Halaman
ISBN :
978-602-282-314-8 (jilid lengkap)
978-602-282-318-6 (jilid 2b)
Ilmu Pengetahuan Alam • Kelas VIII SMP/MTs • Semester 2
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
REPUBLIK INDONESIA
2017
ILMU
PENGETAHU
AN ALAM
SMP/MTs
KELAS
VIII
SEMESTER 2
Buku Siswa IPA Kelas VIII merupakan panduan belajar siswa pada mata pelajaran
IPA kelas VIII di SMP. Buku ini ditujukan untuk mengembangkan kemampuan berpikir,
bernalar dan keterampilan proses sains sehingga dapat meningkatkan penguasaan
konsep IPA. Selain itu, buku ini juga ditujukan untuk mengembangkan aspek spiritual dan
sosial siswa melalui kegiatan dan fenomena IPA yang ada dalam lingkungan sehari-hari.
Materi pada Buku Siswa IPA Kelas VIII merupakan pembahasan materi IPA berdasarkan
kajian Biologi, Fisika dan Kimia yang dikemas secara terintegrasi berdasarkan Kurikulum
2013. Pada beberapa bagian, pembahasan materi diarahkan pada pembahasan kajian
bidang Biologi sebagai platform buku IPA SMP yang didukung dengan kajian bidang
Fisika dan Kimia. Hal ini dimaksudkan agar siswa dapat mempelajari fenomena IPA secara
komprehensif.
Buku Siswa IPA Kelas VIII disusun dengan menggunakan pendekatan ilmiah
(
) berbasis aktivitas. Pendekatan ilmiah dilakukan untuk menemukan
konsep IPA melalui kegiatan percobaan, diskusi untuk menemukan dan memecahkan
menemukan konsep melalui kegiatan dengan pendekatan ilmiah berbasis aktivitas,
mengintegrasikan konsep-konsep dari sejumlah pengetahuan, disiplin atau bidang studi
melalui penugasan multidisiplin serta berfokus pada persoalan atau masalah kehidupan
nyata. Buku Siswa juga dilengkapi dengan soal-soal dan permasalahan yang bertujuan
untuk mengetahui penguasaan siswa terhadap materi yang telah dipelajari. Soal-soal
tersebut sebagian merupakan soal yang setara dengan soal PISA/TIMMS yang bertujuan
untuk melatih kemampuan berpikir tingkat tinggi.
Buku Siswa IPA kelas VIII disusun atas sebelas bab yang terbagi atas lima bab untuk
semester satu dan enam bab untuk semester dua. Setiap bab diupayakan memuat materi
Gerak pada Benda dan Makhluk Hidup di Lingkungan Sekitar. (2) Usaha dan Pesawat
Sederhana dalam Kehidupan Sehari-hari. (3) Struktur dan Fungsi Tumbuhan. (4) Sistem
.aisunaM haraD naradereP metsiS )6( .fitkidA taZ nad fitidA taZ )5( .aisunaM naanrecneP
(7) Tekanan Zat dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari (8) Sistem Pernapasan
Manusia. (9) Sistem Ekskresi Manusia. (10) Getaran dan Gelombang dalam Kehidupan
Sehari-hari. (11) Cahaya dan Alat Optik.
EDISI REVISI 2017
HET
ZONA 1
ZONA 2
ZONA 3
ZONA 4
ZONA 5
Rp
19.700
Rp
20.500
Rp
21.300
Rp
22.900
Rp
29.500
ILMU PENGETAHUAN ALAM
SMP/MTs
KELAS
VIII
SEMESTER 2
Hak Cipta © 2017 pada Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Dilindungi Undang-Undang
Disklaimer:
Buku ini merupakan buku siswa yang dipersiapkan Pemerintah dalam
rangka implementasi Kurikulum 2013. Buku siswa ini disusun dan ditelaah oleh
berbagai pihak di bawah koordinasi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, dan
dipergunakan dalam penerapan Kurikulum 2013. Buku ini merupakan “dokumen
hidup” yang senantiasa diperbaiki, diperbarui, dan dimutakhirkan sesuai dengan
dinamika kebutuhan dan perubahan zaman. Masukan dari berbagai kalangan
diharapkan dapat meningkatkan kualitas buku ini. Dalam rangka meningkatkan
mutu buku, masyarakat sebagai pengguna buku diharapkan dapat memberikan
masukan kepada alamat penulis dan/atau penerbit dan laman http://buku.
kemdikbud.go.id atau melalui email [email protected].
Katalog Dalam Terbitan (KDT)
Indonesia. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Ilmu Pengetahuan Alam/Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.-- .
Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, 2017.
xviii, 270 hlm. : ilus. ; 25 cm.
Untuk SMP/MTs Kelas VIII Semester 2
ISBN 978-602-282-314-8 (jilid lengkap)
ISBN 978-602-282-318-6 (Jilid 2)
1. Sains -- Studi dan Pengajaran
I. Judul
II. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
507
Kontributor Naskah
:
Siti Zubaidah, Susriyati Mahanal, Lia Yuliati, I Wayan
Dasna, Ardian A. Pangestuti, Dyne R. Puspitasari,
Hamim T. Mahfudhillah, Alifa Robitah, Zenia L.
Kurniawati, Fatia Rosyida, dan Mar’atus Sholihah.
Penelaah
:
Ana Ratna Wulan, Herawati Susilo, I Made Padri,
Dadan Rosana, Enny Ratnaningsih, Maria Paristiowati,
dan Ahmad Mudzakir.
Pe-
review
:
Farikhah A idah
Penyelia Penerbitan :
Pusat Kurikulum dan Perbukuan, Balitbang, Kem
en
dikbud.
Cetakan Ke-1, 2014 ISBN 978-602-1530-65-8
(jilid 2b)
Cetakan Ke-2, 2017 (Edisi Revisi)
Disusun dengan huruf Georgia, 12 pt.
iii
Ilmu Pengetahuan Alam
Kurikulum 2013 dirancang untuk memperkuat kompetensi peserta
didik dari sisi pengetahuan, keterampilan, dan sikap secara utuh.
Proses pencapaiannya melalui pembelajaran sejumlah mata pelajaran
yang dirangkai sebagai suatu kesatuan yang saling mendukung
pencapaian kompetensi tersebut. Bila pada jenjang SD/MI, beberapa
mata pelajaran digabung menjadi satu dan disajikan dalam bentuk
tema-tema, maka pada jenjang SMP/MTs pembelajaran sudah mulai
dipisah-pisah menjadi mata pelajaran.
Sebagai transisi menuju ke pendidikan menengah, pemisahan
ini masih belum dilakukan sepenuhnya bagi peserta didik SMP/
MTs. Materi-materi dari bidang-bidang ilmu Fisika, Kimia, Biologi,
serta Ilmu Bumi dan Antariksa masih perlu disajikan sebagai suatu
kesatuan dalam mata pelajaran IPA (Ilmu Pengetahuan Alam). Hal
ini dimaksudkan untuk memberikan wawasan yang utuh bagi peserta
didik SMP/MTs tentang prinsip-prinsip dasar yang mengatur alam
semesta beserta segenap isinya.
Buku IPA Kelas VIII SMP/MTs ini disusun dengan pemikiran
di atas. Bidang ilmu Biologi dipakai sebagai landasan (
platform
)
pembahasan bidang ilmu yang lain. Makhluk hidup digunakan sebagai
objek untuk menjelaskan prinsip-prinsip dasar yang mengatur alam
seperti objek alam dan interaksinya, energi dan keseimbangannya, dan
lain-lain. Melalui pembahasan menggunakan bermacam bidang ilmu
dalam rumpun ilmu pengetahuan alam, pemahaman utuh tentang
alam yang dihuninya beserta benda-benda alam yang dijumpai di
sekitarnya dapat dikuasai oleh peserta didik SMP/MTs.
Sebagai salah satu rumpun ilmu yang digunakan untuk mengukur
kemajuan pendidikan suatu negara, pemahaman peserta didik
suatu negara terhadap IPA dibandingkan secara rutin sebagaimana
dilakukan melalui TIMSS (
The Trends in International Mathematics
and Science Study
) dan PISA (
Program for International Student
Kata Pengantar
iv
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Assessment
). Melalui penilaian internasional seperti ini kita dapat
mengetahui kualitas pembelajaran IPA dibandingkan dengan negara
lain. Materi IPA pada Kurikulum 2013 ini telah disesuaikan dengan
tuntutan penguasaan materi IPA menurut TIMSS dan PISA.
Sesuai dengan konsep Kurikulum 2013, buku ini disusun mengacu
pada pembelajaran IPA secara terpadu dan utuh, sehingga setiap
pengetahuan yang diajarkan, pembelajarannya harus dilanjutkan
sampai membuat peserta didik terampil dalam menyajikan pengetahuan
yang dikuasainya secara konkret dan abstrak, dan bersikap sebagai
makhluk yang mensyukuri anugerah alam semesta yang dikaruniakan
kepadanya melalui pemanfaatan yang bertanggung jawab.
Buku ini menjabarkan usaha minimal yang harus dilakukan
peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Sesuai
dengan pendekatan yang digunakan dalam Kurikulum 2013, peserta
didik diberanikan untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia
dan terbentang luas di sekitarnya. Peran guru sangat penting untuk
meningkatkan dan menyesuaikan daya serap peserta didik dengan
ketersediaan kegiatan pada buku ini. Guru dapat memperkayanya
dengan kreasi dalam bentuk kegiatan-kegiatan lain yang sesuai dan
relevan yang bersumber dari lingkungan sosial dan alam.
Sebagai edisi pertama, buku ini sangat terbuka dan terus dilakukan
perbaikan dan penyempurnaan. Untuk itu, kami mengundang para
pembaca memberikan kritik, saran, dan masukan untuk perbaikan dan
penyempurnaan pada edisi berikutnya. Atas kontribusi tersebut, kami
ucapkan terima kasih. Mudah-mudahan kita dapat memberikan yang
terbaik bagi kemajuan dunia pendidikan dalam rangka mempersiapkan
generasi seratus tahun Indonesia Merdeka (2045).
Jakarta, Februari 2017
Tim Penulis
v
Ilmu Pengetahuan Alam
Halaman Judul
...................................................................................
i
Halaman Penerbitan
.........................................................................
ii
Kata Pengantar
..................................................................................
v
Daftar Isi
.............................................................................................
vii
Daftar Gambar
...................................................................................
x
Petunjuk Penggunaan Buku
.............................................................
xiv
Bab 7 Tekanan Zat dan Penerapannya dalam Kehidupan
S
ehari-hari
................................................................................
1
A. Tekanan Zat
.........................................................................
3
1. Tekanan Zat Padat
..............................................................................
5
2. Tekanan Zat Cair
..................................................................................
6
3. Tekanan Gas
.......................................................................................
20
B. Aplikasi Konsep Tekanan Zat dalam Makhluk Hidup
......
23
1. Pengangkutan Air dan Nutrisi pada Tumbuhan
...........................
24
2. Tekanan Darah pada Sistem Peredaran Darah Manusia
.............
29
3. Tekanan Gas pada Proses Pernapasan Manusia
...........................
31
Uji Kompetensi
.......................................................................
38
Bab 8 Sistem Pernapasan Manusia
..................................................
45
A.
S
truktur dan Fungsi Sistem Pernapasan Manusia
..........
48
1. Organ Pernapasan Manusia
.............................................................
48
2. Mekanisme Pernapasan Manusia
...................................................
54
3. Frekuensi Pernapasan
.......................................................................
56
4. Volume Pernapasan
...........................................................................
58
B.
G
angguan pada Sistem Pernapasan Manusia dan
Upa
ya untuk Mencegah atau Menanggulanginya
..........
62
1. Influenza
...............................................................................................
63
2. Tonsilitis
...............................................................................................
64
3. Faringitis
...............................................................................................
65
4. Pneumonia
...........................................................................................
65
Daftar Isi
vi
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
5. Tuberculosis (TBC)
..............................................................................
67
6. Asma
......................................................................................................
68
7. Kanker Paru-paru
................................................................................
68
Uji Kompetensi
.......................................................................
76
Bab 9 Sistem Ekskresi Manusia
........................................................
79
A.
S
truktur dan Fungsi Sistem Ekskresi pada Manusia
.......
82
1. Ginjal
....................................................................................................
82
2. Kulit
.......................................................................................................
89
3. Paru-paru
..............................................................................................
91
4. Hati
........................................................................................................
93
B.
G
angguan pada Sistem Ekskresi Manusia dan Upaya
un
tuk Mencegah atau Menanggulanginya
......................
96
1. Nefritis
..................................................................................................
100
2. Batu Ginjal
...........................................................................................
100
3. Albuminuria
........................................................................................
101
4. Hematuria
............................................................................................
101
5. Diabetes Insipidus
.............................................................................
101
6. Kanker Ginjal
.......................................................................................
102
7. Jerawat
..................................................................................................
103
8. Biang Keringat
....................................................................................
103
Uji Kompetensi
.......................................................................
110
Bab 10 Getaran dan Gelombang dalam Kehidupan
S
ehari-hari
............................................................................
