KURIKULUM 2013: bab 1 objek ipa dan pengamatannya

IPA dan penelitian ilmiah

•  Objek yang dikaji IPA adalah makhluk hidup, benda sekitar dan fenomena-fenomena yang terjadi didalamnya
•  Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) berkembang melalui proses penelitian oleh para ilmuwan. Seorang ilmuwan harus memiliki sikap/perilaku  yang jujur, objektif, penuh rasa ingin tahu, teliti dalam melakukan penelitiannya

Pengukuran dalam IPA

•  Dalam melakukan penelitian ilmiah para saintis menggunakan metode ilmiah (saintific method) meliputi perumusan masalah, pengumpulan data (observasi), hipotesis, experiment dan menyimpulkan masalah yang diteliti.
•  Pengukuran menjadi hal penting dalam proses pengamatan.
• Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran lain yang digunakan sebagai satuan. Misalnya mengukur massa dengan timbangan, mengukur panjang dengan mistar.

Besaran dan Satuan

• Besaran adalah Sesuatu yang bisa diukur.
• Besaran fisika dapat dikelompokkan menjadi besaran pokok dan besaran turunan
• Besaran pokok adalah besaran yang berdiri sendiri bukan merupakan turunan dari besaran lain, sedangkan Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok.
• Besaran pokok dan Satuan Internationalnya

Besaran pokok	Satuan (SI)	Alat ukur
Panjang	Meter (m)	Mistar, jangka sorong, dll
Massa	Kilogram (kg)	Timbangan, neraca
Waktu	Sekon (s)	Stop watch
Suhu	Kelvin (K)	Thermometer
Intensitas cahaya	Candela (cd)
Kuat arus	Ampere (A)	Amperemeter
Jumlah zat	Mol

• Selain dari besaran diatas, adalah besaran turunan.
•  Satuan merupakan pembanding dari  besaran yang sedang diukur. Satuan ada yang baku dan satuan tidak baku.
•  Satuan baku merupakan satuan yang disepakati oleh semua orang dan hasilnya pasti sama, contohnya meter untuk panjang, sekon untuk  waktu , sedangkan Satuan tidak bakuadalah satuan yang  bisa berbeda hasilnya ketika dilakukan oleh orang yang berbeda, misalnya depa, kaki.
• Contoh-Contoh  Soal:

1.      Perhatikan tabel di bawah ini!

No	Besaran	Satuan
1	Panjang	cm
2	Massa	kg
3	Waktu	sekon
4	Suhu	celcius

Besaran pokok dan satuannya menurut SI yang sesuai adalah nomor ... . (2 dan 3)

2.   Udin mengukur panjang meja dengan jengkal.  Ternyata panjang meja itu 10jengkal. Yang menunjukkan besaran pada kalimat itu adalah ... .

a.       Panjang          b. jengkal         c. meja             d. 7

Jawabannya: a. panjang. Jengakal adalah satuan dan 10 adalah nilainya.


3. Alat yang tepat untuk mengukur diameter dalam cincin adalah ... . Jangka sorong

 

SUMBER 1

Metode ilmiah merupakan suatu cara yang digunakan oleh para ilmuwan untuk memecahkan suatu permasalahan, serta menggunakan langkah-langkah yang sistematis, teratur, dan terkontrol.
                Ciri Metode Ilmiah Agar supaya himpunan pengetahuan ini dapat disebut ilmu pengetahuan harus digunakan perpaduan antara rasionalisme (deduksi) dan empirisme (induksi), yang dikenal sebagai metode keilmuan atau pendekatan ilmiah.Menurut H. Abu Ahmadi dan A. Supatmo :Ciri-ciri metode ilmiah yaitu : obyektivitas (bebas keyakinan, perasaan dan prasangka pribadi serta bersifat terbuka) , konsisten dan sistimatik
   Langkah-langkah Operasional Metode Ilmiah
a)Perumusan masalahyang dimaksud dengan masalah yaitu pernyataan apa, mengapa, ataupun bagaimana tentang obyek yang teliti. Masalah itu harus jelas batas-batasnya serta dikenal faktor faktor yang mempengaruhinya.

