BAB I
OBJEK
IPA DAN PENGAMATANNYA
A.
Penyelidikan IPA
Ilmu
Pengetahuan Alam (IPA) pada hakikatnya meliputi empat unsur utama yaitu:
(1) sikap: rasa ingin tahu tentang benda,
fenomena alam, makhluk hidup, serta hubungan sebab akibat yang menimbulkan
masalah baru yang dapat dipecahkan melalui prosedur yang benar; IPA bersifat terbuka
(open ended);
(2)
proses: prosedur
pemecahan masalah melalui metode ilmiah; metode ilmiah meliputi penyusunan
hipotesis, perancangan eksperimen atau percobaan, evaluasi, pengukuran, dan
penarikan kesimpulan;
(3)
produk: berupa fakta,
konsep, prinsip, teori, dan hukum; dan
(4)
aplikasi: penerapan
metode ilmiah dan konsep IPA dalam kehidupan sehari-hari.
Objek yang dipelajari
dalam IPA meliputi seluruh
benda di alam dengan segala interaksinya untuk dipelajari pola-pola
keteraturannya.
Objek tersebut dapat berupa benda yang sangat kecil, misalnya bakteri, virus, bahkan
partikel - partikel penyusun atom. Objek yang diamati bisa juga benda-benda yang
berukuran sangat besar, misalnya lautan, bumi, matahari, hingga jagat raya ini.
Pada saat ini, penyelidikan tentang alam
telah menghasilkan kumpulan pengetahuan yang kompleks. Untuk memudahkan,
pengetahuan-pengetahuan tersebut digolongkan sebagai berikut :
1)
Fisika, mempelajari
tentang aspek mendasar alam, misalnya materi, energi, gaya, gerak, panas,
cahaya, dan berbagai gejala alam fisik lainnya.
2)
Kimia, meliputi
penyelidikan tentang penyusun dan perubahan zat.
3)
Biologi, mempelajari
tentang sistem kehidupan mulai dari ukuran renik sampai dengan lingkungan yang
sangat luas.
4)
Ilmu Bumi dan
Antariksa
(IPBA), mempelajari asal mula bumi,
perkembangan dan keadaan saat ini, bintang-bintang, planet-planet, dan berbagai
benda langit lainnya.
Penyelidikan ilmiah IPA melibatkan
sejumlah proses yang harus dikuasai, antara lain :
1)
Pengamatan
Melibatkan pancaindra, termasuk melakukan
pengukuran dengan alat ukur yang sesuai. Pengamatan dilakukan untuk mengumpulkan
data dan informasi.
2)
Membuat Inferensi
Merumuskan penjelasan berdasarkan pengamatan.
Penjelasan ini digunakan untuk menemukan pola-pola atau hubungan-hubungan antar
aspek yang diamati, serta membuat prediksi.
3)
Mengomunikasikan
Mengomunikasikan hasil penyelidikan baik
lisan maupun tulisan. Hal yang dikomunikasikan termasuk data yang disajikan
dalam bentuk tabel, grafik, bagan, dan gambar yang relevan.
Keterampilan melakukan pengamatan dan
mencoba menemukan hubungan-hubungan yang diamati secara sistematis sangatlah
penting dalam belajar IPA. Dengan keterampilan ini, kita dapat mengetahui
bagaimana mengumpulkan fakta dan menghubungkan fakta-fakta untuk membuat suatu penafsiran
atau kesimpulan. Keterampilan ini juga merupakan keterampilan belajar sepanjang
hayat yang dapat digunakan bukan saja untuk mempelajari berbagai macam ilmu,
tetapi juga dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
B.
Pengukuran sebagai bagian dari Pengamatan
Pengamatan objek dengan menggunakan
indra merupakan kegiatan penting untuk menghasilkan deskripsi suatu benda. Akan
tetapi, seringkali pengamatan seperti itu tidak cukup. Kita memerlukan
pengamatan yang memberikan hasil yang pasti ketika dikomunikasikan dengan orang
lain.
Sebagai contoh, pernahkah kamu pergi ke
penjahit untuk minta dibuatkan baju? Bagaimana penjahit dapat membuatkan baju
dengan ukuran yang tepat? Atau, pernahkah kamu melihat orang berjual beli buah,
misalnya duku? Bagaimanakah menentukan banyaknya duku secara akurat? Semua
peristiwa di atas terkait dengan kegiatan pengukuran.
