Gerak Benda Dan Makhluk Hidup di Lingkungan Sekitar

 GERAK LURUS

 

A.    Pengertian Gerak

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mendengar istilah gerak. Misalnya bus bergerak meninggalkan teminal, mobil bergerak menuju garasi, Usman bergerak menuju ke sekolah, dan bulan mengelilingi Bumi. Apa sebenarnya arti gerak dalam fisika?

Bus, mobil, Usman dan bulan dikatakan bergerk karena mengalami perubahan kedudukan dari titik acuan. Titik acuan adalah suatu titik untuk memulai pengukuran perubahan kedudukan benda . Adapun titik-titik yang dilalui oleh suatu benda ketiga bergerak disebut lintasan. Dari contoh-contoh di atas, suatu benda dikatakan bergerak terhadap benda lain jika mengalami perubahan kedudukan terhadap benda lain yang dijadikan titik acuan.

Sebenarnya benda yang diam dapat juga dikatakan bergerak, hal ini bergantung pada titik acuan yang dipakai dan kedudukan benda yang berubah terhadap titik acuan. Misalnya, seorang sopir sedang menjalankan mobilnya ke sebuah tempat. Orang yang berada di luar mobil melihat dan mengganggap mobil tersebut sedang bergerak. Tetapi, sopir yang berada di dalam mobil mengganggap benda-benda yang berda di luar mobil (pohon, tiang listrik) yang bergerak. Dalam hal ini benda dikatakan bergerak relatif. Jadi, gerak bersifat relatif apabila dilihat dari titik acuannya.

Bagaimanakah dengan matahari yang seolah olah mengelilingi bumi? Gerakan matahari ini disebut gerak semu. Gerak semu adalah gerak sebuah benda yang diam tetapi tampak seolah-olah bergerak.

 

B.     Macam-macam Gerak

Gerak menurut lintasanya dibedakan menjadi gerak lurus, gerak melingkar, dan gerak parabola.

1.        Gerak Lurus

Gerak lurus yaitu gerak yang lintasannya berupa garis lurus. Gerak lurus dapat dibagi menjadi dua, yaitu gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan.

a.         Gerak lurus beratutan (GLB), yaitu gerak lurus dengan kecapatan tetap.

b.        Gerak lurus berubah beraturan (GLBB), yaitu gerak lurus dengan kecepatan yang berubah-ubah. GLBB dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

1)        GLBB diperepat, yaitu gerak lurus dengan menambah kecepatan yang tetap. Misalnya kelapa jatuh dari pohonnya.

2)        GLBB diperlambat, yaitu gerak lurus dengan pengurangan kecepatan yang tetap. Misalnya benda dilempar ke atas (vertikal)

2.        Gerak Melingkar

Gerak melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran. Misalnya gerak bulan mengelilingi Bumi.

3.        Gerak Parabola

Gerak parabola yaitu gerak yang lintasannya berupa parabola atau melengkung. Misalnya gerak bola yang ditendang ke atas.

 

Pada bab ini, yang dibahas adalah gerak lurus, Jadi, setiap ada istilah gerak atau bergerak, maka yang dimaksud adalah gerak lurus.

 

 

C.    Geark Lurus

 

1.      Jarak dan Perpindahan

Apa yang membedakan jarak dengan perpindahan? Perhatikan ilustrasi berikut!

Jika seseorang pedagan dari rumah pergi ke pasar, kemudian kembali ke rumah maka jarak yang ditempu pedagang tersebut  rumah sampai pasar dikalikan dua, yaitu pulang dan pergi. Bila jarak rumah kepasar 200 m maka jarak yang ditempuh adalah 200 m x 2 = 400 m atau 200 m + 200 m = 400 m.

Jadi, jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh suatu benda tanpa memperhatikan arah, sedangkan perpindahan adalah perubahan kedudukan awal dan kedudukan akhir suatu benda dengan memperhatikan arah geraknya. Setiap perpindahan mempunyai arah.

