Kata SambutanPuji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya, Pemer- intah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2008, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui situs internet (website) Jaringan Pendidikan Nasional. Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 34 Tahun 2008. Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis/ penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para siswa dan guru di seluruh Indonesia. Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini. Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan. Jakarta, Juli 2008 Kepala Pusat Perbukuan Kata Sambutan iii Kata PengantarKamu sekarang telah duduk di kelas VII SMP/MTs, tentunya akan ada perubahan teknik belajar karena ada penyesuaian dengan lingkungan yang baru. Kamu sudah mempelajari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) sewaktu SD. Pelajaran IPA di SD dan SMP terdapat perbedaan. Di SD IPA merupakan satu mata pelajaran, sedangkan di SMP IPA merupakan gabungan dari beberapa mata pelajaran, yakni, biologi, fisika, dan kimia yang dibahas lebih mendalam. Buku ini kami susun sesuai dengan program KTSP (Kurikulum Tingkat Satuan Pelajaran). Salah satu manfaat dari buku ini adalah membantu kalian dalam mempelajari IPA secara ter- padu dan kreatif. Buku pelajaran IPA kelas VII ini, terdiri dari 14 bab, yakni Besaran Fisika dan Pengukuran, Asam Basa dan Garam, Unsur Senyawa dan Campuran, Zat dan Wujudnya, Pemuaian, Kalor, Sifat Zat dan Pemisahan Campuran, Perubahan Materi dan Reaksi Kimia, Pengamatan Gejala Biotik dan Abiotik, Gerak, Mikroskop dan Keselamatan Kerja, Keanekaragaman Makhluk Hidup, Organisasi Kehidupan, dan Ekosistem Penyajian materi dalam buku IPA ini dilengkapi dengan bagian-bagian sebagai berikut: 1. Tujuan: agar kamu dapat mengetahui target yang akan dicapai setelah mempelajari materi dalam tiap bab. 2. Advance Organizer: untuk menambah motivasi dan daya tarik dalam mempelajari bab yang dibahas. 3. Peta Konsep: agar kamu memiliki gambaran secara umum tentang materi. 4. Kata-Kata Kunci: merupakan kumpulan kata/istilah yang harus dipahami. 5. Gambar dan Ilustrasi: sebagai sarana membantu pemahaman materi. 6. Contoh Soal: agar kamu mengetahui contoh penggunaan suatu persamaan atau konsep IPA untuk menyelesaikan persoalan. 7. Diskusikan: menantang kamu agar lebih kreatif dan aktif dalam belajar. 8. Asah Kemampuan: sebagai sarana meningkatkan kemampuan dalam menyelesaikan soal setelah satu atau beberapa sub bab selesai dipelajari. 9. Tokoh IPA: menampilkan tokoh yang berperan atau berjasa dalam pengembangan materi IPA atau berjasa dalam penemuan-penemuan penting yang terkait dengan materi. 10. Belajar IPA melalui Internet: agar kamu dapat lebih mendalam dalam mempelajari materi atau mencari informasi relevan melalui akses internet. 11. Warta IPA: berisikan berita atau informasi pengetahuan yang berkaitan dengan materi IPA. 12. Kegiatan Ilmiah: untuk menguji dan menerapkan kaidah atau konsep IPA. 13. Tugas Proyek: berisikan kegiatan agar kalian lebih memahami materi IPA melalui tugas-tugas di luar jam pelajaran yang menarik dan menantang. 14. Asah Jiwa Kewirausahaan: menampilkan usaha yang mungkin dapat dijadikan sebagai sarana menerapkan ilmu IPA dalam kehidupan sehari-hari. iv IPA Terpadu SMP/MTs Kelas VII 15. Rangkuman: agar kamu dapat memahami garis besar materi yang dipelajari. 16. Uji Kompetensi: sebagai sarana berlatih setelah materi dalam satu bab dibahas. 17. Refleksi Diri: berisi sarana untuk agar kamu dapat merenungkan kembali apa yang telah kamu pelajari 18. Evaluasi Akhir Semester: menguji penguasaan materi yang dipelajari dalam satu semester. 19. Kunci Jawaban: sebagai sarana untuk mengetahui ketepatan jawaban dari soal uji kompe- tensi dan evaluasi. Akhirnya, kami berharap semoga buku ini dapat bermanfaat sebagai salah satu media belajar IPA dan membantu kamu dalam mempelajari materi IPA secara terpadu dan kreatif. Semarang, Maret 2008 Tim Penulis Kata Pengantar PendahuluanBuku ini merupakan gabungan dari tiga materi pelajaran IPA, yaitu Kimia, Fisika, dan Biologi. Setiap bab membahas materi dari pelajaran berbeda yang diurutkan sesuai dengan Standar Isi 2006. Buku ini mencoba menyajikan materi semenarik mungkin bagi siswa. Selain gambar, ter- dapat beberapa pernik yang ditampilkan untuk mempermudah pemahaman materi suatu bab. 1. Tujuan Pembelajaran Tujuan pembelajaran memberikan gambaran target yang akan dicapai pengguna buku setelah mempelajari materi setiap bab. 2. Peta Konsep Peta konsep merupakan bagan untuk memudahkan alur berpikir siswa ketika mempelajari materi setiap bab. 3. Gambar Advance Organizer Gambar ini akan memberikan gambaran agar siswa tertarik untuk mempelajari materi yang disajikan. 4. Kata Kunci Kata kunci berisi kata-kata yang menjadi inti pembahasan materi dalam setiap bab. 5. Gambar dan Ilustrasi Gambar ilustrasi yang disajikan akan membantu siswa memahami materi. 6. Warta IPA Warta IPA berisi informasi singkat sebagai tambahan terkait dengan materi setiap bab. 7. Tokoh IPA Tokoh IPA mengenalkan siswa dengan orang-orang berjasa yang terkait dengan materi. 8. Contoh Soal Contoh soal berisi contoh-contoh penyelesaian suatu soal agar siswa mengetahui contoh penggunaan suatu persamaan atau konsep IPA untuk menyelesaikan persoalan. 9. Asah Kemampuan Asah kemampuan akan mengajak siswa untuk menguji kemampuan setelah mempelajari materi. 10. Kegiatan Ilmiah Suatu kegiatan yang dapat meningkatkan keterampilan, kerja sama, serta kreativitas siswa di luar jam pelajaran. 11. Diskusikan Bahan diskusi yang disajikan akan menantang siswa agar lebih kreatif dan aktif dalam belajar. 12. Belajar IPA melalui Internet Ini memberikan rujukan website di Internet agar siswa dapat lebih mendalami materi pela- jaran. 13. Tugas Proyek Tugas Proyek berisi kegiatan agar siswa lebih memahami materi IPA melalui tugas-tugas di luar jam pelajaran yang menarik dan menantang. 