1.
Pengukuran
Mengukur merupakan kegiatan penting dalam
kehidupan dan kegiatan utama di dalam IPA. Contoh, kamu hendak mendeskripsikan suatu
benda, misalnya mendeskripsikan dirimu sendiri. Kemungkinan besar kamu akan menyebutkan
tinggi badan, umur, berat badan, dan lain-lain. Tinggi badan, umur, dan berat
badan merupakan sesuatu yang dapat diukur. Segala sesuatu yang dapat diukur
disebut besaran.
Mengukur merupakan
kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai
sebagai satuan.
Misalnya, kamu melakukan
pengukuran panjang meja dengan jengkalmu. Maka, kamu membandingkan panjang meja
dengan panjang jengkalmu. Jengkalmu dipakai sebagai satuan pengukuran. Sebagai
hasilnya, misalnya panjang meja sama dengan 6 jengkal.
Nah, misalnya ada 3 temanmu melakukan
pengukuran panjang meja yang sama, tetapi dengan jengkal masing-masing.
Hasilnya, misalnya sebagai berikut :
»
Panjang meja = 6 jengkal Andrian.
»
Panjang meja = 5,5 jengkal Edo.
»
Panjang meja = 7 jengkal Emi.
Mengapa
hasil tiga pengukuran itu berbeda?
Bayangkan, apa yang terjadi jika setiap
pengukuran di dunia ini menggunakan satuan yang berbeda-beda, misalnya jengkal.
Ketika kamu memesan baju ke penjahit dengan panjang lengan 3 jengkal, kemungkinan
besar hasilnya tidak akan sesuai dengan keinginanmu karena penjahit itu
menggunakan jengkalnya.
Mungkin kamu pernah mendengar satuan
sentimeter, kilogram, dan detik. Satuan-satuan tersebut adalah contoh satuan
baku dalam ukuran Sistem Internasional (SI). Setelah tahun 1700, sekelompok
ilmuwan menggunakan sistem ukuran yang dikenal dengan nama Sistem Metrik. Pada tahun 1960, Sistem Metrik dipergunakan dan
diresmikan sebagai Sistem Internasional. Penamaan ini berasal dari bahasa
Prancis, Le Systeme Internationale d’Unites.
Dalam satuan SI, setiap jenis ukuran
memiliki satuan dasar, contohnya panjang memiliki satuan dasar meter. Untuk
hasil pengukuran yang lebih besar atau lebih kecil dari meter, dapat digunakan
awalan-awalan, seperti ditunjukkan dalam tabel berikut :.
Penggunaan awalan ini untuk memudahkan
dalam berkomunikasi karena angkanya menjadi lebih sederhana. Misalnya, daripada
menyebutkan 20.000 meter, lebih mudah menyebutkan 20 kilometer. Nilai kelipatan
awalan tersebut menjangkau benda-benda yang sangat kecil hingga objek yang
sangat besar. Contoh benda yang sangat kecil adalah atom, molekul, dan virus.
Contoh objek yang sangat besar adalah galaksi.
Sistem Internasional lebih mudah
digunakan karena disusun berdasarkan kelipatan bilangan 10.
Penggunaan awalan di depan satuan dasar
SI menunjukkan bilangan 10 berpangkat yang dipilih. Misalnya, awalan kilo berarti
103 atau 1.000. Maka, 1 kilometer berarti 1.000 meter.
Contoh lain, pembangkit listrik
menghasilkan daya 500 Mwatt berarti sama dengan 500.000.000 watt. Jadi,
penulisan awalan menyederhanakan angka hasil pengukuran sehingga mudah
dikomunikasikan ke pihak lain.
2.
Besaran Pokok
Besaran
yang satuannya didefinisikan ini disebut besaran pokok.
a.
Panjang
Dalam IPA, panjang menyatakan jarak antara dua titik.
Misalnya, panjang papan tulis adalah jarak antara titik pada ujung-ujung papan
tulis, panjang bayi yang baru lahir adalah jarak dari ujung kaki sampai ujung
kepala bayi itu. Mengapa panjang harus diukur, tidak sekadar diperkirakan?
Panjang menggunakan satuan dasar SI meter (m). Satu meter standar (baku)
sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299792458
sekon.