2.      Kecepatan dan kelajuan

Setalah kamu memahami perbedaan jarak dan perpindahan, tahukah kamu perbedaaan antara kelajuan dan kecepatan? Suatu benda yang bergerak lurus, jarak terhadap posisi awalnya (s) tersu berubah sesuai dengan selang waktu (t). Jadi, kelajuan adalah perubahan jarak terhadap posisi awalnya dalam suatu selang waktu tertentu tanpa memperhatikan arahnya, sehingga kelajuan selalu bersifat positif.

Dalam kehidupan sehari-hari, kelajuan sering disamakan dengan kecepatan, Namun, dalam fisika antara kelajuan dan kecepatan mempunyai arti sendiri-sendiri. Kelajuan adalah hasil bagi antara jarak dan selang waktu. Kecepatan adalah hasil bagi antara perpindahan dan selang waktu. Kelajuan mempunyai besaran saja, sedangkan kecepatan memiliki arah dan besaran.

Satuan kelajuan dalam SI adalah m/s, tetapi pada kehidupan sehari sering kita jumpai satuan kelajuan dalam km/jam, dengan ketentuan sebagai berikut.

1 km = 1.000 m dan 1 jam = 3.600 sekon

1 km/jam = 1.000 m/3.600 s = 5/18 m/s jadi 1 km/jam = 5/18 m/s atau 1 m/s = 18/5 km/jam

contoh soal

1.      Konversikan satuan kelajuan berikut!

a.       72 km/jam = …. m/s

b.      50 m/s = ….. km/jam

Penyelesaian

a.       72 km/ jam = 72 x (5/8) m/s = 20 m/s

atau

72.000 m/3.600 s = 20 m/s

b.      50 m/s = 50 x (18/5) km/jam = 180 km/jam

2.   Aliza berjalan ke arah timut sejauh 100 m dalam selang waktu 10 sekon, kemudian ia berbelok ke selatan sejauh 100 m waktu tempuhnya sejauh 10 sekon, selanjutya Aliza berbelok lagi ke barat sejauh 100 m, lama waktu tempuh 10 sekon. Berapakah kelajauan dan kecepatan Aliza?

Penyelesaian

Diketahui       :  lintasan yang ditempuh Aliza (A→ B) + (B→C) + (C→D) = 100 m + 100 m

                          + 100 m = 300 m

                          Selang waktu 10 s + 10 s + 10 s = 30 s

                          Perpindahan yang dilakukan Aliza: (A→D) = 100 m

                         

Ditanya          : a. Kelajuan

                         b. Kecepatan

 

Dijawab          :

a.       Kelajuan              = Panjang Lintasan / waktu

= 300 m/30 s

= 10 m/s

b.      Kecepatan            = Perpindahan / waktu

= 100 m/30 s

= 33,3 m/s ke arah selatan

Secara matematis hubungan kecepatan, jarak, dan waktu dapat dirumuskan sebagai berikut

v = s/t  atau s = v x t atau t = s/v

Keterangan

s = jarak lintasan, satuan meter (m)

v = kecepatan, satuan meter/sekon (m/s)

t = waktu tempuh, satuan sekon (s)

Contoh soal:

Sebuah mobil melaju dalam waktu 30 menit di jalan tol lurus. Jarak yang ditempuh 60 km. Berapakah kecepatan mobil tersebut?

Penyelesaian

Diketahui      : t = 30 menit = 1.800 s

                        S = 60 km = 60.000 m

Ditanya         : v = …. ?

Dijawab         : v = s/t

                        V = 60.000 m/ 1.800 s = 33,33 m/s

3.      Kelajuan rata-rata

Pada kehidupan sehari-hari, sangat susah mempertahankan gerak suatu benda dalam keadaan kelajuan yang tetap. Sebagai contoh adalah ketika kamu naik sepeda, jalannya naik turun maka kelajuan berubah dalam keadaan jalan naik atau turun.

Untuk kasus seperti contoh di atas, karena selalu berubah-ubah, maka diperhitungkan kelajuan rata-rata. Kelajuan rata-rata adalah hasil bagi lintasan total yang ditempuh suatu benda dengan seling waktu total yang diperlukan untuk menempuh lintasan tersebut

Secara matematis, kelajuan rata-rata dapat dirumuskan sebagai berikut.

Contoh soal :

Sebuah mobil melaju di jalan tol yang lurus, selama 30 menit pertama, mobil itu menempuh jarak 45 km, 15 menit selanjutnya menempuh jarak 15 km, dan 15 menit berikutnya menempuh jarak 20 km. Berapakah kelajuan rata-rata mobil tersebut?

Penyelesaian

Diketahui : s₁ = 45 km, sedangkan t₁ = 30 menit

                   s₂ = 15 km, sedangkan t₂ = 15 menit

                   s₃ = 20 km, sedangkan t₃ = 15 menit

Ditanya    : v = …. ?

Jawab       :

v = (s₁ + s₁ + s₁) / (t₁ + t₂ + t₃)

v = (45 km + 15 km + 20 km) / ( 30 menit + 15 menit + 15 menit)

   = 80 km/60 menit

   =  80 km/ 1 jam

   =  80 km/jam

Read More

OBJEK IPA DAN PENGAMATANNYA

                                                OBJEK IPA DAN PENGAMATANNYA

 

APERSEPSI

Pengukuran merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang di ukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan. Misalnya, anda melakukan kegiatan pengukuran panjang meja denganp nsil dalam kegiatan tersebut artinya anda membandingkan panjang meja dengan panjang pensil. Panjang pensil ang anda gunakan adalah sebagai satuan. Sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka disebut besaran, sedangkan pembanding dalam suatu pengukuran disebut satuan. Satuan yang digunkaan untuk pengukuran dengah hasil yang sama atau tetap untuk semua orang disebut satuan baku, sedangkan satuan yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil yang tidak sama untuk orang yang berlainan disebut satuan tidak baku. Di dalam melakukan kegiatan pengukuran terhadap suatu benda, yang terpenting adalah menggunakan alat ukur yang sesuai dan standar. Pengukuran yang teliti akan menghasilkan nilai yang akurat. Semakin tinggi tingkat ketelitian sebuah alat ukur, maka nilai pengukuran semakin baik. Peranan pengukuran dalam kehidupan sehari-hari sangat penting. Misalnya seorang petani tradisonal mungkin melakukan pengukuran panjang dan lebar sawahnya menggunakan satuan bata, dan tentunya alat ukur yang digunakan adalah sebuah batu bata. Tetapi seorang pelajar mengukur lebar lapangan menggunakan alat meteran kelos untuk mendapatkan satuan meter. Nah, untuk mengetahui lebih lanjut manfaat pengukuran, mari bersama kita pelajarai materi berikut!

Ø  Pengamatan Objek IPA

Tahukah anda, apa yang dimaksud dengan IPA? IPA adalah ilmu yang mempelajarai segala sesuatu yang berada disekitar kita baik yang hidup maupun yang mati. Dalam menemukan konsep-konsep dalam bidang IPA, para ahli maupun ilmuwan melakukan penyelidikan yang disebut observasi atau pengamatan. Apa sebenarnya pengamatan itu?

1.        Pengertian pengamatan dalam IPA

Secara sederhana, pengamatan dapat diartikan sebagai proses untuk mengamati, memperhatikan, dan mengenali suatu objek atau fenomena. Pengamatan tersebut dapat berlangsung dengan dua cara, yaitu pengamatan yang dilakukan dengan menggunkan alat indra tanpa menggunakan alat ukur serta satuan baku (pengamatan kualitatif) dan pengamatan yang menggunakan alat ukur serta satuan baku (pengamatan kuantitatif).

a.       Pengamataan secara kualitatif, yaitu pengamatan yang dilakukan dengan alat-alat indra.