115
A.
G
etaran, Gelombang, dan Bunyi
......................................
116
1. Getaran
..........................................................................................................
116
2. Gelombang
...................................................................................................
119
3. Bunyi
...............................................................................................................
127
B.
M
ekanisme Mendengar pada Manusia dan Hewan
........
140
1. Mekanisme Pendengaran Manusia
................................................
140
2. Pendengaran pada Hewan
..............................................................
146
C.
A
plikasi Getaran dan Gelombang dalam Teknologi
.......
149
1. Ultrasonografi (USG)
.........................................................................
149
2. Sonar
....................................................................................................
150
3. Terapi Ultrasonik
................................................................................
151
4. Pembersih Ultrasonik
.......................................................................
152
5. Sonifikasi
..............................................................................................
153
vii
Ilmu Pengetahuan Alam
6. Pengujian Ultrasonik
.........................................................................
154
Uji Kompetensi
.......................................................................
160
Bab 11 Cahaya dan Alat Optik
..........................................................
165
A. Sifat Cahaya dan Proses Pembentukan Bayangan
..........
167
1. Sifat-Sifat Cahaya
................................................................................
167
2. Pembentukan Bayangan pada Cermin
..........................................
174
3. Lensa
.....................................................................................................
191
B. Indra Penglihatan Manusia dan Hewan
............................
198
1. Indra Penglihatan Manusia
..............................................................
198
2. Indra Penglihatan Serangga
............................................................
210
C.
A
lat Optik dalam Kehidupan Sehari-hari
.........................
212
1. Kamera
................................................................................................
213
2. Kaca Pembesar (Lup)
........................................................................
214
3. Mikroskop
............................................................................................
215
4. Teleskop
...............................................................................................
217
Uji Kompetensi
.......................................................................
224
Informasi Pelaku Penerbitan
............................................................
229
Daftar Pustaka
...................................................................................
243
Glosarium
...........................................................................................
247
Indeks.......
..........................................................................................
260
Catatan
...............................................................................................
263
viii
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Gambar
7.1
Jalanan B
erlumpur, (b) Sepatu Boot, (c) Sepatu Hak Tinggi
..........................
2
7.2
(a) K
aki Angsa, (b) Kaki Ayam
...................................................................................
3
7.3
P
osisi Uang Logam pada Plastisin, (a) Vertikal, (b) Horizontal
......................
4
7.4
M
enyelam Melihat Pesona Bawah Laut
................................................................
6
7.5
R
angkaian Alat Percobaan Tekanan Zat Cair
......................................................
7
7.6
S
truktur Bendungan Air
.............................................................................................
10
7.7
K
apal Selam
....................................................................................................................
10
7.8
R
angkaian Alat Percobaan Hukum Archimedes
................................................
11
7.9
G
aya yang Bekerja pada Batu yang Tenggelam
................................................
12
7.10
S
truktur Kapal Laut.......................................................................................................
14
7.11
M
ekanisme Pengeluaran dan Pemasukan Air dalam Kapal Selam
.............
15
7.12
P
ompa Hidrolik Pengangkat Mobil
........................................................................
16
7.13
M
odel Percobaan Pascal.............................................................................................
17
7.14
M
odel Dongkrak Hidrolik
...........................................................................................
18
7.15
T
ekanan Udara pada Kertas HVS sehingga Mampu Menahan Air
..............
21
7.16 (a) Kondisi Balon Karet pada Erlenmeyer yang Berisi Air Dingin,
(b) Kondisi Balon Karet pada Erlenmeyer yang Berisi Air Panas
...................
22
7.17
Balon Udar
a
...................................................................................................................
23
7.18
T
umbuhan Pacar Air
....................................................................................................
25
7.19
Jalur P
engangkutan Air Ketika Masuk Ke Dalam Akar
....................................
26
7.20
P
engangkutan Air dari Akar Menuju Daun
.........................................................
27
7.21
P
engangkutan Nutrisi Nutrisi Hasil Fotosintesis pada Tumbuhan
..............
29
7.22
Sph
ygmomanometer
....................................................................................................
30
7.23
C
ara Pengukuran Tekanan Darah
............................................................................
30
7.24
Difusi G
as pada Proses Pernapasan dan Sirkulasi
.............................................
32
8.1
Sist
em Pernapasan pada Manusia
..........................................................................
49
8.2
S
truktur Organ Pernapasan: Rongga Hidung, Faring, dan Laring
...............
51
8.3
S
truktur Pita Suara dalam Laring.............................................................................
52
8.4
S
truktur Paru-Paru, Bronkus, Bronkiolus, dan Alveolus
...................................
53
8.5
M
ekanisme Pernapasan Dada dan Perut saat Inspirasi dan Ekspirasi
.......
54
8.6
R
angkaian Percobaan Pengukuran Volume Pernapasan
dengan B
otol Air Mineral Terisi Air Penuh
...........................................................
59
Daftar Gambar
ix
Ilmu Pengetahuan Alam
8.7
R
angkaian Percobaan Pengukuran Volume Pernapasan
dengan B
otol Air Mineral Terisi Udara dengan Volume 1.500 mL
...............
60
8.8
V
irus Influenza
..............................................................................................................
63
8.9
T
onsilitis
............................................................................................................................
64
8.10
(a) F
aringitis, (b) Bakteri Penyebab Faringitis,
Str
eptococcus pyogenes
...............................................................................................
65
8.11
(a) P
aru-Paru Normal (b) Paru-Paru Penderita Pneumonia
............................
66
8.12
Kondisi A
lveolus Normal dan Alveolus Penderita Pneumonia
.....................
66
8.13
(a) P
aru-Paru Penderita TBC, (b) Bakteri Penyebab Penyakit TBC,
M
ycobacterium tuberculosis
.......................................................................................
66
8.14
Kondisi Br
onkus Normal dan Penderita Asma
...................................................
68
8.15
K
anker Paru-paru
..........................................................................................................
69
9.1
Za
t Sisa dalam Tubuh Manusia dan Organ yang Terlibat dalam Proses
P
engeluaran Zat Sisa
...................................................................................................
81
9.2
Ginjal dan S
truktur Penyusunnya
...........................................................................
83
9.3
S
truktur Badan Malpighi
............................................................................................
84
9.4
P
erangkat Model Penyaringan Darah
...................................................................
85
9.5
S
truktur Badan Malpighi dan Proses Filtrasi
.......................................................
86
9.6
P
roses Reabsorpsi
........................................................................................................
87
9.7
Sist
em dalam Pembentukan Urine
.........................................................................
88
9.8
Lipa
tan Kertas untuk Merangkum
..........................................................................
88
9.9
S
eseorang sedang Berkeringat
................................................................................
89
9.10
S
truktur Anatomi Kulit
................................................................................................
89
9.11
S
truktur Paru-Paru pada Manusia
...........................................................................
91
9.12
S
truktur Anatomi Hati
.................................................................................................
93
9.13
Bagan P
roses Pemecahan Sel Darah Merah
........................................................
94
9.14
P
erbandingan Jumlah Air yang Keluar dari Tubuh pada Lingkungan
y
ang Berbeda
.................................................................................................................
96
9.15
Ginjal P
enderita Nefritis
..............................................................................................
100
9.16
K
ristal (Batu) dalam Ginjal
.........................................................................................
100
9.17
Jerawat
..............................................................................................................................
103
9.18
Biang Ker
ingat
...............................................................................................................
104
10.1
Bandul S
ederhana
........................................................................................................
117
10.2
Gr
afik Simpangan terhadap Arah Rambat...........................................................
122
10.3
Slinki
................................................................................................................................
123
10.4
R
apatan dan Regangan pada Gelombang Longitudinal
...............................
124
10.5
(a) G
elombang pada Air, (b) Gelombang pada Tali
..........................................
126
10.6
G
elombang Bunyi yang Merambat Menuju Telinga
........................................
129
10.7
P
enggaris Plastik yang Digetarkan
.........................................................................
130
10.8
Gitar
................................................................................................................................
134
10.9
P
ercobaan Garpu Tala
.................................................................................................
135
10.10 Seorang Siswa Mendengarkan Garpu Tala
........................................................
136
10.11 Bagan Percobaan Resonansi
...................................................................................
136
10.12 Perangkat Percobaan Pemantulan Bunyi
...........................................................
138
x
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
10.13 Sketsa Model Telinga Manusia...............................................................................
141
10.14 Bagan Percobaan Getaran pada Gendang
........................................................
143
10.15 Anatomi Telinga Manusia
........................................................................................
143
10.16 Proses Mendengar pada Manusia
........................................................................
145
10.17 Sistem Sonar pada Kelelawar
.................................................................................
146
10.18 Ekolokasi Kelelawar
...................................................................................................
147
10.19 Lumba-Lumba
.............................................................................................................
148
10.20 Sistem Sonar pada Lumba-Lumba
.......................................................................
148
10.21 (a) Transduser USG, (b) Komputer Pemroses Hasil USG,
(c) Hasil USG Ba
yi
........................................................................................................
150
10.22 Mengukur Kedalaman Laut
....................................................................................
151
10.23 Terapi Batu Ginjal dengan Gelombang Ultrasonik
.........................................
152
10.24 (a) Alat Pembersih Ultrasonik, (b) Gelombang dan Gelembung
dalam P
embersih Ultrasonik, (c) Mesin yang Dibersihkan
dengan A
lat Pembersih Ultrasonik
.......................................................................
153
10.25 Sonikator
.......................................................................................................................
153
10.26 (a) Alat Uji Ultrasonik, (b) Teknisi Menguji Kebocoran pada
P
ipa Besi Menggunakan Alat Uji Ultrasonik
.....................................................
154
11.1
(a) B
erbagai Bunga, (b) Pemandangan Alam Gunung Bromo
....................
166
11.2
S
et Percobaan Perambatan Cahaya
.....................................................................
168
11.3
P
emantulan Baur dan Pemantulan Teratur
.......................................................
169
11.4
P
roses Pemantulan Cahaya pada Cermin Datar
..............................................
169
11.5
P
osisi Sudut Datang dan Sudut Pantul
...............................................................
170
11.6
S
et Percobaan Pembiasan
.......................................................................................
171
11.7
(a) P
embiasan Berkas Cahaya, (b) Pembiasan pada Sendok di dalam
G
elas Berisi Air
.............................................................................................................
172
11.8
Spektrum Elektr
omagnetik
.....................................................................................
173
11.9
Ba
yangan yang Terbentuk pada Cermin Datar
................................................
175
11.10 Pembentukan Bayangan pada Cermin Datar
..................................................
176
11.11 Pembentukan pada Dua Buah Cermin Datar
...................................................
177
11.12 Penampang Melintang Cermin Lengkung
........................................................
178
11.13 Set Percobaan Cermin Cekung
..............................................................................
179
11.14 Pemantulan pada Cermin Cekung
........................................................................
181
11.15 Pembentukan Bayangan jika Benda Berada pada Jarak
L
ebih dari
R
pada Cermin Cekung
.......................................................................
183
11.16 Pembentukan Bayangan jika Benda Berada pada Titik Fokus
pada C
ermin Cekung
.................................................................................................
183
11.17 Pembentukan Bayangan jika Benda Berada di antara Cermin
dan
Titik Fokus pada Cermin Cekung
..................................................................
184
11.18 Pembagian Ruang pada Cermin Cekung Menurut Dalil Esbach
...............
184
11.19 Gambar Diagram Sinar pada Cermin Cekung
..................................................
186
11.20 Pembentukan Bayangan pada Cermin Cembung, Bayangan yang
Terbentuk Bersifat Maya dan Tegak
....................................................................
188
11.21 Gambar Diagram Sinar pada Cermin Cembung
.............................................
190
xi
Ilmu Pengetahuan Alam
11.22 Lensa Cembung dan Lensa Cekung
....................................................................
191
11.23 Set Percobaan Lensa Cembung
............................................................................
192
11.24 Pembentukan Bayangan oleh Lensa Cembung
..............................................
194
11.25 Pembentukan Bayangan oleh Lensa Cekung
..................................................
196
11.26 Susunan Alat-alat Percobaan Pembentukan Bayangan pada Mata.........
199
11.27 Bagian-Bagian Mata
..................................................................................................
200
11.28 Perubahan Kecembungan Lensa Mata ketika Melihat Benda Jauh
dan D
ekat
......................................................................................................................
203
11.29 Sel Batang dan Kerucut pada Retina
...................................................................
204
11.30 Jalur Sinar dalam Mata
.............................................................................................
205
11.31 Perubahan Fokus Sinar pada Rabun Dekat
.......................................................
206
11.32 Perubahan Fokus Sinar pada Rabun Jauh
.........................................................
208
11.33 Huruf Tokek untuk Mengecek Kelainan Buta Warna
.....................................
209
11.34 Mata Majemuk pada Mata Lalat
............................................................................
210
11.35 Skema Kamera Obscura
...........................................................................................
213
11.36 Pembentukan Bayangan pada Kamera Analog
..............................................
214
11.37 Kaca Pembesar (Lup)
.................................................................................................
