutu tinggi secara kualitas dan kuantitasnya. Dalam bidang kesehatan, bioteknologi mampu menciptakan produk obat untuk penyakit. Bioteknologi dalam bidang industri mampu menciptakan pemberantas hama secara biologis (Bacillus thuringensis) dan tanaman tahan hama karena dalam tubuhnya disisipi gen bakteri (tanaman transgenik). Sedangkan dalam bidang pertambangan, bioteknologi modern mampu melakukan pengolaan biji besi (Thiobacillus ferrooxidans).

Manfaat bioteknologi di bidang pertanian selain menciptakan bibit unggul, juga dapat diterapkan pada proses penanaman. Ada dua cara penanaman tumbuhan yang merupakan hasil

dari pengembangan bioteknologi, yaitu penanaman secara

hidroponik dan aeroponik. Kamu sering mendengar tentang

tanaman hidroponik, apa yang kamu ketahui tentang tanaman

hidroponik? Tanaman hidroponik adalah tanaman yang ditanam

dengan menggunakan media selain tanah, misalnya pasir, arang

sekam, batu apung, batu kali, dan air. Hidroponik

ditemukan oleh DR. W.F.  Geri Che dari Universitas

Califonia tahun 1936.

Pernahkah kamu melihat petani bercocok tanam dengan hidroponik? Apa keuntungan bercocok tanam dengan hidroponik? Keuntungan bercocok tanam dengan hidroponik adalah sebagai berikut.

􀂉 Tidak menggunakan lahan yang luas, bisa dilakukan di dalam ruang, dan teknik ini cocok diterapkan di daerah perkotaan yang tidak memiliki lahan pertanian.

􀂉 Hemat dalam penggunaan pupuk karena diberikan secara teratur sesuai dengan kebutuhan.

􀂉 Bebas dari serangan hama dan penyakit yang berasal dari dalam tanah.

􀂉 Menghasilkan tanaman yang bersih dan bermutu.

Selain hidroponik, pengembangan bioteknologi pertanian juga menghasilkan penanaman tumbuhan yang secara aeroponik. Apa yang kamu ketahui tentang aeroponik?

Penanaman secara aeroponik adalah menumbuhkan tanaman dengan membiarkan akar-akarnya bergantung. Pemberian nutrisinya dilakukan dengan cara menyemprotkan unsur hara secara priodik. Contoh tanaman yang sering ditumbuhkan dengan sistem aeroponik adalah tanaman hias seperti anggrek. Teknologi penanaman dengan teknik aeroponik juga bisa dilakukan pada tanaman sayuran, Teknik ini sekarang telah banyak dilakukan oleh orang karena caranya sangat sederhana dan peralatannyapun mudah didapat. Bagaimana cara kerja aeroponik? Cara kerja penanaman secara aeroponik tidak jauh beda dengan penanaman secara hidroponik. Bedanya hanya terletak pada media tanam. Hidroponik menggunakan media tanam berupa air, arang sekam, pasir, dan batu, sedangkan aeroponik tidak membutuhkan media padat hanya cukup dibiarkan bergelantungan.

BAB 7

KELISTRIKAN

A.     Listrik Statis

Pada saat kamu menyisir rambut kering, rambutmu tertarik oleh sisir. Mengapa rambut menempel di sisir?Pada mulanya rambut dan sisir bersifat netral. Suatu atom bersifat netral, karena jumlah proton dan elektron sama. Pada saat kamu menggosokkan sisir pada rambutmu, sejumlah atom di dalam rambutmu terganggu, sejumlah elektron di dalam rambutmu terlepas dan berpindah ke sisirmu. Akibatnya, sisirmu memperoleh tambahan elektron, dan sisirmu itu tidak lagi netral, tetapi memiliki muatan negatif. Rambutmu kehilangan elektron, sehingga rambutmu itu bermuatan positif.

Peristiwa ini merupakan contoh mendapatkan listrik statis dengan cara menggosok. Listrik statis adalah berkumpulnya muatan listrik pada suatu benda. Pikirkan contoh-contoh lain tentang listrik statis.

Pengosongan Muatan Listrik

Loncatan muatan listrik terjadi pada saat muatan listrik bergerak secara bersama-sama. Kejadian ini disebut pengosongan listrik statis. Petir merupakan salah satu contoh proses pengosongan. Pengosongan itu ditunjukkan oleh sambaran petir pada.

Pengosongan terjadi apabila tersedia suatu jalan bagi elektron-elektron untuk mengalir dari suatu benda bermuatan ke benda lain. Perpindahan muatan listrik statis dari satu benda ke benda lain disebut penetralan atau pengosongan muatan statis. Pengosongan itu lazim juga disebut pentanahan, karena muatan itu sering dikosongkan dengan cara menyalurkan ke tanah. Pengosongan muatan statis di udara dapat terjadi sangat besar sehingga menimbulkan suara dahsyat yang kita sebut petir.

                                                                                            

Sebelum terjadi petir, muatan  listrik terbentuk di dalam awan ketika butiranbutiran air saling menggosok satu sama lain. Kemudian terjadi pemisahan muatan di dalam awan. Bagian bawah awan menjadi bermuatan lebih negatif, menyebabkan muatanmuatan positif terinduksi ke permukaan tanah . Terjadi sambaran petir dari awan ke tanah ketika muatan negatif (elektron) meloncat dari awan bagian bawah ke titik tertinggi di atas tanah yang bermuatan positif.

Pengosongan tanpa Menimbulkan Kerusakan

Batang logam penangkal petir sering dipasang di atas atap rumah bertingkat atau di atas bangunan tinggi, dan dihubungkan ke dalam tanah melalui kabel logam. Penangkal petir, melindungi rumah dan bangunan tinggi tersebut dari kerusakan oleh energi listrik yang besar di dalam petir. Penangkal petir ini menyediakan suatu jalan aman, melalui pentanahan, agar arus listrik petir mengalir masuk ke dalam tanah, bukan melewati rumah atau bangunan lain.

Pernahkah kamu melihat bangunan tinggi yang dilengkapi dengan penangkal petir. Penangkal petir itu merupakan contoh pengosongan muatan listrik statis yang tidak menimbulkan kerusakan.

Elektroskop

Elektroskop adalah suatu piranti yang dapat digunakan untuk mendeteksi muatan. Sebagaimana diperlihatka di dalam sebuah peti kaca terdapat dua buah

daun elektroskop yang dapat bergerak (kadang-kadang yang dapat bergerak hanya satu daun saja), biasanya dibuat dari emas. Daun-daun elektroskop ini dihubungkan ke sebuah bola logam yang berada di luar peti kaca melalui suatu konduktor yang terisolasi dari  peti. Apabila benda yang bermuatan positif didekatkan ke bola logam, maka pemisahan muatan terjadi melalui induksi, elektron-elektron ditarik naik  menuju bola, sehingga kedua daun elektroskop bermuatan positif dan  saling menolak. Proses demikian disebut memuati dengan cara induksi.