Beberapa contoh pengamatan menggunakan indra, yaitu:

1.      Indra pembau untuk pengamatan berupa bau.

2.      Indra pendengaran untuk pengamatan berupa suara.

3.      Indra peraba untuk pengamtan berupa sentuhan

4.      Indra pengecap untuk pengamatan berupa rasa.

b.      Pengamatan secara kuantitatif, yaitu pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan alat ukur. Pengambilan data kuantitatif harus menggunakan alat ukur dan satuan pengukuran yang bersifat universal (dapat diterima di seluruh dunia). Contoh pengamatan kuantitatif, yaitu:

1.    Mengamati pertumbuhan kecambah. Beberapa milimeter kecepatn tumbuh kecambah setiap harinya?

2.    Mengamati denyut jantung orang. Berapa jumlah denyut jantung orang laki-laki sehat yan sedang duduk atau sedang berolahraga setiap menitnya?

Pengamatan merupakan langkah awal untuk mempelajari benda-benda yang ada disekitar. Kegiatan pengamatan dalam IPA biasanya menggabungkan dua jenis pengamatan tersebut untuk memahami sebuah fenomena yang diimplementasikan dalam dua bentuk kegiatan. Yaitu penyelidikan dan pengukuran.

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 melaluli prosedur yang benar, IPA bersifat terbuka (open ended).

2)        Proses: prosedur pemecahan masalah melalui metode ilmiah. Metode ilmiah meliputi penyusunan hipotesis, pereancangan eksperimen atau percobaan, evaluasi, pengukuran, dan penarikan kesimpulan.

3)        Produk: berupa fakta, konsep, prinsip, teori, dan hukum.

4)        Aplikasi: penerapan metode ilmiah dan konsep IPA dalam kehidupan sehari-hari.

Pada saat ini, penyelidikan tentang alam telang menghasilkan kumpulan pengetahuan yang kompleks. Untuk memudahkan penyelidikan, pengetahuan-pengetahuan tersebut digolongkan sebagai berikut:

1)        Fisika, mempelajari tentang aspek mendasar alam, misalnya materi, energi, gaya, gerak, panas, cahaya, dan berbagai gejala fisik lainya

2)        Kimia, meliputi penyelidikan tentang penyusun dan perubahan zat.

3)        Biologi, mempelajati tentang sistem kehidupan mulai dari ukuran renik sampai dengan lingkungan yang lebih luas.

4)        Ilmu bumi dan Antaraiksa (IPBA). Mempelajari asal bumi, perkembangan dan keadaan saat ini, bintang-bintang, planet-planet, dan berbagai benda langit lainnya.

Keterampilan melakukan pengamatan dan mencoba menemkan 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.

b.        Pengukuran dalam pengamatan

Dengan pancaindera, pengamatan objek dapat saja dilakukan untuk memperoleh deskripsi dari suatu benda. Namun, sering kali cara tersebut dirasa belum cukup untuk memperoleh hasil yang tapat. Kita memerlukan cara lain yang dapat memberikan hasil tepat agar dapat dikomunikasikan dengan orang lain, yaitu dengan cara melakukan pengukuran. Secara sederhana. Pengukuran dapat diartikan sebagai membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang sesuai. Sesuatu yang diukur itu disebut besaran,sedangkan besaran sejenis yang dipai disebut satuan.

2.        Objek pengamatan IPA

Apa yang menjadi objek pengamatan dalam IPA? Ada berbagai macam objek yang dopat diamati oleh  IPA sebagai akibat dari beagamnya fenomena di bumi ini yang melibatkan unsusr-usur alam. Untuk memudahkan pengkajian, semua fenomena yang menjadi objek  pengamatan dalam IPA dapat dibagi ke dalam tiga kelompok besar, yaitu objek, tempat, dan cara. Berikut kita bahas satu persatu ketiga komponen ini.

a.         Objek

Objek yang dipelajari dalam IPA adalah seluruh benda yang terdapat di alam dengan segala hubungannya untuk dikai pola-pola keteraturannya. Objek tersebut dapat berbentuk kecil, sperti bakteri, virus, bahkan partikel penyusun atom. Ataukah, benda-benda yang berukuran besar, sperti matahari, bumi, lautan, hingga alam semesta ini, serta makhluk hidup (biotik) atau makhkluk tak hidup (abiotik).