14. Asah Jiwa Kewirausahaan Asah jiwa kewirausahaan menampilkan usaha yang mungkin dapat dijadikan sebagai sarana menerapkan ilmu IPA dalam kehidupan sehari-hari. vi IPA Terpadu SMP/MTs Kelas VII 15. Uji Kompetensi Uji kompetensi memuat soal pilihan ganda dan uraian untuk menguji pemahaman siswa setelah membahas materi di setiap akhir bab. 16. Refleksi Diri Refleksi diri berisi sarana untuk agar kamu dapat merenungkan kembali apa yang telah siswa pelajari. 17. Evaluasi Akhir Semester Gasal dan Genap Evaluasi akhir semester berisi soal pilihan ganda dan soal uraian untuk menguji pemaha- man siswa setelah membahas seluruh materi buku. 18. Kunci Jawaban Kunci jawaban merupakan sarana untuk mengetahui ketepatan jawaban dari soal uji kom- petensi dan evaluasi. 19. Daftar Pustaka Daftar pustaka memuat buku-buku yang digunakan sebagai sumber untuk menulis buku ini. Di bagian akhir buku, disajikan juga “ Simbol Alfabetis”, “Indeks”, dan “Glosarium”, Bagian ini diharapkan bisa membantu siswa maupun guru akan istilah-istilah dan simbol-simbol tertentu yang baru atau jarang digunakan. Demikian beberapa hal dalam penyajian buku ini. Semoga beberapa hal di atas menambah semangat dalam belajar, selain tentu saja guru dalam mengajar. Mendidik memang seperti mena- nam pohon keras, hasilnya tidak dapat langsung dirasakan. Oleh karena itu, langkah-langkah kecil menjadi sangat berarti. Selamat belajar! Pendahuluan vii BAB I Tujuan Pembelajaran BESARAN FISIKA Setelah mempelajari bab ini, kamu diharapkan dapat: 1. m engi ndent i f i k asi besaran pok ok dan t urunan beser t a satuannya; DAN PENGUKURAN 2. m elakukan pengukuran pada besaran panjang, massa, waktu, dan suhu dengan alat ukur yang sesuai secara teliti. Peta KonsepBESARAN FISIKA DAN PENGUKURAN Mengidentifikasi Besaran Keselamatan Kerja Fisika ke dalam Besaran Pengukuran terhadap dalam Pengukuran Pokok dan Turunan Besaran Fisika Satuan Besaran Pokok Suhu dan Besaran Turunan Termometer Konversi Satuan Jangka Sorong Sto pwatc h Mikrometer Sekrup Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Gambar 1.1 Suasana Pasar Tradisional Foto: Dokumentasi Penerbit Kegiatan yang berhubungan dengan pengukuran sering kita temukan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya di pasar. Sebagai contoh, pedagang sembako dan sayur menimbang massa barang sembako dan sayur untuk dijual secara eceran, pedagang kain mengukur panjang dan lebar kain dengan meteran kain, serta pembeli sepulang dari pasar melihat jamnya untuk memperkirakan waktu kedatangan angkutan umum. Massa, panjang, dan waktu termasuk besaran fi sika. Karena dalam kehidupan sehari-hari banyak terdapat kegiatan yang berhubungan dengan pengukuran besaran fi sika, maka sangatlah penting bagi kalian untuk m em pelajari pengukuran tersebut secara baik . Dapatkah kalian melakukan pengukuran secara benar dan teliti? Sudahkah kalian menjaga keselamatan kerja ketika melakukan pengukuran? 2 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang mempunyai pengaruh Kata- Kata Kunci besar terhadap perkembangan ilmu pengetahuan yang lainnya, (Key Words) misalnya teknologi elektronika, teknologi informasi, dan teknologi besaran fi sika alat ukur. Hal ini disebabkan di dalam fisika mengandung prinsip- besaran pokok prinsip dasar mengenai gejala-gejala alam yang ada di sekitar kita. besaran turunan Fenomena dan gejala-gejala alam tersebut meliputi besaran-besaran satuan SI dan CGS fisika di antaranya: gerak, cahaya, kalor, listrik, dan energi. meter standar Penerapan besaran-besaran fisika dalam aktivitas kegiatan satu kilogram sehari-hari senantiasa berkaitan dengan pengamatan dan pengu- satu detik kuran. Sebagai contoh, informasi kecepatan gerak pesawat terbang konversi bagi seorang pilot berguna untuk mengoperasikan pesawat yang pengukuran dikendalikannya. Besarnya suhu badan kita merupakan informasi jangka sorong mikrometer sekrup untuk mengetahui apakah badan kita sehat atau tidak. Sepatu dan neraca tiga lengan pakaian yang kita gunakan mempunyai ukuran tertentu. termometer Melihat betapa pentingnya pengukuran besaran fisika, maka di keselamatan kerja dalam bab ini akan dipelajari pengertian besaran fisika, pengukuran besaran fisika yang meliputi massa, panjang, waktu, dan suhu serta konversi satuannya. A. Besaran Fisika dan Satuan 1. Pengertian Besaran Fisika, Besaran Pokok, dan Besaran Turunan Berapakah tinggi dan berat badanmu? Tentu saja kamu dapat mengukur secara langsung tinggi badanmu dengan alat ukur meteran pita, misalnya 165 cm. Bagaimana dengan berat badanmu? Di dalam pembicaraan kita sehari-hari yang dimaksud dengan berat badan adalah massa, sedangkan dalam fisika pengertian berat dan massa berbeda. Berat badan dapat kita tentukan dengan menggunakan alat timbangan berat badan. Misalnya, setelah ditimbang berat badanmu 50 kg atau dalam fisika bermassa 50 kg. Tinggi atau panjang dan massa adalah sesuatu yang dapat kita ukur dan dapat kita nyatakan Gambar 1.2 M assa Seorang dengan angka dan satuan. Panjang dan massa merupakan besaran Pesumo merupakan Besaran Pokok fisika. Jadi, besaran fisika adalah ukuran fisis suatu benda yang Sumber Gambar: http://id. dinyatakan secara kuantitas. wikipedia.org (2008) Selain besaran fisika juga terdapat besaran-besaran yang bukan besaran fisika, misalnya perasaan sedih, gembira, dan lelah. Karena perasaan tidak dapat diukur dan tidak dapat dinyatakan dengan angka dan satuan, maka perasaan bukan besaran fisika. Belajar IPA melalui Internet Kamu dapat belajar materi ini dengan mengakses website www.e-dukasi.net/ mapok/ mp_full.php?. id=224 Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Besaran fisika dikelompokkan menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang sudah ditetapkan terlebih dahulu. Adapun, besaran turunan merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok. Sistem satuan besaran fisika pada prinsipnya bersifat standar atau baku, yaitu bersifat tetap, berlaku universal, dan mudah digunakan