Objek IPA dan Pengamatannya

A. Besaran pokok dan turunan

Kamu akan selalu memakai besaran dan satuan ini untuk perhitungan. Sebelumnya, kalian tahu apa yang disebut besaran? Nah, iyak bener banget, besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur, mudah ya definisinya? Kenapa besaran itu semua yang bisa di ukur? Karena di dunia ini tidak semuanya dapat diukur. Misalnya keindahan pemandangan dll.

Maka para ilmuwan terdahulu melakukan kesepakatan untuk membuat suatu acuan pengukuran yang seragam untuk mengurangi kebingungan dalam melakukan pengukuran, maka itu mereka membuat sistem besaran pokok .

7 Besaran Pokok yang sudah disepakati secara Internasional dan memiliki satuan Internasional (SI), yaitu:

      1.       Panjang,

Panjang memiliki satuan internasional (SI) meter (m). Panjang Satu meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam selang waktu 1/299.792.458 detik.

      2.       Massa,

Massa merupakan besaran pokok untuk menentukan kuantitas benda. Massa memiliki satuan internasional (SI) kilogram (kg). Massa 1 kg didefinisikan sebagai massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang sekarang disimpan di Sevres, Paris, Perancis.

      3.       Waktu,

Waktu memiliki satuan internasional (SI) sekon (s). Satu sekon didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan oleh atom cesium untuk bergetar 9.192.631.770 kali.

      4.       Suhu,

Suhu adalah ukuran panas suatu benda. Suhu memiliki satuan internasional (SI) kelvin (K). Suhu merupakan besaran pokok yang nilainya dapat langsung ditentukan.

      5.       Intensitas Cahaya,

Intesitas cahaya adalah pancaran radiasi monokromatik dalam suatu arah dari satu sumber cahaya dengan frekuensi 540 x 1012 Hz yang mempunyai intensitas radian 1/683 watt per radian. Intesitas Cahaya memiliki satuan internasional (SI) candela (cd).

      6.       Kuat Arus listrik,

Kuat arus listrik adalah besaran pokok yang memiliki satuan internasional (SI) ampere (A). Satu ampere adalah kuat arus listrik yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik 1 couloumb selama 1 detik.

      7.       Jumlah Zat,

Jumlah zat adalah besaran yang menyatakan jumlah elementer zat, baik berupa molekul, unsur, ion, ataupun senyawa. Jumlah zat memiliki satuan internasional (SI) mol. Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang banyak sama dengan banyaknya 12 gram atom karbon-12.

Selain besaran pokok, kita juga mengenal istilah besaran turunan, besaran turunan ini adalah satuan besaran yang diturunkan dari besaran pokok, misalnya pembagian atau perkalian 2 besaran pokok dan lain-lain.

Besaran turunan ini ada banyak, sehingga kalian akan tahu seiring berjalannya waktu, karena untuk sekarang belum banyak digunakan, tetapi ada baiknya kalian lihat Tabel berikut: 

Nah, itulah tadi yang disebut dengan besaran pokok dan besaran turunan yang kita bahas secara sekilas, besaran ini dicipkatan unutk memudahkan manusia dalam melakukan perbandingan pengukuran, karena jika besaran yang berbeda-beda digunakan akan menimbulkan kerepotan tersendiri dalam pencocokannya.

B. Pengukuran Besaran Pokok

1. Pengukuran panjang

Beberapa jenis alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang suatu benda. Untuk menentukan ketepatan dalam pengukuran panjang harus disesuaikan dengan ketelitian alat ukur panjang yang digunakan. 

a). Mistar 1 meter, mengukur panjang kurang dari 100 cm dengan ketelitian 1 cm.

b). Mistar 30 cm, mengukur panjang kurang dari 30 cm dengan ketelitian 1 mm.

c). Jangka Sorong, mengukur panjang kurang dari 10 cm dengan ketelitian 0,1 mm.

d). Mikrometer sekrup, mengukur panjang kurang dari 2,5 cm dengan ketelitian 0,01 mm.

