RANGKUMAN MATERI IPA SD/MI, SMP/MTs, SMA/MA, SMK, PERGURUAN TINGGI LENGKAP

RANGKUMAN MATERI IPA SD/MI, SMP/MTs, SMA/MA, SMK, PERGURUAN TINGGI LENGKAP
BESARAN DAN SATUAN
A. Satuan SI
Eksperimen-eksperimen dalam bidang Fisika melibatkan berbagai macam pengukuran, dan pengukuran ini harus diusahakan seakurat mungkin dan reproducible. Langkah pertama agar pengukuran menghasilkan data yang akurat dan data itu tetap sama walaupun diukur oleh orang yang berbeda adalah menentukan satuan besaran yang diukur tersebut. Satuan yang digunakan oleh setiap pengukur tentu saja harus sama. Oleh karena itu perlu dibuat standar sistem satuan yang disepakati oleh setiap pemakai.
Saat ini kita telah memiliki sistem satuan yang berlaku secara internasional, yaitu satuan SI. SI adalah kependekan dari frase Systeme
International d'Unites, bahasa Perancis. Satuan SI ini diadopsi dari system metrik yang sudah digunakan oleh para ilmuwan Perancis sejak tahun 1795. Satuan SI diatur oleh Lembaga Berat dan Ukuran Internasional (The International Bureau of Weights and Measures) di Sevres, Perancis. Sebelum ada standar internasional setiap negara menetapkan sistem satuannya sendiri. Sebagai contoh, satuan panjang di Indonesia dikenal hasta, jengkal dan tumbak, di Inggris dikenal inci dan feet, dan di Perancis adalah meter. Dalam satuan SI ditetapkan bahwa meter (m) sebagai satuan panjang, kilogram sebagai satuan massa dan sekon sebagai satuan waktu. Pada awalnya merupakan MKS, yaitu panjang (meter), massa (kilogram), dan waktu (detik). Selain itu dikenal juga istilah CGS, yaitu centimeter (cm), gram (g), dan sekon (s), masing-masing untuk satuan panjang, massa, dan waktu. Saat ini satuan SI secara resmi digunakan di semua negara di dunia, namun dalam praktek sehari-hari beberapa negara (misalnya Amerika Serikat) masih menggunakan sistem satuan non-SI.

B. Satuan dari Besaran Pokok.
Besaran panjang, massa dan waktu disebut besaran pokok, karena dari besaran ini dapat diturunkan besaran-besaran yang lain seperti gaya dan energi. Besaran pokok didefinisikan sebagai besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu. Satuan dari besaran pokok disebut satuan pokok. Satuan Pokok SI seluruhnya ada tujuh, yaitu seperti yang terlihat pada Tabel 1.
Satuan pokok SI
Besaran Satuan Simbol
Panjang meter m
Massa kilogram kg
Waktu sekon s
Kuat arus listrik ampere A
Suhu kelvin K
Jumlah zat mol mol
Intensitas cahaya Candela Cd

Dengan demikian diperlukan menetapkan satuan standar besaran pokok. Syarat untuk membuat satuan standar yang berguna adalah praktis digunakan, mudah didapat, mudah dibuat ulang, dan tetap setiap saat.
Maka seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan sejumlah penemuan oleh para ilmuwan, standar satuan terus berubah. Sebagai contoh, standar meter mengalami perubahan beberapa kali dimana yang digunakan sekarang ditetapkan pada tahun 1983 dan dianggap yang paling tepat sampai saat ini.

Berikut ini akan dijelaskan satuan standar ketujuh besaran pokok.
1. Meter
Batangan standar Prototipe Meter Internasional terbuat dari platinumiridium. Batangan ini digunakan sebagai standard sampai tahun 1960, dimana sistem SI yang baru menggunakan pengukuran spektrum kripton (crypton)  sebagai dasarnya. Pada tahun 1983, satuan meter yang berlaku didefinisikan berdasarkan kecepatan cahaya di ruang hampa.
Meter pada awalnya ditetapkan
oleh Akademi Sains Perancis (Academie des Sciences) sebagai 1/10.000.000 jarak sepanjang permukaan Bumi dari Kutub Utara
hingga Khatulistiwa melalui meridian Paris pada tahun 1791, dan pada 7 April 1795 Perancis menggunakan meter sebagai jarak resmi untuk panjang. Ketidakpastian dalam
pengukuran jarak tersebut menyebabkan Biro Berat dan Ukuran Internasional
(BIPM - Bureau International des Poids et Mesures) menetapkan 1 meter sebagai jarak antara dua garisan pada batang platinum iridium yang disimpan di Sevres, Perancis pada tahun 1889.
Pada tahun 1960, ketika laser diperkenalkan, Konferensi Umum tentang Berat dan Ukuran (Conference Generale des Poids et Mesures/CGPM) ke-11 mengganti definisi meter sebagai 1.650.763,73 kali panjang gelombang spektrum cahaya oranye-merah atom kripton-86 dalam sebuah ruang vakum.

Pada tahun 1983, BIPM menetapkan meter sebagai jarak yang dilalui cahaya melalui vakum pada selang waktu 1/299.792.458 detik (kecepatan cahaya ditetapkan sebesar 299.792.458 meter per detik). Oleh karena kecepatan cahaya dalam vakum adalah sama di manapun juga, definisi ini lebih universal dibandingkan dengan jarak ukur lilit bumi atau panjang batang logam tertentu.
Oleh karena itu, jika batang logam itu hilang atau musnah, panjang meter standar masih dapat diulangi dalam laboratorium manapun. Selain itu secara teori dapat diukur dengan lebih tepat dibandingkan dengan ukuran yang lain.

2. Kilogram
Standar internasional untuk massa adalah sebuah silinder platina-iridium yang disebut kilogram standar. Kilogram disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional, Sevres dekat Paris, dan berdasarkan perjanjian internasional memiliki massa satu kilogram.
kilogram standar yang disimpan di The International Bureau of Weighs and Mea

3. Sekon atau Detik
Detik atau sekon adalah satuan waktu dalam SI, dimana penentuan standarnya menggunakan frekuensi yang dipancarkan atom cesium setelah atom tersebut menyerap energi. Satu sekon didefinisikan sebagai selang waktu yang diperlukan oleh atom Cesium-133 untuk melakukan getaransebanyak 9 192 631 770 kali.
Gambar 2 Prototipe kilogram

Gambar 3 Diagram alat untuk menentukan
standar sekon.

4. Ampere
Ampere adalah satuan SI untuk arus listrik, dilambangkan dengan huruf A. Satu ampere adalah suatu arus listrik yang mengalir, sedemikian sehingga di antara dua penghantar lurus dengan panjang tak terhingga, dengan penampang yang dapat diabaikan, dan ditempatkan terpisah dengan jarak satu meter dalam vakum, menghasilkan gaya sebesar 2 x 10-7 newton per meter.
Satuan ini diambil dari nama Andre-Marie Ampere, salah satu penemu elektromagnetik.

5. Kelvin
Skala Kelvin (simbol: K) adalah skala suhu di mana nol absolut didefinisikan sebagai 0 K. Satuan untuk skala Kelvin adalah kelvin (lambing K), dan merupakan salah satu dari tujuh satuan pokok SI. Satuan Kelvin didefinisikan oleh dua fakta: nol kelvin adalah nol absolut (ketika gerakan molekuler berhenti), dan satu kelvin adalah pecahan 1/273,16 dari suhu termodinamik triple point air (0,01 ‹C). Skala suhu Celsius kini didefinisikan
berdasarkan kelvin. Kelvin dinamakan berdasarkan seorang fisikawan dan insinyur Inggris, William Thomson, 1st Baron Kelvin.

Perkataan kelvin sebagai satuan pokok SI ditulis dengan huruf kecil k (kecuali pada awal kalimat), dan tidak pernah diikuti dengan kata derajat, atau simbol ‹, berbeda dengan Fahrenheit dan Celsius. Ini karena kedua skala yang
disebut terakhir adalah skala ukuran sementara kelvin adalah unit ukuran.
Ketika kelvin diperkenalkan pada tahun 1954 (di Konferensi Umum tentang
Berat dan Ukuran (CGPM) ke-10, Resolusi 3, CR 79), namanya adalah "derajat
kelvin" dan ditulis ‹K; kata "derajat" dibuang pada 1967 (CPGM ke-13, Resolusi 3, CR 104). Perhatikan bahwa simbol unit kelvin selalu menggunakan huruf besar K dan tidak pernah dimiringkan. Tidak seperti skala suhu yang menentukan standar ampere.
menggunakan simbol derajat, selalu ada spasi di antara angka dan huruf K nya, sama seperti unit SI lainnya.
Sumber: Kandi, Modul Satuan. Dan
Gambar 4 Diagram alat untuk

6. Mole
Mole adalah satuan untuk jumlah zat. Satu mole (disingkat mol) adalahjumlah zat yang mengandung unsur elementer zat tersebut dalam jumlah sebanyak jumlah atom karbon dalam 0,012 kg karbon-12. (CGPM ke-14, 1971).

7. Kandela
Kandela adalah satuan untuk intensitas cahaya. Satu kandela (disingkat cd) adalah intensitas cahaya suatu sumber cahaya yang memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 540 x 1012 Hz dengan intensitas radiasi sebesar 6831 watt per steradian dalam arah tersebut (CGPM ke -16, 1979).

C. Satuan Turunan
Selain satuan pokok, kita mengenal juga satuan turunan. Satuan turunan
adalah satuan yang diturunkan dari satuan pokok. Jika satuannya disebut satuan turunan, maka besarannya disebut besaran turunan. Salah satu contoh besaran turunan adalah luas (luas = panjang x lebar). Baik panjang maupun lebar termasuk besaran pokok panjang dengan satuan meter, sehingga satuan

D. Alat Ukur Besaran Pokok dan Penggunaannya
Dalam ilmu fisika besaran pokok yang sering digunakan di tingkat SD adalah besaran panjang, massa, waktu, suhu dan kuat arus. Pada bagian ini kita akan melakukan diskusi hanya tentang lima besaran pokok saja dari tujuh besaran pokok tersebut.
1. Panjang
a. Pengertian Panjang
Pada awalnya panjang 1 meter didefinisikan sebagai jarak dari kutub utara ke garis khatulistiwa melalui Paris dibagi menjadi 10 juta meter. Kemudian dibuat suatu meter standar dari batang yang terbuat dari campuran platina-iridium. Tetapi, meter standar ini sangat susah dibuat ulang dan sangat rentan terhadap kerusakan. Oleh karena itu, dibuat suatu definisi baru dari satu meter, yaitu, sama dengan 1650761.73 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom kripton-86 dalam ruang hampa pada satu
loncatan listrik. Pada perkembangan berikutnya, panjang satu meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh oleh cahaya tampak (dalam ruang vakum) dalam selang waktu 1/299 792 458 sekon.
Meter adalah satuan dasar untuk ukuran panjang dalam sistem SI.
a. Alat Ukur Besaran Panjang
Alat ukur besaran panjang dalam fisika terdiri dari beberapa jenis mulai dari mistar 30 cm, mistar 1 m, meteran gulung, meteran lipat, jangka sorong dan micrometer sekrup. Jangka sorong dan Mikrometer adalah alat yang dapat
digunakan untuk mengukur panjang sebuah benda secara lebih teliti (dalamukuran mm)
1) Penggaris
Pada umumnya, mistar yang biasa digunakan adalah untuk mengukur
panjang benda yang berskala cm atau mm. Satu bagian terkecil dari mistar
adalah 1 mm atau 0,1 cm oleh karena itu mistar dikatakan mempunyai
ketelitian pengukuran sampai dengan 0,1 cm atau 1 mm.
2) Jangka Sorong
Jangka sorong adalah alat ukur yang ketelitiannya dapat mencapaiseperseratus milimeter. Terdiri dari dua bagian, bagian diam dan bagian bergerak. Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan ketelitian pengguna maupun alat. Sebagian keluaran terbaru sudah dilengkapi dengan bacaan digital. Jangka sorong memiliki ketelitian 0,1 mm
Jadi tingkat ketelitian pengukuran dengan menggunakan jangka sorong lebih baik dibandingkan dengan menggunakan penggaris.
Kegunaan jangka sorong adalah untuk mengukur bagian luar benda dengan cara diapit, dan untuk mengukur bagian dalam lubang (pada pipa, maupun lainnya) dengan cara diulur.

Sesuai dengan rancangannya jangka sorong dapat digunakan untuk mengukur ketebalan sebuah benda yang tipis, diameter luar sebuah bola atau silinder, diameter dalam lubang, dan untuk mengukur kedalaman suatu lubang botol.
Melihat rancangan jangka sorong ini sedemikian rupa sehingga pembacaannya memerlukan sedikit keterampilan dan sebelumnya perlu juga mengenal bagianbagian jangka sorong.

a. Bagian-bagian Jangka Sorong
Jangka sorong terdiri dari dua pasang rahang, yaitu sepasang rahang untuk mengukur
garis tengah luar dan sepasang rahang lagi untuk mengukur garis tengah dalam.
Selain itu jangka sorong dilengkapi pula dengan sederet sala yang pendek, yang
disebut nonius, dan kedua rahang yang terdapat pada jangka sorong dapat digesergeser.

b. Contoh menentukan perhitungan pada jangka sorong
1. Lihat angka pada skala utama sebelum angka 0 pada skala nonius
2. Catat angka tersebut sebagai angka pengukuran utama
3. Cari garis yang sejajar (berhimpit) antara skala utama dengan skala nonius
4. Lihat angka yang ditunjukan oleh skala nonius
5. Hitung mundur ke arah 0 pada skala nonius
6. Tambahkan nilai tersebut ke nilai lebih dari skala utama
7. Hasil pengukuran harus ditambah/kurang (}) dengan angka ketidak pastian

c. Contoh Cara Menentukan Hasil Pengukuran pada Jangka Sorong
1. Perhatikan gambar skala berikut ini !
E Angka yang ditunjukan oleh skala utama sebelum angka 0 nonius adalah 1,2 cm = 12 mm
E Garis yang berhimpit antara skala utama dan nonius berada di angka 8 nonius setelah dikalikan 0,01 maka 0,08
E Tambahkan angka utama dengan angka nonius : 1,2 + 0,08 = 1,28 cm atau 12,80 mm
Hasil pengukuran yang dilaporkan adalah
Pengukuran tunggal= (12,80 } 0,5 NST)=(12,80 } (0,5.0,01) = ( 12,80 }0,005)cm
Jika pengukuran berulang = Cari dulu angka ketidakpastian
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 1 2 3 4 5 6 cm

3) Mikrometer Sekrup
Mikrometer sekrup disebut juga
mikrometer ulir. Alat ini mempunyai
ketelitian pengukuran sampai 0,01 mm, biasanya alat ini digunakan untuk mengukur tebal lempengan plat, kertas, dan diameter kawat. Jadi tingkat ketelitian hasil pengukuran besaran panjang dengan micrometer jauh lebih teliti dibandingkan dengan
menggunakan jangka sorong. Tetapi mikrometer hanya dapat digunakan untuk mengukur ketebalan dan diameter luar bola atau silinder.
a. Bagian-bagian Mikrometer Sekrup

Gambar 11. Bagian-bagian Mikrometer Sekrup
b) Contoh Cara Menentukan Hasil Pengukuran pada Micrometer Sekrup
1. Pastikan pengunci dalam keadaan terbuka
2. Buka rahang dengan cara memutar ke kiri pada skala putar sehingga benda dapat dimasukkan ke rahang
3. Letakkan benda yang akan di ukur pada rahang dan putar sampai tepat
4. Putar pengunci sampai skala putar tak dapat digerakkan dan berbunyi
5. Lihat angka pada skala utama sebelum batang nonius
6. Perhatikan skala putar berada pada angka berapa skala utama, misalkan panjang benda adalah mm
7. Perhatikan penunjukkan skala putar.Angka pada skala putar berimpit dengan garis mendatar pada skala utama misalnya angka yang didapat adalah Y
8. Maka hasil pengukuran adalah = (X + (Yx 0,01)
c) Contoh menghitung Hasil Pengukuran yang ditunjukan oleh micrometer sekrup
E Angka yang ditunjukan oleh skala utama sebelum batang nonius adalah 5,5 mm
E Garis yang berhimpit antara skala utama dan nonius berada di angka 2
nonius setelah dikalikan 0,01 maka menjadi 0,02 dengan satuan mm
E Tambahkan angka utama dengan angka nonius : 5,5 mm + 0,02 mm = 5,52 mm
E Jadi hasil pengukuran tunggal dapat dilaporkan = (5,52 } 0,5 NST)
= (5,52 } (0,5 . 0,01)
= ( 5,52 } 0,005) mm
Jika pengukurannya berulang cari dulu angka ketidakpastiannya dengan menggunakan persamaan 1.

2. Kilogram
Standar internasional untuk massa adalah sebuah silinder platina-iridium yang disebut kilogram standar. Kilogram standar ini disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional, Sevres dekat Paris, dan berdasarkan perjanjian
internasional memiliki massa satu kilogram. Satu kilogram adalah massa
0 0 5 5 mm
sebuah kilogram standar yang disimpan di The International Bureau of Weighs and Measures.
a. Pengertian Massa
Massa adalah sifat fisika dari suatu benda, yang secara umum dapat
digunakan untuk mengukur banyaknya materi yang terdapat dalam suatu benda. Dalam sistem SI, massa diukur dalam kilogram. Berbeda dengan berat, massa disetiap tempat selalu sama. Misalnya: massa kita ketika di bumi dan di bulan sama, akan tetapi berat kita di bumi dan di bulan berbeda.Mula-mula satuan massa didefinisikan sebagai massa 1 liter air murni pada suhu 4 derajat
Celcius. Setelah itu, ditetapkan standar massa satu kilogram dalam SI sama dengan massa sebuah silinder platinum iridium yang disimpan di lembaga berat dan ukuran internasional di Paris, Perancis.
b. Alat Ukur Massa
Massa adalah sifat fisika dari suatu benda, yang secara umum dapat digunakan untuk mengukur banyaknya materi yang terdapat dalam suatu benda.
Massa memiliki satuan standar kg yaitu sebuah massa kilogram standar yang terbuat dari campuran iridium dan platina yang disimpan di lembaga timbangan dan ukuran internasional. Pengukuran dengan menggunakan kilogram standar
ini masih jauh lebih teliti bila dibandingkan dengan pengukuran massa dengan menggunakan metode spektografi massa. Hal inilah yang menyebabkan satuan massa belum di-atomkan
timbangan. Berbeda dengan berat, massa disetiap tempat selalu sama.
Misalnya: massa kita ketika di bumi dan di bulan sama, akan tetapi berat kita di bumi dan di bulan berbeda.
Bila hendak menimbang massa benda dengan menggunakan neraca 311 gram 4 lengan adalah sebagai berikut. Aturlah beban geser yang terdapat di dasar neraca sehingga skala menunjukkan angka nol ketika belum ada benda di
atas neraca itu. Benda yang hendak diukur massanya diletakkan di atas piring
neraca yang tergantung pada lengan pendek neraca di sebelah kiri.
Kemudian, neraca dibuat seimbang dengan menggeser-geser beban geser ke
kedudukan yang paling tepat. Selanjutnya, bacalah massa benda tersebut
dengan penunjuk skala. Misalnya, dari hasil pengukuran diperoleh
keseimbangan benda pada saat beban geser pada batang kesatu menunjukkan
angka 200 gram, batang kedua menunjukkan angka 60 gram, batang ketiga
menunjukkan angka 7 gram, dan batang keempat menunjukkan 0,9 gram, maka massa benda adalah 267,9 gram

2. Waktu
Detik atau sekon adalah satuan waktu dalam SI, dimana penentuan standarnya menggunakan frekuensi yang dipancarkan atom cesium setelah atom tersebut menyerap energi. Satu sekon didefinisikan sebagai selang waktu
yang diperlukan oleh atom Cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9 192 631 770 kali.
a. Pengertian Waktu
Waktu adalah seluruh rangkaian saat ketika proses berlangsungnya suatu kejadian. Sejak dahulu manusia telah mencari suatu standar acuan waktu yang seragam. Sebelum tahun 1960, untuk beberapa abad lamanya, acuan waktu
yang digunakan adalah perputaran bumi pada sumbunya mengelilingi matahari, rata-rata selama 24 jam.
Karena rata-rata waktu itu ternyata berubah dari tahun ke tahun, para ahli fisika menyelidiki acuan waktu yang lain. Pada tahun 1967, para ahli fisika menetapkan suatu patokan baru yang didasarkan pada lamanya getaran atom
yang diketahui tetap. Dengan patokan ini, satu detik dalam SI sama dengan
9.192.631.770 periode getaran atom cesium-133. Dalam SI, satuan waktu
adalah sekon (detik), disingkat s. Dalam penggunaan yang paling umum, satu
detik adalah 1/60 dari satu menit, dan 1/3600 dari satu jam
b. Alat Ukur Waktu
Meskipun ada banyak alat ukur waktu yang tersedia seperti jam tangan, jam
dinding, jam bandul dll, tetapi alat ukur yang biasa digunakan dalam fisika
adalah Stopwatch. Dilihat dari segi tampilan penunjuk waktu,ada 2 jenis
stopwatch yaitu stopwatch analog (gbr 15) dan stopwatch digital (gbr 16). Pada
umumnya stopwatch analog hanya memiliki batas ketelitian . detik,
sedangkan stopwatch digital memiliki batas ketelitian lebih baik yaitu sampai
1/100 detik.
3. Suhu
a. Pengertian Suhu
Suhu menunjukkan derajat panas benda, semakin tinggi suhu suatu benda,
semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi
yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing
bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa
getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu
benda tersebut.. Suhu sering juga disebut temperatur. Dalam sistem SI, satuan
suhu adalah kelvin (K).
Perhatikan bahwa simbol unit kelvin selalu menggunakan huruf besar K dan tidak pernah dimiringkan. Tidak seperti skala suhu
yang menggunakan simbol derajat, selalu ada spasi di antara angka dan huruf K nya,sama seperti unit SI lainnya.Perkataan kelvin
sebagai unit SI ditulis dengan huruf kecil k(kecuali pada awal kalimat), dan tidak pernah diikuti dengan kata derajat, atau simbol ‹,
berbeda dengan Fahrenheit dan Celsius. Ini karena kedua skala yang disebut terakhir
adalah skala ukuran sementara kelvin adalah unit ukuran. Ketika kelvin diperkenalkan pada
tahun 1954., namanya adalah "derajat kelvin" dan ditulis ‹K; kata "derajat" dibuang pada tahun 1967

b. Alat ukur Suhu
Alat pengukur suhu adalah termometer yang berisi raksa atau alkohol.
Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur),
ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa latin thermo
yang berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja
termometer ada bermacam-macam, yang paling umum digunakan adalah
termometer raksa.
Termometer raksa dalam gelas adalah termometer yang dibuat dari raksa
yang ditempatkan pada suatu tabung kaca. Tanda yang dikalibrasi pada tabung
membuat temperatur dapat dibaca sesuai panjang raksa di dalam gelas,
bervariasi sesuai suhu. Untuk meningkatkan ketelitian, biasanya ada bohlam
raksa pada ujung termometer yang berisi sebagian besar raksa, pemuaian dan
penyempitan volume raksa kemudian dilanjutkan ke bagian tabung yang lebih
sempit. Ruangan di antar raksa dapat diisi atau dibiarkan kosong. Sebagai
pengganti raksa, beberapa termometer keluarga mengandung alkohol dengan
tambahan pewarna merah. Termometer ini lebih aman dan mudah untuk dibaca

4. Kuat Arus
a. Pengertian Kuat Arus
Muatan listrik dalam jumlah tertentu yang menembus suatu penampang dari
suatu penghantar dalam satuan waktu tertentu disebut sebagai kuat arus
listrik. Untuk mengukur kuat arus listrik digunakan amperemeter,
amperemeter dalam rangkaian tertutup dipasang secara seri perhatikan
gambar berikut untuk mengukur.