setiap saat dengan tepat. Sistem satuan standar ditetapkan pada tahun 1960 melalui pertemuan para ilmuwan di Sevres, Paris. Sistem satuan yang digunakan dalam dunia pendidikan dan pengetahuan dinamakan sistem metrik, yang dikelompokkan menjadi sistem metrik besar atau MKS ( Me te r Kilogram Se c ond ) yang disebut sistem internasional atau disingkat SI dan sistem metrik kecil atau CGS ( Ce ntime te r Gram Se c o nd ). Besaran pokok dan besaran turunan beserta dengan satuannya dapat dilihat dalam Tabel 1.1 dan Tabel 1.2 berikut. Tabel 1.1 Satuan Besaran Pokok dalam Sistem M etrik No. Besaran Pokok Satuan SI / M KS Singkatan Satuan Sistem CGS Singkatan 1 Panjang cm 2 Massa 5 Kuat arus listrik statA 6 Intensitas cahaya ampere A stat ampere Cd candela Cd candela 7 Jumlah zat kilo mol mol Selain tujuh besaran pokok di atas, terdapat dua besaran pokok kmol mol tambahan, yaitu sudut bidang datar dengan satuan radian (rad) dan sudut ruang dengan satuan steradian (sr). Tabel 1.2 Beberapa Besaran Turunan beserta Satuannya No. Besaran Turunan Penjabaran dari Besaran Pokok Satuan Sistem M KS 1 Luas Panjang × Lebar 2 Volume Panjang × Lebar × Tinggi 3 Massa jenis Massa : Volume kg/m 3 4 Kecepatan Perpindahan : Waktu m/s 5 Percepatan Kecepatan : Waktu m/s 2 6 Gaya Massa × Percepatan newton (N) = kg.m/s 2 7 Usaha Gaya × Perpindahan joule (J) = kg.m 2 /s 2 8 Daya Usaha : Waktu watt (W) = kg.m 2 /s 3 9 Tekanan Gaya : Luas pascal (Pa) = N/m 2 10 Momentum Massa × Kecepatan kg.m/s 4 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII Gambar 1.3 Volume Air di Bak adalah Besaran Turunan Sumber Foto: Dokumentasi Penerbit Satuan Sistem Internasional (SI) digunakan di seluruh negara dan berguna untuk perkembangan ilmu pengetahuan dan perdagangan antarnegara. Kamu dapat membayangkan betapa kacaunya per- dagangan apabila tidak ada satuan standar, misalnya satu kilogram dan satu meter kubik. a. Satuan Internasional untuk Panjang Hasil pengukuran besaran panjang biasanya dinyatakan dalam satuan meter, centimeter, milimeter, atau kilometer. Satuan besaran Gambar 1.4 M eter Standar panjang dalam SI adalah meter. Pada mulanya satu meter ditetapkan yang Terbuat dari Campuran 1 Platina- Iridium sama dengan panjang sepersepuluh juta dari jarak Sumber Gambar: http:// kutub utara ke khatulistiwa melalui Paris. Kemudian dibuatlah batang museum.nist.gov (2008) meter standar dari campuran Platina-Iridium. Satu meter didefinisikan sebagai jarak dua goresan pada batang ketika bersuhu 0ºC. Meter standar ini disimpan di Inte rnatio nal Bure au o f We ights and Me asure di Sevres, dekat Paris. Batang meter standar dapat berubah dan rusak karena dipengaruhi suhu, serta menimbulkan kesulitan dalam menentukan ketelitian pengukuran. Oleh karena itu, pada tahun 1960 definisi satu meter diubah. Satu meter didefinisikan sebagai jarak 1650763,72 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom gas krypton-86 dalam ruang hampa pada suatu lucutan listrik. Pada tahun 1983, Konferensi Internasional tentang timbangan dan ukuran memutuskan bahwa satu meter merupakan jarak yang ditempuh cahaya pada selang waktu sekon. Penggunaan kecepatan cahaya ini, karena nilainya dianggap selalu konstan. b. Satuan Internasional untuk M assa Gambar 1.5 Kilogram Standar Besaran massa dalam SI dinyatakan dalam satuan kilogram yang Terbuat dari Campuran (kg). Pada mulanya para ahli mendefinisikan satu kilogram sebagai Platina- Iridium massa sebuah silinder yang terbuat dari bahan campuran Platina dan Sumber Gambar: http:// physics.nist.gov (2008) Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Iridium yang disimpan di Sevres, dekat Paris. Untuk mendapatkan ketelitian yang lebih baik, massa standar satu kilogram didefinisikan sebagai massa satu liter air murni pada suhu 4ºC. c. Satuan Internasional untuk Waktu Besaran waktu dinyatakan dalam satuan detik atau sekon dalam Gambar 1.6 Jam Atom Sumber Gambar: http:// SI. Pada awalnya satuan waktu dinyatakan atas dasar waktu rotasi id.wikipedia.org/ (2008) bumi pada porosnya, yaitu 1 hari. Satu detik didefinisikan sebagai kali satu hari rata-rata. Satu hari rata-rata sama dengan 24 jam = 24 ˆ 60 ˆ 60 = 86400 detik. Karena satu hari matahari tidak selalu tetap dari waktu ke waktu, maka pada tahun 1956 para ahli menetapkan definisi baru. Satu detik adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9192631770 kali. Tokoh IPA Christiaan Huygens Christiaan Huygens (14 April 16 2 9 —8 Juli 16 9 5 ), merupakan ahli matematika dan ahli fi sika; lahir di Den Haag, Belanda, sebagai anak dari Constantin Huygens. Ahli sejarah umumnya mengaitkan Huygens dengan revolusi ilmiah. Christiaan umumnya menerima penghargaan minor atas perannya dalam perkembangan kalkulus modern. Ia juga mendapatkan peringatan atas argumennya bahwa cahaya terdiri dari gelombang. Tahun 1655, ia Gambar 1.7 Christian Huygens menemukan bulan Saturnus, yaitu Titan. Selain itu, Christiaan Huygens adalah Sumber Gambar: http:// penemu pertama jam pendulum atau jam bandul. www.wikipedia.org (2008) 2. Mengonversi Satuan Panjang, Massa, dan Waktu 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. 