2. Pengukuran Massa

Alat yang digunakan mengukur massa adalah neraca adapun macam dan jenisnya bermacam-macam, antara lain: neraca ohouse, neraca duduk, neraca sama lengan, dan neraca digital. Prinsip kerja neraca adalah membandingkan massa benda dengan anak timbang. Pengukuran dengan neraca bisa dilakukan dengan menggeser anak tingang atau dengan menambah-mengurang beban yang diukur massanya.

3. Pengukuran Waktu

Alat ukut waktu adalah arloji, stopwatch, jam atom

4. Pengukuran Volume tak beraturan

Untuk mengukur volume tak beraturan dapat dilakukan dengan menggunakan gelas ukur dan gelas pancur.

• mengukur dengan gelas ukur, dengan mengetahui selisih volume akhir dengan volume awal, maka kita mengetahui volume benda tak beraturan tersebut.
• mengukur dengan gelas pancur, dengan mengetahui ketinggian zat cair yang tumpah dari gelas pancur maka kita dapat mengetahui volume benda tak beraturan tersebut.

Uji Kompetensi (Klik di sini) 

Klasifikasi Mahkluk Hidup

A. Ciri-ciri makhluk hidup

Makhluk hidup memiliki beberapa ciri antara lain:

1. Bernafas. 

Makhluk hidup bernafas dengan menghirup gas oksigen serta menghembuskan gas karbondioksida dan uap air. Oksigen dalam bernafas diperlukan untuk oksidasi zat makanan yang kita makan setiap harinya. Hasil dari peristiwa oksidasi adalah energi untuk kegiatan aktivitas makhluk hidup tersebut selain gas karbondioksida dan uap air.

2. Bergerak

Gerakan pada makhluk hidup dapat dibedakan menjadi gerak aktif (berpidah tempat) dan gerak pasif (tidak berpindah tempat)

3. Iritabilitas (Peka terhadap rangsang)

Kepekaan terhadap rangsang menunjukkan bahwa dalam tubuh makhluk hidup terjadi proses penghaturan.

4. Memerlukan makan dan minum

Tumbuhan hijau daun dapat memproduksi makanan sendiri (Autrotrof) dengan proses fotosintesis, sedangkan hewan dan Manusia tidak dapat memproduksi makanan sendiri (Heterotrof) sehingga hewan dan Manusia sangat terhantung pada makhluk hidup lain.

5. Ekskresi

Mengeluarkan sisa-sisa metabolisme atau ekskresi. zat sisa metabolisme bersifat racun maka harus dikeluarkan dari tubuh. bila terlalu lama tertimbun di tubuh akan menjadi penyakit bagi tubuh.

6.  Tumbuh - Berkembang

Tumbuh kembang terjadi pada maklhuk dalam arti idividu dari makhluk hidup tidak bertambah tetapi jumlah sel yang ada pada makhluk hidup tersebut bertambah. Tumbuh-kembang terjadi juga pada pola pikirnya khususnya pada manusia.

7. Berkembangbiak

Berkembangbiak terjadi pada makhluk hidup dalam arti terjadi pertambahan individu-individu baru sesuai genetika yang diturunkan.

8. Beradastasi dengan lingkungan

Makhluk hidup yang mampu beradaptasi terhadap lingkungan akan tetap hidup. 

B. Cara klasifikasi makhluk hidup

Makhluk hidup di dunia sangat banyak jenisnya dan beraneka ragam bentuknya. Setiap jenis makhluk hidup mempunyai ciri khusus yang membedakan dengan jenis lainnya, oleh karena itu perlukan pengelompokkan atau diklasifikasikan agar lebih mudah mempelajarinya:

1. Sistem Klasifikasi

    a. Sistem Artifisial (Buatan)

    b. Sistem Alamai

    c. Sistem Filogenik

2. Sistem Penamaan Ilmiah

Pemberian mama pada makhluk hidup lebih kita kenal dengan binomial nomenclature karena menggunakan sistem tata nama ganda. Adapun tata cara penamannya sebagai berikut:

    a. Menggunakan bahasa latin

    b. Terdiri dari dua kata,

         (1). kata pertama menunjukkan nama Genus ditulis dengan awalan kapital.

         (2). kata kedua menunjukkan spesies makhluk hidup ditulis dengan huruf kecil.

         (3). kata pertama dan kedua dapat dicetak miring, 

               digaris bawahi secara terpisah, dan atau dicetak tebal.

3. Sistem Kingdom

     a. Kingdom Animalia (Hewan)
         (1). Avertebrata, tidak bertlang belakang.
         (2). Vertebrata, bertulang belakang.
     b. Plantae (Tumbuhan)
         (1). Bryophyta (tumbuhan lumut), yaitu tumbuhan talus tidak berakar, batang, daun sejati.
         (2). Pterodophyta, tumbuhan berakar, batang dan daun sejati.
         (3). Spermatophyta, berakar, batang, daun sejati, berbiji dan memiliki berkas pembuluh.

C. Pengklasifikasian makhluk hidup

Klasifikasi MH diawali dengan menidentifikasi ciri-ciri makhluk hidup dengan menggunakan kunci determinasi/dikotomi.

D. Pengenalan mikroskup

UJI KOMPETENSI

Klasifikasi Materi dan Perubahannya

A. Zat padat, cair, dan gas
Teman-teman bagaimana cara mengklasifikasikan materi (zat)? Perlu kalian tahu bahwa ada dua cara untuk menggolongkan materi, yaitu secara fisika dan secara kimia. Nah, di materi  ini kita akan membahas terlebih dahulu tentang penggolongan materi (zat) secara fisika. Penggolongan materi (zat) secara fisika itu lebih menekankan pada wujud materi, seperti padat, cair, dan gas.

Ketiga wujud zat di atas secara umum terdapat di alam namun berbeda bentuk fisis, hal ini disebabkan karena perbedaan keadaan. Contohnya air, terdapat sebagai es (air dalam wujud padat), air yang berwujud cair, dan sebagai uap air (gas). Perbedaan fisis zat satu dapat saling berubah wujud satu ke yang lain. 

Ciri utama secara fisis ditinjau pada bentuk dan volume zat. zat padat adalah memiliki sifat tegar. Padatan cenderung mempertahankan bentuknya jika diterapkan gaya luar volumenya tetap. Di sisi lain, Zat cair dan zat gas berupa berfluida. Itu artinya zat cair dan gas dapat mengalir dan bentuknya dapat berubah sesuai wadahnya jika dikenai gaya luar. Volume zat cair tetap sedangkan zat gas berubah.

B. Unsur, senyawa, dan campuran

Teman-teman tahu nggak kalau penggolongan materi secara kimia itu lebih menekankan pada komposisi dan struktur materi, seperti zat tunggal dan campuran. Mari kita dalami materi berikut:

1. Unsur

Unsur adalah zat murni yang tidak dapat diuraikan menajdi zat-zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia sederhan dengan reaksi kimia biasa (bukan reaksi nuklir). Unsur merupakan bahan dasar penyusun materi. Sampai saat ini dikenal 112 macam unsur alam dan unsur buatan, baik berupa unsur logam, maupun unsur nonlogam.

Unsur logam seperti besi, misalnya. Tersusun atas atom-atom besi. Sementara unsur nonlogam seperti belerang, tersusun atas atom-atom belerang.

Unsur buatan semisal Eistenium merupakan unsur yang tidak stabil atau bersifat radioaktif. Unsur-unsur yang terdapat di alam ditemukan dalam keadaan bebas atau dalam keadaan bersenyawa dengan unsur lain membentuk suatu materi yang sifatnya berbeda.

Jadi mengklasifikasikan materi (zat) berdasarkan sifat kimia, bahwa materi (zat) digolongkan berdasarkan komposisi dan sifat materi (zat) tersebut. 

2. Senyawa
Teman-teman senyawa berbeda dengan unsur, senyawa adalah zat murni yang dapat terurai dengan reaksi kimia biasa membentuk zat-zat lain yang lebih sederhana. Senyawa merupakan gabungan dua unsur atau lebih yang terdapat dalam suatu materi, yang dihasilkan melalu reaksi kimia. Adapun contoh dari senyawa: minyak bumi, karbohidrat, lemak, protein, kapur, dan banyak lagi yang lainnya.

Contoh senyawa yang paling mudah kita dapat adalah air. Mengapa ? Pertama karena air dengan cara elektrolisis air dapat terurai menjadi gas hidrogen dan gas oksigen, komposisi keduanya lebih sederhana daripada air. Kedua antara air, hidrogen dan oksigen, masing-masing memiliki sifat fisika dan sifat kimia yang berbeda.

3. Campuran

Terus campuran itu apa? Teman-teman tahu apa belum...? Mari kita pelajari lebih lanjut. Materi dikatakan campuran apabila materi tersebut memiliki keragaman dalam komposisi dan sifat-sifat zat asalnya masih tampak. Campuran dapat dikenal secara langsung disebabkan keragaman komponen penyusunnya. Walaupun demikian, kadang-kadang komponen penyusun campuran demikian halus, sehingga bila diamati tanpa bantuan alat mikroskop sukar dibedakan komponen-komponen penyusunnya. 

Campuran dapat digolongkan menjadi dua, yaitu campuran serbaneka (heterogen) dan campuran serbasama (homogen).

a. Campuran serbaneka (heterogen) 

Dimanan komponen penyusunya masih terlihat dan sifat masing-masing komponen masih tampak.

b. Campuran serbasama (homogen)

Suatu campuan dikatakan homogen apabila keseluruhan materi penyusun campuran itu tidak dapat dibedakan satu dengan yang lainnya, tetapi sifat masing-masing komponen penyusunnya masih tampak.

Misalnya air teh manis yang merupakan campuran dari air, teh dan gula. Dari sudut pandang manapun kita amati, air teh manis itu tampak homogen. Baik warna, rasa, maupun kekentalannya, sehingga, dari dalam satu gelas tersebut, kta tidak dapat membedakan mana bagian yang merupakan teh, air, atau gula. Tetapi sifat dari masing-masing komponennya masih ada, seperti rasa manis dari gula warna merah dari teh, atau wujud cair yang berasal dari sifat fisika air.

C. Sifat fisika dan kimia

Teman-teman kalian tahu nggak kalau perubahan fisika dan kimia adalah kajian penting dalam ilmu kimia, terutama ketika menelusuri perubahan materi dan mekanisme perubahannya. Adanya perubahan fisika dan kimia dapat dikenali dari keadaan awal materi yang berbeda dengan keadaan akhir materi setelah mengalami perubahan. Perbedaan ini ditunjukan oleh sifat maupun komposisinya. Hal ini menandakan bahwa sifat-sifat setiap materi perlu dipelajari sebelum dan sesudah terjadi perubahan.

D. Perubahan fisika dan kimia

Keadaan materi dapat dikenali berdasarkan sifat fisis maupun sifat kimianya. Sifat fisis suatu materi dapat diketahui dari kemampuan melakukan perubahan atau reaksi kimia dan dibedakan menjadi dua peruahan, yaitu:

1. Perubahan fisika
Perubahan fisika adalah perubahan materi yang tidak disertai dengan pembentukan zat yang jenisnya baru. 

Perubahan yang terjadi hanya fisiknya saja, contohnya air dapat berwujud zat padat (es batu), air dapat berwujud cair (air), dan dapat berwujud gas (uap air). perubahannya bisa sebaliknya atau kembali. 

2. Perubahan kimia

Perubahan kimia adalah perubahan materi yang disertai dengan pembentukan zat yang jenisnya baru.

Perubahan yang disertai zat jenis baru, contohnaya kayu dibakar akan menghasilkan zat jenis baru antara lain: panas, asap, arang/abu, cahaya. Zat jenis baru yang terbentuk sifatnya permanen dalam arti, apabila dikembalikan tidak menjadi kayu lagi.

