1. MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM (IPA)
Oleh Arif Widiyatmoko, S.Pd., M.Si.
WORKSHOP BEDAH KISI – KISI UJI KOMPETENSI GURU (UKG)
TAHUN 2012
Rembang, 16 September 2012
HIMPUNAN PEMBINA BAHASA INDONESIA
WILAYAH JAWA TENGAH
Bekerjasama dengan
IKATAN KELUARGA ALUMNI (IKA)
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
CABANG REMBANG
2. BAB IV
MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM (IPA)
1
Merumuskan tujuan pembelajaran (proses, produk dan sikap) sifat benda padat,
cair dan gas sesuai dengan karaketeristik peserta didik dan materi ajar.
Tujuan pembelajaran adalah tercapainya perubahan perilaku atau kompetensi pada
siswa setelah mengiktui kegiatan pembelajaran; tujuan dirumuskan dalam bentuk
pernyataan atau deskripsi yang spesifik. Beberapa rumusan tujuan pembelajaran
(proses, produk dan sikap) sifat benda padat, cair dan gas, diantaranya :
1. Melalui pengamatan, siswa dapat menjelaskan sifat – sifat benda padat, cair
dan gas
2. Dengan percobaan, siswa dapat mengelompokkan benda – benda padat, cair
dan gas
3. Melalui pengamatan, siswa dapat memberi contoh pemanfaatan benda padat,
cair dan gas.
Contoh soal:
Guru kelas VI SD akan menyampaikan pembelajaran IPA materi listrik. Salah
satu indikator dirumuskan membandingkan nyala antara rangkaian listrik seri
dengan listrik paralel. Tujuan pembelajaran yang sesuai adalah ....
A. Setelah melakukan pengamatan, siswa dapat membandingkan nyala antara
rangkaian listrik seri dengan rangkaian listrik paralel
B. Setelah melakukan pengamatan dan diskusi, siswa dapat membandingkan
nyala antara rangkaian listrik seri dengan rangkaian listrik paralel dengan
benar
C. Setelah melakukan pengamatan dan percobaan, siswa dapat
membandingkan nyala antara rangkaian listrik seri dengan rangkaian
listrik paralel dengan benar.
D. Setelah melakukan pengamatan, siswa dapat mengidentifikasi
perbandingan nyala antara rangkaian listrik seri dengan rangkaian listrik
paralel dengan benar.
2
Merancang kegiatan pembelajaran IPA melalui penyelidikan ilmiah agar siswa
dapat mengkonstruksi pengetahuan IPA
IPA didefinisikan sebagai sekumpulan pengetahuan tentang objek dan fenomena
alam yang diperoleh dari hasil pemikiran dan penyelidikan ilmuwan yang
dilakukan dengan keterampilan bereksperimen dengan menggunakan metode
ilmiah. Jika IPA merupakan suatu jenis pengetahuan yang teoritis yang diperoleh
3. dengan cara yang khusus, maka cara tersebut dapat berupa observasi,
eksperimentasi, pengambilan kesimpulan, pembentukan teori, observasi dan
seterusnya. Cara yang demikian ini dikenal dengan metode ilmiah (scientific
method). Guru menyiapkan pembelajaran IPA dengan model pembelajaran incuri,
dimana siswa melakukan penyelidikan dan pengamatan melalui observasi untuk
menemukan jawaban – jawaban dari rasa ingin tahu yang dimiliki oleh siswa.
Contoh soal:
Guru kelas V SD melaksanakan pembelajaran IPA dengan materi pokok
“Pengaruh gaya terhadap perubahan gerak benda”. Pada kegiatan inti guru
menjelaskan materi dengan menunjukkan gambar orang bersepeda dan orang
menendang bola. Pembelajaran tersebut terkesan siswa kurang aktif. Kelemahan
apa yang dilakukan guru dalam proses pembelajaran tersebut?
A. Tidak mengembangkan keterampilan proses IPA
B. Tidak menggunakan media pembelajaran
C. Tidak menguasai media pembelajaran
D. Kurang memperhatikan dan mendorong aktivitas siswa – siswanya.
3
Mengkombinasikan beragam pendekatan / strategi / metode / teknik pembelajaran
IPA untuk mencapai tujuan pembelajaran (produk, proses dan sikap ilmiah)
Pendekatan pembelajaran dapat diartikan sebagai titik tolak atau sudut pandan
kita terhadap proses pembelajaran, yang merujuk pada pandangan tentang
terjadinya suatu proses yang sifatnya sangat umum, di dalamnya mewadahi,
menguatkan dan melatari metode pembelajaran dengan cakupan teori tertentu.