b.        Tempat

Pengamatan terhadap obhek biotik maupun abiotik tersebtu dapat dilakukan dimana saja disesuaikan oleh pengukuran apa yang hendak dilakukan. Tempat khusus untuk melakukan pengamatan gejala alam tersebut disebut laboratorium. Di dalam laboratorium, banyak ditemukan berbeagai macam alat pengukuran. Misalnya, mikroskop digunakan untuk mengamati benda biotik berukuran kecil.

c.         Cara

Dalam melakukan pengamatan IPA, diperlukan suatu metode ilmiah yang digunakanan dalam setiap prosesnya. Tahapan tersebut sebagai berikut:

1)             Merumuskan masalah

2)             Mengumpulkan informasi

3)             Membuat hipotesis

4)             Melakukan eksperimen/percobaan

5)             Membuat kesimpulan hasil eksperimen

6)             Pengujian kesimpulan dengan eksperimen

7)             Membuat kesimpulan akhir

8)             Membuat laporan hasil percobaan

9)             Dipublikasikan

Ø  Pengukuran

Pengukuran merupakan kegiatan membandingakan suatu besran yang diukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan.

1.        Macam Pengukuran

Pengukuran terbagi menjadi dua macam, yaitu pengukuran tunggal dan pengukuran berulang.

a.    Pengukuran tunggal adalah pengukuran pada besaran yang diukur tidak berubah-rubah sehingga hasil pengukuran tunggal dianggap cukup akurat, misalnya mengukur panjang pensi. Selain itu, pengukuran tunggal dilakukan jika kesempatan untuk melakukan pengkuran hanya satu kali.

b.    Pengukuran berulang adalah pengukuran yang dilakukan berkali-kali. contoh pengukuran berulang adalah pengukuran diamater sebuah kelereng. pengukuran diamater kelereng dilakukan berulang kali karena sering kali diperoleh hasil pengukuran yang berbeda jika diukur di bagian yang berbeda.

2.        Alat ukur

Ketika anda akan melakukan pengkuran, tentu dibutuhkan alat ukur untuk membantu anda mendapatkan data hasil pengukuran. Dapatkah anda menyebutkan beberapa contoh alat ukur? berikut beberapa alat ukur besaran pokok.

a.    Alat ukur besaran panjang

Dalam IPA, panjang didefenisikan sabagai jarak antara dua titik. Besaran panjang dapat diukur menggunkan alat ukur seperti mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup.

1)        Mistar

Mistar merupakan alat ukur panjang yang memiliki dua skala ukuran, yaitu skala utama dan skala terkecil. satuan untuk skala utama adalah sentimeter (cm) dan satuan untuk skala terkecil adalah milimeter (mm). Jarak antara skala utama adalah 1 cm. Di antara skala utama terdapat 10 bagian skala terkecil sehingga satu skala terkecil memiliki nilai 0,1 cm atau 1 mm. Mistar memiliki ketelitian atau ketidakpastian pengukuran sebesar 0,5 mm atau 0,05 cm

Gambar 1.1 Skala Utama dan Skala terkecil mistar

2)        Jangka Sorong

jangka sorong dapat digunakan untuk mengukur diamater dalam, dimater luar, serta kedalaman suatu benda yang akan diukur. Perhatikan skema jangka sorong dan bagian-bagiannya berikut!

Gambar 1.2 Bagian jangka sorong

Jangka sorong mempunyai dua skala, yaitu skala utama dan skala nonius atau vernier. skala nonius, yaitu skala yang mempunyai panjang 10 mm dan dibagi atas 10 bagian yang sama. perbedaan satu bagian skala nonius dengan satu skala utama adalah 0,1 mm sehingga tingkat ketelitian jangka sorong adalah 0,1 mm.

3)        Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup memiliki tingkat ketelitian yang paling tinggi, yaitu sebesar 0,01 mm. Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur benda yang sangat tipis. misalnya tebal kertas.

 

                                    Gambar 1.2 Bagian jangka sorong

b.    Massa

Alat yang digunakan untuk mengukur massa suatu benda adalah neraca. Beberapa contoh neraca yang digunakan, sebagai berikut.