UJI KOMPETENSI

Suhu, Kalor, dan Perubahannya

A. Suhu
Suhu adalah derajat panas suatu benda. suhu benda yang diukur dengan indra perasa menghasilkan ukuran suhu kualitatif yang tidak dapat dipakai sebagai acuan. Suhu harus diukur secara kuantitatif dengan alat ukur suhu yang disebut termometer. 

B. Alat pengukur suhu

Jenis termometer bedasarkan skala yang diakui secara internasional antara lain: Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin. Skala Kelvin menggunakan nol mutlak, tidak menggunakan “derajat”. Pada suhu nol Kelvin, tidak ada energi panas yang dimiliki benda (berarti atom benda dalam keadaan diam). 

Perbedaan antara skala itu adalah angka pada titik tetap bawah dan titik tetap atas pada skala termometer tersebut. 

Dok. Kemendikbud

Persamaan konversi termometer

Keterangan

TTa  = Titik tetap atas

TTb = Titik tetap bawah

Tx   = Suhu diketahui

Ty   = Suhu ditanyakan

Contoh 

1. Dengan mengetahui TTb = 0 derajat Celsius dan TTa =212 derajat Fahrenheit dan TTb 32 derajat Fahrenheit. Konversikan suhu 80 derajat Celsius ke skala derajat Fahrenheit?  
   Penyelesaian

C. Pemuaian

Mengapa setrika listrik nyala lampunya mati sendiri ketika sudah panas? Apakah supaya lebih hemat penggunaaan listrik? Tentu saja bukan. Hal ini disebabkan adanya pemuaian (pertambahan panjang pada salah satu logam bimetalnya, sehingga bemetal bengkok dan arus listriknya terputus karena bengkok tersebut). Wah, apa itu pemuaian? Mari kita ikuti materi berikut.

Pemuaian adalah pertambahan ukuran dapat berupa pertambahan panjang, luas, dan juga volume akibat panas yang diterima benda tersebut. Pertambahan ukuran bisa terjadi saat suatu benda dipanaskan. Mengapa bisa bertambah ukurannya? Coba perhatikan ilustrasi pemuaian berikut:

"Setiap benda terdiri dari beberapa molekul. Pada benda padat, molekul bisa bergetar. Ketika benda padat dipanaskan, getaran molekul akan semakin cepat. Molekul-molekul tersebut bergerak sedikit demi sedikit menjauh satu sama lain. Dari luar, benda tersebut akan terlihat seperti bertambah ukurannya karena molekul-molekul yang semakin menjauh tadi". Hal inilah yang disebut sebagai pemuaian.

Mari teman-teman kita pelajari kasus pemuaian panjang dalam kehidupan sehari-hari. Materi (zat) yang mengalami pemuaian panjang biasanya ukuran panjangnya yang lebih diutamakan, misalnya  pemasangan rel kereta api. Mengapa di setiap sambungan rel masih disisakan jarak? (tidak disatukan saja /dilas). Pemuaian panjang tersebut bisa kita hitung lho dengan rumus berikut. 

Contoh:
Perusahaan Kereta Api dalam pengadaan kerta api lintas Kalimantan terlebih dahulu meyiapkan jalur rel lintas kalimantan. Rel dibuat pada suhu 32 derajat Celcius dengan panjang 25 meter. Keberadaan Pulau Kalimantan berada lintasan katulistiwa dimana suhu rata-rata pada siang hari bisa mencapai 39 derajat Celsius,  Tentuakan jarak antar kedua ujung rel bila salah satu rel sebagai acun (diam) dan besar koefisien muai panjang baja adalah 0,000011/oC. 

D. Kalor

E. Perpindahan kalor

F. Kestabilan suhu tubuh makhluk hidup dalam kehidupan sehari-hari

UJI KOMPETENSI

Energi dalam Sitem Kehidupa

Energi dalam sistem kehidupan.

A. Bentuk-bentuk energi

B. Sumber energi

C. Perubahan bentuk energi

D. Transporatsi energi dalam sel

E. Fotosintesis

F. Respirasi

UJI KOMPETENSI

Sistem Organisasi Mahkluk Hidup

Sistem organisasi makhluk hidup.

