Mata Pelajaran : IPA Kelas / Semester : VII / I
Topik : Objek IPA dan Pengamatannya
I. KOMPETENSI DASAR
3.1Memahami konsep pengukuran berbagai besaran yang ada pada diri, makhluk hidup, dan lingkungan fisik sekitar sebagai bagian dari observasi, serta pentingnya perumusan satuan terstandar (baku) dalam pengukuran.
4.1
Menyajikan hasil pengukuran terhadap besaran-besaran pada diri, makhluk hidup, dan lingkungan fisik dengan menggunakan satuan tak baku dan satuan baku.II. INDIKATOR
3.1.2 Menjelaskan pengertian pengukuran.
3.1.3 Menjelaskan pentingnya menggunakan satuan baku.
3.1.4 Melakukan konversi satuan dalam SI dengan memanfaatkan nilai awalannya. 3.1.5 Menjelaskan pengertian besaran pokok.
3.1.6 Menyebutkan 3 besaran pokok beserta satuannya. 3.1.7 Menjelaskan pengertian besaran turunan.
3.1.8 Menyebutkan 3 contoh besaran turunan beserta satuannya.
4.1.1 Melakukan pengukuran besaran panjang, massa, waktu dengan alat ukur tak baku yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
4.1.2 Melakukan pengukuran besaran-besaran panjang, massa, waktu dengan alat ukur baku yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
4.1.3 Melakukan pengukuran besaran-besaran turunan sederhana yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.
4.1.4 Menyajikan hasil pengamatan/ pengukuran, menginferensi, dan mengkomunikasikan hasilnya.
4.1.5 Menerapkan pengamatan (termasuk pengukuran) untuk memecahkan masalah yang relevan.
III. MATERI POKOK
Pengukuran, besaran dan satuan
Pentingnya menggunakan satuan baku
Konversi satuan dalam SI
Besaran pokok
Besaran turunan
Contoh besaran pokok dan besaran turunan beserta satuannya
Pengukuran besaran panjang, massa, waktu dengan alat ukur baku maupun tak baku
IV. PETA KONSEP
V. URAIAN MATERI
Pada laporan ini akan dikaji materi fisika yang diberikan di Sekolah Menengah Pertama (SMP), khususnya pada materi pengukuran dan besaran fisika. Materi pengukuran dan besaran fisikadi SMP dibandingkan dengan materi pengukuran yang ada di SD, sehingga akan terlihat perbedaan materi fisika yang ada di SMP dan SD.
Pada bagian ini materi pokok akan diuraikan sesuai dengan KD dan indikator. Berdasarkan KD 3.1, tujuan yang ingin dicapai adalah siswa dapat menjelaskan pengertian dari pengukuran, besaran pokok dan besaran turunan sedangkan pada KD 4.1 tujuan yang ingin dicapai adalah siswa dapat melakukan pengukuran baik itu menggunakan satuan baku maupun tak baku. Dilihat dari kedua KD tersebut materi pokok lebih cenderung untuk melakukan percobaan yang kemudian dari percobaan tersebut akan ditemukan konsep pengukuran yang sebenarnya.
Berikut ini akan dijabarkan materi mengenai pengukuran, besaran pokok dan besaran turunan.
Pengukuran
Di sekolah dasar materi tentang apa itu pengukuran tidak terlalu ditekankan, materi yang diberikan mengarah kepada cara mengukur panjang dengan satuan baku. Namun di SMP konsep pengukuran sangat ditekankan agar peserta didik benar-benar memahami arti penting dari pengukuran itu. Untuk memahami pengukuran, materi dimulai dari kegiatan mengukur. Mengukur
merupakan kegiatan penting dalam kehidupan dan kegiatan utama di dalam IPA. Contohnya, ketika hendak mendeskripsikan suatu benda, misalnya mendeskripsikan diri sendiri. Kemungkinan besar kita akan menyertakan tinggi badan, berat badan, dan lain-lain. Tinggi badan, 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.
Materi pengukuran di SD hanya membahas perlunya menggunakan satuan baku agar memperoleh hasil pengukuran yang seragam. Sedangkan di SMP dijelaskan bahwa satuan adalah pembanding dalam suatu kegiatan pengukuran. Satuan disini dibagi menjadi dua yaitu satuan baku dan satuan tak baku. Satuan baku adalah satuan yang nilainya/besarnya tetap dan disepakati oleh semua orang. Sedangkan satuan tak baku adalah satuan yang nilainya/besarnya tidak tetap dan tidak disepakati penggunannya secara internasional.
Untuk memudahkan pemahaman peserta didik mengenai satuan baku dan satuan tak baku. Peserta didik diarahkan melakukan kegiatan sederhana. Peserta didik dibagi menjadi beberapa kelompok, setiap kelompok melakukan pengukuran terhadap benda yang sama menggunakan jengkal atau hasta. Selanjutnya peserta didik membandingkan hasil pengukuran yang diperoleh dengan kelompok yang lain. Di bawah ini adalah contoh hasil pengukuran peserta didik.