Dilihat dari pendekatannya, pembelajaran terdapat dua jenis pendekatan yaitu : (1)
pendekatan pembelajaran yang berorientasi atau berpusat pada siswa (student
centered approach) dan (2) pendekatan pembelajaran yang berorientasi dan
berpusat pada guru (teacher centered approach). Strategi pembelajaran adalah
suatu kegiatan pembelajaran yang harus dilaksanakan guru dan siswa agar tujuan
pembelajaran dapat dicapai secara efektif dan efisien.
Metode pembelajaran dapat diartikan sebagai cara yang digunakan untuk
mengimplementasikan rencana yang sudah disusun dalam bentuk kegiatan nyata
dan praktis untuk mencapai tujuan pembelajaran. Terdapat beberapa metode
pembelajaran yang dapat digunakan untuk mengimplementasikan strategi
pembelajaran diantaranya : (1) ceramah, (2) demonstrasi, (3) diskusi, (4) simulasi,
(5) laboraturium, (6) pengalaman lapangan, (7) brainstorming, (8) debat, (9)
simposium, dan sebagainya. Teknik pembelajaran, dapat diartikan sebagai cara
yang dilakukan seseorang untuk mengimplementasikan suatu metode secara
spesifik. Apabila antara pendekatan, strategi, metode, teknik, dan bahkan taktik
pembelajaran sudah terangkai menjadi satu kesatuan yang utuh, maka
terbentuklah apa yang disebut dengan model pembelajaran.
Contoh soal:
4. Guru kelas IV SD akan menyampaikan materi “bagian tumbuhan dan bagian –
bagian tumbuhan”. Guru membagi siswa dalam tiga kelompok dan masing –
masing kelompok membahas masalah yang berbeda. Kelompok I mengamati
berbagai akar, kelompok II mengamati berbagai daun, dan kelompok III
mengamati berbagai batang. Pernyataan yang sesuai dengan kegiatan
pembelajaran tersebut adalah penggabungan antara ....
A. Metode eksperimen dan metode kooperatif
B. Metode observasi dan model problem based learning
C. Metode eksperimen dan model problem based learning
D. Metode demonstrasi dan model kooperatif
4
Menggabungkan beragam assesmen dalam mengevaluasi tujuan pembelajaran
IPA (produk, proses, dan sikap ilmiah)
Assesmen adalah suatu kegiatan mengevaluasi pendidikan dengan cara
mengumpulkan data dan informasi mengenai siswa untuk menentukan strategi
pembelajaran yang tepat. Penilaian berbasis assesmen menurut tertampilkannya
kompetensi dan kreativitas serta inisiatif yang lebih luas dari diri siswa.
Sebagaimana yang dikemukakan oleh Niddhi Kattri dkk, bahwa penelitian dari
berbagai aspek kinerja siswa memiliki pengaruh positif di kelas, karena
melengkapi guru dengan acuan pedagogis yang membantu mengembangkan
teknik instruksional yang efektif. Selain itu, penilaian juga menyediakan
informasi secara komprehensif mengenai kemajuan belajar siswa termasuk
kekuatan dan kelemahannya. Mengingat begitu besarnya manfaat dan peranan
penilaian berbasis assesmen terhadap kinerja siswa serta proses pembelajarannya,
maka guru sebagai pengelola utama kegiatan pembelajaran diharapkan mampu
memahami, merencanakan sekaligus melaksanakan jenis – jenis penilaian berbasis
assesmen.
Contoh soal :
Guru kelas V SD melaksanakan pembelajaran sifat – sifat magnet. Guru
membagikan dua batang magnet kepada setiap kelompok siswa. Selanjutnya guru
mengutarakan beberapa permasalahan yang berhubungan dengan sifat – sifat
magnet. Assesmen ranah afektif yang dikembangkan diutamakan pada sikap....
A. Rasa ingin tahu
B. Kerjasama
C. Pemecahan masalah
D. Selalu ingin mencoba
5
Menganalisis proses – proses fotosintesis pada tumbuhan
5. Fotosintesis adalah suatu proses pembuatan makanan oleh tumbuhan
dengan menggunakan cahaya matahari, air dan karbondioksida. Tumbuhan
bersifat autotrof, artinya dapat mensistesis makanan langsung dari senyawa
organik. Tumbuhan memanfaatkan karbondioksida dan air untuk menghasilkan
gula dan oksigen yang dibutuhkan sebagai makanannya. Energi untuk
menjalankan semua proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan rumus
persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:
6H2O + 6CO2 + Cahaya → C6H12O6 (Glukosa) + 6O2
Proses fotosintensis fotosintesis terjadi di kloroplas melalui dua tahap reaksi
yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang berlangsung dengan cahaya.
Dalam tahap ini klorofil menyerap cahaya merah. Energi yang ditangkap klorofil
digunakan untuk memecah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Reaksi
gelap berlangsung tanpa cahaya. Pada proses ini terjadi pengikatan
karbondioksida di dalam daun. Faktor – faktor utama yang menentukan proses
fotosintesis pada tumbuhan : Intensitas cahaya, konsentrasi karbondioksida, suhu,
kadar air, kadar fotosintat, dan tahap pertumbuhan.
Contoh soal:
Zat yang dibutuhkan tanaman untuk memproduksi makanannya adalah ....
A. Karbondioksida dan air
B. Oksigen dan air
C. Karbondioksida dan karbohidrat
D. Karbondioksida dan oksigen
6
Menyimpulkan macam – macam pengangkutan pada tumbuhan
Macam – macam sistem jaringan pengangkut pada tumbuhan xilem dan
floem. Jaringan pengangkut pada tumbuhan terdiri dari xilem dan floem. Xilem
atau pembuluh kayu, susunan jaringannya kompleks, terdiri dari beberapa tipe sel.
Penyusun utama jaringan xilem adalah trakea dan trakeid. Sel – sel ini berfungsi
sebagai pengangkut air dan zat – zat yang terlarut di dalamnya dari akar menuju
daun. Floem atau pembuluh tapis, pada batang dikotil terletak di luar xilem.
Fungsinya untuk mengantarkan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian
tubuh tumbuhan. Floem disebut pula pembuluh tapis karena terdapat sel – sel
tapis yang mirip saringan.
Contoh soal:
Untuk mengedarkan nutrisi hasil fotosintesis dan air serta garam mineral,
tumbuhan memerlukan pembuluh angkut. Pasangan yang cocok untuk pembuluh
angkut dengan zat yang diangkutnya adalah....
A. Xylem mengangkut hasil fotosintesis
B. Floem mengangkut air dari akar ke daun
C. Xylem mengangkut hasil asimilasi dan air ke daun
7. 7
Menggambarkan hubungan manusia, lingkungan dan pemeliharaannya
Lingkungan dan manusia merupakan sebuah proses yang saling
ketergantungan satu sama lain. Manusia dan lingkungan membentuk ekosistem.
Dalam ekosistem yang utuh tersebut terdapat habitat – habitat yang kelestariannya
harus senantiasa terjaga. Keberlangsungan hidup habitat – habitat makhluk hidup
menjadi sumber keseimbangan ekosistem. Untuk menjaga keseimbangan
ekosistem maka ditempuh beberapa cara. Beberapa cara untuk pemeliharaan
lingkungan yaitu : 1. Ek situ (konservasi ek situ adalah upaya konservasi suatu
species di luar habitat aslinya). Contoh kebun binatang, penangkaran, dll. 2. In
Situ (konservasi in situ adalah upaya konservasi suatu spesies di habitat aslinya)
Contoh soal:
Pelestarian secara ek situ dapat dilakukan melalui cara – cara di bawah ini,
kecuali:
A. Pendirian kebun plasma nutfah
B. Pengembangan kebun raya
C. Pemeliharaan tumbuhan endemik
D. Pelesatarian hewan / tumbuhan langka di habitatnya
8
Menganalisis fungsi kelenjar – kelenjar yang berhubungan dengan sistem
pencernaan makanan pada manusia
Secara umum proses pencernaan makanan pada manusia melitputi dua
tahap, yaitu pencernaan fisik (mekanis) dan pencernaan kimiawi. Sistem
pencernaan makanan terdiri dari saluran pencernaan dan kelenjar yang
berhubungan dengan proses pencernaan. Kelenjar – kelenjar pada dinding
lambung menghasilkan getah lambung. Di dalam getah lambung terdapat asam
lambung / HC. Fungsi asam lambung, pepsin, renin, dan enzim lipase.
Contoh soal:
Pencernaan makanan berikut terjadi di lambung, kecuali....