6 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII 6 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII km (kilometer) naik tangga dibagi 1 km 2 (kilometer kuadrat) (hektometer) turun tangga dik hm 2 (hektometer kuadrat) dam (dekameter) dam 2 (dekameter kuadrat) m (meter) m 2 (meter kuadrat) 0 dm 2 (desimeter kuadrat) 00 ali 1 cm 2 (centimeter kuadrat) 0 mm (milimeter) 00 mm 2 (milimeter kuadrat) km 3 (kilometer kubik) naik tangga dibagi 1 turun tangga dik hm 3 (hektometer kubik) dam 3 (dekameter kubik) m 3 (meter kubik) dm 3 (desimeter kubik) (centimeter kubik) mm 3 (milimeter kubik) Gambar 1.8 Tangga Konversi Panjang Sumber Gambar: Dokumentasi Penerbit Contoh Soal 1.1 Soal Nyatakan jarak 2000 m dalam satuan 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 10 n dan jika posisinya di bawah, dikali 10 n , 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 b) 2000 m = … cm Satuan cm berada 2 tangga ( n = 2) di bawah posisi satuan m, maka 2000 m = 2000 ˆ 10 2 cm = 2000 ˆ 100 cm = 200000 cm 2000 m =2 ˆ 10 5 cm Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Contoh Soal 1.2 Soal Konversikan 100 cm 2 dalam satuan Karena posisi satuan m 2 berada 2 tangga di atas posisi satuan cm 2 ( n =2 Posisi mm 2 berada 1 tangga di bawah posisi satuan cm 2 ( n =1 2n → 10 2 → 10 ), maka 100 cm 2 = 100 ˆ 10 2 mm 2 = 100 ˆ 100 mm 2 = 10000 mm 2 = 10000 mm 2 100 cm 2 = 10 4 mm 2 Contoh Soal 1.3 Soal Nyatakan massa benda 10000 g dalam satuan Perhatikan tangga konversi massa di samping! naik tangga dibagi 1 (kilogram) turun tangga dik hg a) (hektogram) 10000 g = … kg Posisi g berada 3 tangga di bawah posisi satuan kg g (gram) dg (desigram) Gambar 1.9 Tangga Konversi M assa 1000 Sumber Gambar: Dokumentasi Penerbit kg 10000 g = 10 kg 8 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII 8 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII 3 mg = 10000 = 10000000 mg 10000 g = 10 7 mg Contoh Soal 1.4 Soal Nyatakan waktu 10 sekon dalam satuan Perhatikan tangga konversi waktu di samping! ks (kilosekon) naik tangga dibagi 1 a) (hektosekon) 10 sekon = … das turun tangga dik hs das (dekasekon) Posisi satuan sekon (s) berada 1 tangga di bawah (sekon) 0 posisi satuan das 0 ms (centisekon) (milisekon) 10 1 Gambar 1.10 Tangga Konversi Waktu 10 Sumber Gambar: Dokumentasi Penerbit = das 10 sekon = 1 das b) 10 sekon = … ms Posisi satuan sekon (s) berada 3 tangga di atas posisi satuan ms 10 sekon = 10 ˆ 10 3 ms = 10 ˆ 1000 ms = 10000 ms 10 sekon = 10 4 ms 3. Awalan Satuan dan Sistem Satuan di Luar Sistem M etrik Di samping satuan sistem metrik, juga dikenal satuan lainnya yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari, misalnya liter, inci, yard, feet, mil, ton, dan ons. Satuan-satuan tersebut dapat dikonversi atau diubah ke dalam satuan sistem metrik dengan patokan yang ditentukan. Konversi besaran panjang menggunakan acuan sebagai berikut: • 1 mil = 1760 yard (1 yard adalah jarak pundak sampai ujung jari tangan orang dewasa). Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran 1 yard = 3 feet (1 feet adalah jarak tumit sampai ujung jari kaki orang dewasa). 1 feet = 12 inci (1 inci adalah lebar maksimal ibu jari tangan orang dewasa). 1 inci = 2,54 cm 1 cm = 0,01 m Satuan mil, yard, feet, inci tersebut dinamakan satuan sistem Inggris. Untuk besaran massa berlaku juga sistem konversi dari satuan sehari-hari maupun sistem Inggris ke dalam sistem SI. Contohnya sebagai berikut. • 1 ton = 1000 kg 1 ons (oz) = 0,02835 kg 1 kuintal = 100 kg 1 pon (lb) = 0,4536 kg = 14,59 kg Satuan waktu dalam kehidupan sehari-hari dapat dikonversi ke 1 slug dalam sistem SI yaitu detik atau sekon. Contohnya sebagai berikut. • 1 menit = 60 detik Di dalam sistem metrik juga dikenal sistem awalan dari sistem MKS baik ke sistem makro maupun ke sistem mikro. Perhatikan Tabel 1.3 berikut ini. Tabel 1.3 Awalan Satuan Sistem M etrik Besaran Panjang Sistem Awalan Satuan G Konversi 9 10 Makro 10 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII Penelitian jagad mikro dengan konversi sistem mikro banyak berkembang dalam bidang teknolgi dewasa ini, contohnya teknologi nano yang menyelidiki jagad renik seperti sel, virus, bakteriofage, dan DNA. Adapun penelitian jagad makro menggunakan konversi sistem makro karena objek penelitiannya mencakup wilayah lain dari jagad raya, yaitu objek alam semesta di luar bumi. 4. M engonversi Satuan Besaran Turunan Besaran turunan memiliki satuan yang dijabarkan dari satuan besaran- besaran pokok yang mendefinisikan besaran turunan tersebut. Oleh karena itu, seringkali dijumpai satuan besaran turunan dapat berkembang lebih dari satu macam karena penjabarannya dari definisi yang berbeda. Sebagai contoh, satuan percepatan dapat ditulis dengan m/s 2 dapat juga ditulis dengan N/kg. Satuan besaran turunan dapat juga dikonversi. Perhatikan beberapa contoh di bawah ini! • 1 dyne = 10 -5 newton 1 erg = 10 -7 joule = 10 -4 tesla Contoh Soal 1.5 Soal Nyatakan satuan kecepatan 36 km/jam dalam satuan m/s! Pembahasan 36 km 36 km/jam 1 jam 36000 m = 3600 sekon m = 10 s 36 km/jam = 10 m/s Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Contoh Soal 1.6 Soal Konversikan satuan massa jenis air 1 g/cm 3 dalam satuan kg/m 3 ! Pembahasan 1 kg 1 g/cm 3 10 1 3 1m 6 10 kg 1000000 kg 33 = 10 m 1000 m 3 = 1 g/cm 3 = 1000 kg/m 3 Asah Kemampuan 1.1 1. Tono mengendarai motor dengan kelajuan 72 km/jam. Konversikan satuan kelajuan motor Tono dalam satuan m/s! 2. Sebongkah es dapat terapung di permukaan air karena massa jenis es lebih kecil daripada massa jenis air. Es bermassa jenis 0,8 g/cm 3 dan air 1 g/cm 3 . Konversikan satuan massa jenis es dan air tersebut dalam satuan kg/m 3 ! 3. Adik sakit batuk. Ibu memberinya obat sehari 3 ˆ 1 sendok makan. Apabila 1 sendok makan sama dengan 5 ml, nyatakan satuannya dalam cc, liter, dm 3 , dan m 3 ! Diskusikan 1.1 Buatlah kliping tentang sistem konversi berbagai macam besaran yang kalian jumpai. Susun dan kelompokkanlah ke dalam besaran pokok dan besaran turunan pada tabel secara terpisah. Diskusikan dengan temanmu kliping yang sudah kalian buat! 12 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII B. Pengukuran Besaran Fisika Peranan pengukuran dalam kehidupan sehari-hari sangat penting. Seorang tukang jahit pakaian mengukur panjang kain untuk dipotong sesuai dengan pola pakaian yang akan dibuat dengan menggunakan meteran pita. Penjual daging menimbang massa daging sesuai kebutuhan pembelinya dengan menggunakan timbangan duduk. Seorang petani tradisional mungkin melakukan pengukuran panjang dan lebar sawahnya menggunakan satuan bata, dan tentunya alat ukur yang digunakan adalah sebuah batu bata. Tetapi seorang insinyur sipil mengukur lebar jalan menggunakan alat meteran kelos untuk mendapatkan satuan meter. Apakah yang dimaksud dengan Gambar 1.11 Daging Sapi pengukuran itu? Untuk memahaminya lakukan kegiatan berikut ini. Dijual dengan Harga per Kilogram Foto: Dokumentasi Penulis Kegiatan Ilmiah 1.1 Pengukuran dengan Satuan Baku dan Tidak Baku Tujuan Memahami pengukuran dengan satuan baku dan tidak baku secara baik dan benar Alat dan bahan Meja dan penggaris Petunjuk Kerja 1. Ukurlah panjang dan lebar meja sebuah meja dengan jengkal tanganmu (jengkal = jarak ujung ibu jari sampai ujung jari kelingking). Tulislah hasilnya dalam tabel. 