b)Penyusunan hipotesis yang dimaksud hipotesis yaitu suatu pernyataan yang menunjukkan kemungkinan jawaban untuk memecahkan masalah yang telah ditetapkan. Dengan kata lain, hipotesis merupakan dugaan yang tentu saja didukung oleh pengetahuan yang ada. Hipotesis juga dapat dipandang sebagai jawaban sementara dari permasalahan yang harus diuji  ebenarannya dalam suatu obserevasi atau eksperimentasi.c)Pengujian hipotesis yaitu berbagai usaha pengumpulan fakta-fakta yang relevan dengan hipotesis yang telah diajukan untuk dapat memperlihatkan apakah terdapat fakta-fakta yang mendukung hipotesis tersebut atau tidak. Fakta-fakta ini dapat diperoleh melalui pengamatan langsung dengan mata atau teleskop atau dapat juga melalui uji coba atau eksperimentasi, kemudian fakta-fakta dikumpulkan melalui penginderaan.

d)Penarikan kesimpulanpenarikan kesimpulan ini didasarkan atas penilaian melalui analisis dari fakta (data) untuk melihat apakah hipotesis yang diajukan itu diterima atau tidak.
Hipotesis itu dapat diterima bila fakta yang terkumpul itu mendukung pernyataan hipotesis. Bila fakta tidak mendukung maka hipotesis itu ditolak. Hipotesis yang diterima merupakan suatu pengetahuan yang kebenarannya telah diuji secara ilmiah, dan merupakan bagian dari ilmu pengetahuan. .perkembangan ilmu pengetahuan alam yang senantiasa dikelilingi landasan ilmu.

SUMBER 2

Pengukuran, Besaran dan Satuan ~ Plassa (Planet Studi Sains).

Pengukuran adalah kegiatan membandingkan nilai besaran yang diukur dengan alat ukur yang ditetapkan sebagai satuan. Contoh: mengukur panjang meja dengan sebatang pensil (panjang meja sebagai besaran, pensil sebagai alat ukur, dan panjang pensil sebagai satuannya).

A. BESARANBesaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan nilai.
Jika ditinjau dari arah dan nilainya, besaran dikelompokan menjadi dua, yaitu:

1. Besaran skalar, yaitu besaran yang hanya memiliki nilai tanpa memiliki arah. Contoh: massa, panjang, waktu, energi, usaha, suhu, kelajuan dan jarak.

2. Besaran vektor, yaitu besaran yang memiliki nilai dan arah. Contoh: gaya, berat, kuat arus, kecepatan, percepatan dan perpindahan.

Sedangkan, berdasarkan jenis satuannya, besaran dikelompokan menjadi dua, yaitu:

a. Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan lebih dahulu dan tidak tersusun atas besaran lain. Besaran pokok terdiri atas tujuh besaran. Tujuh besaran pokok dan satuannya berdasarkan sistem satuan internasional (SI) sebagaimana yang tertera pada tabel berikut:

Tabel Besaran Pokok dan Satuannya

Besaran Pokok	Satuan SI
Massa	kilogram (kg)
Panjang	meter (m)
Waktu	sekon (s)
Kuat Arus	ampere (A)
Suhu	kelvin (K)
Intensitas Cahaya	candela (Cd)
Jumlah Zat	mole (mol)

Sistem satuan internasional (SI) artinya sistem satuan yang paling banyak digunakan di seluruh dunia, yang berlaku secara internasional.

b. Besaran Turunan

Besaran turunan merupakan kombinasi dari satuan-satuan besaran pokok. Contoh besaran turunan adalah luas suatu daerah persegi panjang. Luas sama dengan panjang dikali lebar, dimana panjang dan lebar keduanya merupakan satuan panjang. Perhatikan tabel besaran turunan, satuan dan dimensi di bawah ini.