 Sedangkan, jika bola dimuati dengan cara konduksi, maka bola logam konduktor, dan kedua daun elektroskop memperoleh muatan positif karena ditinggalkan elektronelektron yang bergerak menuju benda bermuatan positif tersebut.

Pada setiap kasus, makin besar muatan, maka makin lebar pemisahan daun-daun elektroskop.

Perlu dicatat bahwa dengan cara ini, kamu tidak dapat menentukan tanda muatan, karena dalam setiap kasus, kedua daun elektroskop saling menolak satu dengan yang lain. Meskipun demikian, suatu elektroskop dapat digunakan untuk menentukan “tanda muatan” jika pertama-tama pemisahan muatan dilakukan dengan cara konduksi, misalnya elektroskop bermuatan negatif. Jika benda bermuatan negatif didekatkan,maka lebih banyak elektron  diinduksi untuk bergerak ke bawah menuju daun-daun  elektroskop sehingga kedua daun ini terpisah lebih lebar.  Di sisi lain, jika muatan positif didekatkan, maka  elektron-elektron akan iinduksi untuk bergerak ke atas,  sehingga menjadi lebih negatif dan jarak pisah kedua daun  ini menjadi berkurang(menjadi lebih sempit).

Hukum Coulomb

Kamu telah melihat bahwa muatan tak sejenis tarik menarik dan muatan sejenis tolak menolak. Besar gaya ini bergantung pada besar muatan dan jarak antara muatan tersebut. Pada tahun 1785 seorang ahli fisika bangsa Perancis yang bernama Charles Coulomb (1736-1806) telah menyelidiki hubungan antara besaran-besaran tersebut di atas. Jenis peralatan yang digunakan oleh Coulomb. Batang yang diisolasi dengan bola-bola konduktor kecil A dan A’, digantungkan melalui kawat tipis. Bola yang sama yaitu B, ditempatkan di dekat bola A. Ketika bola A dan bola B bersama-sama disentuh dengan benda yang bermuatan, maka muatan menyebar ke kedua bola (bola A dan B) secara merata. Karena kedua bola A dan B memiliki ukuran yang sama, maka kedua bola tersebut menerima muatan dengan jumlah yang sama. Simbol untuk muatan adalah q. Oleh karena itu, besarnya muatan pada bola-bola A dan B dapat disimbolkan dengan notasi qA dan qB. Coulomb menemukan bagaimana gaya antara kedua bola yang bermuatan, A dan B tergantung pada jarak tertentu. Pertama ia dengan hati-hati mengukur besarnya gaya yang diperlukan untuk memutar kawat yang digantung melalui sudut yang diberikan. Dia kemudian menempatkan muatan yang sama pada bola A dan B serta mengubah jarak antara keduanya r. Gaya menggerakkan A dari posisi diamnya, memutar kawat yang digantung. Dengan mengukur pembelokan A, Coulomb dapat menghitung gaya penolakan. Colomb menunjukkan bahwa gaya F berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua pusat bola.

Untuk menyelidiki bagaimana gaya bergantung pada besarnya muatan, Coulomb harus mengubah muatan bola. Pertama-tama Coulomb memberi muatan A dan B sama seperti sebelumnya. Kemudian Coulomb menambahkan bola lain yang tidak bermuatan, dengan ukuran yang sama dengan B. Ketika bola tersebut disentuhkan ke bola B, maka kedua bola membagi muatan yang telah ada dengan bola B. Karena keduanya memiliki ukuran yang sama, maka bola B sekarang hanya memiliki separuh muatan semula. Oleh karena itu, muatan pada bola B hanya separuh muatan bola A. Setelah bola lain yang disentuhkan ke bola B tersebut dijauhkan dari bola B, maka Coulomb menemukan bahwa gaya antara A dan B menjadi separuh dari gaya antara A dan B semula (gaya antara A dan B sebelum adanya bola yang tidak bermuatan). Ia menyimpulkan bahwa gaya F, berbanding lurus dengan muatan-muatannya.

F μ qA qB

Setelah melakukan pengukuran yang sama, Coulomb menyimpulkan hasilnya dalam suatu hukum yang disebut Hukum Coulomb yang berbunyi:

Besarnya gaya antara muatan qA dan muatan qB, yang dipisahkan

oleh jarak r, adalah berbanding lurus dengan besarnya

kedua muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara

Satuan Muatan: coulomb (C)

Muatan suatu benda sangat sulit diukur secara langsung. Akan tetapi, Coulomb menunjukkan bahwa besarnya muatan dapat dikaitkan dengan besarnya gaya. Dengan demikian, ia dapat menentukan besarnya muatan yang terkait dengan besarnya gaya yang dihasilkan. Satuan muatan dalam SI adalah coulomb (C). Satu coulomb adalah muatan dari 6,25 x 1018 elektron atau proton. Ingat bahwa muatan proton dan elektron adalah sama. Muatan yang dihasilkan ledakan petir besarnya sekitar 10 coulomb. Muatan pada satu elektron hanya 1,60 x10^-19 C. Besarnya muatan suatu elektron disebut muatan elementer. Dengan demikian, benda sekecil apapun seperti uang logam pada sakumu mengandung lebih dari satu juta coulomb muatan negatif. Muatan yang dihasilkan dengan jumlah yang sangat besar ini hampir tidak ada efek eksternalnya sebab diimbangi dengan jumlah muatan positif yang sama. Akan tetapi jika muatan tidak seimbang, muatan yang kecilpun seperti 10^-9 C dapat mengakibatkan gaya yang besar.

B.Listrik Dinamis

Pernahkah kamu melihat bagian dalam sebuah radio pada saat radio itu dibongkar? Jika pernah, kamu kemungkinan pernah melihat komponen-komponen listrik kecil dari radio itu yang terhubung satu sama lain. Gambar 6.12 menunjukkan bagian dalam sebuah jam listrik dan radio kecil. Cara kerja peralatan ini rumit. Para ilmuwan, insinyur, dan teknisi menghabiskan bertahun-tahun untuk mengembangkan peralatan tersebut. Namun aliran listrik di dalam seluruh peralatan tersebut dikendalikan oleh hukum-hukum sederhana yang akan kamu  pelajari dalam Subbab ini. Banyak peralatan di sekitarmu yang menggunakan listrik untuk menghasilkan cahaya, panas, atau gerak.

Rangkaian Sederhana

Dalam kegiatan sebelumnya, kamu telah berhasilmembuat suatu rangkaian sederhana. Untuk menyalakanlampu itu, kamu harus membuat suatu jalan tidak putus

dengan kawat-kawat, dengan menghubungkan kawat-kawat

tersebut dari tiap ujung baterai ke sisi logam lampu yang

berbentuk ulir dan ke ujung logam pada dasar lampu seperti

ditunjukkan pada Gambar 6.14.