Gambar 1.4 Macam macam Neraca

1.        Neraca pegas mempunyai dua baris skla, yaitu skala N (Newton) digunakan untuk mengukur berat dan skala g (gram) untuk mengukur massa benda. Untuk menimbang beban (benda). atur terlebih dahulu skala 0 (nol) setelah itu gantungkan benda pada pengait neraca.

2.        Neraca lengan tuas sering dijumpai di kantor pos untuk menimbang surat. Sebelum digunakaran, sekrup yang di dasar neraca diatur sehingga menunjukan skala nol.

3.        Neraca elektronik (neraca digial) sangat praktis. Bahkan ada neraca jenis ini yang disebut neraca analitik elektronik yang ketelitiannya sampai 0,1 mg.

4.        Neraca sama lengan memiliki dua piringan pada kedua lengannya. Benda yang ditimbang diletakan di salah satu piringan, sedangkan anak timbangan diletakan pada piringan lain, Neraca sama lengan biasannya digunakan untuk menimbang emas.

5.        Neraca tiga lengan (neraca Ohauss) terdiri atas tiga batang skala. Batang pertama berksla ratusan gram, batang kedua berskala puluhan gram, dan batang ketiga bersakala satuan gram. Neraca ini mempunyai ketelitian hingga 0,1 g.

Bagian-bagian dari neraca Ohauss tiga lengan sebagai berikut.

a)    Lengan dpena memiliki skala 0-10 g, dengan tiap skala bernilai 1 g.

b)    Lengan tangan dengan skala bernilai 0 sampai 100 g, tiap skala bernilai 10 g.

c)    Lengan belakang bersekala mulai 0-500, tiap skala besaran 100 g

Perhatikan contoh pengukuran massa dengan neraca tiga lengan berikut.

contoh

Sekantong plastik gula pasir ditimbang dengan neraca Ohauss tiga lengan. posisi lengan depan, tengah, dan belakang dalam keadaan setimbang ditunjukan pada gambar berikut. Tentukan massa gula pasir tersebut!

Gambar 1.5 Pengukuran Gula Pasir

Jawab:

Dari gambar di atas dapat diketahui bahwa:

Posisi lengan depan                      :      7,0 gram

Posisi lengan tengah                     :    30,0 gram

Posisi lengan belakang                 :  400,0 gram  +

 

Jadi massa gula pasir adalah         :  437,0 gram

 

c.    Waktu

Beberapa contoh alat ukur waktu yang digunakan, sebagai berikut:

1)        Arloji

Arloji adalah alat ukur yang selalu aktif menunjukan waktu dengan tingkat ketelitian 1 sekon. Biasanya arloji mempunyai tiga macam jarum, yaitu:

a)    Jarum sekon, adalah jarum yang paling panjang, bergerak satu skala tiap sekon.

b)   Jarum menit, adalah jarum yang panjangnya sedang, bergerak satu skala tiap satu menit

c)    Jarum jam, adalah jarum yang paling pendek, bergerak satu skala tiap satu jam

2)        Stopwatch

Stopwatch termasuk alat ukur yang memiliki ketelitian cukup baik. Ada dua jenis stopwatch, yaitu stopwatch jarum (stopwatch analog/mekanis) dan stopwatch digital. stopwatch mekanis memiliki ketelitian 0,1 s, stopwatch eleketronik memiliki ketelitian 0,01 sekon, sedangkan arloji atau jam tangan mempunyai tingkat ketelitian 1 sekon. Pada stopwatch jarum, jarum panjang menyatakan waktu dalam detik, sedangkan jarum pendek menyatakan waktu dalam menit.

3)        Jam atom

                pengukuran waktu oleh jam atom berdasarkan pada getaran atom sesium-133, dimana satu                    detik adalah waktu yang diperlukan oleh atom-atom sesium-133 untuk melakukan getaran                    9.192.631.770 kali.

Untuk Soal-Soal Bisa Didownload di sini

Read More