A. Sel

B.  Jaringan

C. Organ,

D. Sistem organ,

E. Organisme

UJI KOMPETENSI

Interaksi Mahkluk Hidup dengan Lingkungannya

A. Interaksi antar makhluk hidup dengan lingkungan

•  Komponen Ekosistem:

1. Individu, adalah makhluk hidup tunggal. misalnya: seekor sapi, seekor semut.
2. Populasi, adalah sekelompok individu yang berada pada wilayah tertentu. contohnya koloni semut merah, koloni lebah vespa.
3. Komunitas, merupakan kumpulan beberapa populasi yang hidup bersama dan saling berinteraksi di dalam wilayah tertentu. misalnya populasi sapi, populasi kambing, populasi kijang yang berada di padang rumput  
4. Ekosistem, merupakan hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya. contoh ekosistem: ekosistem sawah, ekosistem laut.
5. Bioma, merupakan ekosistem-ekosistem yang terbentuk akibat perbedaan letak astronomi dan geografis. contoh Bioma gurun, bioma padang rumput.
6. Biosfera, merupakan keseluruhan bioma yang ada di bumi.

• Interaksi antar makhluk hidup dengan makhluk hidup:

1. Simbiosis, hidup bersama antara dua makhluk hidup secara bersama-sama dalam ekosistem.

Macam-macam simbiosis:

1. Simbiosis mutualisme, hidup bersama antara 2 makhluk hidup yang sing menguntungkan.contohnya: lebah madu dengan bunga dalam proses penyerbukan bunga.
2. Simbiosis komensalisme, hidup bersama antara 2 makhluk hidup yang saling tidak menguntungkan dan tidak merugikan. contohnya bunga anggrek yang menempel di pohon inangnya.
3. Simbiosis parasitisme, hidup bersama antara 2 individu salah satunya diuntungkan yang lainnya dirugikan.

2. Predasi, hidup bersama antara dua makhluk hidup secara bersama-sama dalam ekosistem dalam hubungan makan dan dimakan.
3. Kompetisi, hidup bersama antara dua makhluk hidup atau lebih secara bersama-sama dalam ekosistem dalam memperebutkan sesuatu, misal wilayah kekuasaan, makanan.

• Berdasarkan fungsinya biotik dalam ekosistem, berfungsi:

1. Produsen, kelompok makhluk hidup yang dapat menyusun makanan sendiri (autotrof) contohnya tumbuh-tumbuhan.
2. Konsumen, kelompok makhluk hidup yang tidak dapat menyusun makanan sendiri (heterotrof) contohnya hewan herbivora dan hewan karnivora.
3. Dekomposer (pengurai) biotik yang mengubah bahan organik dari makhluk hidup menjadi anorganik, contohnya bakteri pembusuk dan jamur saprofit. Detritivor merupakan biotik yang mengubah bahan organik besar menjadi bahan organik kecil, misalnya cacing tanah, keluwing, rayap, bintang laut.

B. Dinamika Populasi:

Dalam ekosistem terdapat komponen biotik dan abiotik dimana di antara kedua komponen tersebut saling mempengaruhi sehingga terjadi interaksi antar sesama komponen biotik dan biotik dengan komponen abiotik dapat berupa:

1. Rantai makanan, perpindahan energi makanan dari sumber daya tumbuhan melalui seri organisme atau melalui jenjang makan
2. Jaring-jaring makanan, hubungan alami dari rantai-rantai makanan dan representasi grafis dari proses makan-dan-dimakan dalam komunitas
3. Piramida makanan, merupakan komposisi perbandingan makhluk hidup mulai dari produsen, konsumen I, konsumen II, dan konsumen III

• Peran manusia dalam ekosistem

1. Perubahan ekosistem, mempengaruhi keseimbangan ekosistem.
2. Pemenuhan kebutuhan, memanfaatkan ekosistem untuk kebutuhan hidupnya.
3. Menjaga kelestarian, dengan reboisasi, penggunaan obat-obatan sesuai aturan, mengolah limbah, dan menjaga lingkungan.

UJI KOMPETENSI (Klik di sini!)