Apa yang kita butuhkan untuk menghasilkan listrik

yang dapat menyalakan lampu atau menghidupkan radio?

Pertama, membutuhkan kawat penghantar. Kedua, kita membutuhkan baterai sebagai sumber gaya gerak listrik untuk membuat elektron di dalam kawat bergerak. Ketiga, kamu harus melakukan apa yang telah kamu lakukan pada Kegiatan 3.3. Kamu harus menyediakan suatu jalan tidakputus, berupa rangkaian tertutup untuk elektron-elektron. Sebagai contoh, Gambar 6.15 adalah sebuah rangkaian tertutup. Listrik yang kamu gunakan itu disebut listrik dinamis.Lampu itu tidak menyala karena salah satu kawat tidak terhubung dengan lampu. Suatu rangkaian dengan celah merupakan rangkaian terputus atau terbuka. Pada sebuah rangkaian terbuka tidak ada jalan untuk elektron mengalir, dan elektron-elektron itu tidak dapat mengalir untuk menyalakan lampu, memutar kipas angin, atau menghidupkan radio.

Pikirkan kembali tentang kegiatan dengan sisir rambutpada Bab Listrik Statis. Kamu membuat elektron-elektron mengumpul pada sisir tersebut pada saat kamu menggosok sisir tersebut dengan kain wol. Kumpulan elektron pada sisir tersebut merupakan listrik statis, yaitu listrik yang tinggal pada satu tempat. Kamu membuat elektron-elektron mengalir mengelilingi suatu rangkaian. Bagaimana arah elektron-elektron mengalir mengelilingi rangkaian tersebut? Elektron mengalir dari suatu tempat yang memiliki lebih banyak elektron, yaitu kutub negatif baterai ke suatu tempat yang memiliki lebih sedikit elektron, yaitu kutub positif baterai. Gambar 6.17 menunjukkan arus elektron mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Akibat aliran elektron yang mengelilingi suatu rangkaian, maka timbullah arus listrik. Jadi arus listrik adalah elektron-elektron yang mengalir. Para ilmuwan berpikir arus listrik mengalir dari kutub positif baterai ke kutub negatif baterai. Arah arus listrik seperti ini menjadi kesepakatan. Jadi, arah arus elektron berlawanan dengan arah arus listrik. Gambar 6.18 menunjukkan arah arus listrik tersebut.

Hukum Ohm

Hukum Ohm menjelaskan bagaimana beda potensial atau tegangan dari sebuah sumber arus, kuat arus listrik, dan resistansi suatu rangkaian saling terkait. Hukum Ohm menyatakan: jika tegangan pada suatu rangkaian dinaikkan, arus dalam rangkaian akan naik; dan jika tegangan diturunkan, arus akan turun. Contoh, Jika tegangan diduakalikan, arus akan menjadi dua kali. Hubungan ini diilustrasikan, dengan meter menunjukkan tegangan dan arus.

Hukum Ohm juga memperlihatkan bahwa jika tegangan dijaga konstan, resistansi penghantar yang lebih kecil akan menghasilkan arus yang lebih besar dan resistansi rangkaian yang lebih besar akan menghasilkan arus yang lebih kecil. Contoh, jika resistansi dinaikkan dua kali dari 10 W menjadi 20 W, maka arusnya menjadi setengahnya.

Rumus untuk Kuat Arus Listrik

Menggunakan hukum Ohm, kuat arus listrik dalam suatu rangkaian dapat ditentukan dengan persamaan:

dimana I menyatakan kuat arus, V menyatakan tegangan, dan R menyatakan resistansi atau hambatan. Untuk resistansi yang tetap, jika tegangan yang diberikan ke rangkaian dinaikkan, arus akan naik; dan jika tegangan diturunkan arus akan turun.

Untuk tegangan yang tetap, jika resistansi dalam rangkaian dinaikkan, arus akan turun; dan jika resistansi diturunkan, arus akan naik.

Konduktor

Konduktor adalah suatu bahan yang memungkinkan elektron-elektron bergerak dengan mudah melalui bahan tersebut. Logam seperti tembaga dan perak terbuat dari atom-atom yang tidak memegang secara kuat elektronelektronnya, sehingga elektron-elektron bergerak dengan mudah melalui bahan yang terbuat dari jenis bahan ini. Oleh karena alasan tersebut, kawat listrik yang pada umumnya terbuat dari tembaga merupakan konduktor yang baik.

Perak juga menghantarkan listrik amat baik, namun perak jauh lebih mahal daripada tembaga.

Isolator

Apakah yang membungkus kawat yang menghubungkan radio dengan stop-kontak di dinding? Kawat itu biasanya dibungkus dengan bahan sejenis plastik, yaitu suatu bahan isolasi. Isolator adalah bahan yang tidak memungkinkan elektron-elektron mengalir dengan mudah melalui bahan tersebut. Selain plastik, kayu, karet, dan kaca merupakan isolator yang baik.

C.Rangkaian Listrik

Rangkaian Seri

Rangkaian lampu seperti gambar (a) pada Kegiatan 6.4,

atau sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 6.23 disebut

rangkaian seri. Karena bagian-bagian dari suatu rangkaian

seri disambung satu setelah yang lain, besarnya arus yang

mengalir sama untuk seluruh bagian rangkaian. Apabila kamu menghubungkan tiga amperemeter ke dalam rangkaian tersebut seperti ditunjukkan pada Gambar 6.24, ketiga amperemeter itu akan menunjukkan harga yang sama. Apa yang terjadi jika salah satu bagian rangkaian seri terputus? Dalam rangkaian seri arus listrik hanya mempunyai satu jalan yang dapat dilewati. Karena itu apabila ada bagian yang terputus, berarti rangkaian dalam keadaan terbuka dan arus pasti tidak mengalir. Apakah hal ini sesuai Mdengan hasil pengamatanmu?

Rangkaian Paralel

Perhatikan rangkaian yang ditunjukkan pada gambar

(b) Kegiatan 6.4. Pada rangkaian tersebut, arus listrik dari

baterai dapat melalui setiap lampu. Suatu rangkaian, dimana

ada beberapa jalan berbeda yang dapat dialiri arus

disebut rangkaian paralel.

Pada Gambar 6.26 tiga buah resistor disusun secara

paralel dan ujung-ujung ketiga resistor dihubungkan secara

bersama-sama ke sumber tegangan, sehingga arus memiliki

tiga jalan yang berbeda untuk melewati tiap-tiap resistor.

