Kelas IX SMP IPA Dewi Ganawati

· Dewi Ganawati· Sudarmana. Wiwik Radyuni

Pembelajaran

ILMU PENGETAHUAN ALAM

Untuk SMP dan MTs

Terpadu dan Kontekstual

IX

Pusat PerbukuanDepartemen Pendidikan Nasional

i i

ILMU PENGETAHUAN ALAMTerpadu dan KontekstualUntuk SMP/MTs Kelas IX

Pembelajaran

Penulis:Dewi GanawatiDewi GanawatiDewi GanawatiDewi GanawatiDewi GanawatiSudarmanaSudarmanaSudarmanaSudarmanaSudarmanaWiwik RadyuniWiwik RadyuniWiwik RadyuniWiwik RadyuniWiwik Radyuni

Editor:Linda PerwirawatiLinda PerwirawatiLinda PerwirawatiLinda PerwirawatiLinda PerwirawatiRirin SafitriRirin SafitriRirin SafitriRirin SafitriRirin Safitri

Penata Letak Isi:Fitri WahabFitri WahabFitri WahabFitri WahabFitri Wahab

Desainer Sampul:Dyan PurnamawatiDyan PurnamawatiDyan PurnamawatiDyan PurnamawatiDyan Purnamawati

Ilustrator:SusantoSusantoSusantoSusantoSusanto

Ukuran Buku17,6 × 25 cm17,6 × 25 cm17,6 × 25 cm17,6 × 25 cm17,6 × 25 cm

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-undang

500.7GAN GANAWATI, Dewi p Pembelajaran ilmu pengetahuan alam: terpadu dan kontekstual IX : untuk SMP/MTs /

Dewi Ganawati, Sudarmana, Wiwik Radyuni; editor Linda Perwirawati, Ririn Safitri — Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

x, 364 hlm.; ilus : 25 cm Biliografi : hlm. 355 Indeks ISBN 979-462-907-3 1. Sains-Studi dan Pengajaran. I. Judul II. Sudarmana III. Radyuni, Wiwik IV. Perwirawati, Linda V. Safitri, Ririn

Hak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemn PendidikanNasional dari Penerbit PT. Karya Mandiri Nusantara

Diterbitkan oleh Pusat PerbukuanDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2008

Diperbanyak oleh ...

iii

Kata Sambutan

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dankarunia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional,pada tahun 2008, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini daripenulis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui situsinternet (website) Jaringan Pendidikan Nasional.

Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar NasionalPendidikan dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhisyarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melaluiPeraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 34 Tahun 2008.

Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada parapenulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh parasiswa dan guru di seluruh Indonesia.

Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan,dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untukpenggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhiketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku tekspelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruhIndonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapatmemanfaatkan sumber belajar ini.

Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepadapara siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya.Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.

Jakarta, Juli 2008

Kepala Pusat Perbukuan

iv

Sebagai siswa kalian adalah pusat bagi kemajuan pendidikan. Tanpasemangat dan kemauan kalian, maka pendidikan nasional akan terhambat kearah tujuannya. Oleh karena itu, bekali diri kalian dengan ilmu yang akanmenggali segala potensi sedalam-dalamnya.

Buku berjudul Pembelajaran “IPA Terpadu dan Kontekstual” ini disusunberdasarkan Kurikulum yang berlaku dan dirancang agar kalian setelahmengalami proses pembelajaran akan mendapatkan pengalaman dankompetensi yang bermakna bagi kehidupan sekarang dan yangakan datang.

Pengalaman dan kompetensi yang bermakna bagi masa depan kaliantidak dapat dimiliki begitu saja tanpa melalui pergumulan yang intensif,menantang, dan menyenangkan dalam sebuah proses pembelajaran yangprofesional di sekolah. Oleh karena itu, mintalah motivasi dan arahan kepalasekolah, guru, dan juga orang tua kalian secara bersamaan agar terciptasuasana dan kondisi belajar yang nyaman bagi kalian.

Buku ini terdiri atas 16 bab yang disertai pembahasan-pembahasanyang disajikan secara lengkap, menarik, dan berdasarkan tinjauan ilmiah daribidang-bidang Ilmu Pengetahuan Alam Biologi, Kimia, dan Fisika, sehinggadiharapkan buku ini sangat bermanfaat bagi kalian.

Mudah-mudahan dengan membaca buku ini, kalian dapat memahamibahan ajar serta mampu mencapai “kompetensi” yang telah ditetapkan.

Jakarta, Juli 2008

Tim Penyusun

Kata Pengantar

v

Buku Pembelajaran IPA (Ilmu Pengetahuan Alam) Terpadu danKontekstual untuk SMP dan MTs. ini disusun untuk memenuhi undangan dariPusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional yang melaksanakanPenilaian Standar Buku Teks Pelajaran SD/MI, SMP/MTs, SMA/MA dan SMK2008 (periode 1).

Buku ini terdiri atas 16 bab yang tersusun sistematis. Berdasarkankemampuan konfigurasi 16 bab tersebut mencakup:

Bab 1 Sistem Ekskresi pada ManusiaBab 2 Sistem Reproduksi pada ManusiaBab 3 Sistem Koordinasi dan Alat Indra pada ManusiaBab 4 Kelangsungan Hidup OrganismeBab 5 Pewarisan SifatBab 6 BioteknologiBab 7 Listrik StatisBab 8 Listrik DinamisBab 9 Hukum Ohm dan Hukum I KirchhoffBab 10 Sumber Arus ListrikBab 11 Energi dan Daya ListrikBab 12 KemagnetanBab 13 Induksi ElektromagnetikBab 14 Tata SuryaBab 15 Matahari dan BumiBab 16 Lapisan Litosfer

Buku ini mudah digunakan, peta konsep dan kata kunci disertakan sebagaipetunjuk awal mempelajari isi bab. Cara belajar yang efisien disertakan jugadalam buku ini. Siswa dapat memahami kompetensi yang disajikan berdasarkanuraian contoh, serta latihan soal-soal yang ada.

Dalam pembelajaran IPA Terpadu terpenting adalah metode danpendekatan yang digunakan dalam pembelajaran.

Beberapa pendekatan yang bisa digunakan guru sebagai berikut:1. Pendekatan Konsep

Yaitu siswa dibimbing memahami suatu bahasan yang memahami konsep-konsep yang terkandung di dalamnya.

2. Pendekatan LingkunganYaitu mengaitkan lingkungan dalam suatu proses belajar mengajar.

Pendahuluan

vi

3. 3. 3. 3. 3. Pendekatan Inkuiri

Yaitu membelajarkan siswa untuk mengendalikan situasi yang dihadapiketika berhubungan dengan dunia fisik, yaitu dengan menggunakan teknikyang digunakan oleh para ahli penelitian.

4. Pendekatan ProsesYaitu mengembangkan kemampuan siswa dalam keterampilan proses ataulangkah-langkah ilmiah seperti melakukan pengamatan, menafsirkan data,dan mengkomunikasikan hasil pengamatan.

5. Pendekatan InteraktifYaitu memberi kesempatan pada siswa untuk mengajukan pertanyaanuntuk kemudian melakukan penyelidikan yang berkaitan denganpertanyaan yang mereka ajukan.

6. Pendekatan Pemecahan MasalahYaitu berhubungan dengan masalah yang harus dipecahkan melaluipraktikum atau pengamatan.

7. Pendekatan Sains Teknologi dan MasyarakatYaitu siswa tidak hanya mempelajari konsep-konsep sains, tetapi jugadiperkenalkan pada aspek teknologi, dan bagaimana teknologi itu berperandi masyarakat.

8. Pendekatan TerpaduYaitu memadukan dua unsur atau lebih dalam suatu kegiatanpembelajaran.

Adapun beberapa metode yang bisa digunakan guru sebagai berikut:1. Metode Ceramah

Yaitu metode penyampaian bahan pelajaran secara lisan.

2. Metode Tanya JawabYaitu metode bertanya jawab, dengan pertanyaan-pertanyaan yangakan diajukan sudah direncanakan sebelumnya.

3. Metode DiskusiYaitu cara pembelajaran dengan memunculkan masalah, sehingga terjaditukar-menukar gagasan atau pendapat untuk memperoleh kesamaanderajat.

4. Metode KooperatifYaitu siswa berada dalam kelompok kecil dengan anggota sebanyak 4sampai 5 orang.

5. Metode DemonstrasiYaitu cara penyajian pelajaran dengan memeragakan suatu proseskejadian, misalnya dalam pembelajaran tentang transportasi padatumbuhan.

vii

6. Metode Karyawisata atau WidyawisataYaitu cara penyajian dengan membawa siswa mempelajari materipelajaran di luar kelas.

7. Metode PenugasanYaitu guru memberi tugas tertentu agar siswa melakukan kegiatanbelajar.

8. Metode EksperimenYaitu cara penyajian pelajaran dengan menggunakan percobaan.

9. Metode Bermain PeranYaitu pembelajaran dengan cara seolah-olah berada dalam suatu situasiuntuk memperoleh suatu pemahaman tentang suatu konsep.

viii

Kata Sambutan iiiKata Pengantar ivPendahuluan vDaftar Isi viii

Bab 1 Sistem Ekskresi pada Manusia 1A. Pendahuluan 2B. Ginjal 2C. Kulit 6D. Paru-paru 9E. Hati 10F. Kelainan dan Penyakit pada Sistem Ekskresi 11Uji Kompetensi 14

Bab 2 Sistem Reproduksi pada Manusia_________19A. Pendahuluan 20B. Organ-organ Penyusun Sistem Reproduksi Manusia 20C. Penyakit pada Sistem Reproduksi Manusia 24D. Beberapa Upaya Pencegahan yang Dapat Dilakukan 26Uji Kompetensi 27

Bab 3 Sistem Koordinasi dan Alat Indra padaManusia____________________________________31A. Pendahuluan 32B. Sistem Saraf 33C. Sistem Indra 46D. Kelainan dan Penyakit pada Sistem Indra 61Uji Kompetensi 63

Bab 4 Kelangsungan Hidup Organisme 67A. Pendahuluan 68B. Adaptasi 68C. Seleksi Alam 78D. Perkembangbiakan 83Uji Kompetensi 93

Bab 5 Pewarisan Sifat 97A. Pendahuluan 98B. Kromosom dan Gen 100C. Istilah-istilah dalam Genetika 102D. Hukum Penurunan Sifat Mendel 104

Daftar Isi

ix

E. Cara Mencari Jumlah dan Macam Gamet 112F. Penurunan Sifat pada Manusia 113Uji Kompetensi 117

Bab 6 Bioteknologi__________________________119A. Pendahuluan 120B. Penerapan Bioteknologi Sederhana 121C. Dampak Negatif Penggunaan Bioteknologi 135D. Usaha Mengatasi Dampak Penerapan Bioteknologi 137Uji Kompetensi 139

Bab 7 Listrik Statis 143A. Muatan Listrik 146B. Hukum Coulomb 149Uji Kompetensi 152

Bab 8 Listrik Dinamis________________________155A. Arus Listrik dan Beda Potensial Listrik 157B. Mengukur Besar Arus Listrik dan Beda Potensial Listrik 160Uji Kompetensi 168

Bab 9 Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff 171A. Hukum Ohm 172B. Hambatan, Konduktor, Semikonduktor, dan Isolator 178C. Hukum I Kirchhoff 188D. Rangkaian Hambatan 195E. Penerapan Hukum Ohm I Kirchhoff 203Uji Kompetensi 208

Bab 10 Sumber Arus Listrik___________________213A. Sumber Tegangan 214B. Macam-macam Sumber Tegangan 216C. Gaya Gerak Listrik dan Tegangan Jepit 220Uji Kompetensi 223

Bab 11 Energi dan Daya Listrik 227A. Energi Listrik 230B. Daya Listrik 233Uji Kompetensi 241

Latihan Semester Gasal 245

Bab 12 Kemagnetan_________________________249A. Sifat Kutub Magnet 250B. Sifat Magnet Bahan 254C. Cara Membuat Magnet 255

x

D. Teori Kemagnetan Bumi 262E. Medan magnet di Sekitar Kawat Berarus Listrik 264F. Peralatan yang Menggunakan Prinsip Elektromagnetik 270G. Gaya Lorentz dan Penggunaannya 275Uji Kompetensi 280

Bab 13 Induksi Elektromagnetik_______________ 283A. Hubungan antara Pergerakan Garis Medan magnet dengan Terjadinya

Gaya Gerak Listrik Induksi 284B. Prinsip Kerja Dinamo dan Generator 288C. Prinsip Kerja Transformator (Trafo) 290D. Karakteristik Transformator dan Penerapannya 294Uji Kompetensi 296

Bab 14 Tata Surya__________________________ 299A. Peredaran Bumi dan Bulan 300B. Gravitasi 301C. Orbit Planet 302D. Planet 304E. Komet 307F. Asteroid 308G. Meteor dan Meteorit 309Uji Kompetensi 311

Bab 15 Matahari dan Bumi 313A. Struktur Matahari 314B. Sumber Energi Matahari 319C. Bumi 319D. Rotasi Bulan 327E. Gerhana Bulan dan Gerhana Matahari 329F. Pasang dan Surut Air Laut 331G. Manfaat Satelit Orbit Bumi bagi Kehidupan 332Uji Kompetensi 337

Bab 16 Lapisan Litosfer______________________339A. Permukaan Bumi 340B. Pelapukan 340C. Pemanasan Global 342D. Lingkungan dan Manusia 343Uji Kompetensi 346

Latihan Semester Genap 348Glosarium 351Daftar Pustaka 355Indeks 356Kunci 360

Sistem Ekskresi pada Manusia 1

Untuk mempermudah memahami materi ini, perhatikan peta konsep berikut ini.

Peta Konsep

Alat Ekskresipada Manusia

Ginja l Hati Ku l i t Paru-paru

Urine Urea Keringat Karbon Dioksidadan Uap Air

meliputi

mengekskresikan mengekskresikan mengekskresikan mengekskresikan

Setelah kalian memahami peta konsep di atas, perhatikan kata-kata kunci berikutyang merupakan kunci dan cara memahami materi ini.

• Ekskresi• Sekresi• Defekasi

• Nefron• Filtrasi• Reabsorbsi

• Augmentasi• Epidermis

• Dermis

Ekskresi merupakan salah satu proses pengeluaran zat dari tubuh. Selainekskresi ada juga proses sekresi dan defekasi. Apa perbedaan antara ketiganya?

Ekskresi adalah proses pengeluaran sisa metabolisme. Zat tersebut diserapdan diangkut oleh darah dan dikeluarkan bersama urine, keringat dan pernapasan.

Defekasi adalah proses pengeluaran sisa-sisa pencernaan atau zat yang tidakmengalami pencernaan. Zat tersebut berupa feses yang dikeluarkan melalui anus.

Sekresi merupakan proses pengeluaran zat oleh kelenjar yang masih digunakanoleh tubuh. Zat yang dihasilkan berupa enzim dan hormon.

Berikut akan kita bahas satu per satu alat-alat ekskresi pada manusia,sehingga kalian dapat mendeskripsikan sistem ekskresi pada manusia dan

hubungannya dengan kesehatan.

Bab 1 Sistem Ekskresipada Manusia

Kata Kunci

IPA Terpadu IX2

B. Ginjal

Gambar 1.1 Letak ginjal di dalam rongga perut bagianbelakang di sebelah kanan kiri tulang pinggang

A. Pendahuluan

Sistem ekskresi pada manusia melibatkan alat-alat ekskresi yaitu ginjal, kulit, paru-paru, dan hati.Zat-zat sisa yang dikeluarkan dari alat-alat tersebutberasal dari proses metabolisme.

Ginjal mengeluarkan urine, kulit mengeluarkankeringat, paru-paru mengeluarkan karbondioksida,dan hati mengeluarkan zat warna empedu.

Ginjal manusia bentuknya seperti biji kacangmerah. Terletak di dalam rongga perut bagianbelakang, di sebelah kanan kiri tulang pinggang,sehingga sering disebut buah pinggang. Ginjalsebelah kanan sedikit lebih rendah karena terdesakoleh hati. Setiap ginjal panjangnya 6 – 7½ sentimeterdan tebal 1½ - 2½ sentimeter. Pada orang dewasaberatnya kira-kira 140 gram. Perhatikan Gambar 1.1yang memperlihatkan letak ginjal di rongga perut!

ginjal kiriginjal kanan


Apabila sebuah ginjal dipotongsecara melintang maka akantampak tiga lapisan. Bagian luardisebut korteks atau kulit ginjal,di bawahnya ada medula atausumsum ginjal dan di bagian dalamberupa rongga yang disebut pelvisrenalis atau rongga ginjal (lihatGambar 1.2).

Gambar 1.3 Nefron adalah satuanstruktural dan fungsional ginjal

Sumber: www.tutor.com.my

tubuluskontortusproksimal

Arteri renalis

tubuluskontortus

distal

tubuluskolektivas

simpaibowman

venarenal is

lengkunghenie

kapi ler

glomerulus

kulit ginjal

sumsum ginjal

rongga ginjal

arteri

vena

ureter

Gambar 1.2 Potongan melintang ginjalSumber: www.muis.gov.sg

Pada bagian korteks atau kulitginjal terdapat glomerulus dansimpai Bowman. Glomerulus dansimpai Bowman membentukkesatuan yang disebut BadanMalpighi. Pada bagian inilah prosespenyaringan darah dimulai. Badanmalpighi merupakan awal darinefron. Nefron adalah satuanstruktural dan fungsional ginjal(lihat Gambar 1.3). Tiap ginjaltersusun oleh kira-kira 1 jutanefron. Dari badan Malpighiterbentuk saluran yang menujubagian medula (sumsum ginjal).

Medula (sumsum ginjal)tersusun atas saluran-saluranyang merupakan kelanjutan badan

malphigi dan saluran yang ada di bagian korteks.

Pelvis renalis atau rongga ginjal berupa ronggayang berfungsi sebagai penampung urine sementarasebelum dikeluarkan melalui ureter.

Untuk mengetahui bagian-bagian ginjal lakukanKegiatan 1.1 berikut.

IPA Terpadu IX4

Kegiatan 1.1

Struktur Ginjal

A. TujuanMengetahui bagian-bagian ginjal.

B. Alat dan Bahan1. Ginjal sapi atau ginjal hewan Mamalia lain2. Pisau bedah atau cutter3. Bak parafin4. Lup5. Pensil warna6. Kertas manila

C. Cara Kerja1. Belahlah ginjal yang telah disediakan.2. Amatilah ginjal yang sudah terbelah tersebut, kemudian

gambarlah pada kertas manila.3. Warnailah gambar kalian untuk membedakan bagian-bagian

ginjal tersebut.4. Berilah keterangan bagian-bagian ginjal tersebut.

D. Hasil Pengamatan

Gambar Keterangan

1. .............................................

2. .............................................

3. .............................................

4. .............................................

E. Pertanyaan1. Bagaimanakah bentuk ginjal yang kalian amati?2. Apakah warna ginjal yang kalian amati?3. Tersusun atas bagian apa saja ginjal tersebut?4. Bagaimanakah warna bagian-bagian ginjal tersebut?

Fungsi ginjal adalah menyaring darah sehinggadihasilkan urine, melalui tiga tahapan. Tiga tahappembentukan urine tersebut adalah:


1. Filtrasi (Penyaringan)

Proses ini terjadi di glomerulus. Cairan yangtersaring ditampung oleh simpai Bowman. Cairantersebut tersusun oleh urea, glukosa, air, ion-ionanorganik seperti natrium kalium, kalsium, dan klor.Darah dan protein tetap tinggal di dalam kapilerdarah karena tidak dapat menembus pori–poriglomerulus.Cairan yang tertampung di simpaiBowman disebut urine primer. Selama 24 jam darahyang tersaring dapat mencapai 170 liter.

2. Reabsorbsi (Penyerapan Kembali)

Proses ini terjadi di tubulus kontortus proksimal.Proses yang terjadi adalah penyerapan kembali zat-zat yang masih dapat diperlukan oleh tubuh. Zatyang diserap kembali adalah glukosa, air, asam aminodan ion-ion anorganik. Sedangkan urea hanya sedikitdiserap kembali. Cairan yang dihasilkan dari prosesreabsorbsi disebut urine sekunder.

3. Augmentasi (Pengumpulan)

Proses ini terjadi di tubulus kontortus distal danjuga di saluran pengumpul. Pada bagian ini terjadipengumpulan cairan dari proses sebelumnya. Dibagian ini juga masih terjadi penyerapan ion natrium,klor serta urea. Cairan yang dihasilkan sudah berupaurine sesungguhnya, yang kemudian disalurkan kerongga ginjal.

Urine yang sudah terbentuk dan terkumpul dirongga ginjal dibuang keluar tubuh melalui ureter,kandung kemih dan uretra.

Proses pengeluaran urine disebabkan oleh adanyatekanan di dalam kandung kemih. Tekanan padakandung kemih selain disebabkan oleh pengaruhsaraf juga adanya kontraksi otot perut dan organ-organ yang menekan kandung kemih.

IPA Terpadu IX6

Info MEDIA

Jumlah urine yang dikeluarkan dalam sehari rata-rata 1-2 liter, tetapi dapat berubah tergantung darijumlah cairan yang masuk. Urine yang normal berwarnabening orange pucat tanpa endapan, baunya tajam(pesing), sedikit asam terhadap lakmus (pH 6).

Mengapa Anak-anak Ngompol?

Pengeluaran urine dari kandungkemih diatur oleh otot-otot sphincter.Ada dua otot sphincter, yaitu sphincterdalam dan sphincter luar. Kedua ototini dikoordinasi oleh dua saraf yangberbeda. Otot sphincter dalam diaturoleh saraf tak sadar. Otot sphincter luardiatur oleh saraf sadar. Rerata volumekandung kemih kita adalah antara 700–800 ml. Bila jumlah urine dalam kandungkemih mendekati 200–400 ml, reseptordalam dinding kandung kemih akanmemberi tanda pada sumsum tulang belakang bagian bawah. Impuls iniakan memicu refleks kencing. Impuls para-simpatik dari sumsum tulangbelakang yang mencapai dinding kandung kemih, mengakibatkan ototsphincter dalam mengendor/relaksasi. Kemudian otak mengirim sinyalpada sphincter luar untuk relaksasi, maka mengalirlah urine keluar.

Kita dapat menahan kencing karena otak kita secara sadar dapatmengatur kontraksi dan relaksasi otot sphincter luar. Meskipun refleksrelaksasi sphincter dalam telah terjadi, bila sphincter luar tetapkontraksi maka urine tidak dapat keluar. Pada anak-anak usia 2 tahunke bawah, neuron/sel-sel saraf yang mengatur kontraksi otot sphincterluar belum berkembang sempurna. Itulah mengapa mereka belumdapat mengontrol pengeluaran urine mereka alias ngompol.

Ngompol yang terjadi pada orang dewasa biasanya disebabkanoleh gangguan saraf spinal yang mengatur kandung kemih, sarafkontraksi uretra, iritasi atau abnormalitas kandungan urine, sakitpada kandung kencing atau karena stres/tekanan emosi.

C. Kulit

Kulit merupakan jaringan yang terdapat padabagian luar tubuh. Kulit memiliki banyak fungsi karenadi dalamnya terdapat berbagai jaringan.


Kulit terdiri atas tiga lapisan yaitu epidermis,dermis dan jaringan ikat bawah kulit.

1. Epidermis (Kulit Ari)

Epidermis tersusun oleh sejumlah lapisan selyang pada dasarnya terdiri atas dua lapisan yaitu:

a. Lapisan tanduk

Merupakan lapisan epidermis paling luar. Padalapisan ini tidak terdapat pembuluh darah danserabut saraf, karena merupakan sel-sel mati danselalu mengelupas. Lapisan ini jelas sekali terlihatpada telapak tangan dan telapak kaki.

b. Lapisan malpighi

Lapisan ini terdapat di bawah lapisan tanduk.Sel-selnya terdapat pigmen yang menentukan warnakulit.

2. Dermis (Kulit Jangat)

Merupakan lapisan kulit di bawah epidermis, didalam lapisan ini terdapat beberapa jaringan yaitu:a. Kelenjar keringat, yang berfungsi untuk

menghasilkan keringat. Keringat tersebutbermuara pada pori-pori kulit.

b. Kelenjar minyak, yang berfungsi untukmenghasilkan minyak guna menjaga rambut tidakkering. Kelenjar ini letaknya dekat akar rambut.

c. Pembuluh darah, yang berfungsi untukmengedarkan darah ke semua sel atau jaringantermasuk akar rambut.

d. Ujung-ujung saraf. Ujung saraf yang terdapatpada lapisan ini adalah ujung saraf perasa danperaba.

3. Jaringan Ikat Bawah Kulit

Di bagian ini terdapat jaringan lemak (adiposa).Fungsinya antara lain untuk penahan suhu tubuhdan cadangan makanan.

IPA Terpadu IX8

Dengan adanya berbagai jaringan yang terdapatdi dalamnya, maka kulit dapat berfungsi sebagai:1. indra peraba dan perasa,2. pelindung tubuh terhadap luka dan kuman,3. tempat pembentukan vitamin D dari provitamin

D dengan bantuan sinar ultraviolet cahayamatahari,

4. penyimpan kelebihan lemak,5. pengatur suhu tubuh.

Dari berbagai fungsi tersebut yang berkaitandengan sistem ekskresi adalah kemampuan kulitsebagai pengatur suhu tubuh. Suhu tubuh diaturoleh pusat pengatur panas di sumsum lanjutan agarkonstan 36

o – 37,5

oC. Bila suhu badan meningkat,

maka kapiler darah melebar, kulit menjadi panas dankelebihan panas dipancarkan ke kelenjar keringat.Sehingga terjadi penguapan cairan dalam bentukkeringat pada permukaan tubuh. Sebaliknya bilatubuh merasa kedinginan, pembuluh darahmengkerut, kulit menjadi pucat dan dingin, keringatdibatasi pengeluarannya.

Keringat yang dikeluarkan oleh kelenjar keringatberisi larutan garam, urea dan air. Banyaknya keringatyang dikeluarkan tergantung dari beberapa faktorantara lain aktivitas tubuh, suhu lingkungan,makanan, kesehatan dan emosi.

Gambar 1.4 Struktur anatomi kulit

Kelenjar keringat

Permukaan kulitOrgan Meissner

Jaringan ikat

Kulit luar (epidermis)

Kulit jangat (dermis)

Jaringan lemak

Organ Pacini

Pembuluh darahSaraf

Korpus Ruffini


Kegiatan 1.2

Sebagai penutup bahasan kulit, coba analisalahkasus berikut.

Di berbagai kota di Indonesia banyak ditemukanpenduduk yang mengalami kelainan pada kulit yaitukulit bersisik seperti ikan sehingga seringkalidiistilahkan dengan manusia bersisik. Jelaskanpendapat kalian tentang kasus ini!

D. Paru-paru

Pembahasan tentang organ paru-paru sudah banyak dibahas padapokok bahasan sistem pernapasan.Selain berfungsi sebagai alatpernapasan, paru-paru juga berfungsisebagai alat ekskresi.

Zat sisa yang dikeluarkan olehparu-paru adalah karbondioksida danuap air. Untuk mengetahui bahwa zatyang dikeluarkan dari paru-paruadalah karbondioksida dan uap airlakukan kegiatan berikut ini!

Uji Karbon Dioksida

A. TujuanMengetahui adanya karbondioksida dikeluarkan dari paru-paru.

B. Alat dan BahanAir kapur jernih, Sedotan bengkok, Gelas

C. Cara Kerja1. Isilah gelas dengan air kapur jernih sampai setengahnya.2. Hembuskan udara pernapasan ke dalam air kapur melalui

pipa (sedotan) selama setengah menit.3. Amatilah bagaimanakah keadaan air kapur setelah dihembus

dengan udara pernapasan.

Gambar 1.5 Sebagai organ ekskresiparu-paru berfungsi untuk

mengeluarkan karbondioksidaSumber: www.oup.co.uk

IPA Terpadu IX10

Kegiatan 1.3

D. Pertanyaan1. Perubahan apa yang terjadi pada air kapur setelah

dihembuskan udara pernapasan?2. Jelaskan mengapa dalam air kapur yang sudah dihembus

udara pernapasan dapat terbentuk endapan putih!3. Apakah kesimpulan kalian dari percobaan ini?

Menguji Uap Air

A. TujuanMengetahui adanya uap air dikeluarkan dari proses pernapasan.

B. Alat dan Bahan1. Cermin2. Kertas tisu atau kertas buram

C. Cara Kerja1. Hembuskan udara pernapasan melalui mulut

sebanyak lima kali ke permukaan cermin.2. Diamkan sesaat kira-kira 10 detik, amatilah

permukaan cermin tersebut. Apa yang terjadi?3. Tempelkan sobekan kertas buram atau

kertas tisu kira-kira 2 cm di permukaancermin tersebut. Amatilah apa yang terjadidengan kertas tisu tersebut.

D. Pertanyaan1. Apakah yang terjadi dengan permukaan cermin setelah

dihembus dengan udara pernapasan?2. Bagaimanakah kalian dapat membuktikan kalau udara yang

dikeluarkan dari sisa pernapasan adalah uap air?3. Apakah kesimpulan kalian dengan percobaan ini?

E. Hati

Organ hati sudah kita singgung pada pokokbahasan sistem pencernaan. Kalian tentu masih ingatbeberapa fungsi hati bukan? Dari beberapa fungsihati, yang terkait dengan fungsi ekskresi adalah:


1. Menghasilkan Getah Empedu

Getah empedu dihasilkan darihasil perombakan sel darah merah.Getah ini ditampung di dalamkantung empedu kemudiandisalurkan ke usus 12 jari.

Getah empedu pada dasarnyaterdiri atas dua komponen yaitugaram empedu dan zat warnaempedu. Garam empedu berfungsidalam proses pencernaanmakanan yaitu untuk mengemulsilemak. Sedangkan zat warnaempedu tidak berfungsi sehinggaharus diekskresikan. Zat warnaempedu yang diekskresikan ke

usus 12 jari, sebagian menjadi sterkobilin, yaitu zatyang mewarnai feses dan beberapa diserap kembalioleh darah dibuang melalui ginjal sehingga membuatwarna pada urine yang disebut urobilin. Kedua zatini mengakibatkan warna feses dan urine kuningkecoklatan.

2. Menghasilkan Urea

Urea adalah salah satu zat hasil perombakanprotein. Karena zat ini beracun bagi tubuh makaharus dibuang keluar tubuh. Dari hati urea diangkutke ginjal untuk dikeluarkan bersama urine.

F. Kelainan dan Penyakit pada SistemEkskresi

1. Gagal Ginjal

Gagal ginjal adalah kelainan ginjal yang tidak berfungsi sebagaimanamestinya (sebagai alat penyaring darah). Ada dua macam gagal ginjal yaitugagal ginjal yang bersifat sementara dan gagal ginjal tetap.

Gambar 1.6 Sebagai organ ekskresihati menghasilkan getah empedu

dan urea

Sumber: Kamus visual

IPA Terpadu IX12

Kelenjar adrenal

Ginjal cangkokan

Saluran kemih

Gelembung Arteri usus kiri

Vena usus kiri

aorta

Gambar 1.8 Cara cangkok ginjalSumber: Biologi Jilid 2 (2003): 578

Penderita gagal ginjal sementaradapat ditolong dengan cuci darahsecara berkala. Dengan meng-gunakan alat yang disebut dialisatordarah dari penderita dikeluarkan dariarteri (tabung atas), melewatiperangkap gelembung, dan masuk kedalam ginjal tiruan. Darah yangsudah dimurnikan keluar dari ginjalbuatan (bawah), dan dikembalikan keurat dalam lengan (tabung bawah).Perhatikan Gambar 1.7 yang mem-perlihatkan alat dialisator tersebut.

Penderita gagal ginjal tetap dapat ditolong denganmencangkok ginjal (Gambar 1.8). Ginjal sakit yangdimiliki penderita biasanya diambil. Arteri dan uratnyadiikat (agar putus hubungan), kecuali cabang yangberhubungan dengan kelenjar adrenal. Kemudianginjal yang sakit tersebut diganti ginjal yang sehatdari donor yang sesuai.

Gambar 1.7 Penderita gagal ginjaldapat ditolong dengan cuci darah,

menggunakan dialisatorSumber: www.burungmanyar.nl

2. Batu Ginjal

Batu ginjal terbentuk karena adanya endapangaram kalsium yang makin lama makin mengerasdan membesar. Endapan ini pada mulanya terdapat


di rongga ginjal, kemudian terbawa arus urine, jugaterdapat di ureter dan kantong kemih.

Batu ginjal dapat dihilangkan dengan beberapacara antara lain dengan pengobatan, yaitumengkonsumsi obat yang dapat menghancurkanbatu ginjal. Namun bila dengan pengobatan sulithancur dapat dilakukan dengan pembedahan untukmengambil batu ginjal tersebut.

3. Diabetes Insipidus

Diabetes insipidus adalah suatu penyakit yangpenderitanya mengeluarkan urine terlalu banyak.Penyebab penyakit ini adalah kekurangan hormonADH (Anti Diuretic Hormone), yaitu hormon yangmempengaruhi proses reabsorbsi cairan pada ginjal.Bila kekurangan hormon ADH, jumlah urine dapatmeningkat sampai 30 kali lipat.

4. Nefritis

Nefritis adalah peradangan pada nefron terutamaglomerulus. Penyebabnya adalah infeksi bakteriStreptococcus.

Rangkuman

1. Proses pengeluaran zat dari tubuh meliputi:a. Ekskresi: proses pengeluaran metabolisme.b. Sekresi: proses pengeluaran zat oleh kelenjar yang masih

digunakan oleh tubuh.c. Defekasi: proses pengeluaran sisa-sisa pencernaan atau zat

yang mengalami pencernaaan.

2. Alat-alat ekskresi pada manusia:a. Ginjal, mengekskresikan urine.b. Kulit, mengekskresikan keringat.c. Paru-paru, mengekskresikan CO2.d. Hati, mengekskresikan zat warna empedu.

3. Kelainan dan penyakit pada sistem ekskresi, antara lain:a. Gagal ginjal: kelainan ginjal yang tidak berfungsi sebagaimana

mestinya (sebagai alat penyaring darah).

IPA Terpadu IX14

A. Pilihlah satu jawaban yang benar dengan memberi tandasilang (x) pada huruf a, b, c, atau d!Gambar berikut ini untuk menjawab soal nomor 1-3.

1. Badan malpighi ditunjukkan oleh nomor . . . .

a. 1 c. 1 dan 2

b. 2 d. 1,2,3, dan 4

Uji Kompetensi

Refleksi

b. Batu ginjal: adanya endapan garam kalsium yang makin lamamakin mengeras.

c. Diabetes insipidus: suatu penyakit yang penderitanyamengeluarkan urine terlalu banyak.

d. Nefritis: peradangan pada nefron terutama glomerulus.

Alat-alat ekskresi pada manusia terdiri atas ginjal, kulit, paru-paru dan hati. Sebagai bahan refleksi, coba buatlah rangkuman singkattentang alat-alat yang meliputi struktur/bagian-bagiannya, mekanismeekskresi, dan fungsinya.

Setelah kalian paham benar kalian bisa melanjutkan belajar kebab berikutnya, tetapi jika belum paham pelajarilah lagi bab ini.


2. Tubulus kontortus proksimal ditunjukkan oleh nomor . . . .

a. 2

b. 3

c. 4

d. 5

3. Proses augmentasi berlangsung pada bagian nomor . . . .

a. 2

b. 3

c. 4

d. 5

4. Urutan proses pembentukan urine adalah . . . .

a. filtrasi-reabsorbsi-augmentasi

b. reabsorbsi-filtrasi-augmentasi

c. filtrasi-augmentasi-reabsorbsi

d. reabsorbsi-augmentasi-filtrasi

5. Reabsorbsi atau penyerapan kembali zat-zat yang masih berfungsiberlangsung di bagian . . . .

a. glomerulus

b. tubulus kontortus distal

c. tubulus kontortus proksimal

d. simpai Bowman

6. Urutan jalannya urine adalah . . . .

a. rongga ginjal-uretra-kantong kemih-ureter

b. rongga ginjal-ureter-uretra-kantong kemih

c. rongga ginjal-ureter-kantong kemih-uretra

d. rongga ginjal-kantong kemih-ureter-uretra

7. Zat yang tidak terdapat di dalam urine sehat adalah . . . .

a. garam

b. urea

c. zat warna empedu

d. glukosa

IPA Terpadu IX16

Untuk nomor 8 – 10 perhatikan gambar penampang kulit berikut!

8. Kelenjar keringat ditunjukkan oleh nomor . . . .

a. 1

b. 2

c. 3

d. 4

9. Lapisan malpighi ditunjukkan oleh nomor . . . .

a. 3

b. 4

c. 5

d. 6

10. Lapisan tanduk ditunjukkan oleh nomor . . . .

a. 3

b. 4

c. 5

d. 6

11. Bagian terpenting dari kulit kita yang mendukung proses ekskresiadalah . . . .

a. kelenjar keringat

b. kelenjar minyak

c. lapisan tanduk

d. saraf


12. Selain sebagai alat ekskresi, hati memiliki fungsi yang lain, diantaranya adalah sebagai berikut, kecuali . . . .

a. tempat pembentukan trombin

b. tempat pembentukan glikogen

c. tempat pembongkaran sel darah merah

d. tempat pengubahan provitamin D menjadi vitamin D

13. Gangguan penyakit nefritis akut disebabkan karena adanyakerusakan ginjal dalam bagian tertentu. Bagian yang dimaksudadalah . . . .

a. ureter c. rongga ginjal

b. nefron d. korteks ginjal

14. Lapisan kulit yang selalu mengalami pengelupasan adalah . . . .

a. lapisan tanduk c. epidermis

b. dermis d. lapisan malpighi

15. Lapisan kulit yang dapat melindungi jaringan di bawahnya dari sinarmatahari yang panas adalah lapisan . . . .

a. lemak c. malpighi

b. tanduk d. dermis

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Lengkapilah gambar berikut ini dengan keterangan nama-nama

bagiannya!2

1

4

3

5

6

IPA Terpadu IX18

P r o y e k

2. Sebutkan lapisan-lapisan kulit beserta fungsinya!

3. Sebutkan tiga tahap terbentuknya urine!

4. Jelaskan fungsi kulit sebagai pengatur suhu tubuh!

5. Sebutkan 3 kelainan atau penyakit pada sistem ekskresi!

Carilah informasi dari berbagai sumber (buku, majalah, televisi,radio, internet, dan sumber lainnya) untuk mengungkap gangguan/kelainan yang dikenal dengan istilah “kencing manis” atau “diabetesmelitus”! Carilah informasi mengenai penyebabnya, alat tubuh yangterganggu apa, dan cara untuk mengatasinya bagaimana! Tulislahinformasi yang kalian dapatkan dalam bentuk karangan yang dapatkalian tempel dalam majalah dinding kelas atau majalah dindingsekolah!

Sistem Reproduksi pada Manusia 19


Peta Konsep

Sistem Reproduksipada Manusia

Organ PenyusunReproduksi

Fungsi OrganSistem Reproduksi

Penyakit yang Berhubungandengan Sistem Reproduksi


• Sistem reproduksi pada pria• Sistem reproduksi pada wanita• Oogenesis• Penyakit pada sistem reproduksi• Spermatogenesis• Fertilisasi

dijelaskan

Reproduksi berarti “membuat kembali”, jadi “membuat reproduksi padamanusia berarti kemampuan manusia untuk memperoleh keturunan (beranak),

sehingga sistem reproduksi adalah organ-organ yang berhubungan dengan masalahseksualitas.

Dalam bab ini kalian akan diajak untuk mendeskripsikan sistem reproduksi danpenyakit yang berhubungan dengan sistem reproduksi manusia.

Bab 2 Sistem Reproduksipada Manusia

Kata Kunci

IPA Terpadu IX20

A. Pendahuluan

Sistem reproduksi pada manusia akan mulaiberfungsi ketika seseorang mencapai kedewasaan(pubertas) atau masa akil balik. Pada seorang priatestisnya telah mampu menghasilkan sel kelaminjantan (sperma) dan hormon testosteron. Hormontestosteron berfungsi mempengaruhi timbulnyatanda-tanda kelamin sekunder pada pria, diantaranya suara berubah menjadi lebih besar,tumbuhnya rambut di tempat tertentu misalnyajambang, kumis, jenggot, dan dada tumbuh menjadibidang, jakun membesar. Sedangkan seorang wanitaovariumnya telah mampu menghasilkan sel telur(ovum) dan hormon wanita yaitu estrogen. Hormonestrogen berfungsi mempengaruhi timbulnya tanda-tanda kelamin sekunder pada wanita, yaitu kulitmenjadi semakin halus, suara menjadi lebih tinggi,tumbuhnya payudara dan pinggul membesar.

B. Organ-organ Penyusun SistemReproduksi Manusia

Reproduksi manusia secara vivipar (melahirkananak) dan fertilisasinya secara internal (di dalamtubuh) oleh karena itu memiliki alat-alat reproduksiyang mendukung fungsi tersebut, adapun alat-alattersebut antara lain:

1. Sistem Reproduksi Pria

Organ-organ yang menyusun sistem reproduksipada pria terdiri atas:

a. Testis (buah zakar)

Jumlah 1 pasang, terdapat dalam kantongpelindung yang disebut skrotum dan terletak di luardan di bawah rongga pelvis. Testis berfungsi


menghasilkan hormon testosteron dan sel kelaminjantan (spermatozoa). Hormon testosteronberfungsi untuk menimbulkan tanda-tanda kelaminsekunder pada pria, di antaranya: tumbuhnya kumis,suara membesar, dada tumbuh bidang dan lain-lain.

b. Saluran reproduksiSaluran reproduksi pada pria terdiri atas:1) Epididimis, merupakan tempat pendewasaan

(pematangan) dan penyimpanan sperma.Epididimis berupa saluran yang berkelok-kelokyang terdapat di dalam skrotum.

2) Vas deferens (saluran sperma), merupakankelanjutan dari saluran epididimis, berfungsimenyalurkan sperma ke uretra.

3) Uretra, kelanjutan dari vas deferens, berfungsiuntuk menyalurkan sperma keluar danmerupakan saluran urine dari kandung kemihmenuju ke luar.

c. Penis

Merupakan alat kelamin luar, berfungsi untuk alatkopulasi, yaitu untuk memasukkan sperma ke dalamsaluran reproduksi pada wanita.

Gambar 2.1 Sistem reproduksi pada priaSumber: santhathi.com

vas deferens

kandung kemih

kelenjar prostatvesicula seminalis

kelenjar cowper

test isuretra bermuara pada saluran sempit

skrotumgland penis adalah bagian corpus

uretra

corpus spongiosumcorpus cavernosum

epididimis

IPA Terpadu IX22

d. Kelenjar yang terdapat pada pria

1) Vesika seminalis

Kelenjar ini menghasilkan cairan yang pekatberwarna kuning, mengandung makanan yangmerupakan sumber energi untuk pergerakansperma.

2) Kelenjar prostat

Merupakan kelenjar penghasil semen terbesar,bersifat encer dan berwarna putih, berisi makananuntuk sperma.

3) Kelenjar bulbourethralis

Kelenjar ini terdapat di sepanjang uretra,berfungsi mensekresi cairan lendir bening yangmenetralkan cairan urine yang bersifat asam yangtertinggal pada uretra.

2. Sistem Reproduksi Wanita

Organ yang menyusun sistem reproduksi padawanita terdiri atas:

a. Ovarium (indung telur)

Jumlahnya 1 pasang, terletak di dalam ronggaperut, berfungsi untuk pembentukan sel telur danmenghasilkan hormon estrogen dan progesteron.Pembentukan sel telur terjadi melalui pembentukanfolikel. Hormon estrogen berfungsi untukmenimbulkan tanda-tanda kelamin sekunder padawanita, di antaranya: payudara membesar, suarasemakin tinggi, kulit semakin halus, panggulmembesar dan lain-lain.

b. Saluran reproduksi, terdiri atas:1) 1 pasang corong infundibulum, berfungsi untuk

menangkap sel telur dari ovarium.2) 1 pasang tuba falopii atau oviduk, merupakan

saluran telur, berfungsi sebagai tempat terjadinyafertilisasi (pembuahan).

3) Uterus (rahim), berfungsi sebagai tempat perkembangan dan pertumbuhan janin.


Gambar 2.2 Sistem reproduksi pada wanitaSumber: Tubuh Manusia Time Life

rahim

telur yang berkembang

indung telur

tuba fallopi

vagina

4) Vagina, organ untuk kopulasi dan melahirkan.5) Alat kelamin luar, umumnya dinamakan vulva,

terdiri atas labia mayora, labia minora dan klitoris.

Jika sel telur pada ovarium telah masak, akandilepaskan dari ovarium. Pelepasan telur dari ovariumdisebut ovulasi. Setelah ovulasi sel telur ditangkapoleh infundibulum dan segera menuju ke saluranfallopi, di saluran inilah terjadi pembuahan. Bila seltelur telah dibuahi menjadi zigot dan zigotberkembang menjadi embrio yang kemudianmenempel pada dinding rahim melalui plasenta danberkembang di dalam rahim.

Plasenta dan tali pusat merupakan penghubungantara embrio dengan ibu, fungsinya untukmenyalurkan makanan dan oksigen dari ibu ke embriodan menyalurkan zat sisa dari embrio ke darah ibu.Di dalam rahim, embrio berada di dalam amnion.Amnion adalah kantong yang berfungsi untukmelindungi embrio dari benturan. Amnion berisi cairanyang disebut cairan amnion atau air ketuban. Bilabayi sudah berumur kira-kira 9 bulan dan siapdilahirkan maka otot-otot pada rahim berkontraksisecara teratur dan mendorong bayi keluar dari rahimmelalui vagina.

infundibulum/fimbria

IPA Terpadu IX24

C. Penyakit pada Sistem ReproduksiManusia

1. AIDS

AIDS (Acquired Immuno Deficiency Syndrome),Acquired berarti diperoleh, Immuno Deficiencyberarti kekebalan yang rapuh dan Syndrom berartipenyakit, sehingga pengidap AIDS mudah sekaliterserang penyakit yang berbahaya.

Gambar 2.3 Penyakit yang disebabkan virus HIV

a. Penyebab AIDS

AIDS disebabkan oleh virus, yangdiberi nama HIV (Human ImmunoDeficiency Virus), virus ini menyerangsel darah putih tertentu, dimana seldarah putih berfungsi sebagai sistemkekebalan tubuh yaitu menangkal infeksiatau serangan penyakit terhadap tubuh.Apabila virus HIV bersarang dalam seldarah putih dan merusak sel darah putihmaka tubuh akan menjadi lemah danmudah terserang penyakit.

Gambar 2.4 Virus HIV

Sumber: www.rkm.com.au

Sumber: www.rkm.com.au


b. Penularan AIDS

Virus HIV dapat berpindah dariseseorang ke orang lain atau dengan katalain penyakit AIDS dapat menular. PenularanAIDS tidak menyebar melalui udara, ataukarena berjabat tangan dengan penderitaAIDS juga tidak menular melalui peralatanmakan penderita AIDS. Tetapi virus HIVdapat menular masuk ke tubuh orang lainmelalui transfusi darah (donor darahseseorang yang terinfeksi HIV) atau melaluialat-alat yang menyebabkan luka, sepertijarum suntik, jarum infus, dapat jugamelalui kontak seksual.

c. Pencegahannya

Sampai sekarang belum ditemukan carapengobatan yang efektif pada penderita AIDS, olehkarena itu akan lebih baik bila kita berusahamenghindari penyakit ini dengan cara mencegahpenularan virus HIV, antara lain:1) Menggunakan jarum suntik yang steril dan jarum

yang sekali pakai lalu dibuang.2) Memeriksa darah sebelum transfusi darah,

sehingga darah dapat dipastikan tidak terinfeksivirus HIV.

3) Hanya melakukan kontak seksual denganpasangannya yang sah.

2. Gonorea

Penyakit ini disebabkan oleh bakteri Neisseriagonorrhoeae. Bakteri ini dapat ditularkan melaluikontak seksual. Penderita gonorea akan merasakansakit pada saat urinasi, kadang-kadang urinemengeluarkan nanah, jika penderita gonorea tidakdiobati dapat merusak saluran reproduksi yaitusaluran sperma pada pria dan saluran tuba falopiipada wanita sehingga dapat mengakibatkankemandulan.

Gambar 2.5 Jarum suntik bisamenjadi perantara penyebab

penularan AIDSSumber: www.syringes.cn

IPA Terpadu IX26

3. Sifilis

Sifilis disebabkan oleh sejenis bakteri Treponemapallidium, bakteri ini biasa ditularkan melalui kontakseksual, namun demikian bakteri ini juga dapatditularkan melalui jalan lain, misalnya bayi yangdilahirkan dari ibu penderita sifilis. Penyakit ini akanditandai dengan adanya luka pada alat kelamin danjika tidak segera diobati bakteri dapat merusak selotak, melumpuhkan tulang atau merusak jantungdan pembuluh darah.

Gambar 2.6 Luka yang diakibatkan oleh sifilis

D. Beberapa Upaya Pencegahan yang DapatDilakukan

Karena penyakit tersebut merupakan penyakityang berbahaya maka lebih baik mencegah daripadamengobati. Cara pencegahannya antara lain:1. Memberikan penerangan mengenai bahaya-

bahaya penyakit kelamin dan bagaimana carapencegahannya.

2. Menghindari hubungan seksual di luarperkawinan.

3. Menjaga kesehatan sistem reproduksi antara lain:a. Sering mengganti pembalut pada wanita yang

sedang menstruasi.b. Setelah buang air kecil selalu membasuh alat

kelamin bagi wanita.


Refleksi

Rangkuman

1. Organ-organ penyusun sistem reproduksi manusia.a. Sistem reproduksi pria, tersusun atas organ.

1) Testis (buah zakar)2) Saluran reproduksi (epididimis, vas deferens, uretra)3) Penis4) Kelenjar yang terdapat pada pria (vesika seminalis,

kelenjar prostat, kelenjar bulbourethralis)b. Sistem reproduksi wanita

1) Ovarium (indung telur)2) Saluran reproduksi (infundibulum, oviduk, uterus, alat

kelamin luar/vulva (labia mayora, labia minora, klitoris).

2. Penyakit yang berhubungan dengan sistem reproduksi manusia:a. AIDSb. Gonoreac. Sifilis

Sebagai bahan refleksi, coba kalian pelajari ulang tentanggametogenesis dan fertilisasi, catatlah point-point dari materitersebut, jika belum jelas tanyakan kepada guru kalian, jika sudahpaham lanjutkan ke bab berikutnya.

A. Pilihlah satu jawaban yang benar dengan memberi tandasilang (x) pada huruf a, b, c atau d!

1. Berikut ini adalah saluran reproduksi pada pria secara urut . . . .a. testis, vas deferens, epididimis, uretra, penisb. testis, epididimis, vas deferens, uretra, penisc. testis, uretra, vas deferens, epididimis, penisd. testis, epididimis, uretra, vas deferens, penis

Uji Kompetensi

IPA Terpadu IX28

1

2 3

4

5

2. Fungsi testis adalah . . . .a. penghasil spermab. penghasil ovumc. saluran spermad. alat kopulasi

3. Fungsi ovarium adalah . . . .a. penghasil spermab. tempat terjadinya fertilisasic. penghasil ovumd. tempat pertumbuhan zigot

4. Peristiwa pelepasan ovum dari ovarium disebut . . . .a. menstruasib. fertilisasic. ovipard. ovulasi

5. Berikut adalah penyakit yang dapat mengakibatkan menurunnyasistem kekebalan tubuh seseorang . . . .a. AIDSb. herpesc. gonored. sifilis

Untuk soal nomor 6 sampai nomor 8 perhatikan gambar saluranreproduksi pada wanita di bawah ini.

6. Oviduk dan uterus berturut-turut ditunjukkan oleh gambar nomor. . . .a. 1 dan 2b. 1 dan 3c. 2 dan 3d. 2 dan 4


7. Tempat terjadinya fertilisasi ditunjukkan oleh gambar nomor . . . .a. 1b. 3c. 2d. 4

8. Setelah terjadi fertilisasi, kemudian zigot tumbuh menjadi embrio,embrio kemudian akan menempel dan tumbuh pada nomor . . . .a. 1b. 2c. 3d. 4

9. Bakteri berikut dapat menyebabkan penyakit sifilis adalah . . . .a. Neisseria gonorrhoeaeb. Trypanosoma gambiensec. Treponema pallidiumd. Eschericia coli

10. Pernyataan berikut adalah usaha untuk mencegah penularan virusHIV, kecuali . . . .a. menggunakan jarum suntik yang steril dan sekali pakaib. peralatan operasi harus sterilc. tidak perlu melakukan donor darahd. memeriksa darah sebelum melakukan transfusi darah

11. Di dalam penis terdapat saluran yang disebut uretra. Saluran iniberfungsi untuk . . . .a. saluran sperma dan urineb. penghasil sperma dan hormonc. penghasil sperma dan urined. saluran sperma dari testis ke kantong sperma

12. Masa pubertas ditandai dengan dihasilkan dan dikeluarkannya . . . .a. sperma oelh individu jantan atau sel telur oleh individu betinab. testosteron oleh testis dan estrogen oleh ovariumc. testosteron dan FSHd. FSH dan LH

13. Selaput pembungkus embrio salah satunya adalah amnion yangmempunyai fungsi . . . .a. melindungi ibu dan janinb. pertukaran zat antara ibu dan janinc. melindungi embrio dari benturand. memberi makanan dan O2 pada embrio

IPA Terpadu IX30

14. Penghubung antara ibu dan embrio adalah . . . .a. plasentab. amnionc. khoriond. yolk

15. Yang dimaksud ovulasi adalah . . . .a. pembuahan sel telur oleh spermab. pembentukan sel telur oleh folikelc. pelepasan sel telur dari ovariumd. pembentukan folikel awal

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Sebutkan urutan saluran reproduksi pada pria!

2. Sebutkan urutan saluran reproduksi pada wanita!

3. Apakah fertilisasi itu dan di mana tempat terjadinya?

4. Sebutkan fungsi ovarium dan testis!

5. Jelaskan tentang penyakit AIDS dan bagaimana cara pencegahannya!

P r o y e k

Buatlah makalah tentang bayi tabung! Referensi bisa dariberbagai sumber. Kerjakan secara berkelompok! Waktumengerjakan satu minggu. Kemudian hasilnya didiskusikan di kelas!

Sistem Koordinasi dan Alat Indra pada Manusia 31


• Sistem saraf • Neuron • Gerak refleks• Hormon • Saraf simpatik• Indra • Saraf parasimpatik

Apakah yang akan kalian lakukan bila tiba-tiba ada cahaya matahari yang memantulmelalui kaca spion dan mengenai mata kalian? Tentu kalian akan memberikan reaksi, ada yang

memalingkan muka, ada yang menyempitkan kelopak mata, ada yang berusaha menghalangicahaya dengan telapak tangan.

Reaksi yang kalian lakukan tersebut merupakan suatu kegiatan yang dikendalikan olehsuatu pengendali atau pengontrol di dalam tubuh, yang disebut sistem koordinasi. Kalian akan

dikenalkan dengan sistem koordinasi sehingga nantinya kalian akan dapat mendeskripsikansistem koordinasi, alat indra pada manusia dan hubungannya dengan kesehatan. Tugas

koordinasi tersebut dilakukan oleh hormon, saraf dan indra. Dalam sistem koordinasi diperlukantiga komponen agar fungsi koordinasi tersebut dapat berlangsung yaitu reseptor, konduktor, dan

efektor.


Peta Konsep

Sistem Koordinasi dan Alat Indra pada Manusia

Sistem Koordinasi Indra

menjelaskan

Sistem Saraf Hormon Kul i tTel ingaHidungMata

meliputi meliputi

Bab 3 Sistem Koordinasidan Alat Indrapada Manusia

Kata Kunci

IPA Terpadu IX32

1. Reseptor

Reseptor adalah bagian tubuh yang berfungsisebagai penerima rangsangan. Bagian yang berfungsisebagai penerima rangsangan tersebut adalah indra.

2. Konduktor

Konduktor adalah bagian tubuh yang berfungsisebagai penghantar rangsangan. Bagian tersebutadalah sel-sel saraf (neuron) yang membentuk sistemsaraf. Sel-sel saraf ini ada yang berfungsi membawarangsangan ke pusat saraf ada juga yang membawapesan dari pusat saraf.

3. Efektor

Efektor adalah bagian tubuh yang menanggapirangsangan, yaitu otot dan kelenjar (baik kelenjarendokrin dan kelenjar eksokrin).

Keterkaitan ketiga komponen tersebut dapat kitabuat skema sederhana seperti berikut.

Nah, dari skema di atas tampak jelas bahwaantara sistem saraf dan indra sangat erat kaitannyadalam sistem koordinasi.

Berikut ini akan kita bahas mengenai sistem sarafdan indra tersebut.

rangsangan reseptor neuron pusat saraf neuron efektor tanggapan

A. Pendahuluan

Dalam sistem koordinasi diperlukan tigakomponen agar fungsi koordinasi dapatberlangsung, yaitu reseptor, konduktor, dan efektor.


B. Sistem Saraf

Sebagai sistem koordinasi, sistem sarafmempunyai fungsi:1. Pengendalian kerja alat-alat tubuh agar bekerja

serasi.2. Alat komunikasi antara tubuh dengan lingkungan

di luar tubuh, yang dilakukan oleh ujung sarafpada indra, dan lingkungan dalam tubuh.

3. Pusat kesadaran, kemauan, dan pikiran.

Untuk melaksanakan fungsi tersebut makasistem saraf tersusun oleh berbagai organ, jaringandan juga komponen terkecil yaitu sel.

1. Sel Saraf

Sistem saraf tersusun oleh komponen-komponenterkecil yaitu sel-sel saraf atau neuron. Neuron inilahyang berperan dalam menghantarkan impuls(rangsangan). Sebuah sel saraf terdiri tiga bagianutama yaitu badan sel, dendrit dan neurit (akson).Lihat Gambar 3.1

badan selakson

seludang myelin

nodus ranvier

Gambar 3.1 Struktur sel sarafSumber: Encyclopedia

a. Badan sel

Badan sel saraf mengandung inti sel dansitoplasma. Di dalam sitoplasma terdapatmitokondria yang berfungsi sebagai penyedia energiuntuk membawa rangsangan.

IPA Terpadu IX34

b. Dendrit

Dendrit adalah serabut-serabut yang merupakanpenjuluran sitoplasma. Pada umumnya sebuahneuron mempunyai banyak dendrit dan ukurandendrit pendek. Dendrit berfungsi membawarangsangan ke badan sel.

c. Neurit (akson)

Neurit atau akson adalah serabut-serabut yangmerupakan penjuluran sitoplasma yang panjang.Sebuah neuron memiliki satu akson. Neurit berfungsiuntuk membawa rangsangan dari badan sel ke selsaraf lain. Neurit dibungkus oleh selubung lemakyang disebut myelin yang terdiri atas perluasanmembran sel Schwann. Selubung ini berfungsi untukisolator dan pemberi makan sel saraf.

Antara neuron satu dengan neuron satu denganneuron berikutnya tidak bersambungan secaralangsung tetapi membentuk celah yang sangatsempit. Celah antara ujung neurit suatu neurondengan dendrit neuron lain tersebut dinamakansinapsis (lihat Gambar 3.2). Pada bagian sinaps inilahsuatu zat kimia yang disebut neurotransmiter(misalnya asetilkolin) menyeberang untuk membawaimpuls dari ujung neurit suatu neuron ke dendritneuron berikutnya.

Gambar 3.2 SinapsisSumber: www.latercera.cl

Sinapsis neural


Berdasarkan bentuk dan fungsinya neurondibedakan menjadi tiga macam yaitu:

a. Neuron sensorik

Neuron sensorik adalahneuron yang membawa impulsdari reseptor (indra) ke pusatsusunan saraf (otak dansumsum tulang belakang).

b. Neuron motorik

Neuron motorik adalahneuron yang membawa impulsdari pusat susunan saraf keefektor (otot dan kelenjar).

c. Neuron konektor

Neuron konektor adalahneuron yang membawa impulsdari neuron sensorik ke neuronmotorik.

2. Jalan yang Dilalui Impuls

Pada umumnya kita menggerakkan bagian badankarena kemauan kita atau atas perintah otak. Menulis,membuka payung, mengambil makanan atau berjalanmerupakan contoh gerak yang kita sadari, sehinggagerak semacam ini disebut gerak sadar.

Pada gerak sadar ini, gerakan tubuh dikoordinasioleh otak. Rangsangan yang diterima oleh reseptor(indra) disampaikan ke otak melalui neuron sensorik.Di otak rangsangan tadi diartikan dan diputuskan apayang akan dilakukan. Kemudian otak mengirimkanperintah ke efektor melalui neuron motorik. Otot(efektor) bergerak melaksanakan perintah otak.Secara ringkas lintasan/jalan gerak sadar tersebutdapat kita buat skema sebagai berikut.

Rangsangan neuron sensorik otak neuron motorik gerak

(1) Neuron sensorikUjungsensorik

Badan sel

(2) Neuron asosiasi

Myelin

(4) Efektor (3) Neuron motorik

Gambar 3.3 Neuron sensorik, neuronmotorik, dan neuron konektor

Sumber: Biology Life on Earth

IPA Terpadu IX36

Kadang-kadang bagian tubuh kita jugamelakukan suatu gerakan yang terjadinya secaratiba-tiba tanpa disadari. Misalnya saat lutut kitadiketuk/ dipukul pada bagian tendon (lihat Gambar3.4). Akibatnya secara tidak sadar, kaki kita akanmenyentak. Gerakan yang dilakukan oleh kakitersebut terjadi secara tiba-tiba dan tidak diperintaholeh otak. Gerak semacam ini disebut gerak refleks.Secara ringkas lintasan gerak refleks dapat kita buatskema sebagai berikut.

Rangsangan neuron sensorik sumsum tulang belakang

neuron motorik gerak

Gambar 3.4 Jalan yang dilalui impuls gerak refleks spinalisSumber: Biologi Jilid 3 (2004): 203

Badan sel neuron sensoris dalamganglion akar dorsal

Neuron motoris memfasilitasikuadrisep

Neuron sensoris

Resepsor sensoris (regangan)

Otot kuadrisep (ekstendor)

Sumsum tulang belakang(sayatan melintang)

Neuron motorismemfasilitasi ototfleksor

Interneuron


Kegiatan 3.1

Tapi kalian harus tahu bahwa jalannya impulsgerak refleks ada dua macam yaitu lintasan refleksspinalis dan lintasan refleks cranialis. Lintasan refleksspinalis yaitu lintasan gerak refleks yang melaluisumsum tulang belakang. Contohnya gerakanmengangkat kaki secara tiba-tiba saat lutut kitadipukul. Sedangkan lintasan cranialis yaitu bila lintasangerak refleks melalui otak, tetapi otak memberikantanggapan secara langsung tanpa kesadaranmanusia. Contoh gerak refleks yang melalui lintasancranialis adalah gerak mengecilnya pupil mata apabilamata menerima cahaya yang terang.

Untuk mengetahui gerak refleks lakukan kegiatanberikut.

Gerak Refleks

A. Tujuan

Untuk mengetahui gerak refleks pada pupil mata.

B. Alat dan Bahan

Lampu senter kecil

C. Cara Kerja

1. Perhatikan pupil mata teman kalian.

2. Tanpa memberitahukan kepadanya, arahkan nyala lampusenter ke mata teman kalian tersebut.

3. Amatilah perubahan yang terjadi pada pupil mata temankalian.

4. Tanyakan kepada teman kalian tersebut, apakah diamenyadari perubahan yang terjadi pada pupil matanya.

5. Gambarkan pada kertas manila keadaan pupil teman kaliansebelum dan sesudah disinari.

6. Jelaskan hasil pengamatan kalian kepada teman di kelas kalian.

IPA Terpadu IX38

3. Susunan Saraf Manusia

Jutaan sel-sel saraf bergabung membentuk suatusistem yang dinamakan sistem saraf. Sistem sarafmanusia terdiri dari susunan saraf pusat dansusunan saraf tepi. Susunan saraf pusat terdiri atasotak dan sumsum tulang belakang sedangkansusunan saraf tepi tersusun atas serabut-serabutsaraf yang menuju ke susunan saraf pusat dan darisusunan saraf pusat ke seluruh tubuh. Perhatikanskema sistem saraf manusia berikut.

4. Sistem Saraf Pusat

Seluruh kegiatan tubuh manusiadiatur oleh pusat susunan saraf yaituotak dan sumsum tulang belakang.

Gambar 3.5 Sistem saraf manusiaSumber: Biologi Jilid 3 (2004): 218

otak

sumsum tulang belakangsaraf kranial

ganglia di luar sistem saraf pusat

saraf spinal

Skema. Sistem saraf manusia

saraf sadar

otak

otak besar

otak kecil

sumsum lanjutansaraf pusat

saraf simpatik

saraf para simpatiksaraf taksadar

31 pasang saraf sumsum tulangbelakang

12 pasang saraf otak

sumsum tulang belakang

saraf tepisistem saraf


Gambar 3.6 Otak manusiaSumber: Biologi Jilid 3 (2004)

otak besar

otak kecil

sumsumlanjutan

sumsum tulangbelakang

a. Otak

Otak terletak di rongga tengkorak dandibungkus oleh tiga lapis selaput kuat yangdisebut meninges. Selaput paling luardisebut duramater, paling dalam adalahpiamater dan yang tengah disebutarachnoid. Di antara ketiga selaputtersebut terdapat cairan serebrospinalyang berfungsi untuk mengurangibenturan atau goncangan. Peradanganyang terjadi pada selaput ini dinamakanmeningitis. Penyebabnya bisa karenainfeksi virus.

Otak manusia terbagi menjadi tigabagian yaitu otak besar (cerebrum), otak kecil(cerebellum) dan batang otak.

1) Otak besar (cerebrum)

Otak besar manusia terletak di dalam tulangtengkorak. Otak besar memiliki permukaan yangberlipat-lipat dan terbagi atas dua belahan. Belahanotak kiri melayani tubuh sebelah kanan dan belahanotak kanan melayani tubuh sebelah kiri.

Otak besar terdiri atas dua lapisan. Lapisan luarberwarna kelabu disebut korteks, berisi badan-badansel saraf. Lapisan dalam berwarna putih berisiserabut-serabut saraf.

Otak besar berfungsi sebagai pusat kegiatan-kegiatan yang disadari seperti berpikir, mengingat,berbicara, melihat, mendengar, dan bergerak.

2) Otak kecil (cerebellum)

Otak kecil terletak di bawah otak besar bagianbelakang. Susunan otak kecil seperti otak besar.Terdiri atas belahan kanan dan kiri serta terbagimenjadi dua lapis. Lapisan luar berwarna kelabu danbagian dalam berwarna putih. Belahan kanan dankiri otak kecil dihubungkan oleh jembatan Varol.

Otak kecil berfungsi untuk mengaturkeseimbangan tubuh dan mengkoordinasi kerja otot-otot ketika kita bergerak.

IPA Terpadu IX40

3) Sumsum lanjutan

Sumsum lanjutan membentuk bagian bawahbatang otak serta menghubungkan pons Varolidengan sumsum tulang belakang. Sumsum tulangbelakang berfungsi sebagai:a) pusat pengendali pernapasan,b) menyempitkan pembuluh darah,c) mengatur denyut jantung,d) mengatur suhu tubuh.

b. Sumsum tulang belakang (medulla spinalis)

Sumsum tulang belakangterdapat memanjang di dalamrongga tulang belakang, mulaidari ruas-ruas tulang lehersampai ruas tulang pinggang kedua. Sumsum tulang belakangjuga dibungkus oleh selaputmeninges.

Bila diamati secaramelintang, sumsum tulangbelakang bagian luar tampakberwarna putih (substansi alba)dan bagian dalam yangberbentuk seperti kupu-kupu,berwarna kelabu (substansigrissea). Pada bagian yangberwarna putih banyakmengandung akson (neurit)

yang diselimuti myelin. Bagian ini untukmenghantarkan impuls menuju otak dan dari otakmenuju efektor. Bagian yang berwarna kelabumengandung serabut saraf yang tidak ada myelinnya.Bagian ini dibedakan dua yaitu akar dorsal atau akarposterior dan akar ventral atau akar anterior. Akardorsal mengandung neuron sensorik dan akar ventralmengandung neuron motorik.Sumsum tulang belakang berfungsi untuk:a) menghantarkan impuls dari dan ke otak,b) memberi kemungkinan jalan terpendek gerak

refleks.

Gambar 3.7 Diagram penampangmelintang sumsum tulang belakang

Substansialba

Akar dorsal (Serabut sensorik)

Ganglion dorsal

Substansikelabu Akar ventral (Serabut motorik)

DorsalSumsum tulangbelakang

Serabut saraf

Cakramantarruastulang belakang

Ruas tulangbelakang

Ventral


5. Susunan Saraf Tepi

Susunan saraf tepi tersusun atas serabut-serabut saraf dari dan ke pusat susunan saraf.Susunan saraf tepi berupa 12 pasang serabut sarafdari otak dan 31 pasang serabut saraf dari sumsumtulang belakang.

a. Saraf otak (saraf cranial)

Saraf otak terdapat pada bagian kepala yangkeluar dari otak dan melewati lubang yang terdapatpada tulang tengkorak. Urat saraf ini berjumlah 12pasang, berhubungan erat dengan otot mata,telinga, hidung, lidah dan kulit. Kedua belas pasangurat saraf otak tersebut secara ringkas tercantumdalam Tabel 3.1 berikut.

Urutan Saraf dan Fungsi Nama Saraf Sifat SarafSaraf

I Nervus olfactorius Sensorik Hidung, sebagai alat penciumanII Nervus optikus Sensorik Bolamata, untuk penglihatanIII Nervus okulomotoris Motorik Penggerak bola mata dan

mengangkat kelopak mataIV Nervus troklearis Motorik Mata, memutar mata dan

penggerak bola mataV Nervus trigeminus Motorik -

dan sensorik- N. Oftalmikus Motorik Kulit kepala dan kelopak

dan sensorik mata atas- N. Maksilaris Sensorik Rahang atas, palatum dan

hidungN. Mandibularis Motorik Rahang bawah dan lidah

dan sensorikVI Nervus abdusen Motorik Mata, penggoyang sisi mataVII Nervus fasialis Motorik Otot lidah, menggerakkan lidah

dan sensorik dan selaput lendir rongga mulutVIII Nervus auditorius Sensorik Telinga, rangsangan

pendengaranIX Nervus gloso-faringeis Sensorik Faring, tonsil dan lidah,

dan motorik rangsangan cita rasaX Nervus vagus Sensorik Jantung, lambung, usus halus,

dan motorik laringXI Nervus asesorius Motorik Leher, otot leherXII Nervus hipoglosus Motorik Lidah, cita rasa, dan otot lidah

Tabel 3.1 Sifat dan Fungsi Saraf Otak

Sumber: Anatomi Fisiologi untuk Siswa Perawat

IPA Terpadu IX42

Dari kedua belas saraf otak tersebut dapatdikelompokkan menjadi 3 macam yaitu:1) saraf sensorik : saraf nomor I, II, VIII2) saraf motorik : saraf nomor III, IV, VI, XI, XII3) saraf gabungan sensorik dan motorik : saraf

nomor V, VII, IX, dan X

Ada saraf yang memiliki jangkauan fungsi sangatluas yaitu saraf nomor X (saraf vagus). Sehinggadisebut saraf pengembara. Sifat kerja saraf vagusseperti saraf parasimpatik.

b. Saraf sumsum tulang belakang (saraf spinal)

Saraf sumsum tulang belakang berjumlah 31pasang yang keluar dari:1) Ruas-ruas tulang leher : 8 pasang2) Ruas-ruas tulang punggung : 12 pasang3) Ruas-ruas tulang pinggang : 5 pasang4) Ruas-ruas tulang kelangkang : 5 pasang5) Ruas-ruas tulang ekor : 1 pasang

Semua saraf sumsum tulang belakang bersifatcampuran artinya saraf ini untuk meneruskan impulsdari reseptor ke sistem saraf pusat juga meneruskanimpuls dari sistem saraf pusat ke semua otot rangkatubuh. Semua neuron sensorik masuk ke sumsumtulang belakang melalui akar dorsal dan neuronmotorik keluar dari sumsum tulang belakang melaluiakar ventral.

6. Sistem Saraf Tak Sadar (Saraf Autonom)

Sistem saraf autonom merupakan bagian darisusunan saraf tepi yang bekerjanya tidak dapatdisadari dan bekerja secara otomatis. Sistem sarafautonom mengendalikan kegiatan organ-organ dalamseperti otot perut, pembuluh darah, jantung danalat-alat reproduksi.

Menurut fungsinya, saraf autonom terdiri atasdua macam yaitu:a. Sistem saraf simpatikb. Sistem saraf parasimpatik


Sistem saraf simpatik terdiri atas 25 pasangganglion yang berasal dari:1) Ruas tulang belakang : 3 pasang2) Ruas tulang punggung : 11 pasang3) Ruas tulang pinggang : 4 pasang4) Ruas tulang kelangkang : 4 pasang5) Ruas tulang ekor : 3 pasang

Dari ganglion-ganglion tersebut keluar serabutsaraf yang mengendalikan kerja organ sepertijantung, pembuluh darah, kelenjar keringat dansemua alat dalam. Serabut saraf dari sistem sarafparasimpatik juga menuju organ-organ yangdikendalikan oleh saraf simpatik.

Sistem saraf simpatik dan sistem sarafparasimpatik bekerja secara antagonis (berlawanan)dalam mengendalikan kerja suatu organ. Organ ataukelenjar yang dikendalikan oleh sistem saraf simpatikdan sistem saraf parasimpatik disebut sistempengendalian ganda. Apabila suatu organ menjadiaktif karena rangsangan saraf simpatik, maka di lainpihak akan dilambatkan atau dihentikan oleh sarafparasimpatik.

Info MEDIA

Dalam keadaan tidak terangsang, suatu serabut saraf bermuatanlistrik positif di bagian luar, dan negatif di bagian dalam. Jika adasuatu rangsang, rangsangan tersebut akan membangkitkan suatuimpuls yang diteruskan sepanjang serabut saraf. Selama perjalananmelalui serabut saraf, impuls saraf akan menyebabkan depolarisasiserabut yang dilaluinya.

Setelah impuls melalui suatu tempat, tempat tersebut segeraakan terpolarisasi kembali seperti semula. Serabut yang dilapisi mielindapat meneruskan impuls dengan kecepatan 100 meter per detik,sedangkan serabut yang tidak dilapisi mielin hanya meneruskan impulsdengan kecepatan 25 meter per detik.

IPA Terpadu IX44

Perhatikan perbandingan pengaruh kerja sarafsimpatik dan saraf parasimpatik pada Gambar 3.9.

Untuk memahami lebih banyak pengaruh kerjasaraf simpatik dan saraf parasimpatik, isilah tabelpada Kegiatan 3.2 berikut ini dengan pengaruh yangditimbulkan kerja kedua saraf tersebut.

Gambar 3.8 Sistem saraf simpatik dan parasimpatikSumber: Biologi Jilid 3 (2004): 220

Menyempitkanpupil mata

Merangsangkelenjar ludah

Memperlambatdenyut jantung

Menyempitkan bronkiparu-paru

Merangsang aktivitaslambung dan ususMerangsang aktivitas

pankreasMerangsang kantung

empeduMeningkatkan

pengosongankantung kemihMeningkatkan

ereksi genitalia

Meleburkan pupilmata

Menghambat sekresikelenjar ludah

Merelaksasikan bronkidi paru-paru

Mempercepat denyutjantung

Menghambat aktivitaslambung dan usus

Menghambat aktivitaspankreas

Merangsang pelepasanglukosa dan hatimenghambat kantungempedu

Merangsang medulaadrenal

Menghambat pengosongankantung kemih

Meningkatkan ejakulasi dankontraksi vagina

SimpatikParasimpatik

Gangliasimpatik

Serviks

Toraks

Lumbar

Sakral


Kegiatan 3.2

Sistem Saraf Simpatik dan Parasimpatik

Tabel 3.2 Pengaruh Saraf Simpatik dan Parasimpatik

terhadap Aktivitas Organ

No. Aktivitas Organ Pengaruh yang Ditimbulkan oleh:

atau Kelenjar Saraf Simpatik Saraf Parasimpatik

1. Denyut jantung

2. Pembuluh darah

3. Pupil mata

4. Tekanan darah

5. Kelenjar ludah

6. Peristaltik lambung

7. Kandung kemih

8. Bronkus

9. Alat reproduksi

10. Pernapasan

Pertanyaan

1. Sebutkan aktivitas organ tubuh atau kelenjar yang dihambatoleh kerja saraf simpatik!

2. Sebutkan juga aktivitas organ tubuh atau kelenjar yang dipacuoleh kerja saraf simpatik!

3. Sebutkan aktivitas organ tubuh yang dihambat oleh kerja sarafparasimpatik!

4. Sebutkan juga aktivitas organ yang dipacu/digiatkan oleh sarafparasimpatik!

5. Apakah kesimpulan kalian tentang kerja saraf simpatik danparasimpatik?

IPA Terpadu IX46

Info MEDIAApakah Penyakit Parkinson Itu?

Kerusakan yang terjadi pada kumpulan sel-sel saraf di bagianbawah otak besar akan menyebabkan gerakan-gerakan yang tidakperlu pada bagian-bagian anggota tubuh. Misalnya, otot-otot padalengan yang kadang-kadang kontraksi dan relaksasi sehingga tanganmenjadi bergetar atau tremor.Kerusakan itu juga dapatmenyebabkan kontraksi yangberkelanjutan pada otot bagiantubuh yang lain, misalnya padaotot wajah, yang menyebab-kan wajah menjadi kaku,sehingga kelihatan sepertitopeng. Keadaan seperti inilahyang disebut penyakit Par-kinson. Penyakit Parkinsontidak menyerang batang otak,sehingga penglihatan, pen-dengaran, dan kecerdasanpenderita tidak terganggu.

Lateral ventricles

Nigro-striatalneurons

Stria

tum Caudate

nucleusPulamen

Substantianigra

C. Sistem Indra

Di bagian awal pokok bahasan ini sudahdisinggung bahwa indra berperan sebagai reseptor,yaitu bagian tubuh yang berfungsi sebagai penerimarangsangan. Ada lima macam indra yang berfungsisebagai penerima rangsangan yaitu:1. Mata, sebagai penerima rangsang cahaya

(fotoreseptor).2. Telinga, sebagai penerima rangsang getaran

bunyi (fonoreseptor) dan tempat beradanyaindra keseimbangan (statoreseptor).

3. Hidung, sebagai penerima rangsang bau berupagas (kemoreseptor).

4. Lidah, sebagai penerima rangsang zat yangterlarut (kemoreseptor).

5. Kulit, sebagai penerima rangsang sentuhan(tangoreseptor) dan suhu (temperatur).


Gambar 3.9 Bagian-bagian mata

Retina

Arteri dan vena retina

Koroid

Fovea

Saraf optik

Bintik buta

Sklera

Vitreus humor

Kornea

IrisLensa

Pupil

Aqueoushumor

Ligamenpenggantung

Otot

Tiap indra akan berfungsi dengan sempurna apabila:1. Indra tersebut secara anatomi tidak ada kelainan.2. Bagian untuk penerima rangsang bekerja dengan

baik.3. Saraf-saraf yang membawa rangsang dari dan

ke otak bekerja baik.4. Pusat pengolahan rangsang di otak bekerja baik.

Bila salah satu dari bagian tersebut rusak atauterganggu, maka hubungan dengan dunia luar akanterganggu juga.

1. MataMata berfungsi untuk menerima rangsang berupa

cahaya, karena di dalamnya terdapat reseptorpenerima cahaya yang disebut fotoreseptor.

Mata terletak di dalam rongga mata yangdilindungi oleh tulang-tulang tengkorak.

Selain itu mata juga dilindungi oleh:a. Kelopak mata, berupa kulit tipis yang berfungsi

untuk melindungi mata dari debu atau sentuhanbenda.

b. Bulu mata, untuk melindungi mata dari cahayayang terlalu menyilaukan.

c. Alis, untuk melindungi mata dari aliran keringatdan air hujan.

d. Air mata yang dihasilkan oleh kelenjar air mata,untuk menjaga kelembapan mata danmembersihkan mata dari debu dan bakteri.

IPA Terpadu IX48

Mata manusia berbentuk agak bulat dengan garistengah kurang lebih 2,5 sentimeter. Mata tersebutterdiri atas tiga lapisan jaringan yaitu:

a. Lapisan sklera atau selaput putih

Merupakan lapisan paling luar, sangat kuat.Lapisan ini berwarna putih sehingga sering disebutlapisan putih mata. Di bagian depan lapisan inimembentuk kornea yang bening, untuk menerimacahaya masuk ke dalam mata. Kornea ini selalu basaholeh air mata yang dihasilkan oleh kelenjar air mata.

b. Lapisan koroid atau selaput hitam

Merupakan lapisan di bawah sklera dan lapisantengah bola mata. Bagian ini banyak mengandungmelanin dan pembuluh darah. Berfungsi untukmenghentikan refleksi cahaya yang menyimpang didalam mata.

Di bagian depan mata, koroid membentuk iris. Irisini mengandung pigmen hitam, biru, hijau atau coklat,sehingga dapat sebagai penentu warna mata. Di bagiantengah iris terdapat pupil yang merupakan celah(bukaan), untuk mengatur intensitas cahaya yangmasuk mata.

Di belakang iris terdapat lensa mata berbentukcembung di kedua sisi yang diikat oleh ligamensuspensori. Mencembung atau memipihnya lensamenyebabkan mata berakomodasi. Lihat Gambar3.10 yang memperlihatkan perubahan lensa mata.

Ligamenpenggantung

Otot relaksasiBenda jauh

Ligamenpenggantung

Benda dekatOtot kontraksi

a. Mata melihat benda dekat b. Mata melihat benda jauh

Gambar 3.10 Bentuk lensa mata saat melihat benda dekat dan jauh


Gambar 3.11 Skema sel kerucut dan sel batang

Badan selTerminal sinaptik Segmen bagian luar

Sel batang

Sel KerucutCakram bermembran yangmengandung pigmen visual

c. Retina atau selaput pelangi

Retina adalah lapisan mata paling dalam. Padalapisan ini terdapat bagian yang paling peka terhadapcahaya yaitu bintik kuning (fovea). Selain itu padaretina juga terdapat bintik buta, yaitu tempatkeluarnya saraf mata.

Pada retina tersusun kurang lebih 125 juta sel-sel batang (sel basilus) yang mampu menerimarangsang cahaya tidak berwarna dan untuk melihatpada keadaan cahaya redup. Selain sel batang, padaretina juga terdapat kurang lebih 7 juta sel kerucut(sel konus) yang berfungsi menerima rangsangcahaya kuat dan berwarna. Sel kerucut lebih banyakterdapat pada bagian bintik kuning (fovea centralis).Jadi bila ingin melihat suatu benda dengan jelas,maka bayangan harus jatuh di bagian ini.

Gambar 3.12 Kedudukan sel kerucut dan sel batang pada retina

Sel berpigmen

Sel horizontalSel amakrin

Sinar masuk

Sel kerucut

Sel batangSel bipolarLapisanganglion

Saraf mata

Retina

Sinarmasuk

Saraf mata

IPA Terpadu IX50

Kegiatan 3.3

Di retina juga dijumpai daerah yang sama sekalitidak mengandung sel batang ataupun sel kerucut.Bagian ini disebut bintik buta. Bila cahaya jatuh didaerah ini, kita tidak bisa melihat apa-apa

Untuk memahami fungsi bagian-bagian mata,coba kalian isi Tabel 3.3 kegiatan berikut.

Tabel 3.3 Fungsi Bagian-bagian Mata

No. Bagian Mata Fungsi

1. Kornea

2. Iris dan pupil

3. Lensa

4. Retina

5. Bintik buta

6. Selaput hitam

7. Kelopak mata

8. Bulu mata

9. Air mata

10. Aqueous humor

Suatu benda dapat dilihat oleh mata, bila bendatersebut memantulkan cahaya. Cahaya yangdipantulkan oleh benda masuk ke mata melalui korneadan diteruskan ke lensa melalui pupil. Oleh lensa,cahaya tersebut dibiaskan dan difokuskan di retinasehingga membentuk bayangan kecil dan terbalikpada retina. Tetapi oleh otak bayangan tersebutdiartikan seperti gambar yang kita lihat.

Proses melihat dapat dijelaskan sebagai berikut.

Cahaya dipantulkan oleh benda ditangkap oleh korneamelewati pupil lensa aqueos humor retina bayangan

otak kesan melihat


Kegiatan 3.4

Bayangan benda yang jatuh pada bintik butatidak akan terlihat. Untuk mengetahui adanya bintikbuta tersebut, lakukan kegiatan berikut.

Nama Jarak Ujung Bolpoint MerahMulai Tidak Tampak (cm)

Jarak Ujung Bolpoint HitamMulai Tidak Tampak (cm)

I II IIIRata-rata

I II IIIRata-rata

Menentukan Bintik Buta

A. Tujuan

Mengetahui adanya bintik buta pada mata

B. Alat dan Bahan

Meja, Bolpoint warna hitam dan merah (dapat diganti warnalain), Mistar.

C. Cara Kerja1. Bekerjalah secara berkelompok beranggotakan tiga siswa.2. Suruh teman kalian menempatkan bolpoint warna merah dan

hitam berimpit pada tepi meja dengan ujung di atas. Warnamerah di tangan kanan dan hitam di tangan kiri.

3. Tutup mata kanan kalian dengan telapak tangan. Arahkanpandangan mata kiri kalian pada ujung bolpoint warna hitam.Jangan melirik balpoin warna merah.

4. Suruh teman kalian menggeser bolpoint warna merah kearah kanan secara perlahan-lahan. Apa yang terjadi?Saat ujung bolpoint warna merah di tangan kanan teman kaliantidak tampak, kalian telah menemukan bintik buta mata kiri.

5. Lakukan kegiatan yang sama pada mata kanan.6. Ukurlah jarak ujung bolpoint tersebut mulai tidak tampak

dari tempat semula.7. Ulangi masing-masing mata sebanyak tiga kali.8. Catatlah dalam tabel.9. Lakukan juga terhadap teman yang lain.

D. Tabel Pengamatan

IPA Terpadu IX52

E. Pertanyaan1. Bagaimanakah jarak bolpoint merah dan hitam mulai tidak

tampak?2. Samakah jarak bolpoint mulai tidak tampak antara siswa satu

dengan yang lain?3. Apakah kesimpulan kalian tentang bintik buta dari percobaan ini?

2. Telinga

Telinga merupakan tempat beradanya indrapendengaran dan keseimbangan. Telinga manusiaterdiri atas tiga bagian yaitu telinga luar, telingatengah dan telinga dalam.

a. Telinga luarTelinga luar terdiri atas:1) Daun telinga, berfungsi untuk menampung atau

mengumpulkan gelombang bunyi.2) Liang telinga (saluran auditori), berfungsi untuk

menyalurkan gelombang bunyi ke selaputgendang telinga. Liang telinga panjangnya kuranglebih 2,5 sentimeter. Di sepanjang dinding liangtelinga terdapat rambut halus, kelenjar minyakdan kelenjar keringat, yang berfungsimenghalangi debu dan air yang masuk.

3) Selaput gendang telinga (membran tymphani),yang membatasi telinga luar dan telinga tengah.Berfungsi untuk menangkap getaran.

b. Telinga tengahTelinga bagian tengah terdiri atas:1) Tulang-tulang pendengaran (osikel), yaitu berupa

tiga tulang kecil yang bersambung dari selaputgendang telinga menuju telinga dalam. Ketigatulang tersebut adalah tulang martil (malleus),yang letaknya paling luar berhubungan denganselaput gendang telinga. Berikutnya adalahtulang landasan (inkus) yang menghubungkanmartil dan sanggurdi. Tulang paling dalam adalahtulang sanggurdi (stapes), yang melekat dengansaluran rumah siput pada tingkap jorong.


2) Saluran Eustachius, yaitu saluran sempit yangmenghubungkan telinga tengah dengan bagianbelakang tenggorokan. Saluran ini terbuka saatkita mengunyah, menguap, bersin atau membukamulut. Fungsi saluran ini adalah untukmemasukkan udara ke rongga telinga tengahsehingga tekanan udara di kedua gendang telingasama dengan udara di luar tubuh.

c. Telinga dalamTelinga bagian dalam terdiri atas:1) Tingkap jorong dan tingkap bulat, merupakan

membran yang terdapat pada pangkal saluranrumah siput (kokhlea). Tingkap jorongmerupakan membran berbentuk oval yangberhubungan dengan tulang sanggurdi.Sedangkan tingkap bundar merupakan membranberbentuk bundar/ bulat. Tingkap berfungsiuntuk menyalurkan getaran ke telinga dalam dantingkap bulat sebagai penyeimbang getaran.

2) Saluran rumah siput (kokhlea), yaitu saluranberbentuk spiral menyerupai rumah siput. Didalam kokhlea ( di bagian tengah) terdapat organcorti, yang berisi ribuan "sel rambut" yang pekaterhadap getaran. Impuls yang timbul di dalamsel rambut tersebut diteruskan oleh saraf auditorike otak (lihat Gambar 3.13).

Gambar 3.13 Bagian-bagian telinga manusiaSumber: Biologi 2

OsikelSaluranpendengaran

Jendelaoval

Jendelabulat

Membran tektorial Limfa

Saraf auditoriKoklea

Sel-selrambut

Membranbasilar

Limfa

Organ corti Ke saraf auditoriTabungBustachius

Jendelabulat

Membran timpani(Gendang telinga)

Saluran auditori Telinga tengah

Koklea yang diluruskan (skema)

Irisan melintang melalui koklea

IPA Terpadu IX54

3) Tiga saluran setengah lingkaran (kanalis semisirkularis), yaitu tiga buah saluran setengahlingkaran yang satu dengan yang lain membentuksudut 90°. Pada ujung setiap saluran terdapatpenebalan (menggelembung) yang disebut ampulladan bergabung dengan utrikulus dan sakulus.

Bagaimanakah kita dapat mendengar suatu bunyi?Kita dapat mendengar suatu bunyi pada dasarnyadengan urutan sebagai berikut (lihat Gambar 3.15).1) Gelombang bunyi diterima daun telinga.2) Gelombang bunyi disalurkan masuk oleh liang

telinga.3) Gelombang bunyi menggetarkan gendang telinga.4) Getaran tersebut diteruskan oleh tulang-tulang.

pendengaran (osikel).5) Getaran diteruskan ke tingkat jorong dan

menggetarkan cairan limfe di dalam kokhlea.6) Getaran cairan limfe di dalam kokhlea

menggerakkan sel reseptor organ korti, yangmenghasilkan impuls untuk dihantarkan olehsaraf pendengar ke otak untuk diartikan.

7) Getaran cairan limfe juga menggerakkan tingkapbulat bergerak keluar masuk untuk mengaturtekanan udara di dalam agar seimbang dengantekanan di luar.

Bunyi yang didengar manusia adalan bila bunyitersebut mempunyai frekuensi 20 - 20 000 getaran/detik (Hz).

Gambar 3.14 Jalan gelombang bunyi dalam telingaSumber: Memahami dunia tersembunyi; Panca Indra

1

2

3

4

5

6

7


Selain sebagai indra pendengaran, telinga jugasebagai indra keseimbangan. Fungsi keseimbanganini terdapat pada telinga dalam yang dilaksanakanoleh tiga saluran setengah lingkaran utrikulus dansakulus. Dengan adanya tiga organ tersebut makatelinga bagian dalam dapat mendeteksi:1) Posisi tubuh yang berhubungan dengan gravitasi

(keseimbangan statis) yang dilakukan olehutrikulus dan sakulus.

2) Gerakan tubuh (keseimbangan dinamis) yangdilakukan oleh tiga saluran setengah lingkaran.

Pada ujung setiap saluran setengah lingkaranterdapat struktur yang disebut ampulla. Di dalamnyaterdapat reseptor menyerupai rambut yangberhubungan dengan serabut saraf otak. Sel-sel yangmenyerupai rambut tersebut menghadap ke bagianyang berbentuk jeli (lihat Gambar 3.15). Denganadanya gerakan tubuh (kepala), maka cairan yangada di dalam saluran setengah lingkaran bergerakdan merangsang sel reseptor seperti rambuttersebut. Oleh sel reseptor gerakan tersebut diubahmenjadi impuls dan diteruskan ke otak dan otakmemerintah otot menjaga keseimbangan tubuh.

Sedangkan di utrikulus dan sakulus terdapat batukecil yang disebut otolith. Batu tersebut merangsangdengan cara menekan sel reseptor serta bereaksiterhadap gravitasi. Otak akan dapat menentukanposisi kepala dari gerakannya.

Gambar 3.15 Reseptor-reseptor pada saluran setengahlingkaran, sakulus dan utrikulus.

Sumber: Biologi Jilid 3 (2004): 247

Aliran endolimfa

Kepala

RambutSelrambut

SerabutsarafArah pergerakan tubuh

Kepala

AmpulaAliran endolimfaSaluransemisirkuler

Saraf vestibuler

Vestibula

Utrikel

Sakul

IPA Terpadu IX56

Bulbusolfaktoris

Tulang

Sel epitelium

Selkemoreseptor

Silla

Potensial aksi

Mukus

Otak

Ronggahidung

Gambar 3.16 Skema sel-sel penerima rangsang bauSumber: Biologi Jilid 3 (2004): 251

3. Hidung

Hidung manusia merupakan organ tempatberadanya reseptor pembau (khemoreseptor). Makadengan organ ini kita dapat mengetahui berbagaimacam bau. Bahkan hanya dengan mambau sajakita dapat mengetahui nama benda tanpa harusmelihatnya.

Sel-sel reseptor yang berfungsi untuk menerimarangsangan zat kimia berupa uap terletak di ronggahidung bagian atas (lihat Gambar 3.16). Daerah inimemiliki ukuran sekitar 250 mm2. Sel-sel reseptor inimempunyai rambut-rambut halus (silia) di ujungnyadan diliputi selaput lendir yang berfungsi sebagaipelembap. Dari sel-sel reseptor ini rangsang dibawaoleh serabut saraf menuju pusat pembau di otak.

Kita dapat membau suatu zat karena zat yangberupa uap tersebut masuk ke rongga hidung sewaktukita menarik napas. Zat tersebut akan dilarutkan padaselaput lendir dan merangsang sel-sel reseptor,kemudian dibawa oleh saraf pembau ke otak sehinggakita dapat mengetahui bau tersebut.

Proses membau dapat dijelaskan sebagai berikut.

Bau di udara pernapasan masuk rongga hidung larut dalamselaput lendir diterima saraf pembau menuju otak terjadikesan bau.


4. LidahLidah merupakan tempat beradanya indra pengecap

(khemoreseptor). Zat yang dapat dikecap adalah zat-zat kimia berupa larutan. Pada saat kita mengecapmakanan, rasa yang timbul sebenarnya adalahperpaduan antara rasa dan bau. Oleh karena itu indrapengecap erat kaitannya dengan indra pembau.

Lidah terbentuk oleh jaringan otot yang ditutupioleh selaput lendir yang selalu basah dan berwarnamerah jambu. Di dalam mulut, permukaan lidah terasahalus dan licin. Coba kalian perhatikan lidah kalian dicermin, maka akan tampak tonjolan-tonjolan kecil dipermukaan lidah. Tonjolan kecil itu disebut papila. Adatiga jenis papila yang ada di permukaan lidah yaitu:a. Papila sirkumvalata, yang berbentuk cincin. Papila

ini terdapat di pangkal lidah, berjajar membentukhuruf V.

b. Papila fungiformis, yang berbentuk seperti jamur.Papila ini menyebar di permukaan ujung dan sisilidah.

c. Papila filiformis, yang berbentuk seperti rambut.Papila ini merupakan papila terbanyak. Papila inilebih banyak berfungsi sebagai perasa sentuhandaripada pengecap.

Pada papila-papila inilah terdapat kuncuppengecap yang merupakan kumpulan ujung-ujungsaraf pengecap dan oleh serabut-serabut sarafdihubungkan dengan otak.

Suatu zat dapat dirasakan oleh lidah bila zattersebut berupa larutan. Larutan tersebut kemudianmemenuhi parit-parit di sekitar papila-papila. Karenapada papila tersebut terdapat kuncup-kuncuppengecap, maka zat yang mengisi parit tersebutmerangsang kuncup pengecap. Rangsangan iniditeruskan oleh serabut saraf menuju ke otak untukdiartikan.

Kuncup-kuncup pengecap dapat membedakanempat rasa pokok yaitu asam, pahit, manis dan asin.Namun terkadang kita juga dapat merasakan lebihdari empat rasa tersebut. Hal ini terjadi karenamelibatkan faktor-faktor lain yaitu:

IPA Terpadu IX58

a. Kombinasi keempat rasa utama tersebutmenghasilkan rasa baru.

b. Peranan reseptor-reseptor pencium, suhu dansentuhan.

Keempat rasa tersebut di atas, dirasakan olehkuncup-kuncup pengecap yang berbeda dan kuncup-kuncup tersebut berkumpul pada bagian tertentu dipermukaan lidah (lihat Gambar 3.17). Namun tiaporang mempunyai variasi keluasan daerahpenyebaran rasa tersebut.

Untuk mengetahui bagian-bagian mana dari lidahyang peka terhadap rasa manis, asin, pahit dan asam,lakukan kegiatan berikut.

Gambar 3.17 Penyebaran daerah rasa pada permukaan lidahSumber: Biologi 2

Kegiatan 3.5

Daerah Kepekaan Lidah

A. Tujuan

Mengenal daerah-daerah pada lidah yang paling peka terhadaprasa manis, asam, pahit dan asam.

manis asam asin pahit


B. Alat dan Bahan1. 4 gelas2. Larutan gula3. Larutan asam cuka encer4. Larutan garam dapur5. Larutan pil kina (dapat diganti larutan pahit yang lain)6. Cotton bud atau kapas bertangkai7. Kertas hisap atau tisu8. Saputangan besar9. Air masak secukupnya untuk berkumur

C. Cara Kerja1. Siapkan larutan gula, larutan asam cuka encer, larutan garam

dan larutan pil kina dalam gelas dan beri label A,B,C dan D.

A B C D

Larutan gula Larutan cuka Larutan garam Larutan Pil Kina

2. Tutuplah kedua mata teman kalian dengan menggunakansaputangan besar. Mintalah dia berkumur dan menjulurkanlidahnya untuk dikeringkan.

3. Celupkan cotton bud ke dalam larutan gelas A dan usapkanpada salah satu bagian permukaan lidah, misalkan bagian pangkallidah (bagian1).

4. Tanyakan kepada teman kalian tadi apakah merasakan cairantersebut. Jawaban cukup mengangguk, bila merasakan danmenggelengkan kepala bila tidak merasakan. Catat dalam tabelpengamatan dengan memberi tanda + bila merasakan dan tanda-bila tidak merasakan.

5. Lakukan juga cara yang sama untuk bagian 2,3 dan 4 padalidah teman kalian tersebut.Setiap ganti larutan gunakan cotton bud yang baru dan selaluberkumur dulu lalu dikeringkan.

6. Lakukan cara seperti di atas, untuk larutan B kepada temankedua, larutan C untuk teman ketiga dan larutan D untuk kaliansendiri.

IPA Terpadu IX60

D. Tabel Pengamatan

Larutan Pangkal Lidah Tepi Lidah Tengah Lidah Ujung Lidah

(Bagian 1) (Bagian 2) (Bagian 3) (Bagian 4)

Gula

Cuka encer

Garam

Pil kina

E. Pertanyaan

1. Berdasarkan hasil pengujian di atas, sebutkan bagian permukaanlidah yang peka terhadap rasa:a. Manisb. Asamc. Asind. Pahit

2. Apakah kesimpulan kalian dari percobaan ini?

5. Kulit

Selain sebagai alat ekskresi, kulit juga berfungsisebagai indra perasa dan peraba. Reseptor-reseptoryang terdapat pada kulit adalah:a. Korpus meissner, yang terletak di dekat

permukaan kulit. Berfungsi untuk menerimarangsang sentuhan/ rabaan. Reseptor initersebar tidak merata di permukaan kulit. Ujungjari memiliki paling banyak reseptor peraba.

b. Korpus pacini, yang berfungsi menerimarangsang tekanan. Letaknya di bawah lapisandermis.

c. Korpus ruffini, berfungsi untuk menerimarangsang panas. Letaknya di lapisan dermis.

d. Korpus krause, befungsi untuk menerimarangsang dingin. Letaknya di lapisan dermis.

e. Ujung saraf tanpa selaput, yang peka terhadaprasa sakit/ nyeri. Letaknya di lapisan epidermis.Saraf ini sangat penting untuk keselamatantubuh. Jika terjadi sesuatu yang tidak


menguntungkan, saraf ini cepat bereaksi, antaralain dengan adanya gerak refleks.

D. Kelainan dan Penyakit pada SistemIndra

Beberapa kelainan atau penyakit pada alat indrayang biasa kita jumpai dalam kehidupan sehari-hariantara lain:

1. Miopi (Rabun Jauh)Yaitu kelainan pada mata dimana bayangan yang

dibentuk oleh lensa jatuh di depan retina. Kelainanini terjadi karena lensa mata terlalu cembung ataugaris tengah mata panjang. Kelainan ini dapatditolong dengan menggunakan lensa negatif.

2. Hypermetropi (Rabun Dekat)

Yaitu kelainan mata dimana bayangan yangdibentuk oleh lensa jatuh di belakang retina. Kelainanini terjadi karena lensa mata terlalu pipih atau garistengah mata pendek. Kelainan ini dapat ditolongdengan menggunakan lensa positif.

3. Presbiopi

Yaitu kelainan pada mata karena tidak elastisnyalensa mata untuk berakomodasi. Penderita kelainanini biasanya menggunakan lensa ganda yaitu lensapositif dan lensa negatif.

4. Rabun Senja

Kelainan pada mata karena defisiensi vitamin A.Akibatnya penderita kesulitan melihat benda saatterjadi perubahan dari terang ke gelap atau saat senja.

5. Katarak

Yaitu mengeruhnya lensa mata, yang dapatdisebabkan oleh kekurangan vitamin B atau jugafaktor usia.

IPA Terpadu IX62

Refleksi

Rangkuman

1. Tiga komponen dalam fungsi koordinasi:a. Reseptor : bagian tubuh yang berfungsi sebagai penerima

rangsangan.b. Konduktor : bagian tubuh yang berfungsi sebagai

penghantar rangsangan.c. Efektor : bagian tubuh yang menanggapi rangsangan.

2. Sel saraf terdiri atas:a. Badan selb. Dendritc. Neurit (akson)

3. Berdasarkan bentuk dan fungsinya neuron dibedakan:a. Neuron sensorikb. Neuron motorikc. Neuron konektor

4. Sistem saraf dibagi menjadi sistem saraf sadar dan saraf taksadar.

5. Sistem saraf sadar dibagi menjadi saraf pusat dan saraf tepi.

6. Sistem saraf tak sadar dibagi menjadi saraf simpatik dan sarafparasimpatik.

7. Saraf pusat dibagi menjadi otak dan sumsum tulang belakang

8. Saraf tepi dibagi menjadi 12 pasang saraf otak dan 31 pasangsaraf sumsum tulang belakang.

9. Indra manusia terdiri atas mata, telinga, hidung, lidah, kulit.

10. Kelainan dan penyakit pada indra, misalnya miopi, hipermetropi,presbiopi, rabun senja, katarak.

Sebagai bahan refleksi, coba buatlah skema dasar dari sistemkoordinasi manusia. Jelaskan masing-masing! Jika merasa kesulitantanyakan pada teman/guru kalian. Jika sudah paham kalian bisamelanjutkan pembelajaran ke bab berikutnya.


A. Pilihlah satu jawaban yang benar dengan memberi tandasilang (x) pada huruf a, b, c atau d!

1. Bagian tubuh yang berfungsi sebagai penerima rangsangan disebut. . . .a. kelenjar c. reseptorb. efektor d. hormon

2. Sistem saraf manusia dibedakan menjadi . . . .a. sistem saraf pusat dan sistem saraf sadarb. otak dan sumsum tulang belakangc. susunan saraf pusat dan susunan saraf tepid. sistem saraf sadar dan sistem saraf tak sadar

Untuk soal nomor 3 sampai 5 perhatikan gambar neuron berikut.

Bagian yang dinamakan dendrit adalah nomor . . . .a. 1 c. 3b. 2 d.4

3. Bagian yang berfungsi membawa rangsangan dari badan sel adalahnomor . . . .a. 1 c. 3b. 2 d.4

4. Selubung myelin ditunjukkan nomor . . . .a. 1 c. 3b. 2 d.4

5. Bagian neuron yang berfungsi untuk mempercepat jalan impuls adalah. . . .a. akson c. nodus ranvierb. selubung myelin d. dendrit

Uji Kompetensi

NukleusSitoplasma

1

23

4

IPA Terpadu IX64

6. Antara neuron satu dengan neuron lain terdapat celah sempit yangdisebut . . . .a. gangglion c. meningesb. neurofibril d. sinaps

7. Neuron yang berfungsi membawa impuls dari pusat susunan sarafke otot disebut neuron . . . .a. sensorik c. konektorb. motorik d. asosiasi

8. Saraf yang membawa rangsangan dari indra ke pusat saraf disebut. . . .a. saraf sensorik c. saraf asosiasib. saraf motorik d. saraf tepi

9. Selaput pembungkus otak disebut . . . .a. pleura c. meningesb. perikardium d. membran plasma

10. Perhatikan nama-nama berikut.1. Otak 4. Neuron motorik2. Gerak 5. Rangsang3. Neuron sensorik 6. Sumsum tulang belakang

Urutan gerak sadar yang benar adalah . . . .a. 1-3-4-5-6-2 c. 5-3-4-6-1-2b. 5-4-3-6-1-2 d. 5-4-1-3-2

Untuk soal nomor 11-13 perhatikan gambar otak berikut ini!

11. Pusat keseimbangan adalah nomor . . . .a. 1 c. 3b. 2 d.4

12. Pengatur denyut jantung dan pernapasan adalah nomor . . . .a. 1 c. 3b. 2 d.4

1

2

3

4


13. Jembatan varol terkait dengan bagian nomor . . . .a. 1 c. 3b. 2 d.4

14. Yang disebut saraf pengembara adalah saraf otak nomor . . . .a. I c. VIIIb. V d.X

15. Berikut ini aktivitas organ yang dipengaruhi saraf parasimpatik adalah. . . .a. meningkatnya denyut jantungb. meningkatnya peristaltik lambungc. meningkatnya laju pernapasand. melebarnya pupil

16. Kemampuan lensa mata untuk mencembung dan memipih disebut. . . .a. akomodasi c. kontraksib. relaksasi d. adaptasi

17. Berikut ini pernyataan yang benar tentang sel kerucut pada retinamata, kecuali . . . .a. jumlahnya lebih sedikit dibandingkan sel batangb. peka terhadap cahaya terangc. paling banyak di daerah fovead. untuk melihat benda tak berwarna

18. Warna mata seseorang ditentukan oleh . . . .a. sklera c. kelopakb. koroid d. iris

19. Berikut ini tulang-tulang pendengar pada telinga, kecuali . . . .a. tonsil c. sanggurdib. martil d. landasan

20. Tingkap jorong berhubungan langsung dengan tulang pendengar yaitu. . . .a. landasan c. sanggurdib. martil d. tonsil

21. Tonjolan-tonjolan kecil yang terdapat pada permukaan lidah disebut. . . .a. epitel c. kuncup pengecapb. papila d. tonsil

22. Bagian lidah yang peka terhadap rasa asin adalah . . . .a. pangkal c. ujungb. samping d. tengah

IPA Terpadu IX66

P r o y e k

Carilah informasi tentang penyakit-penyakit yangberhubungan dengan sistem koordinasi dan alat indra padamanusia dari sumber. Catatlah dalam buku catatan kalian tentangnama, penyebab, serta pencegahan dari penyakit-penyakittersebut. Kumpulkan kepada guru kalian.

23. Tango reseptor adalah nama reseptor yang terdapat pada . . . .a. lidahb. kulitc. matad. telinga

24. Nama reseptor untuk menerima rangsang panas pada kulit adalah. . . .a. krauseb. ruffinic. pacinid. meisner

25. Gangguan mata karena bayangan jatuh dibelakang retina disebut. . . .a. miopib. emetropic. presbiopid. hypermetropi

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Gambarlah sebuah sel saraf dan beri keterangan bagian-bagiannya!

2. Tuliskan jalan impuls yang dilalui gerak sadar dan gerak refleks!

3. Tuliskan perbedaan 5 pengaruh kerja saraf simpatik dan sarafparasimpatik!

4. Sebutkan minimum 5 bagian mata serta fungsinya!

5. Gambarkan skema daerah kepekaan lidah terhadap rasa manis,asin, asam dan pahit!

Kelangsungan Hidup Organisme 67

Bila kalian ingin mencari cacing tanah, di mana kalian akan mencarinya? Tentusaja kalian akan mencari di tempat yang lembab, misalnya di tepi sungai.

Setiap organisme mempunyai lingkungan hidup yang berbeda-beda.Lingkungan hidup yang sesuai, sehingga organisme dapat hidup dan

berkembangbiak disebut habitat. Jadi habitat cacing tanah adalah di dalam tanahyang lembap. Coba kalian cari contoh-contoh habitat organisme yang lain.

Lingkungan hidup dapat mengalami perubahan, perubahan tersebutdisebabkan karena peristiwa alam, misalnya gempa bumi, kekeringan, banjir atau

karena perbuatan manusia misalnya penebangan hutan untuk persawahan danperumahan, pencemaran udara, air atau tanah dan lain-lain. Perubahan lingkunganmenyebabkan perubahan pula pada organisme yang hidup di dalamnya. Organisme

harus dapat menyesuaikan diri terhadap perubahan tersebut, sebab bila tidak iaakan mengalami kesulitan atau bahkan mengakibatkan kematian.

Untuk dapat mengidentifikasi kelangsungan hidup makhluk hidup melaluiadaptasi, seleksi alam, dan perkembangbiakan, pelajarilah bab berikut dengan

cermat!


Peta Konsep

Kelangsungan Hidup Organisme

Adaptasi Seleksi Alam Perkembangbiakan

dijelaskan dengan


• Makhluk hidup• Adaptasi• Seleksi alam• Perkembangbiakan

Bab 4 Kelangsungan HidupOrganisme

Kata Kunci

IPA Terpadu IX68

B. Adaptasi

Adaptasi adalah kemampuan makhluk hidupuntuk menyesuaikan diri dengan lingkungannya.

Macam-macam Adaptasi

Ada banyak bentuk adaptif tubuh makhluk hidupsupaya dapat bertahan hidup, bentuk adaptif inidapat berupa struktur tubuh, warna tubuh, fungsialat tubuh dan lain-lain, yang semuanya bertujuanuntuk membantu bertahan hidup. Walaupun adabanyak cara makhluk hidup untuk beradaptasi tetapisecara garis besar adaptasi dibedakan menjadi 3yaitu: adaptasi morfologi, adaptasi fisiologi danadaptasi tingkah laku.

1. Adaptasi Morfologi

Adalah penyesuaian diri bentuk tubuh atau alat-alat tubuh sehingga sesuai dengan lingkungannya.

Adaptasi morfologi ini mudah kita amati padahewan ataupun pada tumbuhan.Coba kalian lakukankegiatan berikut.

A. Pendahuluan

Kelangsungan hidup organisme didukung ataudipengaruhi oleh 3 peristiwa yaitu adaptasi, seleksialam, dan perkembangbiakan. Adaptasi merupakanpenyesuaian makhluk hidup terhadap lingkungan.Seleksi alam merupakan kemampuan alam untukmenyeleksi organisme yang ada di dalamnya. Denganberadaptasi makhluk hidup yang mampu bertahanakan berlangsung hidupnya, sedangkan yang tidakmampu bertahan akan punah, dalam peristiwa inilahalam akan berperan sebagai penyeleksi. Sedangkanperkembangbiakan untuk melestarikan jenisnyasehingga kelangsungan hidupnya akan tetapberlangsung.


Kegiatan 4.1

NamaTumbuhan

TempatHidupDaerahPanas, Air,Lembap

Batang,Berongga/Tidak

SistemPerakarannyaSerabut/Tunggang

Daun,Sempit,Luas, Tebal,Tipis, AlatLain

A. Tujuan

Untuk mengetahui macam-macam adaptasi morfologi padatumbuhan.

B. Cara Kerja

Amatilah macam-macam tumbuhan seperti yang terdapat dalamTabel 4.1, kemudian masukkan hasil pengamatan kalian ke dalamtabel pengamatan tersebut.

C. Hasil Pengamatan

Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Macam-macam AdaptasiMorfologi pada Tumbuhan

Kaktus

Teratai

Keladi

Hydrilla

Kangkung

Lidah buaya

D. Pertanyaan

1. Mengapa tumbuhan tersebut mempunyai akar, batang, daunyang berbeda-beda?

2. Adakah hubungannya perbedaan tersebut dengan tempathidupnya?

3. Buatlah kesimpulan dari kegiatan tersebut dihubungkan dengancara adaptasi tumbuhan dengan tempat hidupnya!

IPA Terpadu IX70

Macam-macam adaptasi morfologi padatumbuhan:

Tumbuhan ada yang hidup di darat, di air, di daerahkering dan daerah lembap, karena tempat hidup yangberbeda-beda inilah maka tumbuhan mempunyai ciri-ciri tertentu dalam rangka menyesuaikan diri terhadaplingkungan hidupnya. Berikut macam-macam caraadaptasi tumbuhan:

a. Adaptasi tumbuhan yang hidup di daerahkering (xerofit)

1) Daunnya tebal, sempit,kadang-kadangberubah bentuk menjadi bentuk duri,sisik atau bahkan tidak mempunyai daun,dengan demikian maka penguapan melaluidaun menjadi sangat sedikit.

2) Seluruh permukaan tubuhnya termasukbagian daun tertutup oleh lapisankutikula atau lapisan lilin yang berfungsiuntuk mencegah terjadinya penguapanair yang terlalu besar.

3) Batangnya tebal mempunyai jaringanspons untuk menyimpan air.

4) Akar panjang sehingga mempunyaijangkauan yang luas.Contoh tumbuhan kaktus (Gambar 4.1).Coba cari contoh tumbuhan xerofit yanglain.

b. Adaptasi tumbuhan yang hidup di daerahlembap (higrofit)

1) Mempunyai daun yang tipisdan lebar.

2) Permukaan daun mem-punyai banyak mulut daunatau stomata sehinggadapat mempercepat prosespenguapan.

Contoh tumbuhan higrofit:Coba cari contoh tumbuhanhigrofit yang lain!

Gambar 4.1 Pohon kaktustermasuk contoh tumbuhan

xerofitSumber: www.justsimplycactus.com

Gambar 4.2 Tumbuhankeladi merupakan salah satu

contoh tumbuhan higrofitSumber: www.prn2.usm.my


c. Adaptasi tumbuhan yang hidup di air(hidrofit)

Tumbuhan air yang terapung di atas airmempunyai rongga antar sel yang berisi udara untukmemudahkan mengapung di air, daun lebar dantangkai daun menggembung berisi udara.Contoh: enceng gondok, kiambang

Coba cari contoh yang lain yang ada di sekitartempat tinggal kalian!

Tumbuhan air yang terendam di dalam air,mempunyai dinding sel yang kuat dan tebal untukmengurangi osmosis ke dalam sel.Contoh : Hydrilla,Vallisneria

Gambar 4.3 Tumbuhan enceng gondok termasuktumbuhan hidrofit

Sumber: www.geocities.com

Gambar 4.4 Egeria densa, Hydrilla verticillata,Elodea canadensis

Sumber: www.floridaplants.com

Egeria densa Hydrilla verticillata Elodea canadensis

Coba cari contoh yang lain di sekitar tempattinggal kalian.

IPA Terpadu IX72

Tumbuhan yang sebagian tubuhnya di ataspermukaan air dan akarnya tertanam di dasar air,mempunyai rongga udara dalam batang atau tangkaidaun sehingga tidak tenggelam dalam air dan daunmuncul ke permukaan air.

Contoh: teratai, kangkung.

Coba cari contoh yang lain di sekitar tempattinggal kalian!

Tumbuhan yang hidup di daerah pasang surut,mempunyai perakaran yang lebat dan kuat sehinggatidak roboh bila terkena ombak.Contoh: tumbuhan bakau.

Gambar 4.6 Tumbuhan bakauSumber: www.pbtpasirgudang.gov.

Gambar 4.5 Tumbuhan terataiSumber: www.kianjaya.com


Macam-macam adaptasi morfologi pada hewan:

a. Adaptasi morfologi pada bentuk paruh dankaki pada burung

Bentuk paruh dan kaki pada burung beraneka-ragam disesuaikan dengan jenis makanan dan caramemperoleh makanan tersebut.

Burung pemakan biji mempunyai bentuk paruhberbeda dengan burung pemakan daging atauburung pemakan serangga demikian pula kaki burungelang berbeda dengan kaki bebek karena caramemperoleh makanannya juga berbeda. Untuk lebihjelasnya coba kalian perhatikan Gambar 4.7 berikut.

Keterangan gambar:1) Paruh burung elang, bentuknya runcing, agak

panjang dengan ujung agak membengkok sesuaidengan jenis makanannya yang berupa daging.Kaki pada burung elang, ukurannya pendek,cakar sangat kuat untuk mencengkeram mangsaatau daging.

2) Paruh bebek, pada pangkalnya terdapat bentukseperti sisir, berguna untuk menyaring makanandari air dan lumpur dan kaki pada bebekberselaput di antara ruas jarinya untuk berenangdan berjalan di tanah berlumpur.

Gambar 4.7 Gambar paruh dan kaki pada burungSumber: Biologi Jilid 3 (2004): 105

Elang Bebek Burung Pipit Burung Pelatuk

IPA Terpadu IX74

3) Paruh burung pipit, bentuknya pendek tebal danruncing sesuai dengan jenis makanannya yaituuntuk memecah biji-bijian dan tiga kaki ke depansatu ke belakang untuk berjalan dan hinggap.

4) Paruh burung pelatuk, runcing agak panjanguntuk memahat kayu pohon untuk menangkapdan memakan serangga di dalamnya. Kakiburung pelatuk mempunyai dua jari ke depandan dua jari ke belakang untuk memanjat.

b. Adaptasi morfologi pada mulut serangga

Bentuk mulut serangga bermacam-macamdisesuaikan dengan cara mengambil makanannya.Perhatikan Gambar 4.8 berikut.

Belalang Lebah

Nyamuk Kupu

Gambar 4.8 Bentuk mulut: jengkerik, lebah madu, nyamuk, kupu-kupuSumber: Biologi Jilid 3 (2004)

Keterangan:1) Tipe mulut penggigit, mempunyai rahang atas

dan rahang bawah yang kuat untuk menggigit,misalnya: lipas, jengkerik, dan belalang.

2) Tipe mulut penghisap dan penjilat,memiliki bibiruntuk menjilat, misalnya: lebah madu dan lalat.

3) Tipe mulut penusuk dan penghisap, mempunyairahang yang runcing dan panjang untukmenusuk dan menghisap, misalnya: nyamuk.

4) Tipe mulut penghisap, mempunyai alat penghisapseperti belalai yang panjang dan dapat digulungsehingga dapat menghisap madu yang terdapatjauh di dasar bunga, misalnya kupu-kupu.


2. Adaptasi FisiologiAdalah cara penyesuaian diri fungsi alat-alat

tubuh atau kerja alat-alat tubuh terhadaplingkungannya.

Adaptasi ini tidak mudah diamati seperti padaadaptasi morfologi, karena menyangkut fungsi alat-alat tubuh dan proses kimia yang terjadi di dalamtubuh.Macam-macam adaptasi fisiologi:a. Hewan ruminantia, misalnya sapi, kambing,

kerbau. Makanan hewan tersebut adalah rumput-rumputan, di dalam saluran pencernaannyaterdapat enzim selulase, enzim ini berfungsi untukmencerna selulose yang menyusun dinding seltumbuhan, dengan enzim selulase maka makananmenjadi lebih mudah dicerna.

b. Teredo navalis, adalah mollusca yang biasahidup pada kayu galangan kapal, kayu tiang-tiangpelabuhan. Mollusca ini dapat merusak kayukarena makanannya berupa kayu. Di dalamsaluran pencernaan Teredo terdapat enzimselulase untuk membantu menguraikan seluloseyang ada pada kayu yang menjadi makanannya.

c. Manusia yang biasa hidup di dataran rendahDaerah pantai dan dataran rendah mempunyaikadar oksigen lebih tinggi dari pada dataran tinggi.Bila manusia harus berpindah ke dataran tinggiyang mempunyai kadar oksigen rendah.Bagaimana cara beradaptasi agar tetap bertahan?Oksigen diperlukan tubuh untuk oksidasimakanan, di dalam tubuh oksigen diikat olehhemoglobin yang ada di dalam sel darah merah(eritrosit), maka orang yang berpindah daridataran rendah ke dataran tinggi harus mampumenyesuaikan diri dengan memproduksihemoglobin atau eritrosit yang jumlahnya lebihbanyak agar tetap dapat bertahan hidup.

d. Ikan yang hidup di air laut, yang mempunyaitekanan osmosis lebih rendah dari tekananosmosis air laut. Agar ikan tidak mati kekeringan

IPA Terpadu IX76

karena air di dalam sel tubuh ikan akan tertarikoleh air laut maka ikan yang hidup di air lautbanyak minum dan sedikit mengeluarkan urine,dan urine yang dikeluarkan pun pekat.Sedangkan kelebihan garam yang turutterminum akan dikeluarkan lagi ke dalam air lautmelalui insang secara aktif.

e. Ikan yang hidup di air tawar, mempunyaitekanan osmosis lebih tinggi dari tekananosmosis air tawar, keadaan demikianmenyebabkan air akan masuk secara osmosiske dalam tubuh ikan. Supaya ikan tidak kelebihanair atau kembung maka cara adaptasi dengansedikit minum air dan banyak mengeluarkanurine dan menggunakan insangnya secara aktifuntuk mengikat garam yang terlarut dalam air.

3. Adaptasi Tingkah Laku

Adalah cara penyesuaian diri makhluk hidupterhadap lingkungannya dalam bentuk tingkah laku.Untuk lebih jelasnya coba kalian lakukan Kegiatan4.2 berikut.

Carilah informasi tentang bagaimana perubahan kulit pada bunglonbila berada di tanah dan bila berada di rumput hijau. Carilah informasijuga bagaimana cara cicak menghindari musuhnya.

Macam-macam adaptasi tingkah laku pada hewan:a. Cicak melakukan ototomi yaitu memutuskan

ekornya untuk mengelabuhi musuhnya.b. Mamalia yang hidup di air laut, misalnya lumba-

lumba dan paus sering muncul ke permukaanair untuk mengambil oksigen di udara, karenaalat pernapasannya berupa paru-paru yang tidakdapat mengikat oksigen yang terlarut dalam air.

Kegiatan 4.2


c. Pada musim dingin banyak hewan berdarah panasmembutuhkan energi tambahan untuk menjagasuhu tubuhnya, tetapi makanan sangat langkauntuk dapat bertahan hidup maka beberapahewan misalnya tikus, landak, beruang hitam danlain-lain melakukan hibernasi , yaitu tidur panjangpada musim dingin.Demikian pula untuk hewan yang hidup di daerahgurun yang sangat panas pada musim kemaraumempunyai perilaku tertentu yaitu melakukanestivasi yaitu tidur panjang pada musim kemarausupaya dapat bertahan hidup di daerah gurun.Misalnya: kadal, katak, keong, dan lain-lain.

d. Rayap merupakan hewan yang menghancurkankayu. Bagaimana caranya rayap menghancurkan

kayu? Di dalam usus rayap terdapathewan Protozoa, yaitu Flagellatayang menghasilkan enzim selulaseyang dapat membantu rayapmencerna kayu. Secara periodik kulitrayap akan mengelupas, pada saatmengelupas, usus bagian belakangyang ada Flagellatanya ikut ter-kelupas. Untuk mendapatkanFlagellatanya kembali maka rayapmemakan kembali kulitnya yangmengelupas.

Gambar 4.9 Lumba-lumba muncul ke permukaan air untukmengambil oksigen merupakan contoh adaptasi tingkah laku

Gambar 4.10 Rayap memakan kembalikulitnya yang mengelupas untuk

mendapatkan Flagellatanya kembaliSumber: http://i56.photobucket.com

Sumber: www.abbotthouse.co.nz

IPA Terpadu IX78

C. Seleksi Alam

Di depan telah diterangkan bahwa habitat suatuorganisme dapat mengalami perubahan danperubahan tersebut mempengaruhi organisme yanghidup di dalamnya, dimana organisme yang hidup didalamnya harus dapat menyesuaikan diri denganperubahan lingkungan. Pada umumnya untukmenyesuaikan diri terhadap lingkungan yang baruitu memerlukan perjuangan, dan hanya makhlukhidup yang paling sesuai dengan lingkungannya yangdapat bertahan hidup dan berkembangbiak untukmeneruskan keturunannya.

Jadi di sini alam akan menyeleksi terhadap semuamakhluk hidup di dalamnya melalui berbagai faktor,misalnya dengan keterbatasan unsur-unsur yangdiperlukan dalam kehidupan, antara lain: makanan,cahaya, air, tempat hidup dan sebagainya. Untukmendapatkan kebutuhan hidup tersebut umumnyaindividu-individu harus melalui persaingan, dan hanyaindividu yang mempunyai sifat sesuai denganlingkungannya akan lolos dari seleksi dan selanjutnyadapat meneruskan keturunannya (berkembangbiak),sedangkan individu yang tidak mampu menyesuaikandiri terhadap lingkungannya akan mengalamikesulitan dan mati atau harus berpindah mencaritempat yang baru yang lebih sesuai.

Seleksi alam adalah kemampuan alam untukmenyaring terhadap semua organisme yang hidupdi dalamnya, dimana hanya organisme yang mampumenyesuaikan diri terhadap lingkungannya yang akanselamat, sedangkan yang tidak mampu menye-suaikan diri akan mati atau punah.

Untuk jelasnya coba kalian lakukan Kegiatan 4.3sebagai model peristiwa seleksi alam.


A. Tujuan

Untuk mengetahui pengaruh seleksi alam terhadap kelangsunganhidup makhluk hidup.

B. Alat dan Bahan

1. Biji-bijian yang berwarna-warni biji: kacang hijau, kadelai hitam,kedelai putih, jagung.

2. Tali rafia.

3. Lapangan atau sebidang tanah yang ditumbuhi rumput pendek.

C. Cara Kerja

1. Siapkan biji-bijian masing-masing dengan jumlah 100 buah.

2. Buatlah plot atau petak dengan tali rafia dengan batas 1 X 1meter pada sebidang tanah yang ditumbuhi rumput.

3. Taburkanlah semua biji secara merata pada plot.

4. Kalian berperan sebagai predator sedangkan biji-bijian berfungsisebagai model makhluk hidup dengan ciri-ciri tertentu yangdiwakili oleh masing-masing biji. Ambilah biji-biji tersebut selamakurang lebih 1 menit.

5. Setelah selesai pengambilan lakukan perhitungan terhadap biji-bijian yang dapat terambil dan buatlah prosentase biji yangterambil.

6. Masukkan data kalian ke Tabel 4.2.

Kegiatan 4.3

Tabel 4.2 Hasil Percobaan Tentang Pengaruh Seleksi Alam

Biji Jumlah SebelumTerambil

Jumlahyang Dapat

Terambil

Prosentaseyang Terambil

Kacang hijau

Kedelai hitam

Kedelai putih

Jagung

IPA Terpadu IX80

D. Pertanyaan1. Biji apakah yang paling banyak terambil? Mengapa demikian?

Jelaskan!2. Biji apakah yang paling sedikit terambil? Mengapa demikian?

Jelaskan!3. Buatlah kesimpulan dari percobaan tersebut hubungannya

dengan seleksi alam!4. Bila biji-bijian tersebut disebar pada tanah berpasir, kira-kira biji

apa yang terambil paling sedikit dan mengapa demikian? Jelaskan!

1. Punahnya Spesies Tertentu

Karena adanya seleksi alam maka individu yangtidak mampu menyesuaikan diri dengan lingkunganakan mati dan akhirnya punah. Berikut beberapacontoh organisme yang hampir punah atau punahkarena terseleksi oleh alam, yaitu:

a. Burung puyuh liar semakin punah

Hal ini disebabkan lingkungan hidup burungpuyuh di daerah bebatuan dan bidang tanah yangbergumpal-gumpal semakin langka. Pada lingkunganseperti itulah burung puyuh liar akan lebih sesuai,sehingga sulit ditangkap pemangsanya. Karenalingkungan yang demikian sudah kian langka makajumlah burung puyuh pun menjadi langka juga.

b. Punahnya Dinosaurus kurang lebih 65 jutatahun yang lalu secara bersamaan

Menurut pendapat para ahli, kepunahanDinosaurus disebabkan karena jatuhnya meteoritraksasa ke bumi, yang menghamburkan awan debusehingga menghalangi masuknya sinar matahari.Tanpa adanya sinar matahari maka tumbuhan akanmati, demikian pula Dinosaurus pemakan tumbuhanyang kemudian diikuti Dinosaurus pemakan daging.

2. Terbentuknya Spesies Baru

Setiap spesies selalu berusaha beradaptasidengan lingkungan hidupnya. Adaptasi iniberlangsung sedikit demi sedikit menuju ke arah yang


semakin sesuai dengan lingkungan hidupnya danperubahan yang sedikit demi sedikit ini berlangsungdalam waktu yang sangat lama dan diturunkan darigenerasi ke generasi, sehingga tidak mustahil kalauakhirnya dijumpai spesies yang menyimpang darispesies nenek moyangnya.

Dengan demikian adanya seleksi alam danadaptasi menyebabkan terjadinya perubahan jenismakhluk hidup dari generasi ke generasi. Jika prosestersebut berlangsung dalam waktu yang lama, makaperubahan tersebut dapat mengarah kepadaterbentuknya spesies baru. Peristiwa ini disebutevolusi. Evolusi adalah suatu proses perubahanmakhluk hidup yang terjadi secara perlahan-lahandalam jangka waktu yang sangat lama sehinggamenimbulkan spesies baru.

Tokoh evolusi yang sangat terkenal adalahCharles Robert Darwin, Ia berpendapat bahwa:1. Spesies yang hidup sekarang, berasal dari

species yang hidup dimasa silam.2. Evolusi terjadi karena seleksi alam.

Pendapat ini didukung pengamatannya macam-macam burung Finch yang hidup di kepulauanGalapagos.

Gambar 4.11 Macam-macam reptilia raksasaSumber: www.images.google.co.id

IPA Terpadu IX82

Darwin menemukan kurang lebih 13 spesiesburung Finch yang hubungan kekerabatannya sangatdekat, perbedaan yang paling menyolok di antaraspesies-spesies itu adalah pada paruhnya, yangdiadaptasi untuk jenis makanan tertentu. Burung-burung ini mempunyai paruh yang bentuk danukurannya berbeda-beda,tampaknya burung-burung ini ada hubungannya dengan burung diAmerika Selatan.

Menurut Darwin, bahwa nenek moyang burungFinch di kepulauan Galapagos berasal dari AmerikaSelatan. Oleh karena suatu hal burung-burung Finchharus berpindah ke kepulauan Galapagos. Dikepulauan Galapagos burung Finch tersebutberpencar dalam berbagai lingkungan yang berbeda-beda akibatnya burung-burung tersebut harusmenyesuaikan diri terhadap lingkungannya masing-masing, adaptasi ini terjadi turun temurun danakhirnya dihasilkan variasi burung Finch yang banyak.Perhatikan Gambar 4.12.

(a) Burung finch darat besar (Geospiza magnirostris)memiliki paruh besar yang diadaptasikan untukmemecah biji-bijian.

(b) Burung finch pohon yang berukuran kecil(Camarhynus parvulus) menggunakan paruhnyauntuk memakan serangga.

Gambar 4.12 macam-macam burung finchSumber: CD Image

(a) Pemakan biji-bijian (b) Pemakan serangga (c) Pemakan rayap danserangga


(c) Burung Finch pelatuk (Camarhynus pallidus)menggunakan daun kaktus/ranting kecil sebagaialat untuk menyelidiki kehadiran rayap danserangga pelubang kayu lainnya.

D. Perkembangbiakan

Organisme yang mampu beradaptasi terhadaplingkungan hidupnya akan tumbuh dan ber-kembangbiak. Jadi sebelum organisme tersebut mati,ia akan berusaha menghasilkan keturunan sehinggadapat melestarikan jenis organisme tersebut.Kemampuan berkembangbiak setiap organismetidaklah sama, ada organisme yang dapatberkembangbiak dengan cepat ada pula yang lambat.Untuk lebih jelasnya coba lakukan Kegiatan 4.4 berikut.

A. Tujuan1. Untuk mengetahui macam-macam cara perkembangbiakan pada

makhluk hidup.2. Untuk mengetahui peranan perkembangbiakan terhadap

kelangsungan hidup organisme.

B. Alat dan Bahan1. Buku-buku referensi yang relevan.2. Berbagai organisme yang ada di lingkungan sekitar.

C. Cara Kerja1. Carilah organisme yang ada di sekitar tempat tinggal kalian atau

di lingkungan sekolah, misalnya kucing, anjing, tumbuhan mawardan sebagainya.

2. Tuliskan dalam Tabel 4.3.3. Lengkapi tabel tersebut dengan cara berkembangbiaknya dan

jumlah anak yang dihasilkan.4. Diskusikan pertanyaan-pertanyannya.

Kegiatan 4.4

IPA Terpadu IX84

D. Hasil Pengamatan

Tabel 4.3 Tabel Cara Perkembangbiakan Hewan

No. Nama Cara Jumlah Anak Organisme Berkembangbiak Bila Bisa Dihitung

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

E. Pertanyaan1. Ada berapa cara perkembangbiakan pada makhluk hidup yang

kalian amati? Sebutkan!2. Bagaimana jumlah anak yang dihasilkan oleh setiap makhluk

hidup?3. Sebutkan organisme yang paling banyak menghasilkan

keturunan!4. Sebutkan organisme yang paling sedikit menghasilkan keturunan!5. Berdasarkan jumlah anak yang dihasilkan, organisme yang

bagaimanakah menurut kalian yang kemungkinan tetap lestari?6. Bagaimana kelestarian organisme yang mempunyai jumlah anak

hanya satu dan memerlukan waktu yang lama?7. Sebutkan beberapa contoh tumbuhan atau hewan yang hampir

punah!8. Mengapa tumbuhan atau hewan tersebut hampir punah?9. Bagaimana usaha pemerintah untuk melindungi tumbuhan atau

hewan yang hampir punah tersebut?10. Dari diskusi di atas maka dapat disimpulkan tujuan

perkembangbiakan adalah ....


Macam-macam Cara Perkembangbiakan

Perkembangbiakan dibedakan menjadi dua yaituperkembangbiakan generatif dan perkembangbiakanvegatatif. Untuk mengetahui perbedaan keduaperkembangbiakan perhatikan bagan di bawah ini.

Bagan perbedaan perkembangbiakan generatif dan vegetatif

Dari bagan tersebut terlihat bahwa ciri-ciriperkembangbiakan generatif berbeda denganvegetatif.

Perkembangbiakan generatif Perkembangbiakan vegetatif

Organisme A Organisme B

Sel telur Sel sperma

Fertilisasi

Zigot

Organisme

Sifat anak bervariasi, gabungandari kedua induknya

Organisme A

Organisme A’

Sifat anak sama denganinduknya

IPA Terpadu IX86

1. Perkembangbiakan Generatif

Dari bagan di atas maka ciri perkembangbiakangeneratif adalah didahului oleh peristiwa, yaitupeleburan sel kelamin jantan (sperma) dengan selkelamin betina (sel telur). Sifat anak yang dihasilkanbervariasi yaitu gabungan dari kedua induknya.

Beberapa macam cara perkembangbiakangeneratif antara lain:a. Perkembangbiakan dengan biji pada tumbuhan

b. Perkembangbiakan dengan bertelur atau ovipar,contohnya pada ayam.

Gambar 4.13 Perkembangbiakan dengan biji padatumbuhan

Sumber: Biologi Jilid 3(2004)

Gambar 4.14 Ayam berkembangbiak secara ovipar


c. Perkembangbiakan dengan beranak atau vivipar

d. Perkembangbiakan dengan menghasilkan teluryang sudah berkembang di dalam tubuhinduknya (ovovivipar).

2. Perkembangbiakan Vegetatif

Perkembangbiakan vegetatif mempunyai cirisebagai berikut.

a. Memerlukan satu induk.b. Tidak perlu sel kelamin.c. Tidak didahului fertilisasi.d. Anak berasal dari bagian tubuh induknya.e. Menghasilkan organisme yang sifatnya sama

dengan induknya.

Gambar 4.15 Paus merupakan contoh makhkuk hidup yangberkembang biak secara viviparSumber: www.orcaskillerbeauties.com

Gambar 4.16 Kadal berkembang biak dengan ovoviviparSumber: Jendela Iptek

IPA Terpadu IX88

Beberapa macam cara perkembangbiakanvegetatif adalah:a. Membelah diri

b. Membentuk tunas

c. Umbi batang, umbi lapis

Gambar 4.17 Amoeba membelah diriSumber: Biologi Jilid 3 (2004): 105

Gambar 4.19 Kentang berkemang biak dengan umbi batang,dan bawang merah berkembang biak dengan umbi lapis

Sumber: Flora Indonesia

Gambar 4.18 Tanaman pisang yang bertunasSumber: Flora Indonesia


d. Rhizoma, dan lain-lain

Pada beberapa organisme dapat berkembangbiakbaik secara generatif maupun vegetatif sekaligus,misalnya: Paramaecium dan beberapa hewanCoelenterata yaitu Hydra, ubur-ubur dan lain-lain.

Gambar 4.20 RhizomaSumber: Flora Indonesia

Gambar 4.20 Ubur-uburSumber: www.ratemyscreensaver.com

Tingkat Reproduksi

Adalah kemampuan organisme untuk menghasilkanketurunan. Tingkat reproduksi dikatakan tinggi bilaorganisme tersebut dapat menghasilkan keturunan

IPA Terpadu IX90

yang jumlahnya banyak dalam waktu singkat. Contoh:hewan Protozoa, serangga, bakteri, dan lain-lain.Sedangkan organisme yang tingkat reproduksinyarendah bila keturunan yang dihasilkan dalam jumlahsedikit dan dalam waktu yang lama. Contohnya: badak,gajah, banteng, orang utan, bunga Raflesia arnoldi,dan lain-lain.

Penyebab punahnya suatu organisme antara lain:a. Tingkat reproduksinya yang rendahb. Ulah manusia yang tidak bertanggung jawab,

misalnya membakar dan menebang hutan untuklahan pertanian atau perumahan. Banyak jenistumbuhan dan hewan kehilangan habitatnya dankini banyak yang spesiesnya makin langka.

c. Perburuan liar, hampir semua tumbuhan danhewan menjadi langka karena perburuan untukdiambil bulu, kulit, tanduk dan lain-lain.

Usaha-usaha pemerintah untuk melindungihewan langka dari kepunahan antara lain:a. Mendirikan cagar alam dan suaka margasatwa

untuk membantu pelestarian tumbuhan danhewan langka di habitat alaminya.

b. Penangkaran hewan-hewan langka, para ahlimenangkap hewan dari alam bebas, merawatnyadan mengupayakan agar hewan-hewan tersebutdapat berkembangbiak dalam kandang, kemudiananak-anak mereka dilepas atau ditempatkan dihabitat yang lebih cocok.

c. Membuat undang-undang yang mengaturperburuan.Contoh hewan yang langka di Indonesia, yaitu:

harimau Jawa (Pantera tigris sondaicus), macankumbang (Pantera pardus), tapir (Tapirus indicus),komodo (Varanus komodoensis), maleo(Macrocephalon maleo), banteng (Bos sondaicus),mandril (Nasalis larvatus), cendrawasih (Paradiseaminor), kanguru pohon (Dendrolagus ursinus),kakatua raja (Probociger aterrimus), buaya muara(Crocodylus porosus). dan ular sanca hijau(Chondrophyton vindis).


Beberapa contoh hewan yang langka di Indonesia.

Gambar 4.21 Beberapa contoh hewan yang dilindungi di IndonesiaSumber: wikipedia-indonesia.co.id

Badak

Jalak Bali Komodo

Elang Jawa

IPA Terpadu IX92

Refleksi

Rangkuman

1. Adaptasi adalah kemampuan makhluk hidup untuk menyesuaikandiri dengan lingkungannya yang bersifat menurun.

2. Secara garis besar adaptasi dibagi menjadi 3:a. Adaptasi morfologi: penyesuaian diri bentuk tubuh/alat-alat

tubuh sehingga sesuai dengan lingkungannya.b. Adaptasi fisiologi: cara penyesuaian diri fungsi alat-alat

tubuh/kerja alat-alat tubuh terhadap lingkungannya.c. Adaptasi tingkah laku: cara penyesuaian diri makhluk hidup

terhadap lingkungannya dalam bentuk tingkah laku.

3. Seleksi alam: kemampuan alam untuk menyaring terhadap semuaorganisme yang hidup di dalamnya, dimana hanya organismeyang mampu menyesuaikan diri terhadap lingkungannya yangakan selamat, sedangkan yang tidak mampu menyesuaikan diriakan mati/punah.

4. Perkembangbiakan dibedakan menjadi dua yaitu generatif danvegetatif.

Coba jelaskan perbedaan perkembangan generatif dan vegetatif!Bagaimana kelangsungan makhluk hidup bisa terjadi? Jelaskansebagai bahan refleksi kalian. Jika sudah paham, lanjutkanpembelajaran kalian ke bab berikutnya.


Uji Kompetensi

41 2

3

A. Pilihlah satu jawaban yang benar dengan memberi tandasilang (x) pada huruf a, b, c, atau d!

1. Perhatikan bentuk paruh burung berikut!

Bentuk paruh yang sesuai untuk mencari makan di dalam air ataulumpur adalah . . . .

a. 1b. 2c. 3d. 4

2. Perhatikan gambar kaki burung berikut.

Bentuk kaki tersebut sesuai untuk . . . .a. berenang di airb. bertenggerc. memanjatd. mencengkeram mangsa

3. Tipe mulut pada kupu-kupu adalah . . . .a. penusukb. penghisapc. penggigitd. penusuk dan penghisap

IPA Terpadu IX94

4. Duri pada tumbuhan kaktus berfungsi untuk . . . .a. mempercepat penguapanb. mengurangi penguapanc. mempercepat pengangkutand. memperlancar pengangkutan

5. Tumbuhan hidrofit mempunyai ciri sebagai berikut, kecuali . . . .a. batang beronggab. dinding sel kuat dan tebalc. daun sempit dan tebald. daun lebar dan tipis

6. Tujuan rayap memakan kembali kelupasan kulitnya adalah . . . .a. untuk mendapatkan makanannyab. untuk mendapatkan enzimc. untuk pembuatan kulit luarnyad. untuk mendapatkan hewan Flagellata

7. Berikut yang merupakan adaptasi tingkah laku adalah . . . .a. tulang pada burung terbang beronggab. hewan cumi-cumi mengeluarkan tintac. daun kaktus berupa durid. tumbuhan jati berdaun lebar

8. Tujuan tumbuhan jati menggugurkan daunnya adalah . . . .a. mempercepat penguapanb. mengurangi penguapanc. karena akan berbuahd. karena memang sudah tua

9. Berikut ini faktor yang mempengaruhi adaptasi makhluk hidup dilingkungan air, kecuali . . . .a. intensitas cahayab. kelembapanc. kadar oksigend. kedalaman

10. Berikut ini beberapa cara adaptasi hewan di lingkungan air, kecuali. . . .a. memiliki sisikb. bentuk tubuh rampingc. memiliki siripd. sering muncul ke permukaan air


11. Tipe mulut pada nyamuk adalah . . . .a. penusukb. penghisapc. penggigitd. penusuk dan penghisap

12. Tumbuhan bakau memiliki akar khusus untuk beradaptasi yangdisebut . . . .a. akar gantungb. akar tunjangc. akar napasd. vivipar

13. Di bawah ini cara-cara perkembangbiakan vegetatif, kecuali . . . .a. membelah dirib. membentuk tunasc. umbi batangd. vivipar

14. Organisme yang dapat berkembangbiak secara generatif maupunvegetatif adalah . . . .a. Paramaeciumb. ayamc. Amoebad. serangga

15. Ciri adaptasi morfologi pada burung elang adalah . . . .a. berkuku tajamb. kaki berselaputc. kaki panjangd. kaki pendek, kecil

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Sebutkan 3 hal yang mempengaruhi kelangsungan hidup organisme!

2. Apakah yang dimaksud adaptasi?

3. Bagaimana ciri-ciri tumbuhan xerofit?

4. Apakah yang dimaksud seleksi alam?

5. Sebutkan beberapa contoh hewan atau tumbuhan yang dilindungi!

IPA Terpadu IX96

P r o y e k

Pergilah ke kebun binatang atau pasar burung yang terdekat, kemudianamatilah macam-macam bentuk kaki dan bentuk paruh burung serta jenismakanannya! Kemudian buatlah laporan hasil pengamatan kalian secara lengkapdan kumpulkan kepada guru!

Pewarisan Sifat 97


Peta Konsep


• Kromosom • Genetika• Gen • Parental• Genotipe • Gamet• Fenotipe • Heterozigot• Homozigot • Intermediet• Dominan • Resesif

Pewarisan Sifatdengan Satu Sifat

Beda

Pewarisan Sifatdengan Dua Sifat

Beda

Pewarisan Sifat

meliputi

Banyak sifat yang dimiliki makhluk hidup yang menurun dari induk kepadaketurunannya, sehingga sifat orang tua dapat muncul pada anaknya atau bahkan

sifat-sifat tersebut muncul pada cucunya. Dahulu kala, ada anggapan bahwapenurunan sifat pada manusia penurunannya melalui darah. Namun anggapan itu

keliru, terbukti walaupun seseorang menerima darah dari orang lain, sifat dari orangyang memberi darah tersebut tidak menurun kepada orang yang menerima darahtersebut. Lalu di manakah tersimpan faktor pembawa keturunan tersebut? Konseppewarisan sifat pada makhluk hidup akan dapat kalian deskripsikan setelah kalian

mempelajari bab berikut.

Bab 5 Pewarisan Sifat

Kata Kunci

IPA Terpadu IX98

A. Pendahuluan

Tiap spesies memiliki ciri-ciri tertentu yangspesifik yang hampir sama dari generasi ke generasi,bahkan ciri ini ada sejak dulu kala. Misalnya hewangajah mempunyai telinga yang lebar, mempunyaigading, tubuhnya besar, dan mempunyai belalai. Cirigajah tersebut sudah ada sejak gajah purba.

Jadi ada ciri-ciri atau sifat-sifat makhluk hidupyang diturunkan dari generasi ke generasi atauditurunkan dari induk kepada anaknya. Untuk lebihjelasnya lakukan Kegiatan 5.1 berikut.

A. Tujuan: Mengetahui keanekaragaman genetis pada manusia.B. Cara Kerja:1. Bentuklah kelompok yang terdiri atas 5 siswa.2. Amatilah ciri-ciri kalian yang meliputi:

Ujung daun telinga yang bebas dan yang melekat, ibu jari dapatdibengkokkan dan yang tidak, bulu mata yang panjang dan yangpendek, rambut yang lurus dan tidak lurus, adanya rambut padaruas tengah jari-jari tangan dan tidak ada rambut, golongandarah A, B, AB dan O.

Kegiatan 5.1

3. Gunakan cakram genetika dimulai dari bagian tengah dengan ciripertama, dan tentukan apakah kalian ada di sisi kanan atau kirigaris vertikal.

4. Lanjutkan pada garis lingkaran kedua cakram tersebut! Tentukandi bagian mana sifat kalian berada! Demikian seterusnya sampailingkaran terluar yaitu golongan darah! Baca angka yang tertulis,untuk kombinasi dari ciri-ciri khusus kalian.

Gambar 5.1 Berbagai keanekaragaman genetis pada manusia

Pewarisan Sifat 99

5. Tulis angka yang kalian peroleh pada tabel.6. Carilah angka untuk teman kalian. Catat pada tabel.

C. Hasil Pengamatan

Tabel Hasil Pengamatan

No. Nama Siswa Nomor

1. ... ...2. ... ...3. ... ...4. ... ...5. ... ...

D. Pertanyaan1. Apakah ada seseorang di kelas kalian yang mempunyai angka

sama? Jika ada, apa artinya?2. Jika ada teman kalian yang mempunyai angka sama, carilah ciri

ketujuh yang dapat untuk membedakan!3. Bagaimana ciri seseorang dengan angka 73 dapat berbeda

dengan orang lain yang mempunyai angka 56?

Kita ketahui bahwa tubuh makhluk hiduptersusun dari struktur fungsional terkecil, yaitu sel.

Gambar 5.2 Cakram genetika

IPA Terpadu IX100

Sel ini memiliki inti sel atau nukleus, pada inti selterdapat jalinan seperti benang halus yang disebutkromosom. Kromosom inilah yang merupakanpembawa sifat keturunan. Di sepanjang kromosomterdapat gen yang merupakan penentu sifatketurunan suatu makhluk hidup. Jadi baik kromosommaupun gen sama pentingnya dalam penurunan sifat.

Berdasarkan fungsinya, kromosom dibedakanmenjadi dua tipe, yaitu:1. Kromosom Tubuh (Autosom)

Yaitu kromosom yang menentukan ciri-ciri tubuh.

2. Kromosom Kelamin (Gonosom)Yaitu kromosom yang menentukan jenis kelaminpada individu jantan atau betina atau pada manusiapria atau wanita. Misalnya: pada kromosom lalatbuah (Drosophila melanogaster) memiliki 4 pasangkromosom, terdiri atas 3 pasang autosom dan 1pasang gonosom.

Gambar 5.3 kromosomSumber: dreamcorner.net

sentromer

kromatid

B. Kromosom dan Gen

Pewarisan Sifat 101

Jumlah dan bentuk kromosom pada setiap seltubuh spesies makhluk hidup adalah tertentu.Misalnya pada manusia pada setiap sel tubuhnyaterdapat 46 buah kromosom atau 23 pasangkromosom. 46 kromosom tersebut berasal dari ayah23 buah dan berasal dari ibu 23 buah. Jadi walaupunseorang anak mirip ayahnya tetap saja setengahdari jumlah kromosom tubuhnya berasal dari ayahdan setengah dari ibu. Perhatikan bagan berikut.

Gambar 5.4 Kromosom pada lalat buah jantan dan betinaSumber: John W. Kimbal dalam H. Siti Soetarmi Tjitrosomo, Biologi Jilid 1

X XYX

ayah (46 kromosom) Ibu (46 kromosom)

sel sperma (23 buah) sel telur (23 buah)

Zigot (46 buah/23 pasang)

Individu baru (46 buah/23 pasang)

Fertilisasi

IPA Terpadu IX102

C. Istilah-istilah dalam Genetika

1. Sel Diploid dan Sel Haploid

Yaitu sel yang memiliki kromosom dalam keadaanberpasangan atau sel yang memiliki dua set ataudua perangkat kromosom. Misalnya sel tubuhmanusia memiliki 46 buah kromosom yang selaludalam keadaan berpasangan sehingga disebutdiploid (2n) (di berarti dua, ploid berarti set/perangkat). Sedangkan sel kelamin manusia memilikikromosom tidak berpasangan . Hal ini terjadi karenapada saat pembentukan sel kelamin, sel induk yangbersifat diploid membelah secara meiosis, sehinggasel kelamin anaknya hanya mewarisi setengah darikromosom induknya. Maka dalam sel kelamin(gamet) manusia terdapat 23 kromosom yang tidakberpasangan atau hanya memiliki seperangkat atausatu set kromosom saja, disebut haploid (n).

2. Genotip

Genotip adalah susunan gen yang menentukan sifatdasar suatu makhluk hidup dan bersifat tetap. Dalamgenetika genotip ditulis dengan menggunakan simbolhuruf dari huruf paling depan dari sifat yang dimilikioleh individu. Setiap karakter sifat yang dimiliki olehsuatu individu dikendalikan oleh sepasang gen yangmembentuk alela. Sehingga dalam genetika simbolgenotip ditulis dengan dua huruf. Jika sifat tersebutdominan, maka penulisannya menggunakan huruf kapitaldan jika sifatnya resesif ditulis dengan huruf kecil.

Genotip yang memiliki pasangan alela sama,misalnya BB atau bb, merupakan pasangan alela yanghomozigot. Individu dengan genotip BB disebuthomozigot dominan, sedangkan individu dengangenotip bb disebut homozigot resesif .Untuk genotipyang memiliki pasangan alela berbeda misal Bb,merupakan pasangan alela yang heterozigot.

Pewarisan Sifat 103

3. Fenotip

Fenotip adalah sifat yang tampak pada suatuindividu dan dapat diamati dengan panca indra,misalnya warna bunga merah, rambut keriting, tubuhbesar, buah rasa manis, dan sebagainya. Fenotipmerupakan perpaduan dari genotip dan faktorlingkungan. Sehingga suatu individu dengan fenotipesama belum tentu mempunyai genotip sama.

4. Dominan

Gen dikatakan dominan apabila gen tersebutbersama dengan gen lain (gen pasangannya), akanmenutup peran/sifat gen pasangannya tersebut.Dalam persilangan gen, dominan ditulis dengan hurufbesar.

5. Resesif

Gen dikatakan resesif apabila berpasangandengan gen lain yang dominan ia akan tertutupsifatnya (tidak muncul) tetapi jika ia bersama genresesif lainnya (alelanya) sifatnya akan muncul. Dalamgenetika gen resesif ditulis dengan huruf kecil.

6. Intermediet

Adalah sifat suatu individu yang merupakangabungan dari sifat kedua induknya. Hal ini dapatterjadi karena sifat kedua induk yang muncul samakuat (kodominan). Misalnya bunga warna merahdisilangkan dengan bunga warna putih, menghasilkanketurunan berwarna merah muda.

7. Hibrid

Adalah hasil perkawinan antara dua individu yangmemiliki sifat beda. Bila individu tersebut memilikisatu sifat beda disebut monohibrid, dua sifat bedadisebut dihibrid, tiga sifat beda trihibrid, dansebagainya.

IPA Terpadu IX104

Gambar 5.5Gregor J. Mendel

Sumber: OxfordEnsiklopedi Pelajar

D. Hukum Penurunan Sifat Mendel

Ilmu yang mempelajari tentang sifat-sifat yangdiwariskan, cara sifat diwariskan, dan variasinya yangterjadi pada keturunannya disebut ilmu keturunanatau genetika. Seorang tokoh yang berjasa dalammempelajari sifat-sifat yang diwariskan dari indukpada keturunannya ialah Gregor J. Mendel (1822 -1884) sehingga ia dikenal sebagai bapak genetika.

Dalam percobaannya, Mendel menggunakantanaman kacang ercis atau kacang kapri (Pisumsativum). Adapun alasan Mendel menggunakantanaman kacang ercis dalam percobaannya adalah:

1. Memiliki pasangan sifat yang kontras.2. Dapat melakukan penyerbukan sendiri.3. Mudah dilakukan penyerbukan silang.4. Mempunyai daur hidup yang relatif pendek.5. Menghasilkan keturunan dalam jumlah banyak.

Berikut ini ada 7 sifat beda yang mencolok padatanaman kacang ercis.

Langkah awal yang dilakukanMendel adalah menentukan galurmurni, yaitu tanaman yangapabila melakukan penyerbukansendiri senantiasa menghasilkanketurunan yang sifatnya samapersis dengan sifat induknya,walaupun penyerbukan tersebutdilakukan berulang-ulang hasil-nya akan tetap sama. SelanjutnyaMendel menyilangkan dua individugalur murni yang sama-samamemiliki pasangan sifat yangkontras. Misalnya kapri berbungamerah disilangkan dengan kapriberbunga putih, yang keduanyagalur murni. Dari persilangan

Gambar 5.6 Sifat-sifat beda yangkontras pada beberapa varietas

kacang ercisSumber: id.wikipedia.org

Pewarisan Sifat 105

Kegiatan 5.2

tersebut, Mendel mengemukakan beberapakesimpulan yang kemudian disebut Hukum Mendel:1. Setiap individu hasil persilangan mengandung

gamet dari kedua induknya (bersifat diploid =2n), misalnya induk jantan berwarna merah (MM)dan betina (mm) maka keturunannya memilikigen Mm.

2. Pada proses pembentukan gamet, gen berpisahsecara acak (Hukum Segregasi secara bebas) ataudikenal sebagai Hukum Mendel I. Jadi Mm akanberpisah menjadi dua gamet, yaitu M dan m.

3. Pada proses pembuahan (fertilisasi) gamet akanbertemu secara acak pula (asortasi) atau dikenalsebagai Hukum Mendel II. Dalam kasus di atasgamet M dapat membuahi gamet lainnya,misalnya M atau dapat juga m.

Untuk lebih jelasnya mengenai percobaan Mendelcoba kalian lakukan Kegiatan 5.2 berikut.

A. TujuanMenyelidiki perbandingan genotipe dan fenotipe pada keturunankedua dengan satu sifat beda.

B. Alat dan Bahan1. Kantong plastik hitam kecil 2 buah2. Kancing genetika warna merah 100 buah3. Kancing genetika warna putih 100 buah

C. Cara Kerja1. Bekerjalah dalam suatu kelompok yang terdiri atas 4 siswa.2. Masukkan ke dalam sebuah kantong plastik 50 buah kancing

warna merah dan 50 buah kancing warna putih. Sisanyamasukkan dalam kantong plastik yang lainnya.

3. Tanpa melihat ke dalam kantong plastik, ambillah satu kancingdari masing-masing kantong secara serempak. Kemudiancatat hasilnya ke dalam tabel. Kancing yang sudah diambil

IPA Terpadu IX106

tidak dimasukkan ke dalam kantong lagi! Jika warna merahdilambangkan M dan warna putih dilambangkan dengan m,maka bila pada pengambilan pertama keluar kombinasi warnamerah dan putih maka beri tanda 1 pada kolom ijiran Mm.

4. Lakukan kegiatan tersebut sampai kancing dalam kantonghabis.

Tabel 5.1 Hasil Pengambilan Kancing Baju

Kombinasi Ijiran Jumlah

MM(Merah-Merah) ................ ................................

Mm(Merah-Putih) ................ ................................

Mm(Putih-Putih) ................ ................................

Jumlah total ................ ................................

D. Pertanyaan1. Bagaimana perbandingan MM : Mm : mm?2. Jika sifat warna merah dominan terhadap warna putih, apakah

warna yang tampak pada genotipe MM, Mm, dan mm?3. Bagaimana perbandingan fenotip pada persilangan tersebut?4. Jika warna merah dan putih tidak dominan atau tidak resesif,

warna apa yang muncul pada genotip MM, Mm, dan mm?5. Bagaimana perbandingan fenotip pada persilangan tersebut

jika warna merah dan putih tidak dominan dan tidak resesif?

1. Persilangan dengan Satu Sifat Beda (Monohibrid)

Mendel menyilangkan tanaman kacang ercisberbunga merah galur murni (MM) dengan kacangercis berbunga putih galur murni (mm), dihasilkanketurunan pertama (Filial) F1 yang semua berwarnamerah dengan genotipe Mm. Bila sesama F1 inidisilangkan akan menghasilkan keturunan II atau F2.Bagaimana sifat keturunan kedua tersebut? Untukitu perhatikan diagram berikut.

Pewarisan Sifat 107

P (Parental = induk) Genotipe : MM X mmFenotipe : Merah PutihGamet : M dan M m dan m

F1 (keturunan 1) Genotipe : MmFenotipe : Merah

F2 (F1 disilangkan sesamanya) Genotipe : Mm X MmFenotipe : Merah MerahGamet : M dan m M dan m

F2:

Penjelasan:

• Pada F1 dihasilkan individu yang seluruhnya berbunga merahdan bergenotipe Mm karena adanya dominasi penuh dari sifatwarna merah terhadap putih.

• Pada F2 dihasilkan individu-individu yang terdiri atas 3 macamgenotip, yaitu MM, Mm, dan mm dengan perbandingan 25% :50% : 25% atau 1 : 2 : 1 dan dihasilkan dua macam fenotip, yaitumerah dan putih dengan perbandingan 75% : 25% atau 3 : 1.

Gamet M m

M MM Mm

MmMerah

mmPutih

m

2. Persilangan Monohibrid Intermediet

Pada kesempatan lain, Mendel juga menyilangkantanaman Antirrinum majus berbunga merah galurmurni (MM) dengan bunga putih galur murni (mm).Ternyata seluruh keturunan pertama berbunga merahmuda (Mm). Warna merah muda ini terjadi karenapengaruh gen dominan yang tidak sempurna(kodominan). Untuk memperoleh F2 maka Mendelmenyilangkan sesama F1.

IPA Terpadu IX108

Penjelasan:

• Pada F1 dihasilkan individu yang seluruhnya merah muda (Mm).Warna merah muda ini disebut intermediet atau sifat antarakedua induk.

• Pada F2 dihasilkan 3 macam genotipe, yaitu MM, Mm, dan mmdengan perbandingan 1 : 2 : 1 dan juga 3 macam fenotipe, yaitumerah : merah muda : putih dengan perbandingan 1 : 2 : 1.

3. Persilangan dengan Dua Sifat Beda (Dihibrid)

Untuk mempelajari persilangan dua sifat bedacoba kalian lakukan Kegiatan 5.3 berikut.

P1: Genotipe

Fenotipe

Gamet

M M

Merah

M dan M

m m

putih

m dan mXXXXX

M M

Merah Muda

F1: Genotipe

Fenotipe

P2: Genotipe

Fenotipe

Gamet

M m

merah muda

M dan m

M m

merah muda

M dan m

Gamet M m

M MMMerah

MmMerah muda

MmMerah muda

mmPutih

m

F2:

Pewarisan Sifat 109

A. Tujuan

Mengetahui perbandingan fenotipe keturunan dengan dua sifatbeda.

B. Alat dan Bahan

Baling-baling genetika

Cara membuat baling-baling genetika: Buatlah dua buah baling-baling dari bahan kardus atau tripleks tipis, yang masing-masingmemiliki 4 buah lengan. Setiap lengan menggambarkan gamet.Satu baling-baling diberi nama baling-baling jantan dan yangsatu baling-baling betina. Kemudian bagian tengah baling-balingdiberi poros.

KeteranganB = simbol gen dominan pembawa sifat bulatb = simbol gen resesif untuk pembawa sifat bentuk keriputK = simbol gen dominan untuk pembawa sifat warna kuningk = simbol gen resesif untuk pembawa sifat warna hijau

C. Cara Kerja1. Untuk melihat perbandingan fenotip keturunan dari

persilangan ercis bulat kuning heterozigot dengan bulatkuning heterozigot, putarlah kedua baling-baling bersama-sama.

2. Hentikan secara acak dan amatilah lengan baling-baling yangbertemu/berdekatan. Kemudian catatlah dalam tabel (lenganbaling-baling yang berdekatan menunjukkan 2 gamet yangbertemu).

3. Lakukan terus sampai diperoleh 80 kombinasi.

Kegiatan 5.3

Gambar 5.7 Baling-baling genetika

IPA Terpadu IX110

Tabel 5.2 Hasil Pengamatan dengan Baling-baling Genetika

No. Genotipe Fenotipe Ijiran Jumlah

1. BBKK ..................... ................... ..........................

2. BBKk ..................... ................... ..........................

3. BbKK ..................... ................... ..........................

4. BbKk ..................... ................... ..........................

5. BBkk ..................... ................... ..........................

6. Bbkk ..................... ................... ..........................

7. bbKK ..................... ................... ..........................

8. bbKk ..................... ................... ..........................

9. bbkk .................... ................... ..........................

Catatan

Pasangan gen yang mempengaruhi fenotipe kacang ercis adalah:

B–K– : biji bulat warna kuning

B-kk : biji bulat warna hijau

bbK– : biji keriput warna kuning

bbkk : biji keriput warna hijau

tanda– : dapat diisi oleh gen dominan dan gen resesif

D. Pertanyaan1. Ada berapa macam fenotipe yang muncul dari persilangan

tersebut di atas?2. Fenotipe mana yang paling banyak muncul? Berapa persen?3. Fenotipe mana yang paling sedikit muncul? Berapa persen?4. Bagaimanakah perbandingan fenotipe yang muncul pada

persilangan tersebut?

Pewarisan Sifat 111

Persilangan dihibrid adalah persilangan denganmemperhatikan dua sifat yang berbeda. Misalnya,ercis berbiji bulat berwarna kuning (BBKK)disilangkan dengan ercis berbiji keriput berwarnahijau (bbkk). Karena sifat bulat dan kuning dominanterhadap sifat keriput dan hijau, maka turunanpertama semuanya berbiji bulat kuning heterozigot(BbKk). Jika sesama F1 ini disilangkan, akan diperoleh16 kombinasi genotipe dan 4 macam fenotipe. Untuklebih jelasnya perhatikan diagram berikut ini.

fenotipegenotipegamet

geotipefenotipe

genotipegamet

BK

BBKKBulat, kuning

BBKkBulat, kuning

BbKKBulat, kuning

BbKkBulat, kuning

bulat,kuningBBKK

Bdan K

F1

BbKkBK,Bk,bK,bk

Bk

BBKkBulat,kuning

BBkkBulat, hijau

BbKkBulat,kuning

BbkkBulat, hijau

X

BbKkbulat, kuning

X

bK

BbKKBulat, kuning

BbKkBulat, kuning

bbKKKeriput, kuning

bbKkKeriput, kuning

Keriput, hijaubbkk

b dan k

F1

BbKkBK,Bk,bK,bk

bk

BbKkBulat, kuning

BbkkBulat, hijau

bbKkKeriput, kuning

bbkkKeriput, hijau

P1

F1

F2

F2:

Gamet

BK

Bk

bK

bk

IPA Terpadu IX112

Dari diagram tersebut dapat dilihat bahwa ada 4macam fenotipe pada F2 yaitu:

Genotipe Fenotipe Frekuensi

B-K- Bulat, kuning 9/16

B-kk Bulat, hijau 3/16

bbk- Keriput, kuning 3/16

bbkk Keriput, hijau 1/16

Dengan demikian perbandingan fenotipe F2 padapersilangan dihibrid adalah bulat kuning : bulat hijau:keriput kuning : keriput hijau = 9 : 3 : 3 : 1.

Jika dari persilangan tersebut dihasilkan 1600keturunan, maka kemungkinan diperoleh ercis berbiji

bulat warna kuning ialah: 9

16 × 1600 = 90 pohon.

Bagaimana dengan perbandingan genotipenya?Coba kalian cari bagaimanakah macam genotipenyadan bagaimana pula perbandingannya?

E. Cara Mencari Jumlah dan MacamGamet

Dalam persilangan monohibrid diketahui bahwagamet yang terbentuk pada P2 ada 2 macam,sementara itu pada persilangan dihibrid yangterbentuk pada P2 ada 4 macam, untuk persilangantrihibrid ada 8 macam, bila persilangan dengan nsifat beda akan diperoleh 2n macam gamet.

Untuk menentukan macam gamet yangterbentuk dapat digunakan diagram garpu, misalnya:AaBb, macam gametnya adalah:

Pewarisan Sifat 113

F. Penurunan Sifat pada Manusia

Manusia mempunyai 23 pasang kromosom yangterdiri dari autosom (kromosom tubuh dan gonosom(kromosom kelamin). Maka rumus kromosom padapria adalah 22AAXY dan pada wanita 22AAXX. Rumustersebut artinya manusia memiliki 22 pasangautosom dan sepasang kromosom yang menentukanjenis kelamin (gonosom/kromosom seks). Jadikromosom seks ada dua jenis, yaitu XY untuk priadan XX untuk wanita.

1. Pewarisan Sifat yang Terpaut dalam Kromosom Seks

Gen yang bertempat pada kromosom seksdisebut gen terpaut seks. Sifat gen yang terpautdalam seks sifatnya bergabung dengan jenis kelamintertentu dan diwariskan bersama kromosom seks.Umumnya gen terpaut seks terdapat padakromosom X, tetapi ada juga yang terpaut padakromosom Y.

a. Buta warna

Orang yang menderita buta warna tidak dapatmembedakan warna-warna tertentu, buta warnamerah hijau, tidak mampu membedakan warnamerah dan hijau. Buta warna ini dikendalikan olehgen resesif. Gen ini terpaut dalam kromosom X.Terdapat 5 kemungkinan genotipe, yaitu:1) XC XC : wanita normal2) Xc Xc : wanita buta warna3) XC Xc : wanita pembawa buta warna/karier4) XC Y : pria normal5) Xc Y : pria buta warna

Wanita karier atau pembawa artinya wanita yangsecara fenotipe normal tetapi secara genotipe diamembawa alel sifat resesif untuk buta warna.

Coba kalian buat diagram penurunan sifat,kepada siapa gen buta warna seorang ibu diwariskan.(Ibu buta warna menikah dengan ayah normal).

IPA Terpadu IX114

P = Ibu buta warna × Ayah normal

Genotip = ............................. ............................

Gamet = ............................. ............................

............................. ............................

............................. ............................

F = genotip Fenotip

............................. ............................

............................. ............................

............................. ............................

............................. ............................

b. Hemofilia

Hemofilia merupakan kelainan dimana seseorangdarahnya tidak dapat/sulit membeku bila luka. Lukakecil pun dapat menyebabkan penderita meninggalkarena terjadi pendarahan yang terus-menerus. Genyang mengendalikan sifat ini adalah gen resesif danterpaut dalam kromosom X. Dalam keadaanhomozigot resesif gen ini bersifat letal (menimbulkankematian).

Beberapa kemungkinan susunan genotipeadalah:1) XH XH : wanita normal2) Xh Xh : wanita hemofilia bersifat letal3) XH Xh : wanita pembawa/karier4) XH Y : pria normal5) Xh Y : pria hemofilia

2. Penurunan Sifat Golongan Darah Sistem A, B, O

Untuk mengetahui kemungkinan susunangenotipe dari golongan darah sistem A, B, O,perhatikan Tabel berikut ini.

Pewarisan Sifat 115

Tabel 5.3 Hubungan antara Fenotipe Golongan Darah,Genotipe, dan Macam Gamet

Fenotipe Golongan Darah Genotipe Macam Gamet

A IA IA, IA IO, IA, IO

B IB IB,IB IO IB, IO

AB IA IB IA, IB

O IO IO IO

Sekarang coba kalian tanyakan golongan darahorang tua, kemudian carilah bagaimanakahkemungkinan golongan darah anak-anaknya.

3. Manfaat Persilangan bagi Manusia

Persilangan tumbuhan atau hewan ini sangatbermanfaat karena dapat memilih sifat-sifat yangbaik dan menghilangkan sifat-sifat yang kurang baik,dengan demikian persilangan dapat digunakan untukmemperoleh bibit unggul atau menghasilkanketurunan dengan sifat-sifat yang unggul atau yangbaik, dengan demikian manfaat persilangan antaralain:a. Menghasilkan keturunan dengan sifat-sifat yang

baik.b. Menghasilkan bibit unggul baik pada tumbuhan

maupun hewan, misalnya varietas tanaman jenisunggul hasil persilangan PB5, PB8, IR22, IR24,juga pada ternak, misalnya sapi Santa gertrudis,hasil persilangan sapi brahman dengan sapishorthorn.

Banyak lagi manfaat persilangan yang dapatdirasakan manusia. Coba kalian cari manfaat-manfaatlain adanya persilangan bagi manusia.

IPA Terpadu IX116

Rangkuman

Refleksi

1. Di sepanjang kromosom terdapat gen yang merupakan penentusifat keturunan suatu makhluk hidup.

2. Berdasarkan letak, kromosom dibedakan menjadi:a. Kromosom tubuh (autosom)b. Kromosom kelamin (gonosom)

3. Alasan Mendel menggunakan kacang ercis dalam percobaannya,adalah:a. Memiliki pasangan sifat yang kontras.b. Dapat melakukan penyerbukan sendiri.c. Mudah dilakukan penyerbukan silang.d. Mempunyai daur hidup yang relatif pendek.e. Menghasilkan keturunan dalam jumlah banyak.

4. Pewarnaan sifat yang terdapat dalam kromosom seks diantaranya buta warna, hemofilia.

5. Manfaat persilangan bagi manusia:a. Menghasilkan keturunan dengan sifat-sifat yang baik.b. Menghasilkan bibit unggul baik pada tumbuhan maupun

hewan.

Sebagai bahan refleksi, coba carilah kelainan/penyakit yangberhubungan dengan pewarisan sifat, analisalah kasus tersebutdan kumpulkan sebagai tugas akhir bab, setelah selesai kalian bisamelanjutkan pembelajaran ke bab berikutnya.

Pewarisan Sifat 117


1. Pembawa sifat keturunan suatu makhluk hidup adalah . . . .a. plasma sel c. kromosomb. inti sel d. gen

2. Sel diploid pada manusia berjumlah . . . .a. 46 pasang c. 32 pasangb. 26 pasang d. 23 pasang

3. Ruang khusus tempat kedudukan gen disebut . . . .a. alela c. kromosomb. lokus d. rongga sel

4. Hasil perkawinan antara dua individu yang mempunyai sifat bedadisebut . . . .a. filius c. hibridb. parental d. gamet

5. Yang merupakan galur murni adalah . . . .a. BB dan Bb c. bb dan BBb. Bb dan Bb d. Bb dan bb

6. Persilangan antara bunga warna merah dominan (MM) dengan bungawarna putih (mm) menghasilkan perbandingan pada F2-nya adalah. . . .a. 75% MM : 25% mmb. 50% MM : 50% mmc. 25% MM : 50% Mm : 25% mmd. 25% Mm : 50% MM : 25% mm

7. Agar diperoleh keturunan dengan perbandingan fenotipe 50% merahdan 50% putih, maka genotipe kedua induknya adalah . . . .a. MM x mm c. Mm X mmb. Mm X Mm d. MM x Mm

8. Individu yang bergenotipe MMKk akan menghasilkan gamet . . . .a. MKk dan MkK c. Kk dan MMb. MK dan Mk d. Mk dan mk

Uji Kompetensi

IPA Terpadu IX118

9. Penyakit menurun yang terpaut dalam kromosom X adalah . . . .a. buta warna dan albinob. hemofilia dan anemiac. buta warna dan thalasemiad. hemofilia dan buta warna

10. Seorang wanita bergolongan darah B heterozigot menikah denganpria bergolongan darah A heterozigot, maka kemungkinan golongandarah pada anak-anaknya adalah . . . .a. A dan Bb. ABc. A, B, AB, dan Od. AB dan O

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Sebutkan 4 alasan Mendel menggunakan kacang ercis dalam

percobaannya!

2. Tikus jantan berambut hitam disilangkan dengan tikus betinaberambut putih, menghasilkan keturunan semua berwarna abu-abu, bila tikus abu-abu disilangkan sesamanya bagaimanaperbandingan genotipe dan fenotipe pada F2-nya?

3. Bila jeruk berbuah manis kecil (MMbb) disilangkan dengan jerukberbuah masam besar (mmBB).a. Tentukan genotipe dan fenotipe turunan pertamanya!b. Jika sesama F1 saling menyerbuki, tentukan perbandingan

fenotipe dan genotipe pada keturunan keduanya (F2)!c. Dari hasil F2 manakah yang merupakan bibit unggul (genotipe

dan fenotipenya)?

4. Pasangan suami istri, suami buta warna, sedangkan istrinya normal,bagaimanakah perbandingan fenotipe pada anak-anaknya?

5. Jelaskan manfaat persilangan dalam kehidupan sehari-hari!

Bioteknologi 119


Peta Konsep


• Bioteknologi• Kultur Jaringan• Hidroponik

PenerapanBioteknologiSederhana

DampakPenggunaanBioteknologi

Bioteknologi

menjelaskan

Usaha MengatasiDampak Penerapan

Bioteknologi

Kalian tentu mengenal makanan seperti rempeyek kedelai, tahu, kecap, tauge,dan susu kedelai. Dari bahan dasar apa makanan tersebut dibuat? Samakah proses

pembuatannya? Adakah bahan lain yang diperlukan untuk membuat produkmakanan tersebut?

Kacang kedelai adalah bahan dasar untuk pembuatan produk-produkmakanan di atas. Dengan cara pengolahan yang berbeda, butiran-butiran kacang

kedelai diubah menjadi produk dengan nama atau sebutan bermacam-macam.

Untuk mengubah suatu bahan makanan menjadi produk makanan yang laintentu harus memiliki pengetahuan cara pengolahan makanan. Biologi yang terus

berkembang turut memberi sumbangan dalam meningkatkan kesejahteraanmanusia terutama dalam pemenuhan kebutuhan makanan. Bioteknologi merupakan

salah satu contoh bentuk nyata sumbangan dari biologi.

Contoh di atas adalah salah satu penerapan bioteknologi dalam industrimakanan atau minuman. Pada bahasan ini kalian akan diajak untuk dapat

mendeskripsikan penerapan bioteknologi dalam mendukung kelangsungan hidupmanusia melalui produksi pangan.

Bab 6 Bioteknologi

Kata Kunci

IPA Terpadu IX120

Kegiatan 6.1

A. Pendahuluan

Bioteknologi adalah penggunaan makhluk hidupdan proses di dalamnya untuk menghasilkan produktertentu. Bioteknologi memanfaatkan bakteri, ragi,kapang, alga, sel tumbuhan, atau jaringan hewan.Penerapan bioteknologi memadukan berbagai disiplinilmu, seperti mikrobiologi, biokimia, genetika, biologimolekuler, kimia, rekayasa proses, dan teknik kimia.

Saat ini telah dikembangkan berbagai penerapanbioteknologi, contohnya teknik rekombinasi gen, kulturjaringan, hidroponik, radiasi, dan inseminasi buatan.

Untuk mengenal produk-produk makanan hasil penerapanbioteknologi serta peranan organismenya, diskusikan dengan teman-teman dan guru kalian. Kemudian lengkapilah tabel berikut ini.

Tabel 6.1 Produk-produk Makanan Hasil Bioteknologidan Organisme yang Digunakan

No. Produk Bahan Makanan Mikroorganisme

1. Tempe ................................. ......................................

2. Kecap ................................. ......................................

3. Keju ................................. ......................................

4. Yoghurt ................................. ......................................

5. Roti ................................. ......................................

6. Oncom ................................. ......................................

7. Tape ................................. ......................................

8. Nata de coco ................................. ......................................

9. Bir ................................. ......................................

10. Brem bali ................................. ......................................

Bioteknologi 121

Berdasarkan data dalam tabel di atas, jawablah pertanyaan berikut ini.

1. Adakah bahan makanan yang dapat dibuat menjadi lebih darisatu produk makanan? Sebutkan!

2. Produk makanan apa saja yang dalam pembuatannya memerlukanbantuan jamur?

3. Produk makanan apa saja yang dalam pembuatannya memerlukanbantuan bakteri?

B. Penerapan Bioteknologi Sederhana

Produk bioteknologi sudah dikenal baik olehmasyarakat seperti tape, tempe, brem bali, bir, anggur,cuka, keju, yoghurt, dan roti. Proses ini sudah dikenalorang sejak lama. Seiring dengan perkembanganteknologi pendukungnya, proses pengolahannyasudah dikembangkan lebih modern di pabrik-pabrikdalam produksi yang besar. Namun secara sederhanakita dapat menerapkan proses tersebut.

1. Pembuatan Tempe Kedelai

Tempe kedelai adalah bahan makananhasil fermentasi biji kedelai oleh kapang(jamur). Jenis jamur yang digunakanbiasanya jenis Rhizopus oligosporus,karena memiliki aktivitas enzim proteolitik(pengurai protein) tinggi. Dibandingkantempe dari bahan lain, seperti dari kecipir,lamtoro, ampas tahu, benguk, maka tempekedelai lebih dikenal oleh masyarakat. Telahdiakui dunia bahwa tempe adalah makanan

asli Indonesia yang kandungan gizinya patutdiperhitungkan. Cara pemanfaatan tempe antara laindigoreng, disayur lodeh, oseng-oseng, keringtempe, tempe burger, rolade tempe, dan sebagainya.

Tempe digemari orang bukan hanya rasanya yanggurih dan lezat, tetapi juga karena kaya gizi. Dengankadar protein 18,3 per 100 gram, merupakanalternatif sumber protein nabati. Selain itu, tempe

Gambar 6.1 Tempemerupakan contoh produk

bioteknologi sederhanaSumber: www.rakuten.co.jp

IPA Terpadu IX122

Sumber: Pembuatan Tempe dan Tahu Kedelai (2003)

kedelai juga mengandung beberapa asam aminoyang diperlukan tubuh manusia. Untuk mengetahuikandungan gizi tempe kedelai dibanding denganbahan bakunya (kedelai kuning dan kedelai hitam)dapat dilihat pada Tabel 6.2 berikut.

Tabel 6.2 Komposisi Zat Gizi Tempe Kedelai dalam 100 gram

No. Zat Gizi Tempe Kedelai Kedelai Kuning Kedelai Hitam

1. Energi 149,0 kal 400,0 kal 385,0 kal

2. Air 64,0 gram 10,2 gram 12,3 gram

3. Protein 18,3 gram 35,1 gram 33,3 gram

4. Lemak 4,0 gram 17,7 gram 15,0 gram

5. Karbohidrat 12,7 gram 32,0 gram 35,4 gram

6. Serat - 4,2 gram 4,3 gram

7. Abu 1,0 gram 4,0 gram 4,0 gram

8. Kalsium 129,0 mg 226,0 mg 213,0 mg

9. Besi 10,0 mg 8,5 mg 9,5 mg

10. Vitamin B1 0,17 mg 0,66 mg 0,65 mg

11. Vitamin B2 - 0,22 mg 0,23 mg

Dengan melihat kandungan gizi tersebut, yangdulunya tempe hanya dijadikan konsumsi kelasrakyat, namun sekarang sudah dinikmati segalalapisan. Bahkan restoran elit dan hotel berbintangpun menyajikan tempe dalam ragam penyajian yanglebih canggih. Bahkan para ahli di Jepang danAmerika Serikat tertarik melakukan penelitian tempe,terutama berkaitan dengan teknologi fermentasi.

Secara tradisional tempe dibuat dengan langkah-langkah sebagai berikut.

a. Penyortiran

Tujuannya untuk memisahkanbenda yang tidak diinginkan, danmemilih biji yang baik. Caranya, bijikedelai diletakkan pada tampah/nyiru kemudian ditampi.Gambar 6.2 Cara menyortir biji kedelai

Bioteknologi 123

b. Pencucian I

Biji kedelai dimasukkan ke dalamember berisi air, dan lebih baik dicucipada air yang mengalir. Tujuanpencucian ini adalah menghilangkankotoran yang melekat ataubercampur dengan biji kedelai.

c. Perebusan I

Perebusan pertama berlangsungsekitar 30 menit sehingga diperolehbiji kedelai setengah matang.

d. Perendaman

Perendaman berlangsungsemalam atau kurang lebih 8 jamhingga menghasilkan kondisi asam.Tujuan perendaman ini selainmelunakkan kedelai juga untukmencegah pertumbuhan bakteripembusuk selama fermentasi.

e. Pengupasan kulit

Keesokan harinya dilakukanpengupasan kulit. Caranya, kedelaidiremas-remas dalam air sampaikulitnya terkelupas. Tujuan pe-ngupasan kulit ini adalah agar ragitumbuh dengan baik.

Gambar 6.3 Cara mencuci biji kedelai

Gambar 6.4 Merebus kedelai

Gambar 6.5 Perendaman kedelai

Gambar 6.6 Cara pengupasan kulitkedelai

IPA Terpadu IX124

f. Pencucian II

Sekali lagi kedelai yang sudahdikupas kulitnya dicuci. Caranya,mirip mencuci beras yang akandimasak. Tujuannya untukmenghilangkan kotoran yangmasih ada dan kulit kedelai yangterkelupas.

g. Perebusan II

Setelah kedelai dikupaskulitnya dan dicuci lagi, kemudiandirebus hingga kedelai menjadimatang. Tujuannya adalah agarkedelai lebih lunak, menghilangkanbau, menambah rasa, danmembunuh bakteri yang mungkintumbuh selama perendaman.

h. Penirisan dan pendinginan

Setelah kedelai masak, tuangdi tampah/nyiru dan diratakantipis-tipis. Biarkan dingin sampaipermukaan kedelai kering agarterhindar dari pertumbuhanmikroorganisme yang tidakdikehendaki. Tampah yang dipakaiuntuk penirisan dan pendinginanpilih yang benar-benar bersihbebas dari kotoran dan zat yangmenghambat pertumbuhan ragi,misalnya garam.

i. Peragian

Tahap ini merupakan kuncikeberhasilan dalam membuat tempekedelai. Taburkan ragi pada kedelaidan aduk sampai rata. Setelah itu,diangin-anginkan sebentar. Fungsiragi selain untuk fermenter, jugasebagai pengikat keping-kepingkedelai oleh miselium.

Gambar 6.7 Pencucian tahap II

Gambar 6.8 Perebusan tahap II

Gambar 6.9 Ditiriskan dan didinginkan

Gambar 6.10 Kedelai dicampurdengan ragi

Bioteknologi 125

j. Pembungkusan

Campuran kedelai dan ragi dibungkusdengan menggunakan daun pisang yang bagianluarnya dilapisi kertas atau dibungkusmenggunakan plastik dengan ukuran tertentu.Tujuan pembungkusan adalah untukmenciptakan keadaan anaerob, karena jamurRhizopus akan bekerja dalam menguraikankedelai dalam keadaan anaerob.

k. Pemeraman

Bila pembungkusnya daun, maka pemeramandilakukan dalam bakul bambu yang ditutupkarung goni dengan suhu kurang lebih 30°C.Tetapi bila pembungkusnya plastik,pemeramannya diletakkan di rak-rak bambu.Setelah diperam semalam, jika pembungkusnyaplastik, maka plastik pembungkus tersebutditusuk-tusuk dengan lidi. Tujuannya agar udarasegar dapat masuk dalam bahan tempe, setelahitu diperam satu malam lagi.

Gambar 6.11Membungkus tempe

Gambar 6.12Cara memeram

tempe

Tempe

Karung goni

TempePlastik

Laru DaunPada proses pembuatan tempe, pasti kitamelakukan peragian. Ragi yangdigunakan dapat berasal dari laru daunyang terdapat pada daun waru, daunjati atau daun pisang bekas pembungkustempe. Karena tidak semua permukaandaun tersebut mengandung laru, makabagian daun yang mengandung larudipisahkan sedang sisa daun yang laindibuang. Setelah itu laru daun diremas-remas lalu dicampurkan ke dalam bijikedelai yang hendak dilakukan peragian.Untuk 1 kg kedelai diperlukan 2-3 helaidaun yang mengandung laru.

Info MEDIA

dibuang

daun waru

diremas-remas

laru

IPA Terpadu IX126

2. Pembuatan Tape Singkong

Yang dimaksud tape adalah suatu hasil yangdibuat dari bahan-bahan sumber pati, seperti ubi,singkong, dan beras ketan, dengan diberi ragi dalamproses pembuatannya.

Singkong adalah salah satu jenis umbi-umbianyang cukup banyak dikenal masyarakat Indonesia.Umbi tanaman singkong selain dapat dikonsumsilangsung juga dapat dibuat tapioka, gaplek, kerupuk,tape, dan sebagainya.

Tape singkong dapat diolah lebih lanjut menjadiminuman alkohol, sirup glukosa, sari tape, asamcuka, dan sebagainya.

Untuk lebih jelasnya, perhatikan langkah-langkahpembuatan tape singkong berikut ini.

a. Pengupasan kulit

Kulit singkong dikupas dengan cara menyayatkulit secara memanjang lalu menarik bagian kulitnya.Setelah itu dikerik sampai lendirnya hilang, yaitusampai singkong terasa kesat.

Gambar 6.13 Mengupas singkong

Gambar 6.14 Mencuci singkong

b. Pencucian

Singkong dicuci hingga bersih, kemudiandipotong kecil-kecil atau dibiarkan utuh.

Bioteknologi 127

c. Pengukusan

Dengan menggunakan dandang,singkong dikukus sampai matangatau setengah matang, tergantungselera kita mau tape yang agak kerasatau yang lembek.

d. Pendinginan

Singkong dipindahkan di atasnyiru, kemudian dibiarkan dingin.

e. Peragian

Setelah dingin, ragi ditaburkansecara merata. Bila tape dibuat dalamjumlah banyak sebaiknya ragitersebut dibungkus dengan kantongkain, kemudian ditepuk-tepukkansecara merata pada singkong yangtelah didinginkan tersebut.

f. Pemeraman

Singkong yang telah beragi itudiatur ke dalam keranjang yangdialasi daun pisang yang bersih,dikerudungi dan ditutupi dengandaun rapat-rapat. Kemudian diperamselama 2-3 hari pada suhu kamar.Selama masa pemeraman tidak bolehdibuka dan tidak boleh terkenatangan agar tape yang dihasilkantidak kecut (masam).

Gambar 6.15 Mengukus singkong

ubi

air

Gambar 6.16 Cara menabur ragi

ragi

Gambar 6.17 Cara pemeraman tape

daunpisang

IPA Terpadu IX128

Tugas 6.1

Membuat Tape Singkong

Buatlah tape singkong dengan bahan baku singkong (ketelapohon) 1 kg untuk tiap kelompok.

Tiap kelompok kelompok terdiri atas 5 siswa. Tempatpelaksanaan di laboratorium sekolah dan waktunya di luar jampelajaran. Setelah jadi, tape hasil kegiatan ditampilkan di depankelas. Diskusikan hasilnya.

3. Hidroponik

Dalam bidang pertanian, bioteknologi memberiandil dalam usaha pemenuhan kebutuhan makanan.Beberapa hasil bioteknologi dalam bidang pertanianantara lain kultur jaringan, hidroponik, pembuatantumbuhan kebal hama, dan tumbuhan yang mampumengikat nitrogen sendiri.

Pada bagian ini kita akan mempelajari tekniktanam dengan sistem hidroponik, karena di antarahasil bioteknologi bidang pertanian, teknik ini palingmemungkinkan untuk kita lakukan.

Hidroponik (hydroponics) adalah cara bercocoktanam tanpa menggunakan tanah sebagai mediatanamnya. Di kalangan umum, istilah ini dikenalsebagai "bercocok tanam tanpa tanah". Termasukjuga bercocok tanam di dalam pot atau wadah lainnyayang menggunakan air atau bahan yang bersifatporus, seperti pecahan genting, pasir kali, kerikil,spons, sabut kelapa, arang kayu, dan sebagainya.

pasir batu bata pecahan genting arang kayu

Bioteknologi 129

Istilah hidroponik lahir tahun 1936, untukmemberi hasil percobaan DR.WF.Gericke, seorangagronomis dari Universitas California, USA. Hasilpercobaannya berupa tomat setinggi 3 meter yangpenuh buah dan ditanam dalam bak berisi mineralhasil uji cobanya. Maka sejak itu hidroponik berartihydros adalah air dan ponics untuk menyebutpengerjaan atau bercocok tanam. Dalamperkembangannya hidroponik tidak lagi sebatas dilaboratorium saja, tetapi dengan teknik yangsederhana dapat diterapkan siapa saja, termasukibu rumah tangga.

a. Keunggulan hidroponik

Kelebihan sistem tanam hidroponik antara lainsebagai berikut.1) Perawatan lebih praktis dan gangguan hama lebih

terkontrol.2) Pemakaian pupuk lebih hemat.3) Tanaman hidroponik dapat tumbuh lebih pesat

dengan keadaan tidak kotor dan tidak rusak.4) Beberapa jenis tanaman bisa dibudidayakan di

luar musim.5) Tanaman hidroponik dilakukan pada lahan atau

ruang yang terbatas, misalnya: di atap, dapur,atau garasi.

Gambar 6.18 Media tanam yang dapat digunakan dalam hidroponikSumber: Aneka Jenis Media Tanam dan Penggunaannya

sabut kelapa

batang pakis haji

IPA Terpadu IX130

b. Metode hidroponik

Pada dasarnya metode hidroponik dibagi menjadi2 bagian, yaitu:

1) Hidroponik substrat

Metode ini tidak menggunakan air sebagai media,tetapi menggunakan media padat (bukan tanah) yangdapat menyerap atau menyediakan nutrisi, air, danoksigen serta mendukung akar tanaman sepertihalnya fungsi tanah. Media yang dapat digunakandalam hidroponik substrat antara lain batu apung,pasir, serbuk gergaji, atau gambut.

Media tanam sebelum digunakan harus dilakukansterilisasi dahulu. Cara paling umum dilakukan adalahdengan penguapan atau dengan bahan kimia.

Larutan nutrisi atau pupuk diberikan dengan caradisiramkan atau dialirkan melalui sistem irigasi, setiappemberian larutan nutrisi, harus dapat melembapkanbarisan tanaman secara seragam. Banyaknyapenyiraman tergantung dari pertumbuhan tanaman,jenis substrat, dan iklim. Permukaan substrat yangkasar dan tidak teratur harus lebih sering disiram.

Gambar 6.19 Tanaman tomat hidroponik dengan media pasirSumber: Hidroponik (2002)

Bioteknologi 131

2) Hidroponik NFT (Nutrient Film Technique)

Metode ini dilakukan dengan cara meletakkan akartanaman pada lapisan air yang dangkal. Air tersebutdialirkan dan mengandung nutrisi sesuai kebutuhantanaman. Perakaran berkembang di dalam larutannutrien.

c. Larutan nutrienLarutan nutrien atau zat hara, adalah makanan

bagi tanaman yang berupa campuran garam-garampupuk yang dilarutkan dan diberikan secara teratur.Karena pada sistem hidroponik, media tanam hanyasebagai penopang akar, sehingga garam-garampupuk harus mengandung semua unsur yangdiperlukan tanaman.

Zat-zat hara untuk keperluan hidroponik dapatdiperoleh di pasaran dalam bentuk formula yangsudah jadi, seperti Hyponex atau Margaflor.

d. Merakit hidroponikJenis tanaman yang dapat ditanam secara

hidroponik, baik di kebun maupun di rumah antaralain, cabai, paprika, tomat, asparagus, bunga kol,seledri, selada, semangka, labu, jagung manis,terung, dan tanaman hias.

Gambar 6.20 Hidroponik dengan metode NFTSumber: Hidroponik (2002)

IPA Terpadu IX132

Berikut ini cara merakit hidroponik untuk menanamtanaman seperti tomat, paprika, dan melon.

1) Persiapan lahan

Untuk menghindari tanaman dari pengaruhlingkungan, sebaiknya dibangun rumah plastik.Ukurannya disesuaikan dengan luas lahan. Bagianalas/lantai dibuat bedengan dengan lebar sekitar 70cm dan panjangnya sesuai lahan yang tersedia.Tinggi bedengan sekitar 20-30 cm. Kemudianbedengan ditutup dengan plastik hitam yang agaktebal untuk mencegah penularan penyakit yangberasal dari tanah.

2) Persiapan wadah

Sebagai wadah untuk menanam hidroponik dapatdigunakan polibag atau kantong plastik hitam ukurantinggi 50 cm dan diameter 30 cm. Dipilih warna hitamagar sinar matahari tidak mampu menembus akar,jadi tidak ada kemungkinan ganggang tumbuh danmerusak akar. Pada dasar polibag dilubangi untukkeluar air dan samping polibag juga dilubangi 4 tempat.

3) Memasukkan media tanam

Lapisan pertama masukkan ijuk atau sabutkelapa yang sudah disterilkan/ditumbuk sebagai filter,lalu di atasnya diberi pasir setinggi 30 cm. Media iniharus dalam keadaan steril.

4) Penanaman bibit

Setiap polibag hanya ditanam satu bibit saja.Polibag yang sudah ditanami bibit diatur di atasbedengan.

5) Penyiraman larutan nutrien

Penyiraman paling mudah dilakukan denganmenggunakan gembor atau hand sprayer. Larutannutrien dapat diperoleh di toko obat pertanian yangkhusus untuk hidroponik, atau dapat digunakan NPK,urea, dan TSP sebagai pupuk makro, sedangkanpupuk mikro pilih pupuk yang mengandung Mn, Fe,Zn, dan Cu. Penggunaan pupuk makro sesuaikanfase pertumbuhan.

Bioteknologi 133

6) Perawatan lain

Beberapa jenis perawatan yang perlu dilakukanadalah:a) Pengikatan atau pengajiran, agar tanaman dapat

berdiri tegak, setelah umur 1 minggu. Ajir dapatterbuat dari kayu atau bilah bambu.

b) Pemangkasan, daun-daun yang sudah tuasebaiknya dipangkas. Untuk beberapa tanamanseperti paprika cabang yang tidak dipilih sebagaicabang untuk berproduksi, dipangkas menggu-nakan gunting yang tajam.

c) Pemberantasan hama, disemprot denganinsektisida sesuai dosis yang dibutuhkan.

Menanam Tomat dengan Sistem Hidroponik

A. Tujuan

Mengetahui cara menanam tomat dengan sistem hidroponik.

B. Alat dan Bahan

1. Pasir

2. Polibag ukuran tinggi 50 cm dan diameter 30 cm

3. Kotak kayu

4. Biji tomat

5. Sekop atau cetok

6. Alat penyiram

7. Gelas plastik

8. Garpu

9. Hand sprayer

C. Cara Kerja

1. Membuat Persemaiana. Buat kotak kayu untuk persemaian dengan ukuran

50 cm × 100 cm dan tinggi 6-10 cm, bagian sampingdiberi lubang untuk pembuangan air.

Kegiatan 6.2

IPA Terpadu IX134

b. Masukkan media pasir sampai 3 cm dari permukaan kotak,dan uji dengan air apakah drainase berjalan lancar (lihatGambar 6.21).

c. Taburkan benih di atas media, tetapi jangan terlalu rapat.Kemudian tutup dengan pasir kurang lebih denganketebalan 1 cm.

d. Letakkan persemaian di tempat yang terlindung dari hujandan cahaya matahari secara langsung.

2. Merawat Bibit

Biji tomat yang sudah tumbuh diberi larutan mineral dengandosis yang tepat. Penyiraman dilakukan pagi dan soremenggunakan hand sprayer.

3. Penyapihan Bibit

Setelah muncul dua sampai empat daun yang sudah mekar,tanaman dipisahkan dan dipindahkan ke gelas plastik/pot kecildengan media pasir dan disiram nutrisi pagi dan sore. Carapemindahan bibit dicabut hati-hati menggunakan garpu (lihatGambar 6.22)!

Gambar 6.21 Tempat persemaian yang dibuat dari kayuSumber: Hidroponik 2002

Gambar 6.22 Cara pemindahan bibitSumber: Hidroponik (2002)

Lubang drainaseBak dari kayu

Isolasi

Bioteknologi 135

4. Penanaman

Setelah bibit berumur 3 minggu pindahkan ke polibagpenanaman! Untuk memudahkan pencabutan, dapatmenggunakan garpu.

5. Perawatan Tanaman

Lakukan perawatan tanaman dengan menyiram tiap haridan memberantas hama yang mengganggu! Pupuk/zatnutrien yang digunakan adalah Margaflor, Lewatit atauPastrogen, yang dapat diperoleh di toko-toko pertanian. Bilatidak ada zat-zat tersebut dapat digunakan pupuk yangdilarutkan air. Aturannya menurut petunjuk penggunaan.

6. Mencatat Pertumbuhan Tanaman

Hal-hal yang perlu dicatat adalah:

a. Umur tanaman pada waktu berbunga.

b. Jumlah bunga yang dapat menjadi buah.

c. Umur tanaman pada saat dapat dipanen.

d. Keadaan buah hasil panen.

e. Tinggi tanaman saat berbuah.

Setelah kegiatan tersebut dilaksanakan buat laporan dankumpulkan kepada guru.

C. Dampak Negatif PenggunaanBioteknologi

1. Dampak terhadap Lingkungan

Selain membawa keuntungan bagi manusia,aplikasi bioteknologi ternyata menimbulkan akibatburuk oleh penerapan teknologi tersebut.Contohnya, pembuatan tempe atau kecap dalamskala besar dapat mengakibatkan pencemaranlingkungan. Air limbah dan kulit kedelai dari prosespembuatan tempe, apabila dibiarkan tergenang dalamwaktu cukup lama, limbah tersebut mengubahlingkungan menjadi tidak sehat. Jika air limbah itudibiarkan mengalir ke dalam kolam-kolam ikan atau

IPA Terpadu IX136

ke lahan-lahan persawahan, kehidupan ikan atautanaman akan terganggu, bahkan bisa mati. Selainmeracuni organisme yang hidup di dalam air, limbahini juga menimbulkan bau yang tidak enak. Untukitu maka perlu ditangani secara baik agar tidakmencemari lingkungan.

2. Dampak Sosial

Produk minuman beralkohol seperti bir, anggur,wiski, dan air tape terkadang juga menimbulkandampak yang buruk bagi lingkungan. Dampaktersebut berupa kebiasaan meminum minumanberalkohol tersebut sehingga mabuk. Minumanberalkohol bila diminum dalam jumlah banyak bersifatmemabukkan dan menyebabkan kantuk karenamenekan aktivitas otak.

Alkohol juga bersifat candu. Orang yang seringminum alkohol dapat menjadi ketagihan dan sulituntuk meninggalkan kebiasaan minum minumanberalkohol. Walaupun tidak beracun, alkohol dapatmenimbulkan angka kematian yang tinggi, misalnyapengemudi kendaraan yang dalam keadaan mabukmenimbulkan kecelakaan lalu lintas.

Alkohol yang terdapat dalam minuman beralkoholkadarnya bermacam-macam. Secara alami alkoholhasil fermentasi kadarnya 12-15 % karena padalarutan yang berkadar sebesar ini ragi akan mati.Tetapi melalui proses penyulingan dapat diperolehalkohol sampai 95,5%.

Gambar 6.23 Berbagai dampak sosial akibat minum minuman kerasSumber: Essential of Biology (2004)

Bioteknologi 137

D. Usaha Mengatasi Dampak PenerapanBioteknologi

Beberapa usaha yang dapat dilakukan untukmengurangi/mengatasi akibat buruk penggunaanbioteknologi antara lain:1. Penanganan limbah tempe, yang secara

sederhana dapat dilakukan dengan cara:a. Menampung dan menyaring limbah/air limbah

tempe ke dalam sebuah bak. Kemudian bakditutup agar tidak menimbulkan bau.

b. Kemudian, mengalirkan air limbah yangsudah disaring ke bak pengumpul. Pada bakini, air limbah yang berasal dari beberapa kaliproses pembuatan tempe akan bercampursecara merata dan seragam.

c. Terakhir, mengalirkan air limbah yang berasaldari bak penampung, ke bak kedap udara danselanjutnya diendapkan selama 20 hari. Didalam bak kedap udara, benda-benda(polutan) berat yang dapat membahayakanlingkungan diuraikan oleh mikroorganismesecara alami sehingga menjadi tidak berbahaya.

2. Untuk minuman beralkohol dikenai cukai atau pajakyang tinggi sehingga harganya mahal. Akibatnyatidak sembarang orang dapat mengonsumsi.Selain itu juga secara rutin diadakan penyitaan danpemusnahan minum-minuman keras terutamayang berkadar alkohol tinggi.

3. Di beberapa negara untuk mengurangikecelakaan, pengemudi mobil di tes kadar alkoholdalam darahnya seperti Gambar 6.23.

Coba kalian sebutkan usaha-usaha yang lainuntuk mengatasi dampak penerapan bioteknologi,carilah dari berbagai referensi baik media cetakmaupun elektronik.

IPA Terpadu IX138

Refleksi

Gambar 6.24 Polisi lalu lintas sedang mengetes kadaralkohol pengemudi kendaraanSumber: Essential of Biology (2004)

Tugas 6.2

Rangkuman

Buatlah kliping tentang dampak penerapan bioteknologi dalam berbagaibidang dan cara-cara penanggulangannya! Kliping minimal lima judul!

1. Bioteknologi: penggunaan makhluk hidup dan proses di dalamnyauntuk menghasilkan produk tertentu.

2. Bioteknologi dibedakan menjadi bioteknologi konvensional(sederhana) dan bioteknologi modern.

3. Dampak penggunaan bioteknologia. Dampak terhadap lingkunganb. Dampak sosial

Sebagai bahan refleksi coba sebutkanlah contoh-contoh penerapanbioteknologi baik konvensional maupun modern dalam mendukungkelangsungan hidup manusia melalui produksi pangan.

Bioteknologi 139


1. Berikut ini ilmu-ilmu yang mendukung dalam penerapan bioteknologi,kecuali . . . .a. biokimiab. genetikac. fisikad. kimia

2. Perhatikan produk-produk makanan dan minuman berikut.1. Tempe2. Tahu3. Tape4. Bir5. Sirup6. Kecap

Produk makanan dan minuman yang memanfaatkan mikroorganismeadalah . . . .a. 1,2, dan 3b. 1,2, dan 5c. 2,3, dan 5d. 3,4, dan 6

3. Di bawah ini produk bioteknologi asli Indonesia, kecuali . . . .a. tahub. tempec. kecapd. roti

4. Mikroorganisme yang digunakan untuk membantu membuat tempeadalah . . . .a. Sacharomyces cereviceae c. Neurospora crassab. Acetobacter xylinum d.Rhizopus oligosporus

5. Keunggulan tempe kedelai dibanding bahan bakunya yang berupakedelai adalah . . . .a. menghasilkan energi lebih tinggib. mudah dicernac. kadar protein lebih tinggid. lebih murah

Uji Kompetensi

IPA Terpadu IX140

6. Perhatikan beberapa tahap pembuatan tempe kedelai berikut.1. Pencucian2. Perebusan3. Penirisan4. Peragian5. Pemeraman

Urutan yang benar dalam proses pembuatan tempe adalah . . . .a. 1-2-3-4-5b. 1-3-2-4-5c. 2-1-3-4-5d. 5-4-3-1-2

7. Dalam proses pembuatan tempe, agar kulit kedelai mudah lepas,dilakukan . . . .a. perebusanb. perendamanc. penjemurand. peragian

8. Dalam proses pemeraman tempe, suhu yang sesuai kurang lebih. . . .a. 30° Cb. 32° Cc. 34° Cd. 35° C

9. Mikroorganisme yang digunakan untuk membuat tape adalah . . . .a. Sacharomyces cereviceaeb. Rhizopus oryzaec. Neurospora crassad. Acetobacter xylinum

10. Kadar alkohol yang dihasilkan dari proses fermentasi tape adalah. . . .a. 5 - 10 %b. 12 - 15 %c. 30 - 50 %d. lebih dari 75 %

11. Bahan untuk membuat brem padat adalah . . . .a. tape singkongb. tape ketanc. anggurd. bir hitam

Bioteknologi 141

12. Jenis tanaman yang biasa ditanam secara hidroponik adalah . . . .a. jagung, kacang tanah, cabeb. beringin, terung, semangkac. bougenvil, mangga, kangkungd. cabe, selada, semangka

13. Yang dianggap tanaman hidroponik pertama adalah . . . .a. cabeb. tomatc. seladad. paprika

14. Berikut ini keunggulan sistem tanaman hidroponik, kecuali . . . .a. dapat dibudidayakan di luar musimb. pemakaian pupuk hematc. harganya murahd. perawatan lebih praktis

15. Kantong plastik yang digunakan untuk wadah dalam hidroponikdipilih yang berwarna hitam karena . . . .a. lebih awet dan tahan panasb. tampak lebih bersihc. agar sinar matahari tidak menembus akard. mudah menyerap panas dari lingkungan

16. Berikut ini adalah unsur-unsur mikro yang diperlukan untukpertumbuhan tanaman, kecuali . . . .a. nitrogenb. ferrumc. tembagad. zeng

17. Perbedaan antara hidroponik metode substrat dengan metode NFTadalah . . . .a. jenis tanamannyab. jenis medianyac. jenis pupuknyad. asal bibitnya

18. Banyak sedikitnya penyiraman tanaman hidroponik metode substrat,tergantung dari faktor berikut ini, kecuali . . . .a. umur tanamanb. iklimc. jenis substratd. jenis pupuk

IPA Terpadu IX142

P r o y e k

19. Substrat yang paling banyak menahan air adalah . . . .a. arang kayub. batu apungc. serabut kelapad. pasir

20. Meminum alkohol berlebihan dapat menyebabkan kantuk, karena. . . .a. banyak menghasilkan energib. menekan aktivitas otakc. mengenyangkan perutd. merangsang saraf mata

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Apakah yang dimaksud bioteknologi?

2. Jelaskan perbedaan bioteknologi tradisional dengan bioteknologimodern!

3. Mengapa dalam pembuatan tape dapat dihasilkan tape yang rasanyakecut atau masam?

4. Jelaskan perbedaan hidroponik metode NFT dengan metodesubstrat!

5. Jelaskan cara menangani limbah dari proses pembuatan tempe!

Membuat Tempe Kedelai

Buatlah tempe kedelai dengan bahan baku kedelai ½ kg untuktiap kelompok.

Tiap kelompok terdiri atas 5 siswa dan salah satu sebagai ketua.Tempat pelaksanaan di laboratorium sekolah. Setelah selesai, tempehasil kegiatan ditampilkan di depan kelas. Diskusikan hasilnya.

Listrik Statis 143


Peta Konsep

Listrik Statis

Muatan Listrik

Alirannya Jenisnya

MuatanPositif

MuatanNegatif

Elektro-statika

Elektro-dinamika

Teori AtomDalton,Thomson,

Rutherford, dan Bohr

Konsep Atom

Sifat Kelistrikan Hukum Coulomb

1 2

2

Q QF k

rdimunculkan dibedakan dibedakan

ditinjau menurut

membahas

ditulis ke dalampersamaan

memuat tentang

Setelah kalian memahami peta konsep di atas, perhatikan kata-kata kunci berikutyang merupakan kunci dan cara memahami materi ini.• Muatan listrik • Deret tribolistik • Hukum Coulomb

Pada minggu yang cerah, Icha menyetrika baju seragamnya. Sambilmenunggu panasnya setrika, ia menggosok-gosokkan setrika pada bajunya yang

tipis. Ternyata Icha melihat dan merasakan seakan-akan baju itu tertarik olehsetrika dan terdengar olehnya bunyi gemercik. Mengapa semua itu bisa terjadi?

Bagaimana hubungannya dengan konsep fisika? Untuk menjawab pertanyaan iniperlu diperhatikan beberapa konsep, yaitu menggosok, panas, dan baju tipis. Saat

Icha menggosok baju dengan setrika ada perpindahan energi gerak yang diberikanke baju. Setrika yang panas akan memudahkan perpindahan muatan, sedangkan

sifat atau jenis baju sangat menentukan mudah tidaknya terjadi perpindahanmuatan. Oleh karena itu, baju yang kering akibat disetrika, akan mudah

menimbulkan sifat kelistrikan begitu juga pada rambut kering bila digosok dengansisir, maka sisir itu akan bermuatan listrik. Mengapa harus yang kering? Tentu

karena air mempunyai sifat konduktor yang kurang baik dan energi yangditimbulkan akibat gosokan antara rambut basah dan sisir plastik akan diserap oleh

air tersebut, sehingga tidak muncul gejala kelistrikannya. Gejala lain dari sifatkelistrikan secara alami adalah petir. Untuk memahami konsep listrik statis dan

penerapannya lebih lanjut akan dijelaskan pada bab ini.

Bab 7 Listrik Statis

Kata Kunci

IPA Terpadu IX144

Sifat kelistrikan suatu benda ditunjukkan adanya muatan listrik yangterdapat pada benda tersebut. Ada dua jenis muatan listrik yaitu muatanpositif dan negatif. Suatu benda dikatakan bermuatan positif jikakelebihan proton atau kekurangan elektron, dan sebaliknya benda akanbermuatan negatif jika kelebihan elektron atau kekurangan proton.Muatan listrik yang ditimbulkan oleh sisir atau mistar masih sulit untukditunjukkan bahwa muatannya bersifat positif atau negatif. Untukmengetahuinya kita dapat melakukan kegiatan berikut!

Lakukan kegiatan ini secara kelompok (ikuti petunjuk guru).

A. Tujuan

Untuk mengetahui sifat kelistrikan yang ditimbulkan olehpenggaris plastik.

B. Alat dan Bahan1. Dua buah penggaris plastik yang masih baru.2. Benang3. Tiang statif4. Dua batang kaca5. Kapas

C. Cara Kerja1. Ambil dua buah mistar plastik.2. Gantungkan salah satu mistar itu dengan benang pada

sebuah statif seperti gambar berikut.

Kegiatan

Listrik Statis 145

3. Gosok-gosokkan salah satu ujung mistar itu pada rambutyang kering.

4. Ambil mistar yang lain, dan gosokkan ujung mistar itu padarambut yang kering.

5. Dekatkan kedua ujung mistar yang telah digosok sepertigambar. Amatilah apa yang terjadi.

6. Diskusikan hasil pengamatan ini dengan teman satu kelompokkalian.

7. Ambillah dua batang kaca.8. Gantungkan salah satu batang kaca dengan seutas benang

pada sebuah statif seperti gambar di bawah ini.

9. Gosok-gosokkan salah satu ujung kaca itu dengan kapasyang kering.

10. Ambil kaca yang lain dan gosokkan ujung kaca dengan kapasyang kering.

IPA Terpadu IX146

11. Dekatkan kedua ujung kaca yang telah digosok. Amatilahapa yang terjadi.

12. Diskusikan hasil pengamatan ini dengan teman satu kelompokkalian.

13. Dekatkan ujung mistar yang telah digosok rambut keringdengan ujung kaca yang telah digosok kapas kering. Amatilahapa yang terjadi.

14. Diskusikan hasil pengamatan ini dengan teman satu kelompok.15. Buatlah suatu kesimpulan yang disertai alasan yang

menunjukkan adanya sifat kelistrikan dari dua benda yangberbeda atau sama yaitu antara mistar dan kaca, mistar danmistar, dan kaca dan kaca.

16. Presentasikan hasil pengamatan kegiatan ini.

A. Muatan Listrik

Di dalam kehidupan kita sehari-hari kata listrikbukan merupakan hal yang asing lagi. Banyakperalatan rumah tangga yang menggunakan listrik,misalnya setrika, radio, televisi, lemari es, kipasangin, mesin jahit listrik, magic jar, dan mesin cuci.Hal ini menunjukkan bahwa di dalam kehidupan kitaenergi listrik sudah menjadi kebutuhan pokok. Olehkarena itu penting bagi kita untuk mempelajari listrik.

Dalam ilmu fisika, listrik dibedakan menjadi duamacam, yaitu listrik statis dan listrik dinamis. Listrikstatis mempelajari sifat kelistrikan suatu benda tanpamemperhatikan gerakan atau aliran muatan listrik.Dalam ilmu fisika disebut elektrostatika. Sebaliknya,jika memperhatikan adanya muatan listrik yangbergerak atau mengalir, maka disebut listrik dinamisatau elektrodinamika. Thales dari Milete (540 –546 SM) adalah ahli pikir Yunani purba, yang menurutsejarahnya bahwa gejala listrik statis terjadi padabatu ambar yang digosok dengan bulu. Ternyata batuambar tersebut dapat menarik benda-benda ringanyang lain misalnya bulu ayam. Dalam bahasa Yunanibatu ambar sering disebut elektron.

Listrik Statis 147

Sesuai dengan pengamatan pada kegiatan di atasternyata benda-benda tertentu yang telah digosokdapat menarik benda-benda kecil yang ada disekitarnya. Benda-benda yang telah digosok dandapat menarik benda kecil yang ada di sekitarnya inidisebut benda yang telah bermuatan listrik.

Dari kegiatan di atas yang telah kalianlakukan dapat disimpulkan bahwa:1. Plastik yang telah digosokkan pada

rambut kering akan bermuatan listriknegatif.

2. Kaca yang telah digosok dengan buluakan bermuatan listrik positif.

3. Dua buah benda yang bermuatan listriksejenis akan tolak-menolak dan jikamuatan listriknya berbeda akan tarik-menarik.

Untuk menerangkan pengertian adanyasifat kelistrikan pada suatu benda, perludipahami adanya konsep atom yangdimunculkan oleh para ahli di antaranya, teoriatom Dalton, Thompson, Rutherford danBohr. Secara umum dapat dijelaskan bahwa:

1. Benda terdiri atas atom-atom sejenis.2. Setiap atom terdiri atas sebuah inti yang dikelilingi

oleh satu atau lebih elektron.3. Inti atom bermuatan positif, elektron bermuatan

negatif.4. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan

positif dan netron yang tidak bermuatan listrik.

Elektron Inti atom

e–

e–

e–

Elektron Proton

Bola pejal

Gambar 7.1 Percobaan listrikstatis

Gambar 7.2 a) Model atom Thomson, b) atom Rutherford, c) inti atomSumber: www.britannica.com

a bc

IPA Terpadu IX148

Benda atau materi pada umumnyamempunyai jumlah proton sama denganjumlah elektron benda disebut dalamkeadaan netral. Jika keseimbangan antarajumlah proton dan jumlah elektron terusikyaitu adanya pengurangan ataupenambahan muatan elektron, maka bendatersebut dikatakan bermuatan listrik. Bendaakan bermuatan listrik positif bilakekurangan elektron dan benda bermuatannegatif apabila kelebihan elektron.

Cara tradisional untuk memperolehbenda bermuatan listrik bisa dilakukandengan gosokan. Jika dua benda salingdigosokkan, maka elektron dari bendayang satu akan pindah ke benda yanglain, sehingga benda yang kehilanganelektron akan bermuatan positif danbenda yang menerima pindahan elektronakan bermuatan negatif. MenurutBenjamin Franklin (1706–1790),adanya perpindahan muatan dari bendasatu ke benda yang lain merupakanimplikasi dari hukum kekekalan muatan,

artinya pada saat terjadi gosokan antara dua benda,tidak menciptakan muatan listrik baru namunprosesnya merupakan perpindahan muatan dari satubenda ke benda yang lain.

Sebenarnya untuk perpindahan elektron antaradua benda keduanya tidak perlu digosok-gosokkan,cukup dikontakkan atau ditempelkan saja, tetapidengan saling digosokkan, maka perpindahanelektron akan lebih mudah. Mengapa?

Jika ingin memperoleh logam bermuatan dengancara gosokan, maka logam itu harus diisolasi daritanah agar muatannya tidak dinetralkan, karenaadanya aliran elektron ke tanah bila bendanyabermuatan negatif, atau sebaliknya elektron daritanah bila benda tersebut bermuatan positif. Ataujika pemegang tidak pakai sepatu yang bersifatisolator maka muatan listrik bisa mengalir melaluitangan, badan, dan kaki si pembuat eksperimen.

Benjamin Franklin

Info MEDIA

Benjamin Franklin (1706-1790)adalah seorang negarawanterkemuka dan membantudalam penyusunan undang-undang Amerika Serikat. Diajuga seorang pengarang,penerbit, filsuf, dan ilmuwan.Selain penangkal petir, diamenciptakan kursi goyang,kompor berbahan bakar kayu,dan kacamata dua fokus. Padatahun 1770, dia menemukanarus hangat di SamudraAtlantik yang diberi nama GulfStream (Arus Teluk).

Listrik Statis 149

1. Gelas dan mika akan mendapat muatan negatif bila digosok denganbulu kelinci. Apakah muatan negatif tersebut mempunyai intensitasyang sama? Jelaskan!

2. Apakah bulu kelinci juga bermuatan, bagaimana jumlah muatan padagelas dan bulu kelinci? Jelaskan dengan teori kekekalan muatan!

B. Hukum Coulomb

Pada materi terdahulu telah kita pelajari bahwaada dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positifdan muatan negatif. Charles Augustin Coulomb(1736 – 1806) seorang ahli bangsa Perancis telahmengukur tarikan dan tolakan listrik secara kuantitatifdengan suatu percobaan menggunakan alat yangbiasa disebut neraca puntir Coulomb.

Hasil pengamatan yang dilakukan oleh Coulombmenunjukkan bahwa besar gaya tarik-menarik atautolak-menolak antara dua benda yang bermuatan

Tugas

Tabel 7.1 Deret Tribolistrik

No. Nama Benda No. Nama Benda

1. Bulu kelinci 8. Kayu2. Gelas 9. Batu Ambar3. Mika 10. Damar4. Wol 11. Logam (Cu, Ni, Ag)5. Bulu kucing 12. Belerang6. Sutra 13. Logam (Pt, Au)7. Kapas 14. Seluloid

Seorang ahli telah menyusun deret benda-benda,lihat Tabel 7.1! Deret benda tersebut menunjukkanbahwa benda akan memperoleh muatan negatif biladigosok dengan sembarang benda di atasnya, danakan memperoleh muatan positif bila digosok denganbenda di bawahnya. Deret semacam ini dinamakanderet tribolistrik.

IPA Terpadu IX150

listrik sebanding dengan muatan masing-masingbenda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarakantara kedua benda itu.

Jika muatan benda pertama dinyatakan denganQ1 dan benda kedua Q2, jarak antara dua muatanadalah r, maka besarnya gaya tolak-menolak atautarik-menarik antara dua muatan sejenis maupuntak sejenis, F, dapat ditulis sebagai berikut:

1 22

Q QF = k

r

Dengan k adalah konstanta perbandingan danjika di ruang hampa udara besarnya 9 ×109 Nm2/C2.Dalam satuan MKS besarnya F dinyatakan dalamsatuan newton, dan jarak antara dua muatandinyatakan dalam meter, sedang Q dinyatakan dalamcoulomb.

Contoh soal:Dua buah muatan yang besarnya sama, masing-masing QA dan QB didekatkan sehingga kedua muatantersebut saling menolak dengan gaya F. Jika masing-masing muatan diperbesar dua kali, maka berapakahgaya tolak antara keduanya?Penyelesaian:Diketahui : QA' = 2QA

QB' = 2QB

QA = QB ; A B

2

Q QF = k

r

Q1 Q2

rF

Gambar 7.3 Neraca Puntir CoulombSumber: www.geocities.com

Gambar 7.4 Prinsip hukum Coulomb

Listrik Statis 151

Refleksi

Rangkuman

1. Listrik statis adalah muatan listrik yang berada dalam keadaandiam.

2. Konsep atom secara umum:a. Benda terdiri atas atom-atom sejenis.b. Setiap atom terdiri atas sebuah inti yang dikelilingi oleh satu

atau lebih elektron.c. Inti atom bermuatan positif, elektron bermuatan negatif.d. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif dan

netron yang tidak bermuatan listrik.

3. Untuk memperoleh muatan dapat dilakukan dengan:a. gosokanb. induksi

4. Hukum Coulomb: Besarnya gaya tarik-menarik atau tolak-menolak antara dua benda yang bermuatan listrik sebandingdengan besar muatan benda masing-masing dan berbandingterbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda itu.

1 22

Q QF = k

r

Setelah kalian pelajari materi tentang listrik statis, coba kalian pecahkanmasalah berikut sebagai bahan refleksi.

Ketika kalian menyentuh logam pada pegangan pintu atau layar televisi,terkadang kalian merasakan adanya sengatan dan disertai rasa sakit.Nah, jelaskan berdasarkan konsep listrik statis yang telah kalianpelajari pada peristiwa di atas!

Ditanya : F’ = . . . ?

Jawab : F’ = A B2

Q Qk

r

= A B2

2Q 2Qk

r

= 4kQ Q

rA B

2

= 4F

IPA Terpadu IX152

A. Pilihlah satu jawaban yang benar dengan memberi tandasilang (X) pada huruf a, b, c, atau d!

1. Menurut deret tribolistrik, jika emas (Au) digosok dengan kain wol,maka emas akan . . . .a. bermuatan positifb. bermuatan negatifc. netrald. mungkin positif, mungkin negatif

2. Sebuah benda akan bermuatan positif bila . . . .a. kelebihan elektronb. kekurangan elektronc. kekurangan protond. jumlah proton sama dengan jumlah elektron

3. Sebuah benda akan bermuatan negatif bila . . . .a. kelebihan elektronb. kekurangan elektronc. kekurangan protond. jumlah proton sama dengan jumlah elektron

4. Jika di dalam suatu benda terdapat keseimbangan antara jumlahproton dengan jumlah elektron, maka benda tersebut . . . .a. bermuatan positifb. bermuatan negatifc. netrald. kadang-kadang bermuatan positif

5. Jika dua muatan listrik sejenis didekatkan akan tolak-menolak danbila tidak sejenis didekatkan akan tarik-menarik. Pernyataan tersebutsesuai dengan . . . .a. hukum Ohmb. hukum Kirchoffc. hukum Newtond. hukum Coulomb

Uji Kompetensi

Listrik Statis 153

6. Pada hukum Coulomb besar gaya tarik atau gaya tolak antara duamuatan berbanding terbalik dengan . . . .a. besar muatan masing-masingb. kuadrat muatan masing-masingc. jarak antara dua muatand. kuadrat jarak antara dua muatan

7. Satuan sistem internasional gaya Coulomb adalah . . . .a. meter c. coulombb. newton d. Nm2/C2

8. Satuan sistem internasional muatan listrik adalah . . . .a. coulomb c. ampereb. farad d. mikrocoulomb

9. Dua buah muatan yang sejenis dan besarnya sama didekatkan padajarak d ternyata kedua muatan saling menolak dengan gaya F. Agar

gaya tolak menjadi1

16 kali semula, maka jarak kedua muatan harus

diubah menjadi . . . .

a.1

4d

b.1

2d

d. 4dc. 2d

10. Dua buah muatan A dan B yang besar dan sejenis didekatkan padajarak r sehingga mengalami gaya tolak F. Jika jarak keduanya diubahmenjadi setengah dari jarak semula, maka gaya tolak antara duamuatan tersebut menjadi . . . .

a.1

4F

b.1

2F

c. 2Fd. 4F

IPA Terpadu IX154

P r o y e k

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Jelaskan pengertian listrik statis!

2. Kapan suatu benda dikatakan:a. bermuatan positif,b. bermuatan negatif,c. netral?

3. Jelaskan terjadinya arus listrik di dalam suatu penghantar!

4. Bagaimanakah bunyi hukum Coulomb?

5. Dua buah muatan listrik yang tidak sejenis didekatkan akan tarik-menarik dan apabila semakin didekatkan gaya tarik akan semakinbesar, mengapa demikian?

Bahan: Gelas, mika, bulu kucing, kapas, sutra, kayu, wool.Urutkan data tersebut pada tabel sesuai dengan deret tribolistrik,sehingga akan diperoleh muatan negatif bila salah satu benda digosokdengan sembarang benda di atasnya.

Tabel Hasil Pengamatan

No. Nama Zat

1. ...............................................................................................2. ...............................................................................................3. ...............................................................................................4. ...............................................................................................5. ...............................................................................................6. ...............................................................................................7. ...............................................................................................

Listrik Dinamis 155


Peta Konsep

Listrik Dinamis

Voltmeter

membahas

Beda Potensial

Amperemeter

Arus Listrik

PengukuranBeda PotensialArus Listrik

antara lain

diukur dengan diukur dengan


• Ampermeter• Arus listrik• Beda potensial• Voltmeter

Tuti yang baru berusia lima tahun, pada suatu pagi bermain-main lampu senter.Ia menekan tombol merah, ternyata lampu senter menyala. Sambil melihat ibunya

yang sedang menyapu, tangan Tuti memutar-mutar tutup senter sampai akhirnyatutup senter itu lepas. Tuti menekan tombol merah. Ia sangat heran karena lampusenter tidak menyala. Dari kejadian yang dilakukan oleh Tuti memunculkan suatu

pertanyaan yaitu:

1. Apa yang menyebabkan lampu senter menyala?

2. Mengapa jika tutup lampu senter dilepas atau dikendorkan, lampu tersebuttidak dapat menyala?

Pertanyaan-pertanyaan di atas berhubungan dengan listrik dinamis.

Untuk menjawabnya marilah kita pelajari materi berikut.

Bab 8 Listrik Dinamis

Kata Kunci

I =Qt

IPA Terpadu IX156

A. Tujuan

Mengamati cara kerja suatu rangkaian listrik.

B. Alat dan Bahan1. Sebuah baterai dan tempatnya2. Sebuah lampu pijar3. Sakelar lengkap dengan kabel penghubung

C. Cara Kerja1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.2. Rangkailah baterai, lampu, dan sakelar menggunakan kabel

penghubung seperti pada gambar di bawah ini.

3. Tekan sakelar, sehingga posisi sakelar seperti pada gambara.

4. Amati lampu pijar. Apa yang terjadi?5. Tekan sakelar, sehingga posisi sakelar seperti pada gambar

b (sakelar terbuka.6. Amati keadaan lampu pijar. Apa yang terjadi?7. Diskusikan dengan teman sekelompok kalian mengapa semua

itu terjadi?8. Gunakan hasil diskusi dan hasil pengamatan untuk menjawab

pertanyaan berikut ini:a. Rangkaian listrik pada Kegiatan 8.1, pada saat sakelar

dalam keadaan tertutup disebut rangkaian listrik tertutupsedangkan pada saat sakelar dalam keadaan terbukadisebut . . . .

Kegiatan 8.1

(b)

Sakelar terbuka

(a)

Sakelar tertutup

Listrik Dinamis 157

b. Pada saat sakelar tertutup, terdapat perbedaan . . .sehingga terjadi aliran . . . .

c. Pada saat sakelar terbuka, tidak terdapat perbedaan . . .sehingga tidak terjadi aliran . . . .

D. Hasil Pengamatan:Buatlah kesimpulan disertai suatu alasan!

A. Arus Listrik dan Beda Potensial Listrik

1. Arus Listrik

Analisis dari lampu senter dan kegiatan 8.1 dapatditerangkan secara fisika. Dengan adanya bedapotensial yang ditunjukkan oleh sumber teganganmenyebabkan adanya aliran muatan. Banyaknya aliranmuatan, Q, per satuan waktu, t, disebut arus muatan,I. Jika aliran muatan positif disebut arus listrik ataukuat arus. Secara matematika dapat ditulis,

I =Qt

Dengan Q dinyatakan dalam satuan coulomb (C),t dalam satuan sekon, dan kuat arus dinyatakandalam satuan ampere (A). Oleh karena itu, amperedapat dinyatakan sebagai coulomb per sekon dan 1ampere adalah 1 coloumb muatan yang mengalirdalam waktu 1 sekon. Seperti pada satuan panjangatau massa, satuan kuat arus dapat dinyatakandalam satuan yang lebih kecil yaitu miliampere (mA)dan mikroampere ( A).Hubungan satuan-satuan tersebut sebagai berikut:

1 A = 1

1.000 A atau 1 mA = 10–3 A

1 A = 1

1.000.000 A atau 1 mA = 10–6 A

IPA Terpadu IX158

Setelah kalian mempelajari tentang arus listrik, apakah perbedaan antaraarus listrik dengan kuat arus listrik?

Tugas

Apabila dalam suatu penghantar mengalirelektron sebanyak N dan masing-masing elektronbermuatan e coulomb, dengan e = 1,6 × 10–19

coulomb, maka kuat arus I adalah:

I =N et

Arus listrik memiliki arah yaitu dari potensial tinggike potensial rendah. Oleh karena itu, arus listriktermasuk besaran vektor. Sedangkan kuat aruslistrik tidak memiliki arah, maka kuat arus listriktermasuk besaran skalar.

Amperemeter adalah alat untuk mengukur kuatarus listrik. Untuk mengukur kuat arus listrik, diukurdengan amperemeter, yang disusun secara seri atauberurutan dengan komponen yang akan diukur kuatarusnya. Mengapa harus dipasang seri? Penyusunanamperemeter untuk mengukur kuat arus yang lewatpada lampu dalam sebuah rangkaian ditunjukkanoleh Gambar 8.1.

Gambar 8.1 Mengukur kuat arus

A

X

Listrik Dinamis 159

2. Beda Potensial

Aliran muatan dipengaruhi besar kecilnyapotensial dari satu titik ke titik yang lain. Dengankata lain, besarnya beda potensial akanmempengaruhi banyak muatan yang mengalir dalamsuatu penghantar. Oleh karena itu, ada hubunganantara beda potensial dengan muatan listrik.Perpindahan muatan dari satu titik ke titik yang laindiperlukan energi. Jika muatannya adalah muatanelektron, maka dapat ditulis kembali dalampersamaan,

W = e V

Dengan satuan untuk energi adalah joule,sehingga berdasarkan persamaan di atas, jouledapat dinyatakan dengan satuan coulombvolt atauelektronvolt (eV).Contoh soal 8.1:Di dalam suatu penghantar dialiri muatan listriksebesar 360 coulomb dalam waktu satu menit.Berapa besar arus listrik yang mengalir dalampenghantar tersebut?Penyelesaian:Diketahui : Q = 360 coulomb

t = 1 menit = 60 sekonDitanya : I = . . . ?

Jawab : I =Qt

=360C60s

= 6 ampere

IPA Terpadu IX160

Lampu

2,5 V

L

A

1,5 V +–

B. Mengukur Besar Arus Listrik danBeda Potensial Listrik

1. Mengukur Arus Listrik

A. Tujuan

Mengukur besarnya kuat arus dalam suatu rangkaian

B. Alat dan Bahan1. Dua buah baterai2. Sebuah lampu bohlam3. Kabel penghubung4. Papan rangkaian5. Sebuah AVOmeter

C. Cara Kerja1. Hubungkan sebuah bola lampu dan sebuah baterai

menggunakan kabel penghubung pada papan rangkaian,seperti gambar di bawah ini.

2. Siapkan AVOmeter untuk mengukur kuat arus listrik yangmengalir dalam suatu rangkaian DC dengan langkah-langkahsebagai berikut:a. Masukkan colok merah ke terminal positif (+) dan colok

hitam ke terminal negatif (–).b. Putarlah sakelar pilih ke daerah pengukuran DC – A.

Kegiatan 8.2

Listrik Dinamis 161

c. Bila jarum penunjuk tidak tepat pada angka nolaturlah pengeset jarum.

d. Bila jarum penunjuk sudah tepat pada angka nol, makaAVO meter telah siap digunakan untuk mengukur arusyang mengalir pada rangkaian DC.

3. Gunakan AVO meter yang berfungsi sebagai amperemeter,dengan skala batas ukur sampai 1 A.

4. Amati apa yang terjadi pada lampu bohlam tersebut.5. Apabila lampu menyala, catatlah hasil penunjuk

amperemeter. Berapa angka yang ditunjukkan padaamperemeter?

6. Lepaslah salah satu kabel penghubung pada lampu. Apayang terjadi?

7. Pada saat lampu mati, berapa besar kuat arusnya?8. Bagaimana pendapat kalian tentang hubungan antara

amperemeter dengan nyala atau matinya lampu dalamsuatu rangkaian listrik?

9. Lakukan dengan cara yang sama, namun gunakan 2 bateraidalam rangkaian tersebut. Dengan menggunakan duabaterai, berapa besar sumber tegangan yang digunakan?

10. Apabila dibandingkan dengan menggunakan satu baterai,bagaimana keadaan nyala lampu ini?

11. Bagaimana hubungan besar kuat arus terhadap sumbertegangan?

D. Hasil PengamatanBuatlah kesimpulan yang disertai alasan untuk menganalisispernyataan-pertanyaan berikut:1. Hubungan kuat arus dengan beda potensial,2. Nyala lampu dengan sumber tegangan,3. Apa artinya jika angka amperemeter menunjukan angka

nol, dan4. Apakah angka yang ditunjukkan oleh amperemeter sama

dengan kuat arus yang lewat pada lampu atau kuat arusyang dihasilkan oleh sumber tegangan?

IPA Terpadu IX162

2. Pengukuran Sumber Tegangan atau Beda Potensial

Secara kualitatif kita bisa menentukan besar suatutegangan dari sumber tegangan yang digunakandalam suatu rangkaian listrik. Misalkan, suatu bateraiyang kalian gunakan dalam rangkaian pada Kegiatan8.2, tertera 1,5 V atau mungkin 3 V. Angka ini adalahangka yang ditunjukkan oleh suatu industri di manabaterai itu dibuat. Bagaimana cara membuktikanbahwa angka-angka tersebut adalah benar adanya?Oleh karena itu, kita perlu mengadakan pengukuranyaitu dengan suatu alat yang disebut voltmeter.

A. Tujuan

Menentukan besar sumber tegangan dari suatu rangkaian.

B. Alat dan Bahan1. 4 buah baterai2. Basicmeter (voltmeter)3. Kabel secukupnya4. Kotak tempat baterai

C. Cara Kerja1. Beri tulisan pada masing-masing baterai E1, E2, E3, dan E4.2. Cara menggunakan Basicmeter:

Sebelum kita menggunakan Basicmeter, marilah kita pelajaridahulu mikroamperemeter. Bagian-bagian mikroamperemeter:a. Jarum penunjukb. Terminal (+) mikroamperec. Terminal (–) mikroampered. Skala penunjuke. Sekrup pengatur nol

Catatan:a. Apabila dalam mikroamperemeter dipasang hambatan

depan (R – depan) atau hambatan Shunt (R – Shunt)maka mikroamperemeter itu disebut Basicmeter Unit(BMU). Basic Meter Unit ini sering hanya disebut Basicmeter.

b. Kalau Basicmeter digunakan untuk mengukur kuat arussearah (DC) maka padanya harus dipasang R – Shunt.

Kegiatan 8.3

Listrik Dinamis 163

R – Shunt tampak samping

R – depan tampak samping

Terminal +dari depan

Terminal –dari R depan(com)

Terminal +dari R Shunt (com)

Terminal –dari R Shunt

Batas ukur Rdepan

Rangkaianhambatan

R – Shunt tampak atas

R – depan terminal atas

Batas ukurR–shunt

Rangkaianhambatan

Colok +

Colok –com

Colok –

Colok +com

c. Sedangkan untuk mengukur beda potensial atau bedategangan maka pada mikroamperemeter harus dipasangR – depan. Lihat gambar di bawah ini.

Terminal positif (+) dan negatif (–) dari mikroamperemeterberfungsi sebagai penghubung atau soket untuk colok-colok dari R – Shunt atau R – depan.

Batas ukur dari BMU sudah berubah sesuai denganbatas ukur yang tertera dalam R – depan atau R – Shuntyang kita pilih.

d. Cara membaca skala pengukuran Basic Meter Unit (BMU)sebagai berikut:

SkalayangditunjukSkala maksimum

batasukur

3. Aturlah batas ukur Basicmeter pada posisi 10 volt.4. Ukurlah tegangan tiap baterai (sel) menggunakan Basic

meter. Catat hasil pengukuran kalian.5. Ambil 2 buah baterai E1 dan E2 kemudian rangkailah secara

seri, seperti gambar berikut ini.

IPA Terpadu IX164

6. Ukur dan catatlah hasil penunjukan voltmeter.

7. Ambillah baterai E3 kemudian ketiga baterai E1, E2, dan E3

dirangkai secara seri. Ukur dan catat hasil penunjukanvoltmeter.

8. Ambillah baterai E4 kemudian keempat baterai, E1, E2, E3, danE4 dirangkai secara seri! Ukur dan catat hasil penunjukanvoltmeter.

9. Hitunglah tegangan terminal ET masing-masing untuk,

ET = E1+ E2 + E3 + . . . .+ En,

D. Hasil Pengamatan

Buatlah kesimpulan yang disertai alasan dari data yang kalianperoleh! Berilah pernyataan yang berkaitan dengan hasilpengukuran secara seri dengan penjumlahan secaramatematika, apakah ada perbedaan dan mengapa!

Info MEDIABasicmeter merupakan alat ukur listrik yang berfungsi ganda.Basicmeter bisa digunakan untuk mengukur kuat arus listrik dan jugabeda potensial.

Listrik Dinamis 165

Kegiatan 8.4

1. Lakukan dengan cara yang sama seperti pada Kegiatan 8.3,namun baterai tersebut kalian susun secara paralel, sepertigambar di bawah ini. Catatlah hasil pengukuran kalian.

Buatlah kesimpulan yang disertai alasan dari data yang sudahdiperoleh! Berilah pernyataan yang berkaitan dengan hasilpengukuran secara paralel jika nilai ET sama dengan nilai E darimasing-masing baterai. Apakah ada perbedaan dan mengapa?

Setelah kalian melakukan kegiatan sendiri/kelompok untukrangkaian paralel, apa yang bisa kalian kemukakan tentangperbedaan sumber tegangan yang disusun secara seri dan paralel.Pada susunan seri, terminal positif dihubungkan dengan terminalnegatif dan seterusnya, sebaliknya untuk susunan paralel,terminal positif semua dihubungkan bersama begitu pula untuksemua terminal negatif.

Dari hasil kegiatan 8.3 dan 8.4, menunjukkan bahwa besarnyategangan terminal ET, untuk sumber tegangan, E, yang disusunsecara seri merupakan jumlah dari setiap sumber tegangan.Secara matematika dapat ditulis,

ET = E1 + E2 + E3 + . . . En

Sebaliknya untuk sumber tegangan yang sama disusun secaraparalel maka tegangan terminal yang didapatkan adalah samadengan sumber tegangan untuk satu sumber tegangan (satubaterai),

ET = E1 = E2 = E3 = . . . En

IPA Terpadu IX166

Sistem penggunaan baterai secara paralel biasa digunakan olehseseorang yang akan menghidupkan salah satu mobil yangkebetulan akinya dalam posisi lemah arus sehingga tidak kuat untukmenghidupkan mesin saat distater. Prinsip yang digunakan adalahdi mana baterai yang lemah (R-nya tinggi) dihubungkan secaraparalel dengan baterai yang sehat (R-nya rendah) yang akanmengalirkan arus sehingga mobil dapat distater. Jika setiap sumbertegangan berbeda disusun secara paralel tentunya akanmendapatkan situasi yang lebih kompleks.

Dari hasil pengukuran pada Kegiatan 8.3 dan 8.4 mengapategangan yang terukur sebelum dan sesudah dirangkai denganlampu, menghasilkan tegangan terminal yang berbeda baik secaraseri maupun paralel jika dibandingkan dengan angka yang terterapada masing-masing baterai. Untuk mengetahui jawabannyakalian bisa melakukan kegiatan secara kelompok untuk mengukurkuat arus maupun tegangan yang melewati lampu. Lihat voltasedan arus maksimumnya yang tertera pada lampu pijar sebelumdirangkai, misalkan tertera 2,4 V, 0,5 A, apa artinya?

2. Perhatikan gambar di bawah ini. Lakukan pengukuran teganganyang lewat lampu dengan menggunakan voltmeter. Catatlah hasilpengukuran yang sudah kalian peroleh.

Hasil Pengamatan

Berdasarkan data yang kalian peroleh, bandingkan tegangan padacatu daya dengan tegangan pada bola lampu! Kesimpulan apa yangkalian dapat?

Contoh soal 8.2Tiga buah baterai yang masing-masing memiliki GGLsebesar E, dirangkai secara seri maka berapakah GGLtotal atau GGL terminalnya?

L V

Listrik Dinamis 167

Refleksi

Rangkuman

Penyelesaian:Diketahui : n = 3 buah

GGL = E SeriDitanya : ET = . . . ?Jawab : ET = E + E + E

= n E= 3 E

1. Arus listrik: aliran muatan listrik karena adanya beda potensialpada sumber tegangan.

2. Arus listrik dinyatakan dalam besaran kuat arus listrik

I =Qt

3. Amperemeter: alat untuk mengukur kuat arus listrik.

4. Beda potensial mempengaruhi besar kecilnya aliran muatan.

5. Untuk memindahkan muatan dari satu titik ke titik yang laindibutuhkan energi sebesar:

W = e V

6. Voltmeter: alat untuk mengukur beda potensial.

Sebagai bahan refleksi untuk menguji kemampuan kalian tentanglistrik dinamis, jelaskan terjadinya arus listrik dan caramengukurnya, serta sebutkan penerapan listrik dinamis dilingkungan sekitar kalian! Jika kalian mampu menjawab pertanyaandi atas, silakan melanjutkan pembelajaran ke bab berikutnya.

IPA Terpadu IX168

A. Pilihlah satu jawaban yang paling benar dengan caramemberi tanda silang (X) pada huruf a, b, c, atau d!

1. Banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap detik melalui suatupenghantar dinamakan . . . .a. arus elektronb. kuat arusc. arus listrikd. kapasitas

2. Arus listrik dapat mengalir dalam suatu rangkaian tertutup, jika . . . .a. terdapat hambatanb. terdapat beda potensial di antara dua titikc. dipasang sumber tegangan sehingga potensialnya menjadi samad. dipasang sakelar

3. Perbedaan antara arus listrik dan kuat arus listrik, yaitu . . . .a. arus listrik memiliki arah sedangkan kuat arus listrik tidakb. arus listrik besaran skalar sedangkan kuat arus listrik besaran

vektorc. keduanya memiliki arah yang berlawanand. arus listrik terjadi dari muatan sedangkan kuat arus listrik terjadi

dari elektron

4. Ani mengukur besar arus yang lewat pada suatu penghantar.Ternyata ia dapatkan hasil 36 miliampere. Data yang diperoleh Aniini setara dengan . . . .a. 3,6 x 10–3 ampereb. 3,6 x 10–2 amperec. 3,6 ampered. 36 ampere

5. Muatan listrik sebesar satu coulomb yang mengalir selama satudetik disebut . . . .a. satu faradb. satu coulomb detikc. satu ohmd. satu ampere

Uji Kompetensi

Listrik Dinamis 169

6. Ali melakukan percobaan, ia mendapatkan hasil pengukuran besararus listrik yaitu 4,2 mikroampere. Hasil ini setara dengan . . . .a. 4,2 × 10–6 Ab. 4,2 × 10–5 Ac. 4,2 Ad. 42 A

7. Seorang anak hendak mengukur besar arus yang mengalir melaluibola lampu pijar menggunakan amperemeter. Maka amperemeterdan lampu pijar harus disusun secara . . . .a. campuranb. seric. paraleld. seri dan dapat pula paralel

8. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!1) Aliran arus listrik dari potensial tinggi ke rendah.2) Aliran arus listrik selalu melawan arah aliran elektron.3) Besarnya arus listrik tidak dapat diukur.4) Arus listrik mengalir memerlukan penghantar.Pernyataan di atas yang benar adalah . . . .a. 1, 2b. 1, 2, dan 3c. 1, 2, dan 4d. 1, 2, 3, dan 4

9. Selama sepuluh detik banyaknya muatan listrik yang mengalir dalampenghantar sebesar 20 coulomb, maka kuat arus listriknya . . . .a. 200 ampereb. 20 amperec. 10 ampered. 2 ampere

10. 240 coulomb muatan listrik mengalir melalui penghantar selama tdetik. Apabila besar arus yang timbul 2 ampere. Maka t adalah . . . .a. 2 menitb. 4 menitc. 12 menitd. 120 menit

IPA Terpadu IX170

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Empat buah baterai masing-masing memiliki GGL 1,5 volt dan

hambatan dalam 0,1 ohm, dirangkai seri. Kemudian rangkaian seribaterai ini dihubungkan dengan hambatan 5,6 ohm sehingga terjadialiran listrik. Hitunglah besar arus yang keluar dari sumber tegangantersebut!

2. Empat buah baterai masing-masing memiliki GGL dan hambatandalam 1,5 volt dan 0,1 ohm. Keempat baterai dirangkai paralel.Kemudian rangkaian ini dihubungkan dengan hambatan sebesar5,975 ohm sehingga terjadi aliran listrik. Hitunglah besar arus yangtimbul pada rangkaian ini!

3. Sebuah penghantar dilalui arus listrik sebesar 150 miliampere.Berapakah muatan listrik yang dapat dipindahkan selama 10 menit?

4. Sebuah sumber tegangan mengeluarkan energi sebesar 2.500 jouleuntuk memindahkan 100 coloumb muatan listrik dan satu titik ketitik lain. Berapakah beda potensial sumber tegangan tersebut?

5. Sebuah sumber tegangan mengeluarkan energi 15.000 joule. Jikabeda potensial sumber adalah 150 volt, tentukan besar muatanyang dipindahkan!

P r o y e k

Buatlah lampu kelap-kelip bersama kelompok kalian denganrangkaian paralel dan seri. Kemudian bandingkan hasil pengamatankalian.

Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff 171


Peta Konsep

VI =

R

Hambatan Konduktivitas

Hambatan,Konduktor,

Semikonduktor, danIsolator

HukumOhm

Hukum Ohm dan Hukum I Kirchhoff

Hukum IKirchhoff

RangkaianHambatan

Penerapan Hukum Ohmdan Hukum I Kirchhoff

1. Hambatan Seri2. Hambatan Paralel

mempelajari

dirumuskan

dirumuskan

membahas

dibedakan

R=A

1=


• Hukum Ohm • Konduktivitas• Hukum I Kirchhoff • Rangkaian listrik

Pada suatu malam Ani belajar fisika, tiba-tiba ia melihat nyala lampu pijar didepannya meredup. Sambil berpikir Ani berjalan ke ruang tamu lalu menyalakan

lampu neon. Ternyata lampu neon itu tidak mau menyala. Dengan banyakpertanyaan di dalam pikiran Ani, ia mendekati magic jar, lampu magic jar pun tidak

menyala terang seperti biasanya.

Dari bacaan tersebut, coba renungkan pertanyaan ini!

1. Apa yang menyebabkan lampu neon, lampu pijar, dan lampu pada magic jardapat menyala?

2. Mengapa lampu pijar dapat meredup?

Pertanyaan-pertanyaan di atas berkaitan dengan hukum Ohm dan hukum IKirchhoff. Untuk menjawabnya perhatikan uraian materi berikut.

Bab 9 Hukum Ohmdan Hukum I Kirchhoff

Kata Kunci

IPA Terpadu IX172

A. Hukum Ohm

A. TujuanMenentukan hubungan antara kuat arus terhadap beda potensial.

B. Alat dan Bahan1. 4 buah baterai2. 5 jenis hambatan/resistansi (5 ohm, 10 ohm, 15 ohm, 20

ohm, dan 25 ohm)3. Kabel secukupnya4. Amperemeter

C. Cara Kerja1. Ambil satu baterai dan hambatan 5 ohm rangkailah seperti

pada gambar berikut.

2. Baca dan catatlah jarum penunjuk pada amperemeter.3. Ambil satu baterai lagi dan susunlah secara seri, baca, dan

catatlah jarum penunjuk amperemeter.4. Ambil satu lagi baterai dan susun tiga baterai secara seri,

dan amati berapa angka yang ditunjukkan oleh amperemeter.5. Dengan cara yang sama susunlah 4 baterai secara seri, dan

amati berapa angka yang ditunjuk oleh amperemeter.

Kegiatan 9.1


6. Dengan cara yang sama, gantilah nilai R yang berbeda dalamrangkaian tersebut, dan amati penunjukan amperemeteruntuk tiap-tiap hambatan yang berbeda.

7. Catatlah hasil pengukuran kalian.8. Bagaimana hubungan antara besarnya beda potensial dan

kuat arus untuk hambatan yang tetap? Buat grafik dari duabesaran tersebut.

9. Bagaimana hubungan antara kuat arus dan hambatan? Buatgrafik dari dua besaran tersebut.

10. Bagaimana hubungan antara beda potensial dan hambatan?Buat grafik dari dua besaran tersebut.

D. Hasil pengamatanBuatlah suatu kesimpulan yang disertai alasan untuk mencarihubungan antara kuat arus, beda potensial, dan hambatan.

Kunci pokok dalam Kegiatan 9.1 adalah mencarihubungan antara kuat arus, beda potensial danhambatan. Hambatan atau disebut juga tahanan atauresistansi adalah sesuatu yang sering dibicarakandalam bidang fisika elektronika. Apa sebenarnyafungsi dari hambatan tersebut? Dari data pengamatankalian menunjukkan ada hubungan yang menarikantara kuat arus dan hambatan. Jika nilai hambatandiperbesar maka kuat arus akan menurun untuk bedapotensial yang tetap, sehingga bisa ditulis,

1I

R

Persaman di atas menunjukkan bahwa hambatanberbanding terbalik dengan kuat arus. Dari Tabel9.1 ditunjukkan bahwa jika nilai hambatan konstanmaka hubungan antara kuat arus dan beda potesialadalah berbanding lurus, dengan kata lain semakinbesar beda potensial makin besar kuat arusnya, lihatGambar 9.1. Secara matematika dapat ditulis,

I V

IPA Terpadu IX174

Penggabungan ke dua persamaan dapat ditulis,

VI =

R, V = I R

Persamaan di atas disebut hukum Ohm, denganR adalah hambatan yang dinyatakan dalam satuanohm ditulis dalam simbol (omega). Berdasarkanhukum Ohm, 1 ohm didefinisikan sebagai hambatanyang digunakan dalam suatu rangkaian yang dilewatikuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial1 volt. Oleh karena itu, kita dapat mendefinisikanpengertian hambatan yaitu perbandingan antarabeda potensial dan kuat arus.

Lakukan secara kelompok!

A. Tujuan

Mengetahui pengaruh hambatan terhadap suatu rangkaian.

B. Alat dan Bahan1. 1 basicmeter (yang berfungsi sebagai amperemeter)2. 1 catu daya3. 1 AVOmeter4. 1 lampu pijar

V(volt)

I (ampere)

R

Gambar 9.1 Grafik V terhadap I

Kegiatan 9.2


5. 3 jenis hambatan : R1 = 220 ; R2 = 330 ; R3 = 4706. Papan rangkaian7. Sakelar8. Kabel

C. Cara Kerja1. Lakukan 3 kali untuk setiap pengukuran dan ambil harga

rata-ratanya.2. Ukurlah tiga hambatan R1, R2, dan R3 menggunakan

AVOmeter. Buatlah tabel untuk mencatat hasil pengukuran.3. Rangkailah resistor R1, sakelar, lampu pijar, dan Basicmeter

yang berfungsi sebagai amperemeter. Sakelar, S, dalamkeadaan terbuka, lihat gambar di bawah ini.

4. Hubungkan rangkaian itu dengan catu daya.5. Aturlah batas ukur amperemeter sebesar 50 mA.6. Catu daya pilih pada kedudukan 6 V.7. Tutuplah sakelar. Baca penunjuk jarum amperemeter,

A.Catatlah hasilnya dan amati nyala lampu.8. Ganti nilai hambatan 330 dan 470 , baca dan catat

penunjuk jarum amperemeter.9. Berdasarkan data yang kalian peroleh gambarlah grafik

hubungan antara R dan I.10. Berdasarkan grafik hubungan antara R dan I yang kalian

buat, apa komentar kalian mengenai hubungan antara aruslistrik yang mengalir dalam suatu rangkaian dan hambatan.

11. Bagaimanakah hubungan antara nyala lampu dan besarkecilnya nilai hambatan?

12. Bagaimanakah hubungan antara nyala lampu dan kuat arus?

A X

R Lampu

Vs S

IPA Terpadu IX176

D. Hasil PengamatanBuatlah suatu kesimpulan yang mengaitkan dengan persamaan

VI =

R! Apakah persamaan

VI =

R sesuai dengan hasil percobaan

yang kalian lakukan.

Ampere

Definisi satu ampere adalah satu coulombmuatan yang bergerak melalui sebuah titik dalamsatu sekon.

Arus listrik dapat terjadi apabila di dalam sebuahrangkaian terdapat beda potensial. Hubungan antarakuat arus listrik dan beda potensial listrik secaragrafik dapat dilihat pada Gambar 9.1. Hubungan linierantara kuat arus dan beda potensial menunjukkanmakin besar beda potensial makin besar kuatarusnya. Hubungan kesebandingan antara bedapotensial dan kuat arus perlu adanya faktorpembanding yang disebut hambatan.

Contoh soal 9.1:Pada sebuah percobaan hukum Ohm, diperoleh grafikseperti pada gambar di bawah ini!

Dari grafik tersebut, tentukan besar hambatanyang digunakan!

9

6

3

00,2 0,4 0,6

V (

volt)

I (ampere)


Penyelesaian:

Berdasarkan hukum Ohm V

I=R

,

VR=

I

R9V- 0

= =150,6A-0

2. Perhatikan tabel di bawah ini!

(Volt) (Ampere) (Ohm)

3 0,2 .......................

6 0,4 ........................

9 0,6 ........................

12 0,8 ........................

Berdasarkan tabel di atas, berapa besar hambatanyang digunakan untuk percobaan!Penyelesaian:

1. R1

= VI

= 3volt0,2A

= 15 ohm

2. R2 = VI

= 6volt0,4A

= 15 ohm

3. R3

= VI

= 9volt0,6A

= 15 ohm

4. R4

= VI

= 12volt0,8A = 15 ohm

IPA Terpadu IX178

B. Hambatan, Konduktor, Semikonduktor,dan Isolator

A. Tujuan

Mencari hubungan jenis bahan terhadap nilai hambatan.

B. Alat dan Bahan1. Kawat baja dengan diameter 0,35 mm dan panjang 1 m, 2 m,

dan 3 m2. Kawat nikrom dengan diameter 0,35 mm dan 0,25 mm dan

panjang 1 m, 2 m, dan 3 m3. Dua buah penjepit buaya4. 1 multimeter

C. Cara kerja1. Ambillah kawat baja dengan panjang 1 m dan diameter

0,35 mm.2. Ukurlah hambatan kawat tersebut dengan cara ujung-ujung

kawat dihubungkan dengan multimeter seperti gambar dibawah ini. Catatlah hasil penunjukan pada multimeter.

3. Ulangi untuk kawat baja yang panjangnya 2 meter kemudian3 meter. Catat pula nilai hambatan yang ditunjukkan olehmultimeter.

4. Catat hasil pengukuran kalian tersebut.

Kegiatan 9.3


D. Hasil PengamatanBuatlah kesimpulan disertai suatu alasan mengenai hubunganantara panjang kawat dengan nilai hambatan.

Kawat NikromAnalogi dengan A lakukan hal yang sama dengan menggantikawat baja dengan kawat nikrom! Catat hasil pengukuran kalian.

1. Bandingkan data pengukuran pertama dengan yang kedua.Apa komentar kalian?

2. Bagaimana nilai hambatan keduanya?

3. Adakah kesamaan nilai hambatan kedua jenis kawat tersebut?

4. Kawat manakah yang memiliki nilai hambatan lebih besar?

5. Lakukan hal yang sama untuk diameter kawat 0,25 mm.

6. Bandingkan antara data pengukuran sebelumnya!

7. Bagaimana pengaruh diameter kawat terhadap nilaihambatannya?

8. Bagaimana perbedaan nilai hambatan kedua kawat?

9. Apabila nilai hambatannya berbeda, manakah yang memilikinilai hambatan terbesar?

10. Bagaimana hubungan antara panjang kawat dengan nilaihambatan?

11. Apakah kesimpulan kalian tentang hubungan antara luaspenampang dengan nilai hambatan?

Dari kegiatan kawat baja dan kawat nikrom,buatlah suatu kesimpulan yang menyeluruhmengenai hubungan antara hambatan kawat, jeniskawat, panjang kawat dan diameter kawat. Buatlahsuatu persamaan yang menghubungkan keempatvariabel tersebut sebagai suatu kesimpulan!

IPA Terpadu IX180

A. TujuanMembedakan bahan yang bersifat konduktor dan isolator.

B. Alat dan Bahan1. Tembaga 4. Timbal 7. Kertas2. Seng 5. Kayu 8. tiga buah baterai3. Besi 6. Plastik 9. Lampu pijar

C. Cara Kerja1. Susunlah dua buah

baterai dan lampu pijarseperti gambar disamping.

2. Agar menjadi rangkaiantertutup hubungkan titikA dan titik B menggu-nakan salah satu bahan diatas, misalnya tembaga.

3. Amati keadaan lampudan catatlah hasil pengamatan kalian.

4. Lepaskan tembaga dan gantilah dengan seng. Amatilahdan catat keadaannya.

5. Lanjutkan kegiatan ini dengan mengganti seng denganbesi, timbal, kayu, plastik, dan kertas. Amati keadaanlampunya dan catat hasil pengamatan kalian.

6. Catat data dari hasil pengamatan kalian dalam tabel.

Catatan: pada kolom isolator atau konduktor cukup kalian beritanda ( ) bila sesuai.

Kegiatan 9.4

A

B+ –

No. Nama Bahan Baterai (Menyala/tidak) Isolator Konduktor

1. Tembaga ...... ................... ........... ...........2. Seng ...... ................... ........... ...........3. Besi ...... ................... ........... ...........4. Timbal ...... ................... ........... ...........5. Kayu ...... ................... ........... ...........6. Plastik ...... ................... ........... ...........7. Kertas ...... ................... ........... ...........

Tabel 9.1 Data Pengamatan


No. Nama Bahan Jumlah Keadaan Lampu Isolator KonduktorBaterai (Menyala/Tidak)

1. Tembaga .............. .......................... ............ .................

2. Seng .............. .......................... ............ .................

3. Besi .............. .......................... ............ .................

4. Timbal .............. .......................... ............ .................

5. Kayu .............. .......................... ............ .................

6. Plastik .............. .......................... ............ .................

7. Kertas .............. .......................... ............ .................


7. Ulangi kegiatan tersebut dengan langkah-langkah yang samauntuk tiga baterai.

8. Tuliskan hasil pengamatan dalam Tabel 9.2.

HambatanAliran listrik di dalam sebuah penghantar ternyata

tidak sama besarnya, hal ini ditunjukkan oleh nyalalampu pijar maupun angka yang ditunjukkan olehamperemeter. Ketidaksamaan ini disebabkan olehpenghantar yang selalu memiliki hambatan. Hambatandari suatu penghantar mempengaruhi besar kecilnyaarus listrik yang melewatinya. Berdasarkan Kegiatan9.3, besar hambatan suatu bahan atau penghantarnilainya berbeda-beda tergantung pada hambatanjenis, , panjang, ,dan luas penampang, A.

Sebuah alat yang dapat digunakan secara langsunguntuk mengukur besar kecilnya nilai hambatan sebuahpenghantar disebut ohmmeter. Sedang multimeteradalah alat yang dapat digunakan untuk mengukurkuat arus, beda potensial, dan hambatan pada suatupenghantar atau rangkaian listrik. Apabila multimeterakan digunakan untuk mengukur besar hambatan ataudigunakan sebagai ohmmeter, maka sakelar harusdiputar sehingga menunjuk ke arah yang bertanda R.Penghantar yang hendak diukur hambatannyadipasang di antara ujung kabel penghubung alat itu.Jarum akan bergerak ke suatu kedudukan tertentusehingga besar hambatan dapat dibaca pada skalayang bertandakan OHM atau .

IPA Terpadu IX182

Hambatan suatu penghantar juga dapat diukursecara tidak langsung, yaitu dengan cara mengukurbesar arus yang lewat pada penghantar dan mengukurbeda potensial ujung-ujung penghantar itu. Olehkarena itu, kita menggunakan dua alat yang berfungsisebagai amperemeter dan satu alat lagi yang berfungsisebagai voltmeter. Cara menyusun alat tersebut adalahsebagaimana terdapat pada Gambar 9.2. Pada Gambar9.2 adalah sebuah rangkaian untuk mengukur besarhambatan dari lampu pijar.

Dengan menggunakan rangkaian pada Gambar9.3, maka besar arus listrik yang mengalir melaluilampu pijar dan beda potensial antara ujung-ujunglampu pijar dapat diketahui sehingga besarnyahambatan dari lampu tersebut dapat dihitung.

Satuan hambatan dapat diturunkan sesuaipersamaan berikut, yaitu:

VR R

Isatuan volt

satuan = , satuan = =ohmsatuan ampere

Kata ohm sering ditulis (omega) yang berasaldari huruf Yunani. Ohm atau merupakan satuansistem internasional untuk hambatan listrik. Selainmenggunakan satuan , hambatan sering dinyatakandalam satuan k (kiloohm) dengan 1 k = 1000 dan M (megaohm) di mana 1M = 106 .

Gambar 9.2 Rangkaian untuk mengukur hambatan sebuahlampu pijar

A

V


Air

Air Raksa

Air Suling

Alkohol

Aluminium

Asam Sulfat

Bakelit

Besi

Ebonit

Emas

Kaca

Karbon

Hambatan Jenis

( m)

1014 – 1019

0,50

0,43

1019

1020

1020

0,016

1018 – 1020

0,017

0,21

0,056

-

Karet

Konstantan

Mangan

Mika

Minyak tanah

Parafin

Perak

Porselin

Tembaga

Timbal

Wolfram

-

Hambatan Jenis

( m)

108

0,958

109 – 1011

5 × 1010

0,029

25 × 103

1011– 1016

0,086

1019 – 1022

0,023

1017 – 1020

60

Bahan ZatBahan Zat

R R R

Gambar 9.3 Berbagai simbol hambatan

Hambatan sering digambarkan seperti padaGambar 9.3.

Dari hasil Kegiatan 9.4, hubungan antarahambatan, jenis bahan, panjang, luas penampangdan suhu dari suatu penghantar dapat dirumuskansecara matematika,

R = A

dan R = R0 (1 + T) atau = 0(1 + T)

Dengan adalah panjang penghantar dengansatuan meter, A adalah luas penampang penghantardengan satuan m2, dan (dibaca "Rho") adalahhambatan jenis yang dinyatakan dalam ohmmeter( m). Dari penyelidikan dan percobaan telahdiperoleh nilai hambatan jenis dari berbagai bahanseperti terlihat pada Tabel 9.3!

Tabel 9.3 Hambatan Jenis Suatu Bahan

IPA Terpadu IX184

Tugas 9.1

Pertanyaan berhipotesis:Dari Tabel 9.3, tunjukkan bahan apa yang mempunyai:1. Nilai hambatan jenis paling besar dan paling kecil?2. Jelaskan mengapa bahan tersebut mempunyai nilai hambatan jenis

besar dan bahan yang lain mempunyai nilai hambatan jenis kecil?

Persamaan 9.5, menunjukkan bahwa hambatantergantung pada suhu dari penghantar, semakinbesar suhu, semakin besar nilai hambatannya. Ro

adalah hambatan awal atau hambatan mula-mula, Radalah hambatan akhir dikarenakan faktor suhu, T= T

1 – T

2 adalah perubahan suhu dinyatakan dalam

derajat Celsius (°C) dengan T1 adalah suhu awalpenghantar dan T2 adalah suhu akhir penghantar,dan adalah koefisien suhu penghantar dinyatakandalam satuan per °C .

Koefisien suhu ( dibaca "alpha") untuk beberapabahan memiliki harga yang berbeda tergantung darijenis bahan masing-masing. Hampir semuakonduktor (termasuk nikrom) memiliki nilai koefisiensuhu positif. Oleh karena itu hambatan sebuahkonduktor akan bertambah jika suhu bahan tersebutbertambah. Nilai koefisien suhu dari beberapa bahankonduktor dapat kalian lihat pada Tabel 9.4.

Tabel 9.4 Koefisien Suhu Logam

BahanKoefisien Suhu

( ), (1/°C)

Aluminium 0,00420

Brass 0,00208

Tembaga 0,00426

Emas 0,00365

Besi 0,00618

Timah putih 0,00466


Air raksa 0,00062

Nikrom 0,00044

Nikel 0,00600

Platina 0,00370

Perak 0,00411

Baja lunak 0,00458

Tin 0,00458

Tungsten 0,00490

Seng 0,00400

Pertanyaan berhipotesis:Dari Tabel 9.4,1. Tunjukkan bahan apa yang mempunyai nilai paling besar

dan paling kecil!2. Jelaskan mengapa bahan tersebut mempunyai nilai besar

dan bahan yang lain mempunyai nilai kecil!

Konduktivitas

Sifat dari bahan konduktor adalah tidak adanyamedan listrik di dalam konduktor. Pernyataan inibenar jika konduktor dalam keadaan keseimbanganstatis. Tujuan dari pembicaraan ini adalah inginmenggambarkan apa yang terjadi jika muatanbergerak dalam konduktor.

Muatan yang bergerak dalam sebuah konduktor,akan menghasilkan arus di bawah pengaruh medan

listrik. Medan listrik ini muncul karenaadanya pergerakan muatan sehinggasituasinya non-elektrostatis. Keadaan inisedikit berlawanan dengan situasi untukkeseimbangan elektrostatis di manamuatan dalam keadaan diam sehinggatidak ada medan listrik di dalam.

Tugas 9.2

Info MEDIASelain menggunakan prosesdoping, daya hantar listriksemikonduktor juga dapatditingkatkan dengan caramemainkan suhu, medanmagnet, dan tekanan.

IPA Terpadu IX186

Muatan listrik yang dapat berpindahdari suatu tempat ke tempat lain adalahmuatan elektron. Elektron-elektron yangmudah berpindah disebut elektronbebas. Elektron-elektron bebas dalamlogam merupakan gas elektron yang padasuhu sangat tinggi 70.000°C bersifatsebagai gas sempurna. Elektron-elektronbebas ini bergerak bebas di dalam sebuahbahan konduktor. Sehingga pada saattertentu elektron-elektron ini akanberbenturan dengan elektron bebas yanglain. Dengan jumlah elektron bebas yangbesar maka bahan konduktor mudahmengalirkan muatan listrik. Bahankonduktor yang baik dan sempurna jikamempunyai nilai konduktivitas yang besaryaitu (mendekati tak terhinggabesarnya). Sebaliknya untuk hambatan

atau hambatan jenisnya mempunyai nilai mendekatinol atau sangat kecil.

Bagaimana untuk isolator? Untuk isolatorkonduktivitas, hambatan, hambatan jenis, dan sifatelektron adalah berharga sebaliknya dengan konduktor.

Konduktor dan isolator adalah suatu bahan yangmempunyai sifat kebalikan misalnya III untuk bahankonduktor mempunyai konduktivitas sangat besarsedang isolator sangat kecil. Konduktor mempunyaihambatan atau hambatan jenisnya kecil sedang untukisolator hambatan atau hambatan jenisnya besar.Bagaimana untuk material atau bahan semikonduktor?

Semikonduktor adalah suatu bahan atau bendayang mempunyai sifat sebagai konduktor dan isolator.Dengan kata lain bahan semikonduktor mempunyaikemampuan mengalirkan muatan di bawah sifatkonduktor dan di atas sifat isolator. Untukmendapatkan sifat konduktor dari bahan semikon-duktor biasanya dilakukan penambahan jenis atomlain dengan konsentrasi tertentu atau disebutpendopingan. Contoh bahan ini adalah germanium,Ge dan silikon, Si. Bahan semikonduktor dapatdijumpai dalam penggunaan bahan-bahanelektronika.

Gambar 9.4 Germaniumberbentuk serbuk dan padat

Sumber: commons.wikimedia.org


Tugas 9.3

Pertanyaan berhipotesis:

Dengan melihat ketiga jenis bahan yaitu: konduktor, semikonduktor,dan isolator,1. Bagaimanakah bila besar hambatan ketiganya diurutkan dari

paling kecil?2. Bagaimanakah urutan dari mudah-tidaknya ketiga bahan tersebut

dalam mengalirkan muatan listrik?3. Jawaban 1 dan 2, kalian bisa menjelaskan bagaimana hubungan

hambatan dengan aliran muatan dalam suatu bahan?

Tabel 9.5 Hubungan antara Bahan Konduktor,Semikondutor, Isolator, dan Nilai Konduktivitasnya

Material Konduktivitas

PerakTembaga 108

Aluminium

BesiRaksa 107

Karbon

Germanium 103

Silikon

KayuGelas 10-9

Karet

Tabel 9.5 menunjukkan bahwa nilai konduktivitasuntuk bahan isolator dan konduktor mempunyairentang yang sangat besar. Misalkan, berapa rentangnilai antara karet dan perak?Contoh soal 9.21. Sebuah kawat tembaga memiliki luas penampang

2 mm2. Jika panjang penghantar 2000 danhambatan jenisnya 0,02 meter. Berapa nilaihambatan kawatnya?

IPA Terpadu IX188

A. Tujuan

Menentukan jumlah kuat arus yang mengalir sebelum dansesudah melalui suatu rangkaian listrik.

C. Hukum I Kirchhoff

Kegiatan 9.5

Penyelesaian:Diketahui : A = 2 × 10–6 m2

= 2000 m

= 0,02 mDitanya : R . . . .?

Jawab : RA

-6 2

2000 mR=0,02 m

2 10 m

=2 × 107

2. Sebuah kawat memiliki hambatan 2 ohm. Apabilapanjang kawat 2 meter dan luas penampang0,35 mm2. Berapa besar hambatan jenis kawattersebut?

Penyelesaian:Diketahui: R = 2

= 2 mA = 0,35 × 10–6 m2

Ditanya : . . . . ?Jawab :

R A= =

-6 22ohm×0,35×10 m

2m

= 0,35 × 10–6 m = 3,5 × 10-7 m


A1

L1

A2

A3

L2

+ –

Besar Arus Listrik Penunjukan Jarum Amperemeter (A)

I1 ..................................................I2 ..................................................I3 ..................................................


B. Alat dan Bahan1. 2 buah lampu pijar2. 2 buah baterai 1,5 volt3. 4 buah amperemeter4. Kabel secukupnya

C. Cara Kerja1. Susunlah/rangkailah seperti pada gambar berikut.

2. Amati dan baca penunjukan jarum amperemeter pada A1.

Catatlah sebagai I1.3. Amati dan baca penunjukan jarum amperemeter pada A

2.

Catatlah sebagai I2.4. Amati dan baca penunjukan jarum amperemeter A

3. Catatlah

sebagai I3.5. Masukkan data dari hasil pengamatan kalian ke dalam tabel!

6. Berdasarkan Tabel 9.6, bagaimana komentar kalian terhadapnilai I

1, I

2, dan I

3?

7. Dari Tabel 9.6, apa kesimpulan kalian berkaitan denganbesarnya arus sebelum dan sesudah melewati lampu yaituA1 dan A3.

8. Dengan cara yang sama susunlah alat yang sudah kaliansediakan di atas seperti gambar berikut.

IPA Terpadu IX190

9. Amati dan baca penunjukan jarum amperemeter A dancatatlah sebagai I.

10. Amati dan baca penujukan jarum amperemeter pada A1 dancatatlah sebagai I

1.

11. Amati dan baca penunjukan jarum amperemeter pada A2

dan catatlah sebagai I2.

12. Amati dan baca penunjukan jarum amperemeter pada A3

dan catatlah sebagai I’.13. Hitunglah jumlah nilai dari I1 dan I2 dan catatlah.14. Bandingkan antara nilai I dan jumlah dari I

1 dan I

2!

Bagaimana besar nilai I dan jumlah dari I1 dan I2?15. Bandingkan antara jumlah I

1 dan I

2 dengan I’! Bagaimana

besar I’ dengan jumlah I1 dan I2?16. Apabila titik P disebut titik percabangan bagaimana

kesimpulan kalian tentang besar arus yang masuk titikpercabangan dengan besar arus yang keluar dari titikpercabangan (titik Q)?

D. Hasil Pengamatan

Setelah kalian melakukan kegiatan di atas, buatlah kesimpulantentang besar arus listrik pada rangkaian tidak bercabang danbesar arus listrik pada rangkaian bercabang!

1. Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik ada dua macam yaitu rangkaianlistrik terbuka dan rangkaian listrik tertutup.Rangkaian listrik terbuka adalah rangkaian listrik yangmemiliki ujung-ujung rangkaian. Contoh rangkaianterbuka dapat kalian lihat pada Gambar 9.5.

A A2 A3

A1

+

I I’

QI1

l1

L2


Sedangkan rangkaian listrik tertutup adalahrangkaian listrik yang tidak memiliki ujung-ujungrangkaian. Di dalam rangkaian listrik tertutup ini aruslistrik dapat mengalir mengikuti jenis suatu rangkaian.Contoh rangkaian listrik tertutup secara sederhanadapat dilihat pada Gambar 9.6.

Rangkaian listrik juga dibedakan menjadi duamacam lagi yaitu rangkaian tidak bercabang danrangkaian bercabang. Rangkaian tidak bercabangdisebut rangkaian seri. Sedangkan rangkaianbercabang disebut rangkaian paralel.

2. Rangkaian Seri

Misal tiga buah hambatan yang masing-masingR1, R2, dan R3 dirangkai seri. Susunan seri ketigahambatan itu kemudian dihubungkan dengansumber tegangan, lihat pada Gambar 9.7!

A B

Gambar 9.5 Rangkaian listrik terbuka

Gambar 9.6 Rangkaian listrik tertutup

+–

IPA Terpadu IX192

Dari Kegiatan 9.5, kalian telah mengetahui bahwapada rangkaian seri besarnya arus listrik yangmengalir di setiap titik besarnya sama. Apabila kuatarus yang lewat hambatan R

1 adalah I

1, kuat arus

yang lewat hambatan R2 adalah I2, dan kuat arusyang lewat hambatan R

3 adalah I

3. Sedangkan kuat

arus yang keluar dari sumber I’, maka berlaku:

I1 = I

2 = I

3 = I

Jika beda potensial di titik A dan B adalah V1,beda potensial di titik B dan C adalah V

2 dan beda

potensial di titik C dan D adalah V3, maka berlaku,

V1 V2 V3

Kedua persamaan di atas menunjukkan suatupersamaan yang berlaku untuk susunan seri. Denganmengetahui definisi dari arus listrik adalah muatanyang bergerak per satuan waktu, sehingga aruslistrik sebanding dengan muatan listrik. Oleh karenaitu dapat ditulis,

Q1 = Q

2 = Q

3 = Q

Dengan memperhatikan persamaan tersebut,selama tidak ada penambahan atau penguranganmuatan dalam suatu rangkaian maka berlaku hukumkekekalan muatan listrik. Bagaimanakah bunyi hukumkekekalan muatan listrik?

R1 R2R3

V1 V2V3

I

A B C D

Gambar 9.7 Tiga hambatan disusun seri


Gambar 9.8 Tiga hambatan disusunparalel

A B

R1

R2

R3

I1

I2

I3

V3–+I

3. Rangkaian Paralel

Misal tiga buah hambatan yangmasing-masing R

1, R

2, dan R

3

dirangkai secara paralel. Susunanparalel ketiga hambatan itu kemudiandihubungkan dengan sumbertegangan, lihat Gambar 9.8!

Pada rangkaian paralel terdapatdua titik, yaitu A dan titik B. Titik Adan titik B disebut titik percabangan.Kalian telah mengetahui dari hasilKegiatan 9.5, bahwa jumlah kuatarus listrik yang masuk titikpercabangan, titik A, sama besar

dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titikpercabangan, titik B. Oleh karena itu,

a. Pada titik percabangan A

I = I1+ I2 + I3

Dengan I adalah jumlah kuat arus yang masukke percabangan.

Berkaitan dengan muatan dan arus listrik, makapersamaan di atas dapat ditulis bahwa,

Q = Q1 + Q

2 + Q

3

b. Pada titik percabangan B

I1 + I2 + I3 = I’ atau Q1 + Q2 + Q3 = Q’

Dengan I’adalah jumlah kuat arus yang keluardari percabangan, dan Q’ adalah muatan yang keluardari percabangan.

c. I = I’

Dari a - b dapat disimpulkan bahwa dalam satuanwaktu yang sama, jumlah kuat arus atau muatanyang masuk percabangan sama dengan jumlah kuatarus atau muatan yang keluar dari percabangan.Pernyataan ini disebut hukum I Kirchhoff.

IPA Terpadu IX194

Selama tidak ada penambahan muatan atau arusdari luar maka besarnya muatan total dan arus totaladalah tetap, disebut hukum kekekalan muatanlistrik. Satu hal yang penting adalah, bahwa padarangkaian paralel beda potensial tiap-tiap cabangbesarnya sama.

V1 = V

2 = V

3 = V

AB

Contoh soal 9.3:1. Perhatikan gambar di bawah ini!

I1 = 2 A I3 = 0,5 A

I2 = 1 A I

4

Hitung besar arus I4!

Penyelesaian:Diketahui : I

1= 2 A

I2 = 1 AI

3= 0,5 A

Ditanya : I4 = . . . ?Jawab :Jumlah kuat arus yang masuk = jumlah kuat arusyang keluarI1 + I2 = I3 + I4

(2 + 1) A = 0,5A + I4

(2 + 1 – 0,5) A = I4

I4

= 2,5 A2. Perhatikan gambar di bawah ini!

I1 = 3 A

I3 = 5 A

I2

Berapa besarnya I2?

Q


D. Rangkaian Hambatan

A. Tujuan

Menentukan pengaruh susunan seri suatu hambatan dalamsuatu rangkaian.

B. Alat dan Bahan1. Multimeter/ohmmeter2. Dua buah hambatan (resistor) yang berbeda nilainya3. Kabel

C. Cara Kerja1. Rangkailah alat-alat tersebut seperti gambar.

R1

R2

2. Ukurlah besar hambatan R1 seperti pada gambar dan

catatlah hasilnya.3. Ukurlah hambatan R

2 seperti pada gambar dan catat pula

hasilnya.4. Ukurlah hambatan seri R

1 dan R

2 seperti pada gambar

dan catatlah hasilnya.

Kegiatan 9.6

Penyelesaian:Jumlah arus masuk = Jumlah arus keluarI

1 + I

2= I

3

3 A + I2 = 5 A I

2= (5 – 3) A= 2 A

IPA Terpadu IX196

A. Tujuan

Menentukan hubungan antara beda potensial yang melalui sumberE dan beda potensial dari dua hambatan yang disusun seri.

B. Alat dan Bahan1. 3 buah baterai2. Voltmeter DC/multimeter

Kegiatan 9.7

(a) (b) (c)

5. Masukkan hasil pengukuran ke dalam tabel.

6. Berdasarkan Tabel 9.7, bandingkan nilai-nilai hambatanmenurut tabel dengan hasil pengukuran.

D. Hasil Pengamatan

Berilah suatu kesimpulan dari pengamatan dan data yang kalianperoleh untuk menjawab pertanyaan bagaimana pengaruhhambatan jika disusun secara seri!

Tabel 9.7 Hasil Pengukuran

No. Nilai Hambatan Menurut Nilai Hambatan yangLabel ( ) Diukur ( )

1. R1 = .......................... R1 = .......................

2. R1 = .......................... R1 = .......................

3. R1 = .......................... R1 = .......................


3. 2 buah hambatan yang berbeda nilainya4. Kabel

C. Cara Kerja1. Rangkailah alat-alat tersebut seperti pada gambar di bawah

ini.

R1

E

R2

2. Ukurlah menggunakan voltmeter besar beda potensial, V1

pada R1 seperti gambar a dan catatlah hasilnya.3. Ukurlah beda potensial V

2 pada R

2 seperti gambar b dan

catat pula hasilnya.

4. Hitunglah jumlah V1 dan V2.5. Masukkan hasil pengukuran ke dalam tabel.

6. Berilah komentar untuk membandingkan nilai E dengan nilaiV1+ V2.

D. Hasil Pengamatan

Berilah kesimpulan disertai suatu alasan!

R1

R2

a

R1

R2

b

V1

V2

Tabel 9.8 Hasil Pengukuran

E V1 (Volt) V2 (Volt) V1 + V2 (Dihitung)

............ ............. .............. ........................

IPA Terpadu IX198

Kegiatan 9.8

A. Tujuan

Mengukur besarnya nilai hambatan saat tersusun secaraparalel.

B. Alat dan Bahan1. Tiga buah baterai2. Multimeter3. Dua buah hambatan yang berbeda nilainya4. Kabel

C. Cara Kerja1. Ukurlah hambatan R1 seperti gambar a dan catatlah hasilnya.2. Ukurlah hambatan R

2 seperti gambar b dan catat pula

hasilnya.3. Rangkailah dua hambatan R

1 dan R

2 seperti pada gambar c.

4. Ukurlah besar hambatan paralelnya dan catatlah hasilnya.

(a) (b) (c)5. Masukkan hasil pengukuran ke dalam tabel!

6. Berdasarkan data pada tabel, bandingkan nilai hambatanmenurut Tabel dengan hasil pengukuran. Bagaimanakomentar kalian?

R1 R2 R1R2

Tabel 9.9 Data Hasil Pengukuran

No. Nilai Hambatan Menurut Nilai Hambatan yangLabel ( ) Diukur ( )

1. R1 = .......................... R1 = .......................

2. R1 = .......................... R1 = .......................

3. R1 + R2 = .................... R1 = .......................


7. Berdasarkan komentar kalian pada hasil No.6, apa yang bisakalian simpulkan tentang hubungan antara besarnya nilaihambatan dari masing-masing hambatan dan saat disusunparalel?

D. Hasil Pengamatan

Buatlah analisis dan kesimpulannya!

A. Tujuan

Menentukan nilai beda potensial dari suatu hambatan secaraparalel.

B. Alat dan Bahan1. 3 buah baterai2. Multimeter – voltmeter3. 2 buah hambatan yang berbeda nilainya4. Kabel

C. Cara Kerja1. Hubungkan rangkaian hambatan seperti pada gambar di

bawah ini!

2. Ubahlah multimeter pada DC volt.3. Ukurlah dengan menggunakan voltmeter besar beda potensial

di antara R1 dan catatlah hasilnya.

4. Ukurlah beda potensial R2 dan catat hasilnya.5. Ukurlah beda potensial sumber (baterai) dan catat pula

hasilnya.

Kegiatan 9.9

R2 R1R2R1

IPA Terpadu IX200

6. Masukkan semua data pengukuran pada tabel.

7. Berdasarkan data pada Tabel 9.10, bagaimana pengaruh nilaibeda potensial yang melalui hambatan dengan beda potensialsumber?

D. Hasil Pengamatan

Tuliskan suatu kesimpulan yang menghubungkan pengaruh bedapotensial sumber dengan yang melalui hambatan baik secaraparalel maupun masing-masing hambatan!

Tabel 9.10 Data Hasil Pengukuran

V1 (Volt) V2 (Volt) VS (Volt)

............... .................... ....................

Rangkaian hambatan

Kalian sudah mengetahui bahwa ada duarangkaian dasar pada suatu hambatan yaiturangkaian seri dan rangkaian paralel.

1. Rangkaian Seri

Misal tiga buah hambatan yang masing-masingR

1, R

2, dan R

3 dirangkai seri, lihat Gambar 9.9!

Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengansatu hambatan dan disebut hambatan pengganti.Karena rangkaian hambatan tersebut seri makahambatan pengganti ini sering disebut hambatan

R1

A B C D

+

Gambar 9.9 Rangkaian seri tiga hambatan R1, R2, dan R3

R2 R

3

V1V

2 V3


seri, RS. Besar R

S merupakan jumlah dari masing-

masing hambatan.

Rs = R1 + R2 + R3

Dari persamaan di atas tampak bahwa hambatanpengganti untuk susunan seri merupakan jumlahdari masing-masing hambatan. Sedang besarnya nilaibeda potensial antara ujung-ujung hambatan tidaksama, karena untuk seri yang mempunyai nilaikonstan adalah arus dan muatan listrik yang melaluihambatan. Sehingga jika besar dari masing-masinghambatan berbeda, maka nilai beda potensialnya darimasing-masing hambatan juga berbeda.

2. Rangkaian Paralel (Rangkaian Bercabang)

Misal tiga buah hambatan yang masing-masingnya R1, R2, dan R3 dirangkai paralel, lihatGambar 9.10!

Ketiga hambatan tersebut dapat diganti dengansatu hambatan yang disebut hambatan pengganti.Karena rangkaian hambatan tersebut paralel maka

R1

R2

R3

V1

V2

A B

I1

I2

I3

E

V3

+

Gambar 9.10 Rangkaian paralel tiga hambatan R1, R2, dan R3

IPA Terpadu IX202

R2 = 3

B R1 = 2 D

R3 = 6

hambatan penggantinya disebut hambatan paralel(RP). Besar hambatan paralel (RP) dapat ditentukanmenggunakan persamaan,

R R R Rp 1 2 3

1 1 1 1= + +

Pada rangkaian paralel, beda potensial masing-masing cabang besarnya sama.Contoh soal 9.4:Perhatikan gambar di bawah ini.

Hitung besar hambatan BD!

Penyelesaian:Diketahui :R

1 = 2

R2 = 3 R

3 = 6

Ditanya: RBD = . . . ?Jawab:

a.R R R Rp 1 2 3

1 1 1 1= + +

= 1 1

+3 6

= (2+1)

6

Rp = 6= 2

3

b. RBD

= R1 + R

P

= (2 + 2) = 4


E. Penerapan Hukum Ohm dan HukumI Kirchhoff

Sumber tegangan adalah alat yang dapatmenimbulkan beda potensial listrik. Sebuah sumbertegangan memiliki energi yang dapat digunakan untukmengalirkan arus listrik disebut GGL, E. Sumber-sumber tegangan pada umumnya memiliki hambatanyang disebut hambatan dalam r.

Secara umum, sebuah rangkaian listrik selaluberlaku hukum Ohm dan hukum I Kirchhoff. Misal,sebuah rangkaian listrik sederhana yang terdiri atassebuah hambatan luar, R, sumber tegangan, E, danhambatan dalam r, lihat pada Gambar 9.11!

Apabila hambatannya lebih dari satu, maka R inimerupakan hambatan pengganti dari beberapahambatan tersebut. Kuat arus yang mengalir dalamrangkaian adalah sebagai berikut:

EI =

R+r

Jika dalam suatu rangkaian terdiri atas beberapabaterai baik tersusun secara seri maupun paralel,maka Persamaan di atas dapat ditulis kembali, untukseri,

Gambar 9.11 Rangkaian sederhana

R

E, r

IPA Terpadu IX204

s

EI =R+r

nEI =R+nr

Dengan Es = nE, r

s = nR, dan n adalah banyaknya

baterai yang digunakan untuk rangkaian seri, sedanguntuk rangkaian paralel:

p

p

EI =

R+r

Karena EP= E dan r

p=(r/n) maka persamaan di

atas, dapat ditulis kembali,

EI =

rR+

n

Contoh soal 9.5:1. Perhatikan gambar di bawah ini!

Apabila hambatan R1 = 4 , R

2 = 6 , dan R

3 = 3

E = 28 volt serta hambatan r = 1. Berapakah arus(I) yang melewati rangkaian tersebut?

E = 28 volt r = 1

R1 = 4

R2 = 6

R3 = 3


Penyelesaian:Diketahui :R1 = 4

R2

= 6 R3 = 3 E = 28 Vr = 1

Ditanya : I = . . . ?Jawab :a. Rangkaian disederhanakan:

Rp

1=

R R2 3

1 1+

= 1 1

+6 3

= 1+26

= 63

= 2

b. Rt = R1

+ + Rp

= (4 + 2)= 6

c. I = E

R+r

= 28volt(6+1)

= 28volt

7= 4 A

IPA Terpadu IX206

2. Perhatikan gambar di bawah ini!

Empat buah baterai yang masing-masing berGGL 1,5 volt dan hambatan dalamnya adalah0,1? dirangkai seri. Rangkaian tersebutdihubungkan dengan hambatan luar R = 1,6.Berapa besar arus yang mengalir?

Penyelesaian:Diketahui : n = 4 buah

E = 1,5 voltr = 0,1 R = 1,6

Ditanya : I = . . . ?Jawab :

I = nE

R+nr

= 4×1,5 volt

1,6+ 4×0,1

= 6 volt

1,6+0,4

= 6 volt

2

= 3 A

I

R = 1,6


Rangkuman

1. Hukum Ohm menyatakan bahwa kuat arus yang mengalir padasuatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial danberbanding terbalik dengan hambatan pada penghantar tersebut.

VI

R

2. Satu ampere adalah satu coulomb muatan yang bergerak melaluisebuah titik dalam satu sekon.

3. Hubungan antara hambatan, jenis bahan, panjang, dan luaspenampang dan suhu dari suatu penghantar:

o oR R R T TA

1 1

4. Berdasarkan mudah tidaknya dilalui arus listrik, suatu bahandibedakan:a. konduktorb. semikonduktorc. isolator

5. Hukum I KirchhoffBesarnya kuat arus yang masuk pada titik percabangan samadengan kuat arus yang keluar dari titik percabangan itu. I = I'

6. Rangkaian hambatanRangkaian seri: Rs = R1 + R2 + R3 + R ....

Rangkaian Paralel: R R R Rp 1 2 3

1 1 1 1= + + + ....

7. Kuat arus yang mengalir pada rangkaian tertutup: E

IR r

8. Untuk rangkaian yang terdiri atas beberapa elemen:

a. Disusun seri nE

IR nr

b. Disusun paralel E

Ir

Rn

IPA Terpadu IX208

Refleksi


1. Dalam sebuah penghantar yang mempunyai hambatan 400 ohm,mengalir arus listrik sebesar 250 miliampere. Besar beda potensialpada kedua ujungnya adalah . . . .a. 100 Vb. 200 Vc. 400 Vd. 100.000 V

2. Apabila V = beda potensial, I = arus listrik dan R = hambatansuatu penghantar, maka hubungan yang benar antara ketigabesaran tersebut adalah . . . .a. I = V R

b. I = VR

c. I = V + Rd. I = V – R

3. Sebuah penghantar memiliki beda potensial antara ujung-ujungnyasebesar 200 volt. Apabila hambatan penghantar tersebut 40 ohm,maka besar arus yang melalui penghantar adalah . . . .a. 0,5 ampereb. 5 amperec. 10 ampered. 15 ampere

Uji Kompetensi

Sebagai bahan refleksi, jawablah pertanyaan berikut. Mengapa padaumumnya rangkaian listrik di rumah-rumah menggunakan rangkaianparalel. Apa keuntungannya?Silakan melanjutkan ke materi berikutnya jika sudah bisa menjawabpertanyaan di atas, jika belum, pahami lagi materi bab ini.


4. Hambatan sebuah penghantar memiliki beda potensial 100 volt danmengalir arus listrik 500 miliampere adalah . . . .a. 50 ohmb. 100 ohmc. 200 ohmd. 50.000 ohm

5. Bahan atau zat yang mudah menghantarkan arus listrik disebut . . . .a. isolatorb. semikonduktorc. konduktord. stator

6. Tersedia bahan sebagai berikut.1) Perak2) Emas3) Mika4) Plastik5) TembagaDi antara bahan yang termasuk isolator adalah . . . .a. 1, 2, dan 3b. 1 dan 3c. 3 dan 4d. 2 dan 5

7. Sebuah kawat penghantar memiliki hambatan 4 ohm. Apabilapanjang kawat 1 meter dan luas penampang 0,35 mm2, makahambatan jenis kawat tersebut adalah . . . . (dalam m)a. 0,10 × 10–6

b. 0,20 × 10–6

c. 0,35 × 10–6

d. 1,40 × 10–6

8. Sebuah kawat penghantar memiliki luas penampang 0,25 mm2.Apabila hambatan dan hambatan jenisnya masing-masing adalah10 ohm dan 0,5 × 10–6 m, maka panjang kawat tersebut adalah. . . .a. 5 mmb. 10 mmc. 5 md. 10 m

IPA Terpadu IX210

I3

I4 = 0,5 A

I2

I = 10 A

I'

+ –

I1 = 2 A

I

I1

I2

I3 I4I5

I6 I'

+ –

9. Sebuah kawat memiliki panjang 8 m dan berdiameter 2 mm2. Jikahambatan jenis kawat adalah 0,314 × 10–6 m. Maka nilai hambatankawat adalah . . . .a. 0,2 ohmb. 0,4 ohmc. 0,8 ohmd. 1,2 ohm

10. Kawat penghantar memiliki panjang 10 meter dan berjari-jari 0,5 mm.Jika hambatan jenis kawat adalah 0,628 × 10–6 m, maka nilaihambatan kawat adalah . . . .a. 2 ohmb. 4 ohmc. 6 ohmd. 8 ohm

11. Perhatikan gambar di bawah ini!Besar I

2, I

3, I’ adalah . . . .

a. 1,5 A, 8 A, 10 Ab. 2 A, 8 A, 10 Ac. 8 A, 1,5 A, 10 Ad. 8 A, 10 A, 12 A


Jika besar arus I = 8 A, I1 = I2 = 2 A, I5 = 3 A, maka besar arus I3

dan I6 adalah . . . .

a. 2 A, 3 Ab. 3 A, 2 Ac. 5 A, 4 Ad. 4 A, 5 A


13. Besar arus listrik di setiap titik pada rangkaian seri adalah . . . .a. samab. tidak samac. belum tentu samad. berubah-ubah

14. Jumlah kuat arus yang masuk titik percabangan sama besar denganjumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan. Pernyataantersebut sesuai dengan hukum . . . .a. Newtonb. Kirchhoffc. Faradayd. Boyle


Maka besar hambatan pengganti rangkaian adalah . . . .a. 4 b. 6 c. 8 d. 10

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Jelaskan tentang konduktivitas dan bagaimana hubungan

konduktivitas dengan hambatan suatu benda!

2. Luas penampang sebuah kawat penghantar adalah 0,25 mm2. Apabilahambatan dan hambatan jenis kawat masing-masing adalah 4 ohmdan 0,5 × 10-6 ohm-meter, maka berapakah panjang kawat tersebut?

3. Sebuah kawat memiliki luas penampang 2 mm2. Jika panjang kawat1000 meter dan hambatan jenisnya 0,02 × 10-6 ohm-meter, makaberapakah besar hambatan kawat?

4. Sebuah kawat penghantar memiliki panjang 1.000 meter. Apabilahambatan jenis kawat 0,03 × 10-6 ohm-meter dan nilai hambatankawat 5 ohm, maka berapakah luas penampang kawat?

A

R1 = 2 R2 = 1

R3 = 6

R4 = 4

R5 = 8

R6 = 8

B

IPA Terpadu IX212

P r o y e k

Carilah informasi dari berbagai sumber (buku, majalah, televisi,radio, internet, dan sumber lainnya) tentang aplikasi hukum Ohmdan hukum I Kirchhoff dalam kehidupan sehari-hari. Kumpulkandalam bentuk kliping!


Berapa besar hambatan pengganti rangkaian tersebut?

A

R1 = 10

R2 = 5 R3 = 5 R4 = 5

R5 = 5 R6 = 5

R7 = 7

R8 = 6 R9 = 2

B

Sumber Arus Listrik 213


Peta Konsep

Gaya Gerak Listrik

menjelaskan

1. Elemen Volta2. Elemen Kering (Baterai)3. Aki (Accumulator)

Energi

Sumber Tegangan Macam-macam SumberTegangan

Gaya Gerak Listrik danTegangan Jepit

Sumber Arus Listrik

antara lain

menghasilkan

dinamakan

Setelah kalian memahami peta konsep di atas, perhatikan kata-kata kunci berikutyang merupakan kunci dan cara memahami materi ini.• Sumber tegangan• Elemen kering• Elemen Volta• Aki

Andi seorang pelajar kelas tiga SMP yang baru naik dari kelas dua. Pada suatuhari Andi bersama teman sekelasnya dibimbing oleh guru pengajar Fisika

melakukan praktikum di laboratorium yang berkaitan dengan sumber tegangan.Andi duduk berempat dalam satu kelompok sambil mendengarkan penjelasan guru.

Setelah pengarahan dari guru, Andi dan ketiga temannya mulai melakukan kegiatanuntuk mengamati peralatan yang tersedia di meja praktikum yaitu dua buah tabung

yang berisi larutan, batang tembaga, seng, lampu dan kawat yang telahdirangkaikan sesuai petunjuk buku dan pengarahan guru mereka, mendapati lampu

yang terpasang yang menyala. Andi bertanya dalam hati, apa yang terjadi padarangkaian tersebut kaitannya dengan larutan yang menyebabkan lampu dapat

menyala.

Agar dapat menjawab pertanyaan tersebut, ikutilah penjelasan dalam bab ini.

Bab 10Sumber Arus Listrik

Kata Kunci

IPA Terpadu IX214

A. Sumber Tegangan

Pada bab 7 telah kita pelajari, bahwa muatansejenis bila didekatkan akan tolak-menolak begitupunsebaliknya. Hal ini terjadi bila benda bermuatandidekatkan pada benda yang lain maka bendatersebut akan terpolarisasi, yaitu muatan yangsejenis akan menjauh sedang muatan tak sejenisakan tarik-menarik.

Pada Gambar 10.1 jika sebuah cakram logamnetral didekatkan ke permukaan dalam konduktorberongga yang bermuatan listrik, tidak menyebabkandaun elektroskop mekar. Ini menunjukkan bahwacakram logam tidak bermuatan listrik. Dan jikacakram logam tersebut didekatkan pada permukaanluar konduktor, maka daun elektroskop mekar. Halini menunjukkan bahwa cakram logam bermuatanlistrik. Jadi pada prinsipnya muatan-muatan tersebutberada pada sekitar permukaan sebuah konduktor.

Muatan yang bergerak akibat kehadiran muatanyang lain, akan mengingatkan pada konsep gaya.Mengapa? Jelaskan!

Gaya yang bekerja pada sebuah muatan Q danmenyebabkan pergeseran sepanjang s disebut energiatau kerja, W.

Gambar10.1 Distribusi muatan listrik pada konduktor berongga

cakram logam menjadibermuatan listrik

konduktor beronggabermuatan listrik

isolasi

cakram logam tetaptidak bermuatan listrik


Jadi, kerja yang dilakukan oleh sebuah muatansama dengan perkalian gaya dengan pergeseran,dirumuskan,

W = F S

Menurut persamaan di atas bahwa gaya sebandingdengan muatan, maka kerja yang dilakukan jugasebanding dengan muatan yang berpindah, dan bedapotensial yang menyebabkan muatan bergerak. Olehkarena itu persamaan tersebut dapat ditulis

W = Q V

Dengan VAB adalah beda potensial di titik A danB dengan satuan volt, lihat Gambar 10.2! Persamaandi atas menunjukkan bahwa usaha atau kerja dapatdinyatakan dalam satuan coulomb volt dan disebutsebagai energi potensial. Beda potensial listrik seringdisebut sebagai potensial dan dalam bahasa sehari-hari lebih dikenal sebagai tegangan listrik.

Perhatikan Gambar 10.2, misalkan ada dua buahbenda berbentuk bola yang sama besarnya, masing-masing bermuatan positif. Benda A bermuatan positiflebih banyak daripada benda B. Oleh karena itu,benda A mempunyai potensial listrik lebih besardaripada di B. Sebaliknya benda A kekuranganelektron sehingga jika benda A dan B dihubungkandengan kawat penghantar, maka terjadi aliranelektron dari B ke A dan aliran muatan positif dari Ake B, sampai terjadi keseimbangan, yaitu potensialA sama dengan potensial B. Arah aliran muatan-muatan positif disebut arah arus listrik, I, dan arahsebaliknya adalah arah elektron, hal ini menunjukkanbahwa arah arus listrik selalu berlawanan denganarah aliran elektron.

Gambar 10.2 Beda potensial

A B

IPA Terpadu IX216

B. Macam-macam Sumber Tegangan

Telah dipelajari bersama bahwa arus listrik dapatmengalir dalam kawat penghantar jika antara keduaujung-ujung penghantar itu terdapat beda potensial.Untuk dapat menimbulkan beda potensial diperlukan

Pada saat terjadi keseimbangan antara potensialdi A dan di B, maka tidak akan terjadi aliran muatanatau tidak ada arus yang mengalir. Untukmempertahankan terjadinya aliran muatan, perluadanya alat sumber tegangan atau sumber arus yangdapat memberikan beda potensial dalam suatupenghantar. Contoh sumber tegangan di antaranyabaterai, dinamo, dan aki.

Untuk mengalirkan muatan listrik dari titik satuke titik yang lain dalam suatu penghantar, diperlukanenergi. Banyaknya energi yang dikeluarkan diantaranya tergantung pada besar kecilnya sebuahmuatan yang dipindahkan, makin besar muatan yangdipindahkan, makin besar pula energi yang harusdikeluarkan, persamaan Energi ini disebut EnergiPenggerak Listrik (EPL). EPL sering disebut GayaGerak Listrik, (GGL). Dengan kata lain bahwa GGLadalah energi yang dikeluarkan oleh sumber teganganyang diperlukan untuk menggerakkan muatan listrikdi dalam suatu rangkaian.

Diskusikan dengan teman sebangku kalian.1. Jelaskan secara fisika terjadinya kilat di angkasa, dan ceritakan

menurut bahasa kalian!2. Bagaimana bila terdapat dua gumpalan awan di angkasa? Tuliskan

apa yang akan terjadi berdasarkan fenomena di atas!3. Mengapa bangunan yang tinggi selalu diberi penangkal petir?

Tugas


sumber tegangan. Sumber tegangan yangmengeluarkan energi listrik berdasarkan prinsippasangan logam disebut sel atau elemen. Elemenada dua jenis, yaitu elemen kering dan elemen basah.Contoh elemen kering adalah batu baterai (baterai),sedangkan contoh elemen basah adalah aki(accumulator).

Elemen kering disebut juga elemen primer,karena setelah tidak dapat memberikan bedapotensial sudah tidak bisa dipakai lagi. Sedangkanaki setelah tidak memberikan beda potensial ataudalam bahasa sehari-hari disebut kosong dapat diisilagi maka aki disebut elemen sekunder.

1. Elemen Volta

Alessandro Volta (1745 – 1827) menemukanbahwa pasangan logam tertentu dapatmembangkitkan GGL, gaya gerak listrik inimenyebabkan arus listrik mengalir dalam suaturangkaian. Pasangan logam tersebut adalah Cu(tembaga) dan Zn (seng). Sumber teganganpertama yang dapat mengalirkan arus listrik cukupbesar adalah elemen Volta. H2SO4 yang dipakaisebagai elektrolit akan terdisosiasi menjadi H+ danSO4

-2. Energi yang diperlukan untuk menggerakkanelektron-elektron dari elektroda Zn ke elektroda Cudan jumlah energi per satuan muatan yang tersediadari elemen Volta dinyatakan dalam satuan volt ataujoule per coulomb.

Adanya gelembung-gelembung ini dikarenakangas hidrogen tidak dapat bersenyawa dengan Cu,akibatnya menghalangi jalannya aliran listrik sehinggalampu tidak menyala. Sebagai kutub positif (anoda)dalam elemen Volta adalah Cu sedangkan Zn sebagaikutub negatif (katoda) dan H2SO4 encer sebagailarutan elektrolit yang berakibat terdisosiasi menjadiion 2H+ dan SO4

2-.

IPA Terpadu IX218

2. Elemen Kering (Baterai)

Elemen kering atau baterai adalah sumbertegangan yang dapat lebih lama mengalirkan aruslistrik daripada elemen Volta. Elemen kering dibuatpertama kali pada tahun 1866, kimiawan Perancisoleh George Leclanche.

Elemen kering ini terdiri atas Zn yang berbentukbejana dan logam dalam Zn ini dilapisi karbon (batangarang). Karena batang arang memiliki potensial lebihtinggi daripada Zn, maka batang arang sebagaianoda, sedangkan Zn sebagai katoda.

Di bagian dalam elemen kering ini terdapatcampuran antara salmiak atau amonium klorida(NH4Cl) serbuk arang dan batu kawi atau mangandioksida (MnO2). Campuran ini berbentuk pasta yangkering. Karena elemen ini menggunakan larutanelektrolit berbentuk pasta yang kering maka disebutelemen kering.

Pada elemen kering, NH4Cl sebagai larutan elektrolitdan MnO2 sebagai depolarisator. Kegunaandispolarisator yaitu dapat meniadakan polarisasi.Sehingga arus listrik pada elemen kering dapatmengalir lebih lama sebab tidak ada gelembung-gelembung gas.

Arus listrik pada baterai mengalir searah danterjadi bila kutub positif dihubungkan dengan kutubnegatif. Oleh sebab itu aliran baterai dinamakan DirectCurrent (DC). Untuk menambah tegangan listrikbaterai dapat disusun secara seri, yaitu disusunberurutan dengan kutub positif-negatif denganberselang-seling. Misalnya 3 buah baterai mempunyaitegangan 1,5 volt yang disusun seri akan mempunyaitegangan 4,5 volt. Susunan seperti ini sering kitajumpai pada alat-alat listrik sederhana seperti senterdan walkman. Adapun pasangan paralel adalah jikamasing-masing kutub baterai yang sama salingdihubungkan, tegangan listrik yang didapatbertambah, tetapi arus yang mengalir akan menjadilebih besar.


Baterai isi ulang

Saat ini, pemakaian baterai isi ulang semakinmeluas, seiring semakin banyaknya alat komunikasidan alat elektronik lainnya yang bersifat portable(mudah dibawa dan dipindah-pindahkan), misalnyakomputer laptop, telepon genggam, Personal DigitalAssistant (PDA), kamera digital, dan kameragenggam. Umumnya jenis baterai yang digunakanadalah nikel-kadmium (Ni-Cd), yang memakai bahannikel hidroksida serta kadmium sebagai elektrodanya,dan kalium hidroksida sebagai elektrolit. Akan tetapi,baterai isi ulang juga ada yang menggunakan bahanlitium sebagai elektrodanya, sehingga mempunyaidaya tahan yang lama.

3. Aki (Accumulator)

Aki merupakan sumber tegangan yang berasaldari reaksi kimia, sebagaimana elemen Volta danelemen kering. Aki terdiri atas karet keras atau kacayang berbentuk bak dan berisi larutan asam sulfatpekat H2SO4 yang berfungsi sebagai larutan elektrolit.Di dalam larutan ini terdapat dua kerangka timbul,yaitu timbal peroksida (PbO2) sebagai anoda dantimbal murni (Pb) sebagai katoda.

a. Pemakaian aki

Pada pemakaian aki terjadi proses perubahan energikimia menjadi energi listrik. Pemakaian aki di antaranyauntuk menyalakan tape recorder, radio, TV. Pada saataki digunakan maka terjadi proses kimia sehingga akidapat mengalirkan arus listrik, proses kimia yang terjadiadalah lapisan pada katoda dan anoda sedikit demisedikit berubah menjadi timbal oksida (PbO). Sehinggapotensial kedua kutub menjadi sama, dan arus listriktidak dapat mengalir, dalam hal ini aki dikatakankosong.

Kemampuan aki untuk mengalirkan arus listrikdapat dipulihkan kembali dengan jalan mengalirkanarus listrik searah dari sumber arus yang lain melaluikedua kutubnya.

IPA Terpadu IX220

b. Pengisian aki

Pada proses pengisian aki ini terjadi perubahanenergi listrik menjadi energi kimia. Gambar 10.3menunjukkan cara atau proses pengisian aki.

Karena ada aliran arus listrik dari luar, makakedua kutub anoda dan katoda dari PbO berubahmenjadi PbO2 dan Pb. Peristiwa mengalirkan aruslistrik ke dalam aki ini disebut mengisi atau dalambahasa sehari-hari disebut menyeterum aki.

Gambar 10.3 Mengisi aki

C. Gaya Gerak Listrik dan Tegangan Jepit

A. Tujuan

Mengetahui beda potensial yang dihasilkan oleh baterai.

B. Alat dan Bahan1. Baterai2. Bola lampu kecil (2,5 volt)3. Voltmeter/basicmeter atau multimeter4. Kabel secukupnya

C. Cara Kerja1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan.2. Rangkaikan alat seperti pada gambar a.3. Amatilah penunjukkan voltmeter! Catatlah angka yang

ditunjukkan oleh voltmeter.

Kegiatan


Voltmeter dan basicmeter adalah alat untukmengukur beda potensial. Multimeter alat yang bisadifungsikan sebagai voltmeter, amperemeter, danohmmeter tergantung tujuan dari pengukuran.Pengukuran besarnya potensial tidak bisa ditentukanpada satu titik. Misalnya potensial di titik A danpotensial di titik B kita tidak bisa mengukur nilainyanamun hanya bisa untuk mengukur beda potensialantara di titik A dan di titik B.

Untuk mengukur beda potensial antara dua titikmisalnya dititik A dan B maka voltmeter harusdipasang di antara titik A dan titik B secara paralel.

Pengukuran beda potensial pada Gambar (a) yaitubeda potensial antara kutub positif dan negatif darisuatu sumber tegangan E, yang diukur langsungtanpa adanya aliran arus listrik ke suatu penghantar.Hasil pengukuran ini menunjukkan besarnya nilai GGL.

4. Rangkaikan alat seperti pada gambar b.5. Amatilah jarum yang ditunjukkan oleh voltmeter dan

catatlah.

D. Hasil Pengamatan

Berilah suatu kesimpulan disertai alasan yang jelas!

Voltmeter(0-5 V)

–

+ Voltmeter(0-5 V)

–

+

A

B

(a) (b)

IPA Terpadu IX222

Sedangkan pengukuran beda potensial pada Gambar(b) yaitu beda potensial antara dua titik yaitu A danB selama arus mengalir disebut tegangan jepit, VJ.Untuk VC-D, adalah tegangan jepit antara titik C danD. Oleh karena itu besarnya nilai GGL lebih besar daripada VJ. Mengapa? Sebab sebagian tegangan selamaarus listrik mengalir digunakan untuk menyalakanlampu yang mempunyai hambatan tertentu. Satuanyang digunakan baik GGL maupun VJ dalam satuanSistem Internasional adalah volt, V.

Rangkuman

1. Sumber tegangan: alat yang dapat menghasilkan beda potensialpada penghantar.

2. Beda potensial pada suatu titik sebanding dengan kerja untukmemindahkan muatan sebesar:

W = Q V

3. Gaya gerak listrik: energi yang dikeluarkan oleh sumber teganganyang diperlukan untuk menggerakkan muatan listrik dalam suaturangkaian.

4. Sumber tegangan dibedakan menjadi:a. elemen primerb. elemen sekunder

5. Elemen primer contohnya: elemen Volta dan elemen Leclanche

6. Elemen sekunder contohnya aki.a. Pemakaian aki, terjadi perubahan energi kimia menjadi listrik.b. Pengisian aki, terjadi perubahan energi listrik menjadi kimia

7. Tegangan jepit: tegangan pada saat arus mengalir.


Refleksi

Uji Kompetensi



Berikut ini yang benar adalah . . . .a. arah elektron dari A ke B, arah arus listrik dari B ke Ab. arah arus listrik dari A ke B, arah elektron dari B ke Ac. arah arus listrik dan arah elektron dari B ke Ad. arah arus listrik dan arah elektron dari A ke B

2. Arah arus listrik dan arah elektron adalah . . . .a. selalu berlawananb. selalu samac. kadang-kadang berlawanand. tidak dapat ditentukan

Pada barang elektronik seperti radio, selain menggunakan listriksebagai sumber tegangan, juga menggunakan elemen sepertibaterai. Pada umumnya baterai-baterai tersebut disusun secara seri,mengapa demikian?

Jawablah pertanyaan di atas sebagai bahan refleksi untuk bisamelanjutkan ke materi berikutnya.

A B

IPA Terpadu IX224

B C

3. Berikut ini adalah gambar penghantar yang berbentuk bola berikutini!

Dari gambar di atas, pernyataan yang benar adalah . . . .a. potensial B sama dengan potensial Cb. potensial B lebih besar dari potensial Cc. potensial B lebih kecil dari potensial Cd. potensial B mungkin lebih besar atau lebih kecil dari potensial C

4. Sebuah alat yang dapat menimbulkan beda potensial antara ujung-ujung penghantar disebut . . . .a. GGLb. EPLc. sumber kalord. sumber tegangan

5. Satuan Sistem Internasional GGL sumber tegangan adalah . . . .a. ampereb. voltc. volt ampered. ohm

6. Pada elemen Volta yang digunakan sebagai pembangkit GGL adalah. . . .a. Zn dan batang arangb. Zn dan Cuc. Zn dan PbO2

d. H2SO4 dan PbO2

7. Penemu elemen kering adalah . . . .a. Alessandro Voltab. Gaston Plantec. Benjamin Franklind. George Leclanche


8. Alat yang menggunakan aki sebagai sumber energi listrik adalah . . . .a. komputerb. walkmanc. kamera digitald. televisi

9. Pada aki (accumulator) yang berfungsi sebagai anoda adalah . . . .a. Pbc. H2SO4

c. PbO2

d. Zn

10. Pemasangan voltmeter yang benar pada saat pengukuran teganganadalah . . . .a. paralelb. seric. bebasd. semua jawaban benar

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Jelaskan yang dimaksud dengan Energi Penggerak Listrik (EPL)!

2. Sebutkan macam-macam sumber tegangan!

3. Jelaskan dengan singkat pemakaian aki, sehingga aki dapat dikatakankosong!

4. Jelaskan prinsip kerja pada elemen kering (baterai)!

5. Jelaskan yang dimaksud dengan tegangan jepit!

IPA Terpadu IX226

P r o y e k

1. Sediakan:a. Empat buah baterai,b. Sebuah mikroampere (basic meter unit),c. R depan yang sesuai untuk mengukur beda tegangan!

2. Ambil sebuah baterai.3. Ukurlah dan baca penunjukan beda tegangannya dan

catatlah.4. Ulangi untuk jumlah baterai 2, 3, dan 4.5. Tuliskan hasil pengamatan kalian pada tabel di bawah ini.

Tabel Data Pengamatan

No. Jumlah Skala yang Skala Maksimum Batas UkurBaterai ditunjuk yang Dipilih

1.2.3.

4.

6. Hitunglah beda tegangan masing-masing percobaan.

Energi dan Daya Listrik 227


Peta Konsep

Energi Listrik

Energi dan Daya Listrik

W = Q V atauW = I2 R t atau

W = V I t

Alat-alat PemanasMenggunakanEnergi Listrik

1. Setrika Listrik2. Kompor Listrik3. Solder Listrik,

dan lain-lain

Daya Listrik

WP =

t

mempelajari

dirumuskan dirumuskan


• Energi listrik• Daya listrik

Pada siang hari, setelah pulang sekolah Ari duduk-duduk di teras depanrumahnya. Sesekali ia melihat ke arah jalan, seolah-olah ada yang ia tunggu.

Ternyata tidak lama lagi Andi adiknya yang tengah berjalan bersama ibunya menujurumah, setelah sampai di depan kakaknya, Andi memencet tombol mobil-mobilan

yang baru saja ia beli di toko. Mobil-mobilan itu dapat berjalan. Andi berpikir kenapamobil-mobilan itu dapat berjalan sendiri. Karena rasa ingin tahu Andi mengambil

mobil-mobilan itu dan ia buka bagian bawahnya. Andi mendapat dua baterai kecil didalam mobil-mobilan itu. Kemudian Andi bertanya kepada Ari, Kak . . . . Kenapa

mobil-mobilan ini dapat berjalan?

Ari tidak menjawab, hanya senyum saja yang ia lontarkan. Maka Andi mencobalagi dengan melepas kedua baterai, ternyata mobil tersebut tidak mau berjalan.

Oleh karena itu, Andi hanya berpikir bahwa kedua baterai itu yang menyebabkanmobil bisa berjalan. Mengapa mobil-mobilan yang di dalamnya diberi baterai itu

dapat berjalan?

Untuk menjawab pertanyaan di atas mari kita pelajari bab berikut.

Bab 11 Energi dan DayaListrik

Kata Kunci

IPA Terpadu IX228

A. Tujuan

Mengetahui fungsi baterai sebagai sumber energi.

B. Alat dan Bahan1. Dua buah baterai2. Sebuah lampu pijar3. Kabel

C. Cara Kerja1. Rangkailah lampu pijar dengan kabel, lihat gambar di

bawah ini.

2. Amati apa yang terjadi pada lampu pijar.3. Rangkaian tersebut hubungkan dengan dua buah baterai

seperti terlihat pada gambar.4. Amati keadaan lampu.5. Ada dua kemungkinan yang terjadi yaitu lampu menyala

atau tidak menyala. Jika lampu menyala, apa yang bisakalian jelaskan mengenai hubungan antara baterai dannyala lampu.

6. Apabila baterai kalian lepas tentu lampu tidak akanmenyala, ini menunjukkan bahwa ada yang tersimpandalam baterai yaitu energi. Energi apakah yang tersimpandi dalam baterai?

7. Setelah digunakan dalam rangkaian listrik maka lampupijar akan menyala, ini menunjukkan bahwa di dalambaterai terjadi proses pengubahan bentuk energi satu kebentuk energi yang lain. Energi apa yang dimaksud?

Kegiatan 11.1

+–


Amati gambar di bawah ini.

1. Di antara benda atau alat listrik tersebut apabila digunakan,manakah yang menunjukkan adanya perubahan energi listrikmenjadi energi kalor? Sebutkan!

2. Peralatan mana yang menunjukkan adanya perubahan energilistrik menjadi energi cahaya?

3. Peralatan mana yang menunjukkan adanya perubahan energilistrik menjadi energi gerak?

4. Menurut kalian, apakah energi listrik yang digunakan mempunyaijumlah yang sama dari masing-masing alat yang ada dalamgambar?

5. Menurut pendapat kalian, faktor apakah yang sangat menentukanbesar kecilnya energi listrik yang digunakan?

6. Dari gambar di atas, alat yang mana merupakan sumber energikimia?

7. Salah satu keunggulan dari fungsi aki dibandingkan denganbaterai adalah dapat digunakan kembali setelah aki diisi.Perubahan energi apa saat aki diisi dan saat aki digunakan?Jelaskan!

8. Buatlah suatu rangkuman mengenai peralatan listrik yang ada padagambar di atas didasarkan pada jawaban dari pertanyaan 1 - 7.

Tugas 11.1

D. Hasil Pengamatan

Berilah suatu kesimpulan yang disertai alasan untuk menjawabpertanyaan bagaimana hubungan antara baterai dan nyalalampu pijar dan apa fungsi dari baterai sebagai sumber energi!

IPA Terpadu IX230

1. Cermatilah bermacam-macam alat listrik di bawah ini!a. Magic jar e. Kompor listrik i. TV (Televisi)b. Blender f. Setrika listrik j. Hair Dryerc. Mixer g. Solder listrik k. Tape Recorderd. Kipas angin h. Lampu pijar l. Radio Listrik

2. Dari masing-masing alat, sebutkan fungsi dari masing-masingalat tersebut saat digunakan berkaitan dengan perubahan energiyang terjadi!

3. Sebutkan dan jelaskan alat yang mana yang dapat digunakantanpa menggunakan energi listrik!

4. Apakah yang harus kalian lakukan agar dapat mengetahuibesarnya energi yang digunakan pada peralatan listrik!

5. Sebutkan langkah-langkah apa yang harus kalian lakukan untukmenghemat penggunaan energi listrik di rumah!

6. Dengan mengamati jenis peralatan yang telah disebutkan padaNo.1, sebutkan peralatan lain yang sistem kerjanya menggunakanenergi listrik!

7. Selain energi listrik yang lebih dominan dalam penggunaan alatyang ada pada No.1, sebutkan bentuk energi lain yang kalianketahui!

8. Berilah suatu rangkuman tentang bentuk-bentuk energi yangada dan fungsinya berkaitan dengan peralatan yang digunakan!

Tugas 11.2

A. Energi Listrik

1. Pengertian Energi Listrik

Energi atau tenaga adalah kemampuan suatubenda untuk melakukan usaha atau kerja. Menuruthukum kekekalan energi, energi tidak dapat diciptakandan tidak dapat dimusnahkan. Ini berarti bahwa energihanya dapat diubah dari satu bentuk energi ke bentukenergi yang lain. Contoh energi listrik berubah keenergi panas, cahaya, gerak, dan bunyi. Tentu tidakada hal yang ideal dari perubahan satu bentuk energi


ke bentuk energi yang lain, hal ini disebabkan dalamsatu perubahan tidak hanya satu wujud perubahannamun diikuti oleh perubahan yang lain, misal saatenergi listrik berubah ke energi cahaya, juga akandiikuti oleh perubahan energi panas.

Kalian telah mempelajari bahwa arus listrik terjadikarena aliran elektron di dalam suatu penghantar.Elektron bergerak dari potensial rendah ke potensialyang tinggi. Pada saat terjadinya pergerakan elektron-elektron, tidak menutup kemungkinan terjadinya salingbertumbukan. Akibat tumbukan ini bisa menimbulkanenergi panas, bukan? Hal ini dapat diterangkan jikaenergi yang dialirkan dari sumber tegangan padapenghantar diperbesar, maka jumlah elektron yangbergerak makin besar dan cepat sehingga tumbukanantara elektron yang satu dengan yang lain dalamatom-atom mempunyai probabilitas yang bertambahbesar. Oleh karena itu, bahan suatu penghantar yangdigunakan selain mempunyai sifat konduktor yang baikjuga diperhatikan titik leburnya. Ingat konduktor yangbaik merupakan penghantar panas yang baik pula,sehingga penghantar tersebut akan menyebarkanpanas ke seluruh bagian penghantar secara meratadan cepat.

Apabila di dalam sebuah rangkaian diberi bedapotensial V sehingga mengalirkan muatan listriksejumlah Q dan arus listrik sebesar I, maka energilistrik yang diperlukan,

W = Q V dengan Q = I t

W adalah energi dalam satuan joule, di mana 1joule adalah energi diperlukan untuk memindahkansatu muatan sebesar 1 coulomb dengan bedapotensial 1 volt. Sehingga 1 joule = coulomb × volt.Sedangkan muatan per satuan waktu adalah kuat arusyang mengalir maka energi listrik dapat ditulis,

W = V I t

Berkaitan dengan yaitu hukum Ohm, maka dapatditulis kembali,

IPA Terpadu IX232

W = I R I t atau W = I2 R t

atau

VW = t

R

2

Dari persamaan-persamaan menunjukkan bahwabesarnya energi listrik tergantung pada muatan, bedapotensial, arus listrik, hambatan, dan waktu. Semakinbesar muatan, kuat arus, beda potensial dan waktu,semakin besar pula energinya. Sedang untukhambatan, semakin besar hambatan, energi semakinkecil.

Pertanyaan berhipotesis1. Bagaimana hubungan antara luas penampang, panjang dan

hambatan jenis dari suatu penghantar jika dikaitkan denganenergi listrik?

2. Sebutkan beberapa satuan energi selain joule!

Tugas 11.3

Contoh soal 11.1:1. Sebuah alat pemanas listrik bertegangan 220 volt

dan padanya mengalir arus listrik 2 ampere. Jikaalat pemanas tersebut dipakai selama 2 jam,berapa energi yang ditimbulkan oleh alattersebut?Penyelesaian:Diketahui: V = 220 volt

I = 2 At = 2 jam

= 2 × 3600 sekon= 7200 sekon

Ditanya: W = . . . . joule?


B. Daya Listrik

Sebelum kita membahas lebih lanjut tentangdaya listrik, lakukanlah Kegiatan 11.2 berikut ini!

A. Tujuan

Mencari hubungan potensial dan kuat arus yang disebut dayalistrik.

B. Alat dan Bahan1. Sebuah resistor 2202. Dua buah basicmeter, 1 sebagai amperemeter dan yang

satunya lagi sebagai empat buah voltmeter3. Empat buah baterai4. Sebuah ohmmeter

Jawab : W= V I t= 220 volt x 2 A x 7200 s= 3168000 joule = 3168 × 103 joule= 3,168 × 106 joule

2. Pada sebuah penghantar 25 ohm, mengalir arus0,2A. Bila aliran arus listrik ini berjalan selama90 menit. Berapakah energi yang ditimbulkan?Penyelesaian:Diketahui: R = 25 ohm

I = 0,2 A t = 90 menit

= 90 × 60 sekon= 5400 sekon

Ditanya : W = . . . . joule?Jawab : W = I2 R t

= (0,2 A)2 × 25 ohm × 5400 s= 0,04 A2 × 25 ohm x 5400 s= 5400 joule = 5,4 × 103 joule

Kegiatan 11.2

IPA Terpadu IX234

Vs

V

A

R

C. Cara Kerja1. Ukurlah hambatan resistor R menggunakan ohmmeter dan

catatlah hasilnya!2. Rangkailah resistor (R), voltmeter (V), dan amperemeter

(A) dan hubungkan dengan dua buah baterai, sepertigambar di bawah ini.

3. Amati penunjuk jarum pada ampermeter dan voltmeter, dancatat angka yang ditunjukkan pada masing-masing keduaalat tersebut!

4. Berdasarkan nilai hambatan, R, kuat arus I, dan teganganVs, hitunglah besarnya daya listrik, P, yang digunakan denganmenggunakan definisi daya

P = Vs I

Persamaan daya listrik juga dapat ditulis:

P = I2 R atau P =VR

2

Catatlah hasil penghitungan tersebut!P = Vs I = .......?P = I2 R = .......?

P = VR

2

= .......?

5. Berdasarkan data yang kalian peroleh, bagaimana perbedaanantara besar daya yang terukur dan berdasarkanperhitungan?

6. Berdasarkan no. 5, mengapa terjadi perbedaan atau kesamaan?Jelaskan!


D. Hasil Pengamatan

Buatlah suatu kesimpulan yang disertai alasan yangmenghubungkan besarnya nilai daya dari sumber, Persamaandan daya dalam suatu rangkaian!

Daya Listrik

Sebuah penghantar yang diberi beda potensial V,kuat arus I, dalam waktu t, berdasarkan persamaanketiga variabel tersebut merupakan bagian dari konsepusaha atau energi listrik. Usaha yang dilakukan dalamsatuan waktu disebut daya, P. Oleh karena itu,persamaan daya listrik dapat ditulis sebagai,

W

P = =V It

Daya listrik merupakan bagian dari besarnya bedapotensial, kuat arus, hambatan dan waktu. Satuandaya adalah joule/sekon atau volt × ampere ataulebih umum disebut watt, karena watt merupakansatuan Sistem Internasional.

Joule merupakan satuan Sistem Internasionalenergi listrik, tetapi dalam kehidupan sehari-harienergi listrik biasa dinyatakan dalam satuan kWh(kilowatt-hour) atau kilowatt-jam, dan dapat ditulis

W = P t

Persamaan di atas adalah energi listrik yangdinyatakan dalam satuan watt sekon. Bagaimanakalau dinyatakan kilowatt-jam, maka yang perludiperhatikan adalah, 1 kilowatt = 1000 watt dengant selama 1 jam = 3600 sekon. 1 joule = watt sekon,sehingga,

1 joule = 10–3 kilowatt 1 jam3600

IPA Terpadu IX236

1 joule = -3

210

36×10 =

-51036

kWh = 0,028 × 10–5 kWh

atau1 kWh = 3,6 × 106 joule

Harga langganan listrik didasarkan pada banyakenergi listrik yang digunakan oleh pelanggan listriktersebut. Banyaknya energi dinyatakan dalamsatuan kilowattjam. Alat ukur untuk menentukanbesarnya energi listrik yang digunakan disebut kWh-meter. Alat ini biasanya dipasang di rumah-rumahatau bangunan yang memanfaatkan energi listrik.

Misalnya:

Sebuah rumah menggunakan lampu pijar listrikyang bertuliskan 220 V, 40 W. Ini berarti lampumenyala dengan baik pada tegangan 220 V dan dayayang digunakan adalah 40 W.

Artinya setiap detik lampu tersebut menggunakanenergi listrik sebesar 40 joule. Apabila lampudinyalakan selama 24 jam dan 1 kWh harganya Rp100,00, maka untuk menentukan pembayaran listrikselama 24 jam tersebut sebagai berkut:

Daya lampu 40 W atau 0,040 kW, jika dinyalakanselama 24 jam, maka energi listrik yang dipakai adalah0,040 kW × 24 jam = 0,960 kWh. Jadi, harga yangharus dibayar adalah 0,960 kWh × Rp 100,00/kWh= Rp 96,00

Contoh soal 11.2:1. Pada sebuah lampu pijar bertuliskan 220 V/

100 W. Jika lampu dipasang pada bedategangan 220 volt selama sepuluh sekon.Tentukan energi listrik yang digunakan olehlampu!

Penyelesaian:Diketahui : V = 220 V sesuai dengan yang

tertulis pada lampuP = 100 Wt = 10 sekon


Ditanya : W = . . . . ?Jawab : W = P t

= 100 W × 10 s= 1000 joule

2. Pada lampu pijar tertulis label 220 V/100 W.Seandainya lampu dihubungkan dengan bedapotensial 110 volt. Hitung daya lampu!

Penyelesaian:Diketahui : V = 220 V (yang tertulis pada

lampu)

V' = 110 V (yang dihubungkandengan lampu)

P = 100 W (yang tertulis padalampu)

Ditanya : P' = (daya lampu setelahdihubungkan dengan

beda tegangan V' )Jawab :

2

2

2

(V')P' =

V'R P' = ×PV(V)

R=P

P2110

'= ×100220

P21

'= ×1002

= 25

Alat-alat Pemanas yang Menggunakan Energi Listrik

Listrik dapat menimbulkan panas atau kalor.Misalnya bola lampu listrik setelah beberapa lamamenyala maka akan terasa panas. Setrika listrik,kompor listrik, solder listrik dan magic jar, semuanyaakan menjadi terasa panas karena adanya aliranlistrik. Berapa besar kalor yang dihasilkan oleh aruslistrik dan faktor apa yang menimbulkannya?

IPA Terpadu IX238

Untuk menjawab pertanyaan ini, marilah kitapelajari kesetaraan energi listrik dengan kalor. Sebuahkonduktor memiliki hambatan R ( ) dan dialiri aruslistrik I (A) selama t (sekon) akan menimbulkanenergi listrik W (joule). Apabila energi listrik dalamkonduktor itu seluruhnya diubah menjadi energikalor, Q, maka energi kalor yang ditimbulkan olehpenghantar tersebut sejumlah,

W = I 2 R tQ = 0,24 I 2 R t joule

Dengan angka 0,24 pada persamaan di atasadalah angka kesetaraan dari joule ke kalori.

Di kelas VIII, kalian sudah mempelajari tentangenergi kalor yang pada umumnya jika benda diberienergi kalor akan mengalami kenaikan suhu padabenda tersebut. Misalkan air yang dipanaskan akanmeningkat suhunya dan dapat berubah menjadi uap.

Energi kalor yang diperlukan untuk kenaikan suhutertentu dirumuskan sebagai berikut;

Q = m c (T2 – T1)

Dengan m adalah massa benda yang dinyatakandalam kg, c adalah kalor jenis yang dinyatakan dalamJ/kgo C, T2 adalah suhu akhir dan T1 adalah suhuawal yang dinyatakan dalam oC.

Menurut hukum Joule, kawat yang memilikihambatan besar akan menghasilkan energi panasdalam jumlah yang besar pula. Jenis logam-logamtertentu jika dialiri listrik dapat menghasilkan energikalor yang besar, misalnya nikel, krom, dan nikromserta campuran antara nikel dan krom. Logam-logamini apabila dialiri arus listrik suhunya cepat meningkathingga tampak membara, oleh karena itu jenis logam-logam ini banyak dipakai sebagai elemen pemanaspada setrika listrik, kompor listrik, dan solder. Ingat,pada umumnya konduktor yang baik merupakanpenghantar panas yang baik pula.


Pada las listrik dan sekering juga menggunakanprinsip perubahan energi listrik menjadi energi kalor.Dalam proses las listrik, konduktor melebur danmenyatu dengan bahan lain. Sedangkan padapengaman atau sekering terdapat kawat yangmampu membawa sejumlah besar arus listrik. Jikaarus melebihi batas sekering, maka kawat tersebutakan melebur dan menyebabkan rangkaian putus.

Contoh alat-alat pemanas listrik dan elemennyaditunjukkan oleh Gambar 11.1 berikut ini.

Contoh soal 11.3:1. Sebuah alat pemanas berhambatan 160 ohm dan

padanya mengalir arus listrik 2 ampere. Jika alatdigunakan selama 15 menit. Hitung kalor yangdihasilkan plat pemanas!

Penyelesaian:Diketahui : R = 160 ohm

I = 2 At = 15 menit

= 15 × 60 sekon= 900 sekon

Ditanya : Q = . . . . kalor?Jawab : Q = W = 0,24 I2 R t

= (0,24 × 4 × 160 × 900)= 138240 kalori= 1,38 × 105 kalori

Gambar 11.1 Alat-alat pemanas listrik

IPA Terpadu IX240

Rangkuman

Refleksi

1. Energi listrik yang diperlukan untuk mengalirkan muatan listrikpada suatu rangkaian:W = Q V

= V I t= I t

= V

tR

2

2. Daya listrik = usaha yang dilakukan tiap satuan waktu

WP V I

t

3. KWh meter: alat ukur untuk menentukan besarnya energi listrikyang digunakan.

4. 1 kWh = 3,6 × 106 joule

5. Daya pada alat listrik setelah dihubungkan dengan beda potensial:

VP P

V'

'

Sekarang ini pemerintah sedang giat-giatnya mensosialisasikangerakan hemat energi. Memang pada saat ini negara kita sedangmengalami krisis energi. Dalam hubungannya dengan penggunaanenergi, coba sebutkan alat-alat listrik seperti apakah yang cenderungbanyak menggunakan energi listrik! Jelaskan!

Jika kalian sudah memahami materi bab ini, tentu mudah untukmenjawab pertanyaan di atas, bukan? Nah, silakan melanjutkanpembelajaran ke bab berikutnya.



1. Di antara energi di bawah ini, yang paling mudah diubah menjadienergi bentuk lain adalah . . . .a. energi cahaya c. energi bunyib. energi kalor d. energi listrik

2. Besar energi listrik yang timbul selain sebanding dengan tegangandan kuat arus juga sebanding dengan . . . .a. potensial listrik c. muatan listrikb. waktu d. kapasitas listrik

3. Beda potensial sebuah penghantar V, kuat arus listrik I, mengalirselama t detik di dalam penghantar tersebut. Maka besar energiyang dihasilkan sebesar . . . .

a. W = VR

2

I c. W = V I t

b. W = V tI

d. W =V It

4. Apabila V adalah beda potensial sebuah penghantar, I adalah kuatarus listrik, R adalah hambatan penghantar, P adalah dayapenghantar, dan t adalah waktu atau lamanya arus mengalir, makaenergi listrik yang timbul tidak dinyatakan dalam . . . .

a. W = V I t c. W = VR

2

t

b. W = I2 R t d. W = P/t

5. Berikut ini yang bukan merupakan satuan energi adalah . . . .a. joule c. watt jamb. kWh d.volt ampere

6. Satuan yang tidak setara dengan joule adalah . . . .a. watt sekon c. volt ampere sekon

b. kWh d.2

volt sekon

ohm

Uji Kompetensi

IPA Terpadu IX242

7. 1 kWh setara dengan . . . .a. 3,6 joule c. 3,6 × 106 jouleb. 3,6 ×104 joule d. 3,6×108 joule

8. Alat-alat berikut ini yang tidak mengubah energi listrik menjadikalor adalah . . . .a setrika listrik c. kipas anginb. magic jar d. solder listrik

9. 1 joule setara dengan . . . .a. 0,24 kalori c. 24 kalorib. 4,2 kalori d. 42 kalori

10. Kalor jenis air adalah 1 kal/g °C. Jika 1 kalori setara dengan4,2 Joule, maka kalor jenis air tersebut setara dengan . . . joule/kg°Ca. 0,24 c. 4200b. 4,2 d.8400

11. Di dalam sebuah konduktor, besar energi kalor yang timbulsebanding dengan kuadrat kuat arus. Jika kuat arus listrik diperbesarmenjadi 2 kali, maka besar energi kalor menjadi . . . energi kalormula-mula.a. 2 kali c. 8 kalib. 4 kali d. 16 kali

12. Sebuah pesawat radio menggunakan dua buah baterai yang disusunsecara seri. Apabila GGL masing-masing baterai 1,5 volt danhambatan baterai diabaikan serta arus listrik yang mengalir 0,04ampere, maka besar energi selama 15 menit adalah . . . .a. 0,9 joule c. 10,8 jouleb. 1,8 joule d. 108 joule

13. Banyaknya energi yang digunakan dalam waktu satu detik disebut. . . .a. tenaga c. kerjab. usaha d. daya

14. Sebuah lampu pijar bertuliskan 25 watt, maka dalam waktu satudetik lampu tersebut menggunakan energi sebesar . . . .a. 25 erg c. 25 kalorib. 25 watt d. 25 joule


15. Berikut ini yang menunjukkan hubungan antara daya listrik denganenergi listrik adalah . . . .

a. P = Wt

c. W = Pt

b. P = W t d. W = tP

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan tepat!1. Sebuah lampu pijar bertuliskan 200 V/25 W. Berapa besar hambatan

lampu jika lampu dipasang pada tegangan sumber sebesar:a. 200 voltb. 100 voltc. Samakah besar hambatan pada jawaban (a) dan (b)?

2. Pada sebuah lampu bertuliskan 200 V/40 W. Berapa besar dayalampu jika lampu tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan:a. 200 voltb. 100 voltc. samakah besar daya keduanya?

3. Sebuah alat pemanas tertulis 220 V/100 W. Alat pemanas tersebutdigunakan selama 10 sekon. Berapa besar energinya, bila alatpemanas dihubungkan dengan sumber tegangan:a. 220 Vb. 110 V

4. Sebuah alat listrik bertuliskan 220 V/40 W. Berapa besar energinyabila alat digunakan selama 2 jam pada beda potensial 220 V,a. dalam satuan kWh,b. dalam satuan joule?

5. Sebuah rumah tangga menggunakan 4 buah lampu masing-masing 40 watt. Sebuah TV 80 watt dan sebuah setrika 300watt. Apabila rata-rata tiap hari alat-alat listrik tersebut dipakai6 jam.Hitunglah:a. Energi yang dipakai dalam sehari (kWh)!b. Energi yang dipakai dalam satu bulan (30 hari) dinyatakan dalam

satuan kWh!c. Apabila tarif listrik Rp 100,00 tiap kWh, berapa biaya dalam 1

bulan?

P r o y e k

Tujuan

Menyelidiki perubahan energi listrik.

Alat dan Bahan

1. Sebuah lampu pijar

2. Dua buah baterai

3. Sebuah lilin

4. Kabel

Cara Kerja

1. Hubungkan lampu dengan kabel.

2. Amati lampu, menyala atau tidak lampu tersebut?

3. Hubungkan lampu dengan baterai.

4. Bagaimana keadaan lampu, menyala atau tidak?

5. Lepaskan lampu itu dari kabel dan lepas pula baterainya.

6. Hubungkan kembali kabel dan baterai.

7. Ujung-ujung kabel yang tadi dihubungkan dengan lampuhubungkan dengan lilin. Tunggu beberapa saat.

8. Amati lilin, apa yang terjadi pada lilin.

9. Apa kesimpulan kalian, setelah melakukan kegiatan ini?

IPA Terpadu IX244

A. Pilihlah satu jawaban yang paling benar dengan caramemberi tanda silang pada huruf a, b, c, atau d!

1. Di bawah ini adalah komposisi yang menyusun urine pada manusia,kecuali . . . .a. urea dan garamb. proteinc. zat warna empedud. amoniak

2. Fungsi kulit adalah seperti tersebut di bawah ini, kecuali . . . .a. tempat pembuatan vitamin Ab. tempat penyimpanan kelebihan makananc. sebagai pengatur suhu tubuhd. sebagai pelindung tubuh

3. Peristiwa ovulasi adalah . . . .a. terjadinya peleburan sel sperma dan sel telurb. lepasnya sel telur dari ovariumc. masa perkembangan embrio dalam rahimd. terbentuknya sel telur di ovarium

4. Berikut ini merupakan alat perkembangbiakan jantan, kecuali . . . .a. vas deferensb. saluran fallopic. penisd. edidimis

5. Bagian saraf tempat pertemuan antara dendrit dan neurit disebut. . . .a. sinapsisb. aksonc. badan seld. neuron

6. Perhatikan data di bawah ini:1. rangsang2. saraf sensorik3. saraf motorik4. otak5. neuron perantara6. gerakan

Latihan Semester Gasal


Urutan jalannya rangsang pada gerak refleks adalah . . . .a. 1 - 3 - 5 - 2 - 6b. 1 - 3 - 4 - 2 - 6c. 1 - 2 - 5 - 3 - 6d. 1 - 2 - 4 - 3 - 6

7. Faktor utama yang memengaruhi adaptasi di darat adalah . . . .a. kelebihan airb. kekurangan airc. tekanan udarad. suhu udara

8. Penyesuaian fungsi alat tubuh disebut adaptasi . . . .a. morfologib. tingkah lakuc. fisiologid. seleksi alam

9. Jika kacang bulat (Bb) intermediet disilangkan dengan kacang bulat(BB) dominan, maka yang dihasilkan . . . .a. 75% bulat, 25% kisutb. 25% bulat, 50% bulat intermediet, 25% kisutc. 50% bulat, 50% kisutd. 50% bulat, 50% bulat intermediet

10. Cara bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai mediatanamnya disebut . . . .a. tanam paksab. hidroponikc. tumpang sarid. pertanian

11. Pernyataan-pernyataan di bawah ini benar, kecuali . . . .a. induksi listrik yaitu pemisahan muatan listrik di dalam suatu

penghantarb. elektroskop adalah alat untuk mengetahui muatan listrikc. proton dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat laind. potensial listrik adalah energi potensial listrik persatuan muatan

12. Batang ebonit yang netral dapat diubah menjadi bermuatan negatifjika . . . .a. dipanaskanb. didinginkanc. digosok dengan amplasd. digosok dengan kain wol

IPA Terpadu IX246

13. Jika suatu penghantar didekati benda bermuatan, maka dalampenghantar itu terjadi pemisahan muatan positif dan negatif.Peristiwa ini disebut . . . .a. semikonduktorb. imbasc. medan listrikd. potensial listrik

14. Penyebab terjadinya arus listrik adalah . . . .a. beda temperatur pada ujung-ujung penghantarb. beda potensial pada kedua ujungnyac. muatan listrik pada ujung-ujungnyad. aliran energi

15. Sebuah elemen dengan ggl 3 volt memiliki hambatan dalamnya0,1 ohm diperlukan untuk menyatakan lampu kecil denganhambatan 1,4 ohm. Besarnya tegangan jepit adalah . . . .a. 0,028 Vb. 0,28 Vc. 2,8 Vd. 28 V

16. Hambatan suatu kawat penghantar akan berkurang besarnya jika. . . .a. lebih panjangb. lebih besar penampangnyac. lebih panasd. terbuat dari tembaga

17. Besarnya energi listrik tergantung dari:(1) kuat arus lsitrik(2) hambatan listrik(3) waktuPernyataan yang benar adalah . . . .a. 1b. 1 dan 3c. 1 dan 2d. 1, 2, dan 3

18. Energi yang timbul pada alat listrik 2 ohm dan dialiri 0,5 ampereselama 1 menit adalah . . . .a. 0,6 jouleb. 6 joulec. 60 jouled. 600 joule


IPA Terpadu IX248

19. Filamen sebuah lampu pijar listrik yang putus setelah disambung,nyalanya lebih terang. Hal ini disebabkan . . . .a. kuat arusnya berkurangb. tegangannya bertambahc. kuat arusnya bertambahd. hambatannya bertambah

20. Sebuah alat listrik menimbulkan energi 10.000 joule. Jika arusnya10 ampere selama 10 detik, maka besar hambatannya . . . .a. 10 ohmb. 20 ohmc. 100 ohmd. 200 ohm

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Sebutkan 3 fungsi, sistem saraf sebagai sistem koordinasi!

2. Persilangan AaBb dengan AaBb menghasilkan keturunan F2a. Berapakah yang bergenotif AABB?b. Berapakah yang bergenotif aabb?c. Berapakah yang bergenotif AaBb?

3. Apakah yang dimaksud bioteknologi?

4. Jika ingin membuat sebuah elemen pemanas 500 watt dengansebuah kawat yang nilai hambatannya 5 ohm tiap meter, sedangkantegangan sumber 250 volt. Berapa meter kawat yang diperlukan?

5. Kawat tembaga yang hambat jenisnya 0,017 ohm mm2 panjangnya2 meter. Jika luas penampangnya 434 mm2, berapakah besarhambatannya?

Kemagnetan 249

Peta Konsep

Setelah kalian memahami peta konsep di atas, perhatikan kata-kata kunci berikutyang merupakan kunci dan cara memahami materi ini.• Magnet • Paramagnetik • Induksi • Gaya Lorentz• Ferromagnetik • Diamagnetik • Medan Magnet

1. Ferromagnetik2. Paramagnetik3. Diamagnetik

1. Tarik-menarik2. Tolak-menolak

Cara MenghilangkanSifat Magnet

Gaya Lorentz danPenggunaannya

Sifat KutubMagnet

Sifat MagnetBahan

Cara membuat Magnet:1. Menggosok2. Aliran Arus Listrik3. Induksi

Medan MagnetTeoriKemagnetan

Bumi Alat denganPrinsip

Elektromagnetik

Kemagnetan

dibedakan

dibedakan

membahas

aplikasi


Pada suatu hari Ani mendekati ibunya yang sedang menjahit. Iamemperhatikan gerakan jarum di atas kain. Tanpa sengaja Ani mengambil gunting

yang ada di depannya. Kemudian ia menempelkan ujung gunting pada kancing bajuyang terbuat dari plastik.

Ani tidak melihat kejadian yang mengherankan baginya. Ani terheran-heranpada saat ujung gunting ia tempelkan pada jarum.Ternyata jarum menempel pada

ujung gunting yang sedang ia pegang. Sambil meloncat-loncat kegirangan Anibertanya kepada ibunya. Bu, kenapa jarum bisa menempel pada ujung gunting?Sambil melontarkan senyum Ibu Ani menoleh ke arah Ani, dan berusaha untuk

menjawab bahwa gunting dan jarum terbuat dari bahan besi. Diskusi Ani dan ibunyahanya bermuara pada bahan yang digunakan untuk gunting dan jarum. Tentu tidaksemua besi bisa menarik benda lain, untuk mengetahui penyebabnya, marilah kita

ikuti penjelasan dalam materi pokok berikut.

KemagnetanBab 12

Kata Kunci

IPA Terpadu IX250

A. Sifat Kutub Magnet

A. Tujuan

Mengetahui sifat kemagnetan suatu benda.

B. Alat dan Bahan1. Paku besi, paku baja, kawat aluminium, kawat tembaga, timah

(zeng), gabus, kertas, kaca, kayu, dan batu.2. Magnet batang.

C. Cara Kerja1. Peganglah ujung magnet batang dan ujung lainnya dekatkan

pada paku besi.2. Apa yang dialami oleh paku besi? Jelaskan.3. Ulangi kegiatan yang sama untuk paku baja. Apa yang terjadi

pada paku baja? Mengapa demikian?4. Ulangi kegiatan yang sama untuk masing-masing benda yang

telah tersedia di atas, antara lain: kawat aluminium, kawattembaga, timah, gabus, kertas, kaca, kayu, dan batu.

5. Amatilah apa yang dialami oleh masing-masing benda ketikaujung magnet batang didekatkan.

6. Catat dalam tabel pengamatan yang kalian peroleh.7. Mengapa benda-benda tersebut ada yang menempel dan

ada yang tidak menempel ketika ujung magnet didekatkan?


Kegiatan 12.1

Nama Benda yangYang Dialami oleh BendaDidekatkan Magnet

Paku besi ........................................Paku baja ........................................Aluminium ........................................Tembaga ........................................Timah ........................................

Kemagnetan 251

A. TujuanMenentukan jenis benda yang mempunyai sifat kemagnetan.

B. Alat dan Bahan1. Rakitan statif2. Sebuah magnet batang3. Mur, pelat seng, pelat besi atau baja, pelat tembaga dan

pelat timbal, kertas, plastik, aluminium foil, dan kayu

C. Cara Kerja1. Jepitlah magnet batang pada statif dalam posisi horizontal.2. Dekatkan mur pada permukaan magnet yang menghadap

ke bawah. Maka mur akan menempel pada magnet.

D. Hasil Pengamatan

Dari hasil pengamatan, ternyata apabila masing-masing bendadiselipkan di antara mur dan magnet, ada dua kemungkinankejadian yaitu mur tetap menempel atau mur jatuh. Apakesimpulan kalian dari kejadian ini?

Kegiatan 12.2

8. Coba kelompokkan kedua jenis benda didasarkan pada bisatidaknya benda menempel pada magnet. Amati jenis keduakelompok itu didasarkan pada jenis logam dan bukan logam.

9. Apakah semua benda jenis logam bisa ditarik oleh magnet?10. Apakah semua jenis benda bukan logam dapat ditarik oleh

magnet?11. Apa komentar kalian tentang kedua jenis benda tersebut?

D. Hasil Pengamatan

Berilah suatu kesimpulan untuk menjawab jenis benda manayang mudah ditarik oleh magnet dan berilah alasan!

IPA Terpadu IX252

A. Tujuan

Mengetahui kekuatan magnet batang.

B. Alat dan Bahan1. Sehelai kertas2. Paku-paku kecil atau serbuk besi3. Sebuah magnet batang

C. Cara Kerja1. Tempatkan paku-paku kecil atau serbuk besi pada kertas

dan letakkan di atas meja.2. Gulunglah sebuah magnet batang tersebut pada paku-paku

kecil atau serbuk kecil.3. Angkat magnet batang tadi, dan amati bagian mana yang

banyak ditempeli oleh paku-paku kecil atau serbuk besi?4. Apakah pada semua bagian magnet memiliki kekuatan yang

sama untuk menarik benda-benda kecil di sekitarnya?

D. Hasil Pengamatan

Berilah suatu kesimpulan untuk menjawab! Apa komentar kalianmengenai kekuatan magnet batang dan apa arti itu semua?

Kegiatan 12.3

Info MEDIAJika sebuah magnet digantung di tengahnya, magnet tersebut mencobauntuk menunjuk ke arah utara dan selatan. Hal ini karena kutub-kutubnyaditarik oleh kutub-kutub megnetis bumi. Dalam sebuah magnet, “kutubutara” sebenarnya berarti “kutub pencari arah utara”. Inilah ujung yangmencoba menunjuk ke utara.

A. TujuanMengetahui sifat antarkutub magnet.

Kegiatan 12.4

Kemagnetan 253

B. Alat dan Bahan1. Sebuah balok atau batang kayu2. Dua buah magnet batang3. Sebuah baskom atau sejenisnya yang sudah diisi air

secukupnyaC. Cara Kerja

1. Ambil baskom yang sudah berisi air tadi.2. Masukkan batang kayu ke dalam baskom.3. Letakkan pelan-pelan sebuah magnet di atas kayu dan

lepaskan.4. Mengarah ke manakah magnet itu?5. Putarlah magnet itu sedikit dan lepaskan.

Mengarah ke manakah magnet itu?6. Salah satu kutub magnet itu selalu berusaha menghadap

utara maka kutub magnet tersebut disebut kutub apa?7. Kutub magnet yang satu lagi selalu berusaha menghadap

selatan maka kutub magnet disebut kutub apa?8. Menurut pendapat kalian sebuah magnet memiliki berapa

kutub? Sebutkan kutub-kutub magnet tersebut.9. Berilah tanda masing-masing untuk kutub utara dan kutub

selatan magnet batang yang terapung di dalam air.10. Ambillah sebuah magnet batang yang lain.11. Dekatkan kutub selatan magnet ini pada kutub utara magnet

yang terapung.12. Amatilah, apa yang kalian lihat pada magnet yang terapung

di air?13. Dekatkan kutub selatan magnet yang kalian pegang dengan

kutub selatan magnet yang terapung.14. Amatilah, apa yang terjadi pada magnet yang terapung di air?15. Apa komentar kalian saat kedua ujung magnet yang berbeda

kalian dekatkan dan begitu sebaliknya ujung magnet yang samajenis.

D. Hasil PengamatanBerilah suatu kesimpulan untuk menjawab pertanyaan, mengapakedua ujung yang berbeda akan tarik-menarik dan sebaliknyaakan tolak-menolak!

IPA Terpadu IX254

Di dalam kehidupan sehari-harikata “magnet” sudah sering kitadengar. Namun sering juga berpikirbahwa jika mendengar kata magnetselalu berkonotasi menarik benda.Kita bisa mengambil suatu baranghanya dengan sebuah magnet,misalkan pada peralatan perbeng-kelan biasanya dilengkapi dengansifat magnet sehingga memudah-kan untuk mengambil benda yangjatuh di tempat yang sulit dijangkauoleh tangan secara langsung.

Bahkan banyak peralatan yang sering kita gunakan,antara lain bel listrik, telepon, dinamo, alat-alat ukurlistrik, kompas yang semuanya menggunakan magnet.

Asal kata magnet diduga dari kata magnesia yaitunama suatu daerah di Asia kecil. Menurut cerita didaerah itu + 4.000 tahun yang lalu telah ditemukansejenis batu yang memiliki sifat dapat menarik besiatau baja atau campuran logam lainnya. Benda yangdapat menarik besi atau baja inilah yang disebutmagnet.

Info MEDIAPenelitian tentang kemagnetanpertama kali dilakukan olehPierre de Maricourt pada 1269.Dari penelitian ini disimpulkanbahwa magnet memiliki duakutub yang searah dengankutub utara dan selatan bumi.Pada 1600, William Gilbertmenyimpulkan bumi merupa-kan magnet raksasa.

B. Sifat Magnet Bahan

Berdasarkan kegiatan 12.1 - 12.4, sifat kemagnetansuatu benda digolongkan menjadi dua golongan yaitu:benda magnetik dan benda nonmagnetik.

Benda magnetik yaitu benda-benda yang dapatditarik oleh magnet sedangkan benda nonmagnetikyaitu benda-benda yang tidak dapat ditarik olehmagnet.

Di dalam percobaan yang lebih teliti diperolehpenggolongan benda yang terdiri atas ferromagnetik,paramagnetik, dan diamagnetik. Ferromagnetikadalah benda yang ditarik kuat oleh magnet danparamagnetik adalah benda yang ditarik lemah olehmagnet sedangkan diamagnetik adalah benda yang

Kemagnetan 255

C. Cara Membuat Magnet

Kegiatan 12.5

ditolak oleh magnet, contoh benda ferromagnetikantara lain besi, baja, nikel, kobalt dan berbagailogam campuran yang lain. Sedangkan contoh bendadiamagnetis adalah bismut dan timah, aluminium,serta stainless.

Telah kalian ketahui bahwa magnet adalah bendayang dapat menarik suatu benda tertentu misalnyabesi atau baja yang ada di dekatnya. Setiap magnetterdiri atas dua bagian yang mempunyai daya tariknyaterbesar. Pada magnet batang, daya tarik terbesarterdapat pada ujung-ujung magnet tersebut. Bagianmagnet yang daya tariknya terbesar disebut kutubmagnet. Oleh karena itu setiap magnet mempunyaidua buah kutub yaitu kutub utara, U, dan kutubselatan, S.

Apabila kutub utara dengan kutub selatandidekatkan akan tarik-menarik, (U-S), sedangkankutub utara apabila didekatkan dengan kutub utaraakan tolak-menolak, (U-U).

Kutub selatan apabila didekatkan dengan kutubselatan akan terjadi tolak-menolak, (S-S). Ataudengan kata lain kutub senama tolak-menolak, tidaksenama tarik-menarik.

A. Tujuan

Mengetahui suatu gejala kemagnetan dari magnet buatan.

B. Alat dan Bahan1. Sebuah magnet tetap yang cukup kuat2. Batang besi atau baja3. Benda-benda kecil, misal: paku dan jarum

IPA Terpadu IX256

C. Cara Kerja1. Ambil magnet dan gosokkan salah satu ujungnya ke

batang besi sepanjang batang dalam satu arah secaraberulang-ulang seperti ditunjukkan oleh gambar.

2. Dekatkan batang besi yang telah digosok dengan paku-paku kecil. Amati, apa yang terjadi pada paku-paku tersebut.

3. Apakah paku tersebut ditarik oleh batang besi? Jelaskan.4. Gantilah paku besi dengan jarum.5. Amati apa yang terjadi pada jarum? Jelaskan.

D. Hasil Pengamatan

Berilah suatu kesimpulan disertai alasan untuk menjawabmengapa besi setelah digosok mempunyai sifat kemagnetan!

magnet

besi

U

S

Kemagnetan 257

A. Tujuan

Membuat jenis magnet buatan dengan paku yang dililitikumparan dan dialiri arus listrik.

B. Alat dan Bahan1. 1 paku besar atau besi beton2. Beberapa paku kecil3. Kawat transformator atau kawat berisolasi4. 1 baterai

C. Cara Kerja1. Ambil paku besar dan dekatkan pada paku-paku kecil.2. Bagaimana interaksi paku kecil?3. Apakah paku-paku kecil tersebut ditarik oleh paku besar?4. Mengapa demikian?5. Lilitkan kawat transformator pada paku besar searah dari

pangkal sampai ujung.6. Hubungkan kedua ujung kawat dengan kutub-kutub

sebuah baterai dan dekatkan pada paku-paku kecil, sepertigambar di bawah ini.

7. Amati apa yang terjadi pada paku-paku kecil.8. Apakah paku-paku kecil ditarik oleh paku besar? Mengapa

demikian?

Kegiatan 12.6

IPA Terpadu IX258

9. Lepaskan baterai, amati apa yang terjadi pada paku-pakukecil.

10. Apakah paku-paku kecil tetap menempel atau berjatuhan?Mengapa demikian?

D. Hasil PengamatanBagaimanakah kesimpulan kalian, setelah melakukanKegiatan 12.6?

A. Tujuan

Membuat magnet buatan dengan cara menggosok.

B. Alat dan Bahan1. Sebuah magnet batang yang cukup kuat2. Sebuah statif3. Paku besi atau paku baja yang besar4. Paku-paku kecil

C. Cara Kerja1. Tariklah magnet pada statif seperti pada gambar.

Kegiatan 12.7

U

S

Kemagnetan 259

2. Ambil paku besar dan dekatkan pada magnet.3. Apa yang terjadi pada paku besar?4. Apakah paku besar menempel pada magnet? Mengapa

demikian?5. Jika paku besar menempel pada magnet, kemudian dekatkan

paku-paku kecil pada paku besar.6. Apakah paku-paku kecil menempel pada paku besar? Mengapa?

D. Hasil Pengamatan

Bagaimanakah kesimpulan kalian setelah melakukan Kegiatan 12.7?

1. Cara Membuat Magnet

Magnet ada dua jenis yaitu magnet alam danmagnet buatan. Ada berbagai cara untuk membuatmagnet, antara lain:a. dengan cara menggosokkan magnet tetap,b. dengan aliran arus listrik,c. dengan induksi (influensi atau imbas).

a. Dengan cara menggosokkan magnet tetap

Benda-benda kecil, misalnya jarum atau pakuapabila kita dekatkan dengan sebatang besi atausebatang baja ternyata benda-benda kecil tersebuttidak dapat ditarik oleh batang besi atau baja. Hal inimenunjukkan bahwa besi atau baja tidak bersifatsebagai magnet. Besi atau baja dapat dibuat magnetantara lain dengan cara menggosokkan salah satuujung magnet tetap di sepanjang batang besi, ataubaja ke satu arah secara berulang-ulang. Secara fisikabahwa benda-benda yang bisa dibuat magnet adalahbenda atau material yang sudah mempunyai sifatkemagnetan yang terdiri dari domain-domain ataumagnet-magnet kecil yang disebut magnet elementer.

Saat terjadi penggosokan dengan arah yangteratur mengakibatkan adanya pengaruh medanmagnet dari magnet permanen yang dapat digunakanuntuk menyearahkan posisi domain. Dengan posisiyang searah tentu mengakibatkan adanya gaya yangditimbulkan oleh domain tersebut sehinggamenjadikan benda bermagnet.

IPA Terpadu IX260

b. Dengan aliran arus listrik

Pada Kegiatan 12.6 ditun-jukkan bahwa paku besar yangdililiti oleh sebuah kumparansetelah dihubungkan denganbaterai kemudian dekatkan denganpaku-paku kecil, ternyata pakukecil akan menempel pada pakubesar tersebut. Apabila bateraiatau sumber arus listrik searah(DC) diganti dengan sumber aruslistrik bolak-balik (AC) ber-tegangan rendah maka paku besartetap bersifat sebagai magnet. Jikaarus listrik diputus maka paku-paku kecil yang menempel padapaku besar dalam hitungan detikakan berjatuhan atau lepas. Berartipaku besar sudah hilang kemag-netannya. Jadi, sifat kemagnetanpaku besar hanya terjadi selamaada aliran listrik. Dikatakan bahwapaku besi menjadi magnetsementara. Seandainya paku besidiganti dengan logam baja, makasetelah arus listrik diputus, logam

tetap bersifat sebagai magnet. Karena baja dapatdibuat magnet yang bersifat permanen (tetap).

Secara fisika dapat dijelaskan bahwa medan listrikyang ditimbulkan oleh arus listrik akan mempengaruhiposisi domain yang mengakibatkan posisi yang tidakteratur berubah menjadi teratur atau searah. Denganposisi searah akan mempunyai kekuatan yangbersifat magnet.

Bagaimana cara menentukan kutub utara atauselatan dari magnet buatan ini, kita bisa melakukandengan cara, misalkan sebatang besi atau baja yangtelah dililiti kawat berisolasi/kumparan (kawattransformator) dan dihubungkan dengan baterai telahmenjadi magnet. Maka untuk menentukan kutub-kutub magnetnya dapat dilihat pada Gambar 12.1!

Gambar 12.1 Arah kutub-kutub magnet

Gambar 12.2 Arah kutub-kutub magnetsetelah arus listrik dibalik

U S

US

kutub magnet

Kemagnetan 261

Gambar 12.3Berbagai bentukmagnet

Untuk menentukan arah kutub-kutub magnetdigunakan aturan tangan kanan menggenggam. Jari-jari yang menggenggam menunjukkan arah aruslistrik. Sedangkan ibu jari menunjuk kutub utara.

Jika arah arus listrik dibalik maka arah kutub jugaakan sebaliknya, seperti Gambar 12.2.

c. Dengan induksi (influensi atau imbas)

Sebuah paku besar didekatkandengan sebuah magnet yangditaruh pada statif maka paku akanmenempel pada magnet. Pakubesar yang telah menempel padamagnet jika didekati paku-pakukecil, ternyata paku-paku kecilmenempel pada paku besar. Hal inidisebabkan oleh paku besar yangberada di dalam medan magnetterkena induksi sehingga bersifat

sebagai magnet. Secara konsep sama denganpembuatan magnet cara digosok atau dililitikumparan yang dialiri listrik. Akibat dari pengaruhmedan magnet sehingga paku yang menempel padamagnet permanen memungkinkan posisi domain-domainnya menjadi teratur dan bersifat sebagaibenda magnet.

Magnet buatan memiliki beberapa bentuk, diantaranya: berbentuk batang persegi (magnetbatang), berbentuk jarum (magnet jarum) berbentuksilinder (magnet silinder) dan berbentuk U danberbentuk tapak kuda, lihat Gambar 12.3!

2. Cara Menghilangkan Sifat Kemagnetan

Sifat kemagnetan suatu benda dapat dihilangkandengan cara dipukul atau dipanaskan. Dengandipukul atau dipanaskan maka domain-domainbergerak secara random dan tak teratur, sehinggasifat magnet yang dimiliki jadi hilang.

IPA Terpadu IX262

D. Teori Kemagnetan Bumi

A. Tujuan

Mengetahui arah jarum kompas dikaitkan dengan arah magnetbumi.

B. Alat dan Bahan1. Selembar kertas2. Sebuah mistar3. Sebuah pensil4. Sebuah kompas

C. Cara Kerja1. Letakkan kertas di atas meja.2. Tunjukkan dengan tanda mana utara dan mana selatan.3. Hubungkan kedua tanda tersebut menggunakan garis.4. Letakkan kompas pada garis tersebut.5. Amati jarum kompas; menunjuk arah manakah jarum

kompas tersebut?6. Penunjukan jarum kompas apakah berhimpit dengan garis

yang kalian buat?7. Jika tidak berhimpit, gambarkan penunjukkan jarum

kompas pada garis yang kalian buat tadi.8. Berilah tanda pada sudut yang dibentuk oleh penunjukan

jarum kompas dengan arah utara yang sebenarnya.9. Berilah pula sudut antara penunjukan jarum kompas

dengan arah selatan yang sebenarnya.10. Ulangi kegiatan ini menggunakan kertas yang lain.

D. Hasil Pengamatan

Apakah kesimpulan kalian, setelah melakukan Kegiatan 12.8,jika dikaitkan dengan arah medan magnet bumi?

Kegiatan 12.8

Kemagnetan 263

Sebuah magnet yang bebas bergerak ternyataselalu menempatkan dirinya menurut arah utara –selatan. Hal ini menunjukkan bahwa di permukaanbumi terdapat medan magnet dan gaya yangmempengaruhi kutub-kutub magnet tersebut.

Kutub utara magnet selalu menghadap ke arahutara. Hal ini dapat dijelaskan dengan beranggapanbahwa:a. Di kutub utara bumi terdapat suatu kutub selatan

magnetb. Di kutub selatan bumi terdapat suatu kutub utara

magnetc. Bumi sebagai sebuah magnet besar dengan

kutub selatan terletak di dekat kutub utara dankutub utara terletak di dekat kutubselatan bumi (lihat Gambar (12.4)!

Magnet di dalam kompas padaumumnya tidak dapat menun-jukkan utara–selatan tetapi agakmenyimpang. Sebab letak kutub-kutub magnet bumi tidak tepatpada kutub-kutub bumi. Olehkarena itu garis-garis gaya magnetbumi tidak berimpit arahnyadengan arah utara-selatan.Penyimpangan dari arah utara–selatan yang sebenarnya ini

disebut deklinasi, lihat Gambar 12.5!

Besarnya deklinasi ini dinyatakan dengan sudutantara arah utara sebenarnya dengan arah utarayang ditunjukkan oleh magnet.

Sudut yang dibentuk oleh magnet dengan garismendatar disebut inklinasi. Adanya inklinasi inidisebabkan garis-garis gaya magnet bumi, ternyatatidak sejajar dengan permukaan bumi. Oleh karenaitu sebuah magnet jarum yang dapat berputar padasumbu mendatar biasanya tidak menempatkan diripada kedudukan mendatar, tetapi miring.

Gambar 12.4 Bumi sebagai magnet

Deklinasi

Utara

S

Gambar 12.5 Deklinasi

U

IPA Terpadu IX264

E. Medan Magnet di Sekitar KawatBerarus Listrik

Kegiatan 12.9

A. Tujuan

Mengetahui pengaruh medan magnet terhadap kawatberarus.

B. Alat dan Bahan1. Sebuah magnet jarum2. Kawat penghantar3. Dua buah baterai

C. Cara Kerja1. Ambillah satu baterai, magnet jarum dan kawat

penghantar.2. Rangkailah alat tersebut seperti gambar di bawah ini.

3. Amatilah apa yang terjadi.4. Bagaimana arah gerak magnet jarum?5. Jika arah arus kalian balik, bagaimana perbedaan arah

magnet jarumnya?6. Dengan cara yang sama, jauhkan jarak kawat berarus

dengan magnet jarum. Apa yang terjadi? Jelaskan!7. Ambil baterai yang lain, tambahkan pada rangkaian

tersebut sehingga menjadi dua baterai.

Medan Magnet di Sekitar Kawat Penghantar Lurus

US

A B

+ –

U

Kemagnetan 265

8. Lakukan dengan cara yang sama seperti di atas, amatiapa yang terjadi?

9. Jauhkan sedikit letak magnet jarum dengan kawat berarus.Bagaimana besar simpangannya dibandingkan dengansebelumnya?

D. Hasil Pengamatan

Bagaimana kesimpulan kalian setelah melakukan Kegiatan 12.7jika dikaitkan besarnya arus yang mengalir pada kawatpenghantar terhadap penyimpangan jarum magnet?

Kegiatan 12.10

Medan Magnet Sebuah Kumparan

A. Tujuan

Menunjukkan pengaruh medan magnet terhadap sebuahkumparan.

B. Alat dan Bahan1. Sebuah kumparan2. Dua buah magnet jarum3. Baterai

C. Cara Kerja1. Susunlah alat-alat tersebut seperti gambar.

2. Perhatikan dengan cermat kedua magnet jarum.3. Apakah kutub-kutub magnet ditarik oleh kumparan?4. Baliklah kutub yang dekat dengan kumparan untuk

masing-masing magnet jarum itu.

U S U S

+ –

IPA Terpadu IX266

5. Amatilah kedua magnet jarum.6. Apakah kutub-kutub magnet ditarik oleh kumparan?

D. Hasil Pengamatan

Susunlah kesimpulan kalian dari Kegiatan 12.10 yangmengidentifikasikan hubungan antara medan magnet dansebuah kumparan!

Medan Magnet

Medan magnet adalah suatu daerah di sekitarmagnet di mana masih ada pengaruh gaya magnet.Adanya medan magnet ini dapat kita tunjukkandengan menggunakan serbuk besi dan dapat pulamenggunakan kompas.1. Letakkan sebuah magnet batang.2. Di atas magnet tersebut, letakkan sehelai kertas

putih (misal kertas karton).3. Taburkan serbuk besi merata di atas kertas itu.4. Kemudian ketuk-ketuk kertas itu beberapa kali.

Perhatikan dengan cermat bagaimana letakserbuk besi. Ternyata serbuk besi akanmembentuk pola seperti Gambar 12.6.

Gambar 12.6 Pola serbuk besi di sekitar magnet batang

Kemagnetan 267

Apabila kita perhatikan Gambar 12.6 di atas.Serbuk besi terlihat mengikuti suatu pola yangberbentuk seperti Gambar 12.7.

Garis-garis yang terletak pada Gambar 12.7disebut garis-garis gaya magnet. Beberapa contohgaris-garis gaya magnet dapat dilihat pada gambar12.8!

Berdasarkan pengamatan Gambar 12.8, makadapat diambil kesimpulan tentang garis gaya magnet.1. Garis gaya magnet adalah arah medan magnet

yang berupa garis-garis yang menghubungkankutub-kutub magnet.

2. Garis gaya magnet memiliki arah meninggalkankutub utara dan menuju kutub selatan.

3. Garis gaya magnet selalu tidak berpotongan.4. Tempat di mana garis gayanya rapat maka

menunjukkan bahwa medan magnetnya jugakuat begitu pula sebaliknya.

U S

Gambar 12.7 Garis-garis gaya magnet

S

S

U

U

U U

Gambar 12.8 Beberapa contoh garis-garis gaya magnet

IPA Terpadu IX268

1. Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus Listrik

Seorang ahli Ilmu Pengetahuan Alam yang jugaguru besar pada Universitas Kopenhagen yangbernama Hans Christian Oersted (1777 – 1851)dalam penyelidikannya telah menemukan bahwa disekitar arus listrik terdapat medan magnet.

Dari percobaan yang dilakukannya Oerstedmenyimpulkan bahwa:a. Di sekitar arus listrik terdapat medan magnet.

Ini dapat dideteksi dengan menggunakan serbukbesi yang memerlukan kuat arus yang tinggi,jadi tidak bisa dengan baterai yang kecil.

b. Arah medan magnet (garis-garis gaya magnet)bergantung pada arah arus listrik. Jika arah arusdiubah, maka arah medan magnet berubah.

c. Besar medan magnet dipengaruhi oleh kuat arusdan jarak terhadap kawat.

Untuk menentukan arah garis-garis gaya magnet di sekitarpenghantar lurus yang dialiri aruslistrik agar lebih mudah digunakankaidah tangan kanan, lihat Gambar12.9! Jika ibu jari menunjukkanarah arus, maka arah garis gayamagnet dinyatakan oleh jari-jariyang menggenggam.

Cara ini dapat digunakan untukmenentukan arah garis-garis gayadi sekitar penghantar yangbentuknya lain seperti terlihat padaGambar 12.10!

Info MEDIADalam kuliahnya di UniversitasKopenhagen pada tahun 1820,Oersted menghubungkan bateraidengan sebuah kawat yangbergerak dekat jarum kompas.Jarum magnetik berputar danOersted segera tahu apa artigerakan ini. Kawat yang mem-bawa arus bertindak sebagaimagnet, membuktikan hubunganmagnetisme dan listrik.

Kemagnetan 269

2. Medan Magnet Sebuah Kumparan

Pengaruh medan magnet yang dihasilkan olehsebuah penghantar arus terhadap benda yang adadi sekitarnya sangat kecil. Hal ini disebabkan medanmagnet yang dihasilkan sangat kecil atau lemah.Agar mendapatkan pengaruh medan yang kuat,penghantar itu harus digulung menjadi sebuahkumparan. Pada kumparan, medan magnet yangditimbulkan oleh lilitan yang satu diperkuat oleh lilitanyang lain. Apabila kumparan itu panjang disebutsolenoida.

Apabila di dalam kumparan diberi inti besi lunakmaka pengaruh kemagnetannya menjadi jauh lebihbesar. Karena kumparan yang dililitkan pada inti besilunak akan menimbulkan sebuah magnet yang kuat.Pengaruh hubungan antara kuat arus dan medanmagnet disebut elektromagnet atau magnet listrik.

Magnet listrik banyak digunakan dalam bidangteknik, misalnya pembuatan bel listrik, kunci pintulistrik, indikator untuk bahan bakar pada mobil (fuellevel), kereta cepat tanpa roda, telepon dengan uanglogam dan detektor logam.

Gambar 12.9 Kaidah tangan kanan untukpenghantar lurus berarus listrik

Gambar 12.10 Arah garis gaya magnetpada penghantar melingkar

I

B

I

IPA Terpadu IX270

F. Peralatan yang Menggunakan PrinsipElektromagnetik

Carilah literatur di perpustakaan tentang penggunaan prinsipelektromagnet, misalnya bel listrik dan kunci pintu atau yang lain!

Tugas 12.1

Keuntungan magnet listrik adalah:a. Sifat kemagnetannya sangat kuat.b. Kekuatan magnet itu dapat diubah-ubah dengan

mengubah kuat arus.c. Kemagnetannya dapat dihilangkan dengan

memutuskan arus listrik.

Magnet listrik dibuat dalam berbagai bentuk,antara lain: berbentuk huruf U, berbentuk batang,berbentuk silinder, dan lingkaran. Di antara bentuk-bentuk magnet listrik tersebut yang paling kuat dayatarik magnetnya adalah yang berbentuk U.

1. Cermatilah bermacam-macam alat di bawah ini.a. Bel listrik g. Voltmeterb. Kompor listrik h. Galvanometerc. Telepon i. Setrika listrikd. Telegraf j. Solder listrike. Relai k. Radio listrikf. Amperemeter l. Mixer

2. Alat manakah yang bekerjanya atas dasar kemagnetan listrik/elektromagnetik dan yang bukan atas dasar kemagnetan listrik?

Tugas 12.2

Kemagnetan 271

Banyak alat-alat listrik yang bekerjanya atas dasarkemagnetan listrik. Misalnya bel listrik, telepon,telegraf, alat penyambung atau relai, kunci pintu listrik,detektor logam dan loudspeaker. Alat-alat ukur sepertiamperemeter, voltmeter dan galvanometer dapatdijelaskan dengan prinsip kemagnetan listrik.

1. Bel ListrikBagian-bagian utama bel listrik:a. Sebuah magnet listrik (A dan B), berupa magnet

listrik berbentuk Ub. Pemutusan arus atau interuptor: Cc. Sebuah pelat besi lunak: D yang dihubungkan

dengan pegas E dan pemukul bel; F (lihat Gambar12.11)!

Cara Kerja Bel Listrik

Apabila arus listrik dialirkandengan jalan menekan sakelar,SK, maka arus listrik mengalirmelalui kumparan. A dan Bmenjadi magnet, dan menarik D.Oleh karena itu arus yang melaluititik C terputus, sehingga sifatkemagnetannya hilang. D terlepasdari tarikan AB. Kontak Ctersambung lagi, dan arusmengalir lagi. A dan B menjadi

Gambar 12.11 Prinsip bel listrik

Info MEDIAAlexander Graham Bell (1847-1922) adalah ilmuan dan gurutunarungu asal Scotlandia yangterkenal dengan penemuannyaseperti telegraf ganda (1874),telepon (1876), fotofon (1880),dan piringan hitam (1886). Padaumumnya hasil penemuan Bellmerupakan bentuk pengabdianterhadap penderita tunarungu.

SK E

C

D

A B G

F

IPA Terpadu IX272

Kotak karbon

Diafragma

Kotak karbon(B)

D

S A

AU

M

(a) Mikropon (b) Telepon

Butir-butirkarbon (C)

Gambar 12.12 Pesawat telepon dan dasar kerjanya

magnet lagi, menarik D demikian seterusnyaberulang-ulang. Selama SK ditekan. Tiap kali D ditarikoleh AB, maka pemukul F memukul bel G, maka belberbunyi.

2. Pesawat Telepon

Sebuah pesawat telepon pada dasarnya terdiriatas dua bagian utama yaitu:a. pesawat pengirim, yang biasa disebut mikrofonb. pesawat penerima, biasanya disebut telepon.

Lihat Gambar 12.12a! Perhatikan prinsip-prinsipyang mendasar pada sebuah mikrofon. Sebuah pelattipis yang disebut diafragma D, selalu bersentuhandengan butir-butir karbon, C, yang terdapat di dalamkotak karbon, B, jika getaran suara jatuh kepermukaan diafragma maka diafragma itu bergetar.Getaran ini menyebabkan butir-butir karbon tertekanatau tidak tertekan. Pada waktu tertekan, hambatanbutir-butir karbon itu kecil, begitu sebaliknya jikatidak tertekan, hambatannya besar. Karena getarandiafragma dan hambatan C berubah-ubah sesuaidengan getaran suara. Arus yang mengalirpunberubah-ubah sampai ke telepon. Arus yangberubah-ubah menjadi suara.

Gambar 12.12b memperlihatkan dasar kerjapesawat telepon. Telepon terdiri atas sebuahdiafragma, M, sebuah magnet listrik, A–A, dan magnet

Kemagnetan 273

tetap US. Magnet tetap selalu memagnetkan intimagnet listrik. Karena itu diafragma yang terbuat daribahan, ditarik oleh magnet, selalu tertarik ke arahAA dan dalam bentuk agak cekung ke arah AA. Jikaarus yang datang melalui kumparan magnet listrikitu berubah-ubah besarnya. Maka kekuatan magnetlistrik berubah-ubah juga. Perubahan gaya tarik sesuaidengan getaran suara yang dikirim oleh mikrofon.Perubahan gaya tarik menyebabkan diafragmabergetar sesuai dengan getaran suara pengirim.

3. Relai

Relai adalah sebuah alat yang dapatmenghubungkan atau memutuskan arus yang besarmeskipun dengan energi kecil. Bagian utama sebuahrelai yaitu:a. Magnet listrik (M)b. Sauh (S)c. Kontak (K)d. Pegas (P)

Cara Kerja Relai

Apabila arus mengalir melalui kumparan, M, makasauh ditarik oleh M, sehingga kontak K bersentuhan.Arus yang mengalir melalui kumparan disebut arusprimer. Arus yang dialirkan oleh kontak disebut arussekunder. Jika arus primer tidak mengalir, maka sauhtertarik oleh pegas, kontak terputus. Skema relaiditunjukkan pada Gambar 12.13b.

S

P

K

D

M

Gambar 12.13 Relai dan skemanya

Kumparanrelai

Kontak

(a) (b)

IPA Terpadu IX274

Relai banyak digunakan dalam bidang teknikuntuk mengatur suatu alat dari jarak jauh, misalnyapada motor listrik.

Motor listrik dihubungkan dan diputuskan dengancara menutup dan membuka sakelar S. Ketika Sditutup, arus listrik kecil mengalir melalui elektro-magnet, ujung kiri elektromagnet menarik jangkar besilunak yang berbentuk L. Pergerakan ini menyebabkanjangkar besi lunak menekan kontak C yang berada dibawah sehingga naik ke atas dan terhubung. Denganterhubungnya kontak C, maka baterai terhubung kemotor listrik, dan arus listrik mengalir ke dalam motorlistrik. Ketika sakelar S dibuka, arus listrik yang melaluielektromagnet terputus, kontak C terbuka dan motorberhenti berputar.

Perhatikan Gambar 12.14. Ada dua rangkaianterpisah dan kontak relai C terbuka. Denganmenutup sakelar S di rangkaian sebelah kiri, kontakC akan menutup dan menghubungkan rangkaian disebelah kanan. Satu keuntungan dari sistem iniadalah sakelar-sakelar dan kabel-kabel peneranganyang hanya sesuai untuk arus kecil dapat dipakaiuntuk mengatur mesin-mesin listrik yang berarusbesar, misalnya pada dinamo starter mobil.

Sakelar pengatur

isolator

Baterai

Gambar 12.14 Relai magnetik pada motor listrik

4. Kunci Pintu Listrik

Kunci pintu listrik bekerja didasarkan padaelektromagnetik. Kunci ini mempunyai kumparan darijenis solenoida yang dihubungkan ke saklar di dalamrumah. Jika seseorang menekan sakelar, arus

relai

kontak C

jangkar besilunak

elektromagnet

Kemagnetan 275

mengalir ke solenoida. Elektromagnetik yangdihasilkan akan menarik kunci besi ke dalam solenoidasehingga seorang di luar bisa membuka pintu.

5. Metal Detector

Sebuah detektor logam yang digunakan untukmengecek senjata logam, terdiri atas kumparan besaryang dapat dialiri/membawa arus listrik. Seseorangyang berjalan lewat di bawah pintu detektor yangmembawa senjata logam dapat diketahui. Senjatalogam dapat mengubah elektromagnetik yangdihasilkan oleh kumparan. Perubahan ini akanterdeteksi dan alarm akan berbunyi.

6. Loudspeaker

Loudspeaker adalah alat pengeras suara yangmenggunakan prinsip elektromagnetik. Sinyal aruslistrik diubah menjadi gelombang bunyi. Sinyal yangmelalui kumparan dalam bentuk solenoida yangdiletakkan di belakang speaker. Kumparan ini berlakusebagai elektromagnetik dan ada magnet permanenyang ditempakan didekatnya. Arus yang lewat hanyasatu arah, gaya magnet akan menekan elektromagnetikdan keluar ke speaker. Arus yang lewat berlawananakan menarik speaker sehingga terjadi getaran.Getaran dari speaker menghasilkan gelombang bunyi.

G. Gaya Lorentz dan Penggunaannya

1. Gaya Lorentz

Gaya Lorentz adalah gaya yang terjadi padasebuah penghantar berarus listrik di dalam medanmagnet. Untuk menentukan arah gaya Lorentz dapatdigunakan kaidah tangan kanan sebagaimana terlihatpada Gambar 12.15!

IPA Terpadu IX276

Dengan ketentuan sebagai berikut:a. Ibu jari menunjukkan arah arus

listrik, I.b. Telunjuk menunjukkan arah

medan magnet, B.c. Jari tengah menunjukkan arah

gaya Lorentz, F.

Besar gaya Lorentz sebandingdengan kuat medan magnet, aruslistrik, dan panjang kawat. Jikakedudukan gaya, kuat medan magnet

dan arus listrik saling tegak lurus, maka besarnyagaya Lorentz dapat dirumuskan:

F = B I

Dengan F adalah gaya Lorentz dinyatakan dalamnewton, medan magnet dinyatakan dalam satuan (N/

Am), (weber/m2) atau tesla (T), dan adalah panjangkawat penghantar dinyatakan dalam meter (m).

2. Penggunaan Konsep Gaya Lorentz (Gaya Magnet)

Adanya gaya magnet pada penghantar beraruslistrik di dalam medan magnet memungkinkanberputarnya kumparan penghantar berarus listrik didalam medan magnet. Beberapa contoh penerapankonsep ini antara lain motor listrik dan alat ukur listrik.

a. Motor listrik

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energilistrik menjadi energi kinetik. Dasar kerja motor listrikini hampir sama dengan dasar kerja sebuahgalvanometer. Apabila arus listrik dialirkan melaluikumparan, permukaan kumparan yang bersifatsebagai kutub utara bergerak menghadap selatanmagnet. Permukaan yang bersifat sebagai kutubselatan bergerak menghadap ke kutub utara magnet.Setelah itu maka kumparan berhenti berputar.

Untuk melanjutkan putaran, tepat pada saatkutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet,arah arus dalam kumparan dibalik. Dengan

I

F

B

Gambar 12.15 Kaidah tangan kananpada gaya Lorentz

Kemagnetan 277

terbaliknya arah arus maka kutub utara kumparanberubah menjadi kutub selatan, kutub selatannyamenjadi kutub utara. Sekarang kutub utarakumparan berhadapan dengan kutub utara magnet.Kutub selatan kumparan berhadapan dengan kutubselatan magnet. Kutub-kutub itu menolak kumparan

berputar setengah putaran sampaikutub utara kumparan berhadapandengan kutub selatan magnet dankutub selatan kumparan ber-hadapan dengan kutub utaramagnet, pada saat itu arus dalamkumparan dibalik lagi. Akibatkumparan itu berputar setengahputaran lagi, demikian seterusnya,kumparan berputar terus, lihatGambar 12.16!

b. Alat pengukur listrik

Jenis alat pengukur listrik yang banyak digunakanadalah pengukur jenis kumparan berputar. Padadasarnya alat pengukur ini terdiri atas:

1) Sebuah magnet tetap berbentuk U

2) Ruang di antara kutub-kutubnya berbentuksilinder.

Di antara kutub-kutub ituterdapat sebuah inti besi lunakberbentuk silinder. Inti besi initerpasang tetap pada tempat-nya, tidak dapat berputar. Diantara inti besi dan kutub-kutubmagnet terdapat sebuahkumparan, K, yang dapat ber-putar bersama dua batangporos. Pada tiap poros itudipasang sebuah pegas spiral.

Gambar 12.16 Cara kerja motor listrik

Jinti besi

K

PPoros

Gambar 12.17 Pengukur jenis kumparanberputar

IPA Terpadu IX278

B

Perhatikan gambar di atas, jika besar arus 2 A danpanjang kawat 4 meter serta kuat medan magnet25 tesla, hitung besar gaya Lorentz!Penyelesaian:Diketahui : I = 2 A

= 4 mB = 25 tesla

Ditanya : F = . . .?

Jawab : F = B I= 250 tesla × 2 A × 4 m= 2000N = 2 × 103 N

Pegas spiral, P, ini mengatur agar jarumpenunjuk, J menunjukkan angka nol, kalau tidak adaarus melalui K.

Apabila kumparan dialirkan arus, maka kumparanitu berputar sebab salah satu permukaan kumparanbersifat sebagai kutub utara dan sebagai kutubselatan. Kumparan tidak dapat berputar terus karenaditahan oleh pegas spiral. Besar putarannyatergantung pada besarnya arus, di mana makin besararus makin besar sudut putarnya.

Prinsip kerja seperti ini banyak digunakan padaperalatan seperti: amperemeter, galvanometer, danvoltmeter.

Contoh soal:

I

Kemagnetan 279

Refleksi

Rangkuman

1. Sifat-sifat magnet antara lain:a. dapat menarik besib. menimbulkan gaya satu sama lain (tolak-menolak dan tarik

menarik).

2. Penggolongan benda berdasarkan sifat magnetik:a. paramagnetik,b. diamagnetik,c. ferromagnetik.

3. Cara membuat magnet:a. menggosokkan magnet tetap,b. aliran arus listrik,c. induksi.

4. Cara menghilangkan sifat kemagnetan:a. dipukul,b. dipanaskan.

5. Deklinasi: penyimpangan dari arah utara selatan yangsebenarnya.

6. Inklinasi: sudut yang dibentuk oleh magnet dengan garismendatar.

7. Medan magnet: suatu daerah di sekitar magnet dimana masihada pengaruh gaya magnet.

8. Keuntungan magnet listrik:a. sifat kemagnetannya sangat kuat,b. kekuatan magnet dapat diubah dengan mengubah arus,c. kemagnetan dapat dihilangkan dengan memutuskan arus

listrik.

9. Peralatan yang menggunakan prinsip elektromagnetik: bel listrik,telepon, relai, kunci pintu listrik.

10. Penggunaan gaya Lorentz pada: motor listrik, amperemeter,galvanometer dan voltmeter.

Mengapa arah jarum pada kompas selalu menunjuk ke arah utaradan selatan dengan sedikit penyimpangan? Jelaskan untuk bahanrefleksi kalian menuju bab berikutnya!

IPA Terpadu IX280


1. Menurut sifat kemagnetannya benda digolongkan menjadi duamacam yaitu benda bukan magnetik dan benda . . . .a. nonmagnetikb. magnetikc. ferromagnetikd. atletik

2. Berikut ini yang termasuk benda magnetik adalah . . . .a. aluminium, karetb. besi, kobaltc. besi, kertasd. kertas, karet

3. Arah garis gaya pada gambar di bawah ini yang benar adalah . . . .

a. c.

b. d.

4. Magnet tersusun oleh magnet-magnet kecil yang biasanya disebut. . . .a. magnet partikelb. magnet elementerc. magnet permanend. magnet bagian

Uji Kompetensi

Kemagnetan 281

U

S

5. Berikut ini bukan cara untuk membuat magnet adalah . . . .a. paku dililiti kawat berisolasi dan dialiri listrikb. besi lunak diletakkan di sekitar magnetc. besi digosok dengan magnet ke satu arahd. baja digosok-gosok dengan magnet ke segala arah

6. Bumi dianggap sebagai magnet batang yang sangat besar. Kutubutara magnet terletak di daerah . . . .a. kutub utarab. kutub selatanc. khatulistiwad. permukaan bumi

7. Jika sebuah magnet batang dipotong menjadi dua, maka potongan-potongan magnet tersebut yang tidak benar adalah . . . .a. bersifat magnetb. memiliki dua kutubc. memiliki kutub utara dan selatand. hanya memiliki kutub utara saja


Sudut yang terbentuk oleh penyimpangan jarum kompas disebut. . . .a. inklinasib. deklinasic. aklind. isoklin

IPA Terpadu IX282

i

ii

i

B

B

B

B

9. Arah medan magnet yang benar ditunjukkan oleh gambar di bawahadalah . . . .

a. c.

b. d.

10. Alat yang menggunakan prinsip elektromagnetik adalah . . . .a. bel listrik, pesawat telepon, dan telegrafb. bel listrik, TV, dan relaic. pesawat telepon, dan telegrapd. TV, radio listrik, dan telepon

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Sebutkan sifat-sifat magnet!

2. Sebutkan cara membuat magnet!

3. Apakah yang dinamakan:a. gaya Lorentzb. garis gaya magnet?

4. Sebutkan alat listrik yang menggunakan prinsip elektromagnetik!

5. Apakah yang dimaksud:a. benda Ferromagnetik,b. benda Paramagnetik,c. benda Diamagnetik?

P r o y e k

Buatlah alat/bahan sederhana yang menggunakan sifatkemagnetan bersama kelompok kalian. Sebagai sumber referensicarilah informasinya dari internet.

Induksi Elektromagnetik 283

Peta Konsep

Setelah kalian memahami peta konsep di atas, perhatikan kata-kata kunci berikutyang merupakan kunci dan cara memahami materi ini.• Induksi Elektromagnetik • GGL Induksi• Garis Medan Magnet • Generator• Dinamo• Transformator

Hubungan antara GarisMedan Magnet dengan

GGL Induksi

1. Dinamo DC2. Dinamo AC3. Generator

Efisiensi Trafo:

= ×100%s

p

P

P

1. Trafo Step-up2. Trafo Step-down

Karakteristik Trafodan Penerapannya

Prinsip KerjaTransformator

Prinsip Kerja

InduksiElektromagnetik

antara lain didapatkan jenisnya

menjelaskan


Pada suatu malam, ketika Ani sedang belajar IPA. Tiba-tiba ayah Animendekat sambil bertanya kepada Ani. Apa bedanya arus listrik yang ditimbulkanoleh sebuah baterai dengan arus listrik dari PLN? Dan menggunakan alat apakah

arus listrik dari pembangkit listrik yang bertegangan besar dapat digunakan dirumah-rumah dengan tegangan kecil? Ani diam sejenak, terlihat dari wajahnyabahwa ia sedang berpikir sambil menyatakan tegangan yang ditimbulkan oleh

baterai itu kecil sehingga jika kesetrum tidak menyebabkan kecelakaan yang fatalsedang untuk PLN sebaliknya bisa terbakar dan meninggal. Oleh karena itu, untukPLN mestinya ada alat yang bisa menurunkan tegangan. Bagaimana prinsip kerja

alat tersebut, untuk lebih jelasnya bisa kalian pelajari pada Bab 13 ini.

InduksiElektromagnetik

Bab 13

Kata Kunci

IPA Terpadu IX284

A. Hubungan antara Pergerakan GarisMedan Magnet dengan TerjadinyaGaya Gerak Listrik Induksi

A. Tujuan

Mengetahui medan magnet dapat menghasilkan arus listrik.

B. Alat dan Bahan1. Dua buah magnet batang2. Galvanometer3. Dua buah solenoida yang berbeda jumlah lilitannya

C. Cara Kerja1. Susunlah alat seperti pada gambar.2. Gerakkan kutub utara magnet batang masuk ke dalam

kumparan. Amatilah jarum galvanometer, lihat gambar (a),apa yang terjadi?

3. Diamkan magnet batang di dalam kumparan, amatigalvanometer, apa yang terjadi?

4. Gerakkan kutub utara magnet batang keluar dari kumparan.Amati apa yang terjadi pada jarum galvanometer, lihatgambar (b).

5. Ulangi dengan menggerakkan magnet batang masuk-keluarterus menerus. Amati jarum galvanometer, apa yang terjadi.

6. Ulangi langkah-langkah tersebut dengan mengganti magnetbatang yang lebih kuat. Amati terus jarum galvanometer,apa yang terjadi.

Kegiatan

(b)(a)


7. Ulangi langkah-langkah tersebut dengan mengganti solenoidayang lebih banyak jumlah lilitannya. Amati apa yang terjadipada jarum galvanometer.

8. Apabila yang digerakkan masuk-keluar adalah kutub selatanmagnet batang. Bagaimana arah penyimpangan jarumgalvanometer.

D. Hasil Pengamatan

Bagaimana kesimpulan kalian dari kegiatan di atas jika dikaitkanpengaruh medan dengan pergerakan galvanometer?

Kalian telah mengetahui bahwa ada beberapabentuk energi antara lain: energi kalor, energi kimia,energi cahaya, energi bunyi, dan energi listrik. Di antarabentuk-bentuk energi tersebut, energi listriklah yangpaling mudah diubah menjadi bentuk energi lain. Olehkarena itu, energi listrik banyak digunakan untukkepentingan manusia. Energi listrik diperoleh darimesin pembangkit listrik yaitu generator.

Generator menghasilkan energi listrik denganbeda tegangan yang sangat tinggi yaitu dalam ordemegavolt, oleh sebab itu sebelum sampai ke rumah-rumah perlu ada alat penurun tegangan. Alat yangdigunakan adalah trafo atau transformator. Dasarkerja trafo dan generator adalah induksielektromagnetik.

Terjadinya GGL Induksi

Seorang ilmuwan dari Jerman yang bernamaMichael Faraday (1991 – 1867) memiliki gagasandapatkah medan magnet menghasilkan arus listrik?Gagasan ini didasarkan oleh adanya penemuan dariOersted bahwa arus listrik dapat menghasilkanmedan magnet.