2. Mintalah pada teman sebangkumu untuk melakukan hal yang sama. Catat hasilnya. 3. Lakukan kegiatan 1 dan 2, tetapi dengan menggunakan alat ukur penggaris/mistar plastik. Catat hasilnya dan bandingkan pengukuranmu dengan teman sebangkumu. Tabel 1.4 Hasil Pengukuran Panjang M eja Alat Ukur Panjang M eja Jengkalmu … jengkal Jengkal temanmu … jengkal Penggaris plastik (pengukuranmu) … cm Penggaris plastik (pengukuran temanmu) … cm Pertanyaan 1. Satuan manakah (jengkal atau cm) yang mempunyai nilai hasil pengukuran yang sama? 2. Mengapa jengkal merupakan satuan tidak baku, sedangkan cm termasuk satuan baku? Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Berdasarkan Kegiatan Ilmiah 1.1, kamu telah mengukur panjang suatu meja, misalnya kamu mendapatkan panjang meja tersebut lima jengkal. Kegiatan yang kamu lakukan tersebut merupakan membandingkan besaran panjang dengan satuan jengkal. Dalam fisika, kegiatan tersebut dinamakan pengukuran. Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran dengan suatu satuan. Contoh lain adalah ketika kita mengukur panjang meja dengan penggaris, misalnya didapat panjang meja 100 cm, maka panjang meja merupakan besaran, 100 merupakan hasil dari pengukuran sedangkan cm adalah satuannya. Beberapa aspek pengukuran yang harus diperhatikan yaitu ketepatan (akurasi), kalibrasi alat, ketelitian (presisi), dan kepekaan (sensitivitas). Dengan aspek-aspek pengukuran tersebut diharapkan mendapatkan hasil pengukuran yang akurat dan benar. Berikut ini akan kita bahas pengukuran besaran-besaran fisika, meliputi panjang, massa, dan waktu. 1. Pengukuran Panjang Alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang benda haruslah sesuai dengan ukuran benda. Sebagai contoh, untuk mengukur lebar buku kita gunakan pengaris, sedangkan untuk mengukur lebar jalan raya lebih mudah menggunakan meteran kelos. a. Pengukuran Panjang dengan M istar Penggaris atau mistar berbagai macam jenisnya, seperti penggaris yang berbentuk lurus, berbentuk segitiga yang terbuat dari plastik atau logam, mistar tukang kayu, dan penggaris berbentuk pita (meteran pita). Mistar mempunyai batas ukur sampai 1 meter, sedangkan meteran pita dapat mengukur panjang sampai 3 meter. Mistar memiliki ketelitian 1 mm atau 0,1 cm. Gambar 1.12 Berbagai Alat Ukur Panjang Foto: Dokumentasi Penerbit Posisi mata harus melihat tegak lurus terhadap skala ketika membaca skala mistar. Hal ini untuk menghindari kesalahan pemba- caan hasil pengukuran akibat beda sudut kemiringan dalam melihat atau disebut dengan kesalahan paralaks. 14 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII 21,7 cm (Benar) 21,6 cm (Salah) 21,8 cm (Salah) Benda yang diukur Gambar 1.13 Pembacaan Skala Sumber Gambar: Dokumentasi Penerbit W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W W Warta IPA W W W M istar Terpanjang Cahaya merambat menurut garis lurus maka dapat dijadikan mistar terpanjang. Contohnya sinar laser. Dengan sinar laser kita dapat mengukur jarak bumi ke bulan. Gambar di samping merupakan pembangkit sinar laser. Sinar laser dipancarkan dari bumi ke bulan. Kemudian dipantulkan kembali ke bumi oleh re fl ektor dengan mengukur waktu ( t) yang diperlukan sinar laser dari bumi ke bulan, dan kembali lagi ke bumi. Kita dapat mengukur jarak (c ˆ t) ( s) bumi ke bulan dengan rumus, s= , dengan c = cepat rambat 2 Gambar 1.14 cahaya/ sinar laser =3 ˆ 10 8 m/ s. Pembangkit Sinar Laser Sumber Gambar: www.phy. ncku.edu.tw (2008) b. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong Sumber: Ilmu Pengetahuan Populer Bagaimanakah mengukur kedalaman suatu tutup pulpen? Untuk mengukur kedalaman tutup pulpen dapat kita gunakan jangka sorong. Jangka sorong merupakan alat ukur panjang yang mempunyai batas ukur sampai 10 cm dengan ketelitiannya 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter cincin dan diameter bagian dalam sebuah pipa. Bagian-bagian penting jangka sorong yaitu 1. rahang tetap dengan skala tetap terkecil 0,1 cm 2. rahang geser yang dilengkapi skala nonius. Skala tetap dan nonius mempunyai selisih 1 mm. Rahang Tetap Sekrup Penjepit Skala Utama Skala Nonius Rahang Geser Gambar 1.15 Bagian- Bagian Jangka Sorong Sumber: www.loscoltrahues.com (2008) Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Contoh Soal 1.7 Soal Hitunglah diameter baut pada gambar berikut! Pembahasan 1. Langkah pertama Tentukan terlebih dahulu skala utama. Pada gambar terlihat skala nol nonius terletak di antara skala 2,4 cm dan 2,5 cm pada skala tetap. Jadi, skala tetap bernilai 2,4 cm. 2. Langkah kedua Menentukan skala nonius. Skala nonius yang berimpit dengan skala tetap Gambar 1.16 Contoh Hasil Pengukuran adalah angka 7. Jadi, skala nonius bernilai Diameter Baut dengan Jangka Sorong ˆ 0,01 cm = 0,07 cm. Sumber Gambar: http://upload.wikimedia. org (2008) 3. Langkah ketiga Menjumlahkan skala tetap dan skala nonius. Hasil pengukuran = 2,4 cm + 0,07 cm = 2,47 cm Jadi, hasil pengukuran diameter baut sebesar 2,47 cm. c. Pengukuran Panjang dengan M ikrometer Sekrup Tahukah kamu alat ukur apa yang dapat digunakan untuk mengukur benda berukuran kurang dari dua centimeter secara lebih teliti? Mikrometer sekrup memiliki ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur benda yang mempunyai ukuran kecil dan tipis, seperti mengukur ketebalan plat, diameter kawat, dan onderdil kendaraan yang berukuran kecil. Bagian-bagian dari mikrometer adalah rahang putar, skala utama, skala putar, dan