Berapakah arus yang melalui tiap-tiap resistor? Ini bergantung

pada hambatan setiap resistor. Sebagai contoh yaitu

pada Gambar 6.27, beda potensial setiap resistor adalah 12 V. Arus yang melalui sebuah resistor diberikan oleh I = V/R, sehingga kita dapat menghitung arus yang melalui resistor 48 Ω adalah I = (12 V)/(48 Ω ) = 0,25 A. Kuat arus yang melalui dua resistor yang lain, dapat dihitung dengan cara yang sama. Apakah yang akan terjadi jika hambatan 12 Ω diambil dari rangkaian? Apakah arus yang melewati hambatan 48 Ω berubah? Apakah arus hanya bergantung pada beda potensial dan hambatannya? Apakah kasus ini juga sama jika dilakukan pada hambatan 24 Ω. Cabang sebuah rangkaian paralel tidak bergantung satu dengan yang lain. Lampu yang lain tetap menyala, meskipun salah satu lampu dilepas Kuat arus total pada rangkaian paralel merupakan jumlah dari kuat arus masing-masing jalur. Kuat arus total pada rangkaian adalah (0,25 A + 0,5 A + 1 A) = 1,75 A.

D.Sumber Arus Listrik

Baterai

Pernahkah kamu memperhatikan bahwa sebuah tape

putarannya melambat setelah memainkan musik beberapa

jam? Kamu kemungkinan juga pernah memperhatikan

lampu senter yang cahayanya redup setelah digunakan lama.

Barangkali kamu menganggap baterai-baterainya habis dan

harus diganti. Beberapa peralatan listrik dapat dihubungkan ke stop-kontak

listrik di dinding atau dapat menggunakan baterai untuk energi yang dibutuhkan untuk menjalankannya. Bagaimana baterai memungkinkan peralatan tersebut bekerja?

Baterai Sel Kering

Baterai yang paling kamu kenal dan banyak digunakan adalah baterai sel kering. Wadah atau kemasan seng dari sel kering tersebut membungkus pasta bahan kimia lembab dengan sebuah batang karbon padat dipasang di tengah. Batang karbon bekerja sebagai kutub positif dan wadah seng sebagai kutub negatif. Sel kering dapat bekerja sebagai sebuah pompa elektron karena sel tersebut mempunyai beda potensial antara terminal positif dan negatif. Apakah yang menyebabkan beda potensial ini?  Apabila dua kutub sebuah sel kering dihubungkan dalam suatu rangkaian, seperti dalam sebuah lampu senter, maka terjadi reaksi kimia yang melibatkan batang karbon, seng, dan beberapa bahan kimia di dalam pasta tersebut. Sebagai hasilnya, batang karbon tersebut kekurangan elektron dan menjadi bermuatan positif (+), sehingga membentuk kutub positif (+) sel kering tersebut. Elektron-elektron yang mengumpul pada seng, membuat seng kelebihan elektron dan menjadi kutub negatif (-) sel kering tersebut. Perbedaan potensial antara dua terminal tersebut menyebabkan arus mengalir melalui suatu rangkaian tertutup, seperti pada saat Kamu dapat menghubungkan secara seri dua sel atau lebih menjadi satu untuk menghasilkan tegangan lebih tinggi. Dapatkah kamu menyebutkan sebuah alat listrik di rumah atau di sekolahmu yang memerlukan lebih dari satu sel kering untuk menjalankannya

Baterai Sel Basah

Baterai dapat juga berupa hubungan seri sel basah. Sel basah, berisi dua plat yang terbuat dari logam yang berbeda yang dicelupkan di dalam suatu larutan asam sulfat. Pernahkah kamu memperhatikan sel basah atau yang lazim juga disebut aki di bawah tutup mesin sebuah mobil? Kebanyakan aki mobil, terdiri dari rangkaian seri enam sel basah terbuat dari plat timah hitam dan dioksida timah hitam yang tercelup dalam larutan asam sulfat. Reaksi kimia dalam tiap-tiap sel menghasilkan suatu beda potensial sekitar 2 V. Apabila di dalam sebuah aki terdapat 6 sel basah, maka secara keseluruhan aki tersebut memberikan potensial total sebesar 12 V. Pada saat mobil berjalan, dinamo mobil membantu mengisi ulang aki sehingga beda potensial aki tersebut menjadi tidak habis.

Mengukur Kuat Arus dan Tegangan

Sebuah ampermeter digunakan untuk mengukur kuat arus dalam  suatu cabang atau suatu bagian dalam suatu rangkaian. Apabila  Anda ingin mengukur kuat arus yang melalui hambatan,

Anda harus menempatkan amperemeter secara seri dengan hambatan.  Karena itu arus dalam rangkaian akan turun jika hambatan ammeter dinaikkan, maka hambatan sebuah ampermeter sebaiknya sangat kecil.Hambatan nol pada meter ditempatkan secara paralel dengan hambatan 0,01 Ω. Hambatan amperemeter jauh lebih kecil daripada nilai hambatan luar. Arus akan

menurun dari 1,0 A menjadi 0,9995 A. Alat lainnya dikenal sebagai voltmeter, yang digunakan untuk mengukur tegangan yang melewati beberapa bagian dalam suatu rangkaian. Untuk menentukan tegangan yang melewati sebuah hambatan, hubungkan voltmeter secara paralel dengan hambatan. Hambatan suatu voltmeter sebaiknya sangat besar, sehingga memungkinkan perubahan arus dan tegangan dalam rangkaian kecil. Sebuah ciri khusus voltmeter yang ideal terdiri  atas hambatan nol pada meter

yang disusun seri dengan hambatan 10 kW. Ketika hambatan

ini dihubungkan paralel dengan RB, hambatan pengganti

gabungannya jauh lebih kecil daripada RB saja. Jadi,

hambatan total rangkaian menurun, sehingga menaikkan

arus. RA tidak berubah, tetapi arus tetap naik, sehingga

menaikkan tegangan yang melewati RA. Karena voltmeter

dihubungkan dengan ujungujung hambatan RB, maka

tegangan antara ujung-ujung hambatan RB tersebut menjadi lebih menurun. Hambatan yang besar pada voltmeter memperkecil tegangan. Menggunakan voltmeter dengan hambatan 10. 000 W merubah tegangan antara ujung-ujung RB dari 10 V menjadi 9,9995 V. Multimeter elektronik modern hambatannya sangat besar yakni 107 W dan menghasilkan perubahan tegangan yang sangat kecil.

E. Daya dan Energi Listrik

Daya Listrik

Apa yang kamu pikirkan pada saat mendengar kata daya? Daya memiliki banyak arti yang berbeda. Pada Bab Energi dan Usaha, kamu membaca bahwa daya adalah kemampuan melakukan usaha. Listrik dapat melakukan usaha untuk kita. Energi listrik dengan mudah diubah menjadi jenis energi lain. Sebagai contoh, daun-daun sebuah kipas angin dapat berputar dan mendinginkan kamu pada saat energi listrik diubah menjadi energi mekanik. Setrika listrik mengubah energi listrik menjadi energi panas. Daya listrik adalah laju energi listrik diubah menjadi bentuk energi lain. Tiap alat listrik yang berbeda menggunakan energi yang berbeda. Alat-alat listrik sering diiklankan dengan menunjukkan pemakaian dayanya, yang bergantung pada jumlah energi yang dibutuhkan tiap-tiap alat tersebut untuk menjalankannya. Elemen pemanas listrik dalam setrika listrikdan pemasak air listrik memiliki daya listrik besar. Namun, alat-alat tersebut tidak dihidupkan terus-menerus. Alat-alat yang dihidupkan lama bahkan sering terus-menerus, seperti almari es, umumnya menggu-nakan lebih banyak energi.

Penghitungan Daya

Daya listrik dinyatakan dalam satuan watt (W) atau kilowatt (kW). Jumlah daya yang digunakan oleh sebuah alat listrik berbanding lurus dengan beda potensial dan kuat arus listriknya, dan dapat dihitung dengan cara mengalikan beda potensial dengan arus.

P = V x I

dimana: P = daya (watt)

V = tegangan (volt)

I = arus listrik (ampere)

Satu watt daya dihasilkan apabila arus satu ampere mengalir melalui suatu rangkaian dengan beda potensial satu volt.

Energi Listrik

Mengapa hemat energi merupakan sikap hidup yang perlu ditumbuhkan? Hampir semua energi listrik dihasilkan dari sumber daya alam, yang terbatas jumlahnya. Energi listrik tidak gratis, kamu harus membayar untuk mendapatkan energi listrik. Seluruh listrik yang digunakan di rumahmu diukur dengan alat yang disebut meter listrik. Kamu mungkin pernah memperhatikan bahwa meter listrik di rumahmu memiliki piringan yang berputar cepat pada saat kamu banyak menggunakan listrik dan berhenti pada saat tidak ada pemakaian listrik. Jumlah energi listrik yang kamu pergunakan bergantung pada daya yang dibutuhkan oleh alat-alat listrik di rumahmu dan berapa lama alat listrik itu digunakan. Sebagai contoh, kamu dapat menghitung jumlah energi yang digunakan sebuah almari es dalam satu hari dengan mengalikan daya yang dibutuhkan dengan jumlah waktu almari es itu menggunakan daya. Satuan energi listrik adalah joule (J) kilowatt-jam (kWh). Satu joule sama dengan satu watt (W) daya yang digunakan selama satu detik. Satu kilowatt-jam sama dengan 1000 watt daya yang digunakan selama satu jam. Perusahaan listrik memberikan rekening tagihan kepadamu setiap bulan untuk tiap kilowatt-jam daya yang kamu gunakan.

Bab 7

Kemagnetan

A.Pengaruh Magnet

Kemagnetan adalah suatu sifat zat yang teramati sebagai suatu gaya tarik atau gaya tolak antara kutub-kutub tidak senama atau senama. Gaya magnet tersebut paling kuat di dekat ujung-ujung atau kutubkutub magnet tersebut. Semua magnet memiliki dua kutub magnet yang berlawanan, utara (U) dan selatan (S). Apabila sebuah magnet batang digantung maka magnet tersebut berputar secara bebas, kutub utara akan menunjuk ke utara.

Bahan Magnetik

Jika kamu mendekatkan sebuah magnet pada sepotong kayu, kaca, alumunium, atau plastik, apa yang terjadi? Ya, kamu betul jika kamu mengatakan tidak terjadi apa-apa. Tidak ada pengaruh apa pun antara magnet dan bahanbahan tersebut. Di samping itu, bahan-bahan tersebut tidak dapat dibuat magnet. Tetapi, bahan-bahan seperti besi, baja, nikel, dan kobalt bereaksi dengan cepat terhadap sebuah magnet. Seluruh bahan tersebut dapat dibuat magnet. Mengapa beberapa bahan mempunyai sifat magnetik sedangkan yang lain tidak? Secara sederhana kita dapat menge-lompokkan bahan-bahan menjadi dua kelompok. Pertama adalah bahan magnetik, yaitu bahan-bahan yang dapat ditarik oleh magnet. Kedua adalah bahan bukan magnetik, yaitu bahanbahan yang tidak dapat ditarik oleh magnet. Bahan magnetik yang paling kuat disebut bahan ferromagnetik. Nama tersebut berasal dari bahasa Latin ferrum yang berarti besi. Bahan ferromagnetik ditarik dengan kuat oleh magnet dan dapat dibuat menjadi magnet. Sebagai contoh, jika kamu mendekatkan sebuah magnet pada sebuah paku besi, magnet akan menarik paku tersebut. Jika kamu menggosok paku dengan magnet beberapa kali dengan arah yang sama, paku itu sendiri akan menjadi sebuah magnet. Paku tersebut akan tetap berupa magnet meskipun magnet yang digunakan menggosok tersebut telah dijauhkan. Bahan-bahan magnetik tersebut dapat dibagi menjadi dua macam.

a. Bahan ferromagnetik, yaitu bahan yang ditarik oleh magnet dengan gaya yang kuat. Bahan ini misalnya besi, baja, kobalt dan nikel.

b. Bahan paramagnetik, yaitu bahan yang ditarik oleh magnet dengan gaya yang lemah. Bahan ini misalnya aluminium, platina, dan mangaan.

Sedangkan bahan yang tidak ditarik oleh magnet digolongkan sebagai bahan diamagnetik misalnya bismut, tembaga, seng, emas dan perak. Beberapa bahan, seperti besi lunak, mudah dibuat menjadi magnet. Tetapi bahan tersebut mudah kehilangan kemagnetannya. Magnet yang dibuat dari bahan besi lunak seperti itu disebut magnet sementara. Magnet lain dibuat dari bahan yang sulit dihilangkan kemagnetannya. Magnet demikian disebut magnet tetap.

Kobalt, nikel, dan besi adalah bahan yang digunakan untuk membuat magnet tetap. Banyak magnet tetap dibuat dari campuran aluminium, nikel, kobalt dan besi.

Kutub Magnet

Semua magnet mempunyai sifat-sifat tertentu. Setiap magnet, bagaimanapun bentuknya, mempunyai dua ujung di mana pengaruh magnetiknya paling kuat. Dua ujung tersebut dikenal sebagai kutub magnet. Kutub magnet yang bila digantung menunjuk arah utara disebut kutub utara (U), dan sebaliknya disebut kutub selatan (S). Magnet dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran meliputi magnet batang, tapal kuda, dan cakram Jika dua magnet saling didekatkan, mereka saling mengerahkan gaya, yaitu gaya magnet. Gaya magnet, seperti gaya listrik, terdiri dari tarik-menarik dan tolakmenolak. Jika dua kutub utara saling didekatkan, kedua kutub tersebut akan tolak-menolak. Demikian juga halnya jika dua kutub selatan saling didekatkan. Namun, jika kutub utara salah satu magnet didekatkan ke kutub selatan magnet lain, kutub-kutub tersebut akan tarik-menarik. Aturan untuk kutub-kutub magnet tersebut berbunyi:

Kutub-kutub senama akan tolak-menolak dan kutubkutub

tidak senama akan tarik-menarik. Bagaimana aturan ini bila dibandingkan dengan aturan yang memaparkan perilaku muatan listrik?