5. Volume
Benda yang beraturan volumenya dapat dicari dengan menggunakan rumus
seperti kubus, balok, silinder, limas, kerucut, dan bola. Rumus yang digunakan
untuk menghitung volume benda yang beraturan:
E Volume kubus = r3 (r adalah rusuk kubus)
E Volume balok = p.l.t (p adalah panjang, l adalah lebar dan t adalah tinggi)
E Volume prisma = La.t (La adalah luas alas dan t adalah tinggi)
E Volume limas = 1/3.La.t (La adalah luas alas dan t adalah tinggi)
E Volume silinder = ƒÎ.r2.t (r adalah jari-jari dan t adalah tinggi)
E Volume kerucut = 1/3.ƒÎ.r2.t (r adalah jari-jari dan t adalah tinggi)
E Volume bola = 4/3.ƒÎ.r3
Sedangkan untuk menentukan volume benda yang tidak beraturan, misalnya volume batu,
maka dapat juga digunakan gelas ukur seperti tampak pada gambar disamping.
Volume dapat digunakan untuk menentukan massa jenis suatu benda

6 . Massa Jenis
a. Pengertian Massa jenis
Massa jenis adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin
tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap
volumenya. Massa jenis rata-rata setiap benda merupakan total massa dibagi
dengan total volumenya. Sebuah benda yang memiliki massa jenis lebih tinggi
(misalnya besi) akan memiliki volume yang lebih rendah daripada benda
bermassa sama yang memiliki massa jenis lebih rendah (misalnya air). Satuan
SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kgEm-3)
b. Menentukan Massa Jenis
Rumus untuk menentukan massa jenis adalah
v
r = m
Keterangan
ƒÏ adalah massa jenis, m adalah massa, V adalah volume.
Agar dapat lebih memahami mengenai pengukuran massa,volume dan massa
jenis kita dapat lakukan kegiatan laboratorium.
2. Perhatikan gambar!
Tentukan panjang benda pada pengukuran dengan menggunakan
penggaris ini
3. Perhatikan gambar!
Ada tiga gelas yang memiliki volume sama.Dari ke tiga gelas tersebut gelas
pertama kosong lalu ditimbang ternyata massanya 30,5 gram, gelas kedua
diisi suatu zat cair air ternyata massanya 62 gram dan gelas ketiga diisi air
kemudian ditimbang ternyata massanya 70,5 gram. Apabila massa jenis air
1 gram/cm3 hitunglah massa jenis zat cair yang berada di gelas ke dua
tersebut.

A. PENGUKURAN
Umumnya dalam kegiatan pengukuran, kita membutuhkan alat untuk
menentukan suatu nilai. Alat-alat tersebut, misalnya mistar, meteran, neraca
atau timbangan, thermometer, stopwatch dan ampermeter. Dengan
menggunakan alat tersebut, misalnya kita memperoleh nilai panjang sebuah
meja adalah 100 m, luas kamar kita adalah 3 x 3 meter , massa gula pasir
adalah 1 kg, suhu badan kita ketika sedang sakit adalah 39o Celcius dan waktu
yang dibutuhkan untuk berangkat dari rumah ke sekolah tempat kita mengajar
adalah 45 menit.
Mengukur adalah kegiatan membandingkan sesuatu besaran dengan
besaran lain sejenis yang dipakai sebagai satuan standar. Terdapat satuan
baku (standard) ,misalnya meter, kilogram, liter dan sekon dan ada juga satuan
tidak baku misalnya jengkal, tumbak, hasta, depa dll.
Dari contoh-contoh tadi, panjang, luas, massa, suhu dan waktu disebut
besaran. Selanjutnya, meter, kilogram, Celcius dan menit disebut satuan.
Adapun kegiatan yang dilakukan disebut pengukuran. Yang akan terjadi
sewaktu kita melakukan pengukuran adalah;

A.1. Ketidak Pastian Pengukuran
Setiap kali melakukan pengukuran siapapun yang melakukannya selalu
dihinggapi ketidakpastian. Dalam rangka memperkecil ketidakpastian tersebut
maka sangat penting bagi kita ketika melakukan pengukuran harus
melakukannya secara hati-hati ,tepat dan teliti. Ketika melaporkan hasil
pengukuran harus juga disertakan pula ketidak pastiannya.
Berdasarkan ketidak pastian itulah orang lain dapat mengukur secara
tepat dan teliti hasil eksperimen yang kita peroleh. Sebagai contoh hasil
pengukuran panjang sebuah benda dituliskan ( 7,2 } 0,1 ) cm, artinya panjang
benda tersebut berada antara (7,2 . 0,1) cm dan (7,2 + 0,1) cm. Jadi hasil
pengukuran tersebut tidak tepat 7,2 cm melainkan antara 7,1 cm dan 7,3 cm.
Angka } 0,1 menyatakan ketidak pastian. Sumber-sumber ketidakpastian :
Ada tiga sumber utama yang menimbulkan ketidakpastian yaitu :
1. Ketidakpastian Sistematik
Ketidakpastian sistematik bersumber dari alat ukur yang digunakan atau kondisi yang menyertai saat pengukuran. Bila sumber ketidak pastian adalah alat ukur, maka setiap alat ukur tersebut digunakan akan menghasilkan ketidak pastian yang sama
Yang termasuk ketidakpastian sistematik adalah :
a. Ketidakpastian Alat
Ketidak pastian ini muncul akibat kalibrasi skala penunjukkan angka pada alat tidak tepat, sehingga pembacaan skala menjadi tidak sesuai dengan keadaan sebenarnya.
b. Kesalahan Nol
Ketidak tepatan penunjukkan alat pada skala nol juga menghasilkan ketidak pastian sistematik.
c. Waktu Respon Yang Tidak Tepat
Ketidakpastian pengukuran ini muncul akibat pada waktu melakukan pengukuran (pengambilan data) tidak bersamaan dengan munculnya data yang seharusnya di ukur.
d. Kondisi yang Tidak Sesuai
Ketidakpastian pengukuran muncul karena kondisi alat ukur dipengaruhi
oleh kejadian yang hendak diukur.
2. Ketidakpastian Random
Ketidak pastian random umunya bersumber dari dua hal yaitu :
a. Pada gejala yang tidak mungkin dikendalikan secara tuntas. Gejala tersebut umumnya merupakan perubahan yang sangat cepat dan acak sehingga pengaturan dan pengontrolannya di luar kemampuan kita.
Misalnya fluktuasi pada besaran listrik selalu mengalami perubahan
terus menerus secara cepat dan acak, akibatnya kalau kita ukur nilainya juga akan berfluktuasi
b. Pada pengukuran berulang, sehingga hasil yang diperoleh bervariasi dari harga rata-ratanya.

3. Ketidakpastian Pengamatan
Ketidakpastian pengamatan merupakan ketidakpastian pengukuran yang
bersumber dari kekurang terampilan manusia pada saat melakukan pengukuran.
Misalnya cara membaca skala alat ukur tidak tegak lurus (paralaks), salah
dalam membaca skala atau pengaturan/pengesetan alat kurang tepat.

A.2. Menentukan Ketidakpastian Pengukuran
1. Ketidakpastian Pengukuran Tunggal
Setiap alat ukur memiliki skala berupa panjang, busur atau angka
digital. Pada skala berupa panjang atau busur terdapat goresan besar dan
kecil sebagai pembagi dan kemudian dibubuhi dengan nilai tertentu.
Sedangkan pada skala berupa angka digital, pembagian tersebut dapat
terlihat dari perubahan angka terkecil yang dapat ditampilkan.
Pembagian skala memiliki batas terkecil, sehingga pada setiap alat
ukur akan terdapat nilai skala terkecil (NST)

D. Angka Penting
Berapakah panjang pinsil yang terlihat pada gambar? Skala terkecil mistar pengukurnya adalah 0,1 cm.Panjang pinsil
tersebut pasti melebihi 8,6 cm dan jika skala penggaris kita perhatikan lebih cermat maka
tampak ujung pensil terletak di tengah-tengah skala 8,6 cm dan 8,7 cm.Jika kita mengikuti aturan penulisan
hasil pengukuran hingga setengah skala terkecil, maka panjang logam dapat dituliskan . 8,65 cm
Angka terakhir (angka 5) merupakan angka taksiran, karena terbacanya skala
tersebut hanyalah dari hasil menaksir atau memperkirakan saja.
Berdasarkan wujudnya materi atau zat dibedakan menjadi
tiga golongan yaitu padat, cair, dan gas. Setiap materi tersusun
atas partikel-partikel yang mempunyai gaya tarik-menarik yang
berbeda, berikut ini ciri-ciri partikel masing-masing wujud zat
tertera pada tabel 5.1.
Tabel 5.1 Ciri-ciri Partikel Zat
Padat Cair Gas
- gaya tarik
menarik antar
partikel sangat
kuat
- susunannya
teratur.
- letaknya
berdekatan
- tidak bisa
bergerak bebas
- gaya tarik
menarik antar
partikel tidak
begitu kuat
- susunannya tidak
beraturan
- letaknya agak
renggang
- bergerak bebas
berpindah-pindah
tempat
- gaya tarik
menarik antar
partikel sangat
kecil
- susunannya
sangat tidak
teratur
- letaknya saling
berjauhan
- bergerak sangat
bebas
Dari ciri-ciri pada tabel 5.1 divisualisasikan pada gambar 5.1.
(a)
Gambar
Contoh materi/zat padat
syrup; materi/zat gas misalnya udara.
Berdasarkan zat
menjadi dua golongan, yaitu menurut susunan kimianya dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu unsur
paling sederhana dan tidak dapat dipecah menjadi dua macam zat yang lain atau lebih. Suatu unsur hanya memiliki satu jenis atom
penyusun. Senyawa merupakan jenis materi yang tersusun dari dua atau lebih unsur yang berikatan secara kimia.
zat-zat penyusunnya materi dapat dibedakan
zat murni dan campuran dan senyawa. Unsur merupakan jenis materi yang
Contoh unsur adalah perak dan emas; contoh senyawa adalah air dan garam dapur.
Hingga saat ini diketahui terdapat kurang lebih ada 117 unsur di dunia. Berikut gambar 5.3 adalah sistem periodik unsur kimia.

Gambar 5.3 Sistem periodik unsure kimia
Suatu unsur diberi nama dan simbol atau lambang unsur.
Nama unsur terdiri dari satu kata. Menurut Berzelius, penulisan lambang suatu unsur diambil dari huruf pertama saja atau dari
huruf pertama dan huruf kedua atau huruf pertama dengan huruf ketiga dalam bahasa Latin. Bila lambang suatu unsur terdiri dari
satu huruf, maka ditulis dengan huruf kapital; tetapi bila lambangunsur tersebut terdiri dari dua huruf, maka huruf yang pertama
ditulis dengan huruf kapital sedangkan huruf berkutnya dengan huruf kecil. Contoh penulisan lambang unsur: Oksigen (O),
Natrium (Na), Karbon (C), Hidrogen (H), Chlor/klorida (Cl),Nitrogen (N), Nikel (Ni), Tembaga/Cuprum (Cu), Emas/Aurum (Au),
Perak/Argentum (Ag), Calsium (Ca), belerang/sulfur (S), Besi/Ferrum (Fe), dll.
Senyawa adalah suatu zat yang terbentuk dari ikatan duaunsur atau lebih. Sebagai contoh air merupakan ikatan antara
unsur hidrogen (H) dengan unsur oksigen (O); garam dapur merupakan ikatan antara unsur natrium (Na) dengan unsur klor
(Cl); asam klorida merupakan ikatan antara unsur hidrogen (H) dengan unsur klor (Cl).
Campuran adalah materi yang tersusun dari dua macam zat  atau lebih dengan perbandingan tidak tetap, campuran masih
memiliki sifat zat pembentuknya dan dapat dipisahkan menjadi zat pembentuknya dengan cara fisika. Berdasarkan susunannya
campuran dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen. Campuran homogen adalah
suatu campuran yang terdiri dari 2 zat atau lebih dalam fase yang sama. Sebagai contoh: air gula, air garam, dan udara. Campuran
heterogen adalah suatu campuran yang terdiri dari dua zat atau lebih yang memiliki fasa yang berbeda, contohnya tanah dan
lumpur, atau contoh lain yaitu pasir dimasukkan ke dalam air.

B. Perubahan Materi/Benda
Benda dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain.
Perubahan pada suatu benda atau zat dapat digolongkan menjadi perubahan fisika ataupun kimia.
1. Perubahan Fisika
Perubahan fisika adalah perubahan pada zat atau benda yang tidak menghasilkan zat baru.
Sedangkan perubahan kimia adalah perubahan pada zat atau benda yang menghasilkan zat baru.
Contoh perubahan fisika, diantaranya adalah es mencair dan
kamper menguap. Walaupun wujud dari es dan kamper pada
contoh di atas berubah wujudnya, namun senyawa atau materi
yang menyusunnya tidak berubah sama sekali.
Proses Mencair Suhu dinaikkan (mencair)
Suhu dinaikkan (menguap)
Suhu diturunkan (membeku)
Suhu diturunkan (mengembun)
Mencair dikenal juga dengan meleleh. Apa yang terjadi jika pada zat padat ketika ditambahkan energi, misal dengan cara
dipanaskan? Contohnya, es batu dipanaskan. Tentunya, energi zat padat tersebut akan bertambah besar, jarak antar
molekul zat akan semakin renggang sehingga gerakan partikelnya semakin cepat. Jika diteruskan pemanasan sampai
suhu tertentu, partikel menjadi bergerak tidak teratur, bebas bergerak, dan wujud padat akan berubah menjadi wujud cair.
Perubahan wujud dari zat padat menjadi zat cair dinamakan mencair atau meleleh. Titik pada saat zat padat berubah
menjadi zat cair dinamakan titik lebur. Gambar 5.6
menunjukkan perubahan susunan partikel zat padat menjadi zat cair.
Proses Menguap
Ketika suatu zat cair dipanaskan, partikel zat cair akan menyerap energi. Energi kinetiknya bertambah sehingga
gerakannya makin kencang. Pada saat mendapatkan energy pada temperatur tertentu, partikel zat cair bergerak bebas,
Suhu dinaikkan (mencair)
Partikel zat padat Partikel zat cair
berubah wujud menjadi gas. Gambar 5.7 menunjukkan perubahan susunan partikel zat cair menjadi zat gas.
Di permukaan, zat cair bergerak ke atas dengan kecepatan tinggi dan tidak beraturan, perubahan wujud dan pergerakan
gas ini dinamakan mendidih. Sedangkan perubahan wujud dari cair menjadi gas dinamakan menguap.
Temperatur pada saat zat cair dipanaskan berubah menjadi wujud gas dinamakan titik didih.
Proses Membeku
Apa yang terjadi jika zat cair didinginkan? Artinya, energinya
dikurangi. Energinya akan menurun dan gerakan partikelnya makin lambat. Jika temperatur terus diturunkan, partikel terus
kehilangan energinya sehingga makin lambat dan makin mendekat. Pada suhu tertentu, partikel kehilangan energinya,
gerakannya hanya bervibrasi di tempat, dan merapat satu sama lain. Wujud zat berubah dari cair menjadi padat.
Gambar 5.8 menunjukkan perubahan susunan partikel zat cair menjadi zat padat.
Suhu dinaikkan (menguap)
Partikel zat cair Partikel zat gas
Perubahan susunan dan gerakan partikel ini dinamakan
membeku. Temperatur pada saat wujud zat cair berubah
menjadi wujud padat dinamakan titik beku.
Selain mendidih, mencair, dan membeku ada beberapa
perubahan wujud yang lain, yaitu mengembun, menyublim dan menghablur.
Poses Mengembun
Jika uap didinginkan, maka pergerakan partikelnya menjadi
lambat dan saling mendekat, seperti keadaan partikel zat cair.
Gambar 5.9 menunjukkan perubahan susunan partikel zat gas menjadi zat air.
Suhu diturunkan (membeku)
Partikel zat cair Partikel zat padat
Suhu diturunkan (mengembun)
Partikel zat gas Partikel zat cair
Perubahan gas menjadi zat cair tersebut dinamakan
mengembun. Gambar 5.10 menunjukkan adanya embun pada
daun di pagi hari.
Proses Menyublim
Jika kita meletakkan kamper dalam lemari pakaian, maka
makin lama ukuran kamper tersebut makin kecil dan lemari
akan menjadi harum wangi kamper. Kamper merupakan jenis
zat padat yang dapat berubah langsung menjadi gas tanpa
melalui wujud cair; perubahan zat ini dinamakan menyublim
atau sublimasi. Gambar 5.11 menunjukkan perubahan susunan
partikel zat padat menjadi zat gas.
Proses Mendeposisi/Menghablur
Mendeposisi/Menghablur atau hablur adalah kebalikan dari menyublim, yaitu perubahan suatu benda/zat dari gas menjadi
benda padat. Menghablur di sebut juga mengkristal atau desposisi. Gambar 5.12 menunjukkan perubahan susunan
partikel zat gas menjadi zat padat.
Suhu dinaikkan (menyublim)
Partikel zat padat Partikel zat gas
 (mendeposisi / menghablur)
Partikel zat gas Partikel zat padat
Sedangkan contoh menghablur yaitu pada pembuatan es
kering yaitu dengan cara gmemasukkanh karbondioksida ke
ruangan yang bertekanan tinggi. Pada saat tekanan
dikeluarkan, karbondioksida itu akan berubah menjadi butirbutir
padat yang kemudian dibentuk menjadi dry ice alias es
kering. Es kering biasa digunakan oleh penjual es keliling
untuk mempertahankan suhu pada penyimpanan es krim,
warnanya putih bersih. Gambar 5.13 menunjukkan contoh
perubahan fisika dalam kehidupan sehari-hari.
Contoh perubahan fisika dalam kehidupan sehari-hari :

2. Perubahan Kimia
Contoh dari perubahan kimia diantaranya kertas terbakar
menjadi asap dan abu, besi berkarat. Kertas berubah menjadi
zat baru yang berbeda dengan asalnya, demikian juga dengan
besi yang teroksidasi menjadi oksida besi yang selanjutnya
bereaksi dengan air membentuk karat. Gambar 5.14
menunjukkan contoh perubahan kimia dalam kehidupan seharihari.
Contoh perubahan kimia dalam kehidupan sehari-hari:
 (a) Daun segar menjadi kering
 (b) perkaratan
 (C) fermentasi
 (d) Pembakaran
Gambar 5.14 Perubahan Kimia
Perubahan kimia disebut juga sebagai reaksi kimia, yang
ditunjukkan oleh perubahan pada benda atau zat tersebut yang
bereaksi dengan zat lain yang menghasilkan suatu zat yang
baru sebagai hasil dari suatu reaksi. Zat yang bereaksi disebut
reaktan atau pereaksi, sedangkan zat hasil reaksi disebut
produk.
merupakan reaksi antara
cangkang telur dengan asam cuka dapur yang menghasilkan gas.
Pada saat telur terendam dalam cuka dapur, terjadi reaksi
kimia, hal ini ditandai dengan adanya gelembung-gelembung
gas. Cangkang telur yang mengandung kalsium karbonat
bereaksi dengan cuka dapur, reaksi yang terjadi adalah:

Terjadinya suatu reaksi dapat dikenali dari ciri-ciri yang timbul pada saat dua zat direaksikan. Adapun ciri-ciri reaksi kimia dapat didasarkan adanya perubahan warna, terbentuknya endapan, terbentuknya gas, dan perubahan suhu.
Gambar 5.15 Reaksi kimia antara
cangkang telur dengan cuka
Contoh perubahan kimia yang lain yang menghasilkan gas
yaitu:
1) Mereaksikan soda kue dan cuka dapur dalam tabung erlenmeyer, seperti yang ditunjukkan pada gambar
Contoh perubahan kimia yang menghasilkan perubahan warna :
Beberapa reaksi kimia terjadi dalam kehidupan sehari-hari, misalnya :
1) Kayu yang di bakar akan berubah menjadi karbon atau
arang, ditunjukkan pada gambar 5.18.
2) Sepotong buah apel atau kentang atau pisang yang telah
dikupas dan dibiarkan di udara terbuka, beberapa saat
kemudian akan terlihat menjadi coklat, seperti tampak pada
Gambar 5.19. Bagian potongan buah tersebut terkena
oksigen dari udara. Senyawa dalam buah bereaksi dengan
oksigen menghasilkan senyawa yang berwarna coklat.
Enzim dalam buah bertindak sebagai katalis, mempercepat reaksi.
Bagaimana cara mencegah agar buah setelah diiris
tidak berwarna menjadi coklat?
Gambar 5.19 Proses browning pada apel.
Salad yang biasanya terdiri dari apel, kemudian di
tambahkan saus mayones, merupakan salah satu cara
yang sederhana untuk mencegah buah dari proses
kecoklatan, karena saus mayones melindungi buah apel
dari udara, sehingga buah tidak berubah menjadi coklat.
B. Faktor-faktor Penyebab Perubahan Benda
Pada umumnya benda mengalami perubahan. Banyak faktor yang
menyebabkan perubahan pada benda, diantaranya pelapukan,
perkaratan, dan pembusukan. Untuk memperjelas pemahaman
Anda tentang faktor-faktor penyebab perubahan benda, ikuti uraian
berikut ini.

II. Pelapukan
Pelapukan adalah peristiwa perubahan bentuk dan sifat benda karena beberapa faktor. Pelapukan merupakan proses yang
berhubungan dengan penghancuran bahan. Hal itu dapat disebabkan oleh organisme (makhluk hidup) maupun
anorganisme (benda mati). Waktu yang diperlukan untuk proses pelapukan itu sangat lama. Pelapukan biasanya terjadi
pada bahan yang terbuat dari kayu. Pelapukan dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu pelapukan biologis dan
pelapukan mekanik. Pelapukan biologis disebabkan oleh aktivitas organisme, seperti jamur dan jasad renik lainnya.
Contohnya, kayu yang tadinya keras, lama-kelamaan akan hancur dimakan rayap. Untuk menghindarinya, kayu tersebut
harus dicat terlebih dahulu.
Pelapukan mekanik terjadi akibat suhu, tekanan, angin, dan air. Pelapukan mekanik dapat berlangsung lama atau sebentar.
Contohnya, kamu pasti pernah melihat batuan yang ketika dipegang dan ditekan sedikit akan hancur. Batuan tersebut
sudah mengalami proses pelapukan yang sangat lama akibat terkena air, perubahan, suhu, dan tekanan.

III. Perkaratan (Korosi)
Perkaratan atau korosi terjadi ketika logam besi berikatan dengan udara dan air, seperti tampak pada Gambar 5.21.
Udara yang ada di sekitar kita mengandung oksigen. Oksigen mengoksidasi besi secara terus menerus dalam waktu tertentu,
maka akan timbul karat.
Contoh perkaratan yaitu pada besi yang dibiarkan di udara terbuka dalam waktu yang lama. Perkaratan suatu benda
sangat mudah terjadi di daerah pantai. Hal ini karena air pantai mengandung kadar garam yang tinggi.
Logam besi sebelum berkarat memiliki sifat yang kuat, keras dan mengkilap. Namun jika besi tersebut sudah mengalami
perkaratan sangat merugikan bagi manusia, karena besi tersebut menjadi rusak, mudah patah, rapuh, warnanya
berubah menjadi coklat bahkan menjadi hitam. Untuk menghindari perkaratan benda-benda yang terbuat dari besi
dapat dicat atau dilapisi nikel.

IV. Pembusukan
Pembusukan benda terjadi karena adanya pengaruh bakteri pembusuk. Pembusukan lebih sering terjadi pada benda atau
makanan yang basah dan lembab
Hal ini karena kadar air yang tinggi dalam makanan mempercepat proses pembusukan.
cepat busuk dapat diberi bahan garam (diasinkan), atau dimasukan ke dalam kulkas.
Perubahan Kimia yang Menghasilkan Gas

A. Pendahuluan:
Suatu benda jika kontak dengan benda lain ada yang dapat menimbulkan perubahan dan ada pula yang tidak.
Bagaimana jika telur dimasukkan dalam air cuka? Adakah perubahan yang terjadi?
Marilah kita lakukan kegiatan berikut ini.
B. Alat dan Bahan:
Alat
- Gelas kimia 250
mL
Bahan :
- Telur
- Cuka dapur
C. Cara Kerja :
1. Ambil sebutir telur ayam, amati dan catat sifat fisik telur sebelum
dimasukkan ke dalam gelas kimia dan bercampur dengan cuka
2. Masukkan telur ke dalam gelas
kimia, lalu tambahkan cuka
dapur, hingga telur tersebut
terendam.
3. Amati keadaan telur ! apa yang
terjadi?
D. Pertanyaan :
1. Sifat fisik apa saja yang dapat diamati pada telur sebelum
bercampur dengan cuka?
............................................................................................................
..........
2. Setelah dituangkan cuka dapur dan dibiarkan beberapa saat, lama
kelamaan telur tersebut menjadi melayang. Apa yang dapat
diamati pada saat telur sudah bercampur dengan cuka?
...........................................................................................................
.........
3. Apa yang terjadi pada keadaan fisik dari telur tersebut?
...........................................................................................................
.........
4. Samakah keadaan fisik telur sebelum, ketika, dan sesudah
bercampur dengan cuka dapur?
...........................................................................................................
.........
5. Termasuk perubahan apakah yang terjadi pada telur tersebut?
Lembar Kegiatan 3

Meniup Balon dengan Cara Mereaksikan Cuka Dapur dan Soda Kue
A. Pendahuluan:
Sebuah balon dapat mengembang karena dalam balon
tersebut terdapat gas atau udara. Gas atau udara
tersebut dapat diperoleh dengan cara meniup dengan
menggunakan mulut, atau dengan cara dipompa. Akan
tetapi untuk memperoleh gas yang membuat balon
mengembang tidak selalu dari udara atau dari pompa.
Gas dapat kita buat dari proses perubahan kimia. Hal
ini dapat dibuktikan dengan kegiatan berikut ini.
B. Alat dan Bahan:
Sumber : doc. pribadi
Alat
- Labu
Erlenmeyer 150
mL
- spatula
- Balon
Bahan :
- soda kue
- cuka dapur
C. Cara Kerja :
1. Ambil 3 sendok spatula atau satu sendok kecil soda kue. Amati sifat fisik soda kue tersebut dan catat.
2. Masukkan 3 sendok spatula soda kue tersebut ke dalam balon.
3. Masukkan cuka dapur ke dalam labu erlenmeyer sebanyak
45 mL. Amati dan catat sifat fisika cuka dapur tesebut.
4. Tutup mulut labu erlenmeyer dengan menggunakan balon yang telah berisi soda kue.
5. Tegakkan balon, sehingga soda kue tersebut masuk ke dalam labu Erlenmeyer.
6. Amati apa yang terjadi. Catat
kembali sifat fisika dari campuran
soda kue dan cuka!
D. Pertanyaan :
1. Bagaimana keadaan atau wujud dan warna soda kue dan cuka
sebelum bercampur?
soda kue :
..................................................................................................
cuka :
.........................................................................................................
2. Apa yang terjadi pada saat soda kue mengenai dan bercampur
dengan cuka dapur?
..........................................................................................................
.........
3. Bagaimana keadaan balon setelah soda kue bercampur dengan
balon? Jelaskan!
..........................................................................................................
.........
4. Adakah zat baru yang dihasilkan setelah soda kue bercampur
dengan balon? Apakah zat baru tersebut?
..........................................................................................................
.........
5. Termasuk perubahan apakah yang terjadi pada cuka dapur dan
soda kue?
..........................................................................................................
.........
Lembar kegiatan 4
Membuat Es Goyang
A. Pendahuluan:
Sumber : doc. pribadi
Pada prinsipnya pembuatan es
merupakan konsep dari perubahan
wujud benda dari cair menjadi padat.
Hal ini dapat dilakukan dengan
mudah, dengan cara memasukkan
air ke dalam freezer lemari es, maka
dalam waktu beberapa jam diperoleh
es.
Akan tetapi es dapat dibuat dengan cara memasukkan zat cair yang
akan di buat es ke dalam wadah yang berisi es batu yang dicampur
dengan garam dapur. Dalam waktu beberapa menit cairan tersebut
beku menjadi es. Untuk lebih jelasnya lakukan kegiatan berikut ini.
B. Alat dan Bahan:
Alat
- Wadah besar (waskom)
- Plastik untuk es
Bahan :
- Sirup untuk membuat es
- Es batu
- Garam dapur
C. Cara Kerja :
1. Ambil sirup, amati wujud dan warnanya!
2. Masukkan sirup ke dalam
plastik untuk membuat es.
3. Siapkan wadah besar
(waskom) yang diisi dengan es
batu dan garam dapur kasar.
4. Masukkan plastik yang berisi
sirup ke dalam waskom
tersebut.
5. Goyang-goyangkan waskom berisi es batu dan garam tersebut
hingga sirup tersebut membeku.
D. Pertanyaan :
1. Bagaimanakah wujud dan warna dari sirup sebelum dimasukkan
ke dalam waskom yang berisi campuran es batu dan garam?
2. Apakah yang kalian amati ketika sirup dimasukkan ke dalam
waskom ?
..........................................................................................................
.........
3. Samakah wujud sirup sebelum dan sesudah terjadi perubahan?
..........................................................................................................
.........
4. Adakah zat baru yang dihasilkan dari perubahan sirup ini?
..........................................................................................................
.........
5. Disebut apakah perubahan sirup yang cair menjadi padat (es)?
Dapatkah sirup yang beku (es) tersebut kembai menjadi cair bila
didiamkan? Disebut apakah perubahannya?
..........................................................................................................
.........
6. Termasuk perubahan apakah yang terjadi syrup tersebut?
..........................................................................................................

Mengeruhkan air kapur
A. Pendahuluan:
Air kapur Air kapur setelah di tiup oleh mulut
Suatu benda dapat mengalami perubahan karena berbagai faktor.
Salah satu faktor yang menyebabkan sifat benda berubah adalah
karena benda bercampur atau kontak dengan benda lain. Dalam
percobaan ini, akan diamati akibat dari napas yang kita hembuskan ke
dalam air kapur.
B. Alat dan Bahan:
Alat
- Labu erlenmeyer 150
mL
- Sedotan
Bahan :
- air kapur
C. Cara Kerja :
1. Ambil dan amati air kapur yang terdapat dalam gelas kimia. Catat
sifat fisika yang dimiliki air kapur tersebut!
2. Masukkan air kapur ke dalam labu
erlenmeyer sebanyak 50 mL.
Sumber : doc. pribadi
Sumber : doc. pribadi
36
3. Dengan menggunakan sedotan,
hembuskan napas dari mulut kalian
dengan menggunakan sedotan
plastik.
4. Amati apa yang terjadi pada air
kapur!
D. Pertanyaan :
1. Bagaimanakah sifat fisika air kapur sebelum diberi hembusan
napas dari mulut?
..........................................................................................................
.........
2. Apa yang terjadi pada saat air kapur tersebut ditiup?
..........................................................................................................
.........
3. Samakah sifat fisika air kapur sebelum dan sesudah diberi
hembusan napas?
..........................................................................................................
.........
4. Termasuk perubahan apakah pada air kapur tersebut? Jelaskan!
..........................................................................................................


a. Sifat-sifat Cahaya
1. Kompetensi
a) Menganalisis sifat-sifat cahaya
2. Indikator
a) menyebutkan sifat-sifat cahaya
b) mendeskripsikan pengertian pemantulan
c) menyebutkan jenis-jenis pemantulan
d) mendeskripsikan pemantulan pada cermin datar
e) mendeskripsikan pemantulan pada cermin cekung
f) menggambarkan pembentukkan bayangan pada cermin cekung
g) mendeskripsikan pemantulan pada cermin cembung
h) menggambarkan pembentukkan bayangan pada cermin cekung
i) mendeskripsikan pengertian pembiasan
j) mendeskripsikan pembiasan pada lensa cembung
k) menggambarkan pembentukkan bayangan pada lensa cembung
l) mendeskripsikan pembiasan pada lensa cekung
m) menggambarkan pembentukkan bayangan pada lensa cekung

3. Tujuan Pembelajaran
a) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat menyebutkan sifat-sifat cahaya
b) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat mendeskripsikan pengertian pemantulan
c) Melalui kegiatan tanya jawab peserta diklat menyebutkan jenisjenis pemantulan
d) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat mendeskripsikan pemantulan pada cermin datar
e) Melalui kegiatan praktik/kegiatan laboratorium peserta diklat dapat mendeskripsikan pemantulan pada cermin cekung
f) Melalui kegiatan praktik/kegiatan laboratorium peserta diklat dapat mendeskripsikan pemantulan pada cermin cembung
g) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat mendeskripsikan pemantulan pada cermin cembung
h) Melalui kegiatan kerja kelompok peserta diklat dapat
menggambarkan pembentukkan bayangan pada cermin cekung
i) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat mendeskripsikan pengertian pembiasan
j) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat mendeskripsikan pembiasan pada lensa cembung
k) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat  menggambarkan pembentukkan bayangan pada lensa cembung
l) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat mendeskripsikan pembiasan pada lensa cekung
m) Melalui kegiatan kerja kelompok peserta diklat dapat menggambarkan pembentukkan bayangan pada lensa cekung

1. Sifat-sifat cahaya
Cahaya merupakan salah satu gelombang elektromagnetik yang
memiliki panjang gelombang antara 380 – 780 nm. Cahaya
merupakan salah satu spektrum dari gelombang elektromagnetik
yang secara lengkap ditunjukkan pada gambar 1.1 berikut ini.
Gambar 1.1 Spektrum dari gelombang elektromagnetik
Karena cahaya termasuk gelombang elektromagnetik, maka
sifat gelombangpun dimiliki oleh cahaya. Adapun sifat-sifat
gelombang elektromagnetik yang juga dimiliki oleh cahaya, adalah:
a. Dapat dipantulkan (refleksi)
b. Dapat dibiaskan (refraksi)
c. Dapat lenturkan (difraksi)
d. Dapat digabungkan (interferensi)
e. Dapat dikutubkan (polarisasi)
Pembahasan pada modul ini dibatasi hanya pada peristiwa
pemantulan dan pembiasan cahaya.

a. Pemantulan Cahaya
1) Pengertian Pemantulan
Pemantulan cahaya adalah peristiwa berbeloknya arah cahaya karena mengenai bidang yang bersifat dapat
memantulkan (reflektan). Setiap bidang memiliki tingkat reflektan yang berbeda-beda. Cermin datar yang kualitasnya
baik dapat memantulkan cahaya sekitar 98 %. Artinya cermin datar tersebut mampu memantulkan 98 % dan hanya
menyerap 2 % berkas cahaya yang mengenai cermin tersebut.

2) Jenis-jenis Pemantulan
Pemantulan cahaya dapat dibedakan menjadi dua jenis,
yaitu pemantulan teratur dan pemantulan baur atau
pemantulan diffus. Pemantulan teratur terjadi pada
permukaan datar seperti cermin, atau permukaan air yang
tenang; sedangkan pemantulan baur terjadi pada permukaan
kasar seperti dinding tembok, kertas, dan aspal jalan.
Supaya lebih jelas, kita perhatikan gambar 1.2 dua jenis
pemantulan berikut ini.
Gambar 1.2 (a) Pemantulan teratur, (b) pemantulan diffus

Pemantulan teratur, adalah pemantulan yang terjadi
pada permukaan datar atau rata. Misalkan pemantulan pada
cermin datar. Besar sudut berkas cahaya yang datang pada
bidang datar sama dengan besar sudut berkas cahaya yang
meninggalkan bidang datar.
Pemantulan Baur, adalah pemantulan yang terjadi pada
permukaan yang tidak datar atau tidak rata. Misalkan
pemantulan oleh permukaan es, dinding tembok, dan permukaan jalan.

3) Pemantulan pada Cermin Datar
Hampir setiap benda dapat memantulkan cahaya. Kita dapat melihat suatu benda karena adanya cahaya yang
dipantulkan oleh benda tersebut. Cahaya akan dipantulkanlebih banyak jika mengenai permukaan benda yang halus
dan mengkilat; misalnya cermin datar. Pemantulan cahayapada cermin datar dapat diselidiki dengan menggunakan
”Ray Box” (kotak cahaya). Berkas cahaya yang keluar dari celah disebut sinar
datang; berkas cahaya yang dipantulkan oleh cermin datardisebut sinar pantul; dan garis normal yang tegak lurus permukaan cermin.

4) Hukum Pemantulan
•Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal terletak pada
satu bidang datar.
•Besar sudut sinar datang sama dengan besar sudut sinar
pantul ( i = r )
7
Gambar 1.3 Pemantulan pada cermin datar

5) Sifat-Sifat Bayangan pada Cermin Datar
Untuk mengetahui sifat bayangan pada cermin datar, kita
lihat gambar berikut.
Gambar 1.4 Sifat bayangan pada cermin datar
Ketika kita bercermin, kita melihat bahwa ukuran
bayangan sama dengan diri kita. Bayangan yang dibentuk
oleh cermin datar berada di belakang cermin (maya). Jika
kita bergerak maju atau mundur maka jarak bayangan
berubah, sehingga ukuran bayangannya juga berubah
terhadap cermin. Ketika kita mengangkat tangan kanan,
bayangan di cermin terlihat mengangkat tangan kiri.

Dari ilustrasi tersebut, maka dapat disimpulkan sifat-sifat
bayangan pada cermin datar, yaitu:
a. Maya
b. Sama besar dengan bendanya
c. Tegak
d. Jarak bayangan sama dengan jarak benda
e. Simetri

6) Pemantulan pada Cermin
Cekung
Cermin cekung atau concave
mirror bersifat mengumpulkan sinar
(konvergen). Oleh karena itu,
Gb. 1.5 Sinar-sinar sejajar yang
jatuh pada cermin cekung akan
cermin cekung disebut juga cermin konvergen.
Untuk melukiskan bayangan pada cermin cekung, kita
harus menemukan satu titik perpotongan yang dibentuk oleh
sekurang-kurangnya dua sinar
istimewa. Adapun sinar-sinar
istimewa pada cermin cekung
ditunjukkan pada gambar 1.6
berikut.
•Sinar datang sejajar sumbu
utama, dipantulkan melalui titik fokus F.
•Sinar datang yang melalui titik fokus F, dipantulkan sejajar
sumbu utama.
•Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin,
dipantulkan berimpit dengan sinar datang.

7) Sifat bayangan pada Cermin Cekung
Sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung
bergantung pada posisi atau jarak benda terhadap cermin.
Sifat bayangan cermin cekung
1. Benda berada
lebih besar dari r
- Diperkecil
- Terbalik
- Nyata
2. Benda berada
diantara titik C
dan titik F
- Diperbesar
- Tegak
- Nyata
3. Benda berada
diantara titik F
dan
kelengkungan
cermin
- Diperbesar
- Tegak
- Maya
Gambar bayangan maya menggunakan garis terputus

8) Pemantulan pada Cermin Cembung
Cermin cembung atau convex mirror bersifat menyebarkan sinar (divergen). Oleh karena itu, cembung disebut juga cermin divergen.
Untuk melukiskan bayangan pada cermin cembung, kita harus menemukan satu titik perpotonganyang dibentuk oleh sekurang-kurangnya dua sinar istimewanya. Adapun sinar-sinar istimewa pada cermin cembung
Gambar 1.8 Sinar istimewa pada cermin cembung
•Sinar datang sejajar sumbu utama, dipantulkan seolah-olah
berasal dari titik fokus F.
•Sinar datang yang menuju titik fokus F, dipantulkan sejajar
sumbu utama.
•Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin,
dipantulkan berimpit dengan sinar datang.

9) Sifat bayangan pada cermin cembung
Sifat bayangan cermin cembung
No. Posisi Benda Lukisan Bayangan Sifat Bayangan
1. Benda berada di
depan cermin
cembung
- Diperkecil
- Tegak
- Maya

b. Pembiasan Cahaya
1) Pengertian Pembiasan
Pembiasan cahaya atau refraksi adalah pembelokan
cahaya, karena cahaya memasuki medium yang
kerapatannya berbeda. Jika cahaya masuk dari medium
kurang rapat ke medium lain yang lebih rapat, cahaya akan
dibelokkan mendekati garis normal. Sebaliknya jika cahaya
masuk dari medium lebih rapat ke medium lain yang kurang
rapat, cahaya akan dibelokkan menjauhi garis normal.
Tingkat kerapatan suatu medium dinamakan juga indeks
bias (n).
2) Hukum Snellius / Hukum
Pembiasan
•Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada
sebuah bidang datar.
•Perbandingan sinus sudut datang dengan sinus sudut
bias untuk dua medium yang berlainan selalu tetap.
Jika berkas cahaya masuk dari
medium kurang rapat ke medium lebih
rapat, berkas cahaya akan dibiaskan
menjauhi garis normal. Sebaliknya jika
berkas cahaya masuk dari medium
lebih rapat ke medium kurang rapat,
berkas cahaya dibiaskan mendekati garis normal.
3) Pengertian Lensa
Lensa adalah benda bening yang dibatasi oleh dua
bidang lengkung atau satu bidang lengkung dan satu bidang
datar. Jenis lensa dapat dibedakan menjadi 2 bagian yaitu,
lensa cembung dan lensa cekung. Lensa cembung
dinamakan juga lensa konveks (lensa konvergen, lensa
positif) bersifat mengumpulkan berkas cahaya. Lensa
cekung dinamakan juga lensa konkaf (lensa divergen, lensa
negatif) bersifat menyebarkan berkas cahaya.
4) Pembiasan cahaya pada lensa cembung
Lensa cembung bersifat mengumpulkan berkas cahaya.
Untuk melukiskan bayangan
yang dibentuk oleh lensa cembung, kita harus menemukan satu titik potong yang dibentuk oleh sekurang-kurangnya dua
berkas cahaya istimewa.  tanpa mengalami pembiasan.
5) Sifat bayangan pada lensa cembung
bergantung pada posisi atau jarak benda terhadap lensa.
Adanya perbedaan posisi atau jarak benda, menghasilkan
lukisan bayangan dan sifat bayangan cembung seperti yang ditunjukkan pada tabel
Adapun sinar istimewa pada lensa cembung terlihat pada
Gambar 1.11 Sinar istimewa pada lensa cembung
datang sejajar sumbu utama, dibiaskan melalui titik
datang melalui titik fokus, dibiaskan sejajar sumbu
datang melalui titik pusat optik akan diteruskan
Sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung
yang dibentuk lensa
Tabel 1.3 Sifat bayangan lensa cembung
Posisi Benda Lukisan Bayangan
Benda berada
lebih kecil dari
inar 1.3 berikut.
Sifat
Bayangan
- Maya,
- Tegak,
- Diperbesar.
Gambar bayangan
maya menggunakan
garis terputus
13
2. Benda berada
diantara
Titik F2 dan
2F2
- Nyata
- Terbalik
- Diperbesar
3. Benda berada
lebih besar
dari r
- Diperkecil
- Terbalik
- Nyata
b) Pembiasan Cahaya pada Lensa Cekung
Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung:
•Sinar datang sejajar sumbu utama, dibiaskan seakan-akan
berasal dari titik fokus aktif (F1)
•Sinar datang menuju titik fokus pasif (F2), dibiaskan sejajar
sumbu utama.
•Sinar datang menuju pusat optik, diteruskan tanpa pengalami
pembiasan.
c) Sifat bayangan pada lensa cekung
Jika kita meletakkan benda di depan sebuah lensa cekung, maka
bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung selalu memiliki sifat:
maya, tegak, dan diperkecil dan terletak di depan lensa. Untuk lebih
jelasnya perhatikan tabel 1.4 berikut ini.
14
Tabel 1.4 Bayangan lensa cekung
No. Posisi Benda Lukisan Bayangan Sifat Bayangan
1. Benda berada di
depan lensa
cekung
- Maya
- Tegak
- Diperkecil
D. Tugas Mandiri
1. Gunakan sendok stainless dan senter untuk menyelidiki sifat-sifat
cermin cembung dan cermin cekung. Gambarkan dan laporkan hasil
penyelidikan anda.
2. Gunakan sendok stainless, nyala lilin, dan selembar kertas putih untuk
menyelidiki sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung dan
cermin cekung.
3. Gunakan kacamata dan senter untuk menyelidiki sifat dari lensa
cembung. Gambarkan dan laporkan hasil penyelidikan anda.
4. Gunakan kacamata, nyala lilin, dan selembar kertas putih untuk
menyelidiki sifat dari lensa cekung. Gambarkan dan laporkan hasil
penyelidikan anda.
5. Coba diskusikan bagaimanakah usaha anda untuk mengatasi
kekurangan alat untuk penyelidikan sifat-sifat cahaya!


Kelistrikan dan kemagnetan
1. Kompetensi
a) Menyelidiki konsep kelistrikan dan kemagnetan,
2. Indikator
a) Menjelaskan pengertian tegangan listrik
b) Menjelaskan pengertian arus listrik
c) Mendeskripsikan pengertian hambatan listrik
d) Menghitung nilai hambatan pengganti
e) Menyebutkan jenis-jenis rangkaian listrik
f) Menggambarkan berbagai rangkaian listrik
g) Menuliskan bunyi hukum Ohm
h) Menentukan kuat arus listrik dengan menggunakan hukum Ohm
i) Menjelaskan teori kemagnetan
j) Menyebutkan jenis-jenis magnet
k) Mendeskripsikan sifat-sifat kemagnetan
3. Tujuan Pembelajaran
a) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat menjelas pengertian tegangan listrik
b) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat menjelas pengertian tegangan listrik
c) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat mendeskripsikan pengertian hambatan listrik
d) Melalui kegiatan diskusi peserta diklat Menghitung nilai hambatan pengganti
e) Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta Menyebutkan jenis-jenis rangkaian listrik
f) Melalui kegiatan praktik/kegiatan laboratorium peserta diklat Menggambarkan berbagai rangkaian listrik
g) Melalui diskusi peserta diklat dapat menuliskan bunyi hokum Ohm
h) Melalui kegiatan praktik/kegiatan laboratorium peserta diklat dapat menentukan kuat arus listrik dengan menggunakan hukum Ohm.
i) Melalui diskusi peserta diklat dapat menjelaskan pengertian dari kemagnetan
j) Melalui diskusi peserta diklat dapat menyebutkan jenis-jenis magnet
k) Melalui kegiatan eksperimen peserta diklat dapat Mendeskripsikan sifat-sifat kemagnetan.


1. Rangkaian Listrik
Dalam kehidupan sehari-hari, manusia tidak dapat dipisahkan
dari pemanfaatan listrik. Peralatan listrik seperti televisi, radio,
kulkas, seterika listrik, dan lain-lain hanya dapat digunakan jika ada
listrik. Listrik selalu terkait dengan sumber tegangan listrik, arus
listrik, tegangan listrik, dan energi listrik.
2. Sumber Tegangan Listrik DC
Sumber tegangan listrik DC dapat berasal dari baterai,
akumulator, generator DC, sel surya dan sumber lainnya seperti
gambar 2.1 berikut ini.
Gambar 2.1 Berbagai Sumber Tegangan Listrik DC
Jika dua kutub baterei saling dihubungkan dengan
menggunakan suatu konduktor, maka pada penghantar tersebut
akan mengalir arus listrik. Adanya arus listrik ditunjukkan dengan
menyalanya bola lampu yang kita pasang di antara penghantar.
Lihat gambar 2.2.
Gambar 2.2 Lampu dalam rangkaian tertutup
Pada saat lampu menyala, terjadi perubahan energi dari energi
kimia menjadi energi cahaya dan energi panas.
Akumulator
3. Arus Listrik
Arus listrik dalam rangkaian arus searah mengalir dari potensial
tinggi ke potensial rendah. Besar arus listrik yang mengalir dalam
suatu penghantar disebut kuat arus listrik dengan satuan ampere.
Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang meng
dalam suatu penghantar setiap satuan waktu.
Makin banyak muatan listrik yang mengalir persatuan waktunya
maka semakin besar arus yang mengalir, sebaliknya arus listrik
menjadi kecil jika jumlah muatan listrik yang mengalir persatuan
waktunya menjadi
matematis dinyatakan dengan persamaan:
I =
keterangan
I = kuat arus listrik (ampere)
ΔQ = jumlah muatan (coulomb)
Δt = waktu (detik atau sekon)
Contoh :
Selama 5 me
sebesar 45 C. Tentukan besar kuat arus listrik yang mengalir dalam
kawat penghantar tersebut!
Jawab :
Diketahui:
Δt = 5 menit = 5 x 60 s = 300 s
ΔQ = 45 coulomb
Ditanyakan: I = ......?
Jawab:
I =Δ
I = 0,15
4. Tegangan Listrik
Jika kita mengamati sebuah sumber tegangan, misalnya baterei,
pabrik yang memproduksi akan mencantumkan berapa besarnya
tegangan yang dihasilkan oleh baterei. Misalnya beda potensial
atau tegangan baterei 1,5 V, berarti antara kutub positif dan negatif
baterei mempunyai beda potensial sebesar 1,5 V. Tegangan listrik
dinyatakan dalam satuan
usaha (energi) sebesar 1 joule untuk memindahkan muatan
sebesar 1 coulomb.
semakin sedikit. Kuat arus listrik secara
(1)
keterangan:
menit dalam suatu kawat penghantar mengalir muatan
ΔQ/ Δt = 45C/300s
A
erei Volt. Tegangan 1 volt setara dengan
17
mengalir
nit .
18
George Simon Ohm (1787-1854) melakukan penelitian untuk
menyatakan hubungan antara tegangan dan kuat arus listrik. Ohm
menyatakan bahwa:
“Kuat arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar berbanding
lurus dengan besarnya beda potensial (tegangan) pada ujungujung
penghantar”.
Pernyataan Ohm tersebut dikenal sebagai Hukum Ohm yang
dalam grafik dinyatakan pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Grafik Hubungan antara Tegangan dan Kuat Arus
Dari grafik terlihat bahwa semakin besar tegangan listrik maka
kuat arus listrik semakin besar pula, atau:
V ∞ I (7)
Secara matematis hukum Ohm dapat dinyatakan menjadi :
V = I . R (8)
Keterangan :
I = kuat arus listrik (ampere)
V = tegangan listrik (volt)
R = hambatan (ohm atau Ω)
Contoh Soal :
Dalam suatu penghantar mengalir arus listrik sebesar 2 A, jika
hambatan penghantar adalah 5 Ω, berapakah tegangan pada
ujung-ujung kawat penghantar tersebut !
Diketahui: R = 5 Ω
I = 2 A
Ditanyakan: V = ……?
Jawab: V = I . R
V = 2A . 5 Ω
V = 10 Volt
i (A)
V (volt)
5. Hambatan Suatu Penghantar
Hambatan adalah kemampuan suatu bahan untuk menghambat
arus listrik yang mengalir di dalam penghantar tersebut.
hambatan suatu penghantar bergantung pada panjang, luas
penampang, dan hambat jenis
hambatan dinyatakan dengan
R = ρ
Keterangan:
R = hambatan (ohm atau
ρ = hambatan jenis (ohm.m)
l = panjang penghantar (m)
A = luas penampang (m
Hambatan jenis (
yang menyatakan besar hambatan kawat penghantar yang
panjangnya 1m dan luas penampangnya 1 m
Bahandilalui
arus listrik (konduktor), misalnya emas. Bahan
memiliki nilai hambatan jenis besar suk
(isolator), misalnya kaca dan karet. Oleh karena itu, kabel
dibuat dari kawat tembaga yang dibungkus dengan karet.
Sebenarnya masih ada satu variabel yang dapat mempengaruhi
nilai suatu hambatan. Variabel tersebut adalah suhu
temperatur.
maka nilai hambatan
sebagian besar logam semakin tinggi suhu logam, maka nilai
hambatannya akan semakin besar.
6. Hambatan Pengganti
Beberapa
digantikan dengan
pengganti.
seperti gambar
Nilai hambatan penggantinya dapat ditentukan dengan
menggunakan persamaan:
Rs
jenisnya. Secara matematis nilai
persamaan:
(3)
Ω)
m2)
ρ) sepotong kawat penghantar adalah bilangan
m2.
-bahan yang memiliki nilai hambatan jenis rendah mudah
dilalui sukar dilalui arus listrik
Jika suatu penghantar mengalami perubahan suhu,
hambatannya juga akan mengalami perubahan
hambatan yang ada dalam suatu rangkaian dapat
gantikan satu hambatan yang disebut hambatan
. Perhatikan dua hambatan yang dihubungkan secara seri
2.4 di bawah ini:
Gambar 2.4 Rangkaian Hambatan Seri
= R1 + R2 +….+ Rn
Nilai
) Bahan-bahan yang
ar kabel-kabel
atau
nya perubahan. Untuk
ng n (5)
Keterangan
Rs = Hambatan total seri (ohm)
R1 = Hambatan 1(ohm)
R2 = Hambatan 2 (ohm)
Rn = Hambatan ke
Sedangkan untuk beberapa buah hambatan yang dihubungkan
secara paralel seperti gambar
Gambar 2.5 Rangkaian Hambatan Pararel
nilai hambatan penggantinya dapat ditentukan dengan
menggunakan persamaan
Keterangan
Rs = Hambatan total pararel (ohm)
R1 = Hambatan 1
R2 = Hambatan 2
Rn = Hambatan ke n
Untuk rangkaian yang di
hambatan yang disusun secara seri dan paralel, maka untuk
menentukan hambatan penggantinya harus menggunakan kedua
persamaan hambatan
adalah untuk memperoleh nilai hambatan tertentu, yang tidak dapat
diperoleh dengan rangkaian seri atau rangkaian pararel saja.
Rangkaian yang seperti ini biasanya disebut juga rangkaian
kombinasi (campuran).
Contoh :
Perhatikan
hambatan penggantinya
:
ke-n (ohm)
2.5 di bawah ini,
ilai :
= + +….+
:
(ohm)
(ohm)
(ohm)
dalamnya terdiri atas hambatan
pengganti di atas. Tujuan penggabungan ini
susunan hambatan dan cara menentukan nilai
pada gambar 2.6 di bawah ini!
Untuk menentukan nilai hambatan pengganti total dari
keempat hambatan dapat dilakukan dengan cara sebagai
berikut :
Langkah (a) :
Tentukan nilai hambatan pengganti untuk hambatan-hambatan
8 ohm dan 4 ohm. Karena dipasang seri, gunakan persamaan 4
sehingga diperoleh nilai hambatan pengganti sebesar 12 ohm.
Selanjutnya kita tentukan nilai hambatan pengganti untuk
hambatan-hambatan 6 ohm dan 3 ohm. Karena dipasang
paralel, gunakan persamaan 5 sehingga diperoleh nilai
hambatan pengganti sebesar adalah 2 ohm.
Langkah (b) :
Tentukan hambatan pengganti total dari hambatan pengganti 12
ohm dan 2 ohm. Karena kedua hambatan pengganti tersebut
hubungannya seri, gunakan persamaan 4 sehingga diperoleh
nilai hambatan pengganti sebesar 14 ohm.
Langkah (c):
Hambatan pengganti total yang nilainya 14 ohm tersebut
merupakan hambatan pengganti untuk seluruh hambatan.

7. Hukum I Kirchoff
Jika kita membuat rangkaian tertutup yang memiliki
percabangan, ternyata besarnya arus listrik yang menuju titik
percabangan sama dengan besarnya arus listrik yang
meninggalkan percabangan tersebut. Pernyataan tersebut dapat
dibuktikan dengan mudah dengan cara memasang ampermeter
sebelum arus memasuki percabangan, serta ampermeter lainnya
setelah arus listrik meninggalkan setiap percabangan. Besarnya
arus listrik yang menuju percabangan dan jumlah arus listrik pada
setiap percabangan tergantung pada nilai hambatannya masingmasing.
Jika nilai hambatan pada cabang tersebut besar, maka
arus listrik yang melalui cabang tersebut kecil, sebaliknya jika
hambatannya kecil maka arus listrik yang melalui cabang tersebut
menjadi besar. Model arus listrik dalam rangkaian percabangan
ditunjukkan pada gambar 2.7.
Menurut hukum I Kirchoff:
“Jumlah kuat arus listrik yang melalui satu titik percabangan sama
dengan jumlah kuat arus listrik yang meninggalkan titik
percabangan tersebut”.
Secara matematis Hukum I Kirchhoff dapat dinyatakan dengan:
Σ Imasuk = Σ Ikeluar (9)
Σ dibaca “sigma” artinya jumlah. Dengan demikian persamaan
untuk gambar 2.8 di atas adalah I1 = I2 + I3.
Contoh 1:
Perhatikan gambar 2.8 di bawah ini!
Gambar 2.8 Arus di percabangan
Jika I1 , I3 , I4 , dan I5 masing-masing besarnya adalah 6 A, 9 A, 3 A,
dan 7 A, berdasarkan gambar tersebut, tentukan :
a. Bentuk persamaannya
b. Nilai I2
c. Arah I2
Jawab :
a. I2 = I1 + I3 – (I4 + I5)
b. I2 = (I1 + I3 ) – (I4 + I5)
I2 = (6 A + 9 A) – (3 A + 7 A)
I2 = (15 A) – (10 A)
I2 = 5 A
c. Arah i2 meninggalkan percabangan X karena arus yang
masuk ke percabangan nilainya lebih besar daripada arus yang
keluar.
Contoh 2:
Dua buah hambatan, 3 ohm dan 6 ohm dirangkai secara paralel,
dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt. Tentukan besar :
a. hambatan penggantinya
b. arus yang mengalir pada rangkaian.
c. tegangan masing-masing hambatan
d. arus pada masing-masing hambatan
X
I1
I2
I4 I3
I5
Jawab :
1) Hambatan pengganti R
adalah:
=
=
=
=
Rp =
= 2 ohm
2) Arus yang mengalir pada rangkaian :
Itotal
=
=
Itotal
= 6 A
3) Karena paralel maka, tegangan tiap hambatan sama dengan
tegangan totalnya. Sehingga :
V1 = V2 = V
4) Arus pada masing
I1 =
=
I1 = 4 A
I2 =
=
I2 = 2A
8. Teori Kemagnetan
Pemahaman terhadap magnet berdasarkan pada teori
kemagnetan sebagai berikut.
a. Setiap magnet tersusun atas magnet
dinamakan
b. Suatu bahan memiliki sifat magnet, jika magnet elementernya
tersusun secara teratur,
c. Suatu bahan tidak memiliki sifat magnet, diakibatkan magnet
elementernya tidak beraturan atau tersusun se
d. Setiap magnet jika dipotong akan menjadi potongan
yang tetap memiliki sifat kemagnetan
R1 dan R2 yang disusun secara paralel
+
+
+
Vtotal = 12 V
masing-masing hambatan:
magnet-magnet kecil yang
magnet elementer
secara acak;
23
cara potongan-potongan
24
e. Sifat kemagnetan sebuah magnet akan hilang atau berkurang jika
magnet tersebut dibakar atau dipukul-pukul. Pemanasan atau
pemukulan magnet mengakibatkan keteraturan dari magnet
elementer sehingga menjadi tidak teratur kembal.
9. Jenis-jenis magnet
Berdasarkan bentuknya magnet dapat dibedakan menjadi
beberapa jenis, yaitu:
Magnet adalah benda yang dapat menarik benda lain yang
terbuat dari besi atau baja. Berdasarkan bentuknya magnet dapat
dibedakan menjadi : magnet batang, magnet selinder, magnet
ladam, magnet jarum, magnet lingkaran. Perhatikan gambar 2.10.
Gambar 2.10 Bentuk-bentuk magnet
Selain bentuk-bentuk magnet pada gambar 2.10, masih ada
bentuk magnet lain sesuai dengan kebutuhan.
10. Sifat Kemagnetan
Setiap magnet, baik magnet alam maupun magnet buatan
mempunyai sifat-sifat sebagai berikut :
a. Magnet dapat menarik benda yang terbuat dari besi atau baja.
b. Magnet memiliki dua buah kutub, yaitu kutub utara dan kutub
selatan
c.Magnet memiliki gaya tarik terbesar pada bagian kutub-kutubnya.
d.dua kutub magnet yang tidak sejenis akan saling tarik menarik.
e.dua kutub magnet yang sejenis akan saling tolak menolak.
f. Magnet jika digantung dengan benang akan selalu menunjukkan
arah utara dan selatan. Ujung yang menunjuk arah utara disebut
kutub utara dan ujung yang menunjuk arah selatan disebut kutub
selatan.
11. Bahan Magnetik dan Nonmagnetik
Bahan-bahan di alam ada yang dapat dipengaruhi oleh magnet;
ada juga yang tidak dapat dipengaruhi. Berdasarkan gejala
teersebut, bahan-bahan dikelompokkan menjadi :
a. Bahan Ferromagnetik
25
Adalah bahan-bahan yang dapat ditarik secara kuat oleh magnet.
Contoh: besi, nikel, dan baja
b. Bahan Paramagnetik
Adalah bahan-bahan yang dapat ditarik secara lemah oleh
magnet.
Contoh : kayu, aluminium, dan platina
c. Bahan Diamagnetik
Adalah bahan-bahan yang sedikit ditolak oleh magnet.
Contoh : emas, bismut, dan merkuri
12. Pembuatan Magnet
Suatu bahan magnet dapat dijadikan magnet dengan beberapa
cara, antara lain :
a. Cara Gosokan
Bahan magnet dapat diubah menjadi magnet dengan cara
gosokkan. Cara gosokan yang benar adalah arah gosokannya
senantiasa searah. Perhatikan gambar 2.11.
Gambar 2.11
b. Cara Induksi
Sebuah besi atau baja dapat menjadi magnet jika kepadanya
didekatkan sebuah magnet tanpa saling menyentuh.
Berubahnya sebuah besi dengan cara tersebut dinamakan
induksi magnetik. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar 2.12
berikut ini.
Gambar 2.12
b. Dengan Cara Elektromagnet
26
Sebuah bahan magnet dapat memiliki sifat kemagnetan dengan
cara elektromagnet. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar
2.13 berikut ini.
Gambar 2.13
E. Kegiatan Belajar 3
1. Jenis dan sifat Gaya;
1. Kompetensi
1.1.1 Menganalisis sifat-sifat cahaya
2. Indikator
a. menjelaskan pengertian gaya
b. menyebutkan jenis-jenis gaya
c. mendeskripsikan sifat-sifat gaya
d. menggambarkan resultan gaya
e. menghitung resultan gaya
3. Tujuan Pembelajaran
a. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
menjelaskan jenis-jenis gaya
b. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
menyebutkan jenis-jenis gaya
c. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat
mendeskripsikan sifat-sifat gaya
d. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
menggambarkan resultan gaya
e. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
menghitung resultan gaya
5. Uraian Materi
a. Pengertian gaya
Seorang anak dikatakan memberikan gaya jika anak tersebut menarik
atau mendorong suatu benda. Jika gaya yang diberikannya cukup, maka
benda dapat tertarik atau terdorong. Tetapi jika gaya yang diberikannya
kurang, maka benda tetap dalam keadaan diam atau dengan kata lain benda
tidak tertarik atau terdorong. Konsep gaya sebenarnya merupakan sesuatu
27
yang abstrak, karena yang dapat teramati oleh indera hanya akibat yang
ditimbulkan oleh gaya tersebut. Untuk memudahkan pemahaman terhadap
konsep gaya, kita dapat mendefinisikan gaya sebagai tarikan atau dorongan.
Gaya dapat dibedakan menjadi gaya sentuh dan gaya tak sentuh atau
gaya medan. Suatu gaya dinamakan gaya sentuh jika antara sumber gaya
dengan benda yang dipengaruhinya saling bersentuhan.
Contoh :
- Tarikan atau dorongan terhadap. sebuah meja.
Suatu gaya dinamakan gaya tak sentuh atau gaya medan jika
antara sumber gaya dengan benda yang dipengaruhinya tidak saling
bersentuhan.
Contoh :
- Tertariknya potongan kertas oleh mistar plastik yang telah digosok.
Jenis-jenis gaya berdasarkan sumbernya atau penyebabnya adalah
: gaya otot, gaya mesin, gaya magnet, gaya listrik, gaya pegas, gaya
gravitasi, gaya gesekan, dsb.
b. Sifat-sifat Gaya
1. Gaya dapat menyebabkan perubahan gerak benda
Sebuah mobil yang sedang bergerak dengan kecepatan tertentu
dapat bergerak menjadi lebih cepat jika sang sopir menginjak pedal
gasnya lebih dalam. Sebaliknya kecepatan mobilnya dapat menjadi
lebih lambat jika sang sopir menginjak pedal remnya lebih dalam.
Penginjakan pedal gas atau pedal rem lebih dalam tujuannya untuk
menambah atau mengurangi gaya terhadap mobil. Sebagai akibat
penekanan pedal gas atau pedal rem, maka kecepatan gerak mobil/
benda menjadi berubah. Jadi dalam hal ini adanya gaya menyebabkan
berubahnya kecepatan mobil.
2. Gaya dapat mengubah bentuk benda
Jika seorang anak menekan-nekan plastisin dengan menggunakan
kedua tangannya, maka plastisin tersebut dapat dibentuknya sesuai
dengan keinginannya. Plastisin dapat dibuat berbentuk bulat, pipih,
atau bentuk-bentuk lainnya. Penekanan plastisin dengan menggunakan
kedua tangan berarti memberikan gaya pada plastisin. Berarti gaya
dalam hal ini digunakan untuk menggubah bentuk benda.
3. Gaya dapat mengubah arah gerak benda
Jika sebuah bola dilemparkan ke arah dinding tembok, maka
setelah bola tersebut menyentuh dinding tembok bola akan bergerak ke
arah yang berbeda dari arah semula. Berubahnya arah gerak bola
ditimbulkan oleh gaya yang diberikan dinding tembok terhadap bola.
28
Jadi dalam hal ini gaya yang dilakukan oleh dinding dapat mengubah
arah gerak bola.
c. Satuan gaya
Dalam Sistem Internasional gaya mempunyai satuan Newton. Alat
yang dapat digunakan untuk menentukan/mengukur besarnya suatu gaya
adalah dinamometer atau neraca pegas. Biasanya pada kedua sisi
dinamometer tertera dua buah skala yang berbeda, di satu sisi skalanya
mempunyai satuan Newton, sedangkan di sisi yang lainnya mempunyai
satuan kilogram.
Setiap benda yang berada dalam suatu medan gravitasi akan
dipengaruhi karena adanya medan tersebut. Berat benda sangat
tergantung pada percepatan gravitasi yang bekerja pada benda tersebut.
Hubungan antara berat benda dengan massa bendanya dinyatakan
dengan persamaan sebagai berikut.
W = m . g
Dimana :
W = berat Newton
m = massa Kilogram
g = percepatan pravitasi m / s 2
Berat, kecepatan, percepatan, momentum, momen gaya, medan listrik,
medan magnet, dan gaya termasuk besaran vektor sebab besaranbesaran
tersebut selain memiliki nilai dan arah.
D. Resultan gaya
Resultan gaya atau gaya total merupakan jumlah beberapa gaya yang
bekerja pada suatu benda. Untuk menentukan resultan dua buah gaya
atau lebih kita harus meninjau dulu gaya-gaya yang bekerja pada benda.
Kita dapat membedakan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda
menjadi 2 bagian yaitu :
1. Resultan gaya segaris lurus
Resultan gaya dalam satu garis lurus dapat ditentukan dengan 2
cara, yaitu :
a. Gaya-gaya searah
Besar resultan gaya yang gayanya searah dapat ditentukan
dengan menjumlahkan gaya-gayanya.
F1 F2
R = F1 + F2
29
b. Gaya-gaya berlawanan arah
Besar resultan gaya yang gaya-gayanya berlawanan arah dapat
ditentukan dengan mengurangkan gaya-gayanya.
F1 F2
R = F1 - F2
F. Kegiatan Belajar 4
Pemuaian Zat
1. Kompetensi
1.1.1 Menganalisis pemuaian benda
2. Indikator
a. menyebutkan jenis-jenis pemuaian
b. mendeskripsikan pengertian pemuaian
c. menjelaskan persamaan muai panjang
d. menjelaskan persamaan muai luas
e. menjelaskan persamaan muai ruang
f. menggunakan persamaan pemuaian benda
3. Tujuan Pembelajaran
a. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
menyebutkan jenis-jenis pemuaian
b. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
mendeskripsikan pengertian pemuaian
c. Melalui kegiatan diskusi peserta diklat dapat menjelaskan
persamaan muai panjang
d. Melalui kegiatan diskusi peserta diklat dapat menjelaskan
persamaan muai luas
e. Melalui kegiatan diskusi peserta diklat dapat menjelaskan
persamaan muai ruang
f. Melalui kegiatan kerja kelompok peserta diklat dapat mengunakan
persamaan muai benda.
5. Uraian Materi
d. Pengertian Pemuaian
Peristiwa pemuaian dekat sekali dengan kehidupan manusia. Jika
kita amati dengan cermat, banyak sekali zat atau benda mengalami
pemuaian. Secara umum benda akan memuai jika padanya dikenakan
30
panas. Sebenarnya, ada beberapa kemungkinan yang akan dialami
benda jika dikenai panas. Kemungkinan-kemungkinan tersebut adalah:
1) Benda mengalami kenaikan suhu,
Misalnya :
Air dipanaskan suhunya meningkat
2) Benda mengalami perubahan wujud,
Misalnya :
Lilin mencair ketika dipanaskan
3) Benda mengalami pemuaian.
Misalnya :
Kawat bertambah panjang ketika dipanaskan
b. Jenis-jenis Pemuaian
Pembahasan pada kegiatan belajar 4 adalah mengenai pemuaian
benda. Pemuaian suatu benda adalah bertambahnya ukuran benda
karena pada benda panas atau kalor.
Berdasarkan jenis bendanya pemuaian dapat dibedakan menjadi
tiga, yaitu :
1) Pemuaian zat padat,
2) Pemuaian zat cair,
3) Pemuaian zat gas.
Berdasarkan dimensinya pemuaian pada benda/zat dapat dibedakan
menjadi tiga jenis yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan
pemuaian volume. Ketiga jenis zat baik padat, cair, maupun gas dapat
mengalami ketiga pemuaian tersebut. Untuk memudahkan peninjauan
pada konsep pemuaian, pembahasan kegiatan belajar 4 dibatasi hanya
untuk pemuaian zat padat. Adapun jenis-jenis pemuaian adalah sebagai
berikut.
1) Pemuaian Panjang (Muai Linier)
Adalah pemuaian benda yang terjadi pada arah panjangnya.
Pemuaian panjang dinamakan juga pemuaian linier.
Contoh:
Pemuaian sebuah kawat.
Untuk menentukan pemuaian panjang atau muai linier suatu benda,
bayangkan kita memiliki sebuah kawat yang panjangnya l1 dengan
suhu t1. Jika kemudian kawat tersebut dipanaskan, maka suhunya
menjadi t2 dan panjang kawat sekarang menjadi l2. Panjang kawat
31
pada suhu t2 dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan
muai linier (muai panjang) sebagai berikut.
Lt2 = Lt1 ( 1 + ά . ΔT )
Dimana :
Lt2 = panjang kawat pada suhu t2 (m)
Lt1 = panjang kawat pada suhu t1 (m)
ΔL = pertambahan panjangkawat (m)
ά = koefisien muai panjang (/ºC)
ΔT = kenaikan suhu (ºC)
2) Pemuaian Luas (muai bidang)
Adalah pemuaian benda yang terjadi pada arah panjang dan
lebarnya, sehingga luas benda menjadi bertambah jika dibandingkan
dengan luas sebelum dipanaskan. Pemuaian luas dinamakan juga
pemuaian bidang.
Contoh:
Pemuaian permukaan kaca.
Bila suatu lempeng logam yang luas At1 dengan pada t1, dipanaskan
sampai t2, maka luasnya akan menjadi At2. Luas lempeng logam
setelah dipanaskan dapat ditentukan dengan persamaan sebagai
berikut.
At2 = At1 ( 1+ β. ΔT)
Keterangan :
At = luas bidang setelah dipanaskanr (m2)
Ao = luas bidang sebelum dipanaskan (m2)
ΔA = pertambahan luas (m2)
β = koefisien muai luas (/ºC), β = 2 ά
ΔT = kenaikan suhu (ºC)
3) Pemuaian Ruang (Muai Volume)
Adalah pemuaian benda yang terjadi pada arah panjang, lebar, dan
tingginya sehingga volumenya menjadi bertambah. Pemuaian ruang
dinamakan juga pemuaian volume.
Contoh:
Pemuaian pada balok.
32
Persamaan yang berlaku pada peristiwa pemuaian ruang (muai
volume) adalah :
Vt = Vo ( 1+ γ. ΔT)
Keterangan :
Vt = luas akhir (m3)
Vo = luas mula-mula (m3)
ΔV = pertambahan volume (m3)
γ = koefisien muai luas (/ºC), γ = 3 ά
ΔT = kenaikan suhu (ºC)
G. Kegiatan Belajar 5
Suhu dan Kalor
1. Kompetensi
a. Menganalisis peran kalor dalam mengubah suhu benda.
2. Indikator
a. menjelaskan pengertian suhu
b. mendeskripsikan cara kerja termometer
c. menyebutkan jenis-jenis termometer
d. menuliskan persamaan konversi untuk termometer
e. mengkonversikan suatu termometer ke termometer lainnya
f. menjelaskan pengertian kalor
g. menyebutkan jenis-jenis perpindahan kalor
h. mendeskripsikan pengertian kapasitas kalor
3. Tujuan Pembelajaran
a. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
menjelaskan pengertian suhu
b. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
mendeskripsikan cara kerja termometer
c. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
menyebutkan jenis-jenis termometer
d. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
menuliskan persamaan konversi untuk termometer
e. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
mengkonversikan suatu termometer ke termometer lainnya
f. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
menjelaskan pengertian kalor
g. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
menyebutkan jenis-jenis perpindahan kalor
33
h. Melalui kegiatan diskusi dan tanya jawab peserta diklat dapat
mendeskripsikan pengertian kapasitas kalor
5. Uraian Materi
a. Pengertian suhu
Setiap benda jika dipanaskan akan mengalami kenaikkan suhu.
Misalnya kita akan mengamati pemanasan air. Sebelum dipanaskan, suhu air
mula-mula sekitar 240C; kemudian secara bertahap suhu air akan meningkat
karena air mendapatkan kalor. Jika kita rasakan dengan menggunakan
tangan, ternyata panas air pada menit pertama berbeda dengan panas air
pada menit kelima. Berarti, suhu air pada menit pertama berbeda dengan suhu
pada menit ke lima. Berdasarkan uraian tersebut dapat didefinisikan bahwa
suhu adalah derajat atau tingkat panas atau dinginnya suatu zat. Jadi, setiap
benda yang panas dipastikan suhunya lebih tinggi jika dibandingkan dengan
suhu benda yang dingin.
Indera peraba secara kualitas dapat mengetahui panas atau dinginnya
suatu benda; tetapi indera peraba tidak dapat menentukan secara tepat suhu
benda. Untuk mengukur secara tepat suhu benda harus digunakan alat ukur
suhu yang dinamakan termometer. Pada umumnya termometer bekerja
berdasarkan perubahan volume.
Secara Umum dikenal empat jenis termometer, yaitu Termometer Celcius,
Termometer Reamur, Termometer Fahrenheit, dan Termometer Kelvin.
Prinsip kerja termometer diawali dengan penentuan titik tetap bawah dan titik
tetap atas yang akan digunakan sebagai acuan. Titik tetap bawah berdasarkan
pada suhu titik lebur es pada tekanan 1 atmosfir, sedangkan titik tetap atas
berdasarkan pada suhu titik didih air pada tekanan 1 atmosfir.
Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut ini!
Untuk menentukan titik tetap bawah pada termometer celcius,
digunakan suhu titik lebur es yaitu 00 ; sedangkan titik tetap atas ditetapkan
0 0 32
0
273 0
100 80 0 212 373
50 t = ? t = ? t = ?
t = ? 20 t = ? t = ?
t = ? t = ? t = ? 348
C R F C
Titik tetap
bawah
Titik tetap
atas
0
0
34
1000 yaitu berdasarkan titik didih air. Sama halnya dengan termometer Celcius,
termometer Reamour, Fahrenheit, dan Kelvin dalam pembuatannya terlebih
dulu menentukan titik tetap bawah dan titik tetap atas sebagai acuannya.
Berdasarkan gambar diatas diperoleh perbandingan untuk setiap
termometer sebagai berikut.
C : R : F±32 : K±273
100 : 80 : 180 : 100
5 : 4 : 9 : 5
Berdasarkan angka perbandingan dari setiap termometer menyatakan
bahwa :
Jika termometer Celcius menunjukkan skala 5, maka termometer
Reamur menunjuk skala 4, termometer Fahrenheit menunjukkan skala (9 +
32), dan termometer Kelvin menunjukkan skala (5 + 273).
Contoh :
1. Seorang dokter mengukur suhu pasiennya dengan menggunakan termometer.
Ternyata termometer menunjukkan skala 400C. Berapa derajatkah suhu pasien jika
diukur dengan menggunakan termometer Reamur dan Fahrenheit ?
Jawab:
t0 C = (4/5 x t0 )R
400 C = (4/5 x t0 )R
= 4/5 x 400 R
= 320 R
t0 C = (9/5 x t0 ) + 320 F
400 C = (9/5 x 400 ) + 320 F
= (630 ) + 320 F
= 950 R
Pengertian Kalor
Kalor atau bahang merupakan salah satu bentuk energi yang dapat berpindah
karena adanya perbedaan suhu atau temperatur. Kalor mempunyai satuan joule (J).
Satuan kalor yang lain adalah kalori (kal). 1 kalori adalah banyaknya panas yang
diperlukan oleh 1 gr air sehingga suhu naik sebesar 10 C.
Kapasitas kalor adalah jumlah kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda
satu satuan suhu; sedangkan Kalor Jenis (panas jenis) adalah kapasitas kalori tiap
satuan massa.
Perpindahan Kalor ada tiga macam yaitu Konduksi, Konveksi, dan Radiasi.
Konduksi (hantaran panas) adalah rambatan kalor yang tidak di ikuti perpindahan
35
massa.
Konveksi (aliran panas) adalah rambatan kalor yang mengikuti perpindahan partikelpartikel
zat perantara.
Radiasi (pancaran kalor) adalah perpindahan kalor yang tidak memerlukan zat
perantara.