silinder bergerigi. Skala terkecil dari skala utama bernilai 0,1 mm, sedangkan skala terkecil untuk skala putar sebesar 0,01 mm. Berikut ini gambar bagian-bagian dari mikrometer. Skala Utama Skala Putar Silinder Bergerigi Rahang Putar Gambar 1.17 Bagian- Bagian M ikrometer Sekrup Sumber Gambar: www.phy.uct.ac.za (2008) 16 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII Contoh Soal 1.8 Soal Hitunglah diameter kawat seperti pada gambar berikut ini! Pembahasan 1. Langkah pertama Menentukan skala utama, terlihat pada gambar skala utamanya adalah 1,5 mm. 2. Langkah kedua Perhatikan pada skala putar, garis yang sejajar dengan skala utamanya adalah angka 29. Jadi, skala nonius sebesar 29 ˆ 0,01 mm = 0,29 mm. 3. Langkah ketiga Gambar 1.18 Contoh Hasil Pengukuran Menjumlahkan skala utama dan skala putar. Diameter Kawat dengan M ikrometer Sumber Gambar: Dokumentasi Penerbit Hasil pengukuran = 1,5 mm + 0,29 mm = 1,79 mm. Jadi hasil pengukuran diameter kawat adalah 1,79 mm. 2. Pengukuran M assa Benda Pernahkah kamu pergi ke pasar? Ketika di pasar kamu mungkin akan melihat berbagai macam alat ukur timbangan seperti dacin, timbangan pasar, timbangan emas, bahkan mungkin timbangan atau neraca digital. Timbangan tersebut digunakan untuk mengukur massa benda. Prinsip kerjanya adalah keseimbangan kedua lengan, yaitu keseimbangan antara massa benda yang diukur dengan anak timbangan yang digunakan. Dalam dunia pendidikan sering digunakan neraca O’Hauss tiga lengan atau dua lengan. Perhatikan beberapa alat ukur berat berikut ini. Gambar 1.19 Beberapa Jenis Neraca Foto: Dokumentasi Penerbit Bagian-bagian dari neraca O’Hauss tiga lengan adalah sebagai berikut: • Lengan depan memiliki skala 0—10 g, dengan tiap skala bernilai 1 g. • Lengan tengah berskala mulai 0—500 g, tiap skala sebesar 100 g. • Lengan belakang dengan skala bernilai 10 sampai 100 g, tiap skala 10 g. Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Contoh Soal 1.9 Soal Sekantong plastik gula pasir ditimbang dengan neraca O’Hauss tiga lengan. Posisi lengan depan, tengah, dan belakang dalam keadaan setimbang ditunjukkan pada gambar berikut ini. Tentukan massa gula pasir tersebut! Lengan depan Lengan tengah Lengan belakang Gambar 1.20 Contoh Hasil Pengukuran dengan Neraca O’Hauss Sumber Gambar: Dokumentasi Penerbit Pembahasan Dari gambar dapat diketahui bahwa: 1. posisi anting depan 5,5 gram 2. posisi anting tengah 20,0 gram 3. posisi anting belakang 200,0 gram massa gula pasir 225,5 gram 3. Pengukuran Besaran Waktu Ketika bepergian kita tidak lupa membawa jam tangan. Jam tersebut kita gunakan untuk menentukan waktu dan lama perjalanan yang sudah ditempuh. Berbagai jenis alat ukur waktu yang lain, misalnya: jam analog, jam digital, jam dinding, jam atom, jam matahari, dan stopwatch. Dari alat-alat tersebut, stopwatch termasuk alat ukur yang memiliki ketelitian cukup baik, yaitu sampai 0,1 s. Gambar 1.21 Berbagai Jenis Alat Ukur Waktu Foto: Dokumentasi Penerbit 18 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII Asah Kemampuan 1.2 1. Setiap benda yang mempunyai massa bergerak dengan ke c e patan tertentu sehingga me- hi miliki e ne rgi kine tik . Dengan energinya benda dapat melakukan usaha untuk berpindah tempat. Usaha yang dilakukan benda dalam se lang waktu tertentu dikenal dengan daya . Dari pernyataan yang bercetak miring, sebutkan besaran-besaran yang termasuk dalam besaran pokok dan besaran turunan! 2. Sebutkan syarat-syarat suatu satuan dikatakan bersifat standar atau baku! 3. Minggu kemarin Pardi menempuh ujian praktik pelajaran olah raga, yaitu praktik lari satu kali putaran lapangan sepak bola dan lempar cakram 1 kg. Waktu tempuh Pardi adalah 1 menit 23 detik, sedangkan jarak lemparnya 6,5 m. Nyatakan satuan massa, waktu, dan jarak lempar masing-masing dalam satuan gram, sekon, dan dm! 4. Tentukan hasil pengukuran dari alat-alat ukur berikut ini! a. Jangka sorong Gambar 1.22 Hasil Pengukuran dengan Jangka Sorong Sumber Gambar: http://www.e- dukasi.net b. Mikrometer sekrup Gambar 1.23 Hasil Pengukuran dengan M ikrometer Sumber Gambar: http://www.e- dukasi.net c. Neraca tiga lengan Gambar 1.24 Hasil Pengukuran dengan Neraca Sumber Gambar: Dokumentasi Penerbit Diskusikan 1.2 Buatlah kelompok maksimal lima orang. Diskusikan bersama temanmu bagaimana cara mengukur jarak Bumi ke Matahari dan cara mengukur massa Bumi! Presentasikan di depan kelas. Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Kegiatan Ilmiah 1.2 Pengukuran Besaran Fisika Tujuan Menentukan massa, panjang, dan volume benda Alat dan Bahan 1. Penggaris 2. Jangka Sorong 3. Neraca O’Hauss tiga lengan 4. Kubus yang terbuat dari: kayu, alumunium, kuningan, baja, dan besi. Petunjuk Kerja 1. Timbanglah massa masing-masing kubus dengan neraca O’Hauss 2. Ukurlah panjang sisi masing-masing kubus dengan menggunakan penggaris 3. Ulangi langkah 2 dengan pengukuran menggunakan jangka sorong 4. Buatlah tabel hasil pengukuran seperti berikut, dan tulis hasil pengukurannya Tabel 1.5 Hasil Pengukuran M assa dengan Neraca O’hauss No. Benda M assa 1. Kubus kayu 2. Kubus besi 3. Kubus baja 4. Kubus tembaga 5. Kubus aluminium Tabel 1.6 Hasil Pengukuran Panjang Sisi dengan Penggaris No. 1. Kubus kayu 2. Kubus besi 3. Kubus baja 4. Kubus tembaga 5. Kubus aluminium Tabel 1.7 Hasil Pengukuran Panjang Sisi dengan M ikrometer Sekrup No. 1. Kubus kayu 2. Kubus besi 3. Kubus baja 4. Kubus tembaga 5. Kubus aluminium 5. Berdasarkan data percobaan, hitunglah volume masing-masing kubus. 6. Diskusikan dengan teman sekelompok lebih teliti manakah penggaris dengan jangka sorong! Apa yang dapat kamu simpulkan dari kegiatan di atas? 7. Buatlah laporan hasil kegiatanmu pada kertas folio. 