Halaman
i
ii
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar
untuk Kelas VII Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah
Penulis
:
Saeful Karim
i
t
a
w
a
i
n
a
K
a
d
I
h
a
i
z
u
a
F
l
u
r
u
N
i
l
u
Y
i
d
n
a
p
o
S
u
y
h
a
W
Penyunting
:
Ahmad Saripudin
a
f
l
a
z
D
a
d
i
r
a
F
h
a
y
s
n
a
i
d
r
u
N
i
r
d
n
A
Pewajah Isi
:
Dede Setiawan
i
t
r
a
p
u
S
a
n
t
a
R
n
a
w
a
m
r
e
H
Pewajah Sampul
:
Ginanjar Rizki Perdana
Pereka Ilustrasi
:
Antoni Yuwono
Katalog Dalam Terbitan (KDT)
507
BEL Belajar IPA I : Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII /
penulis, Saeful Karim [et
al] . -- Jakarta : Pusat Perbukuan,
Departemen Pendidikan Nasional, 2009.
vii, 306 hlm, : ilus. ; 25 cm
: hlm. 305-306
Indeks
ISBN : 978-979-068-930-5
1. Sains-Stu
d
i dan Pengajar
a
n
I. Saeful Karim
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
dilindungi oleh Undang-Undang
Hak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen Pendidikan
Nasioanal dari Penerbit PT. Setia Purna Inves
Diterbitkan ole Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional
Diperbanyak oleh .....
iii
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya,
Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 2009, telah
membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/penerbit untuk disebarluaskan
kepada masyarakat melalui situs internet
(website)
Jaringan Pendidikan Nasional.
Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan dan
telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat kelayakan untuk
digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional
Nomor 69 Tahun 2008 tanggal 7 November 2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis/
penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen
Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para siswa dan guru di seluruh
Indonesia.
Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen
Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (
down load
), digandakan, dicetak,
dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk penggandaan yang
bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan
oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses
sehingga siswa dan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada
di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para siswa
kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami
menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran
dan kritik sangat kami harapkan.
Jakarta, Juni 2009
Kepala Pusat Perbukuan
K
K
a
t
a
S
a
m
b
u
t
a
n
ata Sambutan
iv
Materi pembelajaran pada buku ini disesuaikan dengan Standar
Isi 2006. Penyajian materi dan kelengkapan pendukung materi, kami
sajikan secara terpadu. Oleh karena itu, kami sajikan panduan untuk
pembaca agar dapat memahami isi buku ini dengan mudah.
Judul Bab
1.
, disesuaikan dengan tema materi dalam bab dan
Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar 2006.
Gambar Pembuka Bab
2.
, merupakan gambar benda yang dapat
mewakili isi dari materi yang bersangkutan.
Advance Organizer
3.
, memberikan gambaran materi yang akan
kamu pelajari.
Diagram Alur
4.
, menggambarkan keterkaitan antarkonsep dalam
bab ter sebut yang harus kamu pelajari.
Tes Materi Awal
5.
,
merupakan pertanyaan untuk mengetahui
pemahaman dasar kamu dan target yang harus dikuasai.
Gambar dan Ilustrasi
6.
,
disajikan untuk lebih memperjelas
konsep yang sedang dibahas.
Hal Penting
7.
,
menyajikan istilah-istilah penting dalam sub-bab
secara bilingual.
Ayo Coba
8.
,
berisi serangkaian percobaan yang disajikan untuk
me ningkatkan pemahaman siswa.
Soal Penguasaan Materi
9.
,
berisi soal-soal untuk mengevaluasi
penguasaan materi bab.
Informasi IPA
10.
,
mengulas tentang penerapan ilmu IPA dalam
kehidupan sehari-hari.
Ilmuwan IPA
11.
,
memuat profi
l dan cara kerja ilmuwan dalam
menghasilkan temuan di bidang IPA.
Tugas
12.
,
berisi tugas yang berkaitan dengan materi tersebut.
Pembahasan UN
13.
,
berisi soal materi dan pembahasannya yang
telah di UN-kan.
Rangkuman
14.
,
berupa pokok-pokok materi untuk mempermudah
dalam pemahaman.
Refl
eksi
15.
,
merupakan pertanyaan-pertanyaan untuk
meningkatkan minat kamu dalam memahami materi.
Tes Kompetensi Bab
16.
,
berisi soal-soal untuk mengevaluasi
penguasaan materi bab.
Tes Kompetensi Semester
17.
,
disajikan untuk mengevaluasi kamu
setelah mempelajari bab dalam semester yang bersangkutan.
Daftar Istilah
18.
,
merupakan pengertian dari istilah-istilah IPA
untuk memudahkan pemahaman materi.
B
B
agian-Bagian Buku Ini
agian-Bagian Buku Ini
1
1
1
Bab
Bab
Pengukuran
Perhatikan bangunan di sekitarmu, seperti rumah, sekolah,
rumah sakit, dan tempat ibadah. Tempat-tempat tersebut
tampak indah untuk dipandang karena sesuai dengan bentuk
dan ukuran yang diinginkan. Para pekerja bangunan mendirikan
bangunan-bangunan tersebut sesuai ukuran yang diinginkan
oleh perancangnya. Begitu pula semua benda yang diciptakan
Tuhan, semuanya telah sesuai dengan ukurannya. Pernahkah
kamu memikirkan mengapa alam semesta ini dan makhluk hidup
yang berada di dalamnya indah dipandang? Salah satunya karena
ukurannya telah ditentukan dan diatur dengan sempurna oleh
Sang Pencipta.
Sumber:
CD Image
A
.
Besaran
dan Satuan
B
.
Mengukur Besaran
Pokok
Setelah mempelajari bab ini, kamu harus mampu:
Hasil yang harus kamu capai:
memahami prosedur ilmiah untuk mempelajari benda-benda alam dengan
menggunakan peralatan.
• mendeskripsikan
besaran pokok dan
besaran turunan beserta satuannya;
•
mendeskripsikan pengertian
suhu dan pengukurannya;
•
melakukan pengukuran dasar secara teliti dengan menggunakan alat ukur yang sesuai dan sering digunakan dalam
kehidupan sehari-hari.
1
2
3
32
Mudah dan Aktif Belajar IPA untuk Kelas VII
Gambar 2.1
Contoh
zat murni
(a) karbon, (b) tembaga, (c)
emas, (d) besi,
(e) timah, (f) perak, (g)belerang,
(h) seng, dan (i) raksa.
A. Zat Murni dan Campuran
Di sekolah dasar, kita sudah mempelajari bahwa segala
sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang disebut
materi
. Udara yang kita hirup, tanah tempat kita berpijak,
pakaian dan perhiasan yang kita pakai, air yang biasa kita minum,
dan nasi serta lauk pauknya yang kita makan merupakan contoh
dari sekian banyak materi yang kita kenal dalam kehidupan
sehari-hari. Materi di alam sangat beragam jenisnya. Oleh
karena itu, untuk memudahkan dalam mempelajarinya para
ahli kimia menggolongkan materi menjadi dua golongan, yaitu
zat murni
atau
zat tunggal
dan
campuran
.
Materi
Zat murni
Unsur
Campuran
homogen
Campuran
heterogen
Senyawa
Campuran
terdiri atas
terdiri atas
berupa
Sumber:
Introductory Chemistry
, 1997
a
d
b
e
c
f
Untuk mempermudahmu mempelajari bab ini, pelajarilah diagram alur yang disajikan sebagai berikut.
Diagram Alur
Diagram Alur
Pikirkan jawaban pertanyaan berikut ini sebelum kamu membaca uraian
materi bab ini. Kemudian, periksa
kembali jawabanmu tersebut setelah kamu selesai membaca uraian bab ini. Apakah ada yang harus diperbaiki
dengan jawaban tersebut?
Begitu banyak benda/
1.
materi yang ada di sekitar
kita, apakah kamu punya ide bagaimana cara
menggolongkan semua
materi tersebut? Bila ya,
golongan apa saja yang dapat kamu rumuskan.
Jelaskan manfaat yang dapat kita ambil dengan
2.
adanya penggolongan
materi.
Menurut kamu apakah air ledeng, air garam dan
3.
air gula berada dalam golongan
materi yang
sama? Alasannya.
Tes Materi Awal
4
5
6
36
Mudah dan Aktif Belajar IPA untuk Kelas VII
Key Point
Key Point
Hal Penting
Hal Penting
1.
Sebutkanlah contoh materi yang termasuk
ke dalam zat murni dan campuran.
2.
Apakah yang dimaksud dengan campuran?
3.
Bagaimanakah kamu dapat membedakan
antara zat murni dan campuran?
Unsur adalah zat yang
tidak dapat diubah ke dalam
bentuk yang lebih sederhana
dalam kondisi laboratorium
yang biasa atau normal.
Element is a substance
that cannot be changed into
a simple substance under
normal laboratory conditions.
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 2.1
Ayo Coba 2.2
Tujuan:
Mengelompokkan bahan-bahan di sekitar ke dalam larutan
asam, basa, dan netral.
Alat dan bahan:
Kertas lakmus merah dan biru, cuka, air kapur, air ledeng,
yoghurt, air lemon, susu, air kopi, dan larutan detergen
Cara kerja:
1.
Celupkan kertas lakmus merah dan biru ke dalam masing-
masing larutan.
2.
Amati perubahan warna yang terjadi pada kertas lakmus.
3.
Tuliskanlah hasil pengamatan pada tabel seperti berikut.
No
Larutan
Kertas Lakmus
Sifat Larutan
Merah
Biru
1
2
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
...
Pertanyaan
:
1.
Larutan manakah yang termasuk larutan asam, basa, dan
netral?
2.
Bagaimana perubahan yang terjadi pada larutan yang
bersifat netral?
Informasi
Informasi
IPA
IPA
Nama dari beberapa
unsur didasarkan pada sifat-
sifat fi sika unsur tersebut.
Sebagai contoh, bromin
berasal dari bahasa Yunani
yang artinya bau menyengat.
Fosfor adalah sebuah kata
dari bahasa Yunani yang
artinya membawa cahaya.
Tugas 2.1
Tugas 2.1
Carilah bahan-bahan di sekitarmu yang dapat dijadikan
sebagai indikator asam-basa. Kamu bisa mencari literaturnya
terlebih dahulu melalui berbagai media massa. Kerjakanlah tugas
ini secara berkelompok.
Ilmuwan
Ilmuwan
IPA
IPA
J.J. Berzelius
(1779-1848)
Ahli kimia Swedia yang
termasyhur ini merupakan
seorang analis kimia.
Sumber:
Jendela IPTEK: Kimia
,
1997
7
8
9
10
11
12
48
Mudah dan Aktif Belajar IPA untuk Kelas VII
R
R
efl
eksi
efl
eksi
Selamat, kamu telah selesai mempelajari
Bab Materi dan Penggolongannya. Selain
menarik untuk dipelajari, alam semesta yang
sangat kompleks ini ter-susun atas materi-
materi yang masih memerlukan penelitian.
Sangat menarik, bukan? Selain itu, dengan
mempelajari bab ini, kamu bisa mendapatkan
begitu banyak manfaat. Misalnya, kamu dapat
mengetahui perbedaan wujud materi dan
sifat-sifatnya. Dapatkah kamu me-nyebutkan
manfaat yang lainnya?