Tabel Besaran Turunan dan Satuannya

Besaran Turunan	Satuan SI
Gaya (F)	kg.m.s-2
Massa Jenis (p)	kg.m-3
Usaha (W)	kg.m2.s-2
Tekanan (P)	kg.m-1.s-2
Percepatan	m.s-2
Luas (A)	m2
Kecepatan (v)	m.s-1
Volume (V)	m3

B. SATUAN
Satuan adalah ukuran dari suatu besaran yang digunakan untuk mengukur. Jenis-jenis satuan yaitu:

a. Satuan Baku

Satuan baku adalah satuan yang telah diakui dan disepakati pemakaiannya secara internasional tau disebut dengan satuan internasional (SI).
Contoh: meter, kilogram, dan detik.
Sistem satuan internasional dibagi menjadi dua, yaitu:
1. Sistem MKS (Meter Kilogram Sekon)
2. Sistem CGS (Centimeter Gram Second)

Tabel Satuan Baku

Besaran Pokok	Satuan MKS	Satuan CGS
Massa	kilogram (kg)	gram (g)
Panjang	meter (m)	centimeter (cm)
Waktu	sekon (s)	sekon (s)
Kuat Arus	ampere (A)	statampere (statA)
Suhu	kelvin (K)	kelvin (K)
Intensitas Cahaya	candela (Cd)	candela (Cd)
Jumlah Zat	kilomole (mol)	mol

b. Satuan Tidak Baku

Satuan tidak baku adalah satuan yang tidak diakui secara internasional dan hanya digunakan pada suatu wilayah tertentu.
Contoh: depa, hasta, kaki, lengan, tumbak, bata dan langkah.

C. ALAT UKUR
Alat Ukur adalah sesuatu yang digunakan untuk mengukur suatu besaran.
Berbagai macam alat ukur memiliki tingkat ketelitian tertentu. Hal ini bergantung pada skala terkecil alat ukur tersebut. Semakin kecil skala yang tertera pada alat ukur maka semakin tinggi ketelitian alat ukur tersebut. Beberapa contoh alat ukur sesuai dengan besarannya, yaitu:
a. Alat Ukur Panjang

1. Mistar (Penggaris)

Mistar adalah ala ukur panjang dengan ketelitian sampai 0,1 cm atau 1 mm. Pada pembacaan skala, kedudukan mata pengamat harus tegak lurus dengan skala mistar yang di baca.

2. Jangka Sorong

Jangka sorong dipakai untuk mengukur suatu benda dengan panjang yang kurang dari 1mm. Skala terkecil atau tingkat ketelitian pengukurannya sampai dengan 0,01 cm atau 0,1 mm.
Umumnya, jangka sorong digunakan untuk mengukur panjang suatu benda, diameter bola, ebal uang logam, dan diameter bagian dalam tabung.
Jangka sorong memiliki dua skala pembacaan, yaitu:
a). Skala Utama/tetap, yang terdapat pada rahang tetap jangka sorong.
b). Skala Nonius, yaitu skala yang terdapat pada rahang sorong yang dapa bergeser/digerakan.

3. Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup merupakan alat ukur panjang dengan ingkat ketelitian terkecil yaiu 0,01 mm atau 0,001 cm.
Skala terkecil (skala nonius) pada mikrometer sekrup terdapat pada rahang geser, sedangkan skala utama terdapat pada rahang tetap.
Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur diameter benda bundar dan plat yang sangat tipis.

4. Alat Ukur Massa

Alat ukur yang digunakan untuk mengukur massa suatu benda adalah neraca. Berdasarkan cara kerjanya dan keelitiannya neraca dibedakan menjadi tiga, yaitu:

1. Neraca digital, yaitu neraca yang bekerja dengan sistem elektronik. Tingkat ketelitiannya hingga 0,001g.

2. Neraca O’Hauss, yaitu neraca dengan tingkat ketelitian hingga 0.01 g.

3. Neraca sama lengan, yaitu neraca dengan tingkat ketelitian mencapai 1 mg atau 0,001 g.

c. Alat Ukur Waktu

Satuan internasional untuk waktu adalah detik atau sekon. Satu sekon standar adalah waktu yang dibuuhkan oleh atom Cesium-133 untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali.