214
11.38 (a) Pengamatan Menggunakan Lup dengan Mata Berakomodasi
M
aksimum, (b) Pengamatan Menggunakan Lup dengan Mata Tidak
B
erakomodasi
..............................................................................................................
216
11.39 Mikroskop Cahaya
......................................................................................................
216
11.40 Pembentukan Bayangan pada Mikroskop
........................................................
216
11.41 Teleskop Bias
................................................................................................................
217
11.42 Teleskop Pantul
...........................................................................................................
218
xii
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Tabel
7.1
Da
ta Hasil Percobaan Tekanan Zat Cair
..............................................................
8
7.2
Da
ta Hasil Percobaan Hukum Archimedes
........................................................
12
7.3
P
ertanyaan untuk Refleksi Terkait Tekanan Zat dan Penerapannya
dalam Kehidupan S
ehari-hari
.................................................................................
33
8.1
Hasil P
erhitungan Frekuensi Pernapasan
...........................................................
46
8.2
Da
ta Perhitungan Frekuensi Pernapasan
...........................................................
57
8.3
V
olume Pernapasan Berdasar Hasil Percobaan
................................................
61
8.4
G
ejala Penderita Gangguan Pernapasan
...........................................................
63
8.5
P
ertanyaan/Pernyataan untuk Refleksi Terkait Sistem Pernapasan
Manusia
..........................................................................................................................
71
9.1
Hasil P
engujian Kandungan Beberapa Zat dalam Urine
..............................
99
9.2
Upa
ya Menjaga Sistem Ekskresi
............................................................................
105
9.3
P
ertanyaan/Pernyataan untuk Refleksi Terkait Sistem Ekskresi
Manusia
..........................................................................................................................
105
9.4
Daf
tar Pertanyaan dan Jawaban pada Saat Wawancara
..............................
114
10.1
Hasil P
engamatan Getaran Bandul.......................................................................
118
10.2
C
epat Rambat Bunyi pada Berbagai Medium
..................................................
130
10.3
K
lasifikasi Frekuensi Bunyi
.......................................................................................
130
10.4
S
truktur dan Fungsi Bagian pada Telinga
..........................................................
144
10.5
P
ertanyaan untuk Refleksi Terkait Getaran, Gelombang, dan Sistem
P
endengaran pada Makhluk Hidup
.....................................................................
155
11.1
Da
ta Jarak Benda dan Bayangan pada Percobaan Cermin Cekung
.........
180
11.2
Sinar Istimew
a pada Cermin Cekung
..................................................................
181
11.3
Sinar Istimew
a pada Cermin Cembung
..............................................................
187
11.4
Da
ta Jarak Benda dan Bayangan pada Percobaan Lensa Cembung
........
193
11.5
Sinar Istimew
a pada Lensa Cembung
.................................................................
193
11.6
Sinar Istimew
a pada Lensa Cekung......................................................................
195
11.7
P
ertanyaan untuk Refleksi Terkait Cahaya dan Alat Optik
...........................
219
Daftar Tabel
xiii
Ilmu Pengetahuan Alam
Sebelum kamu menggunakan buku ini, kamu perlu membaca
bagian petunjuk ini. Mengapa diperlukan? Ibarat kamu bermain di
tempat wisata, kamu tentunya ingin memanfaatkan fasilitas yang
ada di tempat wisata tersebut bukan? Tentunya, agar tujuan tersebut
tercapai kamu akan membaca peta di mana fasilitas itu berada. Begitu
juga dengan buku ini. Jika kamu ingin memperoleh manfaat yang
maksimal dari buku ini tentu merupakan tindakan yang bijak jika
kamu benar-benar memerhatikan dan memahami bagian petunjuk
penggunaan buku ini. Selamat mempelajari!
Pada bagian awal setiap bab kamu
akan diajak untuk memikirkan
ciptaan dan kebesaran Tuhan
Yang Maha Esa, agar kamu dapat
meningkatkan keimanan, ketakwaan,
dan hal-hal di lingkungan yang
berkaitan dengan materi agar kamu
tertarik untuk mempelajari materi
yang akan disajikan.
Bagian ini merupakan awal dari
setiap bab, berisi judul bab serta
hal-hal yang ada di lingkungan yang
terkait materi yang akan dipelajari.
Petunjuk
Penggunaan Buku
xiv
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Fitur ini memberikan pengetahuan
tambahan yang berkaitan dengan
materi yang dipelajari. Banyak hal-
hal unik dan menarik yang disajikan
dalam fitur ini.
Fitur ini memberikan panduan
percobaan sederhana atau aktivitas
untuk membantu kamu dalam
memahami prinsip atau konsep.
Aktivitas ini dapat dilakukan secara
berkelompok di bawah bimbingan guru.
Fitur ini berisi pertanyaan yang menantang terkait materi yang
dipelajari. Fitur ini juga dapat melatih kemampuan kamu dalam berpikir
dan dapat memotivasi kamu untuk dapat mencari jawabannya.
Fitur ini memberikan informasi istilah-istilah
penting yang menjadi pokok pembahasan
pada materi yang akan dipelajari.
Fitur ini memberikan gambaran pada kamu apa
yang harus dikuasai setelah mempelajari bab yang
berkaitan.
Fitur ini memberikan landasan
pentingnya mempelajari
materi yang akan dipelajari.
xv
Ilmu Pengetahuan Alam
Fitur ini berisi soal-soal atau
pertanyaan untuk mengetahui tingkat
pemahaman kamu terhadap sebagian
kecil materi yang telah dipelajari.
Fitur ini berisi uraian singkat
konsep penting yang terkait dengan
materi yang dipelajari.
Fitur ini berisi tugas atau
permasalahan yang perlu untuk
dicari jawabannya atau untuk
mencari pengetahuan tambahan
terkait materi yang dipelajari
Fitur ini berisi ringkasan materi dari
bab yang telah dipelajari. Kamu dapat
mereview keseluruhan materi yang telah
dipelajari melalui fitur ini.
Fitur ini berisi hal-hal yang
berhubungan dengan kebesaran Tuhan
dan hal-hal yang perlu untuk dihayati
dan diterapkan dalam kehidupan
sehari-hari.
xvi
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Fitur ini menjelaskan alur pemikiran
bab yang telah dipelajari. Fitur
ini dapat membantu kamu untuk
melihat hubungan konsep-konsep
yang telah dipelajari, serta dapat
dijadikan panduan tentang konsep
penting mana yang belum dipahami.
Fitur ini berisi soal-soal untuk
mengevaluasi pemahaman dan
penerapan konsep dalam satu bab
yang telah dipelajari.
Fitur ini berisi suatu
masalah yang berkaitan
dengan konsep yang
perlu untuk dipecahkan
melalui kelompok. Fitur
ini dapat melatih kamu
dalam mengungkapkan
pendapat atau
berkomunikasi dan
memecahkan masalah.
Fitur ini memberikan wawasan
tentang para ilmuwan terdahulu
yang telah berjasa dalam
menyumbangkan ilmu pengetahuan
terkait materi yang dibahas
sekaligus sebagai motivasi bagi
kamu untuk memperdalam ilmu.
xvii
Ilmu Pengetahuan Alam
Glosarium ini terdapat pada akhir
buku, berisi penjelasan istilah-
istilah penting yang ada dalam
buku dan tersusun menurut
abjad.
Indeks ini terdapat pada akhir
buku, berisi penjelasan daftar
kata atau istilah penting yang
terdapat dalam buku dan tersusun
menurut abjad, yang memberikan
informasi mengenai halaman
kata atau istilah tersebut dapat
ditemukan. Dengan menggunakan
indeks, kamu dapat menemukan
penjelasan suatu konsep dalam
buku secara cepat.
Fitur ini berisi petunjuk aktivitas
agar kamu dapat mengaplikasikan
konsep-konsep dan memecahkan
suatu permasalahan. Aktivitas
ini dapat dilakukan secara
berkelompok di bawah bimbingan
guru.
Fitur ini berisi daftar buku, artikel,
atau sumber lain yang digunakan
dalam pembuatan buku. Sumber-
sumber tersebut dapat dibaca lebih
lanjut jika ingin mendapatkan
materi yang lebih mendalam.
xviii
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
A
nanda, pendidikan merupakan hal yang
penting dalam perkembangan dan peradaban suatu
bangsa. Setelah terjadi pengeboman di Hiroshima dan
Nagasaki pada tahun 1945, tahukah Ananda, apa hal
pertama yang dipertanyakan oleh Perdana Menteri
Jepang pada saat itu? Pertanyaan pertama adalah
berapa jumlah guru yang tersisa. Tahukah Ananda,
bahwa setelah pengeboman tersebut, bangsa Jepang
dengan cepat memperbaiki segala kerusakan dan terus
berkembang, sehingga saat ini menjadi salah satu
negara maju dan mampu menciptakan berbagai teknologi yang
sudah menyebar ke seluruh penjuru dunia. Menurut Ananda,
mengapa Perdana Menteri Jepang menanyakan mengenai
jumlah guru? Tahukah Ananda, guru memiliki peran penting
dalam hal perbaikan bangsa melalui pendidikan.
Pendidikan merupakan hal yang sangat penting dalam
perkembangan dan kemajuan suatu bangsa. Di masa depan,
Anandalah yang berperan lebih besar bagi kemajuan bangsa,
melalui proses pendidikan saat ini. Ananda merupakan aktor
dalam proses pendidikan. Oleh karena itu, bersungguh-
sungguhlah dalam belajar. Mengapa belajar itu penting?
Karena dengan belajar Ananda akan banyak mendapatkan
pengetahuan dan ilmu, juga menambah keterampilan yang
akan memperbanyak pengalaman Ananda. Jika Ananda
telah memiliki banyak pengetahuan, ilmu, keterampilan, dan
pengalaman, bagaimana selanjutnya? Ananda akan lebih
mampu mengembangkan diri, mampu menciptakan inovasi-
inovasi, dan tentunya Ananda akan dapat ikut berjuang dalam
membangun bangsa Indonesia yang lebih maju dan sejahtera!
Selamat Belajar dan Berjuang Ananda!
M
otivasi untuk Ananda
Tekanan Zat dan
Penerapannya dalam
Kehidupan Sehari-hari
7
Pernahkah kamu ke tempat cucian mobil? Jika kamu
pergi ke tempat cucian mobil, kamu akan menemukan
pompa hidrolik mampu mengangkat mobil yang sangat
berat. Tahukah kamu bagaimana prinsip kerja alat
tersebut sehingga mampu mengangkat mobil yang
sangat berat tersebut? Tahukah kamu bahwa pompa
hidrolik tersebut memanfaatkan prinsip tekanan zat
cair atau tekanan gas untuk mengangkat mobil? Agar
mengetahuinya lebih dalam, ayo pelajari bab ini dengan
penuh semangat!
S
u
m
b
e
r
:
D
o
k
.
K
e
m
d
i
k
b
u
d
2
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Pada saat musim hujan kamu sering menjumpai jalanan yang
berlumpur akibat terguyur hujan sehingga kita lebih sulit untuk
melintasi jalanan tersebut. Jika kamu hendak melewati jalanan yang
berlumpur. Sepatu manakah yang akan kamu gunakan, sepatu boot
atau sepatu hak tinggi?
(a)
(b)
(c)
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.1
(a) Jalanan Berlumpur, (b) Sepatu Boot, (c) Sepatu Hak Tinggi
Agar kamu dapat melewati jalanan berlumpur dengan mudah,
sebaiknya kamu menggunakan sepatu boot. Dengan menggunakan
sepatu boot kamu akan mudah melewati jalanan yang berlumpur dan
tidak mudah terjebak masuk ke dalam lumpur. Mengapa hal ini dapat
terjadi? Coba amati gambar sepatu boot dan sepatu hak tinggi yang
terdapat pada Gambar 7.1 b dan c! Apabila kita cermati, sepatu boot
memiliki permukaan pijakan lebih luas dibandingkan dengan sepatu
hak tinggi. Sepatu yang memiliki permukaan pijakan lebih luas tidak
mudah terjebak masuk ke dalam lumpur.
Fenomena tersebut juga dapat kamu amati pada angsa atau entok
atau bebek dan ayam. Coba kamu perhatikan tempat hidup angsa
dan ayam! Angsa dapat dengan mudah mencari makan di tempat
yang berlumpur, misalnya di sawah, sedangkan ayam kesulitan untuk
mencari makan di tempat tersebut. Mengapa angsa dapat memiliki
kemampuan seperti itu? Coba kamu perhatikan struktur dari kaki angsa
dan ayam. Angsa memiliki selaput pada kakinya, sedangkan ayam
tidak memiliki. Agar kamu mengetahuinya, perhatikan Gambar 7.2!
Permukaan pijakan yang luas menyebabkan tekanan yang dihasilkan
oleh kaki terhadap lumpur semakin kecil, sehingga angsa tidak mudah
terperosok masuk ke dalam lumpur.