Setelah mempelajari bab ini, bagian
manakah yang paling kamu sukai? Bagian
mana pula yang belum kamu pahami?
Diskusikanlah dengan gurumu, agar kamu
lebih menguasai materi dalam bab ini.
•
Beragam materi yang ada di alam dapat
dikelompokkan menjadi zat murni/tunggal
dan campuran.
•
Zat murni hanya disusun oleh satu macam
zat yang bisa berupa unsur atau senyawa.
Contoh zat murni, di antaranya air, garam,
logam besi murni, dan gas oksigen.
•
Campuran disusun oleh dua atau lebih zat
murni yang masing-masing masih mem-
per tahankan sifat-sifat asalnya. Contoh
campuran, di antaranya air laut, air sirop,
udara, dan granit.
•
Berdasarkan tampilan fi
siknya, campuran
terbagi menjadi dua golongan, yaitu
campuran homogen atau larutan dan
campuran heterogen.
•
Larutan asam, basa, dan garam umumnya
memiliki kemampuan dapat menghantarkan
arus listrik. Larutan asam dan basa dapat
dibedakan dengan menggunakan indikator
asam-basa ( kertas lakmus).
R
R
angkuman
angkuman
Kelompok zat
yang tergolong unsur
di bawah ini adalah ....
(Ebtanas 2000/2001)
a. garam, besi, dan cuka
b. besi, tembaga, dan gula
c. cuka, gula, dan tembaga
d. besi, tembaga, dan
aluminium
Jawaban (d)
Unsur adalah zat tunggal
yang tidak dapat diuraikan
lagi menjadi zat lain dengan
cara kimia biasa.
o
m
p
ok zat
Pembahasan
Pembahasan
UAN
UAN
kita menguapkan airnya. Dengan demikian, larutan hasil
pencampuran antara larutan asam dan larutan basa tak
lain daripada larutan garam dalam air. Garam dapur (NaCl)
merupakan salah satu contoh dari sekian banyak jenis garam
yang dapat kita temukan di alam. Seperti halnya larutan
asam dan basa, larutan garam umumnya bersifat elektrolit
atau dapat menghantarkan arus listrik.
13
14
15
31
Pengukuran
1.
Besaran yang telah didefi
nisikan terlebih
dahulu adalah ....
a.
panjang, gaya, kecepatan
b.
panjang, suhu, volume
c.
panjang, massa, suhu
d.
panjang, massa, luas
2. Berikut yang merupakan kelompok
besaran turunan adalah ....
a.
gaya, kecepatan, dan panjang
b.
massa jenis, massa, dan volume
c.
luas, panjang, dan lebar
d.
volume, massa jenis, dan gaya
1.
Besaran yang telah didefi
nisikan terlebih
dahulu adalah ....
a.
panjang, gaya, kecepatan
b.
panjang, suhu, volume
c.
panjang, massa, suhu
d.
panjang, massa, luas
2. Berikut yang merupakan kelompok
besaran turunan adalah ....
a.
gaya, kecepatan, dan panjang
b.
massa jenis, massa, dan volume
c.
luas, panjang, dan lebar
d.
volume, massa jenis, dan gaya
A. Pilihlah jawaban yang paling tepat.
A. Pilihlah jawaban yang paling tepat.
Kerjakanlah di buku latihanmu
.
Kerjakanlah di buku latihanmu
.
T
T
es Kompetensi Bab 1
es Kompetensi Bab 1
T
T
es Kompetensi Semester 1
es Kompetensi Semester 1
3. Satuan- satuan berikut yang termasuk
satuan tidak baku adalah ....
a.
depa, jengkal, hasta
b.
sentimeter, sekon, jengkal
c.
kaki, gram, kelvin
d.
kilogram, mol, depa
4.
Ahmad memiliki massa sebesar 45 kg. Nilai
besaran dan satuan dalam pernyataan di
atas adalah ....
a. massa
b. 45
c. 45 kg
3. Satuan- satuan berikut yang termasuk
satuan tidak baku adalah ....
a.
depa, jengkal, hasta
b.
sentimeter, sekon, jengkal
c.
kaki, gram, kelvin
d.
kilogram, mol, depa
4.
Ahmad memiliki massa sebesar 45 kg. Nilai
besaran dan satuan dalam pernyataan di
atas adalah ....
a. massa
b. 45
c. 45 kg
D
D
aftar Istilah
aftar Istilah
Abiotik :
benda tidak hidup.
Aliran energi :
perpindahan energi.
Atmosfer :
lapisan udara yang menyelimuti
bumi.
Aquadest :
air murni yang biasa digunakan
sebagai pelarut, seperti pada air aki.
Besaran fi
sika :
besaran yang dapat diukur.
Besaran pokok :
besaran yang berdiri sendiri.
Besaran turunan :
besaran yang diturunkan dari
besaran-besaran pokok.
Binomial Nomenklatur :
sistem penamaan
makhluk hidup terdiri dari dua suku kata, genus
16
17
18
v
Sampai saat ini, dunia pendidikan di negara kita terus berkembang seiring
perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi. Oleh karena itu, penyajian ilmu
pengetahuan di setiap satuan pendidikan harus mampu mencakup semua perubahan
yang terjadi.
Buku
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar
ini disusun untuk
menjadi pendukung pembelajaran IPA tingkat Sekolah Menengah Pertama/Madrasah
Tsanawiyah. Setiap siswa diharapkan dapat memahami konsep-konsep utama dari
setiap materi, serta mengetahui korelasinya dengan kehidupan sehari-hari.
Penyajian materi dalam buku ini juga dibuat secara sistematis, komunikatif,
dan integratif sehingga siswa dapat memahami isi dari buku ini secara mudah dan
terorganisir.
Demikianlah persembahan buku ini dari kami dan merupakan tindakan yang
tepat jika kamu menggunakan buku ini sebagai teman dalam memahami IPA. Selamat
belajar.
Penerbit
K
K
ata Pengantar
ata Pengantar
vi
D
D
aftar Isi
aftar Isi
Bagian-Bagian Buku Ini ........................................................................................................
................................ iii
Kata Sambutan ................................................................................................................
....................................... iv
Kata Pengantar ................................................................................................................
........................................ v
Daftar Isi ....................................................................................................................
................................................ vi
Bab 1 Pengukuran
A.
Besaran dan Satuan .................................
3
B.
Mengukur Besaran Pokok .....................
9
Rangkuman ................................................. 29
Tes Kompetensi Bab 1 ............................. 30
Bab 2 Materi dan Penggolongannya
A.
Zat Murni dan Campuran ...................... 35
B.
Unsur dan Senyawa .................................. 38
C.
Campuran dan Beberapa Sifat
Larutan ......................................................... 46
Rangkuman ................................................. 50
Tes Kompetensi Bab 2 ............................. 51
Bab 3 Wujud Zat dan Perubahannya
A. Model Partikel ............................................ 55
B.
Perubahan Wujud Zat ............................. 57
C.
Massa Jenis Zat .......................................... 61
D. Pemuaian Zat ............................................. 63
Rangkuman ................................................. 70
Tes Kompetensi Bab 3 ............................. 71
Bab 4 Kalor dalam Perubahan
Wujud Zat
A.
Kalor Dapat Mengubah
Suhu Benda ................................................. 75
B.
Kalor Dapat Mengubah Wujud Zat .... 82
Rangkuman ................................................. 94
Tes Kompetensi Bab 4 ............................. 95
Bab 5 Perubahan Zat
A. Perubahan Fisika ...................................... 99
B. Perubahan Kimia ...................................... 103
C.
Ciri-Ciri Reaksi Kimia .............................. 107
D. Pemisahan Campuran ............................. 112
Rangkuman ................................................. 120
Tes Kompetensi Bab 5 ............................. 122
Kegiatan
Semester 1 .......................................... 124
Tes Kompetensi Semester 1 ............................ 125
Bab 6 Pengamatan Gejala Alam
A.
Pengamatan Gejala Alam ....................... 131
B. Mikroskop .................................................... 135
C. Keselamatan Kerja
di Laboratorium ........................................ 144
Rangkuman ................................................. 148
Tes Kompetensi Bab 6 ............................. 149
Bab 7 Gerak Lurus
A. Pengertian Gerak ...................................... 153
B.
Kedudukan dan Perpindahan .............. 155
C.
Kecepatan dan Kelajuan ........................ 156
D. Percepatan .................................................. 159
E. Gerak lurus .................................................. 160
F.
Gerak Lurus Beraturan (GLB)............... 163
G.
Gerak Lurus Berubah
Beraturan (GLBB) .................................... 165
Rangkuman ................................................. 169
Tes Kompetensi Bab 7 ............................. 170
Bab 8 Ciri-Ciri Makhluk Hidup
A. Bernapas ...................................................... 175
B. Makan ........................................................... 177
C. Bergerak ....................................................... 179
D. Menanggapi Rangsang ............................ 180
E. Tumbuh ........................................................ 182
F. Berkembang Biak ...................................... 183
Rangkuman ................................................. 186
Tes Kompetensi Bab 8 ............................. 187
Bab 9 Keanekaragaman Makhluk
Hidup
A. Mengenal Keanekaragaman
dan Klasifi
kasi ............................................ 191
B. Klasifi
kasi Makhluk Hidup .................... 195
Rangkuman ................................................. 217
Tes Kompetensi Bab 9 ............................. 218
vii
Bab 10 Sistem Organisasi Kehidupan
A. Sel ................................................................... 223
B. Jaringan ........................................................ 227
C. Organ ............................................................. 233
D. Sistem Organ .............................................. 234
E. Organisme ................................................... 236
Rangkuman ................................................. 237
Tes Kompetensi Bab 10 ........................... 238
Bab 11 Ekosistem
A.
Ekosistem dan Hubungan
Antarkomponennya ................................. 243
B.
Keanekaragaman Makhluk Hidup dan
Upaya Pelestariannya .............................. 257
Rangkuman ................................................. 260
Tes Kompetensi Bab11 ............................ 261
Bab 12 Manusia dan Lingkungan
A. Pertumbuhan Penduduk ........................ 265
B.
Pengaruh Kepadatan Populasi
Manusia terhadap Lingkungan ............ 268
C.
Peranan Manusia dalam Pengelolaan
Lingkungan ................................................. 277
Rangkuman ................................................. 281
Tes Kompetensi Bab 12 ........................... 282
Kegiatan Semester 2 .......................................... 285
Tes Kompetensi Semester 2 ............................ 286
Tes Kompetensi Akhir Tahun ......................... 290
Kunci Jawaban ..................................................... 294
Daftar Istilah ........................................................ 299
Indeks ..................................................................... 303
Daftar Pustaka ..................................................... 305
1
1
1
Bab
Bab
Pengukuran
Perhatikan bangunan di sekitarmu, seperti rumah, sekolah,
rumah sakit, dan tempat ibadah. Tempat-tempat tersebut
tampak indah untuk dipandang karena sesuai dengan bentuk
dan ukuran yang diinginkan. Para pekerja bangunan mendirikan
bangunan-bangunan tersebut sesuai ukuran yang diinginkan
oleh perancangnya. Begitu pula semua benda yang diciptakan
Tuhan, semuanya telah sesuai dengan ukurannya. Pernahkah
kamu memikirkan mengapa alam semesta ini dan makhluk hidup
yang berada di dalamnya indah dipandang? Salah satunya karena
ukurannya telah ditentukan dan diatur dengan sempurna oleh
Sang Pencipta.