Ternyata hasilnya berbeda-beda, karena satuan yang digunakan berbeda. Walaupun sama-sama jengkal, tapi panjang jengkal Edo dan jengkal Ilmi berbeda.
Di SD pengukuran yang lebih besar atau lebih kecil dari meter belum diajarkan sedangkan di SMP sudah mulai diajarkan. Untuk hasil pengukuran yang lebih besar atau lebih kecil dari meter, dapat digunakan awalan-awalan, seperti kilo, mega, desi, centi, dan lain-lain seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 1.1.
Penggunaan awalan ini untuk memudahkan dalam berkomunikasi karena angkanya menjadi lebih sederhana. Misalnya, dari pada 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, seperti ditunjukkan pada tabel di atas. 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.
Di SD peserta didik diajarkan mengukur menggunakan alat ukur yang sesuai seperti halnya di SMP dijelaskan juga bahwa pengukuran yang baik tentu memerlukan alat ukur yang sesuai. Untuk memudahkan pemahaman dalam konsep pengukuran, peserta didik diarahkan untuk melakukan kegiatan sederhana. Kegiatan yang dapat dilakukan di antaranya :
A. Mengamati Berbagai Alat Ukur
1. Peserta didik membuat kelompok yang beranggotakan 3-4 orang.
2. Setiap kelompok pergi ke pasar atau toko terdekat yang menggunakan alat ukur.
3. Mencatat apa saja yang digunakan sebagai alat ukur dan apa satuannya.
4. Membuat laporan dengan teman sekelompok, kemudian bandingkan dengan laporan kelompok lain.
Besaran
Di sekolah dasar tidak dibahas secara detail tentang apa itu besaran dann pengelompokannya tetapi langsung kepada bagian-bagian dari besaran seperti panjang, luas, volume, dan berat. Sedangkan di SMP besaran dibahas secara detail dan diperluas lagi menjadi besaran pokok dan besaran turunan. Materi tentang besaran dijabarkan sebagai berikut.
1. Besaran Pokok
Pada kegiatan sebelumnya, peserta didik telah menyimpulkan bahwa dalam kegiatan pengukuran perlu menggunakan satuan baku, satuan yang disepakati bersama. Besaran yang satuannya didefinisikan ini disebut besaran pokok. Pada bab ini akan dibahas 3 besaran pokok saja, karena empat besaran pokok yang lain akan dipelajari pada bab-bab berikutnya.
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.
B. Besaran dan Satuan pada
Mikroorganisme
Guru memberikan data mengenai Bakteri dan Virus. Bakteri memiliki panjang sampai dengan 10
μm. Virus memiliki panjang sampai dengan 100
nm. Tugas peserta didik adalah membandingkan panjang bakteri dan virus, yang manakah diantara keduanya yang memiliki ukuran lebih panjang. Kemudian peserta didik memberikan alasannya.
C. Pengukuran Jarak pada Benda Langit
Guru memberi penjelasan tentang benda-benda langit. Benda-benda langit terletak berjauhan satu dengan yang lain. Satuan yang digunakan untuk menyatakan jarak benda-benda langit adalah Satuan Astronomi (SA) dan tahun cahaya. 1 SA = jarak Bumi sampai dengan Matahari = 150 juta km Sedangkan 1 tahun cahaya = jarak tempuh cahaya selama satu tahun = 9,5 trilyun km.
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, seperti terlihat pada Gambar 1.15. Selain meter, panjang juga dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar atau lebih kecil dari meter dengan cara menambahkan awalan-awalan seperti tercantum dalam Tabel 1.1.
Di SD pengukuran panjang menggunakan alat ukur penggaris meteran. Tetapi tidak semua benda diukur menggunakan penggaris meteran, contohnya ketika mengukur bolpoint, maka yang harus dilakukan adalah mengukur bolpoint menggunakan penggaris centimeteran, dari sanalah dapat disimpulkan bahwa satuan panjang tidak hanya meter tetapi centimeter (cm) sedangkan di SMP alat ukur yang digunakan dilengkapi lagi dengan jangka sorong yang mempunyai ketelitian yang lebih tinggi dari mistar atau meteran. Perhatikan Gambar 1.15. Beberapa alat pengukur panjang 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.
Dalam melakukan pengukuran, perhatikan posisi nol alat ukur. Untuk pengukuran panjang, ujung awal benda berimpit dengan angka nol pada alat ukur. Untuk menghindari kesalahan hasil pembacaan pengukuran, posisi mata harus tegak lurus dengan skala yang ditunjuk (Gambar 1.13).
b. Massa
Setiap benda tersusun dari materi. Jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda disebut massa benda. Nah, dalam SI, massa diukur dalam satuan kilogram (kg). Misalnya, massa tubuhmu 52 kg, massa seekor kelinci 3 kg, massa sekantong gula 1 kg. Namun di SD terjadi
miskonsepsi, peserta didik menggunakan istilah’ berat’ untuk massa. Kenyataannya massa
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 di Sevres, Paris, Prancis (Gambar 1.17). Massa 1 kg setara
dengan 1 liter air pada suhu 4 C.
