BAB I
OBJEK ILMU PENGETAHUAN ALAM DAN PENGAMATANNYA
A. Penelitian IPA
Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) merupakan ilmu yang memperlajari segala sesuatu yang ada di sekitar kita. Para ilmuwan atau scientist mempelajari hal – hal yang terjadi di sekitarnya dengan cara melakukan serangkaian penelitian dengan sangat cermat dan hati – hati. Langkah awal untu mempelajari benda – benda di sekitar kita dapat dilakukan melalui pengamatan (observasi).
Hasil pengamatan terhadap temanmu berupa deskripsi misalnya baju yang ia kenakan, warna rambut, mata sipit, hidung mancung, dan lain-lain. Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan muncul berbagai pertanyaan lainnya misalnya berapakah massa tubuhnya?
Berapakah tinggi badannya? Dengan demikian perlu dilakukan penyelidikan lebih lanjut, sehingga akan diperoleh pemahaman yang lebih lengkap.
Penyelidikan ilmiah IPA melibatkan sejumlah proses yang harus dikuasai, antara lain sebagai berikut:
1. Pengamatan
Menggunakan 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 antaraspek yang diamati dan membuat perkiraan.
Let’s do it
Mengamati Temanmu
1. Tunjuk satu teman sekelasmu untuk maju ke depan kelas.
2. Lakukan pengamatan terhadap temanmu.
Amati sebanyak mungkin ciri – ciri temanmu yang dapat diamati
3. Sebutkan hasil pengamatanmu. Perlu diingat bahwa hasil pengamatan bukan tafsiran terhadap hasil pengamatan
3. Mengomunikasikan
Mengomunikasikan hasil penyelidikan baik lisan maupun tulisan.
Hal yang dikomunikasikan termasuk data yang disajikan dalam bentuk table, grafik, bagan, dan gambar yang relevan.
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 (renik), misalnya bakteri, virus, bahkan partikel-partikel penyusun atom, juga dapat beruba benda-benda yang berukuran sangat besar, misalnya lautan, bumi, matahari hingga jagat raya ini.
Penyelidikan tentang alam telah menghasilkan kumpulan pengetahuan yang demikian kompleks. Untuk memudahkan dalam mempelajarinya, pengetahuan-pengetahuan tersebut dikelompokkan menjadi 4, yaitu:
1. Fisika, mempelajari tentang aspek mendasar alam, misalnya materi, energy, gaya, panas, gerak, cahaya, dan berbagai gejala alam fisik lainnya.
2. Kimia, meliputi penyelidikan tentang penyusun dan perubahan zat.
3. Biologi, mempelajari tentang system kehidupan mulai ukuran renik sampai dengan lingkungan yang sangat luas.
4. Ilmu bumi dan antariksa, mempelajari asal mula bumi, perkembangan dan keadaan saat ini, bintang-bintang, planet-planet, dan berbagai benda langit lainnya.
B. Pengukuran
Saat melakukan pengamatan sering kali diperlukan adanya pengukuran untuk memberikan deskripsi mengenai suatu benda secara kuantitatif. Misalnya ketika hendak mendeskripsikan dirimu, kemungkinan besar kamu akan menyertakan tinggi badan, umur, dan massa tubuh yang merupakan sesuatu yang dapat diukur. Nah, segala sesuatu yang dapat diukur disebut besaran.
Mengukur merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang disebut sebagai satuan. Misalnya panjang sebuah meja diukur dengan menggunakan jengkal tangan, dengan demikian panjang beda diperbandingkan dengan panjang jengkal tangan. Jengkal tangan digunakan sebagai satuan pengukuran.
Panjang meja yang diukur dengan menggunaka jengkal tangan dapat memperoleh hasil yang berbeda-beda untuk tiap orang. Misalnya, hasil pengukuran panjang meja yang dilakukan oleh 3 siswa PDF Wustho adalah sebagai berikut:
Panjang meja = 6 jengkal Ridho
Panjang meja = 5,5 jengkal Luis
Panjang meja = 7 jengkal Habib
Mengapa hasil ketiga pengukuran tersebut berbeda? Hal ini dikarenakan ukuran jengkal Ridho, Luis dan Habib berbeda. Oleh karena itu, diperlukan satuan yang disepakati bersama untuk semua orang. Satuan yang disepakati ini disebut satuan baku.
Satuan baku yang ada di dalam suatu pengukuran diatur dalam Sistem Internasional (SI).
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 pada Tabel 1.1 berikut ini.
Awalan Simbol Kelipatan Contoh
Tera T 1012
Giga G 109
Mega M 106 5 Mwatt = 5.000.000 watt
kilo K 103 1 km = 103 m
hekto H 102
deka da 10
desi d 10-1
senti c 10-2 1 cm = 10-2 m
mili m 10-3
mikro µ 10-6
nano n 10-9
Besara yang satuannya didefinisikan disebut dengan besaran pokok. Besaran pokok ada 3, yaitu panjang, massa, dan waktu.
a. Panjang
Panjang mengginakan satuan dasar (SI) meter (m). satu meter standar (baku) sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299.792.458 sekon.