Kutub magnet selalu ditemukan berpasangan, kutub utara dan kutub selatan. Jika sebuah magnet dipotong menjadi dua buah, dihasilkan dua magnet yang lebih kecil masing-masing mempunyai satu kutub utara dan satu kutub selatan. Prosedur ini dapat diulang-ulang, namun selalu dihasilkan sebuah magnet lengkap yang terdiri dari dua kutub.

Terjadinya Kemagnetan

Sifat-sifat magnetik suatu bahan bergantung pada struktur atomnya. Para ilmuwan mengetahui bahwa atom memiliki sifat-sifat magnetik. Sifat-sifat magnetik tersebut disebabkan gerak elektron dalam atom-atom tersebut. Oleh karena itu, tiap atom di dalam suatu bahan magnetik adalah seperti sebuah magnet kecil yang disebut magnet atom. Dalam keadaan normal, atom-atom tersebut menunjuk ke semua arah secara acak sehingga kemagnetan mereka saling menghilangkan. Agar sebuah benda secara keseluruhan bekerja sebagai magnet, sebagian besar atom-atom dalam benda tersebut harus menunjuk arah yang sama. Ketika atom-atom tersebut menunjuk pada arah yang sama, gaya magnetik tiap atom bergabung menjadi gaya magnetik yang lebih besar,

Medan Magnet

Meskipun gaya magnet paling kuat terdapat pada kutub-kutub magnet, gaya tersebut tidak terbatas hanya pada kutub. Gaya magnet juga terdapat di sekitar bagian magnet yang lain. Daerah di sekitar magnet tempat gaya magnet bekerja disebut medan magnet. Sangat membantu jika kamu memikirkan medan magnet sebagai suatu daerah yang dilewati oleh garisgaris gaya magnet. Garis gaya magnet menentukan medan magnet sebuah benda. Seperti halnya garis-garis medan listrik, garis-garis gaya magnet dapat digambar untuk memperlihatkan lintasan medan magnet tersebut. Garis medan magnet berkeliling dalam lintasan tertutup dari kutub utara ke kutub selatan dari sebuah magnet. Suatu

medan magnet yang diwakili oleh garis-garis gaya yang

terentang dari satu kutub sebuah magnet ke kutub yang

lain, merupakan suatu daerah tempat bekerjanya gaya

magnet tersebut.

Garis gaya magnet dapat diperlihatkan dengan mudah

dengan menaburkan serbuk besi pada selembar kertas

yang diletakkan di atas sebuah magnet.

Bumi Memiliki Sifat Magnet

Mengapa satu kutub dari sebuah magnet batang yang

digantung dengan benang selalu menunjuk ke arah utara

dan satu kutub yang lain selalu menunjuk ke selatan? Kutubkutub magnet tersebut pada mulanya diberi nama sematamata  untuk memaparkan arah kutub-kutub tersebut di atas permukaan Bumi. Diberi nama kutub utara karena kutub magnet tersebut menghadap ke kutub utara Bumi. Demikian juga halnya dengan kutub selatan magnet. Orang pertama yang mengajukan jawaban atas pertanyaan di atas adalah ahli fisika Inggris yang bernama William Gilbert. Pada tahun 1600, Gilbert berpendapat bahwa Bumi itu sendiri merupakan sebuah magnet. Ia meramalkan kelak akan ditemukan bahwa Bumi memiliki kutub-kutub magnet. Teori Gilbert itu ternyata benar. Kutub magnet Bumi akhirnya ditemukan. Sekarang, para ilmuwan mengetahui bahwa Bumi berperilaku seperti kalau ia mempunyai sebuah magnet batang yang terkubur jauh di dalam pusat Bumi.

Bumi memiliki garis-garis gaya magnet dan dikelilingi oleh medan magnet yang paling kuat di dekat kutub magnet utara dan selatan. Asal mula sebenarnya dari medan magnet Bumi belum sepenuhnya dipahami. Diyakini bahwa medan magnet tersebut berkaitan dengan inti dalam Bumi, yang hampir seluruhnya merupakan besi dan nikel.

Kompas

Jika kamu pernah menggunakan kompas, kamu mengetahui bahwa jarum kompas selalu menunjuk ke arah utara. Jarum kompas merupakan sebuah magnet. Ia mempunyai sebuah kutub utara dan sebuah kutub selatan. Kutub utara jarum kompas menunjuk ke Kutub Utara Bumi. Dimanakah tepatnya letak kutub utara tersebut?   Seperti yang telah kamu pelajari, kutub-kutub magnet yang senama tolak-menolak dan kutub-kutub magnet yang tak-senama tarik-menarik. Sehingga kutub magnet. Bumi ke arah mana kutub utara sebuah kompas menunjuk harus merupakan kutub selatan magnetik. Dengan kata lain, kutub utara sebuah jarum kompas menunjuk ke arah kutub utara Bumi, yang sebenarnya merupakan kutub selatan magnet Bumi. Hal yang sama berlaku untuk kutub selatan Bumi, yang sebenarnya merupakan kutub utara magnet. Kutub-kutub magnet Bumi tidak tepat berimpit dengan kutub-kutub Bumi. Ilmuwan telah menemukan bahwa kutub selatan magnet Bumi terletak di timur laut Kanada, kurang-lebih berjarak 1500 kilometer dari kutub utara Bumi. Kutub utara  magnet Bumi terletak dekat Antartika. Perbedaan sudut antara sebuah kutub magnet Bumi dan sebuah kutub Bumi disebut sudut deklinasi. Besar deklinasi tersebut tidak sama untuk semua tempat di Bumi ini. Di dekat ekuator, sudut deklinasi tersebut kecil. Semakin dekat dengan kutub, sudut tersebut semakin besar. Sudut deklinasi ini harus diperhitungkan pada saat menggunakan sebuah kompas. Disamping membentuk sudut dengan kutub Bumi, jarum kompas juga membentuk sudut dengan bidang datar Jarum kompas tidak selalu sejajar dengan bidang datar.  Hal ini berarti garis-garis gaya magnet Bumi tidak selalu sejajar dengan permukaan Bumi. Sudut kemiringan yang dibentuk oleh jarum kompas terhadap bidang datar tersebut disebut inklinasi. Besar sudut inklinasi tidak sama pada semua tempat di Bumi. Di dekat garis khatulistiwa, sudut inklinasi tersebut sama dengan nol. Semakin dekat dengan kutub, sudut inklinasinya semakin besar.

Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik

Selama bertahun-tahun Hans Cristian Oersted, seorang guru fisika dari Denmark, mempercayai ada suatu  hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan, namun dia tidak dapat membuktikan secara eksperimen. Baru pada tahun 1820 dia akhirnya memperoleh bukti. Oersted mengamati bahwa ketika sebuah kompas  diletakkan dekat kawat berarus, jarum  kompas tersebut menyimpang atau bergerak, segera setelah arus mengalir melalui kawat tersebut. Ketika arah arus tersebut dibalik, jarum kompas tersebut bergerak dengan arah sebaliknya.  Jika tidak ada arus listrik mengalir melalui kawat tersebut jarum kompas tersebut tetap diam. Karena sebuah jarum kompas hanya dapat disimpangkan oleh suatu medan magnet, Oersted menyimpulkan bahwa suatu arus listrik  menghasilkan suatu medan magnet. Selama bertahun-tahun Hans Cristian Oersted, seorang guru fisika dari Denmark, mempercayai ada suatu  hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan, namun dia tidak dapat membuktikan secara eksperimen. Baru pada tahun 1820 dia akhirnya memperoleh bukti. Oersted mengamati bahwa ketika sebuah kompas diletakkan dekat kawat berarus, jarum kompas tersebut menyimpang atau bergerak, segera setelah arus mengalir melalui kawat tersebut. Ketika arah arus tersebut dibalik, jarum kompas tersebut bergerak dengan arah sebaliknya.

Jika tidak ada arus listrik mengalir melalui kawat tersebut, jarum kompas tersebut tetap diam. Karena sebuah jarum kompas hanya dapat disimpangkan oleh suatu medan magnet, Oersted menyimpulkan bahwa suatu arus listrik menghasilkan suatu medan magnet. tidak dialiri arus listrik, jarum-jarum kompas tersebut sejajar (semuanya menunjuk ke satu arah). Keadaan ini

memperlihatkan bahwa jarum kompas tersebut hanya dipengaruhi oleh medan magnet Bumi. Ketika penghantar lurus tersebut dialiri arus listrik dengan arah ke bawah (tegangan positif baterai terhubung pada ujung atas penghantar), jarum-jarum kompas tersebut membentuk arah tertentu. Arah jarum kompas tersebut jika dihubungkan satu dengan lainnya akan membentuk lingkaran yang arahnya searah dengan jarum jam. Ketika arah arus tersebut dibalik, arah medan magnet tersebut juga terbalik. Dengan demikian suatu arus listrik yang mengalir melalui sebuah kawat menimbulkan medan magnet yang arahnya bergantung pada arah arus listrik tersebut. Garis gaya magnet yang dihasilkan oleh arus dalam sebuah kawat lurus berbentuk lingkaran dengan kawat berada di pusat lingkaran. Besarnya medan magnet tersebut berbanding lurus dengan besar arus listrik dan panjang kawat.

Kaidah tangan kanan dapat digunakan untuk menentukan arah medan magnet sekitar penghantar lurus yang dialiri arus listrik. Arah ibu jari tangan kanan menunjukkan arah arus listrik. Jari-jari tangan yang melingkari penghantar tersebut menunjukkan Ketika inti besi dimasukkan kedalam koil demikian dan arus dilewatkan melalui koil, maka terbentuk magnet sementara yang kuat yang disebut elektromagnet. Inti besi menjadi sebuah magnet. Salah satu ujung koil bekerja seperti kutub utara dan ujung lain seperti kutub selatan Kekuatan medan magnet dapat ditingkatkan dengan menambah lebih banyak lilitan pada koil dan dengan menaikkan arus yang melalui kawat. Magnet mempengaruhi serbuk besi. Demikian juga kawat yang dialiri arus listrik. Ketika kawat dililitkan pada  sebuah paku, pola serbuk besi seperti pola yang dibentuk oleh magnet batang. Ini memperlihatkan hubungan antara kelistrikan dan kemagnetan. Medan magnet selalu mengelilingi arus listrik.

Penggunaan Elektromagnetik

Galvanometer

AVO analog bekerja berdasarkan prinsip kumparan putar. Alat lain yang bekerjanya mirip AVO analog salah satunya adalah galvanometer. Galvanometer memiliki kumparan putar yang dihubungkan ke rangkaian listrik sedemikian rupa  sehingga kumparan tersebut dapat berputar dalam suatu medan magnet yang berasal sebuah magnet tetap. Ketika arus mengalir melalui kumparan tersebut, gaya magnet menyebabkan kumparan tersebut berputar. Sebuah jarum penunjuk dipasang pada kumparan tersebut sehingga memungkinkan pembacaan pada skala. Besar simpangan jarum tersebut bergantung pada besar arus yang mengalir di dalam kumparan.

Bel Listrik

Bel listrik juga bekerja dengan menerapkan elektromagnet. Elektromagnet tersebut terdiri dari dua silinder besi lunak. Sekitar silinder tersebut dililitkan  kawat. Satu ujung kawat dihubungkan ke baterai, ujung kawat lainnya dihubungkan ke pegas. Ketika baterai dihubungkan, arus mengalir melalui sekrup menuju pegas, melewati kumparan dan kembali ke baterai. Ketika arus melewati kumparan, inti besi silinder tersebut akan menjadi magnet. Inti besi ini akan menarik jangkar, yang menyebabkan pemukul menumbuk bel dan terjadilah bunyi. Ketika pemukul menumbuk bel, kontak pegas dan sekrup, terputus menyebabkan arus listrik putus. Arus berhenti mengalir, inti besi kehilangan kemagnetannya. Jangkar kembali menempel ke pegas. Ketika ini terjadi, arus mengalir kembali, membuat besi lunak tersebut menjadi magnet lagi. Proses ini berulangulang, yang menyebabkan pemukul bergetar dengan cepat menumbuk bel yang menghasilkan suara bel listrik.

Relai

Relai merupakan alat elektromekanik yang bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik. Relai menggunakan sebuah elektromagnet untuk membuka maupun menutup satu kontak atau lebih. Kontak relai yang terbuka ketika relai tidak dialiri arus disebut kontak normal terbuka (normally open = NO). Sebaliknya, kontak relai yang tertutup ketika relai tidak dialiri arus disebut kontak normal tertutup (normally closed = NC). Ketika kumparan tidak dialiri arus, kontak bersama terhubung dengan ujung NC. Ketika kumparan tersebut dialiri arus, elektromagnet tersebut akan menarik plat besi sehingga kontak bersama tersebut terhubung ke ujung NO.