Untuk keperluan sehari-hari, telah
dibuat alat-alat pengukur panjang tiruan dari meter standar, misalnya pita ukur atau metlin, penggaris
atau mistar, jangka sorong, dan meteran gulung. Meteran gulung dan penggaris
mampu mengukur paling kecil 1 mm, tetapi jangka sorong mampu mengukur sampai
0,1 mm. Pernahkah kamu melihat, apakah alat-alat pengukur panjang tersebut
dipergunakan dalam pekerjaan? Sebutkan pekerjaan beserta alat ukur panjang yang
digunakan !
Dalam melakukan pengukuran, perhatikan
posisi nol alat ukur. Untuk pengukuran panjang, ujung awal benda berimpit
dengan angka nol pada alat ukur. Selain itu, posisi mata harus tegak lurus
dengan skala yang ditunjuk, untuk menghindari kesalahan hasil pembacaan
pengukuran.
b.
Massa
Setiap benda tersusun dari
materi. Jumlah materi yang terkandung
dalam suatu benda disebut massa benda.
Dalam Satuan Internasional (SI), massa diukur dalam satuan kilogram
(kg). Misalnya, massa tubuhmu 52 kg, massa seekor kelinci 3 kg, massa sekantong
gula 1 kg.
Dalam kehidupan sehari-hari, orang menggunakan istilah “berat”
untuk massa. Namun, sesungguhnya massa tidak sama dengan berat. Massa suatu benda
ditentukan oleh kandungan materinya dan tidak mengalami perubahan meskipun
kedudukannya berubah. Sebaliknya, berat sangat bergantung pada kedudukan di
mana benda tersebut berada.
Sebagai contoh, saat astronot berada di bulan, beratnya tinggal
1/6 dari berat dia saat di bumi.
Dalam SI, massa menggunakan
satuan dasar kilogram (kg), sedangkan berat menggunakan satuan newton (N). Satu
kilogram standar (baku) sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari
campuran platinum-iridium yang disimpan di Sevres, Paris, Prancis.
Massa 1 kg setara dengan 1 liter air
pada suhu 4oC.
Massa suatu benda dapat diukur dengan
neraca lengan, sedangkan berat diukur dengan neraca pegas. Neraca lengan dan
neraca pegas termasuk jenis neraca mekanik.
Sekarang banyak digunakan jenis neraca
lain yang lebih praktis, yaitu neraca digital. Pada neraca digital, hasil
pengukuran massa langsung muncul dalam bentuk angka dan satuannya.
Selain kilogram (kg), massa benda juga
dinyatakan dalam satuan-satuan lain. Misalnya, gram (g) dan miligram (mg) untuk
massa-massa yang kecil; ton (t) dan kuintal (kw) untuk massa-massa yang besar.
»
1 ton = 10 kw = 1.000 kg
»
1 kg = 1.000 g
»
1 g = 1.000 mg
c.
Waktu
Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa. Misalnya,
waktu hidup seseorang dimulai sejak ia dilahirkan hingga meninggal, waktu
perjalanan diukur sejak mulai bergerak sampai dengan akhir gerak. Waktu dapat diukur dengan jam tangan atau
stopwatch
Satuan SI untuk waktu adalah detik atau
sekon (s). Satu sekon standar (baku) adalah waktu yang dibutuhkan atom
Cesium untuk bergetar 9.192.631.770 kali.
Berdasar jam atom ini, hasil pengukuran
waktu dalam selang waktu 300 tahun tidak akan bergeser lebih dari satu sekon.
Untuk peristiwa-peristiwa yang selang
terjadinya cukup lama, waktu dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar,
misalnya menit, jam, hari, bulan, tahun, dan abad.
1
hari = 24 jam
1
jam = 60 menit
1
menit = 60 sekon
Berdasarkan hasil Konferensi Umum
mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, Sistem Internasional disusun
mengacu pada tujuh besaran pokok. Tabel besaran pokok sebagai berikut :
3.
Besaran
Turunan
Besaran-besaran yang dapat diukur selain
7 (tujuh) besaran pokok, tergolong sebagai besaran turunan. Misalnya, luas
ruang kelasmu. Jika ruang kelasmu berbentuk persegi, maka luasnya merupakan
hasil perkalian panjang dengan lebar. Perhatikan, bahwa panjang dan lebar
merupakan besaran pokok panjang. Dalam SI, panjang diukur dengan satuan meter
(m). Maka, luas dalam SI memiliki satuan meter x meter , atau meter persegi (m2).
a.