Sumber:
commons.wikimedia.org
A
.
Besaran
dan Satuan
B
.
Mengukur Besaran
Pokok
Setelah mempelajari bab ini, kamu harus mampu:
Hasil yang harus kamu capai:
memahami prosedur ilmiah untuk mempelajari benda-benda alam dengan
menggunakan peralatan.
• mendeskripsikan
besaran pokok dan
besaran turunan beserta satuannya;
•
mendeskripsikan pengertian
suhu dan pengukurannya;
•
melakukan pengukuran dasar secara teliti dengan menggunakan alat ukur yang sesuai dan sering digunakan dalam
kehidupan sehari-hari.
2
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Untuk mempermudahmu dalam mempelajari bab ini, pelajarilah diagram alur yang disajikan sebagai berikut.
Diagram Alur
Diagram Alur
menggunakan
di antaranya
contoh
contoh
contoh
memiliki
skala
contoh
contoh
contoh
contoh
terdiri
atas
besaran yang
diukur
satuan yang
digunakan
Pengukuran
Satuan
tidak baku
Alat ukur
suhu
Alat ukur
waktu
Alat ukur
massa
Alat ukur
panjang
Depa, jengkal,
dan hasta
Meter, kilogram,
dan sekon
Kecepatan, gaya,
luas, dan volume
Mistar,
jangka
sorong, dan
mikrometer sekrup
• Timbangan pasar
• Neraca tiga
lengan
• Neraca empat
lengan
Stopwatch
analog
Stopwatch
digital
Termometer
• Panjang
• Massa
• Waktu
• Suhu
• Kuat arus
listrik
• Jumlah zat
• Intensitas
cahaya
Satuan baku
Alat ukur
Besaran
turunan
Besaran
pokok
• Celsius
• Fahrenheit
• Reamur
• Kelvin
3
Pengukuran
Pikirkan jawaban pertanyaan berikut sebelum kamu membaca uraian materi bab ini. Kemudian, periksa
kembali jawabanmu setelah kamu selesai membaca uraian bab ini. Apakah ada yang harus diperbaiki dengan
jawaban tersebut?
1.
Apa yang dimaksud dengan mengukur? Mengapa
pengukuran begitu penting dalam dunia ilmu
pengetahuan?
2.
Apa yang kamu ketahui tentang satuan Sistem
Internasional?
Coba kamu ukur panjang meja dengan menggunakan
sebuah pensil. Ukurlah sekali lagi panjang meja tersebut, tetapi
dengan menggunakan pensil yang kedua. Bandingkan hasil
dari kedua pengukuranmu. Kedua hasil pengukuran panjang
meja tersebut berbeda. Mengapa demikian? Hal ini disebabkan
panjang pensil yang kamu gunakan berbeda.
Jika meng gunakan panjang pensil, hasil pengukuran
terhadap benda yang sama akan diperoleh hasil pengukuran
berbeda. Pengukuran seperti demikian tidak dapat digunakan
dalam IPA. Dalam IPA, hasil pengukuran nilai besaran benda
yang sama harus menghasilkan nilai tertentu. Nilai tersebut
sama meskipun pengukurannya dilakukan oleh orang yang
berbeda. Untuk mengetahui lebih jelas, pelajari bahasan-
bahasan pada bab ini dengan saksama.
A. Besaran dan Satuan
Jika kamu perhatikan toko-toko di sekitarmu yang
menjual kebutuhan sehari-hari, selalu tertera ukuran dari
setiap produk yang dijual, misalnya pada deterjen, susu,
tepung, minyak goreng, sepatu, dan pakaian. Menunjukkan
apakah ukuran tersebut? Apakah manfaat dari ukuran-
ukuran tersebut?
Perhatikan contoh berikut. Misalnya, kamu membeli satu
botol air mineral, seperti pada Gambar 1.2. Pada kemasan,
tertera "isi 240 mL", "isi 500 mL", atau "isi 1 L". Isi merupakan
besaran yang diukur, sedangkan mL atau L merupakan
satuan dari besaran yang diukur.
Barang yang kamu beli tersebut tentunya telah melalui
proses pengukuran. Segala sesuatu yang dapat diukur
disebut besaran dalam IPA. Adakah besaran- besaran dalam
kehidupan sehari-hari yang tidak dapat diukur? Untuk
menjawabnya, coba kamu kerjakan Tugas 1.1
berikut.
Repro
:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 1.1
Mengapa pengukuran dengan
pensil tidak dapat digunakan
dalam IPA?
Tes Materi Awal
Gambar 1.2
Air mineral dengan ukuran isi
yang ber
beda-beda.
4
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Key Point
Key Point
Hal Penting
Hal Penting
Satuan SI untuk panjang
adalah meter. Panjang dapat
diukur dengan menggunakan
mikrometer sekrup,
jangka
sorong, mistar, dan pita ukur.
The SI unit for length
is the metre. Length can be
measured using a micrometer
screw gauge, vernier calipers,
metre rule, and measuring
tape.
Tugas 1.1
Tugas 1.1
1. Coba kamu cari benda-benda yang ada di sekitarmu,
kemudian isilah tabel berikut.
Tabel Hasil Pengamatan
No.
Jenis Benda
Ya n g
diukur
Nilai
Satuan
1
Meja
Panjang
40
cm
2
...
...
...
...
3
...
...
...
...
4
...
...
...
...
5
...
...
...
...
2. Dari besaran pada tabel
berikut, tentukan besaran yang
termasuk ke dalam besaran IPA dan jelaskan alasannya.
Tabel Hasil Pengamatan
No.
Nama
Besaran dalam
IPA
Alasan
Ya
B u k a n
1
Panjang
√
...
Karena dapat diukur dan
memiliki nilai
2
Tinggi
...
...
...
3
Kecantikan
...
...
...
4
Luas
...
...
...
5
Volume
...
...
...
6
Diameter
...
...
...
7
Rasa gembira
...
...
...
8
Waktu
...
...
...
9
Kecepatan
...
...
...
10
Lebar
...
...
...
11
Berat
...
...
...
12
Perasaan sakit
...
...
...
13
Gaya
...
...
...
14
Usia
...
...
...
15
Kepandaian
...
...
...
16
Keliling
...
...
...
17
Kebaikan
...
...
...
18
Banyak siswa
...
...
...
19
Suhu
...
...
...
20
Jumlah uang
...
...
...
3.
Jelaskan mengapa kamu mengelompokkan seperti itu.
4.
Jadi, apakah besaran itu?
Mungkin kamu sering menyatakan hasil pengukuran
yang kamu lakukan. Misalnya, kamu mengukur panjang
ruang kelasmu sebesar 9,2 meter. Apakah artinya? Panjang
adalah besaran yang kamu ukur, angka 9,2 menyatakan nilai,
dan meter menyatakan satuan besaran yang diukur. Jadi,
berartikah besaran tanpa satuan?
5
Pengukuran
Coba pahami contoh berikut. Kamu menyuruh se seorang
membuat sebuah kotak dengan ukuran panjang 2, lebar 2, tinggi
2. Kemudian, orang tersebut membuat sebuah kotak dengan
ukuran panjang 2 m, tinggi 2 m, dan lebar 2 m, sedangkan
ukuran kotak yang kamu inginkan adalah 2 cm, 2 cm, dan
2 cm. Salahkah orang tersebut? Siapakah yang salah? Kamu
atau orang tersebut? Jika demikian, apakah satuan penting
dalam penerapan IPA?
1. Besaran Pokok dan Besaran
Turunan
Setelah kamu mengetahui besaran- besaran IPA, sekarang
coba perhatikan kembali tabel pada tugas yang kamu lakukan.
Dari seluruh besaran IPA yang telah kamu pilih tersebut,
adakah besaran yang menjadi dasar penentuan besaran lain?
Coba sebutkan, besaran apakah itu?
Besaran yang berdiri sendiri disebut besaran pokok
dan
besaran yang merupakan gabungan dari beberapa besaran
pokok disebut besaran turunan.
Misalnya, besaran volume, kamu telah mengetahui
bahwa satuan volume adalah meter kubik (m
3
). Artinya,
volume merupa kan gabungan dari beberapa besaran yang
memiliki satuan meter. Besaran yang memiliki satuan meter
adalah panjang.
Jadi, dapat dikatakan bahwa volume merupakan besaran
turunan karena diturunkan dari beberapa besaran pokok.
Adapun besaran panjang termasuk besaran pokok karena
berdiri sendiri.
Ilmuwan
Ilmuwan
IPA
IPA
Lord Kelvin
(1824 –1907)
Lord Kelvin adalah
seorang
½
sikawan Skotlandia
yang juga seorang guru. Ia
adalah profesor
½
lsafat alam
di University Glasgow selama
53 tahun. Salah satu karyanya
adalah skala kelvin, yaitu
salah satu skala pengukuran
suhu. Nama kelvin diabadikan
sebagai
satuan SI untuk
besaran
suhu.
Sumber:
phys.strath.ac.uk
Tugas 1.2
Tugas 1.2
1. Dari bahasan di atas, coba kamu kelompokkan besaran-
besaran IPA yang termasuk besaran pokok dan besaran
turunan dari tabel pada Tugas 1.1 yang kamu kerjakan.
2.
Apakah perbedaan dari kedua kelompok tersebut? Jelaskan.
Buatlah resume dari literatur tersebut, kemudian presentasikan
di depan kelas.
2. Sistem Internasional
Suatu besaran kadang-kadang menggunakan satuan
yang tidak sama walaupun satuan tersebut setara. Contohnya
besaran panjang, kamu dapat menggunakan satuan
milimeter, sentimeter (cm), inchi, meter, depa, jengkal,
hasta, dan kaki. Manakah di antara besaran tersebut yang
benar? Tentu semuanya benar, tetapi tidak ada ke seragaman
6
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
yang menyeluruh dan berlaku secara internasional.
Mengapa diperlukan sistem satuan internasional? Untuk
mengetahuinya, coba kerjakan Tugas 1.3 berikut.
Informasi
Informasi
IPA
IPA
Standar Lokal
Kebutuhan untuk
menimbang logam
mulia secara tepat telah
menyebabkan orang-orang
di ber
bagai negara membuat
sistem pemberat tetap atau
baku mereka sendiri. Berikut
ini adalah salah satu contoh
pemberat dari seluruh dunia.
Sumber:
Jendela Iptek,
1997
Tugas 1.3
Tugas 1.3
Lihatlah kembali hasil Tugas 1.1
yang telah kamu kerjakan.
1. Apabila kamu mengukur panjang benda dengan satuan
panjang yang berbeda-beda, apakah panjang benda tersebut
sama?
2. Manakah yang lebih dimengerti orang lain, ketika kamu
mengukur dengan satuan jengkal dan pensil atau dengan
satuan sentimeter? Jelaskan.
3. Bagaimanakah akibatnya apabila kamu menggunakan
pengukuran dengan sistem yang berbeda-beda?
4. Misalnya, seseorang mendapat dua pesanan membuat
kotak, yang satu dengan ukuran panjang 3 lengan, lebar 0,5
yard
, dan tinggi nya 1
feet
, dan yang kedua dengan ukuran
panjang 1 meter, lebar 0,5 meter, dan tinggi 0,5 meter. Dari
kedua pesanan tersebut, manakah yang lebih mudah untuk
dimengerti oleh orang tersebut? Mengapa?
5.
Apakah menurutmu diperlukan suatu sistem yang berlaku
secara internasional?
Kesulitan di atas juga dirasakan pada zaman dahulu ketika
suatu negara memiliki sistem satuan sendiri-sendiri. Oleh karena
itu, di dalam pengukuran diperlukan adanya sistem satuan yang
bersifat internasional sehingga satuan- satuan tersebut dapat
dimengerti oleh siapa pun di berbagai negara. Pada 1960, telah
ditetapkan suatu perjanjian inter nasional tentang sistem satuan
internasional yang disingkat SI.
Syarat satuan sistem internasional adalah:
a.
tetap, satuan tersebut tidak mengalami perubahan dalam
keadaan apapun;
b.
dapat digunakan secara internasional;
c. mudah dipahami.
Ketika kamu mengukur dengan satuan jengkal, pasti
di berbagai negara ukuran benda yang sama tidak akan
memiliki hasil pengukuran yang sama karena ukuran jengkal
tiap orang berbeda-beda. Pengukuran semacam ini disebut
peng ukuran dengan satuan tidak baku. Adapun pengukuran
dengan satuan yang standar dan diakui secara internasional,
misalnya meter, hasil pengukurannya akan sama. Pengukuran
semacam ini disebut pengukuran dengan satuan baku.
Telah ditetapkan bahwa Sistem Internasional (SI), men-
cakup tujuh besaran pokok dengan satuan- satuan berikut.
7
Pengukuran
Tabel 1.1
Tujuh Besaran Pokok dan Satuannya
No
Besaran
Satuan
Simbol Satuan
1
Panjang
meter
m
2
Massa
kilogram
kg
3
Waktu
sekon
s
4 Suhu
kelvin
K
5
Kuat arus listrik
ampere
A
6
Intensitas cahaya
kandela
cd
7
Jumlah zat
mol
mol
Dari ketujuh besaran pokok tersebut, besaran yang akan
kamu pelajari adalah besaran yang sering digunakan dalam
kehidupan sehari-hari, yaitu panjang, massa, waktu dan suhu.
Satuan- satuan yang lebih besar atau lebih kecil dari SI
di hubungkan pada satuan pokok dengan memberi awalan.
Awalan-awalan yang sering digunakan dalam kehidupan
sehari-hari adalah sebagai berikut.
Tabel 1.2
Awalan untuk Satuan SI yang Sering Digunakan
Awalan
Simbol
Arti
Dalam
Desimal
Contoh
mega
M
1.000.000
1.000.000
megawatt* (MW)
kilo
k
1.000
1.000
kilogram (kg)
centi
c
1/100
0,01
sentimeter (cm)
mili
m
1/1.000
0,001
milisekon (ms)
mikro
μ
1/1.000.000
0,000001
mikrometer (μm)
* watt = satuan untuk daya
Untuk memudahkan mengubah satu satuan SI ke satuan
yang bukan SI atau sebaliknya, digunakan tangga satuan.
Pengalian 10
kg
hg
dag
g
dg
cg
mg
massa
Pembagian 10
km
hm
dam
m
dm
cm
mm
Pengalian 10
Pembagian 10
panjang
Cara menggunakan tangga tersebut, yakni setiap naik
satu langkah bilangan asal dibagi sepuluh. Kemudian, setiap
turun satu langkah, bilangan asal dikali sepuluh.
Gambar 1.3
Tangga konversi digunakan
untuk memudahkan dalam
mengubah
satuan.
Perhatikan gambar.
80 cm
3
60 cm
3
Volume batu sebesar ....
(UN 2004)
a. 20 cm
3
b. 30 cm
3
c. 40 cm
3
d. 140 cm
3
Jawaban: (a)
Volume batu = (80 – 60) cm
3
= 20 cm
3
Perhatikan gamba
r
Pembahasan UN
Pembahasan UN
8
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
1.
Jika kamu akan mengubah 2 mm ke dalam satuan meter,
langkahnya adalah sebagai berikut.
a.
Tentukan letak satuan asal yang akan diubah pada tangga
konversi.
b.
Tentukan letak satuan baru pada tangga konversi.
c.
Jika satuan baru berada di bawah satuan asal, hitunglah
banyaknya langkah ke bawah sampai ke satuan baru.
d.
Banyaknya langkah menyatakan pengali dengan bilangan
asal.
e.
Jika satuan baru berada di atas satuan asal, hitunglah
banyaknya langkah ke atas sampai satuan baru.
f. Banyaknya langkah menyatakan pembagi dengan
bilangan asal.
2.
1 km = ... cm.
Satuan cm berada di bawah km, yakni sebanyak 5 langkah
maka faktor pengalinya adalah 100.000.
Jadi, 5 km = 5 × 100.000 cm = 500.000 cm.
1. Seorang siswa mengukur waktu terjadinya
petir.
Stopwatch
yang ia gunakan menun-
jukkan 15 ms setelah cahaya petir terjadi
sampai terdengarnya guntur. Berapa sekonkah
waktu tersebut jika dinyatakan dalam SI?
2. Hasil beberapa pengukuran dituliskan
sebagai berikut. Nyatakan nilainya dalam
satuan yang diminta.
a.
0,005 m = ... cm
e. 70 mL = ... L
b.
1 m
= ... hm
f. 1 mg = ... kg
c.
5 kg
= ... g
g. 5 mm = ... cm
d.
3 MW = ... W
h. 0,4 g = ... mg
3.
Tuliskan yang disebut besaran, nilai, dan
satuan dari hasil pengukuran berikut.
a.
Massa tepung 2 kg.
b.
Setelah ada jalan tol Cipularang, waktu
yang diperlukan untuk menempuh
jarak Bandung-Jakarta hanya 2 jam.
c. Dalam 100 g beras, mengandung
energi 1.600 kJ.
4.
Tuliskan besaran pokok yang menyusun
besaran berikut.
a.
Luas dengan satuan m
2
b.
Percepatan dengan satuan m/s
2
c.
Kecepatan dengan satuan m/s
5. Perhatikan besaran- besaran di bawah
ini. Tersusun atas besaran pokok apakah
besaran berikut?
a.
Gaya = massa × percepatan
b.
Tekanan = gaya/luas penampang
c.
Massa jenis = massa/volume
d. Energi potensial gravitasi = massa ×
percepatan gravitasi × ketinggian
: 1.000
mm
cm
dm
m
dam
hm
km
Gambar 1.4
Satuan m berada tiga tingkat di
atas mm.
Contoh Soal 1.1
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 1.1
Dari contoh di atas, satuan meter berada di atas satuan
mili meter, yakni dari mm ke m. Jika dilihat pada tangga
konversi, terdapat 3 langkah sehingga faktor pembaginya
adalah 1.000.
Jadi, 2 mm =
2
1
000
.
m = 0,002 m.
9
Pengukuran
Ayo Coba 1.1
B. Mengukur Besaran Pokok
Seperti yang telah dibahas sebelumnya bahwa dalam mem-
pelajari IPA diperlukan kegiatan pengukuran, tetapi apakah
yang dimaksud dengan mengukur itu? Tahukah kamu caranya?
Untuk dapat memahami pengertian mengukur, alangkah
baiknya kamu lakukan kegiatan Ayo Coba 1.1
berikut.
Tujuan
Menjelaskan arti dan cara kerja pengukuran
Alat dan bahan
Mistar, pensil, dan meja
Cara kerja
1. Ukurlah panjang meja menggunakan mistar, pensil, dan
jengkal.
2.
Isikan hasil pengukurannya pada tabel berikut.
Tabel Hasil Pengamatan
No.
Alat Ukur
Nilai
Satuan
1
Mistar
...
...
2
Pensil
...
...
3
Jengkal
...
...
Pertanyaan
1.
Ketika kamu mengukur panjang meja menggunakan jengkal,
panjang apa terhadap apa yang kamu bandingkan?
2.
Ketika kamu membandingkan panjang meja dengan pensilmu,
apakah yang sebenarnya kamu lakukan?
3.
Apa tujuanmu mengukur panjang meja dengan mistar?
4.
Jadi, apa kegiatan mengukur itu?
Mari, ulas kembali kegiatan Ayo Coba 1.1 tersebut.
Ketika melakukan kegiatan mengukur panjang meja, pada
dasarnya kamu sedang membandingkan panjang meja yang
menjadi besaran yang diukur dengan sebuah satuan dan alat
ukur tertentu. Dalam hal ini, sebagai satuan pem bandingnya
dapat berupa jengkal, pensil, ataupun sentimeter. Ketika
kamu sedang mengukur panjang meja dengan jengkal, kamu
sedang membandingkan panjang meja itu dengan satuan
jengkal. Ketika kamu mengukur panjang meja itu dengan
pensil, kamu sedang membanding kan panjang meja dengan
satuan pensil yang kamu gunakan. Apakah yang kamu
bandingkan ketika mengukur meja dengan mistar? Dapatkah
kamu menjelaskannya?
Gambar 1.5
(a) Mengukur panjang meja
dengan menggunakan
mistar.
(b) Mengukur panjang meja
dengan menggunakan pensil.
(a) Mengukur panjang meja
dengan menggunakan
jengkal.
a
c
b
10
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Mengukur dengan jengkal, pensil, dan depa merupakan
pengukuran dengan satuan tak baku. Adapun mengukur
dengan satuan sentimeter dan meter merupakan pengukuran
dengan satuan baku karena sudah ada standarnya secara
internasional. Jadi, mengukur adalah kegiatan membanding-
kan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang
sudah ditetapkan sebagai satuan standar.
Karena pentingnya proses mengukur ini, sebaiknya
kamu harus mengenal dan tahu cara menggunakan alat
ukur, terutama alat ukur yang sering digunakan dalam
kehidupan sehari-hari. Alat ukur yang digunakan dalam
suatu pengukuran tidak boleh sembarang, tetapi harus
memiliki kriteria tertentu sebagai satuan standar besaran.
Satuan standar yang baik harus memenuhi syarat-syarat
sebagai berikut.
a. Tetap, tidak mengalami perubahan dalam keadaan
apapun.
b. Dapat digunakan secara internasional.
c. Mudah ditiru.
Tugas 1.4
Tugas 1.4
Carilah beberapa alat ukur yang digunakan dalam kehidup-
an sehari-hari. Sebutkan namanya, untuk apa kegunaannya,
dan jelaskan proses membandingkan besaran yang terjadi
pada kegiatan tersebut. Kumpul kan dan diskusikan hasil
laporan tersebut kepada gurumu.
1. Alat Ukur Panjang
Meter standar untuk panjang internasional yang pertama
adalah sebuah batang yang terbuat dari campuran platina
iridium. Meter standar ini disimpan di Lembaga Berat dan
Ukuran Internasional, di kota Sevres dekat Paris. Oleh karena
meter standar ini tidak mudah untuk ditiru dan tidak memadai
lagi untuk ilmu pengetahuan dan teknologi modern, pada
1960 satuan standar panjang diubah. Hasil pertemuan ke-11
konferensi umum mengenai berat dan ukuran, satu meter
standar sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang
sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas krypton-
86 di dalam ruang hampa pada suatu peristiwa lucutan listrik.