Induksi Elektromagnetik

Tegangan Induksi

Untuk menghasilkan arus listrik dari medan magnet, Faraday menggunakan peralatan yang ditunjuk-kan pada Gambar 7.26. Kumparan sebelah kiri dihubungkan ke baterai. Ketika arus mengalir melalui kawat, dihasilkan medan magnet. Kuat medan magnet diperbesar oleh inti besi, sebagai sebuah elektromagnet. Faraday berharap bahwa arus searah akan menghasilkan arus pada kumparan sebelah kanan. Tetapi bagaimanapun kuatnya arus searah yang digunakan, Faraday tidak memperoleh hasil seperti yang diinginkan. Medan magnet tersebut tidak menghasilkan arus pada kumparan kedua. Bila arus dari baterai diubah-ubah dengan menyambung dan memutuskan saklar secara cepat dan berulang-ulang, maka jarum galvanometer menyimpang. Hal ini berarti ada arus yang mengalir pada kumparan kedua. Sebaliknyabila saklar disambung begitu saja meskipun ada arus dari baterai, tetapi tidak menyebabkan jarum galvanometer menyimpang. Bila arus listrik diubah-ubah dengan mengatur saklar maka medan magnet yang ditimbulkan akan berubahubah pula besarnya. Perubahan medan magnet ini menginduksi timbulnya arus listrik di kumparan kedua. Arus listrik ini disebut arus induksi. Proses menghasilkan arus dengan perubahan medan magnet disebut induksi elektromagnetik. Faraday melakukan beberapa percobaan tentang induksi elektromagnet. Salah satunya adalah dia menggerakkan sebuah magnet dekat lingkaran kawat tertutup. Apa yang diperoleh ketika magnet tidak digerakkan adalah tidak ada arus dalam kawat tersebut. Tetapi ketika magnet digerakkan, arus diinduksikan dalam kawat tersebut. Arah arus bergantung pada arah gerakan magnet. Pada percobaan lain dia memegang magnet dan meng-gerakan rangkaian kawat. Dalam hal ini arus juga diinduksikan. Satu ciri umum pada semua percobaan Faraday adalah medan magnet yang berubah. Bukan menjadi masalah bagaimana cara medan magnet berubah, apakah magnet yang digerakkan ataukah rangkaiannya yang digerakkan. Yang penting adalah terdapat perubahan medan magnet.

Arus listrik akan diinduksikan dalam rangkaian yang didekatkan ke medan magnet yang berubah.

Berdasarkan percobaan Faraday diketahui bahwa tegangan listrik yang diinduksikan oleh medan magnet bergantung pada tiga hal berikut:

1. Jumlah lilitan. Semakin banyak lilitan pada kumparan, semakin besar tegangan yang diinduksikan.

2. Kecepatan gerakan medan magnet. Semakin cepat garis gaya magnet yang mengenai konduktor, semakin besar tegangan induksi.

3. Jumlah garis gaya magnet. Semakin besar jumlah garis gaya magnet yang mengenai konduktor, semakin besar tegangan induksi.

Generator

Sebuah generator sederhana terdiri dari lilitan kawat yang diletakkan pada batang atau as yang dapat berputar. Lilitan kawat tersebut, yang dihubungkan ke sumber  energi mekanis, ditempat-kan di antara kutubkutub magnet. Ketika lilitan kawat diputar oleh sumber energi mekanis, lilitan tersebut bergerak melewati medan magnet. Dengan demikian lilitan melintasi perubahan medan magnet (garis gaya magnetik terpotong). Hasilnya adalah arus induksi pada kawat. Ketika lilitan kawat terus berputar, kawat bergerak paralel dengan garis gaya magnetik. Pada tahap ini, medan tidak berubah dan tidak ada garis gaya magnetik terpotong, sehingga tidak dihasilkan arus induksi. Rotasi selanjutnya menggerakkan lilitan pada posisi di mana garis gaya magnetik terpotong lagi. Tetapi kali ini, garis gaya terpotong dari arah yang berlawanan. Ini berarti arus induksi pada arah yang berlawanan juga. Karena arus listrik berubah pada tiap rotasi, arus yang dihasilkan adalah arus bolak-balik. Jika kamu mempunyai sepeda yang memiliki generator (dinamo) kecil yang menempel pada roda, maka kamu adalah sumber energi mekanis untuk generator tersebut. Agar lampu sepeda menyala, knob pada generator diletakkan sedemikian rupa sehingga knob menyentuh roda. Ketika kamu menggerakkan pedal sepeda, kamu memberi energi mekanis untuk memutar roda. Roda lalu memutar knob. Knob dilekatkan ke tangkai didalam generator. Tangkai memutar lilitan kawat melintasi medan magnet. Apa yang terjadi ketika roda sepeda berhenti berputar?

Transformator

Transformator adalah alat untuk menaikkan dan menurunkan tegangan bolak-balik. Transformator bekerja dengan prinsip arus dalam salah satu kumparan menginduksikan arus dalam kumparan lain. Transformator sederhana dibuat dari dua kumparan kawat yang dililitkan pada inti besi lunak. Satu kumparan disebut kumparan primer dan kumparan lain disebut kumparan sekunder. Ketika arus bolak-balik melewati kumparan primer, terbentuk medan magnet yang berubah-ubah sebagai akibat arus bolak-balik. Medan magnet ini menghasilkan proses induksi elektromagnetik yang menimbulkan arus di dalam kumparan sekunder.

Transformator Step-up

Jika jumlah lilitan pada kumparan primer dan sekunder sama, tegangan induksi pada kumparan sekunder akan sama seperti tegangan pada kumparan primer. Tetapi jika jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih banyak dari lilitan pada kumparan primer, tegangan pada kumparan sekunder akan lebih besar. Karena transformator jenis ini menaikkan tegangan, ia disebut transformator penaik tegangan atau step-up. Pada transformator penurun tegangan atau stepdown, jumlah lilitan pada kumparan sekunder lebih sedikit daripada jumlah lilitan pada kumparan primer. Sehingga tegangan pada kumparan sekunder lebih kecil daripada tegangan pada kumparan primer. Transformator sangat penting untuk penyaluran listrik. Pembangkit listrik biasanya letaknya sangat jauh dari rumah penduduk. Listrik disalurkan pada jarak yang jauh, sehingga terdapat kehilangan energi. Pada tegangan yang tinggi dan arus yang rendah, listrik dapat disalurkan dengan kehilangan energi yang lebih kecil. Tetapi jika pembangkit listrik membangkitkan tegangan rendah, bagaimana memperoleh listrik tegangan tinggi? Listrik tegangan tinggi diperoleh dengan menaikkan tegangan menggunakan transformator step-up. Setelah dinaikkan, tegangan tersebut disalurkan ke pelanggan. Tegangan tersebut kemudian diturunkan lagi dengan menggunakan transformator step-down untuk disalurkan ke rumah penduduk. Transformator step-up digunakan juga pada pesawat televisi untuk menaikkan tegangan 220 volt menjadi tegangan 20.000 volt. Transformator step-down digunakan pada radio, tape recorder, komputer.