TATA SURYA
A. Pendahuluan
Bumi merupakan sebuah planet yang senantiasa mengitari Matahari yang
merupakan pusat tata surya. Selain Bumi, masih banyak benda langit lainnya
yang berputar dalam pengaruh Matahari sebagai pusat tata surya. Benda-benda
langit tersebut adalah planet, planet kerdil, satelit, komet, asteroid, objek-objek
trans neptunus, dan yang lainnya.
Seluruh benda langit tersebut beserta Matahari berada dalam suatu sistem
yang dinamakan Tata Surya. Matahari sendiri merupakan bintang yang berada
dalam suatu galaksi yang dinamakan Galaksi Bimasakti. Terdapat sekitar 100
milyar lebih bintang yang menghuni Galaksi Bimasakti.
Di Alam semesta atau jagat raya terdapat banyak galaksi. Letak suatu
galaksi dengan galaksi yang lain sangat berjauhan. Untuk menuliskan jarak antar
galaksi para astronom menggunakan satuan tahun cahaya. 1 tahun cahaya
setara dengan 9.460.730.472.580.800 meter. Galaksi terdekat dari Bima Sakti
berjarak 2 juta tahun cahaya dan yang terjauh dapat mencapai ratusan juta tahun
cahaya. Gambar 1 menunjukkan galaksi-galaksi yang diambil menggunakan
teleskop Hubble.
Cabang ilmu yang mempelajari berbagai benda langit beserta dengan sifat
dan gejalanya atau karakteristiknya dinamakan astronomi. Dalam penelitian
benda-benda langit para ahli astronomi menggunakan berbagai alat bantu salah
satunya adalah teropong atau teleskop. Teropong yang digunakan ada yang
landas bumi seperti di Observatorium Bosscha, dan teropong ruang angkasa
yang berada di atas atmosfer Bumi seperti teleskop Hubble.
3
Gambar 1. Galaksi-galaksi yang diambil menggunakan teleskop Hubble.
B. Tata Surya
Tata Surya merupakan sistem yang terdiri dari Matahari, delapan planet,
planet-kerdil, komet, asteroid dan benda-benda angkasa kecil lainnya. Sekitar
99,85 % dari keseluruhan massa dalam sistem Tata Surya terdistribusi sebagai
massa Matahari. Massa sisanya terdistribusi sebagai massa dari benda-benda
langit lainnya dalam planet-planet, satelit alam, komet, asteroid, dan meteorid
yang ada dalam Sistem Tata Surya. Perhatikan tabel 1.
Tabel 1. Distribusi Massa dalam Tata Surya
No. Nama Benda Langit Prosentase Massa (%)
1. Matahari 99,85
2. Planet-planet 0,135
3. Satelit Alam 0,00005
4. Komet 0,01
5. Asteroid 0,0000002
6. Meteorid 0,0000001
Oleh karena Matahari memiliki massa yang paling besar diantara anggota
Tata Surya lainnya maka Matahari menjadi pusat Tata Surya. Semua anggota
Tata Surya lainnya itu mengelilingi Matahari.
4
Benda-benda langit tersebut beredar mengelilingi Matahari secara
konsentris pada lintasan masing-masing. IAU (International Astronomical Union)
secara umum mengelompokkan benda angkasa yang mengelilingi Matahari
menjadi tiga (Karttunen, 2007) yaitu:
1. Planet
Sebuah benda langit dikatakan planet jika memenuhi kriteria sebagai
berikut:
a. mengorbit Matahari;
b. memiliki massa yang cukup untuk membuat gravitasinya sendiri
sehingga bentuk fisiknya cenderung bulat;
c. orbitnya bersih dari keberadaan benda angkasa lain
2. Planet-Kerdil
Sebuah benda langit dikatakan sebagai planet-kerdil jika:
a. mengorbit Matahari;
b. memiliki massa yang cukup untuk membuat gravitasinya sendiri
sehingga bentuk fisiknya cenderung bulat;
c. orbitnya belum bersih dari keberadaan benda angkasa lain;
d. bukan merupakan satelit.
3. Benda-benda Tata Surya Kecil (Small Solar System Bodies)
Benda-benda Tata Surya Kecil tersebut di antaranya adalah komet,
asteroid, objek-objek trans-neptunian, serta benda-benda kecil lainnya.
Gambar 2 menunjukkan perbandingan diameter Matahari, planet, dan beberapa
planet kerdil.
5
Gambar 2. Matahari, planet, dan planet kerdil (dwarf planet) yang menjadi anggota Tata
Surya. Besar diameter dihitung relatif terhadap diamater Matahari sedangkan jarak tidak
diskalakan. (Sumber: Karttunen, 2007: 132).
C. Anggota Tata Surya
1. Matahari
Matahari merupakan sebuah bintang yang jaraknya paling dekat ke Bumi.
Jarak rata-rata Bumi ke Matahari adalah 150 juta Km atau 1 Satuan Astronomi.
Matahari berbentuk bola gas pijar yang tersusun atas gas Hidrogen dan gas
Helium. Matahari mempunyai diameter 1,4 ´ 106 Km, suhu permukaannya
mencapai 6000 °K. Matahari merupakan sumber energi utama bagi planet Bumi
yang menyebabkan berbagai proses fisis dan biologi dapat berlangsung.
Energi yang dipancarkan oleh Matahari dibentuk di bagian dalam matahari
melalui reaksi inti. Energi dipancarkan oleh Matahari ke Bumi dalam bentuk
radiasi gelombang elektromagnetik.
2. Planet
Berdasarkan kriteria IAU, planet adalah benda langit yang:
i. mengorbit Matahari;
ii. memiliki massa yang cukup untuk membuat gravitasinya sendiri
sehingga bentuk fisiknya cenderung bulat;
iii. orbitnya bersih dari keberadaan benda angkasa lain.
6
Planet-planet yang berada dalam sistem Tata Surya adalah : Merkurius,
Venus, Bumi, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.
Sejak tahun 2006, Pluto tidak dikategorikan lagi sebagai planet karena
kriteria ke-3 tidak dipenuhi oleh Pluto. Pluto memiliki orbit yang memotong orbit
Neptunus sehingga dianggap orbit Pluto belum bersih dari benda angkasa lain.
Ukuran Pluto tidak lebih besar dari Bulan dan jika dilihat dengan teleskop maka
akan tampak benda angkasa lain yang ukurannya hampir sama dengan Pluto
yaitu Charon (gambar 3).
Gambar 3. Hasil pemotretan Pluto dan Charon.
3. Planet-Kerdil
Planet-kerdil (Dwarf Planet) merupakan kategori baru dalam keanggotaan
Tata Surya, berdasarkan resolusi IAU tahun 2006. Sebuah benda angkasa
dikatakan planet-kerdil jika:
i. mengorbit Matahari;
ii. memiliki massa yang cukup untuk membuat gravitasinya sendiri
sehingga bentuk fisiknya cenderung bulat;
iii. orbitnya belum bersih dari keberadaan benda angkasa lain;
iv. bukan merupakan satelit.
7
Contoh dari planet-kerdil ini adalah Pluto dan Ceres. Ceres tadinya
dikategorikan sebagai salah satu asteroid terbesar yang berada di sabuk
asteroid. Sejak tahun 2006, Ceres dikategorikan sebagai planet kerdil karena
memenuhi kriteria di atas.
4. Satelit
Satelit adalah benda langit pengiring planet. Satelit senantiasa mengiringi
dan berputar terhadap planet pusatnya.
Berdasarkan cara terbentuknya satelit dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu :
a. Satelit Alam, adalah satelit yang terbentuk karena adanya peristiwa alam
bersamaan dengan terbentuknya planet.
Contoh: Bulan, sebagai satelit alam Bumi; Titan, sebagai satelit alam
Saturnus.
b. Satelit Buatan, adalah satelit yang dibuat oleh manusia yang digunakan
untuk tujuan tertentu.
Contoh: Satelit cuaca, satelit komunikasi, satelit mata-mata, dan
sebagainya.
Pada umumnya planet-planet dalam sistem Tata Surya mempunyai
beberapa satelit yang senantiasa mengiringinya. Hanya planet Merkurius dan
planet Venus yang tidak memiliki satelit. Jumlah masing-masing satelit untuk
setiap planet ditunjukkan pada tabel 2 di bawah ini.
Tabel 2. Jumlah satelit alam dalam planet (Karttunen, 2007: 448).
No. Nama Planet Jumlah satelit alam
1. Merkurius 0
2. Venus 0
3. Bumi 1
4. Mars 2
5. Jupiter 63
6. Saturnus 56
7. Uranus 27
8. Neptunus 13
8
Adapun gambar dari satelit-satelit yang dimiliki oleh suatu planet
ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.
Gambar 4. Satelit-satelit Jupiter (Sumber: http://www.dustbunny.com)
Gambar 5. Satelit-satelit Saturnus (Sumber: http://www.nineplanets.org)
Gambar 6. Satelit-satelit Uranus (Sumber: http://www.nineplanets.org)
Gambar 7. Satelit-satelit Neptunus (Sumber: http://www.nineplanets.org)
Io Europa Ganymede Callisto
Titan Tethys Rhea Dione
Oberon Miranda Umbriel Ariel
Triton Larissa Proteus Nereid
9
4. Asteroid
Asteroid dinamakan juga planet minor atau planetoid. Asteroid mengisi
ruangan yang berada diantara Mars dan Jupiter. Di dalam sistem Tata Surya
ditaksir terdapat 100.000 buah planetoid yang ukurannya antara 2–750 Km2.
Asteroid-asteroid tersebut senantiasa berputar diantara planet Mars dan planet
Jupiter membentuk sabuk asteroid.
Sabuk Asteroid ditunjukkan seperti gambar di bawah ini.
Gambar 8. Sabuk Asteroid
5. Komet
Dinamakan juga “Bintang berekor“, merupakan benda langit yang garis
edarnya/orbitnya sangat lonjong sehingga jaraknya ke Matahari kadang-kadang
jauh sekali tetapi suatu saat dapat dekat sekali. Wujud komet tersusun dari
kristal-kristal es yang rapuh sehingga mudah terlepas dari badannya. Bagian
yang terlepas inilah yang membentuk semburan ketika sebuah komet melintas di
dekat Matahari. Semburan tersebut nampak seperti ekor yang selalu menjauhi
Matahari sebab mendapat tekanan dari Matahari.
Karena orbit komet tidak seperti orbit planet maka komet akan terlihat di
bumi jika komet tersebut berada dekat dengan Matahari. Oleh karena itu ada
komet yang mendekati Bumi setiap 3 atau 4 tahun sekali; tetapi ada juga yang
sampai 76 tahun sekali yaitu Komet Halley.
Bentuk lintasan komet ditunjukkan seperti gambar di bawah ini.
10
Gambar 9. Bentuk lintasan komet
D. Latihan
1. Sebutkan anggota Tata Surya!
2. Jelaskan pengertian planet!
3. Jelaskanlah perbedaan planet dengan planet-kerdil!
4. Mengapa Pluto dikeluarkan dari daftar keplanetan Tata Surya? Jelaskan
alasannya!
5. Apa yang dimaksud dengan satelit? Sebutkan jenis-jenisnya!
6. Mengapa ekor komet arahnya selalu membelakangi arah cahaya Matahari?
Jelaskan!
Matahari
Ekor komet
Orbit komet
TEORI PEMBENTUKAN TATA SURYA
A. Pendahuluan
Banyak hipotesa yang disusun oleh para ahli untuk menjelaskan
bagaimana asal mula terjadinya Sistem Tata Surya. Cabang ilmu astronomi yang
khusus mempelajari asal-muasal terbentuknya Tata Surya adalah kosmogoni
(cosmogony). Sejak abad ke-18 sudah diusulkan teori-teori mengenai asalmuasal
Tata Surya ini. Pengujian teori-teori tersebut dilakukan dengan
membandingkan fakta-fakta di lapangan dan temuan-temuan baru akibat
perkembangan teknologi. Di antara fakta-fakta tersebut adalah:
1. Orbit-orbit planet yang paralel terhadap ekuator matahari;
2. Orbit-orbit anggota Tata Surya yang sirkular;
3. Semua planet bergerak dalam arah berlawanan arah jarum jam sesuai
dengan gerakan rotasi Matahari;
4. Planet yang juga berotasi dalam arah berlawanan arah jarum jam (kecuali
Venus dan Uranus);
5. Planet terestrial dan planet jovian yang memiliki karakteristik fisik dan
kimia yang berbeda;
6. Struktur satelit-satelit yang mengorbit planet mirip miniatur sistem Tata
Surya.
Para ahli komogoni selalu memperhatikan hal-hal tersebut di atas untuk
menguji dan menyempurnakan teori asal-muasal pembentukkan Tata Surya.
B. Teori-teori Pembentukan Tata Surya
1. Teori Hipotesa Nebula Kant dan Laplace
Salah satu teori asal-muasal Tata Surya adalah hipotesa nebula (nebular
hypothesys) yang diusulkan oleh Immanuel Kant yang pada tahun 1755
(Karttunen, 2007: 197). Menurut teori ini Tata Surya terbentuk dari nebula yang
berotasi. Pada tahun 1796, Simon de Laplace mengusulkan bahwa planet-planet
terbentuk dari cincin gas yang disemburkan dari ekuator Matahari (perhatikan
gambar 10.)
Gambar 10. Model Nebula Laplace. (a) Nebula yang berotasi. (b) Nebula mengalami
pemipihan sepanjang sumbu rotasinya. (c) Pembentukan bentuk
lentikular. (d) serangkaian cincin terbentuk akibat terjadinya pengerutan
inti. (e) terbentuk planet di masing-masing cincin. (Sumber: Woolfson,
2007)
2. Teori Pasang Surut
Teori ini dipelopori oleh Jeans dan Jefreey. Teori ini mengatakan bahwa
pada saat sebelum terbentuk Sistem Tata Surya, kedekat suatu protobintang
(bakal Matahari) melintas bintang lain yang lebih besar (masif). Akibatnya ada
sebagian materi dari protobintang tersebut yang tertarik karena pengaruh gaya
tarik bintang yang besar tersebut. Materi protobintang yang tertarik tersebut
kemudian menjadi planet-planet, sedangkan protobintang menjadi Matahari.
Perhatikan gambar 11!
3. Teori Penangkapan
Teori ini menjelaskan terbentuknya Tata Surya berawal dari adanya interaksi
antara Matahari dengan protobintang (calon bintang). Gambar 12 menunjukkan
proses tersebut dimana suatu massa protobintang melintasi Matahari dan
sebagian materi dari protobintang tersebut tertarik oleh gravitasi Matahari
kemudian membentuk planet.
14
Gambar 12. Representasi teori penangkapan. (Sumber: Woolfson, 2007)
C. Latihan
1. Disebut apakah cabang ilmu astronomi yang mempelajari asal-muasal
pembentukkan Tata Surya?
2. Jelaskanlah bagaimana terbentuknya Tata Surya berdasarkan teori hipotesa
nebula!
3. Jelaskanlah salah satu perbedaan mendasar antara teori Pasang Surut
dengan teori Penangkapan!
15
PLANET
Setiap planet dalam sistem Tata Surya senantiasa mengorbit Matahari
sebagai bintang pusatnya pada lintasan masing-masing. Karena jarak setiap
planet ke Matahari berbeda-beda, maka kala revolusinya berbeda-beda pula.
Adanya perbedaan jarak terhadap Matahari mengakibatkan perbedaan suhu
pada setiap planet.
A. Karakteristik Planet
Setiap planet dalam sistem Tata Surya mempunyai karakteristik berbeda
satu dengan yang lainnya. Karakteristik yang dimiliki suatu planet dipengaruhi
oleh beberapa faktor, antara lain jarak ke Matahari, eksentrisitas, kerapatan atau
densitas. Karakteristik masing-masing planet adalah sebagai berikut:
1. Merkurius
Merupakan planet yang paling dekat ke Matahari dengan jarak 0,39 SA.
Karena planet Merkurius jaraknya paling dekat ke Matahari, maka suhu pada
siang hari di Merkurius mencapai 4270 °C, sedangkan pada malam hari suhunya
menjadi sangat rendah yaitu mencapai –1700 °C. Merkurius mempunyai
eksentrisitas yang besar yaitu 0,206 akibatnya jarak antara Merkurius dan
Matahari bervariasi dengan cukup besar pula. Perbedaan jarak terjauh ke
Matahari (aphelium) dengan jarak terdekat ke Matahari (perihelium) adalah
sebesar 22 juta Km. Jarak aphelium planet Merkurius adalah 57,9 juta km.
Merkurius tidak memiliki atmosfir oleh karena hal tersebut langit Merkurius
berwarna hitam. Kerapatan atau densitasnya 5,43 gr/cm3.
2. Venus
Planet Venus lebih dikenal sebagai Bintang Kejora atau Bintang Senja.
Eksentrisitas planet Venus adalah 0,007, sehingga orbit planet Venus mendekati
bentuk lingkaran. Jarak Venus ke Matahari 0,72 SA, sehingga di Venus suhunya
sangat panas dapat mencapai 4800 °C. Tingginya suhu di planet Venus
diakibatkan adanya efek rumah kaca. Kerapatan atau densitas Venus adalah
5,24 gr/cm3.
3. Bumi
Sampai saat ini Bumi merupakan satu-satunya planet yang mempunyai
kehidupan. Hal tersebut dimungkinkan karena Bumi diselubungi oleh atmosfer
sehingga perbedaan suhu pada siang dan malam tidak terlalu besar. Bumi
mengorbit Matahari sebagai bintang pusatnya dengan eksentrisitas 0,017,
sehingga orbitnya hampir membentuk lingkaran. Jarak rata-rata Bumi ke
Matahari adalah 1 Satuan Astronomi atau 150 juta kilometer. Kala revolusi Bumi
adalah 365,3 hari, sedangkan kala rotasinya adalah 23 jam 56 menit. Kerapatan
atau densitas Bumi adalah 5,52 gram/cm3, Bumi merupakan benda terpadat
dalam sistem Tata Surya. Bumi mempunyai sebuah satelit yaitu Bulan.
4. Mars
Jarak rata-rata planet Mars ke Matahari adalah 1,52 SA atau 228 juta
kilometer dengan eksentrisitas 0,093. Mars berputar mengelilingi Matahari
dengan kala revolusi 687 hari. Mars mempunyai dua buah satelit yaitu Phobos
dan Deimos.
5. Jupiter
Jarak rata-rata planet Jupiter ke Matahari adalah 5,2 SA. Jupiter
mempunyai eksentrisitas 0,048 dengan kala revolusi 11,86 tahun. Jupiter
diperkirakan mempunyai 63 satelit (Karttunnen, 2006). Empat buah satelitnya
yang berukuran besar bernama IO, Europa, Ganymede, dan Callisto. Jupiter
merupakan planet terbesar dalam sistem tata surya; mempunyai kala rotasi 9 jam
50 menit; artinya Jupiter berotasi dengan sangat cepat.
6. Saturnus
Jarak rata-rata Saturnus ke Matahari adalah 9,5 SA. Saturnus
mempunyai eksentrisitas 0,056 dengan kala revolusi 29,5 tahun. Saturnus
dihiasi oleh gelang dan cincin yang indah, mempunyai 56 buah satelit yaitu
diantaranya Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan, Hyperion, Lapetus,
dan Phoebe.
7. Uranus
Jarak rata-rata planet Uranus ke Matahari adalah 19,2 SA. Uranus
mempunyai eksentrisitas 0,047 dengan kala revolusi 84 tahun. Uranus
mempunyai cincin dan mempunyai 27 buah satelit diantaranya Miranda, Ariel,
Umbriel, Titania, dan Oberion.
8. Neptunus
Jarak rata-rata planet Neptunus ke Matahari adalah 30,07 SA. Neptunus
mempunyai eksentrisitas 0,009 dengan kala revolusi 164,8 tahun. Neptunus
mempunyai 13 satelit yaitu diantaranya Triton dan Nereid.
B. Pengelompokkan Planet
Planet-planet dalam Tata Surya dapat dikelompokkan dengan kriteria
tertentu.
• Berdasarkan sifat fisika dan kimianya.
Planet dikelompokkan menjadi planet Terestrial (yang berarti seperti
Bumi) dan planet Jovian (yang berarti seperti Jupiter). Planet terestrial
adalah planet-planet keras mengandung bebatuan seperti Bumi. Planetplanet
yang termasuk planet terestrial adalah Merkurius, Venus, Bumi
dan Mars. Sedangkan planet jovian adalah planet-planet yang
berbentuk gas seperti Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.
• Berdasarkan kedudukan orbitnya terhadap kedudukan orbit Bumi.
Berdasarkan kedudukan orbit planet terhadap kedudukan orbit Bumi,
planet dikelompokkan menjadi planet inferior dan planet superior.
Planet inferior adalah planet-planet yang kedudukan orbitnya antara
Matahari dan orbit Bumi. Jarak planet-planet tersebut ke Matahari lebih
kecil di banding jarak Bumi ke Matahari. Planet-planet yang termasuk
planet inferior adalah Merkurius dan Venus. Sedangkan planet superior
adalah planet-planet yang jaraknya ke Matahari lebih besar dari jarak
Bumi ke Matahari. Planet-planet yang termasuk planet superior adalah
Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.
Planet-planet superior dapat terlihat melintas di atas kepala pengamat di
malam hari menggunakan teleskop atau dengan mata telanjang.
Sementara planet-planet inferior tidak akan pernah melintas di atas
kepala pengamat.
18
• Berdasarkan kedudukan orbitnya terhadap kedudukan orbit asteroid.
Berdasarkan kedudukan orbit planet terhadap kedudukan orbit asteroid,
planet dikelompokkan menjadi planet dalam (inner planet) dan planet
luar (outter planet). Planet-planet yang termasuk planet dalam adalah
Merkurius, Venus, Bumi, dan Mars. Sedangkan planet-planet yang
termasuk planet luar adalah Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.
C. Latihan
1. Pada tanggal 6 Juni 2012 yang lalu terjadi suatu fenomena astronomis
yang langka yaitu transit Venus. Transit Venus merupakan suatu
fenomena dimana Venus tampak terlihat berada di piringan Matahari jika
dilihat dari Bumi. Gambar 13 di bawah menunjukkan transit Venus
tanggal 6 Juni 2012 dimana lingkaran putih besar adalah Matahari dan
lingkaran biru kecil adalah Venus.
a. Gambarkanlah kedudukan Matahari, Venus, dan Bumi pada saat
terjadi transit Venus!
b. Sebutkanlah planet lain selain Venus yang dapat mengalami transit!
c. Dapatkah planet Mars mengalami transit? Jelaskanlah dengan
disertai gambar kedudukan Matahari, Bumi, dan Mars.
Gambar 13. Transit Venus (Simulasi
menggunakan Stellarium)
2. Perhatikan data planet pada tabel 3!
Tabel 3. Data fisis anggota Tata Surya: jarak rerata ke Matahari dan diameter
Anggota Tata Surya
Jarak Rerata ke
Matahari
(´ 106 km)
Diameter
(´ 1000 km)
Matahari - 1.390
Merkurius 57.9 4.88
Venus 108 12.1
Bumi 150 12.76
Mars 228 6.79
Jupiter 778 143.0
Saturnus 1425 120.5
Uranus 2870 51.1
Neptunus 4490 49.5
Hitunglah:
a. perbandingan jarak planet-planet ke matahari jika jarak bumimatahari
adalah 1 cm
b. perbandingan diameter dari anggota Tata Surya (termasuk matahari)
jika diameter bumi adalah 1 cm.
Tuliskan hasil perhitungan tersebut pada tabel perhitungan berikut ini.
Tabel 4. Hasil perhitungan
Anggota Tata Surya
Jarak ke
Matahari
(cm)
Diameter
(cm)
Matahari
Merkurius
Venus
Bumi 1 1
Mars
Jupiter
Saturnus
Uranus
Neptunus
BUMI DAN BULAN
A. Struktur Bumi
Strukrur interior Bumi dibagi menjadi 4 bagian yaitu inti dalam, inti luar,
mantel dan kerak.
Inti dalam. Inti dalam berada di pusat bumi. Inti dalam terusun dari Besi
dan Nikel yang sangat padat. Inti dalam Bumi sangat padat karena menerima
tekanan lapisan di atasnya. Suhu inti dalam mencapai 5.000–6.000 °C dan
kepadatannya mencapai 15.000 kg/m3. Tebal inti dalam kurang lebih 1.216
kilometer.
Inti luar. Inti luar berada di bagian atas inti dalam dan berbentuk cair. Inti
luar tersusun dari nikel, besi, sufur, dan oksigen. Suhu di dalam inti luar
mencapai 4.000–5.000 °C dan kepadatannya mencapai 10.000 kg/m3. Tebal inti
dalam kira-kira 2.270 kilometer.
Mantel. Mantel merupakan lapisan Bumi yang paling tebal. Lapisan ini
memiliki sifat padat tetapi dapat mengalir saat diberi tekanan. Mantel memiliki
ketebalan 3.555 kilometer dan kepadatan 3.250–5.000 kg/m3. Suhu mantel
mencapai 3.000 °C. Mantel dibagi menjadi tiga bagian, yakni mantel atas dan
mantel bawah. Mantel bawah memiliki ketebalan 2.885 km sedangkan mantel
luar memiliki ketebalan 700 km. Mantel bagian atas adalah lapisan Bumi yang
bernama astenosfer. Astenosfer merupakan lapisan Bumi yang lunak seperti
plastik dengan ketebalan 50–100 kilometer.
Kerak. Lapisan paling luar Bumi disebut dengan kerak. Kerak Bumi
memiliki tebal bervariasi, antara 5–65 kilometer. Kerak Bumi terdiri atas dua
bagian, yakni kerak samudra dan kerak benua.
Kerak samudra. Seperti namanya, kerak ini berada di bawah samudera.
Kerak samudera memiliki tebal antara 5–11 kilometer. Kerak ini berumur lebih
muda dibanding kerak benua. Tidak ada kerak samudera yang berumur lebih tua
dari 200 juta tahun. Kepadatan kerak samudera mencapai 3.000 kg/m3.
Kerak benua. Jika anda memperhatikan globe (bola dunia), anda akan
menemukan bahwa 71 persen permukaan Bumi tertutup oleh air dan sisanya
merupakan daratan. Anda dapat membagi daratan di Bumi menjadi 6 bagian
yang disebut dengan benua. Benua itu adalah Eurasia (Eropa dan Asia), Afrika,
21
Amerika utara, Amerika selatan, Antartika, dan Australia. Kerak benua berumur
lebih tua daripada kerak samudera. Beberapa batuan di kerak benua berumur
hingga 3,8 juta tahun. Kerak benua memiliki ketebalan kira-kira 30–55 kilometer
dengan kepadatan 2.700 kg/m3
Gambar 14. Struktur Bumi
Sumber: http://library.thinkquest.org/C003124/en/struct.htm
Bumi mempunyai satu buah satelit yaitu Bulan. Massa jenis Bumi
adalah 5,52 gram/cm3. Bentuk Bumi sebenarnya tidak bulat benar tetapi agak
pepat di daerah ekuator; jari-jari di daerah ekuator 6.378,16 km; sedangkan di
daerah kutub 6.356,76 km. Bumi mempunyai eksentrisitas 0,017; kala revolusi
365,3 hari; dan kala rotasi 23 jam 56 menit. Arah rotasi Bumi dari barat ke
timur.
a. Akibat yang ditimbulkan karena rotasi Bumi
Kerak benua
Kerak
samudera
Astenosfer
Batas bawah mantel
Atmosfer
Kerak
Mantel
Inti luar
Inti luar berwujud cair
Inti dalam berwujud padat
1) Pergantian siang dan malam/perbedaan waktu
2) Timbulnya arus air laut.
b. Akibat yang ditimbulkan karena revolusi Bumi
Terjadi pergantian musim. Pergantian musim ini juga terjadi akibat
kemiringan sumbu Bumi dan radiasi Matahari.
Tabel 5. Pergantian Musim
Belahan Musim pada tanggal
B u m i 21 Des–21
Mrt
21 Mrt–21
Juni
21 Juni–21
Sep
21 Sep–21
Des
Utara dingin semi panas gugur
Selatan panas gugur dingin semi
B. Bulan
Merupakan benda langit (sebuah satelit) yang terdekat ke Bumi. Jarak
Bulan ke Bumi adalah 384.402 km. Bulan sangat berpengaruh pada peristiwa
pasang surut air laut. Bulan mempunyai massa 7,4 ´ 1025 gram, massa jenis
rata-ratanya 3,34 gram/cm3, percepatan gravitasinya 1,62 m/s2, dan jari-jari di
daerah ekuatornya 1.740 km.
Bulan mengorbit Bumi dengan lintasan berbentuk elips. Karena berbentuk
elips, maka Bulan kadang-kadang dekat ke Bumi, kadang-kadang jauh ke Bumi
dengan Bumi berada pada salah satu fokusnya. jarak rata-rata Bulan - Bumi
238.860 mil atau 384.330 km. Jarak Bulan - Bumi terjauh (apogee : ap = jauh; ge
= bumi) adalah 253.000 mil; sedangkan jarak terdekatnya (perigee : peri = dekat
; ge = bumi) adalah 222.000 mil.
Dalam mengeliling Bumi, Bulan akan tampak berbeda dari waktu-ke waktu.
Kita bisa melihat bulan purnama, bulan sabit dan sebagainya. Fase-fase
peredaran bulan ditunjukkan seperti gambar 15 di bawah ini.
23
Gambar 15. Fase Peredaran Bulan
Bulan terus bergerak mengikuti Bumi. Pada waktu tertentu ketika Matahari,
Bumi, dan Bulan berada dalam satu garis di bidang ekliptika terjadi gerhana.
Gerhana Bulan terjadi jika Matahari - Bumi - Bulan berada dalam satu garis lurus.
Sedangkan gerhana Matahari terjadi jika Matahari - Bulan - Bumi berada dalam
satu garis lurus. Tetapi pada kenyataannya gerhana Bulan dan gerhana Matahari
tidak muncul setiap terjadi fase Bulan purnama dan fase Bulan baru. Hal ini
disebabkan orbit Bulan pada saat mengelilingi Bumi membentuk sudut inklinasi
sebesar 5,2 derajat terhadap bidang ekliptika Bumi (perhatikan gambar 16).
Bidang ekliptika adalah bidang khayal tempat Bumi beredar mengelilingi
Matahari.
Cahaya
Matahari
Bulan purnama
(Full moon)
Bulan menuju purnama
(Waxing gibbous)
Bulan paruh
pertama
(First quarter)
Bulan sabit
(Waxing crescent)
Bulan mati
(baru)
(New moon)
Bulan sabit
(Waxing crescent)
Bulan paruh kedua
(Third quarter)
Bulan setelah purnama
(Waning gibbous)
Orbit Bulan miring
5,2 derajat terhadap
bidang ekliptika
24
Gambar 16. Orbit Bulan tidak sebidang dengan orbit Bumi.
Gerhana Matahari terjadi jika Bulan melintasi bidang ekliptika Bumi pada
saat fase Bulan baru.
Gambar 17. Gerhana Matahari
Sumber: http://www.spaceweather.com/eclipses/11jul10d/Alson-Wong1.jpg
Gerhana Bulan terjadi jika Bulan melintasi bidang ekliptika Bumi, pada
saat fase Bulan purnama.
Gambar 18. Gerhana Bulan