Alat yang digunakan untuk mengukur waktu, antara lain jam matahari, jam dinding, arloji (dengan ketelitian 1 sekon), dan stopwatch (ketelitian 0,1 sekon).

Mengkonversi Satuan Panjang, Massa, dan Waktu (Plassa). Setiap besaran memiliki satuan yang sesuai. Penggunaan satuan suatu besaran harus tepat, sebab apabila tidak sesuai akan berkesan janggal bahkan lucu. Misalnya seseorang mengatakan tinggi badannya 150ºC, orang lain yang mendengar mungkin akan tersenyum karena hal itu salah. Demikian pula dengan pernyataan bahwa suhu badan orang yang sehat biasanya 36 meter, terdengar janggal.

Hasil suatu pengukuran belum tentu dinyatakan dalam satuan yang sesuai dengan keinginan kita atau yang kita perlukan. Contohnya panjang meja 1,5 m, sedangkan kita memerlukan dalam satuan cm, satuan gram dinyatakan dalam kilogram, dari satuan milisekon menjadi sekon. Untuk mengonversi atau mengubah dari suatu satuan ke satuan yang lainnya diperlukan tangga konversi.Gambar 1.8 pada halaman 7 menunjukkan tangga konversi panjang, massa, dan waktu, beserta dengan langkah-langkah penggunaannya.

Tangga Konversi Panjang

Contoh Soal 1:
Nyatakan jarak 2000 m dalam satuan
a) cm
b) km
Pembahasan
Langkah-langkah berikut untuk menyelesaikan soal diatas.
1. perhatikan posisi konversi satuan yang ditanyakan, letaknya di atas atau di bawah posisi satuan yang diketahui,
2. jika posisinya di atas, dibagi dengan 10n dan jika posisinya di bawah, dikali 10n ,
3. nilai n adalah jumlah tangga di atas atau di bawah satuan yang diketahui.

a) 2000 m = … km
Satuan km berada 3 tangga (n = 3) di atas satuan m, maka
2000 m  = 2000/103 km
= 2000/1000 km
2000 m  = 2 km

b) 2000 m = … cm
Satuan cm berada 2 tangga (n = 2) di bawah posisi satuan m, maka
2000 m = 2000 x 102 cm
= 2000 x 100 cm
= 200000 cm
2000 m = 2 x 105 cm

Contoh Soal 2:
Konversikan 100 cm2 dalam satuan
a) m2
b) mm2
Pembahasan
a) 100 cm2 = … m2
Karena posisi satuan m2 berada 2 tangga di atas posisi satuan cm2 (n = 2 → 102n → 104), maka
100 cm2 = 100/104m2
= 100/10000 m2
= 0,01 m2
100 cm2 = 10-2 m2

b) 100 cm2 = … mm2
Posisi mm2 berada 1 tangga di bawah posisi satuan cm2 (n = 1 → 102n → 102 ), maka
100 cm2 = 100 x 102 mm2
= 100 x 100 mm2
= 10000 mm2
= 10000 mm2
100 cm2 = 104 mm2

SUMBER 3

Diposkan oleh Syahroni Syah on Tuesday, September 16, 2014

Sumber : http://bse.kemdikbud.go.id/buku/kurikulum2013

Pada bab ini, kita akan mempelajari apa yang diselidiki  dalam IPA, bagaimana melakukan pengamatan, serta mempelajari pengukuran sebagai bagian dari pengamatan.