Untuk keperluan sehari-hari telah dibuat alat-alat pengukur panjang seperti penggaris/mistar, meteran, mikrometer sekrup, jangka sorong, dan sebagainya.
Selain dalam 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, maka dapat dikatakan bahwa:
1 kilometer (km) = 1.000 meter (m)
1 sentimeter (cm) = 1/100 meter (m) atau 0,01 m Sebaliknya diperoleh
1 m = 1/1.000 km = 0,001 km 1 m = 100 cm
b. Massa
Setiap benda tersusun dari materi. Jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda disebut massa benda. Dalam SI, massa diukur dalam satuan kilogram (kg). Misalnya, massa tubuh Zaqi adalah 34 kg, massa seekor kelinci 3 kg, massa sekantong gula 1 kg.
Dalam kehidupan sehari-hari, kebanyakan orang menggunakan istilah “berat” untuk massa. Namun, massa tidaklah 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 karena dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Dalam Si, massa menggunakan satuan dasar kilogram (kg), sedangkan berat menggunakan satuan Newton (N).
Selain kilogram (kg), massa benda juga dinyatakan dalam satuan-satuan yang lain.
Misalnya, gram (g) dan milligram (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 ia meninggal, waktu perjalanan diukur sejak mulai bergerak sampai akhir gerak (berhenti). Waktu dapat diukur dengan jam tangan atau stopwatch.
Satuan SI untuk waktu adalah detik atau sekon (s). 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
Untuk kejadian-kejadian yang cepat sekali, dapat digunakan satuan milisekon (ms) atau mikrosekon (µs).
Tabel 1.2 Besaran Pokok dan Satuannya (dalam Sistem SI) Besaran Pokok Satuan Simbol Satuan
Panjang meter m
Massa kilogram kg
Waktu sekon s
Kuat Arus ampere A
Suhu kelvin K
Jumlah Zat mol mol
Intensitas Cahaya candela cd
Selain 7 besaran pokok yang disebutkan di dalam Tabel 1.2 disebut dengan Besaran Turunan. Disebut besaran turunan karena besaran-besaran tersebut dapat diturunkan dari besaran-besaran pokoknya. Misalnya luas sebuah buku. Jika buku tersebut berbentuk persegi, maka luasnya merupakan hasil perkalian panjang dan lebar. Perhatikan bahwa panjang dan lebar merupakan besaran pokok panjang. Dalam SI, panjang diukur dalam satuan meter (m).
luas dalam SI memiliki satuan meter x meter, atau meter persegi (m2). Contoh besaran turunan yang lainnya adalah volume, konsentrasi larutan, dan laju pertumbuhan.
a. Luas
Luas merupakan besaran turunan yang diturunkan dari besaran pokoknya yaitu besaran pokok panjang.
Umumnya luas suatu benda dihitung melalui perkalian dua besaran panjang dan menghasilkan satuan turunan meter persegi (m2).
b. Volume
Jika volume suatu benda lebih besar, maka benda itu dapat menampung materi lebih banyak dibandingkan benda lain yang volumenya lebih kecil. Volume merupakan besaran turunan yang berasal dari besaran pokok panjang. Volume benda padat yang bentuknya teratur, misalnya balok, dapat ditentutan dengan mengukur terlebih dahulu panjang, lebar, dan tingginya, kemudian mengalikannya.
Satuan volume suatu benda adalah pangkat tiga dari satuan pokok panjang, missal panjang diukur dalam satuan meter (m), maka volume balok satuannya meter kubik (m3).
c. Konsentrasi Larutan
Konsentrasi larutan digunakan untuk menggambarkan banyaknya zt terlarut yang ada di dalam suatu larutan.
Misalnya, saat memasukkan gula ke dalam air lalu dicicipi ternyata rasanya kurang manis, sehingga perlu ditambahkan gula lagi agar terasa manis.rasa manis pada air gula adalah hasil secara kualitatif (berdasarkan indra pengecap), sedangkan jumlah gula yang terkandung di dalam air dinyatakan dalam konsentrasi larutan yang bersifat kuantitatif.
Konsentrasi larutan (ĸ) dapat dirumuskan sebagai berikut:
ĸ = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛
d. Laju Pertumbuhan
Besaran panjang dan waktu dapat digunakan untuk menentukan pertumbuhan tanaman. Laju pertumbuhan dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
𝐿𝑎𝑗𝑢 𝑝𝑒𝑟𝑡𝑢𝑚𝑏𝑢ℎ𝑎𝑛 =𝑝𝑒𝑟𝑡𝑎𝑚𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑡𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢
