MODUL 3 PENDALAMAN MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM

(1)

(2)

No Kode: DAR2/Profesional/027/3/2019

PENDALAMAN MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM MODUL 3 ILMU PENGETAHUAN ALAM

Penulis:

Drs. Nana Djumhana, M.Pd.

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan 2019

(3)

Judul : PENDALAMAN MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM

Penulis : Drs. Nana Djumhana, M.Pd.

ISBN :

Editor :

Penyunting :

Desain Sampul dan Tata Letak :

Penerbit : Kemendikbud

Redaksi : Jl. ….

Distributor Tunggal :

Cetakan Pertama : 2019

Hak cipta dilindungi Undang-Undang

Dilarang memperbanyak modul ini dalam bentuk dan dengan cara apapun tanpa ijin tertulis dari penerbit

(4)

(5)

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Alloh yang Maha Esa atas kuasa dan izin-Nya, Modul 3 tentang Pendalaman Materi Ilmu Pengetahuan SD dapat diselesaikan dengan baik, tertib, dan efektif tanpa kendala apapun yang berarti.

Modul 3 ini disusun dengan tujuan untuk meningkatkan kemampuan peserta PPG dalam mengembangkan RPP, bahan ajar, media pembelajaran, LKPD, dan instrumen penilaian untuk digunakan dalam pembelajaran di SD. Berdasarkan tujuan tersebut, Modul 3 ini dikembangkan menjadi empat kegiatan belajar sebagai berikut:

1. Kegiatan Belajar 1: Metode Ilmiah, Materi dan Perubahannya 2. Kegiatan Belajar 2: Gaya dan Energi

3. Kegiatan Belajar 3: Sistem Organ pada Manusia 4. Kegiatan Belajar 4: Bumi dan Alam Semesta

Terima kasih setinggi-tingginya kepada berbagai pihak yang telah membantu terselesaikannya Modul 3 ini. Semoga Modul 3 ini dapat memandu peserta PPG dalam melaksanakan pembelajaran mandiri melalui dalam jaringan (daring) sehingga mereka dapat merencanakan, melaksanakan, dan melakukan penilaian pembelajaran dengan baik yang pada akhirnya dapat dipraktikkan di sekolah tempat mereka bekerja dengan sebaik-baiknya untuk meningkatkan kualitas pendidikan di sekolah khususnya dan pendidikan nasional pada umumnya.

Bandung, 7 November 2019

Penulis

(6)

iv DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... iv

KEGIATAN BELAJAR 1 ... 1

A. Pendahuluan ... 2

1. Deskripsi Singkat ... 2

2. Relevansi ... 2

3. Petunjuk Belajar ... 3

B. Inti ... 4

1. Capaian Pembelajaran ... 4

2. Sub Capaian Pembelajaran ... 4

3. Pokok-pokok Materi ... 4

4. Uraian Materi ... 4

5. Forum Diskusi ... 28

C. Penutup ... 29

1. Rangkuman ... 29

2. Tes Formatif ... 30

Daftar Pustaka ... 34

KEGIATAN BELAJAR 2 ... 35

2. Relevansi ... 37

B. Inti ... 38

C. Penutup ... 67

1. Rangkuman ... 67

2. Relevansi ... 73

(7)

v

B. Inti ... 75

C. Penutup ... 115

1. Rangkuman ... 115

2. Relevansi ... 125

B. Inti ... 127

C. Penutup ... 180

1. Rangkuman ... 181

Tes Sumiatif ... 189

Kunci Jawaban ... 199

(8)

vi

(9)

PENDALAMAN MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM

MODUL 3

KEGIATAN BELAJAR 1

METODE ILMIAH, MATERI DAN PERUBAHANNYA

Penulis

.

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan 2019

(10)

2

A. Pendahuluan

1. Deskripsi Singkat

Ketika ingin menemukan jawaban atas permasalahan sains di lingkungan, memerlukan sebuah langkah yang dikenal dengan “metode ilmiah” Oleh karena itu, peserta PPG harus memahami tentang konsep metode ilmiah dan mampu menganalisis penerapan langkah-langkah metode ilmiah dalam pembelajaran maupun dalam kehidupan sehari hari.

Pada kesempatan ini, peserta PPG juga akan diajak mengenal kembali unsur terpenting penyusun segala yang dapat diobservasi di alam semesta ini yaitu: materi dan perubahannya; serta peristiwa-peristiwa yang terkait dengan keduanya.

Keberadaan materi/zat/benda, bukanlah sesuatu yang baru ditelinga para guru. Materi dekat dengan kehidupan kita, dan kehidupan anak-anak didik kita. Ragam penampakan materi berubah dari suatu bentuk ke bentuk yang lain, dari suatu keadaan ke keadaan yang lain, dari satu fase ke fase yang lain, Hal ini terjadi karena peran dari unsur lain yaitu energi.

2. Relevansi

Materi Kegiatan Belajar I disajikan untuk membantu peserta PPG dalam rangka memupuk rasa ingin tahu dari para peserta didik pada tingkat Sekolah Dasar (SD) tentang unsur alam yang dapat diobservasi berupa materi dan perubahannya, berbagai fenomena alam yang terkait dengannya secara alamiah, serta mengembangkan cara berpikir saintifik (ilmiah). Hal ini sejalan dengan hakekat IPA merupakan ilmu yang berhubungan dengan gejala-gejala alam dan kebendaan yang sistematis, tersusun secara teratur, berlaku secara umum, berupa kumpulan hasil observasi dan eksperimen. Dengan demikian sains tidak hanya sebagai kumpulan tentang benda atau makhluk hidup, tetapi tentang cara kerja, cara berpikir, dan cara memecahkan masalah.

(11)

3 3. Petunjuk Belajar

Tujuan pembelajaran Kegiatan Belajar I adalah agar peserta PPG memahami konsep-konsep esensial dari pengertian konsep metode ilmiah, langkah-langkah metode ilmiah, penerapan langkah metode ilmiah dalam pembelajaran maupun dalam kehidupan sehari-hari, konsep materi dan perubahannya, analisis materi (fisika dan kimia) dalam kehidupan sehari- hari, cara pemisahan materi, klasifikasi materi dan partikel materi serta sifat materi.

Proses pembelajaran untuk KB pada modul ini memfasilitasi berkembangnya kemandirian belajar sebagai penciri khas proses pembelajaran pada program PPG.

Untuk membantu para peserta PPG dalam mempelajari Kegiatan Belajar I ini, ada baiknya diperhatikan beberapa petunjuk belajar berikut ini:

a. Memahami setiap komponen modul mulai dari komponen awal sampai akhir.

b. Memahami materi utama dan penunjang dengan membaca dan memaknainya.

c. Membaca berbagai sumber belajar lainnya yang relevan dengan materi yang sedang dipelajari.

d. Mendiskusikan hasil membaca pada forum diskusi melalui fasilitas daring bersama peserta lain dan instruktur.

e. Mengerjakan setiap tugas secara mandiri dan tes formatif melalui fasilitas daring.

f. Mempraktikkan pengetahuan yang didapatkan dari proses pembelajaran kedalam praktik pembelajaran sehari-hari dan merefleksinya.

g. Menghubungi instruktur melalui fasilitas Daring yang telah disediakan bila menemui kesulitan.

(12)

4

(13)

5 B. Inti

1. Capaian Pembelajaran

Menguasai teori dan aplikasi mencakup muatan materi mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam terdiri atas Metode Ilmiah, Materi Perubahannya, Gaya dan Energi, Makhluk Hidup dan Proses Kehidupan, Bumi dan Alam Semesta.

2. Sub Capaian Pembelajaran

a. Menguasai metode ilmiah, langkah-langkah metode ilmiah dan aplikasinya dalam pembelajaran di SD

b. Menguasai materi dan perunahannya, serta aplikasinya dalam pembelajaran di SD

3. Pokok-pokok Materi

Pokok-pokok materi Kegiatan Belajar I adalah agar Peserta PPG memahami konsep-konsep esensial dari pengertian konsep metode ilmiah, langkah-langkah metode ilmiah, penerapan langkah metode ilmiah dalam pembelajaran maupun dalam kehidupan sehari-hari, konsep materi dan perubahannya, analisis materi (fisika dan kimia) dalam kehidupan sehari- hari, cara pemisahan materi, klasifikasi materi dan partikel materi serta sifat materi.

4. Uraian Materi a. Metode Ilmiah

Kadang kita semua tidak menyadari ketika dihadapkan kepada permasalahan dalam pembelajaran maupun dalam kehidupan sehari-hari, munculnya konstruksi pengetahuan sains banyak yang berlandaskan eksperimen yang memerlukan penalaran akal sehat dan logis. Oleh karena itu, dalam prosenya memerlukan sebuah metode standar dalam pelaksanaanya, maka digunakanlah metode ilmiah.

(14)

6

Jika saudara mempelajari IPA dengan cara melakukan pendekatan proses, maka langkah selanjutnya adalah melakukan eksperimen. Eksperimen merupakan kegiatan melalui tata cara tertentu yang biasa dilakukan oleh ilmuwan, dengan tujuan untuk memecahkan masalah atau menemukan jawaban terhadap suatu masalah. Akan tetapi samakah cara yang dilakukan oleh kita dengan para ilmuwan untuk memecahkan suatu masalah? Ada beberapa indikator/petunjuk untuk menyelesaikan suatu masalah dalam pembelajaran IPA. Apa saja indikator tersebut? Beberapa indikator yang dipakai untuk memecahan masalah adalah juga indikator yang digunakan dalam penerapan metode ilmiah. Untuk jelasnya kita ambil contoh berikut:

Saudara ingin mengetahui pengaruh pemberian pupuk kompos terhadap tanaman cabai. Perubahan kondisi yang akan diteliti adalah pertumbuhan tanaman cabai yaitu tentang perubahan tinggi tanaman serta besar daunnya dibandingkan dengan tanaman cabai yang tidak diberi pupuk. Berdasarkan percobaan tersebut, apa rumusan masalah yang tepat? Ya, adakah pengaruh pupuk kompos terhadap pertumbuhan tanaman cabai? Ini adalah indikator pertama dari langkah metode ilmiah. Selanjutnya, apa langkah ke-dua yang harus dilakukan saudara? Ya, menemukan hipotesis. Begitu seterusnya sampai langkah mengomunikasikan hasil penelitian.

Itulah ilustrasi yang menggambarkan secara konseptual penerapan metode ilmiah untuk menyelesaikan persoalan. Metode ilmiah adalah metode sains yang menggunakan langkah-langkah ilmiah dan rasional untuk mengungkapkan suatu permasalahan yang muncul dalam pemikiran kita pada kegiatan pembelajaran maupun dalam kehidupan sehari-hari. Metode ilmiah juga dapat digunakan untuk memastikan bahwa penelitian yang dilakukan telah berdasarkan prinsip-prinsip keilmuan dengan demikian hasilnya juga dapat dipertanggungjawabkan secara keillmuan juga.

(15)

7 Mari kita selidiki Pengaruh cahaya terhadap pertumbuhan biji kacang hijau.

1) Rumuskan masalah:

Bagaimana pengaruh cahaya terhadap pertumbuhan biji kacang hijau?

a) Apakah cahaya berpengaruh terhadap pertumbuhan biji kacang hijau?

b) Apakah perbedaan pertumbuhan antara biji kacang hijau yang mendapatkan cahaya dengan biji kacang hijau yang tidak mendapatkan cahaya?

2) Temukan Hipotesis:

Cahaya dapat mempengaruhi pertumbuhan biji kacang hijau.

Pertumbuhan biji kacang hijau yang memperoleh cahaya akan lebih cepat dibanding dengan pertumbuhan biji kacang hijau yang tidak memperoleh cahaya.

3) Tetapkan Variabel Penelitian

a) Varibel terikat : Morfologi kacang hijau b) Variabel bebas : Cahaya matahari

c) Varabel kontrol :Biji kacang hijau ditanam alami 4) Rancang Prosedur Kerja/Eksperimen

a) Alat dan bahan

Untuk melakukan eksperimen antara lain:

(1) 2 buah polibeg dengan ukuran yang sama

(2) 10 biji kacang hijau yang sama jenis dan ukurannya yang telah direndam selama satu malam

(3) Air (4) Tanah

(5) Alat tulis dan mistar

(16)

8

Saudara akan menemukan jawaban atas pertanyaan pada rumusan masalah melalui kegiatan percobaan. Apa yang akan saudara lakukan? perhatikan langkah kerja pada berikut ini.

b) Cara Kerja:

(1) Polibag 1 diisi tanah, 5 biji kacang hijau kemudian disimpan ditempat terbuka

(2) Polibag 2 diisi tanah, 5 biji kacang hijau kemudian disimpan ditempat tertutup (ditutup dengan kardus) (3) Siram kacang hijau setiap hari

(4) Amati dan ukur pertumbuhan kacang hijau setiap hari selama 1 minggu

(5) Catat hasil pengamatan dalam tabel yang telah disediakan

5) Kmpulkan data

Semua hasil pengamatan percobaan yang telah dilakukan saudara masukan ke dalam tabel, analisis data tabel tersebut untuk ditarik kesimpulannya

(17)

9 Tabel Data Hasil Penelitian

1) Tempat Terang Hari

ke

Pertumbuhan (cm) Rata-rata

( X1) dalam cm

I II III IV V

1 ..

2 3 4 5 6 7

2) Tempat Gelap Hari

ke

Pertumbuhan (cm) Rata-rata

(X2) dalam cm

I II III IV V

1 2 3 4 5 6 7

(18)

10

6) Mengolah dan Menganalisis Data X = (X2 – X1 )/ n Keterangan:

X1: Rata – rata tinggi tanaman kacang hijau di tempat terang X2: Rata- rata tinggi anaman kacang hijau tempat gelap X: Selisih tinggi tanaman

n = Jumlah hari selama penelitian (6 hari karena pada hari pertama tidak mengalami pertumbuhan)

Berdasarkan data pada tabel (a) dan (b) lakukan analaisis saudara.

Apakah ada perbedaan pertumbuhan biji kacang hijau yang disimpan ditampat terang dengan yang disimpan di tempat gelap?

7) Buatlah Kesimpulan

Dari eksperimen yang telah dilakukan terhadap pertumbuhan biji kacang hijau diperoleh kesimpulan sebagai berikut. PBiji kacang hijau yang terkena cahaya matahari secara langsung (terang), hasilnya pertumbuhannya lebih lambat.

Adapun pada biji kacang hijau yang tidak terkena cahaya matahari (gelap), hasilnya pertumbuhannya cepat tinggi (etiolasi). Hal ini terjadi karena cahaya matahari menghambat kerja hormon auksin dalam pertumbuhan tinggi (primer).

8) Komunikasikan Hasil Penelitian

Presentasi laporan hasil penelitian secara kelompok, direfleksi, dilengkapi.

Langkah-langkah tersebut dinamakan metode ilmiah. Berikut ini penjelasan setiap langkah.

1) Merumuskan Masalah, umumnya proses penelitian dimulai dengan merumuskan masalah. Tahukah anda apa yang dimaksud dengan masalah? Dalam kajian ilmiah, masalah didefinisikan sebagai

(19)

11 sesuatu yang harus diteliti untuk memperoleh jawaban atas suatu pertanyaan. Masalah dirumuskan dalam bentuk pertanyaan ilmiah yang bersifat terbuka yang memungkinkan adanya jawaban yang beragam. Rumusan pertanyaan ini perlu dicari jawabannya melalui eksperimen;

2) Menemukan Hipotesis, setelah berhasil merumuskan masalah, anda bisa mengajukan jawaban sementara atas pertanyaan, yang bernama lain hipotesis. Tapi ingat Hipotesis itu harus logis dan diajukan berdasarkan fakta;

3) Menetapkan Variabel Penelitian,Variabel percobaan merupakan faktor yang dapat mempengaruhi hasil penelitian. Ada tiga jenis variabel, yaitu variabel bebas, variabel terikat/bergantung dan variabel tetap. Coba anda perhatikan, variabel tersebut adalah:

a) Variabel bebas, yaitu variabel yang sengaja dirubah untuk diamati pengaruhnya terhadap hasil setiap percobaan yang dilakukan.

b) Variabel terikat, yaitu variabel yang dipengaruhi yang akan diukur atau diamati sebagai hasil percobaan.

c) Varibel tetap, yairtu variabel yang tidak dirubah sebagai kontrol dalam percobaan;

4) Menetapkan Prosedur Kerja, prosedur kerja merupakan langkah- langkah kerja yang terperinci dan runtut. Urutan langkah kerja ini dibuat ringkas namun dapat menggambarkan secara tepat pekerjaan yang harus dilakukan. Data tersebut akan memudahkan pelaksanaannya, langkah kerja sebaiknya dibuat dalam bentuk diagram alir;

5) Mengumpulkan data, setiap gejala yang terjadi dalam percobaan harus dicatat saat itu juga. Dengan begitu, anda dapat memperoleh data yang lebih akurat. Selanjutnya, anda perlu mengorganisasi untuk memudahkan dalam menganalisis dan mengumpulkan hasil

(20)

12

percobaan. Oleh karena itu, anda perlu menyiapkan tabel data pengamatan sebelum melakukan percobaan;

6) Mengolah dan Menganalisis Data, tabel dan grafik merupakan alat yang sangat bermanfaat untuk menyusun dan menganalisis data.

Tabel dan grafik ini menampilkan bagaimana variabel terikat berubah sebagai respon terhadap perubahan variabel bebas.

Analisis data juga dapat dilakukan dengan menggunakan program komputer untuk pengolahan data;

7) Membuat Kesimpulan, hasil analisis data menghasilkan suatu pola atau kecenderungan. Pola ini dapat dijadikan landasan untuk menarik sebuah kesimpulan. Kesimpulan adalah suatu pernyataan yang merangkum apa yang sudah dilakukan dalam kegiatan penelitian. Dalam menyusun suatu kesimpulan, Anda harus memutuskan apakah data yang dikumpulkan mendukung hipotesis atau tidak. Hipotesis berfungsi untuk memandu peneliti/siswa tentang variabel yang akan diteliti,\. Selain itu, Anda juga harus mengulang suatu penelitian beberapa kali sebelum dapat menarik suatu kesimpulan;

8) Mengkomunikasikan Hasil Penelitian, mengapa harus mengkomunikasikan penelitian? Sosialisasi hasil penelitian penting dilakukan agar hasil penelitian Anda diketahui pihak lain.

Bagaimanakah cara mengomunikasikan suatu hasil penelitian?

Suatu hasil penelitian dapat dikomunikasikan melalui dua cara, yaitu tertulis dan lisan.

Sekarang, mari kita berlatih untuk menetukan variabel. Dapatkah anda membedakan variabel bebas, variabel terikat dan variabel kontrol?

Anda perhatikan contoh berikut:

Anton ingin mengetahui kecepatan pertumbuhan tunas Tomat, maka Anton akan memberikan hormon auksin dengan konsentrasi ppm yang berbeda pada setiap kelompok Tomat yaitu: kelompok 1 =1 ppm;

(21)

13 kelompok 2= 3 ppm; kelompok 3= 5 ppm dan untuk kelompok 0 hanya diberikan air biasa.

Catatan. 1ppm =1 𝑚𝑔 ℎ𝑜𝑟𝑚𝑜𝑛 𝐴𝑢𝑥𝑖𝑛 1 𝐿𝑖𝑡𝑒𝑟 𝑎𝑖𝑟

Hormon Auksin adalah zat hormon tumbuhan yang ditemukan pada ujung batang, akar, dan pembentukan bunga yang berfungsi sebagai pengatur pembesaran sel dan memicu pemanjangan sel di daerah belakang meristem ujung.

1) Mana yang termasuk variabel bebas?

2) Mana yang termasuk variabel terikat?

3) Mana yang termasuk variabel kontrol?

Perhatikan keterangan berikut:

Variabel bebas disebut juga variabel dependent karena variabel ini ditentukan oleh si peneliti apakah memakai perlakuan plot/wilayah, konsentrasi, waktu dsb. Berdasarkan keterangan ini mana yang termasuk varabel bebas pada contoh di atas? Betul, yang termasuk variabel bebas adalah konsentrasi hormon Auksin (1 ppm, 3ppm, 5ppm)

Variabel terikat disebut variabel independent karena variabel ini muncul akibat adanya variabel bebas. variabel ini muncul karena ada faktor penyebab kenapa fenomena tersebut bisa terjadi.Berdasarkan keterangan ini mana yang termasuk variabel terikat pada contoh di atas? Betul, jadi yang termasuk variabel terikat pada ilustrasi tersebut yaitu jumlah tunas

Variabel kontrol disebut juga sebagai variabel pembanding artinya variabel ini tidak diberi perlakuan apapun dan kondisinya orisinil atau alami.Berdasarkan keterangan ini mana yang termasuk varabel kontrol pada contoh di atas? Betul, yang termasuk variabel kontrol pada ilustrasi tersebut yaitu diberikan air biasa.

(22)

14

b. Kriteria Metode Ilmiah

Metode Ilmiah memiliki kriteria tertentu yang biasanya akan lebih mudah jika dijelaskan menggunakan suatu contoh penerapan metode ilmiah. Kriteria-kriteria tersebut antara lain:

1) Berdasarkan fakta

Dalam mengambil kesimpulan dan melakukan analisa bukan hanya berdasarkan pendapat peneliti namun harus berdasarkan bukti yang nyata dari hasil penelitian yang dilakukan.

2) Bebas dari prasangka

Unsur subjectivitas dalam proses penelitian sekecil apapun bentuknya, peneliti tidak boleh memiliki prasangka tertentu pada saat melakukan eksperimen. Eksperimen harus dijalankan secara objektif walaupun hasil dari eksperimen tersebut tidak sama dengan hipotesis yang peneliti miliki. Hipotesis terbukti ataupun tidak terbukti bukan menjadi persoalan.

3) Menggunakan prinsip-prinsip analisis

Pengembangan kemampuan HOTS sangat sejalan dengan prinsip-prinsip analisis yang digunakan untuk melakukan penarikan kesimpulan yang sesuai dengan metode ilmiah, yang artinya kejelasan urutan kejadian dan berpikir sangat dibutuhkan untuk memberikan penjelasan terhadap suatu fenomena.

Hubungan antara komponen beserta komponen-komponen permasalahan harus dapat dijelaskan dengan runtut dan diketahui dengan jelas.

4) Perumusan Masalah atau pembuatan hipotesis

Pembuatan hipotesis atau perumusan masalah diperlukan untuk menjelaskan terjadinya suatu fenomena alam. Guru dapat membantu siswa melakukan analisis dengan cara memberikan pertanyaan analitik. Hipotesis juga berfungsi untuk memandu peneliti/siswa menentukan variabel apa saja yang akan diteliti.

5) Menggunakan ukuran objektif

(23)

15 Dalam melakukan metode ilmiah, kita membutuhkan ukuran objektif bukan ukuran subjektif ketika melakukan sebuah eksperimen. Dengan menggunakan ukuran objektif, hasil eksperimen akan mudah diterima oleh orang lain karena pada dasarnya mereka memiliki pemikiran yang sama. Sebisa mungkin jauhkanlah eksperimen dari pemikiran subjektif peneliti.

Ukuran yang bersifat objektif antara lain satuan kilogram untuk mengukur massa benda dan satuan meter yang berfungsi untuk mengukur panjang benda. Sedangkan ukuran subjektif misalnya jengkal atau depa yang digunakan untuk mengukur panjang benda sehingga tidak diperoleh pengukuran yang tepat.

6) Menggunakan teknik kuantitatif dan kualitatif dalam melakukan eksperimen

Dengan menggunakan teknik kuantitatif dan pemikiran yang objektif akan diperoleh hasil yang dapat diterima secara umum. Jika hasil dari eksperimen tersebut sulit dideskripsikan dengan menggunakan teknik kuantitatif, peneliti dapat menggunakan teknik kualitatif.

Misalnya contoh metode ilmiah terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Teknik kuantitatif dapat digunakan untuk menyatakan pertumbuhan tanaman contohnya tumbuh 15 cm dalam 7 hari. Sedangkan untuk perkembangan tanaman, peneliti dapat menggunakan teknik kualitatif misalnya tumbuh bunga saat tanaman berumur 4 minggu.

c. Karakteristik Metode Ilmiah

Metode ilmiah ketika akan digunakan harus memiliki karakteristik sebagai berikut :

1) Bersifat analistis dan kritis

Dengan melakukan eksperimen dan observasi maka akan diperoleh hasil yang akurat dan relevan. Dapat memberikan

(24)

16

argumentasi ilmiah juga kesimpulan yang dibuat menjadi lebih rasional berdasarkan bukti-bukti yang tersedia.

2) Bersifat logis

Langkah-langkah yang dilakukan oleh para peneliti dalam melakukan metode ilmiah harus bersifat logis bukan berdasarkan suatu hal yang tidak dapat diterima oleh akal sehat atau firasat.

3) Bersifat objektif

Kesimpulan dari hasil eksperimen harus bersifat objektif yang artinya dapat diterima secara universal dan bukan merupakan hasil rekayasa peneliti. Dapat dicontoh atau dijadikan rujukan oleh peneliti lainnya ketika kajiannya sama.

4) Bersifat empiris

Karena eksperimen yang digunakan sesuai dengan fakta di lapangan maka hasil dari eksperimen diperoleh berdasarkan bukti yang ada dan kejadian yang benar-benar terjadi. Bukan berdasarkan opini atau pendapat dari peneliti atau orang lain.

5) Bersifat konseptual

Dalam melakukan penelitian, harus dapat menjelaskan konsep bagaimana fakta-fakta tersebut terjadi dan keterkaitan antara fakta-fakta yang ada, jadi tidak hanya terbatas berdasarkan fakta yang dapat dilihat secara nyata atau dirasakan.

d. Materi dan Perubahannya

Pada kegiatan pertama ini, kita lakukan curah gagasan terlebih dahulu. Analisislah peristiwa-peristiwa berikut ini dan tuliskan kedalam tabel 1.

1) Pembakaran bahan bakar bensin pada kendaraan bermotor?

2) Membuat genteng atau batu bata dari tanah liat?

3) Membuat pupuk kompos dari daun kering?

4) Menyalakan lilin?

5) Membuat es batu di Kulkas?

(25)

17 6) Pakaian mengering setelah dijemur ditempat terkena matahari?

7) Proses fotosintesis pada tumbuhan?

Tabel 1. Analisis peristiwa tentang fenomena dan perubahannya No Peristiwa Temuan-temuan spesifik yang

didapat dari fenomena 1 Pembakaran bensin pada

kendaraan bermotor

Sifat zat berubah

2 Membuat genteng dan batadari tanah liat

Sifat zat sama

3 .... ....

4 .... ....

5 .... ....

6 ... ....

7 .... ....

Dari hasil pengamatan yang dilakukan perhatikan pertanyaan berikut.

Apakah perubahannya menghasilkan zat baru atau tidak?

Apakah perubahannya hanya terjadi pada wujudnya saja atau tidak?

Apakah perubahannya dapat kembali pada bentuk semula atau tidak?

Apakah perubahannya memiliki sifat partikel yang tetap atau berbeda?

Secara garis besar perubahan yang terjadi di alam tersebut dapat digolongkan menjadi dua, yaitu perubahan fisika dan perubahan kimia. Perubahan fisika sifatnya tidak kekal, misal tanah setelah menjadi bata atau genteng sifat partikel zatnya sama, sedangkan pada perubahan kimia terbentuk zat baru yang sifatnya berbeda dari zat semula, dan hampir tak mungkin kembali lagi ke bentuk zat asal baik bentuk maupun sifatnya dan setiap perubahannya selalu disertai

(26)

18

dengan efek panas, misal pembakaran bahan bakar bensin pada kendaran bermotor.

Apa yang dimaksud dengan perubahan fisika? Benar, secara umum pengertian perubahan fisika adalah perubahan pada suatu zat yang tidak menyebabkan terjadinya zat baru. Definisi perubahan fisika juga mencakup sifat partikel atau molekul zat yang masih tetap sama.

Zat tersebut memungkinkan untuk kembali kebentuk semula.

Ada beberapa ciri perubahan fisika yang bisa diamati. Ciri ini menjadi unsur perbedaan perubahan fisika dan perubahan kimia.

Berikut merupakan ciri-ciri perubahan fisika selengkapnya.

1) Tidak menghasilkan zat yang baru

2) Perubahan hanya terjadi pada wujudnya saja 3) Dapat kembali ke bentuk semula

4) Sifat partikel masih tetap sama

5) Dapat terjadi karena proses pemanasan dan merubah bentuk wujud zat

6) Merupakan perubahan sementara

7) Sifat zat sebelum dan sesudah terjadi perubahan sama

Terdapat beberapa ciri-ciri perubahan kimia. Ciri-ciri yang menjadi unsur perbedaan antara perubahan kimia dengan perubahan fisika. Berikut adalah ciri-ciri perubahan kimia

1) Terbentuknya zat baru

2) Selain perubahan fisik, Terjadi juga perubahan susunan molekul 3) Sifat partikel zat dan molekul berbeda dengan sebelumnya

4) Memiliki sifat ireversibel atau tidak bisa kembali pada bentuk sebelumnya

5) Bisa terjadi karena suatu proses pembakaran, pengaratan, pembusukan, pemasakan dan pengenziman

Kita berharap dengan memahami berbagai aspek perubahan materi, Saudara dapat memperoleh wawasan dan keuntungan ketika semua bentuk perubahannya memberikan manfaat yang berarti.

(27)

19 1) Materi

Dalam IPA terdapat tiga kata yang mengungkap tentang keberadaan “sesuatu” di alam yang memiliki masa dan menempati ruang, yaitu materi, benda dan zat. Pertanyaan yang muncul apakah materi itu benda? apakah materi itu zat? Materi dalam konteks ini adalah segala bentuk yang ada dimuka bumi baik yang terlihat seperti air, kertas, kursi maupun tidak terlihat seperti udara. Dengan demikian zat atau materi atau benda adalah sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Menempati ruang berarti benda dapat ditempatkan dalam suatu ruang atau wadah tertentu sedangkan massa benda dapat diukur baik dengan perkiraan atau dengan alat tertentu seperti neraca. Semakin besar massa suatu benda, semakin banyak materinya dan begitupun sebaliknya semakin kecil massa suatu benda, semakin sedikit pula materinya.

Makhluk hidup merupakan materi dan setiap objek di sekeliling kita merupakan materi juga. gas-gas penyusun atmosfer, walaupun gas tersebut tidak tampak oleh mata, juga merupakan contoh materi karena gas-gas tersebut menempati ruang dan memiliki massa. Sinar matahari tidak termasuk materi, melainkan merupakan suatu bentuk energi. Manusia juga merupakan materi karena menempati ruang dan memiliki massa.

Ada pun dalam mekanika, massa adalah ukuran ketahanan materi terhadap suatu gaya, yang ditandai dengan perubahan kecepatannya, sebagaimana dirumuskan oleh Newton: F = m a.

Berdasarkan persamaan tersebut, massa dapat diukur dengan memberikan gaya F pada suatu materi dan diukur percepatannya.

Tetapi sangat sulit membuat gaya yang konstan Karena banyak gaya lain yang mengganggu, maka dipakai gaya gravitasi untuk menentukan massa:

(28)

20

W = m g W = gaya gravitasi satuannya (kg.m.s^-2) m = massa satuannya kilogram (kg)

g = percepatan gravitasi satuannya (m/s-²) Gaya gravitasi sering disebut berat (bobot). Gaya gravitasi bergantung pada jarak benda dengan pusat bumi, maka nilai W dan g di suatu tempat berbeda dengan di tempat lain sedangkan massa tetap (m = w/g tetap). Besar percepatan gravitasi di daerah khatulistiwa rata-rata adalah 9,8 ms^_2.

Materi dapat dikenali dari identitas atau sifat-sifatnya. Untuk menguji materi dan memahami apa yang terjadi dalam materi itu, maka kita harus dapat memeriksanya secara jelas. Secara umum materi dapat diperiksa sifat fisiknya melalui indera kita. Misalnya arang berwarna hitam dibanding kapur yang berwarna putih diperoleh melalui kesan penglihatan, kerasnya gelas dibanding dengan lembutnya busa diperoleh melalui kesan perabaan, dan sebagainya.

Ada dua macam sifat materi berdasarkan hubungannya dengan jumlah materi, yaitu:

a) Sifat intensif, yaitu sifat yang tidak bergantung pada jumlah materi.Contohnya titik didih, titik beku, indeks bias, suhu, kerapatan, rumus senyawa, wujud zat.

b) Sifat ekstensif, yaitu sifat yang bergantung pada jumlah materi. Contohnya massa, energi, mol, volume,massa jenis.

2) Klasifikasi materi

Materi diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok berdasarkan karakteristik tertentu. Misalnya berdasarkan kekuatan menghantarkan panas atau menghantarkan arus listrik, materi diklasifikasikan ke dalam isolator dan konduktor. Berdasarkan tingkat wujudnya dikenal adanya benda padat, cair, dan gas.

(29)

21 Materi

Zat Tunggal

Unsur

Logam Non

Logam

Atom

Senyawa

Organik Anorganik

Campuran

Homogen Heterogen

Koloid Suspensi

Gambar 1.1 Wujud materi atau zat

Benda padat merupakan zat yang dapat menjaga bentuknya, gaya antar molekulnya cukup kuat untuk menjaga ketegaran zat itu.

Benda cair, merupakan zat yang tidak menyebar ke seluruh ruang tetapi mudah berubah bentuk,mengikuti wadahnya. Adapun benda gas, merupakan zat yang tidak memiliki bentuk yang tetap, mudah menempati seluruh ruang, sehingga volumenya tidak tetap.

Komposisi merupakan bagian atau komponen dari suatu sampel atau materi yang satu dengan yang lainnya dihubungkan berdasarkan proposisi relatifnya. Misalnya air disusun atas dua macam substransi terkecil yaitu hidrogen dan oksigen yang memiliki proposisi tertentu. para ahli kimia mengatakan bahwa komposisi massa penyusun air adalah 11,19% hidrogen dan 88,81% oksigen.

Adapun berdasarkan komposisinya, materi diklasifikasikan sebagai berikut:

(30)

22

Gambar 1.2: Klasifikasi materi berdasarkan komposisinya Sehubungan dengan perubahan komposisi zat, khususnya yang termasuk ke dalamperubahan kimia, beberapa pengertian dasar jenis materi berdasarkan komposisinya secara sederhana dijelaskan sebagai berikut.

a) Unsur, adalah materi yang tidak dapat diuraikan dengan reaksi kimia menjadi zat yang lebih sederhana. Contoh, hidrogen, oksigen, besi, belerang, tembaga. dll. Partikel-partikel unsur disebut atom.

b) Molekul, adalah gugusan kimiawi yang terdiri dari minimal dua atau lebih atom yang sama atau berbeda.Contoh molekul O2, molekul air (H2O).

c) Senyawa, adalah molekul yang mengandung mengandung minimaldua unsur yang berbedadengan perbandingan tertentu.

Contoh, air, asam asetat, etanol, karbondioksida.dll.

d) Campuran homogen, adalah campuran dua atau lebih zat tunggal, dengan perbandingan sembarang, dimana semua partikelnya menyebar merata sehingga membentuk satu fasa.