Di SD alat yang dikenalkan untuk mengukur berat adalah timbangan badan. Tetapi tidak semua benda dapat dikur dengan timbangan badan seperti kertas jika diukur menggunakan timbangan badan jarum timbangannya tidak bergerak. Itu artinya timbangan badan tidak peka atau tidak cocok untuk mengukur penjepit kertas. Sedangkan di SMP dijelaskan bahwa massa suatu benda dapat diukur pengukuran massa langsung muncul dalam bentuk angka dan satuannya. Selain kilogram (kg), massa benda juga
Cara membaca hasil pengukuran menggunakan neraca lengan
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
seperti terlihat pada Gambar 1.21.
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.
Untuk kejadian-kejadian yang cepat sekali, dapat digunakan satuan milisekon (ms) dan mikrosekon (μs).
Untuk memudahkan pemahaman peserta didik dapat diarahkan melakukan kegiatan sederhana. Kegiatan yang dapat dilakukan diantaranya adalah sebagai berikut:
Melalui percobaan diatas peserta didik dapat melakukan pengukuran besaran-besaran pokok dengan alat ukur yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Dengan demikian peserta didik dapat memahami konsep pengukuran pada besaran panjang dan massa.
1971, Sistem Internasional disusun mengacu pada tujuh besaran pokok seperti Tabel 1.2.
2. Besaran Turunan
Besaran turunan yang dibahas di SD hanya luas dan volume saja. Mengenai materi yang diberikan tentang besaran luas dan volume hampir sama dengan materi yang dibahas di SMP. Berikut akan dijabarkan materi tentang besaran-besaran turunan.
Besaran-besaran yang dapat diukur selain 7 (tujuh) besaran pokok pada Tabel 1.2, juga tergolong sebagai besaran turunan. Misalnya, luas ruang kelas. Jika ruang kelas 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. Maka, luas dalam SI memiliki satuan m2. Besaran turunan yang lain akan dipelajari pada bab-bab selanjutnya.
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?
1) Menyiapkan kertas berpetak atau kertas milimeter, penjepit, dan pensil.
2) Perhatikan gambar di atas. Kemudian, diskusikan dengan teman, bagaimana cara menentukan luas daun. Tunjukkan metode yang di sepakati kepada guru.
3) Dengan menggunakan benda-benda di atas, terapkan metode yang telah disepakati untuk menentukan luas daun.
b. Volume
Ada dua buah 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. Suatu benda jika volumenya lebih besar, 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 ingin 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. Oleh karena itu, jika zat cair dituangkan ke dalam gelas ukur, seperti ditunjukkan Gambar
1 L = 1 dm31 L = 1.000 mL 1 mL = 1 cm3
Untuk menguji pemahaman peserta didik, guru dapat memberikan sebuah contoh permasalahan yang relevan yang berhubungan dengan besaran turunan seperti berikut ini:
Cara Termurah Membeli Minuman
Seseorang ingin membeli minuman segar untuk persiapan piknik. Di sebuah toko, ia menemukan dua cara yang mungkin untuk membeli minuman segar, yaitu satu botol besar berisi 2 L dengan harga Rp10.000,00 atau 6 kaleng berisi 250 mL, dengan harga Rp2.000,00 tiap kalengnya. Bagaimana ia memutuskan membeli minuman botol atau minuman kaleng agar ekonomis?
Mungkin sebagian siswa akan mengalami kesulitan dalam memahami apa itu konsentrasi larutan karena di SD tidak pernah dibahas mengenai hal itu. sehingga tugas guru adalah memberikan contoh yang relevan sehingga dapat menggambarkan apa yang dimaksud dengan konsentrasi larutan. Misalnya seseorang membuat sirop dengan memasukkan gula ke dalam air, kemudian dicicipi. Jika kurang manis, kalian dapat menambahkan gula lagi. Makin banyak gula yang ditambahkan, makin manis rasa larutan itu. Untuk menumbuhkan rasa ingin tahu guru bertanya, 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) . Ada banyak cara untuk merumuskan konsentrasi larutan. Pada contoh larutan tadi, konsentrasi dapat dirumuskan sebagai massa gula (zat terlarut) dibagi dengan volume air (zat pelarut), yaitu
Untuk memudahkan pemahaman pada pengukuran besaran turunan maka peserta didik diarahkan melakukan kegiatan sederhana seperti berikut:
Menentukan konsentrasi larutan
Langkah-Langkah Pemecahan Masalah
d. Laju Pertumbuhan