Struktur dan Fungsi Organ Pencernaan
Makanan yang kita makan akan mengalami beberapa tahapan untuk bisa
diedarkan ke seluruh tubuh dan sisanya dibuang keluar tubuh. Tahapan
utama pengolahan makanan dimulai dengan penelanan (ingestion),
pencernaan (digestion), penyerapan (absorption), dan pembuangan
(eliminasi).
a. Definisi Pencernaan
Proses pencernaan makanan dapat didefinisikan sebagai proses
perombakan makanan menjadi molekul-molekul yang cukup kecil sehingga
dapat diserap oleh tubuh. Proses pencernaan makanan terjadi secara fisik
dan kimiawi, sehingga pencernaan makanan dibedakan atas:

1) Pencernaan mekanik
Pencernaan mekanik adalah proses penghancuran dan penggilingan
makanan secara fisik menjadi potongan-potongan kecil. Proses ini
terjadi di dalam rongga mulut dan lambung. Makanan di dalam mulut
dihaluskan dengan menggunakan gigi sedangkan di dalam lambung
makanan diaduk-aduk dan diperas oleh gerakan otot lambung.
Manusia memiliki gigi yang ukuran dan bentuknya berbeda-beda sesuai
dengan fungsinya, yaitu gigi seri (insisivus), gigi taring (kaninus), gigi
geraham depan (premolar) dan gigi geraham belakang (molar). Gigi
seri terletak di bagian paling tengah mulut kita dan berfungsi untuk
memotong makanan. Email (lapisan luar gigi yang berwarna putih)
pada gigi seri lebih keras dari pada bagian dalam gigi (dentin) sehingga
gigi menjadi lebih keras. Gigi taring terletak di belakang gigi seri,
bentuknya agak tajam, sehingga berfungsi untuk mengoyak dan
mencabik makanan. Geraham depan dan geraham belakang memiliki
permukaan atas yang rata sehingga berfungsi untuk mengunyah dan
menghancurkan makanan.

2) Pencernaan kimiawi
Pencernaan kimiawi pada umumnya didahului dengan pemecahan
makanan secara mekanis, misalnya dengan cara dikunyah.
Pemecahan makanan menjadi potongan-potongan yang lebih kecil
akan meningkatkan luas permukaan makanan yang akan terkena
enzim pencernaan. Pada proses ini, partikel-partikel makanan diubah
menjadi menjadi molekul yang dapat diserap oleh tubuh dengan
bantuan enzim pencernaan.
b. Alat dan Proses Pencernaan Manusia

1) Mulut
Pencernaan secara mekanik dan kimia dimulai di rongga mulut.
Makanan digigit dan dipotong oleh gigi seri atau dikoyakkan oleh gigi
taring. Otot yang kuat dari lidah menggerakan makanan pada posisi
untuk dikunyah. Makanan selanjutnya dihaluskan oleh gigi geraham.
Selama di dalam mulut, makanan dibasahi oleh air ludah yang
mengandung glikoprotein, bufer zat anti bakteri, dan enzim amilase
(ptialin). Glikoprotein berfungsi melindungi dinding rongga mulut yang
lunak dan membasahi makanan agar mudah ditelan. Bufer mencegah
pembusukan geligi dengan cara menetralkan asam dalam mulut, zat
anti bakteri membunuh beberapa bakteri yang ada di mulut, sedangkan
enzim amilase berfungsi untuk memulai pemecahan amilum (zat
tepung) menjadi gula sederhana. Karena makanan berada di dalam
mulut dalam waktu yang pendek, maka ptialin hanya mengubah amilum
kurang dari 5%. Pada akhirnya terbentuk gumpalan makanan yang
disebut bolus yang siap untuk ditelan. Proses menelan makanan
dibantu dengan dorongan lidah.
Gambar 1. Alat-alat pencernaan manusia

2) Faring (pharynx) dan kerongkongan (oesophagus)
Faring adalah persimpangan antara kerongkongan dan batang tenggorok.
Pada waktu makanan masuk ke faring, epiglotis (anak tekak) menutup
tenggorokan yang merupakan saluran udara, sehingga makanan masuk
ke dalam kerongkongan. Kerongkongan memanjang dari leher ke rongga
dada. Dalam kerongkongan terjadi kontraksi berupa gerakan seperti
gelombang yang dinamakan peristaltik yang mendorong makanan ke
lambung.

3) Lambung (ventriculus)
Lambung terletak di dalam rongga perut bagian atas di bawah diafragma.
Memiliki dinding yang elastis, sehingga dapat menyimpan makanan
dengan kapasitas 2 - 4 liter. Fungsi lambung adalah untuk menyimpan
makanan dan melakukan fungsi pencernaan. Di lambung terjadi
pencernaan secara mekanik dan kimia. Otot lambung tersusun atas tiga
lapisan serat yang berbentuk diagonal, sirkuler, dan memanjang. Dengan
aktivitas otot lambung ini, makanan diaduk-aduk sehingga ukurannya
semakin halus. Dinding lambung mengandung 35 juta kelenjar yang
menghasilkan lendir (mucus) dan mengeluarkan getah lambung berupa
asam klorida (HCl) yang berfungsi untuk membunuh bakteri yang terbawa
ke dalam lambung, dan enzim pepsin yang belum aktif yang disebut
pepsinogen. Pepsin hanya aktif dalam lingkungan yang sangat asam.
Enzim ini menguraikan protein menjadi molekul yang lebih sederhana
yang disebut peptida. Dengan adanya asam klorida, kadar keasaman
(pH) di lambung dapat mencapai 3-5.

Lapisan lendir berfungsi untuk melindungi permukaan dinding lambung
dari asam klorida. Walaupun demikian, setiap menit sekitar 500.000 sel
dari lapisan permukaan lambung rontok, sehingga setiap tiga hari, lapisan
sel ini memperbaharui diri. Adakalanya jumlah lendir yang ada di lambung
terlalu sedikit atau asam klorida yang dikeluarkan terlalu banyak, hal ini
dapat menyebabkan lukanya dinding lambung yang disebut ulcus.
Kadang-kadang ulcus dapat menyebabkan pendarahan yang hebat
hingga menyebabkan suatu kondisi yang sangat serius, yang harus
segera ditangani.

4) Usus halus (intestine)
Usus halus merupakan saluran pencernaan yang panjangnya sekitar 7
meter dan diameternya sekitar 3 cm. Terdiri atas 3 bagian, dimana bagian
yang paling atas adalah usus 12 jari (duodenum) dengan panjang sekitar
25 cm, selanjutnya usus kosong (jejunum) dengan panjang sekitar 4 m,
dan bagian paling ujung adalah usus penyerapan (ileum) dengan panjang
sekitar 2,5 cm. Mayoritas pencernaan makanan terjadi secara kimiawi dan
penyerapan zat makanan terjadi di usus halus.
Pankreas dan hati mengeluarkan getah pencernaan ke dalam usus halus
dan getah pencernaan ini memainkan peranan yang penting dalam
pencernaan secara kimiawi. Pankreas terletak di belakang lambung (lihat
gambar 1). Pankreas mengeluarkan enzim pencernaan dan sodium
bikarbonat yang berfungsi untuk menetralkan asam dalam cairan
makanan yang dikeluarkan lambung. Hati merupakan organ tubuh yang
paling besar dengan berat kira-kira 1,5 kg. Hati menghasilkan cairan
empedu yang merupakan larutan garam, bukan enzim. Fungsi empedu
adalah mengemulsikan lemak, yaitu memecahkan molekul lemak yang
besar menjadi butiran-butiran kecil dan tipis. Proses ini sangat
meningkatkan permukaan lemak, sehingga lipase (enzim pemecah lemak)
dapat bekerja dengan lebih efektif.Cairan empedu memasuki usus 12 jari
melewati kantung empedu, suatu kantung kecil tempat penyimpanan
cairan empedu.

Makanan meninggalkan lambung dalam bentuk masa setengah cair yang
disebut kim (chymus). Di dalam usus 12 jari, kim dari lambung bercampur
dengan getah pencernaan dari pankreas, kantung empedu, dan sel-sel
kelenjar dari dinding usus halus. Enzim pencernaan utama yang
dihasilkan pankreas adalah amilase, lipase, tripsin, dan kimotripsin.
Amilase berfungsi untuk memecahkan amilum menjadi zat gula. Lipase
berfungsi untuk memecahkan butiran lemak menjadi asam lemak dan
gliserol. Tripsin dan kimotripsin berfungsi untuk memecahkan protein
menjadi menjadi peptida. Dinding usus 12 jari juga menghasilkan enzim
pencernaan sebagai berikut:
„X Maltase, yang berfungsi untuk mengubah maltosa menjadi 2 molekul
glukosa
„X Sukrase, yang berfungsi untuk mengubah sukrosa menjadi glukosa dan
fruktosa
„X Laktase, yang berfungsi untuk mengubah laktosa menjadi glukosa dan
galaktosa
„X Karboksipeptidase, Aminopeptidase, Dipeptidase, yang berfungsi untuk
memecah peptida menjadi asam amino
„X Lipase, yang berfungsi untuk menghidrolisis molekul lemak menjadi
asam lemak dan gliserol.
Makanan yang sudah dicerna menjadi asam amino, monosakarida, asam
lemak, gliserol, air, dan mineral diserap oleh dinding lumen jejunum dan
ileum usus halus. Penyerapan terjadi sangat cepat di dalam usus halus
karena lapisan dinding usus halus berlipat-lipat sehingga memperluas
permukaan penyerapan. Lipatan atau jonjot-jonjot dinding usus halus ini
disebut villi. Dengan adanya villi, maka usus halus mempunyai luas
permukaan sampai 300 m2.

Penyerapan makanan terjadi melalui proses difusi dan transpor aktif. Zatzat
makanan kemudian diserap dan masuk ke dalam aliran darah.
Monosakarida (gula sederhana yang berupa glukosa, fruktosa, galaktosa)
dan asam amino selanjutnya diedarkan ke seluruh jaringan tubuh. Asam
lemak dan gliserol, didalam villi diubah kembali menjadi lemak dan
diangkut dengan saluran khusus yang disebut lakteal.
5) Usus besar (colon) dan anus
Air dan makanan yang tidak tercerna selanjutnya masuk ke dalam saluran
terakhir pencernaan makanan yang disebut usus besar (kolon). Di dalam
usus besar terjadi penyerapan air, mineral dan vitamin yang tidak terserap
di usus halus. Jadi fungsi utama usus besar adalah menyerap air yang
masih ada dalam saluran pencernaan, kira-kira 90% air terserap kembali
ke dalam darah dan cairan jaringan. Sisa-sisa makanan yang tidak dicerna
bersama dengan lendir dan sel-sel dinding usus yang mati akan
dibusukkan dan akan menjadi faeses (tinja). Sisa-sisa makanan ini dapat
disimpan dalam usus besar selama 24 jam atau lebih. Selama waktu itu,
bakteri Escherichia coli membusukkan sisa-sisa makanan dalam usus
besar tersebut. Kegiatan bakteri ini, menghasilkan gas yang baunya tidak
sedap. Escherichia coli juga menghasilkan beberapa asam amino dan
vitamin K. Vitamin K sangat penting dalam proses pembekuan darah dan
hanya ada dalam jumlah yang sedikit dalam makanan kita.
Bagian terakhir dari usus besar disebut rektum. Panjang rektum sekira 12
cm dan berakhir pada anus. Rektum mempunyai otot spingter luar dan
dalam yang berfungsi untuk mengontrol terbuka dan tertutupnya anus.
Sisa-sisa makanan makin ke arah anus makin padat dan dikeluarkan
sebagai tinja melalui proses defekasi (buang air besar).

c. Gangguan pada Sistem Pencernaan
1) Penyakit maag atau tukak lambung (gastritis)
Penyakit ini dapat disebabkan oleh berbagai keadaan yang
mengaktifkan rangsangan dinding permukaan lambung secara terus
menerus, akhirnya pengeluaran asam lambung semakin meningkat,
terutama pada keadaan emosi terganggu, pikiran tegang, dan sering
terlambat makan. Menurut Warren (1983), sakit maag dapat juga
disebabkan oleh bakteri berbentuk spiral yang disebut Helicobacter
pyoli (HP). Infeksi HP merupakan penyebab utama penyakit tukak
lambung yang dialami oleh 5-10% penduduk dunia.
2) Kanker lambung
Penyebab kanker lambung diduga ada hubungannya dengan jenis
makanan yang dimakan. Bahan makanan yang saat ini diduga menjadi
pemicu timbulnya kanker adalah bahan makanan yang mengandung
nitrat misalnya acar, daging dan ikan yang dikeringkan dengan
pengasapan atau ikan dan cumi yang diasinkan. Disamping itu bahan
makanan awetan yang banyak mengandung zat aditif (tambahan)
buatan yang berupa pewarna, pengawet, penyedap, pengembang,
pemutih, pemberi aroma dll.
3) Apendisitis akut (radang umbai cacing atau usus buntu)
Penyebab utama penyakit ini adalah terlukanya permukaan umbai
cacing yang diikuti oleh infeksi bakteri. Pada kebanyakan kasus
didahului oleh ulserasi (borok) yang diperkirakan disebabkan oleh virus.
Obstruksi lebih sering disebabkan oleh batu, tumor, cacing atau parasit
lain, infeksi virus, atau biji-bijian yang keras seperti biji jambu dan biji
yang mengakibatkan pembengkakan jaringan limfoid.
4) Penyakit kolera
Penyakit kolera disebabkan oleh bakteri vibrio kolera. Masa
inkubasinya berkisar antara 1-5 hari. Penularan dapat terjadi melalui
makanan dan minuman yang terkontaminasi bibit penyakit. Gejala
penyakit berupa muntah dan diare
5) Penyakit tifus, paratifus, dan disentri
Penyakit tipus disebabkan oleh bakteri Samonella typhosa, para tifus
disebabkan oleh bakteri Salmonella paratyphosa, disentri basil
disebabkan oleh bakteri Shigella dysentriae, sedangkan disentri amuba
disebabkan oleh Entamoeba histolityca. Penderita penyakit tifus dan
para-tifus memperlihatkan gejala-gejala antara lain demam dengan
suhu yang tinggi, buang air besar tidak teratur, atau diare. Adapun
gejala penyakit disentri antara lain diare disertai dengan lendir
berwarna putih, kadang-kadang disertai darah.
6) Konstipasi atau sembelit
Jika pada diare tinja tidak dapat disimpan dalam waktu yang cukup
untuk menyerap kelebihan air di dalam usus besar, tetapi pada sembelit
10
terjadi kondisi yang sebaliknya. Sembelit terjadi karena tinja tersimpan
dalam usus besar dalam waktu yang lama, oleh karena itu penyerapan
air terlalu banyak sehingga menyebabkan tinja menjadi keras dan
kering. Hal ini akan membuat proses pengeluaran tinja menjadi sangat
sulit dan menyakitkan.
7) Penyakit hati
Penyakit yang biasanya menyerang hati kita diantaranya adalah
Hepatitis C, sirosis dan kanker hati. Penyakit Hepatitis C adalah
penyakit hati yang disebabkan oleh virus Hepatitis C. 15% dari kasus
infeksi Hepatitis C adalah akut, artinya secara otomatis tubuh dapat
menyembuhkan diri sendiri dan tidak ada konsekwensinya. Namun
85% dari kasus infeksi Hepatitis C dapat menjadi kronis (suatu penyakit
dikatakan kronis bila menetap lebih dari 6 bulan) dan secara perlahan
selama bertahun-tahun terjadi kerusakan hati. Saat hati menjadi rusak,
hati tersebut akan memperbaiki diri sendiri dengan membentuk jaringan
parut. Semakin banyak parut, maka hati akan semakin keras, sehingga,
bisa terjadi pengerasan hati atau disebut sirosis. Struktur sel hati mulai
pecah, sehingga hati tidak lagi berfungsi normal. Stadium akhir penyakit
hati adalah kanker hati. Sekitar sepertiga kanker hati disebabkan oleh
Hepatitis C. Hepatitis C yang menjadi kanker hati terus meningkat di
seluruh dunia.
Selain karena infeksi penyakit, kerusakan hati dapat disebabkan oleh
beberapa hal berikut:
a) Tidur terlalu malam dan bangun terlalu siang
b) Tidak buang air di pagi hari.
c) Pola makan yang terlalu berlebihan.
d) Tidak makan pagi.
e) Terlalu banyak mengkonsumsi obat-obatan.
f) Terlalu banyak mengkonsumsi bahan pengawet, zat tambahan, zat
pewarna, pemanis buatan.
g) Minyak goreng yang tidak sehat.
h) Mengkonsumsi masakan mentah atau sangat matang juga
menambah beban hati.
Gambar 2. Penderita kanker hati

d. Sistem Pencernaan Hewan
Struktur alat pencernaan hewan berbeda-beda, tergantung pada tinggi
rendahnya tingkat organisasi sel hewan tersebut serta jenis makanannya.
Pada hewan invertebrata alat pencernaan makanan umumnya masih
sederhana, dilakukan secara fagositosis dan secara intrasel, sedangkan
pada hewan vertebrata sudah memiliki alat pencernaan sempurna yang
dilakukan secara ekstrasel.
1) Sistem pencernaan hewan invertebrata
Sistem pencernaan pada hewan invertebrata umumnya dilakukan
secara intrasel, seperti pada protozoa, porifera, dan coelenterata.
Pencernaan dilakukan dalam alat khusus berupa vakuola makanan, sel
koanosit dan rongga gastrovaskuler. Pada cacing parasit seperti cacing
pita, alat pencernaannya belum sempurna dan tidak memiliki mulut dan
anus. Pencernaan dilakukan dengan cara absorbsi langsung melalui
kulit.
a) Sistem pencernaan cacing tanah
Sistem pencernaan makanan pada cacing tanah sudah sempurna.
Cacing tanah memiliki alat-alat pencernaan mulai dari mulut,
kerongkongan, lambung, usus, dan anus. Proses pencernaan
dibantu oleh enzim-enzim yang dikeluarkan oleh getah pencernaan
secara ekstrasel. Makanan cacing tanah berupa daun-daunan serta
sampah organik yang sudah lapuk. Cacing tanah dapat mencerna
senyawa organik menjadi molekul sederhana agar dapat diserap
oleh tubuhnya. Sisa pencernaan makanan dikeluarkan melalui
anus.
Gambar 3. Alat-alat pencernaan cacing
(Sumber: Johnson.emcs.net)
b) Sistem pencernaan serangga
Serangga memiliki sistem pencernaan makanan yang sudah
sempurna, mulai dari mulut, kerongkongan, lambung, usus sampai
anus. Pencernaan pada serangga dilakukan secara intrasel.
Gambar 4. Organ internal pada belalang
(Sumber: tutorvista.com)
2) Sistem pencernaan hewan vertebrata
Organ pencernaan pada hewan vertebrata meliputi saluran
pencernaan (tractus digestivus) dan kelenjar pencernaan (glandula
digestoria).
a) Sistem pencernaan ikan
Saluran pencernaan pada ikan dimulai dari rongga mulut (cavum
oris). Di dalam rongga mulut terdapat gigi-gigi kecil yang berbentuk
kerucut pada geraham bawah dan lidah pada dasar mulut yang
tidak dapat digerakan serta banyak menghasilkan lendir, tetapi tidak
menghasilkan ludah (enzim). Dari rongga mulut makanan masuk ke
esofagus melalui faring yang terdapat di daerah sekitar insang.
Esofagus berbentuk kerucut, pendek, terdapat di belakang insang,
dan bila tidak dilalui makanan lumennya menyempit. Dari
kerongkongan makanan didorong masuk ke lambung. Pada
beberapa jenis ikan, terdapat tonjolan buntu untuk memperluas
bidang penyerapan makanan. Dari lambung, makanan masuk ke
usus yang berupa pipa panjang berkelok-kelok dan sama besarnya.
Usus bermuara pada anus.
Kelenjar pencernaan pada ikan, meliputi hati dan pankreas. Hati
merupakan kelenjar yang berukuran besal, berwarna merah
kecoklatan, terletak di bagian depan rongga badan dan mengelilingi
usus, bentuknya tidak tegas, terbagi atas lobus kanan dan lobus
kiri, serta bagian yang menuju ke arah punggung. Fungsi hati
menghasilkan empedu yang disimpan dalam kantung empedu
untuk membantu proses pencernaan lemak. Kantung empedu
berbentuk bulat, berwarna kehijauan terletak di sebelah kanan hati,
dan salurannya bermuara ke lambung. Kantung empedu berfungsi
untuk menyimpan empedu dan disalurkan ke usus bila diperlukan.
Pankreas merupakan organ yang berukuran mikroskopik sehingga
sukar dikenali, fungsi pankreas, antara lain menghasilkan enzimenzim
pencernaan dan hormon insulin.
Gambar 5. Alat-alat pencernaan Ikan
(Sumber: wandylee.wordpress.com)
b) Sistem pencernaan amfibi
Sistem pencernaan makanan pada amfibi, hampir sama dengan
ikan, meliputi saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan. Contoh
binatang amphibi adalah katak. Makanan katak berupa hewanhewan
kecil (serangga). Saluran pencernaan pada katak meliputi :
rongga mulut: terdapat gigi berbentuk kerucut untuk memegang
mangsa dan lidah untuk menangkap mangsa
esophagus: berupa saluran pendek
ventrikulus (lambung): berbentuk kantung yang bila terisi makanan
menjadi lebar. Lambung katak dapat dibedakan menjadi 2, yaitu
tempat masuknya esofagus dan lubang keluar menuju usus
intestinum (usus): dapat dibedakan atas usus halus dan usus tebal.
Usus halus meliputi duodenum. jejenum, dan ileum yang belum jelas
batas-batasnya.
usus tebal berakhir pada rektum dan menuju kloaka
kloaka: merupakan muara bersama antara saluran pencernaan
makanan, saluran reproduksi, dan urin.
Gambar 6. Alat-alat pencernaan katak
(Sumber: anakunhas.com)
Kelenjar pencernaan pada amfibi, terdiri atas hati dan pankreas. Hati
berwarna merah kecoklatan, terdiri atas lobus kanan yang terbagi
lagi menjadi dua lobulus. Hati berfungsi mengeluarkan empedu yang
disimpan dalam kantung empedu yang berwarna kehijauan.
Pankreas berwarna kekuningan, melekat diantara lambung dan usus
dua belas jari (duodenum). Pankreas berfungsi menghasilkan enzim
dan hormon yang bermuara pada duodenum.
c) Sistem pencernaan reptil
Sistem pencernaan makanan pada reptil meliputi saluran
pencernaan dan kelenjar pencernaan.
Gambar 7. Alat-alat pencernaan reptil

Saluran pencernaan pada reptil meliputi :
a) rongga mulut: bagian rongga mulut disokong oleh rahang atas dan
bawah, masing-masing memiliki deretan gigi yang berbentuk
kerucut, gigi menempel pada gusi dan sedikit melengkung ke arah
rongga mulut. Pada rongga mulut juga terdapat lidah yang melekat
pada tulang lidah dengan ujung bercabang dua
b) esofagus (kerongkongan)
c) ventrikulus (lambung)
d) intestinum: terdiri atas usus halus dan usus tebal yang bermuara
pada anus.
Kelenjar pencernaan pada reptil meliputi hati, kantung empedu, dan
pankreas. Hati pada reptilia memiliki dua lobus (gelambir) dan
berwarna kemerahan. Kantung empedu terletak pada tepi sebelah
kanan hati. Pankreas berada diantara lambung dan duodenum,
berbentuk pipih kekuning-kuningan.
d) Sistem pencernaan burung
Organ pencernaan pada burung terbagi atas saluran pencernaan
dan kelenjar pencernaan. Makanan burung bervariasi berupa bijibijian,
hewan kecil, dan buah-buahan.
Gambar 8. Alat-alat pencernaan burung
(Sumber: wandylee.wordpress.com)
Saluran pencernaan pada burung terdiri atas :
1) paruh: merupakan modifikasi dari gigi
2) rongga mulut: terdiri atas rahang atas yang merupakan penghubung
antara rongga mulut dan tanduk
3) faring: berupa saluran pendek yang berfungsi sebagai penghubung
4) esofagus: pada bagian ini terdapat pelebaran yang disebut tembolok,
yang berperan sebagai tempat penyimpanan makanan sementara
5) lambung terdiri atas:
- Proventrikulus (lambung kelenjar): banyak menghasilkan enzim
pencernaan, dinding ototnya tipis.
- Ventrikulus (lambung pengunyah/empedal): ototnya berdinding tebal.
Pada burung pemakan biji-bijian terdapat kerikil dan pasir yang
tertelan bersama makanan vang berguna untuk membantu
pencernaan dan disebut sebagai "hen¡¦s teeth¡¨.
6) intestinum: terdiri atas usus halus dan usus tebal yang bermuara
pada kloaka. Usus halus pada burung terdiri dari duodenum, jejunum
dan ileum.
Kelenjar pencernaan burung meliputi: hati, kantung empedu, dan
pankreas. Pada burung merpati tidak terdapat kantung empedu.
e) Sistem pencernaan hewan memamah biak (ruminansia)
Hewan-hewan herbivora (pemakan rumput) seperti domba, sapi,
kerbau disebut sebagai hewan memamah biak (ruminansia). Sistem
pencernaan makanan pada hewan ruminansia lebih panjang dan
kompleks. Makanan hewan ini banyak mengandung selulosa yang
sulit dicerna oleh hewan pada umumnya sehingga sistem
pencernaannya berbeda dengan sistem pencernaan hewan
lain. Perbedaan sistem pencernaan makanan pada hewan
ruminansia, tampak pada struktur gigi, yaitu terdapat geraham
belakang (molar) yang besar, berfungsi untuk mengunyah rerumputan
yang sulit dicerna). Di samping itu, pada hewan ruminansia terdapat
modifikasi lambung yang dibedakan menjadi 4 bagian, yaitu:
1) Rumen (perut besar) berfungsi sebagai tempat pencernaan
protein, polisakarida dan tempat fermentasi
2) Retikulum (perut jala) berfungsi sebagai tempat terbentuknya
bolus. Bolus adalah gumpalan- gumpalan makanan yang masih
kasar
3) Omasum (perut kitab) berfungsi sebagai tempat bercampurnya
bolus dan enzim
4) Abomasum (perut masam) berfungsi sebagai tempat pencernaan
oleh enzim.
Mekanisme pencernaan makanan pada hewan ruminansia dapat
dijelaskan sebagai berikut:
a) Makanan yang sudah dihancurkan di mulut dicampur dengan air
liur dan ditelan melalui kerongkongan kemudian masuk ke
lambung, yaitu pada bagian retikulo rumen.
b) Di dalam retikulo rumen (rumen dan retikulum) makanan dicerna
menjadi bubur dengan gerakan mengaduk dari kontraksi otot
dinding retikulo rumen.
c) Setelah itu makanan dimuntahkan kembali melewati
kerongkongan masuk ke dalam mulut untuk dikunyah kembali.
d) Makanan turun kembali ke rumen. Di dalam retikulo rumen
terdapat bakteri anaerob dan protozoa untuk memfermentasikan
makanan.
e) Makanan kemudian masuk ke dalam omasum. Di dalam omasum
makanan dicampur dengan enzim.
f) Kemudian makanan diteruskan ke dalam abomasum yang
merupakan lambung sebenarnya. Di dalam abomasum terdapat
getah lambung yang berfungsi mencerna makanan.
g) Dari abomasum makanan masuk ke dalam usus.
Gambar 9. Sistem pencernaan ruminansia

Struktur dan Fungsi Organ Pernapasan
a. Pengertian Pernapasan
Oksigen sangat penting bagi tubuh. Seluruh aktifitas yang dilakukan oleh sel-sel
di dalam tubuh memerlukan oksigen, sehingga suplai oksigen bagi sel-sel harus
berjalan secara terus menerus. Oksigen diperlukan untuk oksidasi zat makanan.
Dari proses oksidasi ini akan dihasilkan energi untuk berbagai keperluan tubuh.
Hasil samping dari proses oksidasi adalah gas karbondioksida (CO2) yang
selanjutnya akan dikeluarkan dari tubuh. Dengan demikian antara tubuh dengan
lingkungan sekitarnya berlangsung suatu proses pertukaran gas O2 dan CO2.
Proses pengambilan oksigen, pengeluaran karbondioksida, dan penggunaan
energi di dalam tubuh manusia dikenal sebagai proses pernapasan atau
respirasi.
Respirasi berlangsung dalam 3 fase, yaitu sebagai berikut:
1) Respirasi eksternal atau respirasi luar
Respirasi luar merupakan proses pertukaran gas antara udara luar (atmosfir)
dengan paru-paru. O2 dari atmosfir masuk ke dalam paru-paru dan CO2 dari
paru-paru dikeluarkan ke atmosfir. Selanjutnya O2 dari rongga paru-paru
masuk ke dalam pembuluh darah vena pulmonalis (vena paru-paru) untuk
dibawa ke jantung.
2) Respirasi internal atau respirasi dalam
Respirasi dalam merupakan proses pertukaran gas dari aliran darah ke selsel
tubuh, dan sebaliknya dari sel-sel tubuh ke aliran darah.
3) Respirasi sel
Di dalam sel tubuh, O2 akan digunakan untuk mengoksidasi zat makanan
(glukosa) sehingga dihasilkan energi yang sangat diperlukan tubuh.
Jumlah O2 yang diperlukan tubuh tergantung dari berat badan dan aktivitas
seseorang. Pada orang dengan berat badan 70 kg ketika istirahat rata-rata
konsumsi oksigennya adalah 200 ml/kg/jam, namun pada waktu bekerja
berat konsumsi oksigennya dapat mencapai 4000 ml/kg/jam.
Volume udara respirasi pada setiap orang berbeda-beda, tergantung pada
ukuran paru-paru, kekuatan bernapas, dan cara bernapas. Pada orang
dewasa, volume paru-paru berkisar antara 5 ¡V 6 liter.
b. Organ Pernapasan
Organ-organ tubuh yang terlibat dalam proses pernapasan adalah hidung,
faring, laring (pangkal tenggorok), trakea (batang tenggorok), bronkus (cabang
batang tenggorok), dan paru-paru. Organ-organ tersebut dapat dilihat pada
gambar 10.
1) Hidung
Udara masuk ke dalam tubuh melalui hidung. Pada lubang hidung terdapat
banyak rambut yang berfungsi untuk menahan debu/kotoran atau bahan
asing lainnya. Permukaan rongga hidung diliputi banyak pembuluh darah
kapiler sehingga selalu hangat. Rongga hidung juga dilapisi selaput lendir
yang berfungsi menjaga kelembaban udara. Fungsi lain dari selaput lendir
adalah untuk menangkap debu/kotoran yang masuk ke rongga hidung.
Gambar 10. Organ pernapasan manusia