Luas
Untuk benda yang berbentuk
persegi, luas benda dapat ditentukan dengan mengalikan hasil pengukuran panjang
dengan lebarnya. Bagaimanakah cara mengukur luas benda yang berbentuk tidak
teratur, misalnya luas sehelai daun?
b.
Volume
Misalnya, kamu punya dua
wadah, yakni kaleng besar dan kaleng kecil. Jika dipergunakan untuk menampung
air, kaleng besar pasti dapat menampung air lebih banyak. Hal tersebut terkait
dengan besarnya ruangan yang terisi oleh materi, biasanya disebut volume. Jika
volume suatu benda lebih besar, benda itu dapat menampung materi lebih banyak
dibandingkan benda lain yang volumenya lebih kecil.
Volume merupakan besaran
turunan yang disusun dari besaran pokok panjang.
Volume benda padat yang
bentuknya teratur, contohnya balok, dapat ditentukan dengan mengukur terlebih
dulu panjang, lebar, dan tingginya, kemudian mengalikannya.
Jika kamu mengukur panjang,
lebar, dan tinggi balok menggunakan satuan sentimeter (cm), maka volume balok
yang diperoleh dalam satuan sentimeter kubik (cm3).
Jika, panjang, lebar, dan
tinggi diukur dalam satuan meter (m), maka volume yang diperoleh bersatuan
meter kubik (m3).
Bagaimana cara menentukan
volume suatu zat cair?
Zat cair tidak memiliki
bentuk yang tetap, bentuk zat cair selalu mengikuti bentuk wadahnya.
Dalam kehidupan sehari-hari, volume zat
cair biasanya dinyatakan dalam satuan mililiter (mL) atau liter (L).
1
L = 1 dm3 1 L = 1.000
mL 1 mL = 1 cm3
c.
Konsentrasi Larutan
Misalnya, kamu membuat sirop
dengan memasukkan gula ke dalam air, kemudian kamu cicipi. Jika kurang manis,
kamu dapat menambahkan gula lagi. Makin banyak gula yang ditambahkan, makin
manis rasa larutan itu. Selain rasa manis yang bersifat kualitatif (hasil indra
pengecap), adakah besaran yang dapat digunakan untuk menggambarkan banyaknya
gula dan air di dalam larutan tersebut?
Salah satu besaran yang
dapat digunakan adalah konsentrasi larutan (K).
Konsentrasi larutan
(K) dapat dirumuskan sebagai massa gula (zat terlarut) dibagi dengan volume air
(zat pelarut).
d.
Laju Pertumbuhan
Besaran panjang dan waktu
dapat digunakan untuk menentukan pertumbuhan tanaman. Misalkan, kamu menanam
jagung. Pada pengukuran awal, diperoleh tinggi tanamanmu 20 cm. Dalam waktu 10
hari, tingginya menjadi 60 cm. Kamu dapat menentukan laju pertumbuhan jagung
itu, yakni :
KESIMPULAN
·
Penyelidikan
ilmiah IPA melibatkan sejumlah proses, antara lain: mengamati, membuat
inferensi, dan mengomunikasikan.
·
Pengukuran
merupakan bagian dari pengamatan.
·
Mengukur
adalah membandingkan besaran dengan besaran sejenis sebagai satuan;
·
Mengukur
menghasilkan ukuran yang terdiri atas nilai dan satuan.
·
Mengukur
membutuhkan alat ukur. Alat ukur harus sesuai dengan besaran yang akan diukur.
·
Besaran
yang diukur terdiri atas besaran pokok dan turunan.
·
Satuan
besaran pokok telah didefinisikan dan bersifat tunggal.
·
Satuan
besaran turunan diturunkan dari besaran pokok.
·
Panjang,
massa, waktu, dan suhu termasuk besaran pokok.
·
Luas,
volume, konsentrasi (kepekatan) larutan, serta laju pertumbuhan termasuk
besaran turunan.
Daftar Pustaka :
1.
Wahono,
dkk. Buku Siswa IPA Kelas VII. Kemendikbud. 2014
2.
Wahono,
dkk. Buku Guru IPA Kelas VII. Kemendikbud. 2014
3.
Teguh
Sugiyarto. IPA Kelas VII. BSE Pusat Perbukuan Nasional. Depdiknas. 2008
4.
http://id.wikipedia.org/wiki/Besaran
5.
http://bse.kemdikbud.go.id/buku/kurikulum2013
Tidak ada komentar:
Posting Komentar