3
Ilmu Pengetahuan Alam
Maha Besar Tuhan yang telah merancang struktur kaki angsa yang
dilengkapi selaput sehingga angsa dapat mencari makan di tempat
yang berlumpur. Masih banyak fenomena di alam terkait tekanan
yang menarik untuk dipelajari. Kamu tentu ingin mengetahuinya lebih
dalam bukan? Ayo kita pelajari dengan lebih semangat!
(a)
(b)
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.2
(a) Kaki Angsa, (b) Kaki Ayam
A.
T
ekanan Zat
Ayo, Kita Pelajari
Istilah Penting
•
Tekanan zat padat
•
Tekanan zat cair
•
Tekanan gas
•
Tekanan
•
Tekanan
hidrostatis
•
Hukum
Archimedes
•
Hukum Pascal
Mempelajari materi ini akan membantumu memahami konsep dasar tekanan,
sehingga dapat menjadi bekal bagimu di masa depan dalam mengembangkan
bangunan atau teknologi yang memanfaatkan tekanan.
Mengapa Penting?
Cobalah kamu mengingat kembali materi pada Bab 1 tentang Gerak
Benda dan Makhluk Hidup di Lingkungan Sekitar! Pada pembelajaran
materi tersebut, kamu sudah memahami tentang gaya bukan? Gaya
adalah tarikan atau dorongan. Gaya dapat mengubah bentuk, arah, dan
kecepatan benda. Sekarang, tahukah kamu apa itu tekanan? Tekanan
sangat berhubungan dengan gaya dan luas permukaan benda. Agar
kamu dapat dengan mudah memahami lebih dalam tentang tekanan,
ayo kita lakukan aktivitas berikut!
4
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Aktivitas 7.1 Menyelidiki Tekanan pada Benda Padat
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
2 buah plastisin ukuran besar/ tanah liat/ tepung terigu
2.
2 keping uang logam (Rp.500)
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Letakkan
uang logam pertama pada plastisin dengan posisi
horizontal dan uang logam kedua dengan posisi vertikal seperti
Gambar 7. 3!
(a)
(b)
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.3
Posisi Uang Logam pada Plastisin, (a) Vertikal, (b) Horizontal
2.
Berilah dorongan pada kedua
uang logam tersebut dengan besar
dorongan atau kekuatan yang sama! Kamu dapat menggunakan
suatu benda sebagai beban, sehingga gaya yang diberikan dapat
sama besar.
3.
Ambil kedua uang
logam tersebut dari plastisin, kemudian amati
kedalaman bekas uang logam itu!
4.
Siapkan kembali plastisin dan uang logam!
5.
Letakkan
uang logam pada masing-masing plastisin dengan
posisi vertikal!
6.
Berilah dorongan pada
uang logam pertama dengan dorongan
yang kuat (gaya besar) dan pada uang logam kedua dengan
dorongan lemah (gaya kecil)!
7.
Ambil kedua uang
logam tersebut dari plastisin, kemudian amati
kedalaman bekas uang logam itu!
5
Ilmu Pengetahuan Alam
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Posisi uang logam yang manakah
yang memiliki luas permukaan
pijakan (tempat gaya bekerja) yang lebih kecil?
2.
Ketika
kamu mendorong kedua uang logam dengan posisi
horizontal dan posisi vertikal dengan besar dorongan (gaya)
yang sama, uang logam dengan posisi manakah yang memiliki
bekas lebih dalam? Mengapa demikian?
3.
Ketika
kamu mendorong kedua uang logam yang posisinya
vertikal, tetapi dengan besar dorongan (gaya) yang berbeda,
uang logam yang manakah yang memiliki bekas lebih dalam?
Mengapa demikian?
4.
Bekas pada plastisin
yang dalam berarti plastisin tersebut
mendapatkan tekanan yang lebih besar. Dari kedua perlakuan
tersebut, manakah yang mampu menghasilkan tekanan yang
lebih besar?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan Aktivitas 7.1, dapatkah kamu menyebutkan
faktor-faktor apa sajakah yang memengaruhi besarnya tekanan?
Bagaimanakah hubungan antara tekanan dan luas permukaan
dengan gaya?
Kamu telah melakukan Aktivitas 7.1 tentang tekanan pada zat padat
dan juga mempelajari bagaimana hubungan antara tekanan dengan
luas permukaan dan gaya. Agar kamu lebih memahami konsep tersebut,
ayo pelajari dan cermati bahasan berikut dengan bersemangat!
1.
Tekanan Zat Padat
Masih ingatkah kamu dengan hasil percobaan pada Aktivitas 7.1?
Ketika kamu mendorong uang logam di atas plastisin, berarti
kamu telah memberikan gaya pada uang logam. Besarnya tekanan
yang dihasilkan uang logam pada plastisin tergantung pada besarnya
dorongan (gaya) yang kamu berikan dan luas permukaan pijakan atau
luas bidang tekannya. Konsep tekanan sama dengan penyebaran gaya
pada luas suatu permukaan. Sehingga, apabila gaya yang diberikan
pada suatu benda (
F
) semakin besar, maka tekanan yang dihasilkan
6
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
akan semakin besar. Sebaliknya, semakin luas permukaan suatu benda,
tekanan yang dihasilkan semakin kecil. Secara matematis, besaran
tekanan dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut.
=
p
F
A
dengan:
p
= Te
kanan (N/m
2
yang disebut juga satuan pascal (Pa))
F
= Gaya (newton)
A
= Luas bidang (m
2
)
Setelah mengetahui bahwa besar tekanan dipengaruhi oleh
besarnya gaya dan luas bidang, sekarang kamu tentunya dapat
menjelaskan alasan ketika kamu berjalan di tanah berlumpur dengan
menggunakan sepatu boot, kamu akan lebih mudah berjalan dan
tidak mudah terjebak masuk ke dalam lumpur dibandingkan dengan
menggunakan sepatu dengan pijakan yang sempit. Kamu juga dapat
memahami alasan angsa lebih mudah mencari makanan di tempat
yang berlumpur daripada ayam.
2.
Tekanan Zat Cair
a. Tekanan Hidrostatis
Indonesia merupakan negara yang memiliki lautan yang sangat
luas. Tuhan telah menganugerahkan pesona bawah laut Indonesia
yang sangat indah sehingga kita patut mensyukuri dan menjaganya.
Pernahkah kamu menyelam ke dalam laut untuk melihat biota bawah
laut? Perhatikan Gambar 7.4!
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.4
Menyelam Melihat Pesona Bawah Laut
7
Ilmu Pengetahuan Alam
Ketika kamu menyelam, bagaimanakah kondisi telinga yang kamu
rasakan? Apakah telingamu terasa tertekanan? Semakin dalam kamu
menyelam, kamu akan merasakan tekanan yang lebih besar. Mengapa
hal ini dapat terjadi? Agar mengetahuinya, ayo lakukan Aktivitas 7.2
berikut!
Aktivitas 7.2 Menyelidiki Tekanan Zat Cair pada Kedalaman
Tertentu
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
2 buah gelas kimia
2.
Pipa U atau selang berbentuk U
3.
Corong
4.
Air berwarna
5.
Minyak kelapa atau minyak goreng
6.
Balon untuk menutup corong
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Susunlah alat percobaan seperti pada Gambar 7.5!
Air
Air
Corong
Selang
Karton
Pipa U
Lubang pada
corong dilapisi
balon
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.5
Rangkaian Alat Percobaan Tekanan Zat Cair
8
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
2.
Isilah gelas kimia dengan air!
3.
Masukkan
corong ke dalam gelas kimia, kemudian ubahlah
kedalaman corong yang terdapat pada gelas kimia sesuai dengan
data kedalaman (
h
) yang terdapat di dalam Tabel 7.1!
4.
Amatilah
selisih
permukaan
air
(∆
h
) yang terdapat pada pipa
U. Jangan lupa lakukan percobaan ini dengan teliti dan cermat!
5.
Ulangi
kembali percobaan di atas dengan mengganti air dalam
gelas kimia dengan minyak kelapa atau minyak goreng!
6.
Tuliskan hasil pengamatan pada Tabel 7.1!
Tabel 7.1
Data Hasil Percobaan Tekanan Zat Cair
No
Kedalaman (
h
)
(cm)
Selisih Ketinggian (∆
h
) (cm)
Air
Minyak Kelapa
1
5
2
10
3
15
4
5
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Menurutmu,
manakah yang lebih besar antara massa jenis air
atau massa jenis minyak goreng?
2.
Bagaimana selisih
ketinggian air pada pipa U jika corong
dimasukkan semakin dalam pada gelas kimia?
3.
Coba
bandingkan selisih ketinggian air pada pipa U pada setiap
kedalaman corong ketika dimasukkan ke dalam gelas kimia
yang berisi air dan ketika berisi minyak goreng! Manakah yang
memiliki selisih ketinggian lebih besar?
4.
Penyebab
selisih ketinggian adalah adanya tekanan dari cairan
(air dan minyak) yang diteruskan melalui corong dan selang.
Faktor apa sajakah yang memengaruhi besarnya tekanan dari
percobaan ini?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
9
Ilmu Pengetahuan Alam
Setelah melakukan Aktivitas 7.2 kamu telah mengetahui bahwa
kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair memengaruhi tekanan yang
dihasilkan oleh zat cair atau disebut dengan
tekanan hidrostatis.
Semakin dalam zat cair, semakin besar tekanan yang dihasilkan.
Semakin besar massa jenis zat cair, semakin besar pula tekanan yang
dihasilkan. Pada bagian sebelumnya kamu sudah memahami bahwa
tekanan merupakan besarnya gaya per satuan luas permukaan tempat
gaya itu bekerja, secara matematis dirumuskan sebagai:
=
p
F
A
Pada zat cair, gaya (
F
) disebabkan oleh berat zat cair (
w
) yang
berada di atas benda, sehingga:
=
p
w
A
k
arena berat (
w
) =
m
×
g
m
=
ρ
×
V
V
=
h
×
A
maka
dapat ditulis bahwa
=
p
ρ
×
g
×
h
×
A
A
atau
p = ρ
×
g
×
h
dengan:
p
= T
ekanan (N/m
2
)
m
= Massa benda (kg)
ρ
= M
assa jenis zat cair (kg/m
3
)
g
= P
ercepatan gravitasi (m/s
2
)
h
= T
inggi zat cair (m)
V
= Volume (m
3
)
Tekanan hidrostatis ini penting untuk diperhatikan dalam
merancang berbagai struktur bangunan dalam penampungan air,
misalnya pembangunan bendungan untuk Pembangkit Listrik
Tenaga Air (PLTA). Selain PLTA, para arsitek kapal selam juga
memperhitungkan tekanan hidrostatis air laut, sehingga kapal selam
mampu menyelam ke dasar laut dengan kedalaman ratusan meter
tanpa mengalami kebocoran atau kerusakan akibat tekanan hidrostatis.
Apakah kamu mengetahui bahwa manusia hanya mampu menyelam
hingga kedalaman kurang lebih 20 m? Hal ini dikarenakan paru-paru
manusia tidak dapat menahan tekanan yang besar (>240.000 Pa).
10
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.6
Struktur Bendungan Air
b. Hukum Archimedes
Pernahkah kamu melihat kapal selam? Pada bagian sebelumnya
kamu telah mengetahui bahwa dalam merancang kapal selam
harus memerhatikan tekanan hidrostatis air laut. Hal ini menjadi
pertimbangan dalam merancang struktur dan pemilihan bahan untuk
membuat kapal selam.
Salah satu bahan yang tahan terhadap tekanan hidrostatis air laut
yang sangat besar adalah baja. Tahukah kamu bahwa baja merupakan
logam yang utamanya terbuat dari campuran besi dan karbon? Dengan
demikian baja memiliki massa jenis yang lebih besar daripada massa
jenis air laut. Coba kamu pikirkan mengapa kapal selam maupun kapal
laut lainnya yang terbuat dari baja tidak tenggelam, padahal massa
jenis baja jauh lebih besar daripada massa jenis air laut? Sebelum
mempelajarinya lebih jauh, ayo lakukan aktivitas berikut terlebih
dahulu!
Sumber: inhabitat.com
Gambar 7.7
Kapal Selam
11
Ilmu Pengetahuan Alam
Aktivitas 7.3 Hukum Archimedes
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
Gelas kimia
2.
Gelas ukur
3.
Neraca pegas
4.
Benda dari logam atau batu (sebagai beban)
5.
Air
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Isilah gelas kimia dengan air hingga
3
4
bagian!
2.
Kaitkan beban dengan
neraca pegas, catatlah berat beban ketika
di udara (
w
bu
) dengan membaca skala yang ditunjukkan pada
neraca pegas!
Neraca pegas
Gelas kimia
Beban
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.8
Rangkaian Alat Percobaan Hukum Archimedes
3.
Masukkan
rangkaian beban dan neraca pegas ke dalam air,
kemudian catatlah berat beban ketika berada di dalam air (
w
ba
)!
4.
Hitunglah besar gaya apung (
F
a
) pada beban tersebut.
5.
Timbanglah berat air yang tumpah (
w
ap
)!
6.
Catatlah hasil percobaan pada Tabel 7.2.