Fasa adalah keadaan zat yang sifat dan komposisinya sama antara satu bagian dengan bagian lain di dekatnya. Contoh campuran yang membentuk satu fasa adalah larutan.Contoh:

campuran gula dengan air (larutan gula), garam dengan air (larutan garam), alkohol dengan air (larutan alkohol).

e) Campuran heterogen, adalah campuran dua atau lebih zat tunggal, dengan perbandingan sembarang, dimana partikel- partikelnya tidak merata sehingga komposisi di berbagai bagian tidak merata dan membentuk lebih dari satu fasa. Contohnya campuran air dengan minyak tanah, jika dikocok maka minyak akan menyebar dalam air berupa gelembung-gelembung.

(31)

23 Gelembung berisi minyak dan lainnya adalah air, jadi ada bidang batas antara minyak dengan air sehingga terbentuk dua fasa.

Campuran heterogen dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu:

a) Koloid, partikel-partikel pada koloid hanya dapat dilihat dengan mikroskop ultra. Ukuran partikel antara 0,5 m s.d 1 mm. Contoh koloid: susu, asap, kabut, agar-agar.

b) Suspensi, partikel-partikel pada suspensi hanya dapat dilihat dengan mikroskop biasa. Ukuran partikel antara lebih besar dari 0,3 m. Contoh suspensi: minyak dengan air, air keruh, dan air kapur.

Diantara jenis-jenis zat berdasarkan komposisinya tersebut dapat terjadi perubahan zat jenis perubahan kimia, yaitu perubahan yang menghasilkan zat baru karena terjadi perubahan struktur zat tersebut.

Adapun metode pemisahan campuran secara kimia yang dapat dilakukan adalah sebagai berikut:

a) Penyaringan (filtrasi)

Yaitu metode pemisahan yang digunakan untuk memisahkan cairan dan padatan yang tidak larut dengan menggunakan penyaring (filter) berdasarkan perbedaan ukuran partikel.

Contoh: menyaring air yang bercampu pasir dengan kertas saring sehingga pasir tertinggal di kertas saring,pemisahan bubuk kopi pada air kopi.

b) Pengkristalan (kristalisasi)

Yaitu proses pembentukan bahan padat dari pengendapan larutan, campuran leleh, atau lebih jarang pengendapan langsung dari gas. Pengkristalan merupakan perubahan wujud benda disebabkan oleh kalor melalui pememisahan zat padat dengan cara memanaskan sampai pekat lalu mendinginkannya

(32)

24

hingga menjadi kristal atau membeku, peristiwa pengkristalan merupakan kebalikan dari menyublim.

Contohnya: lubang knalpot menjadi hitam dan mengering karena gas CO2 yang dikeluarkan menjadi padat, pemisahan gula putih dari tebu, pembuatan garam dari air laut melalui penguapan.

c) Penyulingan (distilasi)

Penyulingan adalah suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan penguapan (volatilitas) bahan. Dalam penyulingan, campuran zat dididihkan sehingga menguap dan uap ini kemudian didinginkan kedalam bentuk cairan.

Dalam proses destilasi pemisahan campuran didasarkan pada perbedaan titik didih komponen-komponen penyusun campuran, oleh karenanya destilasi banyak digunakan untuk proses komersial seperti produksi bensin, air suling, alkohol, minyak tanah. Gas bisa bisa juga dicairkan dan dipisahkan, sebagai contoh nitrogen dan oksigen disuling dari udara.

d) Penyubliman

Yaitu merupakan peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi gas, dan diperlukan energi panas. Bagaimana dengan menyublim? Menyublim merupakan perubaahan benda padat menjadi gas, oleh karenanya, istilah menyublim sering pula disebut penyubliman atau sublim. Sedangkan menghablur atau hablur adalah kebalikan dari menyublim yaitu perubahan gas menjadi benda padat.

Contohnya: es kering (dry ice), kapur barus, salju, arsenik e) Kromatografi

Yaitu teknik pemisahan molekul berdasarkan perbedaan pola pergerakan anatar fase gerak dan fase diam untuk meisahkan molekul pada larutan. perbedaan kecepatan merambat atau

(33)

25 meresap antara partikel zat yang bercampur pada medium tertentu (missal kertas saring) dengan bantuan pelarut terentu (misal air)

Contohnya: pemisahan zat warna dalam tinta. Dalam dunia kedokteran kromatografi digunakanuntuk menganalisis kandungan obat-obatan pada sampel urine.

Ada beberapa cara pemisahan campuran secara fisika, yaitu sebagai berikut:

a) Dekantasi, yaitu pemisahan zat padat dari zat cair yang saling tidak larut pada suhu tertentu dengan cara menuangkan zat cairnya.

b) Penyaringan, yaitu pemisahan zat padat dari zat cair dengan menggunakan media kertas.Perhatikan gambar di bawah ini:

Gambar 1.3 Proses penyaringan

c) Destilasi, yaitu pemisahan dua atau lebih zat cair berdasarkan perbedaan titik didihnya yang cukup besar. Contohnya pemisahan campuran air dan etanol, dimana pada suhu 25ôC dan tekanan 1 atm, titik didih air 100ôC sedangkan alkohol 78ôC.

(34)

26

Gambar 1.4 Proses destilasi (Sumber: https://www.google.com/search)

d) Rekristalisasi, yaitu pemisahan berdasarkan perbedaan titik beku komponen campuran. Sebaiknya komponen yang akan dipisahkan berwujud padat dan lainnya cair pada suhu kamar.

Contohnya pemisahan garam dari larutan garam dalam air.

Larutan dipanaskan perlahan-lahan sampai tepat jenuh, kemudian dibiarkan dingin dan garam akan mengkristal, lalu disaring.

Gambar 1.5 Proses kristalisasi

e) Ekstraksi, yaitu pemisahan berdasarkan perbedaan kelarutan komponen campuran dalam pelarut yang berbeda. Syaratnya kedua pelarut yang dipakai tidak bercampur. Contoh pelarut untuk ekstraksi adalah air – minyak, air – kloroform. Misalnya pemisahan campuran A dan B dengan pelarut X dan Y.

(35)

27 3) Perubahan Materi

Karena pengaruh energi komposisi materi tersebut dapat berubah dari suatu komposisi ke komposisi lainnya, atau dari suatu tingkat wujud ke tingkat wujud lainnya. Perubahan ini pun biasa dikategorikan ke dalam dua jenis: pertama perubahan fisika dan kedua perubahan kimia.

Pada perubahan jenis pertama tidak terjadi pembentukan zat baru; artinya unsur-unsur penyusunnya tetap sama dengan zat semula; sebaliknya pada perubahan jenis kedua selalu terjadi zat yang benar-benar baru yang unsur-unsur penyusunnya berbeda dengan zat semula.

Perubahan dari campuran ke zat murni atau sebaliknya serta perubahan tingkat wujud benda merupakan contoh perubahan fisika; sedangkan perubahan dari senyawa ke unsur atau sebaliknya merupakan contoh perubahan kimia. Perlu Anda pahami bahwa salah satu ciri perubahan fisika, perubahan tersebut bersifat reversible, dapat kembali ke komposisi semula walaupun tanpa melalui reaksi kimia. Ada pun pada perubahan kimia, kecuali dengan reaksi kimia benda yang telah berubah tidak dapat kembali (ireversible) ke komposisi semula.

Pada perubahan fisika, yaitu perubahan yang tidak menghasilkan zat baru, secara singkat contohnya adalah perubahan bentuk, ukuran, dan wujud benda (zat). Perubahan wujud zat digambarkan dalam skema berikut:

(36)

28

Gambar 1.6: Siklus perubahan tingkat wujud (Sumber: https://www.google.com/search)

Agar Saudara memahami semua bentuk perubahan wujud zat, anda perhatikan contoh perubahan wujud zat sebagai berikut:

a) Menyublim, merupakan proses perubahan dari wujud padat menjadi gas, contoh kapur barus dibiarkan terbuka.

b) Deposisi/Dekomposisi, merupakan proses perubahan dari wujud gas menjadi padat tanpa melalui cair terlebih dahulu.

c) Menguap, merupakan proses perubahan dari wujud cair menjadi gas, contoh air dipanaskan.

d) Mengembun, merupakan proses peubahan dari wujud gas menjadi cair, contoh uap air didinginkan.

e) Membeku, merupakan proses perubahan wujud zat cair menjadi padat, contoh air didinginkan hingga menjadi es.

f) Melebur, merupakan proses perubahan wujud zat padat menjadi cair, contoh es terkena panas matahari menjadi air.

Adapun contoh perubahan kimia banyak kita temukan dalam kehidupan sehari-hari dan ada di sekitar lingkungan kita, contohnya:

a) Fermentasi (peragian), misalnya pada pembuatan tape, pembuatam tempe, dan oncom.

b) Dekomposisi (pembusukan), misalnya pada pembusukan sampah, nasi menjadi basi, susu menjadi asam dan sebagainya.

c) Sintesis (pembentukan senyawa), misalnya pembentukan senyawa gula pada fotosintesis tanaman.

6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2

(37)

29 d) Analisis (penguaraian senyawa), misalnya penguraian senyawa gula menjadi gas karbondioksida dan uap air pada respirasi tanaman.

C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O

e) Oksidasi, merupakan proses bereaksinya suatu zat dengan oksigen, misal proses pembentukan karat pada logam besi.

f) Peristiwa proses pada mahluk hidup (misalnya pernapasan, pencernaan, dan metabolisme)

e. Tugas Terstruktur

Setelah selesai membaca materi utama dan penunjang, selesaikanlah tugas berikut, untuk membantu wawasan dan pemahaman Saudara!

Seorang peserta didik menemukan sepotong roti ditempat terbuka dan telah ditumbuhi oleh sejenis jamur, muncul pertanyaan pada diri siswa:

mengapa roti ditempat terbuka ditumbuhi jamur? Adakah pengaruh lingkungan terhadap pertumbuhan jamur pada roti tersebut?

1) Rancang kegiatan percobaan untuk membuktikan pertanyaan siswa tersebut dengan menggunakan langkah-langkah Metode Ilmiah!

2) Berdasarkan data hasil percobaan, buatlah laporan percobaan yang disusun dalam bentuk paragraf dan jawablah pertanyaan- pertanyaan berikut:

a) Apa yang Saudara temukan dalam percobaan tersebut?

b) Apa yang akan Saudara lakukan dalam percobaan tersebut?

c) Apa hasil yang diperoleh berdasarkan hasil analisis data percobaan tersebut?

5. Forum Diskusi

Untuk menambah pemahaman Saudara pada materi KB ini, silakan berikan pendapat Saudara pada topik berikut:

(38)

30

Salah satu komponen pembelajaran yang harus dipersiapkan oleh guru pada saat mengajar adalah menyiapkan media dan memilih metode pembelajaran yang sesuai. Pernahkah Saudara mengalami kesulitan dalam mempersiapkan media dan memilih metode yang tepat dalam mengajarkan tentang materi dan perubahannya?Bagaimana cara Saudara mengatasi masalah tersebut? Diskusikanlah kebutuhan perihal media, dan metode yang cocok untuk mengajarkan materi dan perubahannya lalu tuliskan dalam tabel berikut ini!

Tabel 3. Kebutuhan Media dan Metode Pembelajaran Kompetensi

Dasar

Indikator Capaian Kompetensi

Materi pokok

Metode Pembelajaran

yang cocok

Media yang dibutuhkan

... ...

C. Penutup

Setelah Saudara mengerjakan tugas dan melaksanakan diskusi mantapkan pemahaman saudara dengan mencoba menganalisis rangkuman dan menjawan soal tes formatif. Hal ini berguna untuk mengetahui apakah Saudara sudah memahami KB 1 pada modul ini dengan benar atau tidak, 1. Rangkuman

a. Metode Ilmiah

Secara konseptual metode ilmiah adalah metode sains yang menggunakan langkah-langkah ilmiah dan rasional untuk mengungkapkan suatu permasalahan yang muncul dalam pemikiran kita pada kegiatan pembelajaran maupun dalam kehidupan sehari- hari.

Langkah-langkahnya dalam menerapkan Metode Ilmiah adalah sebagai berikut:

(39)

31 1) Merumuskan Masalah

2) Menemukan Hipotesis

3) Menetapkan Variabel Penelitian 4) Menetapkan Prosedur Kerja 5) Mengumpulkan data

6) Mengolah dan Menganalisis Data 7) Membuat Kesimpulan

8) Mengkomunikasikan Hasil Penelitian b. Materi dan Perubahannya

Materi adalah sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang; dan massa sebagai ukuran kuantitas materi. Ada pun dalam mekanika, massa adalah ukuran ketahanan materi terhadap suatu gaya, yang ditandai dengan perubahan kecepatannya, sebagaimana dirumuskan oleh Newton: F = m a.

Materi dapat dikenali dari identitas atau sifat-sifatnya. Untuk menguji materi dan memahami apa yang terjadi dalam materi itu, maka kita harus dapat memeriksanya secara jelas. Secara umum materi dapat diperiksa sifat fisiknya melalui indera kita. Misalnya arang berwarna hitam dibanding kapur yang berwarna putih diperoleh melaui kesan penglihatan, kerasnya gelas dibanding dengan lembutnya busa diperoleh melalui kesan perabaan, dan sebaginya.

Materi tersebut dapat berubah dari suatu komposisi ke komposisi lainnya, atau dari suatu tingkat wujud ke tingkat wujud lainnya.

Perubahannya dikategorikan ke dalam dua jenis: 1) perubahan fisika dan 2) perubahan kimia.

2. Tes Formatif

Pilihlah salah satu jawaban yang dianggap paling benar!

1. Terdapat lima pokok data ilmiah:

1. Hasil eksperimen 2. Merumuskan masalah

(40)

32

3. Menyusun hipotesis 4. Mengadakan eksperimen 5. Menarik kesimpulan

Dari data di atas urutan metode ilmiah yang benar adalah ....:

a. 2, 1,4,3,dan 5 b. 2,3,4,1.dan 5 c. 3.4,1,2,dan 5 d. 5,4,1,2,dan 3 e. 2 1,3, 5,dan 4

2. Seorang siswa kelas X hendak meneliti tentang pengaruh suhu terhadap kecepatan reaksi suatu enzim. Yang tergolong variabel bebas dari penelitian tersebut adalah…

a. kecepatan reaksi b. jenis enzim c. tabung reaksi d. banyak enzim e. suhu

3. Sari mengamati bahwa air di lingkungan tempat tinggalnya keruh dan berbau. Ia menduga air tersebut telah tercemar sehingga tidak layak dikonsumsi. Untuk menguatkan dugaan tersebut, sebaiknya yang harus dilakukan Sari adalah ….

a. mengolah data

b. merumuskan masalah c. merumuskan hipotesis d. melakukan eksperimen e. menyusun kerangka teori

4. Shinta akan melakukan percobaan menentukan massa zat air. Bahan dan alat yang disiapkan berupa minyak goreng, spirtus, gelas ukur, neraca, Hipotesis yang diajukan Shinta ketika mengukur massa jenis minyak goreng, dengan mengubah-ubah volumnya adalah....

(41)

33 a. Semakin besar volume minyak goreng, massa jenisnya semakin

besar

b. Seberapapun besar volume minyak goreng, massa jenisnya sama besar

c. Semakin besar volume minya goreng, massa jenisnya semakin kecil

d. Massa jenis minyak goreng tidak tergantung pada massanya e. Semakin kecil volume spirtus, tidak berpengaruh pada massa

jenisnya

5. Pada saat sedang berjalan-jalan di hutan, Adi mengamati sebuah fenomena yang menarik yaitu adanya daun yang berbeda warna walaupun jenis tanaman sama. Daun yang ternaungi pohon rimbun berwarna hijau kekuningan, sedangkan yang tumbuh di tempat terbuka hijau segar.

Berikut ini adalah rumusan masalah yang dapat diajukan berdasarkan fenomena di atas.

a. Apakah ada hubungan antara tumbuhan penaung dan tumbuhan yang ternaungi?

b. Apakah intensitas cahaya berpengaruh pada pembentukan zat hijau daun?

c. Apakah terdapat kompetisi antara tumbuhan penaung dan tumbuhan ternaungi?

d. Apakah tumbuhan penaung mengeluarkan zat berwarna kekuningan yang dapat mempengaruhi warna daun tumbuhan yang ternaungi?

e. Apakah tidak ada yang berpengaruh Pada warna daun?

6. Segelas susu dibiarkan diatas meja, keesokan harinya telah menjadi masam. Masamnya susu tersebut termasuk sifat...

a. Fisika karena berubah rasa dan bau b. Kimia karena berubah ukuran

c. Fisika karena berubah bau dan bentuk

(42)

34

d. Kimia karena terbentuk zat baru yang rasanya masam e. Kimia karena tidak ada perubahan rasa

7. Daun mengandung zat-zat komplek. Zat-zat tersebut dapat dipisahkan dan diidentifikasi dengan cara kromatografi. Cara pemisahan ini didasarkan pada....

a. Perbedaan masa jenisnya kandungan zat dalam daun yang dapat diserap medium

b. Perbedaan kandungan zat dalam daun yang diserap medium c. Daya serap medium terhadap zatzat yang terkandung dalam daun d. Perbedaan kecepatan merambat partikel zat yang terkandung dalam

daun pada medium e. Tidak ada yang tepat

8. Perhatikan sifat-sifat materi berikut.

(1) terbentuk dari dua zat atau lebih yang masih mempunyai sifat-sifat zat asal.

(2) dapat diuraikan menjadi bagian lain yang lebih sederhana.

(3) terbentuk dari dua zat atau lebih dengan perbandingan massa tetap.

(4) komponen-komponen penyusunnya dapat dipisahkan kembali secara fisis.

(5) dapat direaksikan dengan air.

Sifat senyawa ditunjukkan oleh nomor . . . . a. (1) dan (2)

b. (1) dan (3) c. (2) dan (3) d. (3) dan (4) e. (4) dan (5)

9. Air di isi dalam plastik ditaruh dalam bejana, dalam bejana ditaruk garam dengan banyak dan es akhirnya air dalam plastik menjadi beku (kenapa air dalam plastik dapat membeku)....

a. Garam dan es melepaskan kalor, air menerima kalor

(43)

35 b. Garam melepas kalor, air menerima kalor

c. Es melepas kalor, air menerima kalor d. Air melepas kalor

e. Air menerima kalor 10. Perhatikan data berikut !

1) Udara 2) Air cuka 3) Air aki 4) Air gula 5) Air garam

Di antara data di atas yang termasuk contoh senyawa adalah …..

a. 1 dan 2 b. 2 dan 3 c. 3 dan 4 d. 4 dan 5 e. 2 dan 4

Daftar Pustaka

Any Winarsih,dkk. 2008. IPA Terpadu untuk SMP/MTS Kelas VII. Jakarta:

Pusat Perbukuan Depdiknas

Koes, H, S., Prabowo, 1999. Konsep Dasar IPA, Jakarta: DIKTI Depdikbud Sri, Y, M., dkk, 2006. Konsep Dasar IPA, Bandung: UPI PRESS

Sunardi Yosaphat,dkk 2002. Konsep Dasar IPA 1, Jakarta: Pusat Penerbitan UT Turk, Jonatan. 1991. Physical Science. Philadelphia: Saunders College Publishing Tipler, P A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik, Jilid 2. Jakarta: Erlangga

(44)

PENDALAMAN MATERI ILMU PENGETAHUAN ALAM

MODUL 3

KEGIATAN BELAJAR 2 GAYA DAN ENERGI

Penulis

.

Kementerian Pendidikandan Kebudayaan 2019

(45)

37 A. Pendahuluan

1. Deskripsi Singkat

Pada Kegiatan Belajar 2 (KB.2), peserta PPG akan mengkaji ulang pemahaman IPA yang berkaitan dengan dua elemen penting penyusun segala yang dapat diobservasi di alam semesta ini yaitu: gaya dan energi.Saudara perhatikan gambar berikut ini:

Gambar 2.1 Ilustrasi Gaya

(Sumber: http://belajar-online3.blogspot.com/2015/04/)

Dari ilustrasi gambar di atas, pernahkah anda memperhatikan ketika ada batu melesat dari katepel, bola bergerak,sepeda tiba-tiba berhenti, berubah posisi, berubah bentuk. Apa yang menyebabkan semua itu? Betul, semua itu terjadi karena ada sebuah “Gaya”. Mengapa demikian? karena gaya adalah suatu kekuatan (tarikan atau dorongan) yang mengakibatkan benda yang dikenainya akan mengalami perubahan posisi atau kedudukan (bergerak), berhenti serta berubah bentuk.

Lalu apa yang menyebabkan penampakan benda tersebut berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya? Betul, itu semua karena peran energi.

Apa sesungguhnya energi? Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Sebuah benda dapat dikatakan mempunyai energi bila benda itu menghasilkan gaya yang dapat melakukan usaha atau kerja.

Energi merupakan kebutuhan yang esensial bagi perikehidupan manusia bahkan semua makhluk hidup. Manusia sebagai salah satu makhluk

(46)

38

hidup memerlukan energi, tidak hanyadigunakan untuk melakukan kegiatan seluruh sistem organ dalam tubuhnya, tetapi juga digunakan untuk mencari makan dan melakukan perkembangbiakan.

2. Relevansi

Materi kegiatan belajar 2 disajikan untuk membantu peserta PPG dalam rangka memahami gaya dan energi. Materi yang disajikan dalam KB 2 ini, terdiri dari konsep dasar dan contoh-contoh sederhana, dengan harapan mudah diserap oleh peserta PPG SD, sehingga akhirnya memiliki wawasan yang cukup luas dan mendasar tentang gaya dan energi serta aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.

3. Petunjuk Belajar

Tujuan pembelajaran Kegiatan Belajar 2 adalah peserta PPG memahami konsep gaya, jenis-jenis gaya, menganalisis bagaiamana cara mengukur gaya, menanalisis peristiwa sehari;hari yang berkaitan dengan gaya, memahamai konsep energi, menganalisis bentuk energi dan perubahannya dalam kehidupan sehari-hari, menganalisis bagaimana mengukur energi, menganalis pesawat sederhana, penggunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari, dan menganalisisii keuntungan mekanik dari pesawat sederhana.

Proses pembelajaran untuk KB pada modul ini memfasilitasi berkembangnya kemandirian belajar sebagai penciri khas proses pembelajaran pada program PPG.

Untuk membantu para peserta PPG dalam mempelajari Kegiatan Belajar 2 ini, ada baiknya diperhatikan beberapa petunjuk belajar berikut ini:

a. Memahami setiap komponen modul mulai dari komponen awal sampai akhir.

b. Memahami materi utama dan penunjang dengan membaca dan memaknainya.

c. Membaca berbagai sumber belajar lainnya yang relevan dengan materi yang sedang dipelajari.

(47)

39 d. Mendiskusikan hasil membaca pada forum diskusi melalui fasilitas

daring bersama peserta lain dan instruktur.

e. Mengerjakan setiap tugas secara mandiri dan tes formatif melalui fasilitas daring.

f. Mempraktikkan pengetahuan yang didapatkan dari proses pembelajaran kedalam praktik pembelajaran sehari-hari dan merefleksinya.

g. Menghubungi instruktur melalui fasilitas daring yang telah disediakan bila menemui kesulitan.

B. Inti

1. Capaian Pembelajaran

Menguasai teori dan aplikasi mencakup muatan materi Ilmu Pengetahuan Alam terdiri atas Metode Ilmiah, Makhluk Hidup dan Proses Kehidupan, Benda dan Sifatnya, Energi dan Perubahannya, Bumi dan Alam Semesta.

2. Sub Capaian Pembelajaran

a) Menguasai gaya dan aplikasinya dalam pembelajaran di SD

b) Menguasai energi dan perubahannya serta aplikasinya dalam pembelajaran di SD

3. Pokok-pokok Materi

Pokok-pokok materi Kegiatan Belajar 2 adalah (a) gaya, jenis-jenis gaya, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari; (b) energi, bentuk energi dan perubahannya, serta penerapannya dalam kehidupan sehari- hari; (c) pesawat sederhana.

4. Uraian Materi a. Gaya

Gambar 2.2 Ilustrasi Gaya (Sumber: https://www.google.com/search)

(48)

40

Perhatikan gambar tersebut di atas. Berdasarkan pengamatan saudara peristiwa apa yang terjadi? Betul, gambar tersebut menunjukkan seseorang sedang mendorong meja dan menarik meja.

Apa yang diberikan oleh orang tersebut terhadap meja? Betul, adalah

“gaya”

Pernahkah anda memperhatikan ketika ada benda bergerak, berubah posisi, berubah bentuk? Apa yang menyebabkan semua itu?

Betul, semua itu terjadi karena ada sebuah “Gaya” Mengapa demikian? karena gaya adalah suatu kekuatan (tarikan atau dorongan) yang mengakibatkan benda yang dikenainya akan mengalami perubahan posisi atau berubah bentuk.

Secara konseptual gaya adalah suatu kekuatan (Tarikan atau dorongan) yang mengakibatkan benda yang dikenainya akan mengalami perubahan gerak atau berubah bentuk.Kekuatan gaya berupa tarikan dan dorongan maksudnya adalah: (1) Tarikan mempunyai arah yang mendekati orang atau hewan atau benda yang menariknya ; (2) Dorongan mempunyai arah yang menjauhi orang atau hewan atau benda yang mendorongnya. Gaya disebut juga sebagai besaran vektor. Mengapa demikian? Selain mempunyai nilai, gaya juga mempunyai arah. Gaya dapat digambarkan dengan menggunakan diagram vektor berupa anak panah.

Arah anak panah menunjukkan arah gaya dan panjang anak panah menunjukkan besar gaya. Perhatikan contoh berikut:

Gambar 2.3 Diagram Vektor (Sumber: https://www.google.com/search)

(49)

41 Besar kecilnya maupun kuat lemahnya gaya yang harus kita keluarkan untuk suatu kegiatan, tergantung jenis kegiatannya.

Adakah hubungan gaya dengan percepatan? Coba perhatikan rumusan berikut F = m x a ini artinya apa? Betul, ini adalah hubungan antara percepatan gaya dengan masa, bahwa gaya adalah hasil kali masa dengan percepatan. Percepatan merupakan dampak dari adanya gaya yang bekerja pada suatu benda yang paling mudah diamati. Apa yang terjadi ketika gaya yang diberikann kepada suatu benda diperbesar?

dan apa yang yang terjadi ketika gaya pada siatu benda itu tidak ada?

Kemudian percepatan itu sendiri apa? Betul, percepatan adalah perubahan kecepatan dengan selang waktu yang terjadi pada perubahan tersebut. Maka rumusnya menjadi a = v/t.

Berdasarkan pemahaman F = m x a maka maka gaya memiliki sifat: 1) dapat mengubah bentuk benda; 2) dapat tmengubah arah gerak benda dan 3) dapat menyebabkan benda bergerak atau pindah tempat.

Jenis-jenis Gaya

Adanya sebuah gaya yang bekerja pada suatu benda maka jenisnya dapat dibedakan menjadi 2 yaitu gaya sentuh dan gaya tak sentuh.

Bagaimana membedakannya? perhatikan peristiwa pada gambar 2.4 dan 2.5 berikut ini:

Gambar 2.4 Gaya Listrik Statis Gambar 2.5 Gaya Pegas

(Sumber:https://www.google.com/search?safe=strict&sxsrf=ACYBGNT)

(50)

42

Setelah anda perhatikan peristiwa gambar di atas coba jawab pertanyaan berikut:

1) Apa perbedaan gaya yang terjadi antara kedua peristiwa pada gambar tersebut?

2) Mengapa potongan kertas tertarik oleh penggaris?

3) Apa yang terjadi ketika anak panah terlepas dari busurnya?

Mengapa potongan kertas tertarik oleh penggaris? Betul, potongan kertas tertarik karena adanya perbedaan muatan listrik. Peristiwa ini termasuk kepada jenis gaya tak sentuh, artinya gaya yang terjadi tanpa adanya persentuhan atau kontak langsung antara benda yang memiliki gaya dengan benda yang dikenai gaya.

Apa yang terjadi ketika anak panah terlepas dari busurnya? Betul, anak panah melesat dari busurnya karena adanya perenggangan atau pemampatan dengan menggunakan gaya pegas. Peristiwa ini termasuk kepada gaya sentuh, artinya merupakan gaya yang terjadi karena persentuhan ataupun kontak langsung antara benda yang memberikan gaya dan benda yang dikenai gaya.

Contoh gaya non kontak lainnya yang dapat diamati adalah:

1) Gaya magnet ialah gaya tarik atau tolak yang ditimbulkan oleh benda yang besifat magnet.

Contohnya: besi akan menempel/bergerak pada magnet yang didekatkan,

2) Gaya gravitasi merupakan gaya yang ditimbukan oleh benda untuk menarik benda lain ke arah pusat benda yang bersangkutan.

Misalnya gaya grafitasi bumi menarik benda benda di atas permukaan bumi ke arah pusat bumi.

Contohnya: buah mangga yang jatuh dari pohonnya, benda yang di lempar ke atas akan jatuh ke bumi.

3) Gaya listrik merupakan gaya yang ditimbulakan oleh muatan muatan listrik atau arus listrik.

(51)

43 Contohnya: Serpihan kertas akan bergerak naik turun ketika didekatkan dengan sisir atau penggaris plastik yang telah digosokan ke rambut, kipas angin ketika dihubungkan dengan sumber listrik akan bergerak.

Gaya kontak yang dapat diamati contohnya adalah sebagai berikut:

1) Gaya otot ialah gaya yang ditimbulkan oleh otot manusia dan hewan.

Contohnya: menendang bola, tarik tambang, membawa air dalam ember, kerbau menarik pedati.

2) Gaya pegas yaitu gaya yang ditimbulkan oleh benda yang mengalami pemampatan ataupun perenggangan .

Contohnya: karet gelang ditarik, bermain katepel, anak panah yang dilepaskan dari busurnya setelah ada tarikan/regangan.

3) Gaya gesek ialah gaya yang timbul dikarenakan adanya gesekan antara permukaan dua benda atau lebih.

Contohnya: mengasah pisau, mengamplas kayu, mengepel lantai, menyapu halaman.

Hukum Newton

Kita telah mempelajari tentang gerak, tetapi belum membahas lebih dalam tentang penyebab gerak. Mari kita pelajari hukum yang berlaku dan pengaruhnya!

Hukum I Newton

Perhatikan peristiwa berikut ini.

Ketika saudara mengendarai motor atau mobil, kemudian kendaraan tersebut tiba – tida di rem atau berhenti secara mendadak. Apa yang terjadi? Betul, badan anda akan terdorong ke depan atau cenderung maju kedepan. Hal inilah dimaksud dengan “kecenderungan untuk terus melaju”. Mengapa terus melaju? Betul, ketika benda bergerak cenderung untuk selalu tetap bergerak sampai ada gaya lain yang menghambatnya .

(52)

44

Peristiwa tersebut menunjukkan Hukum I Newton. Hukum ini menyebutkan “Setiap benda akan diam atau bergerak lurus beraturan jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol.”

Artinya, benda cenderung mempertahankan kedudukannya. Benda diam akan tetap diam dan ketika benda bergerak cenderung bergerak.

Maknanya adalah benda memiliki sifat untuk selalu mempertahankan keadaan diam atau bergeraknya.

Hukum I Newton dalam rumus fisikanya ialah sebagai berikut:

∑ F = 0 Hukum II Newton

Mari kita analisis peristiwa berikut.

Ketika saudara melempar batu ke atas secara vertikal. Apa yang terlihat dengan gerakan batu tersebut? Betul, pada awalnya batu tersebut akan melaju keatas dengan kecepatan yang konstan. Apa yang menyebabakan batu tersebut gerakannya melambat dan kemudian berhenti? Betul, akibat adanya gaya gravitasi akan memperlambat batu dan menghentikannya. Mengapa ketika batu tersebut jatuh kecepatannya bertambah? Betul, batu tersebut akan kembali ke bumi dengan kecepatan dari massa batu ditambah dengan adanya gaya gravitasi yang mempercepat batu tersebut.

Hukum Newton II, menyebutkan “Besarnya percepatan yang dialami suatu benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja terhadap benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massa bendanya.” Berdasarkan teori tersebut, percepatan yang timbul pada suatu benda karena dipengaruhi gaya yang bekerja pada benda, besarnya akan berbanding lurus dan searah dengan gaya itu dan berbanding terbalik dengan massa benda. Oleh karena itu, rumus Hukum Newton 2 adalah a= ^{∑ 𝐹}

𝑚

(53)

45 Hukum III Newton

Untuk memahami teori tersebut, bisa melihat contoh di kehidupan nyata. Perhatikan contoh berikut dan coba saudara lakukan: duduk di lantai dengan telapak kaki menempel di dinding, jejakan kaki saudara dua kali untuk dua gaya yang berbeda. Apa yang terjadi ketika saudara menjejakan kaki dengan kekuatan dorong yang lamban? Apa yang terjadi ketika saudara menjejakan kaki dengan kekuatan dorong yang kuat? Ya, saudara akan terdorong ke belakang linier sesuai dengan kekuatan dorongan saudara.

Hukum Newton III, menyatakan “Setiap ada gaya aksi yang bekerja pada suatu benda, maka akan timbul gaya reaksi yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan.” Maksud dari hukum tersebut ialah jika sebuah benda pertama mengerjakan gaya terhadap benda kedua, maka benda kedua pun mengerjakan gaya terhadap benda pertama yang besarnya sama tetapi berlawanan arah.

Bila dirumuskan maka Hukum Newton III menjadi seperti berikut:

F = m x a Keterangan

F = Gaya yang bekerja pada benda m = masa benda (kg)

a = percepatan benda (m/s²)

Untuk lebih paham tentang hukum Newton sebaiknya anda perhatikan

video berikut pada

https://www.youtube.com/watch?v=HvKoCSlHtHQ

Bagimana cara mengukur gaya yang dapat dilakukan? perhatikan ilustrasi berikut. Ketika ada sebuah gaya yang bekerja pada sebuah benda, apa yang perlu dipahami oleh anda? Betul, yang perlu dipahami adalah hubungan gaya, masa dan percepatan. Hubungan ini dapat didefinisikan dengan dengan rumus Gaya (F) = Massa (m) x Percepatan (a). Hal lain yang perlu diperhatikan ketika mengukur gaya

(54)

46

adalah: satuan standar untuk massa (kg), satuan standar untuk percepatan (m/s²), dan satuan standar untuk gaya adalah Newton (N) merupakan satuan dari 1N =1 kg x 1m/s². Kita ambil contoh soal:

Sebuah mobil dengan massa 1200 kg memiliki percepatan 3m/s². Berapa besarnya gaya yang diberikan kepada mobil tersebut?

Jawabannya adalah gaya mobil tersebut dapat diperoleh dengan mengalikan massa mobil dengan percepatanya:

Gaya (F) = Massa(m) x Percepatan (a) F = m x a

F = 1000kg x 3m/s² F = 3000 N

Pada konsep yang lebih rumit anda dapat mencari massa jika percepatan dan gayanya diketahui juga dapat mencari percepatan jika massa dan gayanya diketahui.

Diakhir pembahasan tentang gaya Anda kerjakan tugas dan pe