A. Kimiawi oleh HCl
B. Kimiawi oleh pepsin
C. Mekanik oleh gerak peristaltik
D. Kimiawi oleh renin
8. 9
Menganalisis kelainan dan gangguan pada sistem pernafasan manusia
Proses pernafasan meliputi pengambilan oksigen untuk oksidasi makanan
yang menghasilkan energi serta mengeluarkan zat sisa berupa karbondioksida dan
air. Oksigen diperlukan oleh tubuh untuk proses pembakaran atau oksidasi
biologis. Secara ringkas reaksi oksidasi biologis dapat ditulis :
Zat makanan + O2 → Energi + CO2 + H2O
Alat – alat pernafasan berfungsi sebagai pertukaran gas yaitu untuk
mengambil oksigen dari udara dan mengeluarkan karbondioksida dari tubuh. Alat
– alat pernafasan terdiri dari rongga hidung, pangkal tenggorok (laring), batang
tenggorok (trakea), dan paru – paru. Kelainan dan penyakit pada sistem
pernafasan antara lain : tuberkulosis, pneumonia, emfisima, kanker paru,
tenggelam.
Contoh soal:
Yang bukan merupakan gangguan pada alat pernafasan manusia adalah ....
A. Asma
B. Pneumonia
C. Hepatutus
D. Sinusitis
10
Mengidentifikasi perbedaan otot dan rangka sebagai sistem gerak pada manusia
Sistem gerak pada manusia meliputi rangka, otot, serta sendi. Rangka
manusia terdiri dari tulang – tulang yang tidak dapat bergerak sendiri kalau tidak
digerakkan otot maka tulang disebut alat gerak pasif dan otot – otot disebut alat
gerak aktif. Fungsi rangka tubuh antara lain berfungsi sebagai alat gerak pasif,
memberi bentuk tubuh, melindungi organ yang penting, serta tempat melekatnya
otot. Otot berfungsi sebagai alat gerak yang aktif. Otot bekerja dengan cara
berkontraksi dan berelaksasi. Pada saat otot berkontraksi, otot akan memendek,
mengeras dan menegang, sehingga tulang tertarik dan menimbulkan gerak. Pada
saat otot berelaksasi, otot akan memanjang dan mengendor, sehingga tulang
kembali ke keadaan semula. Otot antagonis adalah dua otot atau lebih yang tujuan
kerjanya berlawanan. Jika otot yang pertama bekontraksi, otot yang lain
berelaksasi, atau sebaliknya. Otot sinergis adalah dua otot atau lebih yang bekerja
sama dengan tujuan yang sama. Otot berkontraksi bersama dan berelaksasi
bersama.
Contoh soal:
Yang termasuk bagian dari sistem gerak adalah ....
9. A.
B.
C.
D.
Tulang dan sendi
Tulang dan sendi
Tulang dan syaraf
Tulang dan otot
11
Memilih alat ukur sesuai dengan besaran yang diukur
Pengukuran adalah kegiatan membandingkan suatu besaran dengan besaran
lain sejenis yang dianggap sebagai satuan (kegiatan membandingkan besaran
satuan). Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur, menghasilkan nilai dan
satuan. Berdasarkan satuannya besaran dibedakan menjadi dua yaitu : besaran
pokok adalah besaran yang satuannya didefinisikan terlebih dahulu (tersendiri).
Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok.
7 macam besaran pokok dan satuannya
No
Besaran pokok
Simbol / lambang
Satuan
Simbol / lambang
1
Panjang
/
Meter
m
2
Massa
m (massa)
Kilogram
Kg
3
Waktu
t (times)
Sekon
s
4
Suhu
t (temperatur)
Kelvin
K
5
Kuat arus listrik
i
Ampere
A
6
Intensitas cahaya
I (Intencity)
Candela
Cd
7
Jumlah zat
n
Mole
Mol
Jangka sorong
Jangka sorong merupakan alat ukur panjang yang mempunyai ketelitian 0,1 mm
atau 0,01. Jangka sorong dapat digunakan untuk mengukur diameter kelereng dan
diameter bagian dalam pipa. Jangka sorong mempunyai dua bagian penting.
• Bagian tetap (rahang tetap), skala tetap terkecil 1 mm atau 0,1 cm.
•
Bagian yang dapat digeser (rahang geser), pada rahang geser ini dilengkapi
skala nonius. Skala tetap dan nonius mempunyai selisih 0,1 mm.
Mikrometer sekrup
Mikrometer sekrup merupakan alat panjang yang paling teliti dibandingkan
dengan jangka sorong dan mistar, dengan ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm.
Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur ketebalan plat alumunium,
diameter kawat yang kecil dan benda yang mempunyai ukuran yang kecil dan
tipis.
Contoh soal :
10. Data 1. Neraca pegas. 2. Rol meter, 3. Gelas ukur, 4. Neraca Ohaus, 5.
Termometer. Dari data tersebut alat – alat ukur yang tepat untuk mengukur
besaran pokok ditunjukkan pada nomor ....
A. 1 dan 3
B. 3 dan 5
C. 2 dan 4
D. 1 dan 5
12
Mengkategorikan penyebab perubahan sifat benda
Perubahan sifat benda meliputi bentuk warna, kelenturan, kekerasan, dan
baunya. Bagaiman benda dapat mengalami perubahan? Peristiwa apa sajakah
yang dapat menyebabkan benda dapat berubah sifat? Yaitu pemanasan,
pembakaran, percampuran dengan air, pembusukan, pemuaian dan penyusutan.
Contoh soal :
Dalam percobaan IPA digunakan sendok yang terbuat dari logam. Di atas sendok
diletakkan lilin yang kemudian dipanggang di atas api sehingga mencair.
Penyebab lilin mencair adalah ....
A. Pembakaran
B. Pemanasan
C. Pengapian
D. Pembakaran dan pemanasan
13
Menganalisis sifat – sifat cahaya
Cahaya merupakan bentuk energi radiasi gelombang elektromagnetik.
Cahaya termasuk gelombang elektromagnetik yang dapat merambat dalam udara
dan ruang hampa dengan kecepatan 3 x 10 8 m/s. Sumber cahaya adalah benda –
benda yang dapat memancarkan cahaya sendiri. Contoh : matahari, bintang, lilin,
lampu, dll. Benda gelap adalah benda – benda yang tidak dapat memancarkan
cahaya sendiri. Contoh : planet, bulan, batu tanah, dll. Sifat – sifat cahaya :
• Merupakan gelombang elektromagnetik
•
Merambat menurut garis lurus
•
Dapat dipantulkan, dibiaskan dan dilenturkan
•
Dapat dilihat dengan mata
•
Merupakan salah satu bentuk energi.
Contoh soal :
11. Pernyataan berikut adalah sifat – sifat cahaya, kecuali....
A. Cahaya termasuk gelombang transversal
B. Cahaya merambat lurus
C. Cahaya dapat memindahkan energi
D. Cahaya dapat merambat jika ada medium
14
Menyelidiki konsep kelistrikan dan kemagnetan
Berdasarkan kemagnetannya bahan – bahan dapat dibedakan menjadi :
bahan magnetik, disebut juga bahan ferromagnetik, yaitu bahan yang ditarik kuat
oleh magnet. Contoh : besi, baja, nikel. Bahan non magnetik terdiri dari :
paramagnetik, yaitu bahan yang sedikit ditarik oleh magnet kuat. Contoh : kayu,
aluminium dan platina. Diamagnetik, yaitu bahan yang sedikti ditolak oleh
magnet kuat. Contoh : emas, bismuth dan merkuri. Bahan magnetik dibedakan
menjadi : magnet keras yaitu bahan yang sukar dijadikan magnet, tetapi setelah
menjadi magnet tahan lama (cocok untuk menjadi magnet sementara). Contoh :
baja, alkomak dan kobalt. Magnet lunak yaitu bahan yang mudah dijadikan
magnet, tetapi setelah dijadikan magnet tidak tahan lama. (Cocok untuk magnet
sementara). Contoh : besi. Sifat magnet yang dapat diamati :
• Selalu mempunyai dua kutub yaitu Kutub Utara dan Selatan
•
•
Jika digantung, maka kutub utara selalu menghadap ke utara dan kutub selatan
menghadap ke selatan.
Kutub – kutub yang sejenis jika didekatkan terjadi gaya tolak menolak,
sedangkan yang tidak sejenis terjadi gaya tarik menarik.
Contoh soal :
Berikut menunjukkan 3 buah magnet batang. Jika C kutub utara, B dengan C tolak
menolak, serta D dan E tarik menarik, jenis kutub magnet pada A dan F adalah...
A. A kutub utara, F kutub utara
B. A kutub selatan, F kutub utara
C. A kutub utara, F kutub selatan
D. A kutub selatan, F kutub selatan
15
Menganalisis kebutuhan energi dan daya listrik dalam kehidupan sehari – hari
Enrgi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang paling mudah diubah
bentuk menjadi energi lain, karenanya maka berbagai peralatan dibuat
menggunakan energi listrik. Lampu listrik mengubah energi listrik menjadi
cahaya, setrika listrik mengubah energi listrik menjadi kalor, dan masih banyak
peralatan lain. Besarnya energi listrik yang berubah menjadi bentuk energi lain
dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu :
12. •
Tegangan (V), satuan volt
•
Kuat arus (I), satuannya ampere
• Waktu (t) satuannya secon
Secara matematik biasanya dituliskan :
W=V·I·t
Dimana :
W = energi lsitrik, satuannya joule (J)
V = tgangan listrik, satuannya volt
I = kuat arus listrik, satuannya ampere
T = waktu, satuannya secon
Jika rumus diatas dihubungkan dengan persamaan pada hukum Ohm V = I · R,
maka dapat diperoleh beberapa persamaan yaitu :
1. Karena V = I · R maka
W = (I · R) · I · t
W = I2 · R · t
2. Karena I = V / R maka
W = V · (V / R) · t
W = (V2 / R) · t
Selain Joule energi listrik dapat juga dinaytakan dalam satuan kalori, dimana 1
joule = 0,24 kalori atau 1 kalori = 4,2 joule.
Contoh soal:
Dalam sebuah rumah terdapat listrik 5 lampu 20 W menyala 10 per hari. Sebuah
kulkas 50 W menyala 24 jam per hari, setrika 300 W menyala 2 jam per hari. Jika
harga 1 kWh = Rp. 1.ooo,- maka tagihan rekening yang harus dibayarkan
adalah....
A. Rp. 104.000
B. Rp. 84.000
C. Rp. 94.000
D. Rp. 74.000
16
Menganalisis jenis – jenis gaya dalam kehidupan sehari – hari
Gaya adalah sesuatu yang jika dikerjakan terhadap benda dapat
menyebabkan terjadinya perubahan gerak atau bentuk. Peruhahan – perubahan
pada benda yang ditimbulkan oleh gaya, antara lain:
• Benda diam menjadi gerak
•
Benda gerak menjadi diam
13. •
Bentuk dan ukuran menjadi berubah
• Arah gerak benda menjadi berubah
Gaya dapat dibedakan menjadi dua yaitu :
• Gaya sentuh atau gaya yang bekerja setelah menyentuh pada benda tersebut
Contoh : gaya otot, gaya mesin, gaya pegas, gaya gesekan
• Gaya tak sentuh, yaitu gaya yang dapat bekerja walaupun tanpa melalui
sentuhan
Contoh : gaya gravitasi, gaya listrik dan gaya magnet
Contoh soal :
Benda yang memiliki massa tertentu meluncur ke bawah di atas sepanjang bidang
miring. Dalam peristiwa tersebut terdapat dua gaya yaitu ....
A. Gaya tekan dan gaya gravitasi
B. Gaya tarik dan gaya gesek
C. Gaya gravitasi dan gaya dorong
D. Gaya gravitasi dan gaya gesek
17
Memprediksi peristiwa pemuaian dalam kehidupan sehari – hari
Zat padat mengalami pemuaian panjang, luas dan volume sesuai bentuk benda.
• Pemuaian panjang (long = l)
Besar pemuaian panjang atau pertambahan panjang zat pada benda tergantung
pada :
Panjang benda mula – mula (length origin = lo)
Kenaikan suhu (suhu akhir – suhu awal = ∆T)
Jenis benda yang dinyakatan dengan angka muai panjang atau koefisien
muai panjang (α)
•
Pemuaian luas (Area = A)
Besar pemuaian luas atau pertambahan zat padat tergantung pada :
Luas benda mula – mula (length origin = Ao)
Kenaikan suhu (suhu akhir – suhu awal = ∆t)
Jenis benda yang dinyatakan dengan angka muai luas atau koefisien muai
luas (β)
Pemuaian zat cair
Zat cair muai volume, angka muai zat volume cair lebih besar dari pada
angka muai volume zat padat. Hal ini terbukti jika zat cair pada bejana dipanaskan
akan meluap dari bejananya. Pada suhu antara 0 – 4 oC air jika dipanaskan justru
akan menyusut dan jika didinginkan dari suhu 4 – 0 oC air justru memuai.
14. Peristiwa ini disebut anomali air. Akibat anomali ini, berat jenis / massa jenis air
beku (es) lebih kecil dari berat jenis / massa jenis air sehingga es teraping dalam
air.
Pemuaian zat gas
Zat gas dalam ruang tertutup jika dipanaskan akan mengalami muai ruang
dan mengalami muai tekanan. Dari hasil penyelidikan diperoleh kenyataan bahwa
angka muai semua zat gas sama baik muai ruang maupun muai tekan yaitu =
1/273/oC. Artinya jika gas suhunya naik 1oC volume maupun tekanannya akan
berubah 1/273 kali volume maupun tekanan gas akan berkurang 1/273 kali dan
tekanan gas pada suhu 0oC hingga volume dan tekanan akhir gas sama dengan nol.
Jika gas tekanannya sama dengan nol ini berarti tidak ada molekul gas yang
menumbuk tempatnya, berarti atom – atom gas dalam keadaan berhenti. Itulah
sebabnya suhu – 273oC disebut suhu 0 mutlak atau 0 Kelvin yaitu suhu dimana
atom – atom berhenti bergetar.
Bimetal
Bimetal adalah dua buah logam dengan angka muai berbeda yang disatukan.
Karena angka muai yang berbeda, jika bimetal ini dipanaskan maka kedua logam
ini akan mengalami pertambahan panjang yang tidak sama. Yang satu akan lebih
panjang dari yang lain dengan jalan melengkung karena keduanya disatukan
dengan erat. Bagian yang lebih panjang berada lengkungan bagian luar dan lebih
pendek di bagian dalam lengkungan (ingat jalur lintasan lari memutar lapangan).
Contoh soal:
Berikut ini merupakan pekerjaan yang menerapkan peristiwa pemuaian, kecuali....
A. Bola tenis meja pecah jika direndam di air panas
B. Dua buah gelas yang rapat dipisahkan dengan air panas
C. Memasang bimetal pada saklar otomatis
D. Menuambung besi dengan cara dilas
18
Menganalisis peran kalor dalam mengubah suhu benda
Kalor diartikan sebagai jumlah (quantitas = Q) panas yang dikandung suatu
benda. Secara alami kalor berpindaj dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu
rendah, sehingga mula – mula kalor dianggap sebagai zat alir (fluida). Setelah
James Prescot mengemukakan kesetaraan energi kalor dan mekanik, kemudian
kalor diyakini sebagi bentuk energi.
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
1 kalori > 1 joule
Satuan kalor mula – mula kalori, salam SI satuan kalor sama dengan satuan energi
yaitu joula (pengabdian nama dari J.P. Joule)
1 kalori adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram
air sebesar 1oC.
15. Jika suatu benda menerima atau melepaskan kalor benda tersebut akan mengalami
perubahan suhu, ukuran, warna dan wujud zat. Hal yang unik adalah ketika benda
berubah wujud, tidak berubah suhunya dan ketika berubah subu tidak berubah
wujudnya.
Banyaknya kalor (Q) yang diserap / dilepaskan untuk menaikkan / menurunkan
suhu zat sebanding dengan :
• Banyaknya zat dinyatakan dengan massa zat (m)
• Besar perubahan suhu (∆t) È (t = Takhir – Tawal)
• Jenis zat, yang dinyatakan dengan kalor jenis (c)
Hubungan di atas secara sistematis ditulis sebagai berikut :
Q = m · c · (∆t)
Keterangan:
Q = banyak kalor yang diserap / dilepas (joule)
m = massa zat (kg)
c = kalor jenis zat (J/KgoC)
∆t = perubahan / selisih suhu zat (oC)
Kalor jenis zat adalah banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu satuan massa
zat (1 gram atau 1 kg) agar suhunya naik 1oC.
Kalor jenis air 4200 J/KgoC artinya untuk menaikkan 1 kg sebesar 1 oC diperlukan
kalor sebesar 4200 J.
Karena kalor jenis air relatif besar dibandingkan dengan kalor jenis zat cair maka :
• Air dipilih menjadi penukar panas pada pemanas surya dan sebagai cairan
pengisi dan pendingin mesin mobil (radiator).
• Suhu permukaan laut lebih lambat panas dibanding suhu dataran pada
pemanas yang sama.
Contoh soal:
Di suatu daerah dengan ketinggian 800 m di atas permukaan laut, suhu udara
15oC dan titik didih air 65oC. Jika diketahui bahwa kalor jenis air 2400 J Kg-1C-1,
berapa kalor yang diperlukan untuk mendidihkan 600 ml air?
A. 21.600 joule
B. 72.000 joule
C. 93.600 joule
D. 720.000 joule
19
Mengelompokkan planet – planet dalam tata surya
Tata surya adalah susunan benda – benda langit dengan matahari sebagai
planet yang dikelilingi oleh planet – planet dan benda – benda antar planet seperti
16. asteroid, komet dan meteorid. Terdapat 8 planet yang mengelilingi matahari
yaitu : merkurius, venus, bumi, jupiter, saturnus, uranus, neptunus
Terdapat 3 cara mengelompokkan planet yaitu :
• Berdasarkan letaknya terhadap orbit bumi, terdapat:
•
Planet inferior; planet yang orbitnya terletak di dalam orbit bumi mengitari
matahari, yaitu merkurius dan venus
Planet superior, planet yang orbitnya di luar orbit bumi mengitari matahari
yaitu mars, jupiter, saturnus, uranus, neptunus
Berdasarkan ukuran dan komposisi bahan penyusunnya terdapat
Planet terrestial (kebumian) : planet yang ukuran dan komposisi
penyusunnya mirip dengan bumi yaitu merkurius, venus dan mars
Planet jovian (raksasa) : planet yang ukurannya besar dan komposisi
penyusunnya mirip dengan jupiter (es dan gas hidrogen), yaitu Jupiter,
Saturnus, Uranus, Neptunus
Contoh soal :
Berdasarkan letak garis edarnya planet dibedakan menjadi planet inferior dan
planet superior. Planet yang termasuk ke dalam kelompok planet superior
adalah ....
A. Bumi, mars, Jupiter, saturnus, neptunus dan uranus
B. Venus, bumi, mars, jupiter
C. Merkurius, venus, bumi
D. Mars, jupiter, saturnus, uranus dan neptunus
20
Menganalisis proses terjadinya tata surya
Ada beberapa teori tentang terbentuknya tata surya. Steidaknya ada 5 hal
atau 5 teori tentang terbentuknya tata surya. Antara lain :
• Teori kabut
Menurut teori ini mula – mula ada sebuah nebula yang baur dan hampir
bulat yang berotasi dengan kecepatan sangat lambat sehingga mulai menyusut.
Akibatnya terbentuklah sebuah cakram datar bagian tengahnya. Penyusutan
berlanjut dan terbentuklah matahari di pusat cakram. Cakram berotasi lebih
cepat sehingga bagian tepi – tepi cakram terlepas membentuk gelang – gelang
bahan. Kemudian bahan – bahan dalam gelang memadat menjadi planet –
planet yang berevolusi mengelilingi matahari.
• Teori plantesimal
Menurut teori ini, matahari sebelumnya telah ada sebagai salah satu dari
bintang – bintang yang banyak di langit. Suatu ketika bintang berpapasan
dengan matahari dalam jarak yang dekat. Karena jarak yang dekat, tarikan
gravitasi bintang yang lewat sebagian bahan dari matahari (mirip lidah
17. •
•
•
raksasa) tertarik ke arah bintang tersebut. Saat bintang menjauh, lidah raksasa
itu sebagian jatuh ke matahari dan sebagian lagi terhambur menjadi gumpalan
kecil atau planetasimal. Planetasimal – planetasimal melayang di angkasa
dalam orbit matahari. Dengan tumbukan dan tarikan gravitasi, planetasimal
besar menyapu yang kecil dan akhirnya menjadi planet.
Teori bintang kembar
Menurut teori bintang kembar, dahulu matahari merupakan bintang
kembar kemudian bintang kembarnya meledak menjadi kepingan – kepingan.
Karena pengaruh gaya gravitasi bintang yang tidak meledak (matahari), maka
kepingan – kepingan itu bergerak mengitari bintang tersebut dan menjadi
planet.
Teori pasang surut
Tata surya terbentuk oleh pasang gas – gas matahari akibat gaya gravitas
bintang besar yang melintasi matahari. Gas – gas tersebut terlepas dan
kemudian mengelilingi matahari. Gas – gas panas tersebut kemudian berubahn
menjadi bola – bola cair dan secara berlahan mendingin serta membentuk
lapisan keras menjadi planet – planet dan satelit.
Teori awan debu
Suatu gumpalan mengalami pemampatan dan menarik partikel – perikel
debu membentuk gumpalan bola. Pada saat itulah terjadi pilinan yang
membuat gumpalan bola menjadi pipih menyerupai cakram (tebal bagian
tengah dan pipih bagian tepi). Karena bagian tengah bepilin lambat,
mengakibatkan terjadi tekanan yang mengakibatkan panas dan cahaya
(matahari). Bagian tepi cakram berpilin lebih cepat sehingga terpecah menjadi
gumpalan yang lebih kecil. Gumpalan itu kemudian membeku menjadi planet
dan satelit.
Contoh soal :
Menurut teori bintang kembar, dahulu matahari merupakan bintang kembar
kemudian bintang kembarnya meledak menjadi kepingan – kepingan. Karena
pengaruh gaya gravitasi bintang yang tidak meledak (matahari), maka kepingan –
kepingan itu bergerak mengitari bintang tersebut dan menjadi planet. Teori ini
berdasarkan teori ....
A. Proto planet
B. Pasang surut
C. Bintang kembar
D. Plantesimal
KUNCI JAWABAN SOAL DIATAS :