2) Faring dan trakea
Faring merupakan ruang bersama/persimpangan pangkal tenggorok dan
kerongkongan. Terletak di bawah rongga hidung di belakang mulut. Setelah
udara meninggalkan rongga hidung, udara masuk melalui faring menuju ke
tenggorok. Pangkal tenggorok disebut laring tempat terdapatnya selaput
suara. Beberapa serabut otot mengatur ketegangan selaput suara ini untuk
menghasilkan tinggi rendah nada yang diperlukan.
22
Batang tenggorok (trakea) merupakan sebuah pipa dengan panjang rata-rata
10 cm. Sebagian terletak di leher dan sebagian lagi di dalam rongga dada.
Berbeda halnya dengan kerongkongan yang selalu ada dalam keadaan
tertutup (kecuali jika dilewati makanan), trakea terus terbuka setiap saat
karena dinding trakea diperkuat dengan tulang rawan berupa cincin. Kita
dapat meraba dengan mudah sekali beberapa bagian cincin tersebut di leher.
Dengan adanya cincin tulang rawan ini maka dinding trakea menjadi kaku.
Trakea dilapisi dengan silia (rambut getar). Gerakan silia menyebabkan
setiap partikel-partikel asing yang memasuki trakea keluar kembali. Trakea
bercabang menjadi dua bagian yang disebut bronkus (cabang batang
tenggorok), satu menuju paru-paru kanan dan cabang kedua menuju ke
paru-paru kiri.
3) Paru-paru
Organ utama pada proses pernapasan adalah paru-paru. Paru-paru terbagi
atas beberapa bagian yang disebut lobus. Paru-paru kanan memiliki 3 lobus
dan paru-paru kiri memiliki 2 lobus. Paru-paru terbungkus oleh dua lapis
selaput yang disebut pleura. Diantara kedua selaput tersebut terdapat cairan
yang berfungsi melindungi paru-paru dari gesekan ketika paru-paru
mengembang atau mengempis.
Cabang batang tenggorok disebut bronkus yang bercabang-cabang menjadi
bronkiolus. Kemudian bronkiolus bercabang-cabang lagi menjadi pembuluhpembuluh
halus, yang pada ujungnya terdapat beberapa gelembung udara
yang disebut alveolus (lihat gambar 10). Di dalam alveolus terjadi pertukaran
oksigen dan karbondioksida.
c. Mekanisme Pernapasan
Untuk memahami mekanisme pernapasan hendaknya kita ingat bahwa paruparu
berada di dalam rongga dada. Rongga ini dibentuk oleh tulang dada dan
diperkuat oleh tulang rusuk. Di bagian bawah rongga dada berbatasan dengan
rongga perut terdapat sekat rongga dada (diafragma).
Ada dua kegiatan utama dalam bernapas, yaitu menarik napas/inspirasi (proses
pemasukan udara ke dalam paru-paru) dan menghembuskan napas/ekspirasi
(proses pengeluaran udara dari paru-paru). Pengeluaran dan pemasukan udara
ke paru-paru terjadi karena perbedaan tekanan udara di dalam paru-paru
dengan tekanan udara luar. Jika tekanan udara di paru-paru lebih kecil dari
tekanan udara luar maka udara dari luar masuk ke paru-paru. Sebaliknya jika
tekanan udara di paru-paru lebih besar dari tekanan udara luar, maka udara
akan keluar dari dalam paru-paru.
Perbedaan tekanan ini terjadi sebagai akibat dari perubahan volume rongga
dada yang ditimbulkan oleh gerakan kontraksi dan relaksasi otot-otot antar
tulang rusuk, otot diafragma, dan otot perut. Berdasarkan kontraksi otot-otot
tersebut di atas dibedakan 2 jenis pernapasan, yaitu pernapasan dada dan
pernapasan perut seperti yang akan diuraikan berikut ini.
1) Pernapasan dada
Pernapasan dada terjadi karena aktivitas otot antar tulang rusuk,
sebagaimana dijelaskan pada skema dan gambar mekanisme pernapasan
dada berikut ini.
Fase ekspirasi (mengeluarkan napas)
Jika otot antar tulung rusuk luar mengendur dan otot antar tulang rusuk dalam
berkontraksi tulang rusuk mengempis rongga dada mengecil
Tekanan udara dalam paru-paru membesar Udara keluar dari dalam
paru-paru
Fase Inspirasi (menarik napas)
Jika otot antar tulang rusuk luar berkontraksi tulang rusuk
terangkat rongga dada membesar tekanan udara dalam
paru-paru mengecil udara masuk ke dalam paru-paru.
24
Gambar 11. Mekanisme pernapasan dada
(Sumber: Raven & Johnson, 2010)
2) Pernapasan perut
Pernapasan perut terjadi karena aktivitas otot diafragma dan otot perut.
Mekanisme pernapasan perut dapat dilihat pada skema dan gambar berikut
ini.
Fase Inspirasi (menarik napas)
Otot-otot diafragma berkontraksi letaknya agak mendatar mendesak
isi rongga perut ke bawah dan ke muka rongga dada membesar
paru-paru mengembang tekanan udara di paru-paru mengecil
Udara masuk ke dalam paru-paru
Fase ekspirasi (mengeluarkan napas)
Otot diafragma relaksasi, otot dinding rongga perut berkontraksi
Isi rongga perut terdorong ke atas dan diafragma kembali pada kedudukan
semula rongga dada mengecil paru-paru mengempis
tekanan udara dalam paru-paru membesar udara keluar dari
dalam paru-paru
Gambar 12. Mekanisme pernapasan perut
d. Pertukaran Gas
Dalam keadaan biasa seseorang membutuhkan oksigen sebanyak 300 liter/hari
atau 0,25 liter/menit. Jika aktivitas tubuh makin tinggi maka kebutuhan oksigen
akan meningkat pula. Volume udara yang dihirup dan dikeluarkan pada
pernapasan normal disebut volume pernapasan normal atau volume tidal.
Pemasukan O2 dari alveolus ke dalam darah dan sebaliknya pengeluaran CO2
dari darah ke alveolus terjadi karena proses difusi. Dinding alveolus dan dinding
pembuluh kapiler darah masing-masing terdiri dari selapis sel yang tipis
sehingga O2 maupun CO2 dapat dengan mudah melalui/menembus lapisan ini.
Arah gerakan difusi ini terutama dipengaruhi oleh perbedaan tekanan gas di
dalam alveolus dan darah.
Udara di dalam alveolus mengandung banyak O2 dan sedikit CO2, sedangkan
darah yang mengalir ke paru-paru (berasal dari seluruh bagian tubuh)
mengandung banyak CO2 dan sedikit O2, karena itu tekanan O2 di dalam
alveolus lebih besar dari tekanan O2 di dalam darah yang ada dalam pembuluh
kapiler paru-paru akibatnya O2 akan berdifusi dari alveolus ke darah. Sebaliknya
dengan CO2, karena tekanan CO2 di dalam pembuluh darah kapiler paru-paru
lebih besar dari tekanan CO2 di dalam alveolus, maka CO2 akan berdifusi dari
darah ke alveolus.
Setelah O2 masuk ke dalam darah, O2 akan bergabung dengan pigmen
pernapasan yaitu hemoglobin membentuk ikatan oksihemoglobin (HbO) dan
sebagian kecil lainnya larut dalam plasma. Kandungan O2 yang terikat
hemoglobin 70 kali lebih banyak dibanding dengan kandungan oksigen yang
larut dalam plasma. Daya ikat hemoglobin terhadap O2 sangat labil dan akan
menurun oleh keadaan berikut.
- Peningkatan kadar CO2
- Peningkatan suhu tubuh
- Peningkatan kadar 2.3 difosfogliserat (DPG) hasil respirasi sel
- Penurunan pH (Wulangi, 1999).
Di dalam sel, O2 akan digunakan dalam proses oksidasi/pembakaran zat-zat
makanan. Dari proses ini akan dihasilkan energi yang akan digunakan untuk
seluruh keperluan tubuh. Hasil samping dari peristiwa oksidasi adalah CO2 dan
H2O yang akan diangkut oleh darah ke paru-paru untuk dikeluarkan dalam
proses ekspirasi.
e. Gangguan Pada Sistem Pernapasan
Sistem pernapasan sering terkena bermacam-macam gangguan. Berikut ini
dikemukakan beberapa gangguan pernapasan.
1) Gangguan pada saluran pernapasan
- Pembengkakan polip di rongga hidung dan amandel di tekak
Jika polip atau amandel membengkak maka akan terjadi penyempitan atau
penyumbatan saluran pernapasan. Sehingga mengakibatkan pemasukan
oksigen ke dalam paru-paru berkurang.
- Penyempitan saluran pernapasan
Hal ini dapat disebabkan oleh bronkitis atau asma. Bronkitis yaitu
peradangan pada dinding dalam bronkus (cabang batang tenggorok).
Akibatnya diameter bronkus menyempit karena permukaan dalam dari
dinding bronkhus diselaputi lendir. Asma merupakan penyempitan saluran
pernapasan karena alergi terhadap debu atau hawa dingin.
- Sinusitis dan rinitis
Sinusitis adalah peradangan pada rongga sinus di daerah hidung. Rinitis
adalah peradangan pada selaput lendir rongga hidung.
2) Gangguan pada dinding alveolus
- Pneumonia
Penyakit ini disebabkan oleh sejenis bakteri yaitu Diplococcus pneumoniae.
Pada dinding alveolus terjadi peradangan, sehingga mengakibatkan
berkurangnya kemampuan dinding alveolus untuk dilalui O2 dan CO2
karena dindingnya diselaputi lendir.
- TBC (Tuberkulosis) paru-paru
Penyakit ini disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis. Pada
dinding alveolus terbentuk bintil-bintil kecil (tuberkel). Hal tersebut akan
mengakibatkan berkurangnya bidang difusi dari alveolus, sehingga
kapasitas difusi paru-paru menjadi turun.
- Kanker paru-paru
Kanker paru-paru merupakan pembunuh terbesar dari berbagai jenis
kanker. Penyakit ini membunuh hampir 90% penderitanya, atau hampir
30% dari seluruh kematian akibat kanker. Namun sebenarnya justru kanker
paru-parulah yang paling mudah dicegah. Hasil penelitan dalam beberapa
dekade menunjukkan bahwa mayoritas penyebab kanker paru-paru adalah
asap rokok.
Rokok mengandung lebih 200 macam racun, dengan 40 jenis di antaranya
bersifat karsinogenik (dapat menyebabkan kanker). Menurut Larson (2003),
sebatang rokok mengandung zat-zat beracun yang terdiri dari komponen gas
dan partikel. Komponen gas diantaranya terdiri atas: karbon monoksida,
karbon dioksida, hidrogen sianida, amoniak, nitrogen oksida, akrolein,
asetilen, metanol, uretan, bensaldehida dan senyawa hidrokarbon. Adapun
komponen padat/ partikel umumnya terdiri atas: nikotin, tar, benzopiren,
fenol, kadmium dll. Bahan-bahan ini dapat bertahan sampai beberapa jam
lamanya dalam ruang setelah rokok berhenti. Zat yang bersifat karsinogenik
adalah kadmium, yang merupakan penyebab utama kanker payudara.
Penderita kanker payudara sebagian besar adalah istri dari perokok aktif.
Kematian umumnya bukan terjadi karena kesulitan bernafas yang
diakibatkan oleh membesarnya kanker, tetapi karena posisi paru-paru dalam
sistem peredaran darah menjadikan kanker mudah menyebar ke seluruh
tubuh. Penyebaran kanker ke arah otak dan bagian kritis lainnya dapat
mengakibatkan kematian.
Gambar 13. Kanker paru-paru

3) Gangguan pada selaput paru-paru (pleuritis)
Bagian luar paru-paru dilapisi pleura dan bagian dalam rongga dada dilapisi
pleura juga. Antara 2 selaput ini ada cairan sebagai pelumas (lihat gambar
Gambar 14. Selaput (pleura) pada paru-paru
Pada kasus pleuritis basah, selaput pleura mengalami peradangan, sehingga
terjadi penambahan kandungan cairan. Akibatnya tekanan di dalam ruangan
antara paru-paru dan dinding rongga dada akan meningkat, dan
menimbulkan rasa nyeri pada waktu bernapas.
4) Gangguan pada sistem transportasi
Gangguan ini dapat disebabkan oleh beberapa hal, misalnya :
- Berkurangnya kadar hemoglobin
Hal ini menyebabkan berkurangnya kemampuan darah untuk mengikat
oksigen.
- Penyempitan pembuluh darah
Hal ini akan menyebabkan berkurangnya aliran darah ke suatu jaringan.
- Keracunan gas CO (karbon monoksida)
Keracunan gas CO mengakibatkan transportasi O2 oleh hemoglobin
berkurang, sebab daya ikat hemoglobin terhadap CO lebih kuat dari pada
O2.
f. Memelihara Kesehatan Alat Pernapasan
Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk memelihara alat pernapasan kita
adalah dengan melakukan pola hidup sehat. Berikut ini beberapa contoh.
1) Menghilangkan kebiasaan buruk seperti merokok, minum minuman yang
beralkohol, dan minum obat tidak sesuai dengan anjuran (dosis) yang
ditentukan
29
2) Menjaga kebersihan lingkungan
Lingkungan yang ada disekitar kita harus senantiasa bersih, sehingga tidak
ada debu yang beterbangan. Selain itu, agar udara di rumah kita tetap bersih
maka di rumah harus tersedia lubang udara atau ventilasi yang cukup.
3) Makan makanan bergizi
Makan makanan bergizi merupakan salah satu upaya yang dapat dilakukan
agar alat pernapasan kita terpelihara dengan baik. Hal ini disebabkan karena
dengan makan makanan bergizi maka daya tahan tubuh kita akan meningkat.
4) Olahraga secara teratur
Olahraga secara teratur dapat melancarkan pernapasan, sehingga alat-alat
pernapasan pun dapat bekerja dengan baik. Berenang, lari pagi, dan senam
merupakan beberapa olahraga yang dapat dilakukan untuk memelihara alat
pernapasan pada manusia.
5) Mengadakan penghijauan
Agar udara yang kita hirup pada saat bernapas merupakan udara yang bersih
dan segar maka perlu dilakukan penghijauan di sekitar rumah, sekolah, dan
tepi jalan. Hal ini dapat mengurangi udara kotor yang diakibatkan oleh asap
rokok, asap kendaraan bermotor, dan lain-lain.
g. Sistem Pernapasan Hewan
1) Cacing tanah
Cacing tanah mengambil oksigen dan mengeluarkan karbondioksida melalui
kulitnya. Pertukaran gas ini dapat terjadi karena cacing tanah mempunyai
kulit yang lembab. Lapisan epidermis kulit cacing tanah mengeluarkan lendir
(mucus) yang mampu menjaga kelembaban kulit. Jika cacing tanah terkena
cahaya matahari dalam waktu yang cukup lama, maka lapisan lendir pada
kulitnya akan mengering sehingga kelembaban permukaan kulit hilang,
akibatnya pertukaran gas tidak bisa terjadi dan cacing tanah itu akan mati.
Oleh karena itu cacing tanah dan hewan-hewan yang bernapas dengan kulit,
harus hidup dalam air atau di tempat yang lembab.
2) Belalang
Serangga ini bernapas dengan menggunakan trakea. Sistem trakea tersusun
dari pipa udara yang bercabang-cabang ke seluruh tubuh (Gambar 15).
Trakea adalah pipa udara yang paling besar dan membuka ke arah luar
tubuh serangga. Pada organ-organ yang memerlukan oksigen yang tinggi,
trakea akan membesar dan membentuk kantung udara. Cabang pipa udara
30
yang paling halus menjulur dan memanjang ke permukaan hampir setiap sel.
Udara memasuki trakea melalui lubang yang disebut spirakel yang terletak di
sisi bawah perut belalang.
Gambar 15. Sistem trakea pada belalang
(Sumber: Campbell, 2004)
3) Laba-laba
Sistem pernapasan pada laba-laba ada dua macam. Sistem pernapasan
yang pertama adalah dengan paru-paru buku. Sebagian besar laba-laba
bernapas dengan menggunakan paru-paru buku, yaitu suatu lempengan
bertumpuk yang mengandung pembuluh darah dan terdapat di bagian bawah
perut (Gambar 16). Udara masuk ke dalam tubuh laba-laba melalui celahcelah
perut . Beberapa laba-laba menggunakan sistem pernapasan yang
kedua, yaitu dengan menggunakan trakea.
Gambar 16. Organ internal pada laba-laba
(Sumber: sarwoedi.wordpress.com)
31
4) Kerang, Bintang laut, Udang dan Ikan
Hampir semua hewan yang hidup di air bernapas dengan permukaan
kulitnya atau dengan insang. Kerang, bintang laut, udang dan ikan bernapas
dengan insang. Pada bintang laut, bentuk insang masih sangat sederhana
dan tersebar di banyak tempat dalam tubuh. Insang pada ikan tersusun atas
lembaran-lembaran insang yang mengandung banyak pembuluh darah
kapiler. Proses pertukaran gas terjadi dengan pengaturan membuka dan
menutupnya mulut dan tutup insang. Ketika mulut ikan terbuka, maka tutup
insang akan menutup dan air akan masuk kedalam tenggorokan, selanjutnya
mulut akan tertutup dan tutup insang akan membuka kembali sehingga air
akan melewati insang dan dikeluarkan melalui tutup insang (Gambar 17).
Ketika air melewati insang, maka oksigen yang terkandung dalam air akan
diserap kedalam pembuluh darah kapiler, sedangkan CO2 dalam kapiler akan
dikeluarkan.
Gambar 17. Proses pernapasan pada ikan
(Sumber: Campbell, 2004)
5) Katak, Reptil dan Burung
Pernapasan katak terjadi dengan berbagai cara. Ketika katak sedang
berhibernasi atau berada di dalam air, pernapasan berlangsung dengan
menggunakan kulitnya. Karena kulit katak sangat tipis dan lembab, maka
oksigen dengan mudah melewatinya dan masuk ke dalam pembuluh darah
yang berada dibawah kulit. Demikian juga CO2, dapat dengan mudah
dikeluarkan melalui kulit. Namun ketika katak sedang aktif, pernapasan
melalui kulit tidak menyediakan oksigen yang cukup, oleh karena itu katak
akan bernapas dengan mulutnya. Mulut dan tenggorokan katak dilapisan
jaringan yang kaya dengan pembuluh darah, sehingga menjadikannya
sebagai tempat yang cocok untuk pertukaran gas. Katak juga bernapas
dengan paru-paru. Ketika katak mengisap udara ke dalam paru-parunya,
mulutnya akan tertutup rapat. Udara yang kaya dengan oksigen akan masuk
melalui lubang hidung.
Sebagian besar reptil, semua burung, dan mamalia mengandalkan hanya
paru-parunya untuk bernapas. Kecuali pada kura-kura, tempurungnya yang
kaku membatasi gerakan pernapasan. Oleh karena itu, kura-kura melengkapi
pernapasan paru-parunya dengan pertukaran gas melalui permukaan kulit
pada mulut dan anusnya.
Burung mempunyai delapan atau sembilan kantung udara yang membuat
pernapasannya pada waktu terbang menjadi lebih efisien. Kantung udara ini
bertindak sebagai alat penghembus yang menjaga agar udara mengalir
melalui paru-paru. Ketika burung menghirup udara, semua kantung udara
akan mengembang. Kantung udara dibagian belakang akan terisi dengan
udara segar dari lingkungan luar (warna terang), sementara kantung bagian
depan akan terisi dengan udara yang berasal dari paru-paru (warna gelap).
Selanjutnya pada saat burung menghembuskan napas, semua kantung
udara akan mengempis, sehingga memaksa udara dari kantung belakang
masuk ke dalam paru-paru, dan udara dari kantung depan dikeluarkan
melalui trakea (gambar 18).
Gambar 18. Sistem pernapasan burung
(Sumber: Campbell, 2004)
34
Lampiran
SISTEM PENCERNAAN MAKANAN
Tujuan : Setelah melakukan kegiatan ini Anda akan dapat mendeskripsikan fungsi
organ-organ pencernaan manusia.
Alat dan Bahan
1. Alat tulis
2. Gambar/carta /model sistem pencernaan manusia
Cara Kerja
1. Masing-masing kelompok mengamati dan mempelajari gambar/carta sistem
pencernaan manusia.
2. Setelah mempelajari gambar tersebut, bahaslah lembar tugas/pertanyaan berikut
ini.
Bahan Diskusi
1. Amatilah gambar sistem pencernaan pada manusia, kemudian tuliskan nama
bagian-bagian yang berhuruf itu!
2. Apa yang dimaksud dengan gerak peristaltik yang terjadi pada saluran pencernaan
makanan?
3. Apa tujuan mengunyah makanan dalam mulut harus lumat?
..........................................................................................................................
..........................................................................................................................
4. Apa guna getah lambung dalam proses pencernaan makanan?
...................................................................................................................................
................................................................................................................
36
FUNGSI ORGAN PERNAPASAN
Tujuan : Setelah melakukan kegiatan ini Anda akan dapat mengidentifikasi fungsi
organ pernapasan manusia.
Alat dan Bahan
1. Alat tulis
2. Gambar/carta /model sistem pernapasan manusia
Cara Kerja
a. Lengkapi gambar sistem pernafasan di bawah ini!
a. diafragma b. paru-paru c. mulut
d. hidung e. trakea f. bronkus
b. Tuliskan fungsi masing-masing organ tersebut!
a. diafragma
b. paru-paru
c. hidung
d. trakea
Lembar Kegiatan 2
37
e. bronkus
c. Bagaimanakah cara memelihara kesehatan organ pernafasan?
...................................................................................................................................
................................................................................................................
d. Sebutkan beberapa kebiasaan yang baik agar terhindar dari penyakit organ
pernafasan?
...................................................................................................................................