20 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII C. Suhu dan Pengukurannya 1. Pengertian Suhu Kalian tentunya pernah mandi menggunakan air hangat, bukan? Untuk mendapatkan air hangat tersebut kita mencampur air dingin dengan air panas. Ketika tangan kita menyentuh air yang dingin, maka kita mengatakan suhu air tersebut dingin. Ketika tangan kita menyentuh air yang panas maka kita katakan suhu air tersebut panas. Ukuran derajat panas dan dingin suatu benda tersebut dinyatakan dengan besaran suhu. Jadi, suhu adalah suatu besaran untuk menyatakan ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. 2. Termometer sebagai Alat Ukur Suhu Suhu termasuk besaran pokok. Alat untuk untuk mengukur besarnya suhu suatu benda adalah termometer. Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair dengan pengisi pipa kapilernya adalah raksa atau alkohol. Pertimbangan dipilihnya raksa sebagai pengisi pipa kapiler termometer adalah sebagai berikut: a. raksa tidak membasahi dinding kaca, b. raksa merupakan penghantar panas yang baik, c. kalor jenis raksa rendah akibatnya dengan perubahan panas yang kecil cukup dapat mengubah suhunya, d. jangkauan ukur raksa lebar karena titik bekunya -39 ºC dan titik didihnya 357ºC. Pengukuran suhu yang sangat rendah biasanya menggunakan termometer alkohol. Alkohol memiliki titik beku yang sangat rendah, yaitu -114ºC. Namun demikian, termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu benda yang tinggi sebab titik didihnya hanya 78ºC. Pada pembuatan termometer terlebih dahulu ditetapkan titik Gambar 1.25 Termometer Foto: Dokumentasi Penerbit tetap atas dan titik tetap bawah. Titik tetap termometer tersebut diukur pada tekanan 1 atmosfer. Di antara kedua titik tetap tersebut dibuat skala suhu. Penetapan titik tetap bawah adalah suhu ketika es melebur dan penetapan titik tetap atas adalah suhu saat air mendidih. Berikut ini adalah penetapan titik tetap pada skala termometer. a. Termometer Celcius Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 100. Diantara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 100 skala. b. Termometer Reaumur Titik tetap bawah diberi angka 0 dan titik tetap atas diberi angka 80. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi menjadi 80 skala. c. Termometer Fahrenheit Titik tetap bawah diberi angka 32 dan titik tetap atas diberi angka 212. Suhu es yang dicampur dengan garam ditetapkan sebagai 0ºF. Di antara titik tetap bawah dan titik tetap atas dibagi 180 skala. Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Pada termometer Kelvin, titik terbawah diberi angka nol. Titik ini disebut suhu mutlak, yaitu suhu terkecil yang dimiliki benda ketika energi total partikel benda tersebut nol. Kelvin menetap- kan suhu es melebur dengan angka 273 dan suhu air mendidih dengan angka 373. Rentang titik tetap bawah dan titik tetap atas termometer Kelvin dibagi 100 skala. Titik tetap atas 100º Titik tetap bawah Gambar 1.26 Skala Termometer Sumber Gambar: Dokumentasi Penerbit Perbandingan skala antara temometer Celcius, termometer Reaumur, dan termometer Fahrenheit adalah C : R : F = 100 : 80 : 180 C:R:F= 5 : 4 : 9 Dengan memperhatikan titik tetap bawah 0ºC = 0ºR = 32ºF, maka hubungan skala C, R, dan F dapat ditulis sebagai berikut: Titik tetap bawah Titik tetap atas Hubungan skala Celcius dan Kelvin adalah Kita dapat menentukan sendiri skala suatu termometer. Skala termometer yang kita buat dapat dikonversikan ke skala termometer yang lain apabila pada saat menentukan titik tetap kedua termometer Tx Ty berada dalam keadaan yang sama. Misalnya, kita akan menentukan skala termometer X dan Y. Xb Yb Termometer X dengan titik tetap bawah Xb dan titik tetap atas Xa. Termometer Y dengan titik tetap bawah Yb dan titik tetap atas Ya. Titik Gambar 1.27 Perbandingan tetap bawah dan titik tetap atas kedua termometer di atas adalah Skala Termometer X dan Y suhu saat es melebur dan suhu saat air mendidih pada tekanan Sumber Gambar: 1 atmosfer. Dokumentasi Penerbit 22 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII Dengan membandingkan perubahan suhu dan interval kedua titik tetap masing-masing termometer, diperoleh hubungan sebagai berikut. Tx Xb Ty Yb Xa Xb Ya Yb Keterangan: Xa = titik tetap atas termometer X Xb = titik tetap bawah termometer X Tx = suhu pada termometer X Ya = titik tetap atas termometer Y Yb = titik tetap bawah termometer Y Ty = suhu pada termometer Y Contoh Soal 1.10 Soal Siswa mengukur suhu suatu benda menggunakan termometer Celcius sebesar 80ºC. Berapa suhu benda itu jika siswa tersebut menggunakan termometer Reaumur dan Fahrenheit? Pembahasan Diketahui : t = 80ºC Ditanya : t ºR dan t ºF Jawab : = 5 ˆ 80ºR = 5 ˆ 80ºC + 32 = 144 + 32 = 176ºF Jadi, suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer Reaumur dan Fahrenheit sebesar 64ºR = 64ºR dan 176ºF. Contoh Soal 1.11 Soal Suatu termometer X mengukur suhu es sedang melebur pada -10ºX dan mengukur suhu air mendidih pada 110ºX. Termometer Celcius mengukur suhu benda tersebut adalah 40ºC. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer X? Pembahasan Diketahui : Xb = -10ºX Ca = 100ºC Xa = 110ºX Cb = 0ºC t = 40ºC Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Ditanya : tX tX (-10) (tX + 10) 100 = 120 (40) 100 tX = 4800 – 1000 100 tX = 3800 3800 tX = = 38ºX 100 Jadi, suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer X adalah 38ºX. Asah Kemampuan 1.3 1. Suatu benda diukur suhunya menggunakan termometer Reaumur, diperoleh hasil 50 O R. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer: a. Celcius b. Fahrenheit c. Kelvin 2. Suhu es yang sedang melebur dan suhu air mendidih apabila diukur dengan termometer A masing-masing besarnya 10º A. Suhu suatu benda diukur dengan termometer skala Celcius sebesar 50 o C. Berapa suhu benda tersebut jika diukur dengan termometer A? Kegiatan Ilmiah 1.3 Penentuan Skala Termometer Tujuan Menentukan skala termometer buatan Alat dan Bahan 1. termometer yang belum diketahui skalanya 2. bongkahan es 3. bejana 4. pembakar spiritus 24 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII Langkah Kerja 1. Masukkan bongkahan es ke dalam bejana, kemudian panaskan. 2. Amati tinggi raksa pada termometer saat es melebur. 3. Tandai garis pada termometer dengan spidol ketika es melebur. Garis tersebut sebagai titik tetap bawah dan berilah angka tertentu. 4. Panaskan air hingga mendidih. 5. Amati tinggi raksa pada termometer saat air mendidih. 6. Tandai garis pada termometer dengan spidol saat air mendidih. Garis tersebut sebagai titik tetap atas dan berilah angka tertentu. 7. Bagilah jarak antara titik tetap bawah dan titik tetap atas menjadi skala-skala yang sama besar. 8. Gunakan termometer tersebut untuk mengukur suhu suatu benda, kemudian konversikan (ubahlah) ke dalam skala Celcius, Reaumur, dan Fahrenheit. 9. Lakukan analisis terhadap hasil percobaan yang diperoleh dan buat hasil pembahasan- nya. 10. Buatlah laporan percobaan pada kertas folio. D. M emperhatikan dan M enerapkan Keselamatan Kerja dalam Pengukuran Belajar fisika tidak dapat dipisahkan dari kegiatan laboratorium. Dalam melaksanakan percobaan dan kegiatan di laboratorium mungkin saja terjadi kecelakaan. Oleh karena itu, penting sekali untuk menjaga keselamatan dalam bekerja. Salah satu usaha menjaga keselamatan kerja dan mencegah terjadinya kecelakaan adalah dengan memperhatikan dan melaksanakan tata tertib di laboratorium. Mengapa kecelakaan dapat terjadi? Kecelakaan di laboratorium Gambar 1.28 Tabung dapat terjadi disebabkan beberapa hal, antara lain Pemadam Kebakaran 1. tidak mematuhi tata tertib laboratorium, sebagai Salah Satu 2. tidak bersikap baik dalam melaksanakan kegiatan laborato- Perlengkapan Keselamatan Kerja Laboratorium rium, Foto: Dokumentasi Penerbit 3. kurangnya pemahaman dan pengetahuan terhadap alat, bahan, serta cara penggunaannya, 4. kurangnya penjelasan dari guru atau tenaga laboratorium, dan 5. tidak menggunakan alat pelindung. Adapun bahaya-bahaya yang mungkin perlu diantisipasi di lingkungan laboratorium adalah sebagai berikut: 1. luka bakar akibat panas, Gambar 1.29 Sambungan 2. bahaya listrik, Kabel Listrik pada 3. bahaya radioaktif, dan Stopkontak Perlu Diperiksa 4. bahaya kebakaran. Sebelum Digunakan dalam Praktik di Laboratorium Foto: Dokumentasi Penerbit Bab 1 Besaran Fisika dan Pengukuran Kegiatan percobaan yang menggunakan bahan-bahan kimia atau bahan radioaktif dan peralatan listrik hendaknya dilakukan dengan hati-hati. Mintalah petunjuk dan bimbingan kepada guru apabila kamu belum memahami langkah kerjanya. Asah Kemampuan 1.4 Bagaimanakah cara mencegah terjadinya kecelakaan dan menjaga keselamatan kerja dalam kegiatan di laboratorium? Rangkuman Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang mempunyai pengaruh besar terhadap perkembangan ilmu pengetahuan yang lainnya, misalnya teknologi elektronika, teknologi informasi, dan teknologi alat ukur. Besaran fisika didefinisikan sebagai ukuran fisis suatu benda yang dinyatakan secara kuantitas. Besaran fisika meliputi besaran pokok dan turunan. Besaran pokok merupakan besaran dasar yang sudah ditetapkan terlebih dahulu, sedangkan besaran turunan adalah besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok atau besaran turunan lainnya. Satuan dari suatu besaran merupakan sesuatu yang menyatakan hasil pengukuran. Sistem satuan pada prinsipnya bersifat standar atau baku yang disebut sistem internasional atau disingkat SI. Untuk mengonversi atau mengubah dari suatu satuan ke satuan yang lainnya diperlukan tangga konversi. Satuan dari setiap besaran turunan diperoleh dari penjabaran satuan besaran-besaran pokok yang menyertai penurunan definisi dari besaran turunan yang bersangkutan. Pengukuran didefinisikan sebagai membandingkan suatu besaran dengan suatu satuan. Dalam melakukan pengukuran orang selalu berhadapan dengan benda atau objek yang diukur, alat ukur, dan satuan yang digunakan, baik yang baku maupun yang tidak baku. Satuan yang tidak baku merupakan satuan yang nilainya tidak tetap dan tidak standar. Untuk mengukur panjang digunakan alat ukur mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup. Adapun untuk menentukan massa benda dapat digunakan neraca O’Hauss tiga lengan atau dua lengan. Untuk menentukan selang waktu atau lamanya perjalanan biasanya digunakan jam atau stopwatch. Ukuran derajat panas dan dingin suatu benda dinyatakan dengan besaran suhu. Alat untuk mengukur besarnya suhu suatu benda adalah termometer. Termometer yang umum digunakan adalah termometer zat cair dengan pengisi pipa kapiler biasanya raksa atau alkohol. Salah satu usaha menjaga keselamatan kerja dan mencegah terjadinya kecelakaan adalah dengan memperhatikan dan melaksanakan tata tertib di laboratorium. Di samping itu, perlu adanya pemahaman dan pengetahuan terhadap alat, bahan, serta cara peng- gunaannya. 26 IPA Terpadu SM P/ M Ts Kelas VII Uji Kompetensi 1 I. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat! 1. Sesuatu yang dapat diukur disebut …. a. satuan c. besaran b. ukuran d. benda 2. Suhu benda 50 Celcius, yang termasuk besaran yaitu …. a. benda c. Celcius b. 50 d. suhu 3. Perhatikan data berikut: Berdasarkan data tersebut, yang termasuk satuan adalah …. 4. Berikut ini merupakan besaran pokok dengan satuannya dalam SI adalah …. a. berat – kg, panjang – meter b. kuat arus – ampere, waktu – sekon c. jumlah zat – mole, massa – gram d. waktu – jam, kecepatan – meter/sekon 5. Berikut ini yang termasuk besaran-besaran turunan adalah …. a. panjang, gaya, waktu c. massa jenis, gaya, volume b. gaya, usaha, massa d. kecepatan, panjang, waktu 6. Massa 1 kilogram setara dengan …. a. massa 1 liter air murni pada suhu 1º C b. massa 1 liter air murni pada suhu 4º C c. massa 4 liter air murni pada suhu 1º C d. massa 4 liter air murni pada suhu 4º C 7. Membandingkan suatu besaran dengan besaran yang diukur, merupakan pengertian dari .... a. satuan b. besaran pokok c. mengukur d. besaran turunan 8. Perhatikan pernyataan berikut: 1. bersifat tetap 2. tidak mudah diproduksi kembali 3. berlaku secara internasional |
Tebal Buku yang dibeli ani sebesar 40 mm jika diubah menjadi satuan meter berapa hasilnya
Pos Terkait
Copyright © 2024 adaberapa Inc.