Lakukan kegiatan ini
dengan cermat dan teliti agar kamu mendapatkan data yang
benar.
12
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
7.
Ulangilah
langkah kegiatan 1–4 sebanyak 3 kali dengan
menggunakan beban yang sama tetapi volumenya berbeda.
Tabel 7.2
Data Hasil Percobaan Hukum Archimedes
No
Berat Beban di
Udara (
w
bu
)
Berat Beban di
Air (
w
ba
)
Gaya Apung
(
F
a
=
w
bu
-
w
ba
)
Berat air
yang Pindah
(
w
ap
)
1
2
3
4
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan, apa yang
dapat kamu simpulkan?
Setelah kamu melakukan percobaan
hukum Archimedes, kamu dapat
mengetahui bahwa ketika suatu benda
dimasukkan ke dalam air, beratnya
seolah-olah berkurang. Peristiwa
ini bukan berarti ada massa benda
yang hilang. Berat benda berkurang
saat dimasukkan ke dalam air,
disebabkan oleh adanya gaya apung
(
F
a
) yang mendorong benda ke atas
atau berlawanan dengan arah berat
benda. Perhatikan Gambar 7.9! Secara
matematis, dapat dituliskan:
F
a
=
w
bu
−
w
ba
sehingga,
w
ba
=
w
bu
−
F
a
dengan:
F
a
=
Gaya apung (N)
w
ba
= Berat benda di air (N)
w
bu
= Berat benda di udara (N)
Gaya berat
(
w
ba
)
Resultan
gaya (
F
)
Gaya apung
(
F
a
)
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.9
Gaya yang Bekerja
pada Batu yang Tenggelam
13
Ilmu Pengetahuan Alam
Fenomena ini dipelajari oleh Archimedes yang hasilnya kemudian
dinyatakan sebagai hukum Archimedes sebagai berikut:
“Jika benda dicelupkan ke dalam zat cair, maka benda itu akan
mendapat gaya ke atas yang sama besar dengan berat zat cair yang
didesak oleh benda tersebut”.
Archimedes (287 SM - 212 SM) adalah seorang berkebangsaan
Yunani
yang
terkenal
sebagai
ahli
matematika,
astronomi,
filsafat,
fisika,
dan
insinyur.
Pada
suatu
hari
ia
diminta
Raja
Hieron
II
untuk
membuktikan
bahwa mahkotanya benar-benar berasal dari emas
murni. Archimedes merasa kesulitan menentukan massa jenis mahkota
tersebut karena tidak bisa menghitung volume mahkota. Hingga
pada akhirnya saat Archimedes menceburkan dirinya ke bak mandi,
ia mengamati adanya air yang tumpah dari bak tersebut. Seketika
itu Archimedes berteriak “
eureka, eureka
!”. Archimedes menyadari
bahwa volume air yang tumpah tersebut sama besarnya dengan volume
tubuh yang mendesak air keluar dari bak. Melalui temuan tersebut,
Archimedes dapat membuktikan bahwa ternyata mahkota Raja tidak
berasal dari emas murni melainkan dicampur dengan perak, sehingga
pembuat mahkota tersebut dihukum mati oleh sang Raja.
Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur
dalam air daripada di udara karena di dalam air benda mendapat
gaya ke atas. Ketika di udara, benda memiliki berat mendekati yang
sesungguhnya. Karena berat zat cair yang didesak atau dipindahkan
benda adalah:
w
cp
=
m
cp
×
g
dan
m
cp
=
ρ
cp
×
V
cp
sehingga berat air yang didesak oleh benda adalah:
w
cp
=
ρ
c
×
g
×
V
cp
Berarti, menurut hukum Archimedes, besar gaya ke atas adalah:
F
a
=
ρ
c
×
g
×
V
cp
dengan:
F
a
= Gaya apung (N)
ρ
c
= Massa jenis zat cair (kg/m
3
)
g
= Percepatan gravitasi (m/s
2
)
V
cp
= Volume zat cair yang dipindahkan (m
3
)
14
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Hukum Archimedes tersebut digunakan sebagai dasar pembuatan
kapal laut atau kapal selam. Suatu benda dapat terapung atau tenggelam
tergantung pada besarnya gaya berat (
w
) dan gaya apung (
F
a
). Jika gaya
apung maksimum lebih besar daripada gaya berat maka benda akan
terapung. Sebaliknya, jika gaya apung maksimum lebih kecil daripada
gaya berat maka benda akan tenggelam. Jika gaya apung maksimum
sama dengan berat benda, maka benda akan melayang. Gaya apung
maksimum adalah gaya apung jika seluruh benda berada di bawah
permukaan zat cair.
Hampir semua logam memiliki massa jenis (kerapatan) yang
lebih besar dari air. Tentu kamu berpikir bahwa semua logam akan
tenggelam dalam air. Mengapa kapal laut yang terbuat dari logam tidak
tenggelam? Kapal laut dapat terapung karena pada saat diletakkan
secara tegak di lautan, kapal laut dapat memindahkan air laut dalam
jumlah yang cukup besar, sehingga kapal laut mendapat gaya ke atas
yang sama besar dengan berat kapal laut (Gambar 7.10).
Lambung kapal
(ruang berisi udara)
Badan kapal (terbuat
dari logam)
Sumber: Hart & Davis, 2009
Gambar 7.10
Struktur Kapal Laut
Ayo, Kita Diskusikan
Apakah yang terjadi jika kapal diletakkan miring? Apakah kapal
dapat terapung? Jelaskan mengapa demikian!
15
Ilmu Pengetahuan Alam
Bagaimana dengan kapal selam? Bagaimana kapal selam dapat
terapung, melayang, dan tenggelam dalam air laut? Pada prinsipnya
kapal selam dapat memiliki kemampuan tersebut karena berat kapal
selam dapat diperbesar dengan cara memasukkan air ke dalam badan
kapal dan dapat diperkecil dengan cara mengeluarkan air dari badan
kapal. Ketika kapal selam akan tenggelam, air laut dimasukkan ke
dalam penampung dalam badan kapal. Berat total dari kapal selam
menjadi lebih besar daripada gaya ke atas, sehingga kapal selam dapat
tenggelam. Agar tidak terus tenggelam, pada kedalaman tertentu
air dalam badan kapal selam dikeluarkan kembali dari penampung,
sehingga berat total dari kapal selam sama dengan gaya ke atas. Hal ini
menyebabkan kapal selam melayang dalam air. Saat kapal selam akan
mengapung, air dari penampungan pada badan kapal dikeluarkan
sehingga volume total dari kapal selam menjadi lebih kecil daripada
gaya ke atas, sehingga kapal selam dapat mengapung. Perhatikan
Gambar 7.11!
Pengatur
keseimbangan
Katup tertutup
Tangki udara
bertekanan
Udara yang
tertekan
masuk
Air keluar dari
penampung
Kapal selam
naik
Udara
keluar dari
penampung
Kapal selam tenggelam
Air masuk
menuju
penampung
Sumber: Hart & Davis, 2009
Gambar 7.11
Mekanisme Pengeluaran dan Pemasukan Air dalam Kapal Selam
c. Hukum Pascal
Pernahkah kamu melihat mobil yang dicuci di tempat pencucian
kendaraan? Mobil di tempat pencucian kendaraan akan diangkat
dengan menggunakan alat pengangkat yang disebut
pompa hidrolik
16
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
(Gambar 7.12) untuk membantu pencuci mobil menjangkau semua
bagian mobil yang akan dibersihkan.
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.12
Pompa Hidrolik Pengangkat Mobil
Bagaimana alat pengangkat tersebut dapat mengangkat mobil yang
sangat berat padahal di dalam pompa hidrolik tersebut hanya berisi
udara atau dapat berupa minyak? Kamu penasaran bukan dengan hal
tersebut? Agar mengetahuinya, ayo lakukan aktivitas berikut!
Aktivitas 7.4 Simulasi Prinsip Kerja Pompa Hidrolik
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
Selang plastik kecil sekitar 50 cm
2.
2 buah alat suntik, 1 ukuran besar, 1 ukuran kecil
3.
Papan tripleks atau karton ukuran 25
×
35 cm
4.
Air
5.
Pewarna makanan
6.
Beban
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Buatlah alat sederhan
a yang memiliki prinsip kerja seperti
pompa hidrolik dengan merangkaikan selang plastik pada dua
alat suntik tersebut, seperti Gambar 7.13!
17
Ilmu Pengetahuan Alam
Sumber: sukasains.com
Gambar 7.13
Model Percobaan Pascal
2.
Rancanglah alat tersebut sebaik mungkin!
3.
Isilah selang
plastik dengan air sampai penuh, kemudian berilah
pewarna makanan pada air yang ada dalam selang tersebut!
4.
Doronglah pengisap
alat suntik kecil, lalu amati yang terjadi
pada pengisap alat suntik besar.
5.
Amati pula aliran
air berpewarna makanan yang ada dalam
selang!
6.
Letakkan
beban pada pengisap alat suntik besar, lalu doronglah
pengisap alat suntik kecil. Apakah yang akan terjadi?
7.
Ulangi
kegiatan tersebut dengan cara menempatkan beban
di pengisap kecil dan dengan memberikan dorongan pada
pengisap besar.
8.
Bandingkan
besar dorongan (gaya) yang kamu berikan, ketika
mendorong pengisap alat suntik kecil dan pengisap alat suntik
besar.
Apa yang perlu kamu diskusikan?
Bagaimanakah dorongan (gaya) yang kamu berikan ketika beban
diletakkan pada pengisap besar dan ketika beban diletakkan pada
pengisap kecil? Mana yang memerlukan dorongan lebih mudah?
Mengapa?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, apa
yang dapat kamu simpulkan?
18
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Fenomena yang terdapat pada Aktivitas 7.4 menunjukkan bahwa
tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan
diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama. Hal ini merupakan
bunyi dari hukum Pascal yang dikemukakan oleh Blaise Pascal (1623-
1662). Blaise Pascal yang lahir pada 19 Juni 1623 adalah seorang
ahli
matematika
dan
geometri
yang
juga
mendalami
ilmu
filsafat
dan agama.
Meskipun tidak menempuh pendidikan yang resmi,
pada usia 12 tahun Pascal berhasil menciptakan mesin penghitung
yang membantu pekerjaan ayahnya sebagai petugas penarik pajak.
Sepanjang hidupnya banyak penemuan yang ia publikasikan terutama
pada bidang matematika. Selain itu, Pascal juga banyak melahirkan
karya-karya
dalam
bidang
fisika
hidrodinamika
dan
hidrostatika,
salah
satunya
adalah hukum Pascal. Coba perhatikan Gambar 7.14 yang
merupakan penerapan hukum Pascal pada pompa hidrolik!
F
1
A
1
A
2
p
p
F
2
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.14
Model Dongkrak Hidrolik
Jika pada penampang dengan luas
A
1
diberi gaya dorong
F
1
, maka
akan dihasilkan tekanan
p
dapat dirumuskan :
=
p
F
1
A
1
Menurut hukum Pascal tekanan
p
tersebut diteruskan ke segala
arah dengan sama besar, termasuk ke luas penampang
A
2
. Pada
penampang
A
2
muncul gaya angkat
F
2
dengan tekanan:
=
p
F
2
A
2
Secara matematis diperoleh persamaan pada dongkrak hidrolik
sebagai berikut.
F
1
A
1
=
F
2
A
2
atau
=
F
2
A
2
A
1
F
1
19
Ilmu Pengetahuan Alam
dengan:
p
= Tekanan (N/m
2
)
F
1
dan
F
2
= Gaya yang diberikan (newton)
A
1
dan
A
2
= Luas penampang (m
2
)
Jika
A
2
lebih besar dari
A
1
maka akan diperoleh gaya angkat
F
2
yang
lebih besar dari
F
1
. Ini merupakan prinsip kerja dari pompa hidrolik.
Apakah kamu sudah mampu menjawab mengapa pompa hidrolik
mampu mengangkat motor atau mobil yang sangat berat dengan
menggunakan gaya yang kecil padahal di dalam pompa hidrolik
tersebut hanya berisi udara atau dapat berupa minyak?
Pompa hidrolik menerapkan prinsip dari Hukum Pascal. Pada
pompa hidrolik terdapat dua luas penampang yang berbeda, yaitu
luas penampang kecil (
A
1
) dan luas penampang besar (
A
2
). Perhatikan
Gambar 7.14! Luas penampang kecil (
A
1
) misalnya 1 cm
2
akan diberi
gaya yang kecil (
F
1
) misalnya 10 N, sehingga menghasilkan tekanan (
p
)
sebesar 10 N/cm
2
. Tekanan
p
(10 N/cm
2
) akan diteruskan menuju luas
penampang besar (
A
2
) misalnya 100 cm
2
.
Sehingga
=
F
2
F
1
×
A
2
A
1
=
F
2
10 N
× 100 cm
2
1 cm
2
= 1.000 N
Berdasarkan contoh tersebut dapat dilihat bahwa dengan
memberikan gaya 10 N pada luas penampang kecil mampu
menghasilkan gaya 1.000 N pada luas penampang besar. Berdasarkan
prinsip inilah pompa hidrolik tersebut mampu mengangkat motor atau
mobil yang cukup berat.
Ayo, Kita Cari Tahu
Masih banyak alat dalam kehidupan sehari-hari yang
menggunakan prinsip dari hukum Pascal. Bersama kelompokmu
coba cari tahu alat apa saja yang menggunakan prinsip hukum
Pascal! Cari tahu juga bagaimana mekanisme kerjanya!
20
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
3.
Tekanan Gas
Pada bagian sebelumnya kamu telah mempelajari bahwa zat padat
dan zat cair memiliki tekanan. Bagaimana dengan gas? Apakah gas juga
memiliki tekanan? Pernahkah kamu melihat balon udara? Bagaimana
balon udara dapat terbang? Coba lakukan aktivitas berikut agar kamu
dapat memahami jawaban pertanyaan tersebut!
Aktivitas 7.5 Membuktikan Tekanan pada Udara
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
Gelas minum
2.
Air
3.
Kertas HVS
4.
Labuh Erlenmeyer
5.
Pembakar spiritus
6.
Karet gelang
7.
Balon
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Isilah gelas dengan air sampai penuh.
2.
Tutuplah gelas yang telah berisi air tersebut dengan selembar
kertas HVS.
3.
Tahan kertas HVS tersebut
dengan telapak tangan, kemudian
baliklah gelas dengan cepat (usahakan jangan sampai tumpah).
4.
Lepaskan tangan secara perlahan. Amati apa yang terjadi.
5.
Sediakan
erlenmeyer
250 mL, kemudian isilah dengan air.
6.
Kemudian
tutup labu erlenmeyer dengan balon karet, ikatlah
dengan karet gelang agar lebih kuat.
7.
Panaskan
erlenmeyer
di atas pembakar
spiritus sampai
mendidih. Amati apa yang terjadi pada balon karet.
8.
Hentikan pemanasan dengan cara mematikan pembakar spiritus.
9.
Buka
kembali balon karet pada labu
erlenmeyer
. Berhati-hatilah
ketika membuka karena
erlenmeyer
dalam keadaan panas.
10.
Tutuplah dengan rapat
erlenmeyer
dengan balon karet.
21
Ilmu Pengetahuan Alam
11.
Dinginkan
erlenmeyer
yang telah ditutup dengan karet dengan
cara memasukkannya ke dalam air dingin.
12.
Kemudian
biarkan beberapa saat. Amati apa yang terjadi pada
balon karet.
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Ketika
gelas yang berisi air dibalik, ternyata kertas HVS
dapat menahan air di dalam gelas. Jelaskan mengapa hal ini
dapat terjadi!
2.
Ketika air
dalam
erlenmeyer
yang ditutup dengan balon karet
dipanaskan, balon karet mengembang. Mengapa hal ini dapat
terjadi?
3.
Mengapa
ketika
erlenmeyer
yang berisi air panas yang telah
ditutup rapat dengan balon karet dimasukkan ke dalam air
dingin, balon karet tertekan ke dalam labu
erlenmeyer
? Jelaskan
kejadian tersebut!
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
Percobaan yang telah kamu lakukan, menunjukkan bahwa gas juga
memiliki tekanan. Ketika gelas yang berisi air dibalik, ternyata
kertas HVS dapat menahan air di dalam gelas. Hal ini terjadi karena
HVS mendapatkan tekanan dari udara luar yang besarnya lebih besar
daripada tekanan air dalam gelas.
Tekanan air
T
ekanan udara
Gelas yang
berisi air
Kertas
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.15
Tekanan Udara pada Kertas HVS sehingga Mampu Menahan Air
22
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Bagaimanakah tekanan udara
yang terjadi pada
erlenmeyer
yang ditutup dengan balon karet?
Ketika air dalam
erlenmeyer
yang ditutup dengan balon karet
dipanaskan akan membuat balon
karet mengembang. Hal ini
terjadi karena partikel gas dalam
erlenmeyer
menerima kalor dari
pemanasan. Akibatnya gerakan
partikel gas dalam
erlenmeyer
semakin cepat dan terjadilah
pemuaian sehingga tekanannya
menjadi besar. Tekanan di
dalam
erlenmeyer
ini diteruskan
sama besar menuju balon karet,
sehingga tekanan di dalam
balon karet lebih besar daripada
tekanan gas di luar balon karet
yang mengakibatkan balon
karet mengembang. Perhatikan
Gambar 7.16!
Ketika
erlenmeyer
yang berisi air panas yang telah ditutup rapat
dengan balon karet dimasukkan ke dalam air dingin, balon karet
tertekan ke dalam
erlenmeyer
. Hal ini disebabkan karena kalor
pada partikel gas dalam
erlenmeyer
dirambatkan menuju air dingin.
Pergerakan partikel gas semakin lambat dan terjadilah penyusutan.
Penyusutan ini menyebabkan tekanan gas dalam
erlenmeyer
semakin
rendah dari tekanan gas di luar. Akibatnya balon karet masuk ke dalam
erlenmeyer
karena tekanan gas dari luar.
Pernahkah kamu melihat balon udara? Ternyata, prinsip tekanan
gas dimanfaatkan untuk mengembangkan balon udara. Balon udara
seperti pada Gambar 7.17 dapat terbang karena massa jenis total dari
balon udara lebih rendah daripada massa jenis udara di sekitarnya.
Massa jenis balon udara tersebut dikendalikan oleh perubahan
temperatur pada udara dalam balon. Seorang pilot mengontrol
temperatur udara dalam balon dengan menggunakan pembakar yang
ada di bawah lubang balon.
(a)
(b)
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.16
(a) Kondisi Balon Karet
pada
Erlenmeyer
yang Berisi Air Dingin,
(b) Kondisi Balon Karet pada
Erlenmeyer
yang Berisi Air Panas
23
Ilmu Pengetahuan Alam
Sumber: www.usaballoon.com
Gambar 7.17
Balon Udara
Ketika bara api dari pembakar memanaskan udara dalam balon,
berat balon menjadi lebih kecil dari gaya ke atas sehingga balon akan
bergerak ke atas (Ingat, udara panas lebih ringan dari udara dingin).
Jika ingin turun, maka pemanasan udara dalam balon dikurangi atau
dihentikan sehingga suhu udara dalam balon menurun. Gaya ke atas
pada balon adalah sama dengan berat udara dingin yang dipindahkan
oleh balon tersebut. Ingatlah kembali hukum Archimedes!
B.
A
plikasi Konsep Tekanan Zat pada Makhluk Hidup
Ayo, Kita Pelajari
Istilah Penting
•
Pengangkutan air dan
nutrisi pada tumbuhan
•
Tekanan darah
•
Tekanan gas pada proses
pernapasan
•
Xilem
•
Floem
•
Kohesi
•
Adhesi
•
Sistol
•
Diastol
Mempelajari materi ini akan membantumu memahami aplikasi konsep tekanan
zat pada makhluk hidup, sehingga membuatmu semakin paham bagaimana
proses-proses yang terjadi pada makhluk hidup.
Mengapa Penting?
Apakah konsep tekanan zat yang telah kamu pelajari juga terdapat
pada makhluk hidup? Konsep tekanan zat juga terdapat pada makhluk
hidup, misalnya pada mekanisme pengangkutan air dan nutrisi pada
24
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
tumbuhan, tekanan darah manusia, dan tekanan gas pada proses
pernapasan. Kamu penasaran bukan dengan semua itu? Ayo kita
pelajari dengan saksama!
1. Pengangkutan Air dan Nutrisi pada Tumbuhan
Masih ingatkah kamu berkas pengangkut pada tumbuhan? Xilem
dan
floem
adalah
jaringan
seperti
tabung
yang
berperan
dalam
sistem
pengangkutan. Air
dan mineral dari dalam tanah akan diserap oleh
akar, kemudian diangkut melalui xilem ke bagian batang dan daun
tumbuhan. Zat makanan yang dibuat di daun akan diangkut melalui
floem
ke
bagian
lain
tumbuhan
yang
memerlukan
zat
makanan.
Lalu bagaimana
mekanisme pengangkutan air, mineral, dan nutrisi
tersebut? Sebelum kamu mempelajarinya lebih dalam coba diskusikan
terlebih dahulu dengan temanmu!
Ayo, Kita Diskusikan
Bagaimana tumbuhan yang tinggi dapat mengangkut air yang ada di
dalam tanah menuju daun yang letaknya lebih dari 10 m dari akar?
Aktivitas 7.6 Menyelidiki Transportasi pada Tumbuhan
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
Pewarna makanan (warna merah dan biru)
2.
1,5 L air
3.
3 gelas air mineral
4.
3 tumbuhan pacar air (
Impatiens balsamina
)
5.
Mikroskop
6.
Silet
7.
Nampan
8.
Kaca benda dan kaca penutup
9.
Pipet tetes
25
Ilmu Pengetahuan Alam
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 7.18
Tumbuhan Pacar Air
Apa yang kamu lakukan?
1.
Letakkan
tumbuhan pacar air di ruang terbuka sehingga sedikit
layu. Amati warna pertulangan daun pada bagian bawah daun
tumbuhan pacar air!
2.
Tuangkan air setinggi 5-6 cm pada masing-masing gelas air mineral!
3.
Teteskan pe
warna makanan pada kedua gelas air mineral!
Biarkan satu gelas air mineral hanya berisi air, tanpa pewarna.
Berhati-hatilah ketika menuang pewarna, karena dapat
mengotori pakaianmu!
4.
Letakkan
tumbuhan pacar air, pada masing-masing gelas air
mineral! Biarkan selama 2
jam! Perhatikan Gambar 7.18!
5.
Amati perub
ahan pada daun
pacar air setelah tumbuhan
dibiarkan selama 2 jam dalam
gelas air mineral tersebut!
Apakah daun menjadi segar
atau tetap dalam keadaan layu?
6.
Amati warna pertulan
gan
daun pada bagian bawah
daun tumbuhan pacar air
yang diletakkan dalam
gelas air mineral berisi air
berwarna! Apakah pertulangan daun berwarna merah atau biru?
7.
Buatlah sayatan melintang
pada batang tumbuhan pacar air
yang diletakkan dalam gelas air mineral berisi air berwarna
menggunakan silet! Usahakan irisan setipis mungkin dan
berhati-hatilah ketika menggunakan silet, karena dapat melukai
tanganmu!
8.
L
etakkan sayatan tersebut pada kaca benda, lalu tetesi dengan air!
9.
Tutuplah kedua kaca benda tersebut dengan kaca penutup!
10.
Amatilah preparat yang telah
dibuat menggunakan mikroskop
dengan perbesaran 40 kali atau perbesaran yang lebih tinggi,
misalnya 100 kali atau 400 kali!
11.
Perhatikan
bagian yang berwarna merah atau berwarna biru!
Apa nama jaringan yang berwarna tersebut? Apa fungsinya?
12.
Catatlah hasil pengamatanmu dengan cermat!
26
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Apa yang terjadi pada tumbuhan pacar air
sebelum dan sesudah
diletakkan dalam air selama 2 jam?
2.
Apakah ada perbedaan
warna pertulangan daun antara daun
tumbuhan pacar air sebelum dan sesudah diletakkan dalam air
selama 2 jam?
3.
Berdasarkan
hasil pengamatan bagian batang yang berwarna,
jaringan apa yang berperan pada peristiwa tersebut?
4.
Mengapa peristiwa tersebut dapat terjadi?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan
dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
a. Pengangkutan Air pada Tumbuhan
Masih ingatkah kamu susunan jaringan pada akar mulai dari
jaringan terluar hingga terdalam? Jaringan-jaringan itulah yang akan
dilalui oleh air ketika masuk ke dalam tumbuhan. Perhatikan Gambar
7.19 untuk mengetahui jaringan yang dilalui oleh air ketika masuk ke
dalam akar.
Air
Rambut akar
Epidermis
Korteks
Endodermis
Xilem
Akar
Sumber: Campbell
et al.
2008
Gambar 7. 19
Jalur Pengangkutan Air Ketika Masuk Ke Dalam Akar
27
Ilmu Pengetahuan Alam
Pertama-tama, air diserap oleh rambut-rambut akar. Kemudian, air
masuk ke sel epidermis melalui proses secara osmosis. Selanjutnya, air
akan melalui korteks. Dari korteks, air kemudian melalui endodermis
dan perisikel. Selanjutnya, air masuk ke jaringan xilem yang berada di
akar. Setelah tiba di xilem akar, air akan bergerak ke xilem batang dan
ke xilem daun!
Tumbuhan tidak mempunyai mekanisme pemompaan cairan
seperti pada jantung manusia. Lalu, bagaimanakah air dapat naik dari
akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih tinggi? Perhatikan Gambar
7.20 tentang pergerakan air dari akar menuju daun!
Penyerapan air
dari tanah
Kohesi dan adesi
dalam xilem
Transpirasi
Molekul air
Stomata
Xilem
Adesi
Kohesi
Tanah
Molekul air
Molekul air
Rambut akar
Xilem
Atmosfer
Dinding
xilem
Akar
Sumber: Campbell
et al.
2008
Gambar 7.20
Pengangkutan Air dari Akar Menuju Daun
Air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang
lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya
daya kapilaritas batang. Sifat ini seperti yang terdapat pada pipa kapiler.
Pipa kapiler memiliki bentuk yang hampir menyerupai sedotan akan
28
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
tetapi diameternya sangat kecil. Apabila salah satu ujung pipa kapiler
dimasukkan ke dalam air, air yang berada pada pipa tersebut akan
lebih tinggi daripada air yang berada di sekitar pipa kapiler. Begitu
pula pada batang tanaman, air yang berada pada batang tanaman akan
lebih tinggi apabila dibandingkan dengan air yang berada pada tanah.
Daya
kapilaritas batang dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi
dan adhesi. Kohesi merupakan kecenderungan suatu molekul untuk
dapat berikatan dengan molekul lain yang sejenis. Adhesi adalah
kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul
lain yang tidak sejenis. Melalui gaya adhesi, molekul air membentuk
ikatan yang lemah dengan dinding pembuluh. Melalui gaya kohesi
akan terjadi ikatan antara satu molekul air dengan molekul air lainnya.
Hal ini akan menyebabkan terjadinya tarik-menarik antara molekul air
yang satu dengan molekul air lainnya di sepanjang pembuluh xilem.
Selain disebabkan oleh gaya kohesi dan adhesi, naiknya air ke daun
disebabkan oleh penggunaan air di bagian daun atau yang disebut
dengan daya isap daun. Air dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam proses
fotosintesis. Pada daun, air juga mengalami penguapan. Penguapan air
oleh daun disebut transpirasi. Penggunaan air oleh bagian daun akan
menyebabkan terjadinya tarikan terhadap air yang berada pada bagian
xilem sehingga air yang ada pada akar dapat naik ke daun.
b. Pengangkutan Nutrisi pada Tumbuhan
Semua bagian tumbuhan, yaitu akar, batang, daun, dan bagian
lainnya memerlukan nutrisi. Agar kebutuhan nutrisi di setiap bagian
tumbuhan terpenuhi, maka dibutuhkan suatu proses pengangkutan
nutrisi hasil fotosintesis berupa gula dan asam amino ke seluruh tubuh
tumbuhan. Pengangkutan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh
tumbuhan
terjadi
melalui
pembuluh
floem.
Pengangkutan
zat-zat hasil fotosintesis dimulai dari sumbernya,
yaitu daun (daerah yang memiliki konsentrasi gula tinggi) ke bagian
tanaman lain yang dituju (daerah yang memiliki konsentrasi gula
rendah) dengan dibantu oleh sirkulasi air yang mengalir melalui
pembuluh
xilem
dan
floem.
Perhatikanlah
Gambar
7.21!
29
Ilmu Pengetahuan Alam
Xilem
Floem
Aliran
air
Sel
sumber
Gula
Air
Konsentrasi gula tinggi
Tekanan air tinggi
Konsentrasi gula rendah
Tekanan air rendah
Sumber
gula
Penyimpanan
gula
Sel
penyimpanan
Gula
Air
Bulu tapis
Sumber: Recee
et al
. 2012
Gambar 7.21
Pengangkutan Nutrisi Hasil Fotosintesis pada Tumbuhan
2.
Tekanan Darah pada Sistem Peredaran Darah Manusia
Tekanan yang terdapat pada pembuluh darah memiliki prinsip
kerja seperti hukum Pascal. Hal ini karena tekanan pada pembuluh
darah merupakan tekanan yang berada pada ruang tertutup. Pada
saat jantung memompa darah, darah akan mendapatkan dorongan
sehingga mengalir melalui pembuluh darah. Saat mengalir dalam
pembuluh darah, darah memberikan dorongan pada dinding pembuluh
darah yang disebut dengan tekanan darah. Agar tekanan darah tetap
terjaga, maka pembuluh darah harus terisi penuh oleh darah. Bila
terjadi kehilangan darah akibat kecelakaan atau penyakit, tekanan
darah dapat hilang, sehingga darah tidak dapat mengalir menuju sel-
sel di seluruh tubuh. Akibatnya, sel-sel tubuh akan mati karena tidak
mendapatkan pasokan oksigen dan nutrisi.
30
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Tekanan darah diukur dengan menggunakan sebuah alat yang
bernama
sphygmomanometer
, ada pula yang menyebutnya dengan
tensimeter seperti yang terdapat pada Gambar 7.21.
Sumber: Markuso, 2011
Gambar 7.22
Sphygmomanometer
Tekanan darah diukur di dalam pembuluh nadi (arteri) besar yang
biasanya dilakukan di tangan bagian lengan atas. Coba perhatikan
Gambar 7.22! Tekanan darah yang normal berkisar antara 120/80
mmHg. Angka pertama menunjukkan tekanan saat bilik berkontraksi
dan darah terdorong keluar dari bilik jantung melalui pembuluh arteri
disebut angka sistol. Angka kedua, yaitu yang lebih rendah adalah hasil
pengukuran tekanan saat bilik relaksasi dan darah masuk menuju bilik
jantung, tepat sebelum bilik-bilik ini berkontraksi lagi, disebut angka
diastol
Kantung udara
mengambang
akibat tekanan
udara dari
pompa
Pompa
udara
Katup
pembuka
dan penutup
120
120
70
Tekanan dalam
kantung udara
lebih besar dari
120 mmHg
Tekanan dalam
kantung udara
turun di bawah
120 mmHg
Tekanan dalam
kantung udara
turun di bawah
70 mmHg
Arteri
tertutup
Terdengar
bunyi melalui
stetoskop
Bunyi berhenti
Sumber: Campbell
et al.
2008
Gambar 7.22
Cara Pengukuran Tekanan Darah
31
Ilmu Pengetahuan Alam
Pada proses pengukuran tekanan darah juga berlaku hukum Pascal.
Masih ingatkah kamu pernyataan hukum Pascal?
Menurut Pascal tekanan yang diberikan kepada zat cair dalam ruang
tertutup akan diteruskan ke segala arah dengan besar yang sama.
Dengan demikian, tekanan darah yang berada pada bagian aorta,
akan sama dengan tekanan yang ada pada arteri atau pembuluh nadi
yang ada di lengan atas atau di bagian tubuh yang lainnya.
3.
Tekanan Gas pada Proses Pernapasan Manusia
Di dalam paru-paru tepatnya di alveolus terjadi pertukaran antara
oksigen (O
2
) dan karbon dioksida (CO
2
). Setiap menit paru-paru dapat
menyerap sekitar 250 mL O
2
dan mengeluarkan sebanyak 200 mL CO
2
.
Proses pertukaran antara O
2
dengan CO
2
terjadi secara difusi, yaitu
proses perpindahan zat terlarut dari daerah yang memiliki konsentrasi
dan tekanan parsial tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi dan
tekanan parsial rendah.
Tekanan parsial adalah tekanan yang diberikan oleh gas tertentu
dalam campuran gas tersebut. Pada bagian ini yang dimaksud dengan
tekanan parsial adalah tekanan O
2
dan CO
2
yang terlarut di dalam
darah.
Tekanan parsial O
2
diberi simbol PO
2
, sedangkan tekanan
parsial CO
2
diberi simbol PCO
2
. Pada sistem peredaran darah, tekanan
parsial antara O
2
dan CO
2
bervariasi pada setiap organ. Darah yang
masuk ke paru-paru melalui arteri pulmonalis memiliki PO
2
yang lebih
rendah dan PCO
2
yang lebih tinggi daripada udara di dalam alveoli
(alveoli merupakan jamak dari alveolus).
Pada saat darah memasuki kapiler alveoli, CO
2
yang terkandung
dalam darah berdifusi menuju alveoli dan O
2
yang terkandung dalam
udara di alveoli berdifusi ke dalam darah. Akibatnya PO
2
dalam darah
menjadi naik (banyak mengandung oksigen) dan PCO
2
dalam darah
menjadi turun (sedikit mengandung karbondioksida). Darah tersebut
selanjutnya menuju ke jantung, kemudian dipompa ke seluruh bagian
tubuh. Pada saat darah tiba di jaringan tubuh, O
2
dalam darah tersebut
mengalami difusi menuju jaringan tubuh. Kandungan CO
2
dalam
jaringan tubuh lebih besar dari pada kandungan CO
2
dalam darah,
32
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
sehingga CO
2
dalam jaringan tubuh mengalami difusi ke dalam darah.
Setelah melepaskan O
2
dan membawa CO
2
dari jaringan tubuh, darah
kembali menuju jantung dan dipompa lagi ke paru-paru. Perhatikan
Gambar 7.23!
Udara yang dihirup:
PO
2
= 160 mmHg
PCO
2
= 0,3 mmHg
Alveolus:
PO
2
= 104 mmHg
PCO
2
= 40 mmHg
Darah dari kapiler
alveolus:
PO
2
= 100 mmHg
PCO
2
= 40 mmHg
Vena
pulmonalis
Arteri sistemik
Darah yang
memasuki kapiler
jaringan:
PO
2
= 100 mmHg
PCO
2
= 40 mmHg
O
2
CO
2
Sel jaringan:
PO
2
< 40 mmHg
PCO
2
> 45 mmHg
Darah yang
meninggalkan
jaringan:
PO
2
= 40 mmHg
PCO
2
= 45 mmHg
Arteri
pulmonalis
Jantung
Kapiler
jaringan
Vena sistemik
Kapiler alveolus
Darah memasuki
kapiler alveolus:
PO
2
= 40 mmHg
PCO
2
= 45 mmHg
Sel epitel alveolus
Udara yang
diembuskan:
PO
2
= 120 mmHg
PCO
2
= 27 mmHg
Sumber: Reece
et al
. 2012
Gambar 7.23
Difusi Gas pada Proses Pernapasan dan Sirkulasi
33
Ilmu Pengetahuan Alam
Ayo, Kita Pikirkan!
Tahukah kamu letak jantung? Jantung terletak di rongga dada
di antara dua paru-paru. Coba kamu pikirkan, mengapa Tuhan
menciptakan manusia dengan menempatkan jantung di rongga
dada?
Ayo, Kita Renungkan
Pada bab ini kamu telah mempelajari tentang tekanan yang
terdapat pada zat padat, cair, dan gas. Terdapat proses perpindahan
zat di mana tekanan yang diberikan pada zat dan gas yang ada di
tempat tertutup akan disebarkan ke segala arah. Bagaimana dengan
tubuh kita? Di dalam tubuh kita terdapat organ yang bernama
jantung. Jantung memiliki fungsi memberikan tekanan pada darah
sehingga darah yang mengandung oksigen, protein, mineral, dan
zat-zat lain yang diperlukan tubuh dapat mengalir ke seluruh tubuh
kita. Mengalirnya darah ke seluruh tubuh menjadikan terpenuhinya
kebutuhan sel-sel dalam tubuh kita, sehingga kerja organ di dalam
tubuh kita tidak mengalami gangguan. Bersyukurlah kepada Tuhan
yang telah menciptakan tubuhmu dengan sempurna, sehingga
bahan-bahan yang tidak diperlukan bagi tubuh dapat dialirkan
melalui darah dengan sistem pompa yang dilakukan oleh jantung.
Begitu pentingnya peran jantung bagi tubuh kita, apakah kamu
sudah berupaya menjaga kesehatanmu? Coba jawablah beberapa
pertanyaan berikut ini dengan memberi tanda centang (
√
) pada
kolom “ya” atau “tidak”!
Tabel 7.3
Pertanyaan
untuk
Refleksi
Terkait Tekanan Zat dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari
No
Pertanyaan
Ya
Tidak
1
Apakah kamu bersyukur atas karunia Tuhan berupa
organ jantung dan pembuluh darah yang terdapat
pada tubuhmu?
34
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
2
Apakah kamu menjaga kesehatan sistem peredaran
darah dengan berolahraga secara teratur?
3
Apakah kamu menjaga kesehatan sistem peredaran
darah dengan mengonsumsi makanan yang bergizi
seperti bayam, susu, telur, dan lain sebagainya?
4
Apakah kamu menjaga kesehatan sistem peredaran
darah dengan tidak begadang?
Coba kamu hitung, berapa total skormu dengan ketentuan:
Jawaban “ya” mendapat skor 2 (dua)
Jawaban “tidak” mendapat skor 0 (nol)
Bandingkan total skormu dengan kriteria berikut.
Skor 0 - 3 : berarti kamu memiliki sikap yang kurang baik
dalam mempraktikkan konsep tekanan zat dan
penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Skor 4 - 6 : berarti kamu memiliki sikap yang baik dalam
mempraktikkan konsep tekanan zat dan
penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Skor 7 - 10 : berarti kamu memiliki sikap yang sangat baik
dalam mempraktikkan konsep tekanan zat dan
penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Untuk
kamu yang memiliki sikap yang kurang baik, sebaiknya
kamu terus berusaha untuk meningkatkan motivasimu dalam
belajar terkait konsep tekanan zat dan penerapannya dalam
kehidupan sehari-hari.
35
Ilmu Pengetahuan Alam
Info Tokoh
287 - 212 SM
Archimedes
Menemukan hukum
Archimedes untuk
prinsip pengembangan
pembuatan kapal selam
1136 - 1206 M
Al Jazari
Pengembang prinsip
hidrolik untuk
menggerakkan mesin
1564 - 1642 SM
Galileo Galilei
Penemuan dasar-dasar
hidrostatistika
1608-1647 SM
Evangelista Toricelli
Menetapkan tentang tekanan
atmosfer dan menemukan alat
untuk mengukurnya, yaitu
barometer
1623-1662 SM
Blaise Pascal
Menemukan prinsip
tekanan zat cair di ruang
tertutup akan merambat
secara merata ke semua
arah
1627-1691 SM
Robert Boyle
Menemukan prinsip
tekanan dan volume gas
di ruang hampa adalah
konstan atau tetap
36
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Rangkuman
1.
Tekanan berbanding lurus dengan
besar gaya dan berbanding
terbalik dengan luas bidang tekan. Semakin besar dorongan
(gaya) yang diberikan, semakin besar pula tekanan yang
dihasilkan. Sebaliknya, semakin besar luas bidang tekan suatu
benda maka semakin kecil tekanan yang dihasilkan.
2.
Kedalaman zat cair dan massa jenis zat cair memengaruhi
tekanan zat cair atau disebut dengan tekanan hidrostatis.
Semakin dalam zat cair maka tekanan yang dihasilkan semakin
besar. Semakin besar massa jenis zat cair, semakin besar pula
tekanan yang dihasilkan. Dengan kata lain, tekanan dalam zat
cair sebanding dengan kedalaman atau ketinggian dan besarnya
massa jenis.
3.
Hukum Archimedes menyatakan
bahwa “Jika suatu benda
dicelupkan ke dalam suatu zat cair, maka benda itu akan
memperoleh tekanan ke atas yang sama besarnya dengan berat
zat cair yang didesak oleh benda tersebut”.
4.
Hukum Pascal menyatakan bahwa tekanan yang diberikan
kepada
zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke segala
arah dengan besar yang sama.
5.
Aplikasi kon
sep tekanan zat pada makhluk hidup dapat ditemui
pada pengangkutan air dan nutrisi pada tumbuhan, tekanan
darah pada pembuluh darah manusia, dan tekanan gas pada
proses pernapasan.
6.
Air dapat diangkut naik
dari akar ke bagian tumbuhan lain yang
lebih tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena
adanya daya kapilaritas batang dan daya isap daun.
7.
Pengangkutan hasil fotosintesis
dari daun ke seluruh tubuh
tumbuhan
terjadi
melalui
pembuluh
floem.
Perjalanan
zat-zat
hasil
fotosintesis dimulai dari sumbernya, yaitu daun (daerah
yang memiliki konsentrasi gula tinggi) ke bagian tumbuhan lain
yang dituju (daerah yang memiliki konsentrasi gula rendah).
37
Ilmu Pengetahuan Alam
Bagan Konsep
Tekanan Zat dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari
Tekanan Zat Padat
Tekanan Hidrostatik
dirumuskan
Tekanan Zat Cair
Tekanan Gas
Aplikasi Tekanan dalam
Kehidupan Sehari-hari
Hukum Archimedes
Hukum Pascal
Struktur Bendungan Air
Kapal Selam
Dongkrak Hidrolik
Pengangkutan Air pada
Tumbuhan
Pengangkutan Nutrisi
pada Tumbuhan
Tekanan Darah
Tekanan Gas pada
Proses Pernapasan
p = ρ g h
F
a
=
ρ
c
g
V
cp
=
p
F
A
F
1
A
1
=
F
2
A
2
dirumuskan
dirumuskan
dirumuskan
meliputi
misalnya
dimanfaatkan pada pembuatan
dimanfaatkan pada pembuatan
Dimanfaatkan pada pembuatan
misalnya
mencakup
38
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Uji Kompetensi
A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!
1.
Faktor-faktor yang memengaruhi besarnya te
kanan adalah ....
A.
gaya tekan dan massa benda
B.
gaya tekan dan gaya g
ravitasi
C.
luas bidang tekan dan
gaya tekan
D.
luas bidang tekan dan
gaya gravitasi
2.
Sebuah alat
pengangkat mobil memiliki luas penampang pengisap
kecil
A
1
sebesar 20 cm
2
dan pengisap besar
A
2
sebesar 50 cm
2
.
F
20 cm
2
A
2
p
1
p
2
50 cm
2
20.000 N
A
1
Gaya yang harus diberikan
untuk mengangkat mobil 20.000 N
adalah ... N.
A.
2.000
B.
4.000
C. 5.000
D. 8.000
3.
Up
aya yang dapat dilakukan untuk mendapatkan tekanan yang
besar adalah ....
A.
mengurangi gaya teka
n dan memperbesar luas bidang
B.
mengurangi gaya teka
n dan memperkecil luas bidang
C.
meningkatkan gaya te
kan dan memperbesar luas bidang
D.
meningkatkan gaya te
kan dan memperkecil luas bidang
39
Ilmu Pengetahuan Alam
4.
Seorang penyelam
menyelam dengan kedalaman 3 m, massa jenis
air 1.000 kg/m
3
, konstanta gravitasi pada tempat tersebut adalah
10 N/kg. Besar tekanan hidrostatisnya adalah ... N/m
2
.
A.
3.000
B.
30.000
C. 40.000
D. 50.000
5.
Sebuah
drum besi dapat mengapung di dalam air disebabkan oleh
....
A.
massa jenis seluruh d
rum lebih kecil daripada massa jenis air
B.
massa jenis seluruh d
rum lebih besar daripada massa jenis air
C.
massa jenis bahan
pembuat drum lebih kecil daripada massa
jenis air
D.
massa
jenis bahan pembuat drum lebih besar daripada massa
jenis air
6.
Perhatik
an tabel berikut!
Ketinggian (m)
Tekanan (cmHg)
7.000
6
5.000
26
3.000
46
1.000
66
Di permukaan laut
76
Berdasar
kan tabel tersebut pernyataan yang benar mengenai
hubungan tekanan udara dengan ketinggian adalah ....
A.
ketinggian
tempat menghambat tekanan udara
B.
semakin r
endah tempat maka tekanan udaranya terhambat
C.
semakin tinggi tempa
t maka tekanan udaranya semakin besar
D.
semakin tinggi tempa
t maka tekanan udaranya semakin kecil
7.
Teknologi berikut ini yang tidak menggunakan prinsip Archimedes
adalah ....
A.
hidromete
r
B.
jembatan ponton
C.
balon udara
D.
dongkrak mobil
40
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
8.
Perhatik
an gambar berikut!
50 N
45 N
Sumber: Dok. Kemdikbud
Sebuah benda memiliki berat 50 N, ketika ditimbang di dalam
air
beratnya hanya 45 N, maka gaya ke atas yang menekan benda
sebesar... N.
A. 5
B.
25
C. 45
D.
50
9.
Pada tumbuhan, air
dari akar dapat naik sampai ke daun
disebabkan oleh daya kapilaritas batang. Pernyataan yang benar
terkait peristiwa tersebut adalah ....
A.
di dalam sel-sel
akar terjadi peristiwa osmosis sehingga
menyebabkan daya kapilaritas batang meningkat
B.
jaringan xilem
memiliki diameter yang sangat kecil sehingga
memiliki tekanan yang besar untuk menaikkan air ke daun
C. jaringan
floem
memiliki
diameter
yang
sangat
kecil
sehingga
memiliki tekanan yang besar untuk menaikkan air ke daun
D.
air dari dalam tanah dapat
naik karena daya isap daun yang
rendah sehingga tekanan osmosis dalam sel meningkat
10.
Pada saat mengukur tekanan darah dengan tensimeter,
berlaku
hukum ....
A.
Pascal
B.
Archimedes
C.
Boyle
D.
Newton
41
Ilmu Pengetahuan Alam
B. Jawablah pertanyaan berikut ini dengan benar!
1.
Sebuah balok memiliki panjang (
p
) 12 cm, lebar (
l
) 8 cm, dan tinggi
(
t
) 3 cm serta berat sebesar 30 N. Jika balok tersebut diletakkan
dengan posisi seperti gambar a, b, dan c, tentukan besar tekanan
pada masing-masing posisi tersebut!
(a)
(b)
(c)
p
p
p
l
l
l
t
t
t
2.
Sebuah dongkrak
hidrolik dapat mengangkat benda dengan massa
1 ton serta luas penampang piston pengisap besar 0,2 m
2
. Jika luas
penampang piston pengisap kecil 0,02 m
2
. Serta besar percepatan
gravitasi 9,8 N/m
3
. Berapakah gaya minimal yang harus diberikan
agar dapat mengangkat benda tersebut?
3.
Jelaskan
peristiwa tekanan yang terjadi pada saat jantung
memompa darah ke seluruh tubuh!
4. Identifikasilah
hubungan
antara
gaya
apung
dan
berat
benda
sebuah
kapal selam ketika berada dalam keadaan a) terapung, b)
melayang, dan c) tenggelam!
5.
Jelaskan
bagaimana mekanisme pengangkutan air dari akar
menuju daun!
42
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Topik 1: Membuat Roket Air Sederhana
Ayo, Kita Kerjakan Proyek
Permasalahan
Semua
zat baik zat cair, padat, dan gas memiliki tekanan.
Tekanan dari berbagai zat tersebut dapat dimanfaatkan bagi
kehidupan sehari-hari. Bagaimanakah prinsip tekanan zat gas yang
diterapkan pada roket air sederhana?
Perencanaan
Rancanglah kegiatan penyelidikan
untuk membuat roket air.
Lakukan kegiatan ini dalam kelompok (3-5 orang per kelompok).
Buatlah rancangan percobaan pembuatan roket air sederhana.
Kemudian konsultasikan kepada guru atau orangtua rancangan
percobaan yang akan kamu lakukan.
Pelaksanaan
Lakukan
kegiatan yang sudah kamu rancang untuk membuat
roket air sederhana. Fotolah setiap tahap pembuatan roket air.
Selanjutnya amati dan catatlah hasil percobaan roket air sederhana
yang telah kamu buat dengan kelompokmu.
Gunakan ide-ide kreatifmu pada saat kamu menyusun
karya tulis. Selain itu, bekerja samalah dengan baik dengan
kelompokmu selama kamu menyelesaikan proyek ini.
Lakukan kegiatan ini dengan hati-hati. Jika kalian mengalami
kesulitan, mintalah bantuan pada guru atau orangtua.
Hasil Pengamatan
Deskripsikan bagaimana kerja dari roket air yang telah
kamu
buat!
43
Ilmu Pengetahuan Alam
Kesimpulan
Berdasarkan
percobaan yang telah kamu lakukan, apakah
kesimpulan yang dapat kalian susun?
Penilaian
Penilaian dilakukan berdasarkan:
1.
Produk berupa
laporan hasil percobaan yang dilengkapi dengan
gambar/foto kegiatan, data hasil percobaan, dan sumber rujukan
yang digunakan.
2.
Presentasi hasil percobaan yang telah disusun dalam bentuk
laporan hasil percobaan.
Topik 2: Membuat Balon Udara Sederhana
Ayo, Kita Kerjakan Proyek
Permasalahan
Semua
zat baik zat cair, padat, dan gas memiliki tekanan.
Tekanan dari berbagai zat tersebut dapat dimanfaatkan bagi
kehidupan sehari-hari. Bagaimana prinsip kerja tekanan zat gas
pada pengoperasian balon udara?
Perencanaan
Rancanglah
kegiatan penyelidikan untuk membuat balon udara
Lakukan kegiatan ini dalam kelompok (3-5 orang per kelompok).
Buatlah rancangan percobaan pembuatan balon udara sederhana.
Kemudian konsultasikan kepada guru atau orangtua rancangan
percobaan yang akan kamu lakukan.
Pelaksanaan
Lakukan
kegiatan yang sudah kamu rancang untuk membuat
balon udara sederhana. Fotolah setiap tahap pembuatan balon
udara sederhana. Selanjutnya amati dan catatlah hasil percobaan
balon udara sederhana yang telah kamu buat dengan kelompokmu.
44
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Gunakan ide-ide kreatifmu pada saat kamu menyusun
karya tulis. Selain itu, bekerja samalah dengan baik dengan
kelompokmu selama kamu menyelesaikan proyek ini.
Hasil Pengamatan
Deskripsikan bagaimana kerja dari balon udara yang telah
kamu
buat!
Kesimpulan
Berdasarkan
percobaan yang telah kamu lakukan, apakah
kesimpulan yang dapat kalian susun?
Penilaian
Penilaian dilakukan berdasarkan:
1.
Produk berupa
laporan hasil percobaan yang dilengkapi dengan
gambar/foto kegiatan, data hasil percobaan, dan sumber rujukan
yang digunakan.
2.
Presentasi hasil percobaan yang telah disusun dalam bentuk
laporan hasil percobaan.