A. Penyelidikan IPA

1) Proses

Penyelidikan ilmiah IPA melibatkan sejumlah proses yang harus dikuasai, antara lain seperti berikut :
a) Pengamatan

b) Membuat inferensi (merumuskan penjelasan berdasarkan pengamatan)

c) Mengomunikasikan

2) Kegunaan

Kemampuan penyelidikan ilmiah IPA merupakan keterampilan sepanjang hayat yang dapat digunakan dalam mempelajari berbagai macam ilmu, termasuk dalam kehidupan sehari-hari.

Adapun kegunaan belajar IPA dalam kehidupan sehari-hari antara lain:

a) Memahami berbagai hal di sekitar kita

b) Berfikir logis dan sistematis

c) Meningkatkan kuaitas hidup

d) Menyelesaikan masalah

3) Objek

Objek yang dipelajari dalam IPA meliputi seluruh benda di alam dengan segala interaksinya untuk dipelajari pola-pola keteraturannya.

B. Pengukuran sebagai Bagian dari Pengamatan

Pengukuran

Mengukur merupakan kegiatan penting dalam kehidupan dan kegiatan utama di dalam IPA. Segala sesuatu yang dapat diukur disebut besaran.

Mengukur merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan.

Satuan yang disepakati adalah satuan baku.

Dalam Satuan SI (sistem Internasional), setiap jenis ukuran memiliki satuan dasar, contohnya panjang memiliki satuan dasar meter. Untuk hasil pengukuran yang lebih besar atau kecil digunakan awalan-awalan kilo, mili, mikro dan lain-lain.

1) Besaran Pokok

Besaran yang satuannya didefinisikan (menggunakan satuan baku yang disepakati bersama) disebut besaran pokok.

a) Panjang

Panjang menggunakan satuan dasar SI meter (m). Satu meter setandar baku sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299792458 sekon.

Beberapa alat ukur panjang diantaranya: mistar atau penggaris, pita ukur, jangka sorong, dan mikrometer sekrup.

b) Massa

Massa adalah jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda. Dalam SI massa menggunakan satuan dasar kilogram (kg). Satu kilogram standar baku sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di Sevres, Paris, Prancis. Massa 1 kg setara dengan 1 liter air pada suhu 4^oC.

Massa suatu benda dapat diukur dengan neraca.

c) Waktu

Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa. Satuan SI untuk waktu adalah sekon (s). Satu sekon standar (baku) adalah waktu yang dibutuhkan atom Cesium untuk bergetar 9.192.631.770 kali.

Waktu dapat diukur dengan jam tangan atau stopwatch.

Berdasarkan hasil Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, Sistem Internasional disusun mengacu pada tujuh besaran pokok seperti tabel berikut:

Besaran Pokok	Satuan	Simbol Satuan
Panjang Massa Waktu Kuat Arus Suhu Jumlah Zat Intensitas Cahaya	meter kilogram sekon ampere kelvin mol candela	m kg s A K mol cd

2) Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang disusun dari satu atau lebih besaran pokok.

Pada kesempatan ini hanya dibahas 4 contoh besaran turunan.

1) Luas

Untuk benda yang berbentuk persegi, luas benda dapat ditentukan dengan mengalikan hasil pengukuran panjang dengan lebarnya.

2) Volume

Volume merupakan besaran turunan yang disusun dari besaran pokok panjang. Untuk mengukur volume benda padat yang bentuknya teratur, misalnya balok dapat ditentukan dengan mengukur terlebih dahulu panjang, lebar dan tingginya, kemudian dikalikan. Sedang untuk mengukur volume zat cair yang tidak memiliki bentuk tetap dapat menggunakan gelas ukur.

3) Konsentrasi Larutan

Konsentrasi larutan dapat dirummuskan sebagai massa zat terlarut deibagi dengan volume zat pelarut.

Konsentrasi Larutan	=	massa zat terlarut
		volume zat pelarut

4) Laju Pertumbuhan

Besaran panjang dan waktu dapat digunakan untuk menentukan pertumbuhan tanaman.

Laju Pertumbuhan	=	pertambahan tinggi
		selang waktu

SUMBER 4