Pada 1983, defi
nisi satu meter di tetapkan sebagai jarak yang
ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama selang waktu
1/299.792.458 sekon. Selanjutnya, alat ukur ini ditiru di negara
masing-masing. Kemudian, digunakan sebagai standar alat
ukur panjang yang sah.
Informasi
Informasi
IPA
IPA
Jam Bayangan
Yang termasuk metode
awal pengukuran adalah jam
bayangan yang menunjukkan
waktu dari posisi bayangan
sepanjang palang dan
balok kesetimbangan yang
digunakan untuk menimbang
sesuatu terhadap benda yang
telah diketahui beratnya.
Sumber:
Science Encyclopedia,
1997
Informasi
Informasi
IPA
IPA
Kesalahan Penglihatan
Kesalahan penglihatan
pada pe
ngukuran adalah
kesalahan yang di
tunjukkan
ketika mata tidak di-
tempatkan ber
hadapan
langsung dengan skala ketika
melakukan pembacaan hasil
pengukuran.
Sumber:
Dictionary of Science,
1999
11
Pengukuran
Sumber:
Phywe,
2000
Alat ukur pada Gambar 1.6 tentu tidak asing bagi kamu
karena setiap hari kamu menggunakannya. Selain yang
terlihat pada gambar, alat ukur panjang apa lagi yang kamu
ketahui? Alat ukur panjang yang sering digunakan sehari-
hari adalah meteran. Nama meteran diambil karena satuan
yang dipakainya adalah meter. Tukang jahit, pedagang
kain, dan tukang ukur tanah banyak meng guna kan alat
ukur ini. Adapun alat ukur panjang lainnya adalah mistar,
jangka sorong, dan mikrometer sekrup. Sudahkah kamu
mengetahui cara menggunakannya? Supaya kamu mahir
menggunakannya, coba pahami bahasan-bahasan berikut.
a. Mistar
Pada umumnya, mistar yang sering digunakan memiliki
satuan milimeter (mm), sentimeter (cm), dan inchi (in). Skala
mistar setiap 1 sentimeter memiliki 10 garis dengan lebar 1
milimeter. Oleh karena satu bagian terkecil mistar adalah 1
mm atau 0,1 cm, berarti ketelitian mistar itu adalah 1 mm.
Jika pengukuran tidak berimpit dengan skala, bisa ditaksir
sampai 0,5 mm, yaitu setengah dari skala terkecil.
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 1.6
Macam-macam alat ukur
panjang
Gambar 1.7
Mistar, salah satu alat ukur yang
sering digunakan.
12
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Cara melakukan pengukuran dengan mistar pada
dasarnya telah kamu ketahui. Akan tetapi, supaya kamu
memperoleh hasil pengukuran yang akurat, ada beberapa
hal yang harus diperhatikan. Jika kamu akan mengukur
panjang sebuah benda dengan mistar, ujung sebelah kiri
benda kamu letakkan pada angka nol satuan mistar. Ingat
jangan menyamakan ujung sebelah kiri benda dengan ujung
mistar. Mengapa? Hasil pengukuran dapat dilihat dari skala
batas sebelah kanan benda yang diukur. Akan tetapi, perlu
diingat pada saat membaca alat ukur, mata harus tegak lurus
dengan skala yang dibaca. Biasakan jujur terhadap hasil
pengukuran walaupun perbedaannya sedikit sekali. Skala
yang terukur tidak tepat dengan garis skala, tetapi lebih atau
kurang sedikit sehingga skala tersebut harus kamu taksir.
b
a
11
12
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
b. Jangka Sorong
Apakah kamu mengenal jangka sorong? Jangka sorong
me rupakan alat ukur panjang yang dapat digunakan untuk
mengukur panjang, diameter luar, diameter dalam, dan
kedalaman lubang suatu benda yang tidak terlalu panjang.
Gambar 1.8
Contoh pembacaan skala
hasil pengukuran dengan
menggunakan mistar.
a. Titik 0 berimpit de
ngan ujung
kiri benda.
b. Pembacaan skala harus
tegak lurus.
13
Pengukuran
Rahang tetap
Rahang geser
Skala nonius
Mur pengunci
Skala utama
Rahang pengukur diameter dalam (lubang)
Benda yang diukur diameternya
Sumber:
upload.wikimedia.org
Jangka sorong terdiri atas dua bagian, yakni bagian
rahang tetap yang berskala milimeter atau disebut skala
utama yang pembagiannya sama dengan mistar dan bagian
yang dapat digeser yang memiliki skala yang disebut skala
nonius
( skala vernier). Pembagian skala nonius bergantung
pada ketelitian jangka sorong yang digunakan. Jangka
sorong yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-
hari atau di laboratorium adalah jangka sorong dengan
ketelitian 0,1 mm. Semakin besar ketelitian jangka sorong,
semakin teliti suatu hasil pengukuran. Pada buku ini yang
akan diperkenalkan adalah jangka sorong dengan ketelitian
0,05 mm. Cara penggunaan jangka sorong dengan ketelitian
yang lainnya, hampir sama dan kamu dapat mempelajarinya
sendiri.
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Jangka sorong dengan ketelitian 0,1 mm memiliki
jumlah skala nonius 10 skala. Jika skala nonius digeser ke kiri
sehingga rahang tetap dan rahang geser berimpit atau angka
0 (nol) skala nonius berimpit dengan angka 0 (nol) skala
utama (lihat Gambar 1.10), 9 mm skala utama akan dibagi
menjadi 10 bagian yang sama pada skala nonius. Jadi, 1 skala
nonius panjangnya
9
1
0
mm = 0,9 mm, sedangkan satuan
Gambar 1.9
Jangka sorong dan bagian-
bagiannya
Gambar 1.10
Perbandingan skala antara skala
utama dan
skala nonius.
Informasi
Informasi
IPA
IPA
Skala Nonius
Skala pendek yang dapat
bergerak bebas sepanjang
skala utama. Posisi pada
skala utama dari garis nol
pada
skala nonius dapat
ditunjukkan dengan akurat.
Skala ini digunakan pada
peralatan pengukuran,
seperti
vernier slide callipers
.
Sumber:
Dictionary of Science,
1999
14
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
bagian skala utama panjangnya 1 mm. Selisih skala utama
dengan skala nonius adalah 1 mm – 0,9 mm = 0,1 mm. Selisih
ini menyatakan nilai skala terkecil dari nonius pada jangka
sorong. Berarti ketelitian jangka sorong ini adalah 0,1 mm.
Gambar 1.11
(a) Contoh hasil pengukuran
panjang batang silinder dengan
menggunakan
jangka sorong.
(b) Contoh skala hasil
pengukuran.
Perhatikan Gambar 1.11(a). Agar kamu dapat lebih
memahami cara penggunaan jangka sorong, pelajari contoh
pengukuran panjang suatu batang silinder. Langkah-langkah
yang harus kamu lakukan adalah sebagai berikut.
a) Buka mur pengunci jangka sorong.
b) Letakkan batang silinder di antara rahang tetap dan
rahang geser.
c) Gerakkan rahang geser sehingga menjepit batang
silinder, lalu kuatkan mur pengunci supaya skala tidak
bergeser lagi.
d) Baca skala utama dengan cara melihat angka nol skala
nonius. Skala tersebut terletak di skala berapa pada skala
utama?
e) Perhatikan dengan saksama antara skala nonius dan
skala utama. Cari salah satu skala nonius yang paling
tepat segaris (berimpit) dengan skala utama.
f ) Hasil pengukurannya adalah skala utama ditambah
skala nonius.
Adapun pada Gambar 1.11(b), diperlihatkan contoh skala
hasil pengukuran oleh jangka sorong yang memiliki ketelitian
0,1 mm. Dari gambar tersebut, terlihat skala nonius terletak di
2,5 cm pada skala utama dan skala nonius yang tepat segaris
dengan skala utama adalah skala 3.
Jadi, hasil pengukurannya adalah:
•
skala utama = 2,5 cm = 25 mm;
•
skala nonius = 3 × 0,1 mm = 0,3 mm;
•
hasil pengukuran jangka sorong = 25,3 mm.
4
3
2
0510
b
Sumber:
world.keyence.com
a
15
Pengukuran
Sumber:
www.wabeco-remscheid.de
Skala pengukur
Rahang bergerak
Rahang tetap
Skala utama
Pengunci
Bingkai
Gigi geser
c. Mikrometer Sekrup
Mikrometer sekrup merupakan alat ukur panjang yang
sangat teliti karena memiliki ketelitian 0,01 mm. Alat ini
biasanya digunakan untuk mengukur panjang, diameter luar,
dan ketebalan suatu benda. Mikrometer sekrup terdiri atas
rahang utama sebagai skala utama dan rahang putar sebagai
skala nonius. Perhatikan gambar bagian-bagian sebuah
mikro meter sekrup berikut.
Gambar 1.12
Mikrometer sekrup
dan bagian-bagiannya
Skala utama mikrometer sekrup dibagi dalam satuan
milimeter dan setiap 5 mm diberi angka. Jika selubung
pengukur diputar satu kali putaran penuh, rahang akan
bergeser (maju atau mundur bergantung pemutarannya)
sebesar 0,5 mm dan jika diputar dua putaran penuh rahang
akan bergeser 1 mm. Selubung pengukur ( skala nonius)
dibagi menjadi 50 bagian dan tiap 5 bagian diberi angka
sehingga 1 skala selubung pengukur memiliki panjang
1
50
×
0,5 mm = 0,01 mm. Angka ini menunjukkan nilai skala terkecil
dari nonius pada mikrometer sekrup. Berarti ketelitian
mikrometer sekrup adalah 0,01 mm.
Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang tepat,
diperlukan ketelitian dan latihan penggunaan mikrometer
sekrup. Peganglah mikrometer sekrup dengan tangan kananmu.
Usahakan agar skala pada posisi pengukuran dapat terlihat
jelas. Bingkai mikrometer sekrup ditahan dengan telapak
tangan dan jari kelingking (lihat Gambar 1.13 a), sedangkan jari
16
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
tengah menahan bingkai bagian bawah selubung pengukur. Ibu
jari dan telunjuk tangan kanan memutar selubung pengukur
dan gigi geser (lihat Gambar 1.13 b). Benda yang hendak diukur
dipegang dengan tangan kiri.
b
a
Sumber:
www.gcseinengineering.com
Pada saat memutar selubung, pengukur kunci harus
dalam keadaan terbuka. Ibu jari dan telunjuk tangan kanan
memutar selubung pengukur dengan cara memutar gigi
geser. Pemutaran harus dihentikan ketika terdengar suara
"klik". Hal ini dimaksudkan untuk menjaga mikrometer
sekrup agar tidak rusak.
Nah
, agar kamu mahir dalam menggunakan mikrometer
sekrup, pelajari contoh pengukuran ketebalan kertas berikut.
Perhatikan langkah-langkahnya.
a) Buka pengunci mikrometer sekrup sehingga selubung
dapat bergerak.
b) Letakkan kertas di antara rahang.
c) Putar gigi geser pada selubung pemutar sampai ter-
dengar suara "klik".
d) Hentikan pemutaran, lalu kunci agar skala tidak berubah.
Gambar 1.13
Cara menggunakan
mikrometer sekrup
17
Pengukuran
e) Baca skala utama apakah menunjukkan satuan atau
tengahan satuan.
f ) Baca skala nonius yang tepat segaris dengan skala
utama.
g) Hitung hasil pengukuran dengan cara menjumlahkan
skala utama dengan skala nonius, kemudian jumlahkan
atau kurangi dengan ketelitian mikrometer sekrup.
Untuk dapat menggunakan alat ukur panjang ini dengan
tepat dan benar, lakukanlah kegiatan Ayo Coba 1.2
berikut.
Gambar 1.14
Pengukuran tebal kertas
dengan menggunakan
mikrometer sekrup.
1.
Gambar di bawah menunjukkan hasil pengukuran sebuah
pelat dengan menggunakan mikrometer sekrup.
1
40
35
30
25
0
Hasil pengukuran pada skala utama terbaca 1,5 mm dan skala
nonius menunjukkan angka 31. Hasil peng ukurannya adalah:
a.
skala utama = 1,5 mm;
b.
skala nonius 33 × 0,01 mm = 0,33 mm;
c.
hasil pengukuran = 1,83 mm.
Contoh Soal 1.2
Key Point
Key Point
Hal Penting
Hal Penting
Satuan SI untuk waktu
adalah detik (sekon).
Waktu biasanya diukur
dengan menggunakan jam
dan
stopwatch
. Jam dapat
mengukur hingga ketelitian
dalam menit. Beberapa jam
juga memiliki ke
telitian
hingga detik.
Stopwatch
biasanya dapat mengukur
hingga ketelitian 0,01 detik.
The SI unit for time is
the second. Time is usually
measured using clocks and
stopwatches. Clocks can
measure up to the nearest
minute. Some Clocks also
have a "second hand".
Stopwatch can usually
measure up to 0,01 second.
Ayo Coba 1.2
Tujuan
Menjelaskan cara kerja alat ukur panjang
Alat dan bahan
Mistar, jangka sorong, mikrometer sekrup, tabung reaksi, pensil,
dan kertas karton
Cara kerja
1. Ukurlah diameter luar, diameter dalam, dan kedalaman
tabung reaksi. Ukur pula panjang dan lebar benda lainnya
dengan menggunakan ketiga alat tersebut.
2.
Masukkan hasil pengukuran pada tabel berikut.
18
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
2. Alat Ukur Massa
Standar Internasional massa adalah sebuah platina
iridium yang disebut kilogram standar. Kilogram standar ini
disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional. Jadi,
satu kilogram adalah massa sebuah kilogram standar yang
disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional.
Alat ukur massa yang banyak digunakan dalam ke-
hidupan sehari-hari (terutama dalam dunia perdagangan)
dikenal dengan nama timbangan atau neraca. Satuan standar
massa yang digunakan merupakan tiruan dari massa standar
yang telah disepakati secara internasional.
Prinsip kerja timbangan atau neraca adalah ke se-
timbangan. Prosesnya sama dengan alat ukur yang lain,
yaitu membandingkan suatu besaran yang diukur (massa
benda) dengan besaran sejenis yang dijadikan satuan
standar sehingga terjadi kesetimbangan. Satuan tim bangan
yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah
ons, kuintal, dan ton. Hubungan ketiga satuan ini terhadap
kilogram adalah sebagai berikut.
1 ton
= 1.000 kg
1 kuintal = 100 kg
1 ons
= 0,1 kg
Sumber
:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 1.15
Pengukuran massa benda
Tabel Hasil Pengamatan
Nama Benda
Besaran
yang Diukur
Hasil Pengukuran Alat Ukur
Mistar
Jangka
Sorong
Mikrometer
Sekrup
Tabung reaksi
Diameter luar
...
...
...
Diameter dalam
...
...
...
Pensil
Kedalaman
...
...
...
Panjang
...
...
...
Diameter
...
...
...
Kertas karton
Panjang
...
...
...
Lebar
...
...
...
Tebal
...
...
...
Pertanyaan
1.
Apakah semua besaran benda dapat diukur dengan ketiga alat
ukur tersebut? Mengapa demikian?
2.
Apakah hasil pengukuran dari ketiga alat ukur tersebut sama?
Mengapa demikian?
19
Pengukuran
a. Timbangan Pasar
Pada Gambar 1.16 ditunjukkan timbangan pasar yang
sering diguna kan. Cara menggunakan alat ini adalah dengan
meletakkan benda di sebelah kiri pada tempatnya dan anak
timbangan diletakkan di sebelah kanan hingga mencapai
kesetimbangan.
Dalam kehidupan sehari-hari, nilai dari anak timbangan
adalah 1 ons (0,1 kg),
1
4
kg,
1
5
kg, 1 kg, 2 kg, dan 5 kg. Misalnya,
kamu menimbang suatu barang yang setimbang dengan anak
timbangan 1 kg, 0,5 kg, dan 1 ons, berarti barang tersebut
memiliki massa 1 kg + 0,5 kg + 0,1 kg = 1,6 kg.
b. Neraca Ohaus
Pengukuran massa di laboratorium biasanya mengguna-
kan neraca Ohaus yang memiliki 3 lengan atau 4 lengan.
Neraca tiga lengan umumnya memiliki kapasitas 610 gram
dengan ketelitian 0,1 gram. Setiap lengan pada neraca
memiliki skala dengan beban geser sebagai kilogram standar
(lihat Gambar 1.17). Lengan pertama menunjukkan skala
puluhan (0 – 500 gram), lengan kedua menunjukkan satuan
(0 – 100 gram), dan lengan ketiga menunjukkan desimal
(0 – 10 gram) dengan skala terkecil 0,1 gram. Benda yang akan
diukur diletakkan di sebelah kiri. Dengan cara menggeser
ketiga anak timbangan ke sebelah kanan sampai dicapai
kesetimbangan, kamu dapat mengetahui massa benda tersebut.
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Misalnya, hasil pengukuran yang ditunjukkan lengan
pertama 0 gram, lengan kedua 80 gram, sedangkan lengan
ketiga 0,3 gram. Hasil pengukuran massa benda tersebut
adalah 0 gram + 80 gram + 0,3 gram = 80,3 gram.
Sumber
:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 1.16
Timbangan banyak digunakan
para penjual di pasar.
Gambar 1.17
Neraca tiga lengan biasa
digunakan di laboratorium.
20
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Penggunaan neraca empat lengan hampir sama dengan
neraca tiga lengan. Namun, ketelitian alat ukur ini lebih baik.
Skala terkecil pada lengannya yang ke-4 adalah 0,01 gram.
Beban yang akan ditimbang diletakkan di baki timbangan.
Selanjutnya, anak timbangan digeser ke kanan dengan cara
berurutan dari yang terbesar ke yang terkecil sampai terjadi
kesetimbangan.
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Misalnya, hasil pengukuran massa suatu benda diper-
lihatkan sebagai berikut. Keempat lengan berturut-turut
menunjukkan 100 gram, 20 gram, 5 gram, dan 0,66 gram. Jadi,
hasil pengukuran massa benda tersebut adalah 100 gram +
20 gram + 5 gram + 0,66 gram = 125,66 gram.
Gambar 1.18
Dibandingkan
neraca tiga
lengan, apakah ketelitian
neraca
empat lengan lebih baik?
Tugas 1.5
Tugas 1.5
1.
Sediakan neraca tiga lengan dan empat lengan.
2.
Timbanglah beberapa benda, misalnya beberapa paku payung.
3.
Masukkan hasilnya pada tabel pengamatan berikut ini.
Tabel Hasil Pengamatan
No.
Nama Benda
Hasil Pengukuran
Neraca
Tiga Lengan
Neraca
Empat Lengan
1
...
...
...
2
...
...
...
3
...
...
...
4
...
...
...
5
...
...
...
21
Pengukuran
3. Alat Ukur Waktu
Banyak alat pengukur waktu yang digunakan dalam
kehidupan sehari-hari. Alat pengukur waktu ini hampir di
setiap tempat dapat kamu temukan. Coba kamu cari sebanyak-
banyaknya alat ukur waktu yang sering digunakan.
Sumber:
www.watchub-trading.com dan Dokumentasi Penerbit
Standar waktu yang telah dikenal adalah sekon, menit,
dan jam. Dalam satuan SI, standar waktu adalah sekon.
Hubungan antara ketiga besaran tersebut adalah
1 jam = 60 menit = 3.600 sekon.
Beberapa alat ukur waktu yang biasa kamu gunakan
dalam kehidupan sehari-hari adalah jam tangan (arloji),
jam dinding, dan jam weker. Pada setiap jenis jam, biasanya
dilengkapi dengan jarum sekon, jarum menit, dan jarum
jam. Selain itu, ada juga jam digital
yang memudahkan kamu
untuk mengukur waktu setiap saat. Di dalam laboratorium,
alat pengukur waktu yang digunakan adalah
stopwatch
yang
terdiri atas
stopwatch
digital dan
stopwatch
analog.
Adapun
stopwatch
yang banyak digunakan di laboratorium
adalah
stopwatch
analog yang bekerjanya menggunakan
per spiral. Jadi, untuk menggunakan
stopwatch
ini per harus
dikencangkan dengan cara memutar bagian pemutarnya.
b
c
a
Sumber:
www.ledametrix.com, jamesburnsdesign.com, dan www.porkboard.org
Gambar 1.19
Beberapa macam alat ukur
waktu
Gambar 1.20
(a)
stopwatch
digital,
(b)
stopwatch
satu tombol, dan
(c)
stopwatch
tiga tombol.
22
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Ayo Coba 1.3
Tujuan
Menjelaskan cara kerja alat ukur waktu
Alat dan bahan
Jam tangan dan
stopwatch
Cara kerja
1. Berjalanlah dari depan kelas ke belakang kelas sambil
mengukur waktunya dengan menggunakan alat ukur waktu
( jam tangan dan
stopwatch
).
2.
Tariklah nafas dalam-dalam, lalu tahanlah. Ukur lamanya
kamu menahan nafas.
Pertanyaan
1.
Berapa lama waktu yang diperlukan olehmu untuk berjalan
dari depan kelas ke belakang kelas?
2. Berapa lama waktu yang kamu peroleh ketika menahan
nafas?
3.
Mana yang lebih akurat antara jam tangan dan
stopwatch
?
Jelaskan.
4.
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Stopwatch
ini memiliki satu tombol hingga tiga tombol.
Kedua alat ini prinsipnya sama, tombol pertama untuk
menjalankan
stopwatch
, tombol kedua untuk menghentikan
stopwatch
, dan tombol ketiga untuk mengembalikan jarum
pada posisi nol. Apabila
stopwatch
telah selesai dipakai dan
akan disimpan di tempatnya,
stopwatch
harus dalam keadaan
hidup. Mengapa demikian?
Informasi
Informasi
IPA
IPA
Jam Cesium
Jam Cesium didasar
kan
atas osilasi sebuah elektron
pada atom cesium. Jam ini
akurat sampai per jutaan
sekon.
Sumber:
Great Inventions,
1979
4. Mengukur Suhu
a. Pengertian Suhu
Saat demam, bagaimanakah kamu memastikan bahwa
badan kamu panas? Ada beberapa cara yang dapat di lakukan
untuk menjawabnya. Pertama, dengan menggunakan tangan
dan rasakan panas badanmu. Kedua, dengan menggunakan
tangan teman atau saudara untuk membandingkan panas
badanmu dengan teman atau saudaramu. Ketiga, dengan
menggunakan alat ukur suhu. Cara manakah yang akan kamu
lakukan?
Agar kamu dapat memahami pengertian suhu, lakukan-
lah kegiatan Ayo Coba 1.4
berikut.
23
Pengukuran
Key Point
Key Point
Hal Penting
Hal Penting
Temperatur atau
suhu
menyatakan ukuran derajat
panas suatu benda. Satuan SI
untuk
suhu adalah kelvin. Akan
tetapi,
satuan
celsius lebih biasa
digunakan.
Temperature measures the
degree of “hotness” of an object.
The SI unit for temperature is
the kelvin. However, the Celcius
temperature unit is more
commonly used.
Ayo Coba 1.4
Tujuan
Menjelaskan pengertian suhu
Alat dan bahan
3 buah wadah, air hangat, air dingin, dan air sejuk
Cara kerja
1.
Masukkan air dingin ke dalam wadah 1, air sejuk ke dalam
wadah 2, dan air hangat ke dalam wadah 3.
2.
Celupkan tangan kananmu ke dalam wadah 1 dan tangan
kirimu ke dalam wadah 3 selama 20 sekon.
3.
Angkat kedua tanganmu dan masukkan keduanya ke dalam
wadah 2.
Pertanyaan
Apa yang dapat kamu rasakan dari langkah 2 dan 3? Berikan
kesimpulanmu.
Setelah kamu melakukan Ayo Coba 1.4, ditunjukkan
bahwa pada saat kamu memasukkan tangan kananmu
ke dalam wadah 1 kamu merasakan air tersebut dingin.
Sementara itu, pada saat kamu memasukkan tangan kirimu
ke dalam wadah 3 kamu merasakkan air tersebut hangat.
Akan tetapi, pada saat kamu memasukan kedua tanganmu ke
dalam wadah 2 maka kedua tanganmu akan tetap merasakan
air yang sebelumnya. Tangan kananmu merasakan air dingin
dan tangan kirimu merasakan air hangat. Hal ini menunjukkan
bahwa perasaan bukanlah suatu alat ukur yang tepat. Ukuran
derajat panas dinginnya suatu benda disebut dengan suhu.
b. Mengukur Suhu
Apabila kamu ingin mengukur suhu badanmu, apakah
alat ukur yang kamu gunakan? Bagaimanakah prinsip kerja
dari alat tersebut? Untuk dapat mengetahuinya, coba kamu
lakukan Ayo Coba 1.5 ini.
Ayo Coba 1.5
Tujuan
Menjelaskan prinsip kerja alat ukur suhu
Alat dan bahan
Gelas kimia, air berwarna secukupnya, pipa kapiler, kaki tiga,
dan pembakar spiritus
24
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Ketika kamu sakit lalu diperiksa ke dokter, langkah per-
tama yang dilakukan perawat terhadap badanmu adalah
mengukur suhu badanmu. Alat apa yang digunakan untuk
mengukur suhu badanmu? Seperti yang telah kamu ketahui,
alat untuk mengukur suhu adalah termometer.
Prinsip dasar kerja termometer adalah pemuaian zat
cair, sama dengan percobaan pada kegiatan Ayo Coba 1.5.
Jadi, sebuah termometer yang diisi dengan zat cair memiliki
sifat termometrik. Sifat termometrik adalah sifat suatu benda
yang mudah berubah karena pengaruh suhu. Biasanya, zat
cair yang digunakan sebagai pengisi termometer adalah
alkohol atau raksa. Dua zat cair ini memiliki sifat termometrik
yang lebih baik daripada zat cair lain, di antaranya sebagai
berikut.
a.
Segera mengambil panas dari benda-benda yang hendak
diukur
b. Pemuaiannya teratur
c.
Tidak membasahi dinding
d.
Mudah dilihat skalanya
Pada kolom raksa sebuah termometer badan dibuat
lekukan supaya zat cair yang telah memuai tidak mudah
turun kembali. Jadi, sebelum termometer badan digunakan,
kita harus mengibas-ngibaskan termometer tersebut terlebih
dahulu supaya raksanya turun.
Prinsip kerja termometer dalam mengukur suhu adalah
dengan memanfaatkan pemuaian zat cair, yaitu perubahan
volume zat cair ketika didinginkan atau dipanaskan. Pipa
termometer dilengkapi dengan bagian penyem pitan. Hal
ini dimaksudkan supaya ketika cairan dalam termometer
mengalami pemuaian, cairan tersebut tidak mudah kembali
turun. Cara pembacaan skala termometer adalah dengan
melihat batas maksimum cairan tersebut.
Cara kerja
Panaskan air dalam gelas kimia, lalu amati air yang terjadi pada
pipa kapiler.
Lakukan kegiatan dengan hati-hati, terutama ketika menyalakan
pembakar spiritus. Jangan bermain-main dengan api.
Pertanyaan
1.
Bagaimanakah air dalam pipa kapiler ketika dipanaskan?
2.
Mengapa terjadi demikian?
3.
Apa yang dapat kamu simpulkan?
4.
Diskusikan hasil percobaanmu dengan gurumu.
Informasi
Informasi
IPA
IPA
Skala Pengukuran
Terdapat tiga skala
utama dalam pengukuran
temperatur, skala
fahrenheit (
imperial
), skala
celsius (
metric
), dan skala
temperatur absolut (SI),
yang diukur dalam kelvin.
Sumber:
Science Encyclopedia,
2000
Gelas
kimia
Air
berwarna
Pipa
kapiler
Kaki tiga
Pembakar
spiritus
Gambar 1.21
Zat cair di dalam pipa
kapiler akan memuai saat air
dipanaskan.
25
Pengukuran
Gambar 1.22
Beberapa macam termometer
Sumber
:
decemberbox.com
dan
Science Encyclopedia,
2000
Bagaimanakah skala termometer ditetapkan? Untuk
mengetahuinya, lakukan kegiatan Ayo coba 1.6 ini.
Ayo Coba 1.6
Tujuan
Membuat termometer sederhana
Alat dan bahan
Termometer tanpa skala, gelas, es batu, dan air mendidih
Cara kerja
1.
Celupkan sebuah termometer ke dalam es yang sedang
men cair pada tekanan 1 atmosfer.
2.
Biarkan termometer tersebut beberapa lama sampai tinggi
permukaan raksa di dalam termometer berubah. Menurut
skala Celsius, tinggi raksa itu ditetapkan sebagai titik tetap
bawah (titik lebur). Tandai dan bubuhkan angka 0°C pada
tinggi raksa tersebut.
3.
Kemudian, celupkan termometer ke dalam air yang sedang
mendidih pada tekanan 1 atmosfer.
4.
Tunggulah beberapa lama sampai tinggi permukaan raksa
tidak berubah. Tandai dan bubuhkan angka 100°C pada tinggi
raksa tersebut pada titik tetap atasnya.
5.
Antara titik 0°C dan 100°C dibagi menjadi 100 bagian atau
skala. Selanjutnya, setiap bagian disebut satu derajat celsius
(1°C).
Pertanyaan
1.
Gambarkan termometer sederhana yang sudah kamu buat
lengkap dengan skalanya.
2.
Bagaimana cara menetapkan titik tetap atas?
3.
Bagaimana cara menetapkan titik tetap bawah?
4.
Mengapa skala yang kamu buat dibagi sampai 100? Jelaskan.
Air mendidih
Es mencair
Termometer
Termometer
Gambar 1.23
Skema percobaan untuk
membuat termometer
sederhana
26
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
Dalam pembuatan skala termometer, diperlukan dua
titik tetap, yakni titik tetap atas dan titik tetap bawah.
Kemudian, skala tersebut dibagi menjadi beberapa bagian
untuk menyatakan satuan derajatnya. Pada umumnya,
titik tetap bawah yang digunakan adalah keadaan ketika es
melebur pada tekanan 1 atm. Adapun titik tetap atas adalah
keadaan ketika air mendidih pada tekanan 1 atm.
Ukuran suhu dinyatakan dengan derajat Celsius (°C),
Fahrenheit (°F), Reamur (°R), dan Kelvin (K). Satuan suhu
dalam SI adalah Kelvin (K). Titik tetap bawah dan titik tetap
atas setiap ukuran suhu tersebut dapat dilihat pada Tabel 1.3
berikut ini.
Tabel 1.3
Skala Termometer
Skala
Termometer
Titik Tetap Bawah
Titik Tetap Atas
Celsius
0° adalah titik beku air
atau titik lebur es
100° adalah suhu
air mendidih pada
tekanan 76 cmHg
(1 atm)
Reamur
0° adalah titik beku air
atau titik lebur es
80° adalah suhu
air mendidih pada
tekanan 76 cmHg
Fahrenheit
0° adalah suhu
campuran es dengan
garam. Suhu pada saat
air membeku atau es
mencair adalah pada
32°F
212° adalah suhu
air mendidih pada
tekanan 76 cmHg
Kelvin
0 K adalah suhu untuk
semua gas yang telah
mencair. Suhu pada
saat air membeku atau
es mencair adalah
pada 273 K
373 adalah suhu
air mendidih pada
tekanan 76 cmHg
Gambar 1.24
Titik tetap bawah dan titik
tetap atas pada temperatur
celsius dan fahrenheit.
27
Pengukuran
Gambar 1.25
Perbandingan skala titik tetap
bawah dan titik tetap atas pada
keempat jenis temperatur.
Berdasarkan gambar di atas, hubungan antara skala
Celsius, skala Kelvin, dan skala Fahrenheit dapat dituliskan
sebagai berikut.
• T
°C = (32 +
9
5
T
) °F
•
T
°F =
5
9
(
T
– 32)°C
• T
°C = (
T
+ 273) K
•
T
K = (
T
– 273)°C
• T °
C
=
4
5
T°
R
•
T
°R =
5
4
T
°C
• T
°R = (32 +
9
4
T
)°F
•
T
°F =
4
9
(
T
– 32)°R
1. Hitung suhu yang ditunjukkan termometer Reamur dan
Fahrenheit jika termometer Celsius menunjukkan 30°.
Penyelesaian:
Diketahui:
t
(°C) = 30°C
Ditanyakan:
t
(°F) dan
t
(°R)
Jawab:
•
30°C = (32 +
9
5
.
30 ) °F
= 32 + 54 =86°F
•
30
°
C
=
4
5
.
30
°
R = 24°R
Contoh Soal 1.3
Berikut ini digambarkan perbandingan skala titik tetap
atas dan titik tetap bawah dari keempat jenis termometer.
×
CK
Titik tetap bawah
Titik tetap atas
×
F
×
R
Jika
suhu benda 75
×
C maka
suhu benda tersebut dalam
kelvin adalah ....
(UAS 2003)
a. 348 K
b. 273 K
c. 198 K
d. 75 K
Jawaban: (a)
T
°C = (
T
+ 273) K
75°C = (75 + 273) K
75°C = 348 K
ika
suhu benda 75
×
Cmaka
Pembahasan UN
Pembahasan UN
28
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
1. Jelaskan mengapa air tidak digunakan
sebagai pengisi termometer.
2.
Suhu suatu benda 60°C. Berapa besar suhu
tersebut jika diukur dengan skala Reamur,
Fahrenheit, dan Kelvin?
3.
Perhatikanlah skala pada neraca Ohaus di
bawah. Berapakah massa benda dari hasil
pengukuran neraca tersebut?
4. Gambar berikut memperlihatkan hasil
pengamatan skala utama dan skala nonius
untuk jangka sorong 0,1 mm. Hitunglah
hasil pengukuran jangka sorong tersebut.
a
b
Kerjakanlah di buku latihanmu.
Soal Penguasaan Materi 1.2
5.
Sebuah jangka sorong dengan ketelitian
0,1 mm digunakan untuk mengukur ke-
dalaman lubang pada sebuah benda.
Ternyata, titik nol skala nonius berada
di sebelah kanan 5,6 skala utama dan
skala nonius yang tepat segaris dengan
skala utama adalah skala 9. Berapakah
kedalaman benda tersebut?
6. Ketika kamu sedang diperiksa suhu
badanmu, suatu alat pengukur suhu akan
diletakkan beberapa saat di ketiakmu.
Jawablah pertanyaan berikut.
a. Mengapa alat pengukur suhu harus
dijepit beberapa saat sebelum kamu
mengetahui suhu badanmu?
b.
Jelaskan pengertian suhu.
c.
Jika kamu akan membuat termometer,
kamu harus menggunakan zat cair
yang memiliki sifat termometrik.
Apakah yang dimaksud dengan sifat
termometrik itu?
29
Pengukuran
•
Besaran dibutuhkan untuk menyatakan
gejala alam. Besaran memiliki nilai dan
satuan.
•
Besaran pokok adalah besaran sebagai
dasar penentuan besaran lain.
•
Besaran turunan adalah besaran yang sa-
tuannya diturunkan dari besaran pokok.
•
Sistem Internasional diperlukan untuk me-
nyeragamkan satuan secara internasional.
•
Syarat satuan Sistem Internasional adalah:
a.
tetap, satuan tersebut tidak menga la mi
perubahan dalam keadaan apapun;
b.
dapat digunakan secara internasional;
c. mudah ditiru.
•
Mengukur adalah kegiatan mem banding-
kan suatu besaran dengan suatu besaran
lain yang telah ditetapkan sebagai satuan
standar.
•
Alat ukur panjang di antaranya mistar,
jangka sorong, dan mikrometer sekrup.
•
Mistar biasanya memiliki ketelitian 1 mm
atau 0,1 cm.
•
Jangka sorong memiliki ketelitian 0,05 mm.
•
Mikrometer sekrup di antaranya memiliki
ketelitian 0,01 mm.
•
Alat ukur waktu adalah arloji, jam, dan
stopwatch
. Alat ukur massa adalah neraca
atau timbangan. Alat ukur suhu adalah
termometer.
•
Cara membaca hasil pengukuran yang baik
adalah dengan memposisikan mata tegak
lurus dengan skala yang dibaca (untuk
menghindari kesalahan paralaks).
•
Satuan baku adalah satuan yang telah
dibakukan secara internasional.
•
Satuan tidak baku adalah satuan yang tidak
berlaku secara umum, seperti jengkal, depa,
dan hasta.
•
Suhu adalah derajat panas dinginnya suatu
benda. Alat ukur suhu adalah termometer.
• Dalam pembuatan skala termometer
diperlukan titik tetap atas dan titik tetap
bawah. Titik tetap bawah adalah keadaan
ketika es melebur pada tekanan 1 atm.
Titik tetap atas adalah keadaan ketika air
mendidih pada tekanan 1 atm.
•
Ukuran suhu dinyatakan dengan derajat
Celsius (°C), Fahrenheit (°F), Reamur (°R),
dan Kelvin (K). Satuan suhu dalam SI
adalah Kelvin (K).
Rangkuman
Rangkuman
Re
à
eksi
Re
à
eksi
Selamat, kamu telah selesai mempelajari
Bab Pengukuran. Selain menarik untuk dipelajari,
banyak benda dapat kamu ukur besarnya.
Sangat menarik, bukan? Selain itu, kamu
juga dapat menentukan angka penting yang
terdapat pada nilai hasil pengukuranmu.
Dapat kah kamu menyebutkan dan men-
jelas kan pe ngukuran lainnya dengan meng-
gunakan alat ukur yang berbeda?
Setelah mempelajari bab ini, bagian mana-
kah yang paling kamu sukai? Bagaimana pula
yang belum kamu pahami? Diskusikanlah
dengan gurumu agar kamu lebih menguasai
materi dalam bab ini.
30
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
7.
Perhatikan gambar di bawah ini.
Nilai yang terukur pada alat tersebut
adalah ....
a. 6,33 mm
b. 6.30 mm
c. 6,73 mm
d. 6,13 mm
8. Alat ukur yang paling tepat digunakan
untuk mengukur waktu seorang pelari
adalah ....
a. arloji
b. jam
c.
stopwatch
d. meteran
9. Massa suatu benda dapat diukur dengan
menggunakan alat ukur ....
a. pita ukur
d. mikrometer sekrup
b. neraca
c. jangka sorong
10. Sebuah benda yang tidak beraturan diukur
oleh gelas ukur, seperti pada gambar
berikut.
50 mL
100 mL
150 mL
200 mL
50 mL
100 mL
150 mL
200 mL
1.
Besaran yang telah didefi
nisikan terlebih
dahulu adalah ....
a.
panjang, gaya, kecepatan
b.
panjang, suhu, volume
c.
panjang, massa, suhu
d.
panjang, massa, luas
2. Berikut yang merupakan kelompok be-
saran turunan adalah ....
a.
gaya, kecepatan, dan panjang
b.
massa jenis, massa, dan volume
c.
luas, panjang, dan lebar
d.
volume, massa jenis, dan gaya
3. Satuan- satuan berikut yang termasuk
satuan tidak baku adalah ....
a.
depa, jengkal, hasta
b.
sentimeter, sekon, jengkal
c.
kaki, gram, kelvin
d.
kilogram, mol, depa
4.
Ahmad memiliki massa sebesar 45 kg. Nilai
besaran dan satuan dalam pernyataan di
atas adalah ....
a. massa
b. 45
c. 45 kg
d. kg
5.
Sebuah peti memiliki volume sebesar 3 m
3
.
Apabila volume balok tersebut dinyatakan
dalam cm
3
, besar volume balok tersebut
adalah ....
a. 3
.
10
3
cm
3
b. 3
.
10
4
cm
3
c. 3
.
10
5
cm
3
d. 3
.
10
6
cm
3
6.
Nilai 600 m
2
sama dengan ....
a. 0,6 hm
2
b. 0,06 km
2
c. 60.000 dm
2
d. 600.000 cm
2
A. Pilihlah jawaban yang paling tepat.
Kerjakanlah di buku latihanmu
.
T
T
es Kompetensi Bab 1
es Kompetensi Bab 1
31
Pengukuran
Volume benda tidak beraturan tersebut
adalah ....
a. 20 mL
b. 30 mL
c. 40 mL
d. 50 mL
11. Untuk mengukur diameter pensil, se-
baiknya menggunakan alat ukur ....
a. jangka sorong
b. mistar
c. mikrometer sekrup
d. meteran
12. Sebuah balok memiliki panjang, lebar, dan
tinggi berturut-turut 5 cm, 2 cm, dan 2 cm.
Volume balok tersebut yang dinyatakan
dalam SI adalah ....
a. 2
.
10
5
cm
3
b. 2
.
10
–5
m
3
c. 2
.
10
–4
cm
3
d. 2
.
10
–4
m
3
13. Perhatikan tabel di bawah ini.
No. Besaran Pokok
Satuan
Alat ukur
1
Panjang
m
Jengkal
2Massa
kg Neraca
3
Kuat arus listrik
A
Voltmeter
4
Suhu
K
Termometer
Alat ukur dan satuan besaran pokok
menurut SI yang benar adalah ....
a.
1 dan 2
b.
1 dan 3
c. 4 dan 3
d. 2 dan 4
14. Alat ukur yang digunakan untuk me-
ngetahui suhu badan adalah ....
a. termometer
b.
stopwatch
c. neraca Ohaus
d. jangka sorong
15. Jenis cairan yang biasa digunakan sebagai
pengisi termometer adalah ....
a.
minyak atau air
b.
air atau raksa
c.
raksa atau alkohol
d.
air atau alkohol
16. Suhu titik didih air murni pada tekanan
1 atm jika dinyatakan dalam skala Kelvin
adalah ....
a. 100 K
b. 173 K
c. 212 K
d. 373 K
17. Termometer Fahrenheit menunjukkan angka
yang sama dengan dua kali angka yang
ditunjukkan oleh termometer Celsius pada
suhu ....
a. 20°C
b. 40°C
c. 80°C
d. 160°C
18. Selisih antara dua suhu adalah 400°C.
Selisih kedua suhu ini dalam skala Kelvin
adalah ....
a. 127 K
b. 227 K
c. 400 K
d. 673 K
19. 40°R sama dengan ... °C.
a. 32
b. 40
c. 50
d. 60
20. Es yang sedang mencair menurut termo-
meter Fahrenheit memiliki suhu ....
a. 0°F
b. 32°F
c. 273°F
d. 212°F
32
Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VII
C. Jawablah soal tantangan berikut dengan tepat.
Apa yang akan kamu lakukan untuk mengukur jari-jari sebuah bola tanpa merusak bola?
B. Selesaikan soal-soal berikut dengan benar.
1. Sebuah bak penampung air akan diisi
air. Kamu disuruh mengisinya dengan
menggunakan sebuah ember yang dapat
menampung air 0,25 m
3
. Jika sisi-sisi
bak yang akan diisi air memiliki ukuran
panjang 3 m, lebar 2 m, dan tingginya
1 m, berapa kali kamu harus mengisi
embermu dengan air supaya bak tersebut
penuh?
2.
Sebuah benda diukur dengan penggaris.
Cara pengukurannya diperlihatkan seperti
pada gambar berikut.
a.
Cara manakah yang menurutmu lebih
benar dalam melakukan pengukuran?
Berikan alasannya.
b. Setiap alat ukur memiliki ketelitian
atau batas ukur sehingga muncul
istilah angka taksiran. Jelaskan apa
yang dimaksud dengan angka taksiran.
3.
Mengapa benda-benda teknik yang dibuat
oleh pabrik memerlukan ukuran yang
sangat teliti? Alat ukur panjang apakah
yang baik untuk mengukur benda-benda
kecil secara teliti? Jelaskan jawabanmu.
4.
Kamu diminta untuk mengukur volume
sebuah benda yang tidak teratur.
a.
Sebutkan alat-alat yang kamu perlukan.
b. Bagaimanakah urutan langkah kerja
yang harus kamu lakukan?
5. Hanifah siswa kelas VII disuruh me-
nunggu dagangan oleh ayahnya. Sebe-
lum nya, ayahnya menitipkan pesan
untuk mengurangi timbangan saat me-
layani pembeli.
a. Menurutmu, apakah tindakan ayah
Hanifah benar?
b.
Berikan alasan dari jawabanmu itu.
c.
Harus bagaimanakah tindakan Hanifah
selanjutnya menurutmu?
6.
Sebutkan empat keuntungan raksa untuk
mengukur suhu pada alat termometer.
7.
Suhu suatu zat adalah 25°C. Berapa besar
suhu tersebut jika diukur dengan skala
Reamur, Fahrenheit, dan Kelvin?