Karena termotivasi oleh gagasan tersebutkemudian pada tahun 1822,Faraday memulaimelakukan percobaan-percobaan. Pada tahun 1831Faraday berhasil membangkitkan arus listrik denganmenggunakan medan magnet.

IPA Terpadu IX286

Alat-alat yang digunakan Faraday dalampercobaannya adalah gulungan kawat atau kumparanyang ujung-ujungnya dihubungkan dengangalvanometer. Jarum galvanometer mula-mula padaposisi nol. Kalian pasti sudah mengetahui, bahwagalvanometer adalah sebuah alat untuk menunjukkanada atau tidaknya arus listrik di dalam rangkaian.

Percobaan Faraday untuk menentukan arus listrikdengan menggunakan medan magnet, dilakukan antaralain seperti kegiatan di atas. Pada kegiatan tersebutdiketahui bahwa ketika kutub utara magnet bergerakke dalam kumparan maka jarum galvanometer,menyimpang ke kanan. Ketika magnet ditarik dari dalamkumparan maka jarum galvanometer menyimpang kekiri. Pada saat kutub selatan bergerak masuk ke dalamkumparan, jarum galvanometer akan menyimpang kekiri, sedangkan ketika kutub selatan ditarik dari dalamkumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kanan.

Dari hasil percobaan di atas maka dapat diambilkesimpulan bahwa arus induksi yang timbul dalamkumparan arahnya bolak-balik seperti yangditunjukkan oleh penyimpangan jarum galvanometeryaitu ke kanan dan ke kiri.

Karena arus induksi selalu bolak-balik, makadisebut arus bolak-balik (AC = Alternating Current).Faraday menggunakan konsep garis gaya magnetuntuk menjelaskan peristiwa di atas.Perhatikan Gambar 13.1!1. Magnet didekatkan pada kumparan maka gaya

yang melingkupi kumparan menjadi bertambahbanyak, sehingga pada kedua ujung kumparantimbul gaya gerak listrik (GGL).

2. Magnet dijauhkan terhadap kumparan maka garisgaya yang melingkupi kumparan menjadiberkurang, kedua ujung kumparan juga timbul GGL.

3. Magnet diam terhadap kumparan, jumlah garisgaya magnet yang melingkupi kumparan tetap,sehingga tidak ada GGL.

Kesimpulan percobaan di atas adalah:Timbulnya gaya listrik (GGL) pada kumparan hanya

apabila terjadi perubahan jumlah garis-garis gayamagnet.


S U

Gaya gerak listrik yang timbul akibat adanyaperubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebutGGL induksi, sedangkan arus yang mengalirdinamakan arus induksi dan peristiwanya disebutinduksi elektromagnetik.

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi besarGGL induksi yaitu:1. Kecepatan perubahan medan magnet.

Semakin cepat perubahan medan magnet, makaGGL induksi yang timbul semakin besar.

2. Banyaknya lilitanSemakin banyak lilitannya, maka GGL induksiyang timbul juga semakin besar.

3. Kekuatan magnetSemakin kuat gelaja kemagnetannya, maka GGLinduksi yang timbul juga semakin besar.

Untuk memperkuat gejala kemagnetan padakumparan dapat dengan jalan memasukkan inti besilunak.GGL induksi dapat ditimbulkan dengan cara lain

yaitu:1. Memutar magnet di dekat kumparan atau

memutar kumparan di dekat magnet. Maka keduaujung kumparan akan timbul GGL induksi.

2. Memutus-mutus atau mengubah-ubah arah arussearah pada kumparan primer yang di dekatnyaterletak kumparan sekunder maka kedua ujungkumparan sekunder dapat timbul GGL induksi.

Gambar 13.1 Gaya gerak listrik timbul akibat perubahan garisgaya magnet

IPA Terpadu IX288

3. Mengalirkan arus AC pada kumparan primer,maka kumparan sekunder didekatkan dapattimbul GGL induksi. Arus induksi yang timbuladalah arus AC dan gaya gerak listrik induksiadalah GGL AC.

B. Prinsip Kerja Dinamo dan Generator

Kalian sudah mengetahui bahwa terjadinya arusinduksi dan GGL induksi antara lain dengan carakutub magnet digerakkan di dekat kumparan ataukumparan digerakkan di dekat kutub magnet. Karenakita menggerakkan kutub magnet berarti terdapatenergi gerak atau energi kinetik.

Jadi, dalam proses terjadinya arus induksiterdapat perubahan energi gerak menjadi energilistrik. Akibat gerakan magnet di dalam suatukumparan menimbulkan arus induksi yang secaralangsung adanya energi lisrik yang ditimbulkan.

Beberapa contoh peralatan yang digunakandalam kehidupan sehari-hari sebagai penerapan GGLinduksi di antaranya adalah generator dan dinamo.

1. Dinamo

Bagian utama dinamo, lihat Gambar 13.2, adalaha. Sebuah kumparan (C)b. Sebuah cincin geser (A)c. Sikat (B)d. Magnet

Gambar 13.3 Dinamo dengan prinsip kumparan berputar


Sedangkan langkah-langkah kerja dinamo adalahsebagai berikut:a. Sebuah kumparan berputar dalam medan

magnet.b. Tiap-tiap ujung kawat kumparan dihubungkan

dengan sebuah “cincin geser”.c. Cincin geser tersebut menempel sebuah sikat.d. Bila kumparan diputar maka dalam kumparan itu

timbul GGL AC. GGL AC ini menimbulkan arusAC di dalam rangkaian dinamo.

2. Dinamo Arus Searah

Dinamo arus bolak-balik dapat diubah menjadidinamo arus searah dengan menggunakan cincinbelah atau komutator seperti pada motor listrik, lihatgambar 13.3!

Dinamo arus searah pada prinsipnya samadengan motor arus searah. Jadi dinamo arus searahdapat dipakai sebagai motor arus searah. Demikianpula sebaliknya.

3. GeneratorBagian utama generator, lihat Gambar 13.4, adalah:

a. Magnet

Untuk generator pembangkit tenaga listrik yangbesar biasanya menggunakan lebih dari satu magnetyang berputar. Magnet yang digunakan biasanyamagnet listrik.

U

Sikat Cincin belah(komutator)

Kumparan

Gambar 13.3 Dinamo arus searah

IPA Terpadu IX290

b. Rotor

Rotor adalah bagian generator yang berputar.

c. Stator

Stator adalah bagian generator yang tidakberputar.

Arus yang ditimbulkan oleh generator juga arusbolak-balik. Seperti yang kalian ketahui bersamabahwa arus yang digunakan di rumah-rumah ataudi pabrik-pabrik bersifat arus bolak-balik, bukan?

C. Prinsip Kerja Transformator (Trafo)

Transformator adalah sebuah alat untukmenaikkan atau menurunkan tegangan arus bolak-balik. Transformator sering disebut trafo. Sebuahtransformator terdiri atas sebuah inti besi. Pada intibesi digulung dua lilitan, yaitu kumparan primer dankumparan sekunder, lihat Gambar 13.5!

+

– U

U

S

S

Gambar 13.4 Generator arus bolak-balik yang menggunakanlebih dari satu magnet


Kumparan sekunder Kumparan primer

Sumbertegangan

bolak-balik

Prinsip kerja tranformatoradalah sebagai berikut.1. Kumparan primer dihubung-

kan kepada sumber teganganyang hendak diubah besar-nya. Karena tegangan primeritu tegangan bolak-balik, makabesar dan arah tegangan ituberubah-ubah.

2. Dalam inti besi timbul medanmagnet yang besar danarahnya berubah-ubah pula.Perubahan medan magnet inimenginduksi tegangan bolak-balik pada kumparan sekunder.

Dari sebuah percobaan dapat ditunjukkan, bahwa:1. Perbandingan antara tegangan primer, V

p,

dengan tegangan sekunder, Vs sama denganperbandingan antara jumlah lilitan primer, N

p, dan

lilitan sekunder, Ns.2. Perbandingan antara kuat arus primer, I

p, dengan

kuat arus sekunder, Is, sama denganperbandingan jumlah lilitan sekunder denganlilitan primer.

Gambar 13.5 Transformator

Info MEDIAPada tahun 1831, Faradaymenemukan bahwa penghentianatau pengaliran arus dalam salahsatu kawat pada cincin besi inimenyebabkan dorongan singkatdari arus di kawat lainnya. Cincinyang sekarang jadi terkenal inisebenarnya sama dengan trans-formator modern yang tercipta160 tahun kemudian.

IPA Terpadu IX292

Dari kedua pernyataan tersebut dapat dituliskansecara singkat dengan persamaan sebagai berikut:Vp : Vs = Np : Ns

Ip : I

s = V

s : V

p

Ip : Is = Ns : Np

Atau dapat ditulis:

s s

V N=

V Np p p s

s p

V IV I

= p s

s p

N IN I

=

Ada dua hal perlu dipahami untuk transformatorini, yaitu:1. Transformator hanya digunakan untuk menaikkan

atau menurunkan tegangan arus bolak-balik (AC)dan tidak untuk arus searah (DC).

2. Transformator tidak dapat memperbesar dayalistrik yaitu tidak dapat memperbesar banyaknyadaya yang masuk ke dalam transformatortersebut.

Efisiensi Tranformator

Kalian sudah mengetahui persamaan-persamaanyang berlaku pada transformator. Persamaan di atasdan didasarkan atas efisiensi transformator dianggapseratus persen. Tetapi kenyataan sehari-hari efisiensitransformator selalu kurang dari seratus persen.Mengapa demikian? Selama penggunaan trans-formator, besarnya daya yang dikeluarkan olehkumparan sekunder selalu lebih kecil daripada dayayang diterima oleh kumparan primer.

Hal ini disebabkan selama transformatordigunakan ada sebagian energi listrik yang berubahmenjadi kalor. Dengan kata lain energi listrik yangkeluar dari transformator selalu lebih kecil daripadaenergi yang masuk ke dalam transformator.

Agar diperoleh efisiensi mendekati 100% padapenggunaan transformator, biasanya dilakukan cara-cara sebagai berikut:1. Diberi bahan pendingin.2. Untuk mengurangi panas, membuat inti besi untuk

transformator berbentuk pelat atau lempengan.


3. Mengalirkan udara dingin, misal dengan airconditioning atau kipas angin.

Selama 1 sekon, kumparan primer tranformatormenerima energi dari sumber yang akan diubahsebesar W

p = V

pI

pt joule. Selama t sekon

transformator tersebut juga melepas energi melaluikumparan sekunder sebesar W

s = V

sI

st joule.

Efisiensi tranformator, , adalah persentaseharga perbandingan antara besar energi yang dilepastransformator tiap sekon pada kumparan sekunderdengan energi yang diterima transformator setiapsekon pada kumparan primer. Energi tiap sekondisebut daya. Oleh karena itu, efisiensi dapatdinyatakan dalam perbandingan daya sekunder, Ps

dan daya primer, Pp, kali 100 % dan dapat ditulis

Efisiensi = daya sekunderdaya primer

× 100%

= s

p

PP × 100 %

Karena P = V I maka:

=s s

p p

V IV I × 100 %

Contoh soal:Sebuah transformator dihubungkan dengantegangan 200 V dapat menghasilkan tegangan 40V. Jika kumparan input berjumlah 1100 lilitan.Berapakah kumparan outputnya?Penyelesaian:Diketahui: Vp = 200 V

Vs

= 40 VNp = 1100 lilitan

Ditanya: Ns = . . . ?Jawab :

s s

V N=

V Np p

IPA Terpadu IX294

D. Karakteristik Transformator danPenerapannya

Ada dua transformator, yaitu:1. Transformator step-up (transformator penaik

tegangan)2. Transformator step-down (transformator

penurun tegangan)Ciri-ciri kedua jenis trafo adalah:1. Trafo step-up

a. Jumlah lilitan kumparan primer selalu lebihkecil dari jumlah lilitan kumparan sekunder,(N

p< N

s)

b. Tegangan primer selalu lebih kecil daritegangan sekunder, (V

p < V

s)

c. Kuat arus primer selalu lebih besar dari kuatarus sekunder, (I

p> I

s)

2. Trafo step-downa. Jumlah lilitan kumparan primer selalu lebih

besar dari jumlah lilitan kumparan sekunder,(I

p> N

s)

b. Tegangan primer selalu lebih besar daritegangan sekunder (V

p > V

s)

c. Kuat arus primer selalu lebih kecil dari kuatarus sekunder, (I

p< I

s)

Salah satu contoh penggunaan trans-formator adalah pada pesawat penerimaradio jenis “tabung”.

200V40V =

s

1100 lilitanN

200 sN = (40 x 1100) lilitan

sN = 220 lilitan


Refleksi

Rangkuman

1. Beberapa faktor yang mempengaruhi gaya gerak listrik (GGL)induksi:a. kecepatan perubahan medan magnetb. banyaknya lilitanc. kekuatan magnet.

2. GGL induksi dapat ditimbulkan dengan cara:a. memutar magnet di dekat kumparan atau memutar

kumparan di dekat magnet.b. mengubah arah arus searah pada kumparan primer.c. mengalirkan arus AC pada kumparan primer

3. Penerapan ggl induksi pada generator dan dinamo.

4. Bagian-bagian dinamo: sebuah kumparan, sebuah cincin geser,sikat, dan magnet.

5. Bagian-bagian generator: magnet, rotor, dan stator.

6. Transformator: alat untuk menaikkan atau menurunkan teganganarus bolak-balik.

7. Persamaan-persamaan pada transformator:

p ps

s p s

V NIV I N

8. Efisiensi transformator

s

p

s s

p p

100%

100%

PP

V IV I

Sekarang ini umumnya orang lebih suka membawa kartu kredit ataukartu ATM daripada membawa uang tunai dengan alasan lebih praktisdan lebih aman. Kartu kredit dan kartu ATM merupakan contohpenerapan prinsip induksi elektromagnetik. Sebagai bahan refleksi,jelaskan cara kerja kartu kredit atau ATM berdasarkan prinsip induksielektromagnetik!

IPA Terpadu IX296


1. Arus induksi adalah berupa . . . .a. arus searahb. arus bolak-balikc. arus DCd. arus DC dan AC

2. Timbulnya gaya gerak listrik pada kedua ujung kumparan disebabkanterjadi perubahan . . . .a. teganganb. jumlah garis gaya magnetc. jumlah lilitand. arus listrik

3. Berikut ini yang bukan merupakan faktor yang mempengaruhi besarGGL induksi yaitu . . . .a. banyaknya lilitanb. kecepatan perubahan medan magnetc. kekuatan magnetd. masalah lilitan kumparan

4. Apabila Vp = tegangan primer, V

s = tegangan sekunder, I

p = kuat

arus primer dan Is = kuat arus sekunder, maka hubungan yangbenar adalah . . . .

a.p s

s p

V I=

V I

b.p p

s s

V I

V I=

c. Vp = ps

s

V I

I

d. Vs = ps

s

V I

I

Uji Kompetensi


5. Pada trafo step-up yang tidak benar adalah . . . .a. jumlah lilitan primer lebih kecil dari jumlah lilitan sekunderb. tegangan primer lebih kecil dari tegangan sekunderc. kuat arus primer lebih kecil dari kuat arus sekunderd. kuat arus primer lebih besar dari pada kuat arus sekunder

6. Berikut ini adalah rumus efisiensi transformator adalah . . . .

a. p

s

100%E

E

b.s

p

100%EE

c. p p

s s

100%V I

V I

d. s s

p p

100%V IV I

7. Fungsi trafo step-down adalah . . . .a. menurunkan teganganb. menaikkan teganganc. menetapkan tegangand. mengubah-ubah tegangan

8. Yang merupakan ciri trafo step-up adalah . . . .a. Np < Ns

b. Ip< Is

c. Vp < Vs

d. Ip > Is

9. Ciri trafo step-up adalah . . . .a. Np > Ns

b. Ip > Is

c. Ip < Is

d. Vp > Vs

10. Transformator adalah alat untuk menaikkan atau menurunkantegangan . . . .a. bolak-balikb. bolak-balik dan searahc. searah sajad. sekunder saja

IPA Terpadu IX298

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Sebuah trafo dihubungkan dengan tegangan 220 volt sehingga

mengalir arus listrik 0,25 A. Jika kuat arus yang keluar dari trafoadalah 2 A, maka tentukan besar tegangan keluaran trafo tersebut!

2. Sebuah transformator dihubungkan dengan tegangan 200 Vmenghasilkan tegangan 20 V. Jika kumparan input 1000 lilitan, makahitunglah jumlah lilitan kumparan output!

3. Sebuah trafo menggunakan kumparan dengan perbandingan jumlahlilitan primer dan sekunder 1:5. Trafo tersebut dihubungkan dengantegangan 30 volt. Jika daya keluaran trafo 50 watt, maka tentukanbesar arus sekundernya!

4. Energi masukan dan keluaran dari sebuah trafo adalah 10.000 jouledan 9000 joule. Tentukan efisiensi trafo!

5. Sebuah trafo dihubungkan dengan sumber 200 volt dan mengalirarus listrik sebesar 0,2 ampere. Bila tegangan (GGL) keluaran danefisiensinya masing-masing 100 volt dan 80 %. Tentukan kuat aruskeluaran!

P r o y e k

Carilah informasi tentang prinsip induksi elektromagnetik padakartu ATM atau kartu kredit disertai gambar yang mendukunginformasi tersebut. Kumpulkan dalam bentuk kliping dan multimediauntuk dipresentasikan di depan kelas!

Tata Surya 299

Planet bumi merupakan salah satu anggota dari 8 planet dalam sistem tatasurya yang dihuni oleh kehidupan manusia. Dalam sistem tata surya matahari

sebagai pusat peredaran tata surya dan menjadi salah satu sumber energi dalamkehidupan manusia. Namun perlu kalian ketahui bahwa intuisi yang didasarkan

pada fenomena sehari-hari dan pengamatan yang didasarkan pada hasilperhitungan data akan memunculkan suatu pertanyaan yang sangat mendasar

yaitu, apakah matahari dan bulan yang mengelilingi bumi, sehingga bumi dianggapsebagai pusat peredaran dalam sistem tata surya? Atau apakah sebaliknya bahwa

matahari sebagai pusatnya? Pertentangan ini muncul dibenak kita semua dan untukmenjawabnya pada bab ini akan dibahas dengan jelas.


Peta Konsep

Setelah kalian memahami peta konsep di atas, perhatikan kata-kata kunci berikutyang merupakan kunci dan cara memahami materi ini.• Tata surya • Bulan• Matahari • Planet• Bumi• Gravitasi

Massa, Jari-jari,Jarak Rata-rata

ke Matahari

Komet, Asteroid,Meteor, dan

Meteorit

Model TataSurya

Gravitasi

Peredaran Bumidan Bulan

Haya Tarik AntaraMatahari dan Bulan

OrbitP lanet

PerbandinganAntara Planet

Perilaku BendaLangit

Tata Surya

mempelajari

didasarkandisebut ditinjau antara lain

Tata SuryaBab 14

Kata Kunci

IPA Terpadu IX300

A. Peredaran Bumi dan Bulan

Claudius Ptolomeus (100-178 M) di A lexandria mem-perkenalkan geocentris systemyang menyatakan bahwa bumisebagai pusat peredaran tatasurya.

Pada Gambar 14.1 menunjukkangeocentris system dari Ptolomeus dimana setiap planet bergerak dalamlingkaran kecil atau episiklik dan pusatperedarannya adalah bumi. Beberapaabad sebelumnya teori ini sudahdikemukakan namun Ptolomeusmampu menunjukkan suatu per-baikan. Beliau mampu memper-hatikan pergerakan planet-planet dilangit dengan jelas dan variasi jarakplanet dari bumi.

Nicolaus Copernicus (1473-1543), mempertanyakan asumsi dariPtolomeus, Copernicus menyatakanbahwa bumi dan anggota tata suryayang lain beredar mengelilingimatahari, dan bumi berputar padaporosnya. Teori atau asumsi NicolausCopernicus dituangkan dalamsebuah bukunya yang berjudul DeRevolutionibus Orbium Coelestium("Mengenai revolusi orbit langit")pada tahun 1543. Teori yangberanggapan bahwa mataharisebagai pusat tata surya disebutheliosentris. Helios berasal daribahasa Yunani yang berarti matahari.

Orbit

Planet

EpisiklikMatahari

Bumi

Gambar 14.1 Teori Geosentris, tiapplanet bergerak dalam lingkaran kecilatau episiklik, pusat peredaran adalahbumi

Info MEDIAAstronom Inggris James Brodley(1693-1762) mencatat bahwatampaknya banyak bintangmempunyai ketidakteraturandalam garis edarnya. Iamenyimpulkan bahwa haltersebut disebabkan olehpengamatan dari bumi yangbergoyang pada sumbunyakarena gaya tarik gravitasibulan.

Tata Surya 301

Bulan Mengelilingi Bumi

Bulan merupakan satelit bumi, oleh karena itubulan beredar mengelilingi bumi. Peredaran bulanmengelilingi bumi disebabkan gaya tarik-menarikantara bumi dan bulan yang disebut gaya gravitasi.Selain beredar mengelilingi bumi, bulan jugamengalami rotasi dan revolusi.

Sebuah benda apapun jika dilempar ke atas akanjatuh kembali ke bumi. Hal ini disebabkan oleh gayagravitasi. Seorang ahli fisika Sir Isaac Newtonmenyelidikinya dan menyimpulkan bahwa besarnyagaya gravitasi berbanding lurus dengan hasil kali keduamassa benda dan berbanding terbalik dengan kuadratjarak antara pusat massa dua benda tersebut. Gayagravitasi (F) dinyatakan dengan persamaan:

1 2g 2

m mF =G

r

Dengan m1 dan m2 adalah massa masing-masingbenda dinyatakan dalam satuan kg dan r adalah jarakantara pusat massa dua benda dinyatakan dalamsatuan meter, dan G adalah konstanta gravitasi

dinyatakan dalam satuan 2

2Nm

(kg). Tunjukkan bahwaa

gF dinyatakan dalam satuan newton!

Dari persamaan di atas dapat dianalisis bahwagaya tarik bumi lebih besar daripada gaya tarikbenda. Benda jatuh di samping adanya gaya tarikmenarik dengan bumi tetapi juga dikarenakan gayaberat benda itu sendiri yang besarnya sama. Olehkarena itu, persamaan gravitasi dapat ditulis kembalidengan persamaan:

1 2 2g 2 1

2

m m mF =G = m g g =G

rr

B. Gravitasi

IPA Terpadu IX302

Dengan m1 adalah massa buah apel dan m

2

adalah massa bumi (M ), maka persamaan di atas

dapat ditulis:

2

Mg G

r

Persamaan tersebut di atas menunjukkan bahwasuatu benda yang jatuh di permukaan bumi tidaktergantung pada massa benda tetapi tergantungpada massa bumi atau massa planet di mana bendadijatuhkan.

Dari 2

Mg G

r, kalian bisa membayangkan dalam sistem tata surya

kita.1. Planet mana yang mempunyai gravitasi yang paling besar?2. Dengan mengetahui massa bumi dan bulan, buktikan bahwa

percepatan gravitasi di bulan 16

kali percepatan di bumi?

3. Benda yang bermassa m, jika ditimbang di suatu planet, planetyang mana yang mempunyai gaya berat paling besar?

4. Apakah matahari juga mempunyai percepatan gravitasi?5. Apakah satelit buatan yang diluncurkan ke angkasa juga

mempunyai gaya-tarik menarik dengan bumi?

Massa suatu benda tidak dipengaruhi olehgravitasi sehingga dimanapun letaknya besarnyatetap. Sedangkan berat benda berbeda sesuaidengan letaknya.

Gaya gravitasi berpengaruh juga pada mataharidan planet. Massa dan gravitasi matahari yang besarselalu berusaha menarik planet-planet ke arahmatahari. Meskipun demikian, planet-planet jugaberusaha mempertahankan geraknya yang

Tugas

C. Orbit Planet

Tata Surya 303

cenderung lurus. Kombinasi gaya gravitasi dan gerakplanet yang cenderung bergerak lurus menyebabkanplanet senantiasa beredar mengelilingi matahari.

Pergerakan planet-planet dalam mengelilingimatahari berada pada orbital atau lintasan tertentu.Pada tahun 1609 Johannes Kepler yangmendukung dan terinspirasi oleh teori heliosentrisdari Copernicus (1473-1543) mengemukakan tigahukum gerak planet terhadap matahari:1. Pergerakan planet mengedari matahari dengan

lintasan elips.2. Garis yang menghubungkan planet dengan

matahari melewati bidang yang sama luasnyadengan jangka waktu yang sama.

3. Pangkat tiga jarak rata-rata dari matahariberbanding lurus dengan kuadrat kala revolusisebuah planet, R3 ~ T2.

Misalnya planet bumi yang mengelilingi matahariselama revolusinya, bumi kadang dekat kadangmenjauh. Di mana posisi bumi berada pada titikterdekat dengan matahari disebut perihelium,sedangkan titik terjauhnya aphelium. Di mana bumiberada pada aphelium yaitu pada tanggal 1 Juli danberada pada perihelium tanggal 1 Januari. Jarakaphelium adalah 152 juta kilometer dan jarakperihelium adalah 147 juta kilometer.

Sesuai hukum kedua Kepler:

Planet X

Matahari (M)A

B

perihelium

CD

F

Eaphelium

Gambar 14.3 Hukum kedua Kepler

IPA Terpadu IX304

1. Luas AMB = CMD = EMF, dengan M adalahmatahari.

2. Waktu untuk menempuh AB = CD = EF3. Kecepatan yang ditempuh AB lebih besar daripada

kecepatan EF dan CD. Kenapa? Diskusikan!

Jadi, planet bergerak cepat bila dekat mataharidan bergerak lambat bila jauh dari matahari.

Sedangkan jika ditinjau dari hukum ketiga Kepleryang menyatakan kuadrat kala revolusi sebuah planetberbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-ratanya dari matahari, maka revolusi planet pertamadan planet kedua dapat dinyatakan dengan persamaan:

2 31 12 3

2 2

T R=

T R

DenganT1 dan T

2 adalah kala atau periode

revolusi planet pertama dan planet kedua, R1 dan R2

adalah jarak rata-rata matahari dari planet pertamadan jarak rata-rata matahari dari planet kedua.

D. Planet

Planet merupakan objek langityang mengitari matahari yangmemiliki bidang orbit yang eksklusif,bersih dari objek lain di sekitarnyaserta memiliki massa yang cukupuntuk gaya gravitasi sehinggamampu mempertahankan bentuk-nya. Berdasarkan definisi di atasplanet hanya ada delapan yaituMerkurius, Venus, Bumi, Mars,Jupiter, Saturnus, Uranus, danNeptunus . Jika dilihat dari sabukasteroid, planet Merkurius, Venus,Bumi, dan Mars disebut planet

dalam, sedangkan Jupiter, Saturnus, Uranus, danNeptunus disebut planet luar.

Info MEDIAMenurut para i lmuwan, bumiberusia sekitar 4,6 miliar tahun.Beberapa contoh meteorit yangjatuh ke bumi juga memiliki usiayang sama dengan bumi. Olehkarena i tu, para i lmuwanmenyimpulkan bahwa tata suryakita terbentuk dari awan gas dandebu secara bersamaan.

Tata Surya 305

Setiap planet yang ber-gerak pada orbital memilikigaris edar. Bidang edar planetbumi disebut ekliptika. Semuaplanet mengalami siang danmalam karena planet berputarpada sumbunya. Kebanyakanplanet-planet berputar padasumbunya searah dengan arahputaran Bumi, hanya Venusyang mempunyai arah per-

putaran yang berlawanan. Di manaarah peredaran planet-planet

berlawanan arah jarum jam. Peredaran planetmengelilingi matahari disebut revolusi planet.

Planet yang terdekat dengan matahari adalahMerkurius kemudian Venus. Temperatur kedua planetpada siang hari sangat tinggi. Karena itu planetMerkurius hampir tidak mempunyai atmosfer.Sebaliknya Venus terselubung atmosfer yang tebalsehingga merintangi pandangan kita ke permukaannya.

Karena terselubung awan putih yang tebal makaplanet Venus sering disebut bintang pagi ataubintang senja. Atmosfer di Venus kebanyakanterdiri atas gas karbondioksida. Suhu di Venus padasiang hari mencapai 500° C.

Gambar 14.3 Matahari beserta planetSumber: blogs.answersingenesis.org

Perhatikan tabel berikut!

Planet Diamater Jarak Rata-rata Periode Periode Jumlah SusunanRata-rata dari Matahari Revolusi Rotasi Bulan Atmosferdalam km dalam km

Merkurius 4.862 58.000.000 88 hari 59 hari 0 HeVenus 12.190 108.000.000 225 hari -243 hari* 0 CO2Bumi 12.725 149.600.000 365 hari 23,9 hari 1 N2, OMars 6.780 228.000.000 1,9 tahun 24,6 jam 2 CO2Jupiter 142.860 779.000.000 11,9 tahun 9,8 jam 16 NH3, CH4Saturnus 120.000 1.428.000.000 29,5 tahun 10,6 jam 17** NH3, CH4Uranus 50.100 2.875.000.000 84 tahun 24 jam 5 CH4, H2Neptunus 48.600 4.500.000.000 164,8 tahun 22 jam 2 NH3, CH4

* Tanda minus menunjukkan rotasi berlawanan dengan planet-planet lain** Ditemukan 21 tetapi tidak disahkan

IPA Terpadu IX306

Sampai sekarang planet yangterus diteliti dan diperkirakanmungkin terdapat kehidupanadalah planet Mars. Di antaranyapada tahun 1976. Ekspedisi luarangkasa "Viking" didaratkan diMars untuk meneliti keadaan diplanet Mars.

Di seberang Mars terdapatplanet berukuran besar/raksasa,yaitu Jupiter, Saturnus, Uranus,dan Neptunus. Planet yangterbesar adalah planet Jupiterdengan ukuran atau volumenya2300 kali volume Bumi.

Sedangkan planet Saturnusadalah planet terbesar keduadengan jari-jari 60.000 kilometer.Angkasanya hanya mengandunggas hidrogen dengan sabuk-sabukawan yang memantulkan sinarmatahari dengan baik. Terlihatseperti cincin yang melingkariplanet.

Uranus dan Neptunus disebutplanet kembar. Garis tengahnyakira-kira empat kali garis tengahBumi.

Planet-planet juga mempunyai satelit yangmengedarinya. Arah peredaran satelit sama denganarah peredaran planetnya. Bidang edarnya hampirberimpitan dengan bidang edar planet.

Di dalam tata surya ada 32 satelit. Berikutpenjabaran planet beserta satelitnya:1. Bumi 1 satelit (bulan)2. Jupiter 12 satelit3. Uranus 5 satelit4. Mars dan Neptunus 2 satelit5. Saturnus 10 satelit

Gambar 14.4 Planet venusSumber: www.adlerplanetarium.org

Gambar 14.5 Planet saturnusSumber: www.adlerplanetarium.org

Tata Surya 307

E. Komet

Ukuran satelit yang dimiliki Jupiter adalah samaatau lebih besar daripada bulan. Belum diketahuiplanet yang lain mempunyai satelit atau tidak. Tetapisaturnus mempunyai satelit yang berangkasa yaituTitan begitu juga satelit yang dimiliki Jupiter yaituGanymeda juga berangkasa.

Ganymeda ini adalah satelit yang terbesar yangdimiliki oleh Jupiter. Selain satelit-satelit tadi ada jugasatelit yang dibuat oleh manusia dengan tujuan yangbermacam-macam, sebagian besar digunakan untuklangkah ilmiah dan sebagian lagi untuk meneliti cuacadan lain-lain.

Komet merupakan rangkaiancahaya yang bergerak dari satukonstelasi ke konstelasi lain di antarabintang-bintang. Rangkaian cahayakomet memperlihatkan sepertiuntaian rambut panjang, oleh karenaitu komet sering disebut bintangberekor.

Ketika mendekati matahari, ekorkomet selalu berada di depan,menjauhi matahari. Hal ini di-sebabkan karena adanya tekanan

sorot pada cahaya matahari yang mendorongpartikel-partikel terkecil selalu ke arah yangberlawanan dengan matahari.

Komet terdiri atas berbagai gas termasuk didalamnya adalah Sianogen (S/CN), karbondioksida(CO2), karbon monoksida (CO), nitrogen (N2),hidroksil (OH), dan nitrogen hidrid (NH).

Pergerakan komet tampak dalam pemandangansebagai lambaian yang indah yang kemudian lenyapbegitu saja selama bertahun-tahun. Komet bergerakmenjelajahi wilayah langit pada berbagai sudut padabidang tata surya.

Gambar 14.6 Komet HalleySumber: central-of-msv.blogspot.com

IPA Terpadu IX308

Pada tahun 1705 ahli atmosferEdmund Halley menerapkanhukum gravitasi pada pengamatan-pengamatan mengenai sejumlahkomet. Ia mengetahui bahwa kometberedar menjelajahi wilayah sesuaihukum gravitasi. Sebagai contohkomet Halley yang muncul setiap76 tahun sekali.

F. Asteroid

Info MEDIAKetika komet Halley kembali padatahun 1986, pesawat penjelajahantariksa Giotto dikirim untukmencegat dan mempelajarinya.Pesawat terbang dalam jarak960 km dari komet, mengambilcontoh uap dan ekornya danmenemukan bahwa nukleusnyaadalah campuran kotoran dan esberukuran 16 × 8 km (10 × 5 mil).

Asteroid adalah benda-benda langit kecil yangmengelilingi matahari.

Lintasan pergerakan asteroid dalam mengelilingimatahari berbentuk lingkaran, tetapi kadang jugabeberapa asteroid mempunyai lintasan pergerakanyang lonjong. Letak lintasan/orbit asteroid dekatdengan ekliptika. Pada dasarnya asteroid tidakmempunyai angkasa. Asteroid terbesar adalahCeres dengan diameter 750 kilometer.

Asteroid bergerak mengelilingi mataharimempunyai kala revolusi rata-rata 4 sampai 6 bulan.Ada sebuah asteroid yang berorbit lonjong danpernah mendekat ke laut bumi, yaitu asteroidIcarus. Sebagian besar asteroid terkumpul atauberkerumun di orbit Mars dan Jupiter. Sekumpulanasteroid ini disebut sabuk asteroid. Sebanyak 23asteroid mempunyai orbit yang memotong bumiyang disebut asteroid Apollo, 75 asteroidmemotong orbit Mars dan 16 asteroid dinamakanTrojan karena mengikuti Jupiter dalam orbitnya.

Tata Surya 309

(a) (b) (c)

G. Meteor dan Meteorit

Komet yang terpecah-pecah membentuk meteor,pecahannya bisa mencapai jutaan. Kelompok meteordari pecahan komet ini beredar mengikuti orbit yangtetap di angkasa. Pada umumnya meteor berukuransangat kecil. Massa partikel-partikel meteor kurangdari 1 gram. Tetapi ada juga meteor dengan beratbeberapa ton.

Sebelum mencapai permukaan bumi meteorbergesekan dengan angkasa bumi atau atmosfersehingga menghasilkan panas yang akan membakarhabis benda itu. Peristiwa itu yang sering kita kenalbintang beralih, bintang jatuh atau meteor.

Gambar 14.8 Meteor (a), meteorit (b), kawah meteorit dekatWinslow, Arizona (c)

Pada umumnya meteor hancur karena suhupanas pada saat mencapai atmosfer bumi. Meskipunjarang terjadi tetapi ada pula meteor yang mencapaipermukaan bumi. Jika ada meteor yang mencapaipermukaan bumi pastilah ukurannya besar. Meteoryang mencapai permukaan bumi itulah yangdinamakan meteorit. Contohnya seperti kawahArizona yang diakibatkan jatuhnya meteor, tepatnyadi Winslow, Arizona dan Kawah Deep Bay diSaskatchewan, Kanada yang berdiameter ± 12 km.

Sumber: politricks.myninjaplease.com, www.uniovi

IPA Terpadu IX310

Refleksi

Rangkuman

Meteorit terdiri atas dua jenis yaitu:1. Meteorit logam (metalik)

Meteorit ini terdiri atas nikel.2. Meteorit batu-batuan

Meteorit ini terdiri atas mineral dan menyerupaibatuan beku.

1. Teori geosentris: teori yang beranggapan bahwa bumi sebagaipusat peredaran tata surya.

2. Teori heliosentris: teori yang beranggapan bahwa mataharisebagai pusat tata surya.

3. Tata surya: susunan benda-benda langit yang terdiri atasmatahari, planet, asteroid, meteor, meteorit dengan mataharisebagai pusatnya.

4. Gaya gravitasi gm m

F Gr1 2

2

5. Hukum gerak planet terhadap matahari yang dikemukakan olehJohannes Kepler:

a. Pergerakan planet mengedari matahari dengan lintasan elips.b. Garis yang menghubungkan planet dengan matahari melewati

bidang yang sama luasnya dengan jangka waktu yang sama.c. Pangkat tiga jarak rata-rata dari matahari berbanding lurus

dengan kuadrat kala revolusi sebuah planet.

�R T3 2

6. Planet: objek langit yang mengitari matahari yang memiliki bidangorbit eksklusif, bersih dari objek lain di sekitarnya.

7. Komet: rangkaian cahaya yang bergerak dari satu konstelasi kekonstelasi lain di antara bintang-bintang.

8. Asteroid: benda-benda langit kecil yang mengelilingi matahari.

Setelah kalian pelajari matari tentang tata surya, untuk bahan refleksi,sebutkan beberapa alasan mengapa Pluto dikeluarkan dari anggotatata surya!

Bacalah kembali materi bab ini, jika kalian merasa kurang paham,pelajari lagi atau bertanyalah kepada guru kalian dan lanjutkan kebab berikutnya jika kalian sudah menguasai materi ini.

Tata Surya 311


1. Teori yang menyebutkan bahwa bumi beredar mengelilingi matahariadalah . . . .a. geosentris c. geosinkronb. heliosentris d. perihelium

2. Di bawah ini yang bukan merupakan gerakan bulan adalah . . . .a. rotasi c. mengelilingi mataharib. revolusi d. mengelilingi bumi

3. Berikut ini rumus yang benar dari gaya gravitasi adalah . . . .

a. 1 22

m mF =G

rc.

2

1 2

rG = F

m m

b.2

1 2

rF =G

m m d. 1 22

m mG = F

r

4. Peristiwa di bawah ini yang bukan merupakan peristiwa gravitasibumi adalah . . . .a. penerjun payungb. buah kelapa jatuhc. bola menggelindingd. peluru yang ditembakkan ke atas

5. Di bawah ini satuan yang benar dari gaya berat suatu benda adalah. . . .a. m/s2 c. Nb. N m d. kg m/s

6. Titik terjauh planet terhadap matahari dalam hukum Kepler II disebut. . . .a. perihelium c. orbitalb. aphelium d. elips

7. Yang benar dari hukum Kepler III adalah . . . .

a.2 3

1 12 3

2 2

T R=

T Rc.

2 31 22 3

2 1

T R=

T R

b.2 3

2 12 3

1 2

T R=

T Rd.

2 31 2

3 32 1

T T=

R R

Uji Kompetensi

IPA Terpadu IX312

8. Yang bukan merupakan planet dalam adalah . . . .a. Bumi c. Venusb. Merkurius d. Jupiter

9. Satelit yang dimiliki oleh planet Mars dan Neptunus adalah . . . .a. 1 satelit c. 5 satelitb. 2 satelit d. 6 satelit

10. Benda-benda di langit yang jumlahnya ratusan ribu dan beredarmengelilingi matahari disebut . . . .a. komet c. meteorb. asteroid d. meteorit

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan tepat!1. Apakah tata surya itu? Jelaskan dan sebutkan anggotanya!

2. Jelaskan kata-kata di bawah ini:a. Teori Geosentris!b. Teori Heliosentris!

3. Apakah asteroid itu?

4. Jelaskan pergerakan komet dan sebutkan berbagai gas yang beradadi dalamnya!

5. Sebutkan macam-macam meteorit!

P r o y e k

Carilah informasi tentang planet-planet yang tergolong dwarfplanet dari majalah, koran. televisi atau internet, kemudian buatlahringkasan dalam bentuk multimedia untuk dipresentasikan di depankelas.

Matahari dan Bumi 313

Matahari dan Bumi

Peta Konsep

Setelah kalian memahami peta konsep di atas, perhatikan kata-kata kunci berikutyang merupakan kunci dan cara memahami materi ini.• Matahari • Bulan• Bumi • Satelit• Revolusi• Rotasi

StrukturMatahari

Sumber EnergiMatahari

Bumi Rotasi Bulan Manfaat SatelitOrbit Bumi

Inti Matahari, Fotosfer,Kromosfer, Korona, dan

Protuberans

Gerhana Bulan, GerhanaMatahari, Pasang dan

Surut Air Laut

Matahari dan Bumi

menjelaskan

terdiri atasmenyebabkan


Kita hidup di bumi tak lepas dari peranan matahari. Matahari merupakansumber energi terbesar di bumi. Tanpa matahari mungkin tidak pernah ada

kehidupan di muka bumi ini. Yang menjadi pertanyaan adalah apa matahari itusebenarnya sehingga menjadi sumber energi dalam kehidupan di bumi serta

bagaimana peredaran bumi, bulan dan satelit terhadap matahari dan pengaruhinteraksinya terhadap kehidupan di bumi? Untuk menjawab pertanyaan ini perlu kita

bicarakan dan diskusikan bersama dalam bab selanjutnya.

Bab 15

Kata Kunci

IPA Terpadu IX314

A. Struktur Matahari

Matahari adalah pusat tata surya kita. Mataharimerupakan sebuah bintang yang ukurannya tidakterlalu besar jika dibandingkan dengan bintang-bintang yang lain misalnya bintang netron, danbajang putih (white dwarf). Mengapa mataharikelihatan lebih besar dan lebih terang dibandingkandengan bintang-bintang yang lain yang ada di langit?Tentu saja karena letaknya dekat dengan bumi.

Letak matahari dari bumi kira-kira 149.600.000km atau 1,49 x 108 km, ini disebut satuan astronomi(AU). Bintang yang terdekat berikutnya adalah AlphaCentauri, jauhnya lebih dari 4 x 1013 km. Ahliastronomi modern telah paham bahwa matahari kitahanya salah satu bintang dari kira-kira 100 milyarbintang yang ada dalam galaksi Bimasakti.

Secara fisis matahari mempunyai sifat seperti dalamtabel. Pada tabel, menunjukkan bahwa massa mataharisebesar 333.000 M . Sedangkan jari-jarinya 6,96 x

108 m atau sekitar 109 R dan mempunyai temperaturefektif di permukaan sekitar 5770 K. Namun temperaturdan tekanan di pusat (inti) tentunya sangat besaruntuk mendukung beratnya, mengapa? Temperaturpusat matahari 1,6 x 107 K dengan luminositasnya(energi yang diradiasikan) sekitar 3,86 x 1026 watt.

Tabel Sifat Matahari

Massa 1,99 x 1030 kg

Jari-jari 6,96 x 108 m

Kerapatan rata-rata 1410 kg/m3

Gravitasi di permukaan 2,74 x 102 m/s2

Temperatur 5770 K

Luminositas 3,86 x 1026 W

Medan magnet:

Bintik hitam 0,3 T

Global 0,0001 T

Periode rotasi 26-35 hari


Dengan jarak matahari-bumi 1AU dan berdasarkan hukum ber-banding terbalik kuadrat jarak, kalianbisa memperkirakan berapa wattenergi yang jatuh di permukaanbumi? Dengan perhitungan secarateoritis tentunya akan berbedadengan empiris. Perbedaan ini dapatdigunakan untuk menafsirkanunsur-unsur yang ada padaatmosfer bumi. Kerapatan rata-ratamatahari adalah 1410 kg/m3, nilaiini konsisten dengan komposisimatahari yang sebagian besarmerupakan gas hidrogen 71% danhelium 27,1%. Namun kalian bisamembayangkan keberadaan gashidrogen dan helium padatemperatur yang tinggi, sehinggamenimbulkan suatu pertanyaanyaitu, apakah bentuk gas hidrogendan helium sama seperti yang adadi permukaan bumi atau yangpernah kalian jumpai? Untukmenjawab ini tentu kalian berfikirbahwa suatu zat bila dipanaskanakan mengubah wujud, dalam hal

ini gas hidrogen dan helium dalam bentuk terionisasiyang disebut plasma.

Oleh karena massa bumi yang sangat besar makamatahari mempunyai suatu tarikan gravitasi 2,74 x102 m/s2 atau sebesar 28 kali lebih kuat daripadatarikan gravitasi bumi, lihat persamaan gayagravitasi. Besarnya medan magnet pada saatterjadinya bintik hitam atau sunspot akan lebih besaryaitu 0,03 T dan temperatur permukaan turunsekitar 4000° K daripada keadaan normal. Perioderotasi rata-rata 25,4 hari dan bervariasi dari 34,4hari di kutub dan 25,1 hari equator matahari. Perioderotasi yang tidak sama ini menunjukkan strukturmatahari tidak dalam bentuk benda tegar padattetapi dalam bentuk fluida.

Info MEDIABimasakti atau Milky Wayadalah galaksi tempat sistemtata surya kita berada. Galaksiini memiliki sekitar 100 miliarbintang, termasuk matahari.Selain bintang, Bimasakti jugatersusun atas awan gas dandebu, baik yang berwarna gelapmaupun berwarna cemerlang.Para ahli astronomimemperkirakan massa totalBimasakti sekitar 200 miliar kalidari massa matahari.

Gambar 15.1 MatahariSumber: www.bnsc.gov.uk

IPA Terpadu IX316

Matahari dengan massa dan volume yang sangatbesar terdiri atas beberapa lapisan:

1. Inti Matahari

Inti matahari adalah bagian paling tengah dari

matahari dengan jari-jarinya sekitar 1

4 jari-jari

matahari dan suhunya 1,6 x 107 K. Pada bagianinilah terjadinya reaksi inti yang merupakan sumberenergi pancaran matahari. Reaksi inti yang terjadiadalah reaksi fusi. Reaksi fusi adalah reaksipenggabungan inti atom hidrogen menjadi inti atomhelium yang menghasilkan energi.

2. Fotosfer

Lapisan fotosfer menyelubungi matahari denganketebalan lapisan 330 km dan suhu rata-rata 5.700K. Lapisan fotosfer ini tampak oleh mata kitaberwarna kuning. Pada lapisan ini terdapat butiran-butiran gelap terang yang formasinya tidak merata.

3. Kromosfer

Kromosfer disebut juga bola warna. Lapisan inimenjulang sejauh 2000 km di atas permukaanmatahari. Suhu rata-rata pada lapisan inidiperkirakan 4.273 K.

4. Korona

Korona disebut juga"mahkota" matahari, karenaberbentuk lingkaran cahaya putihyang indah yang panjangnyaberjuta-juta kilometer ke arahruang angkasa. Suhu koronadapat mencapai 2 x 106 K dengangas pada daerah korona sangattipis. Tebal lapisan korona mataharimencapai 2,5 x 106 km. Untukmengamati korona dapatmenggunakan teleskop khususyang disebut koronagraf.

Info MEDIAWalaupun matahari berada 149juta km dari bumi, sinarnyamasih cukup terang untukmerusak mata secarapermanen. Matahari tidak bolehdilihat secara langsung dantentunya tidak melalui teleskopatau teropong. Galileo menjadibuta karena memandangmatahari.


5. Protuberans

Protuberans merupakan pita-pita yang sangatbesar dan panjang dari gas yang menyala dankadang-kadang mencapai ketinggian beratus-ratuskilometer memasuki daerah korona.

Di samping bagian-bagian matahari yang telahdijelaskan di atas, pada matahari terdapat juga noda-noda atau gangguan-gangguan pada matahari.Adapun noda-noda matahari antara lain:

a. Gumpalan pada atmosfer

Lapisan fotosfer tampak tidak licin tapi berupagumpalan-gumpalan. Hal ini disebabkan adanya alirangas panas yang mengumpul dari dalam.

b. Bintik-bintik hitam matahari

Gejala bintik-bintik matahari dapat diamatidengan jelas jika menggunakan teropong. Bintik-bintik matahari ada yang berumur beberapa menitdan ada yang berumur berpuluh-puluh hari.

Gambar 15.2 ProtuberansSumber: www.bweems.comb

Gambar 15.3 Bintik matahariSumber: Kamus Visual

Bintik matahari

Granulasi

IPA Terpadu IX318

Bintik-bintik hitam matahari berwarna sangat gelapdisebut umbra yang dikelilingi oleh bagian yang agakterang disebut penumbra. Bintik-bintik hitammenyebabkan temperatur permukaan turun sekitar 4.000K. Hal ini disebabkan karena terhalangnya aliran gas daridalam inti matahari, gangguan magnetik pada matahari.Diameter bintik matahari mencapai 8 x 105 km.

c. Lidah api

Lidah api adalah fenomena pada matahari yangkeluar dari permukaan fotosfer. Tingginya dapatmencapai ribuan kilometer dan memancar ke segalaarah lihat Gambar 15.1!

Diskusikan dengan teman kalian!1. Mengapa bisa terjadi juluran lidah api?2. Mengapa pada saat terjadinya bintik-bintik hitam dapat

mengganggu saluran komunikasi yang ada di bumi?

Tugas 15.1

d. Prominensa

Prominensa terjadi pada permukaan kromosferbagian tepi. Prominensa merupakan gas panas yangterlepas dengan dahsyat dari permukaan matahariyang menyerupai lidah api besar dan bentuknyamelengkung. Lengkungan ini dapat mencapai ribuankilometer.

Gambar 15.4 ProminensaSumber: www.leoniko.or.id


B. Sumber Energi Matahari

Pada tahun 1850-an ahli fisikaJerman, Herman Von Helmholtzmengusulkan bahwa energi cahayadan panas matahari itu datang darikontraksi atau penciutan matahari.Menurut teori ini, energi yangdilepaskan sebagai akibat adanyaperbedaan gaya gravitasi mataharidan tekanan gas matahari kedalam suatu volume yang semakinlama semakin kecil. Helmholtzmemperhitungkan bahwa suatu

pengurangan pada diameter matahari yang hanya85 m per tahun akan mempertahankan tingkatkeluaran energi matahari selama 25 x 106 tahun mulaidari waktu asal mula matahari.

Teori penciptaan Helmholtz tidak bahwa bertahanlama. Kemudian muncul suatu gagasan baru yaitusumber energi matahari adalah hasil reaksi fusi baikfusi proton-proton atau fusi helium dan reaksi sikluskarbon berdasarkan umur bintang.

Reaksi ini merupakan reaksi inti yangmenghasilkan bahan bakar matahari dan bintangyang lain dengan temperatur ini mencapai 15 juta Kdan menghasilkan energi sekitar 25 MeV.

C. Bumi

proton-proton

heliumfusion

sikluskarbon

Gambar 15.5 Reaksi fusi

Bumi merupakan salah satu dari planet dalamsistem tata surya yang merupakan tempat kita hidupdan bisa untuk cerminan ilmiah di dalam mempelajarijagad raya.

IPA Terpadu IX320

1. Bentuk Bumi

Bentuk bumi kita adalah bulatpepat. Ini disebabkan rotasi planetbumi yang dapat mengubah bentukbumi dan mengidentifikasikankomposisi bumi bukan merupakanbentuk benda tegar melainkanbentuk fluida yang agak plastis.Sehingga menjadikan sebuahbentuk yang seimbang dengankekuatan rotasi dan gravitasi.

Diameter bumi dari kutub kekutub adalah 12.700 km dandiameter di sepanjang ekuator12.750 km, sehingga adaperbedaan sekitar 50 km. Untuk

menentukan tingkat kepipihan (oblate), e, dapatditentukan dengan persamaan:

e = r - r

re p

e

Dengan re adalah jari-jari di equator dan rp adalahjari-jari di kutub.

2. Dimensi Bumi

Bumi mempunyai massa dan volume. Menuruttaksiran para ahli, massa bumi adalah 5,98 x 1024 kgatau 5,98 x 1027 gram. Kerapatan rata-rata bumiditentukan dengan membandingkan antara massabumi dan volume. Sedangkan bumi sendiri memilikivolume 1,083 x 1027 cm3.Jadi, kerapatan bumi:

=5,8 10 gram

1,083 10 cm

27

27 3

= 5,5 gram/cm3

Angka 5,5 adalah sebagai angka kerapatan rata-rata bumi.

Gambar 15.6 BumiSumber: Ensiklopedi Geografi


Bumi kita adalah yang terpadat di antara planet yang lain.Jelaskan pendapat kalian! Diskusikan dengan teman kalian!

Di samping massa dan kerapatan bumi, bumimemiliki gaya gravitasi dan gaya magnet. Pada abadXVII Sir Isaac Newton memperjelas pengertiantentang gravitasi pada saat ia merumuskan hukumgravitasinya yang terkenal, lihat Bab 14. Istilahgravitasi, tepatnya gravitasi bumi diterapkan padakekuatan gravitasi yang dilakukan oleh bumi. Masalahgravitasi akan dijelaskan lebih jauh pada babberikutnya.

Gaya magnet (magnetisme) adalah kekuatansuatu benda untuk menarik benda lain. Hukum magnetmenyatakan bahwa kutub-kutub yang sama akan tolakmenolak dan kutub-kutub yang berbeda akan tarikmenarik. Sebuah magnet mempunyai dua kutub yaitukutub utara dan kutub selatan. Mengapa bumimempunyai gaya magnet? Pada tahun 1600, Sir WilliamGilbert, seorang ahli fisika Inggris, mengajukan gagasanbahwa bumi itu bertingkah laku seperti magnet raksasa,yang berkutub utara dan berkutub selatan. Gagasanini sekarang diterima secara luas.

Bila kalian menggunakan sebuah kompas, jarumakan menunjukkan sepanjang garis kekuatan yangmelingkar dari kutub magnet yang satu ke kutub yanglain yang disebut garis gaya. Di mana kutub-kutubmagnet tidak bersesuaian secara tepat dengan kutub-kutub geografi yaitu membentuk penyimpangan.

3. Bagian Bumi

Bumi terdiri atas tiga bagian yaitu udara, air, danbagian padat yang berlapis yang terdiri atas atmosfer,hidrosfer, dan litosfer.

Kegiatan

IPA Terpadu IX322

a. Atmosfer

Kita bernapas membutuhkan oksigen, oksigenyang kita ambil berasal dari atmosfer bumi. Udarayang mengelilingi bumi terdiri atas 78 % nitrogen,21 % oksigen, dan 1 % gas lain termasuk didalamnya uap air dan karbon dioksida.Bagian-bagian atmosfer:

1) Troposfer

Lapisan ini berkaitan dengancuaca, karena pada troposferterjadi perubahan suhu, tekanan,dan kadar uap air. Pada batas luartroposfer terdapat zona pemisahantara troposfer dengan stratosferselanjutnya yang disebuttropopause. Semakin ke atastemperatur dalam troposfermenurun secara tetap sampai padaketinggian tropopause yaitu 15 km.2) Stratosfer

Panjang lapisan stratosferadalah 15 km sampai 40 km di atas

permukaan bumi. Inilah zona di mana aliran udarakuat dan bergerak cepat, yang dapat mencapaikecepatan 400 km per jam. Temperatur di lapisanstratosfer naik dari tingkat bawah –60° C padaketinggian 15 km sampai ke tingkat atas 0° C padaketinggian 40 km. Pada lapisan stratosfer terdapatlapisan ozon (O3).

Info MEDIASejak terbentuknya bumi,kandungan kimiawi atmosfertelah berevolusi. Karbondioksida menurun secarasignifikan antara 4.500 dan3.000 juta tahun yang lalu.Kenaikan nitrogen mengalamihal yang serupa. Tingkatoksigen mulai naik pada saatyang bersamaan karenafotosintesis tumbuhan primitifyang menggunakan CO2 danmengeluarkan oksigen.

Tugas 15.2

1. Pernahkah kalian mendengar adanya lubang pada lapisan ozon?

2. Apa fungsi lapisan ozon terhadap kehidupan kita?

3. Apa penyebab terjadinya lubang ozon dan apa akibatnyaterhadap kehidupan manusia di bumi?


3) Mesosfer

Tebal lapisan ini adalah 40 km sampai sekitar 70km di atas permukaan planet kita. Suhu pada lapisanmesosfer dari 0° C pada ketinggian 40 km sampaitingkat bawah –90° C pada ketinggian sekitar 75sampai 80 km ke atas.4) Termosfer

Termosfer adalah lapisan dengan daerah yangmeluas dari 70 km sampai 400 km di atas bumi. Padadaerah ini udaranya sudah menipis. Lapisan termosferini sering disebut lapisan ionosfer, karena terbukaoleh radiasi dari ruang angkasa dan matahari.Temperatur di lapisan ini naik seiring dengan ketinggiansampai pada level 1500 K – 2000 K. Banyak molekuldan atom-atom yang terionisasi. Namun demikianselalu terjadinya suatu keseimbangan dikarenakanadanya elektron bebas yang dengan cepatnyamerekombinasi kembali dengan ion-ion tersebut.

Jelaskan, mengapa pada lapisan termosfer banyak molekul-molekulyang terionisasi! Diskusikan dengan teman kalian!

5) Eksosfer

Lapisan eksosfer ini berada pada ketinggian 400km atau lebih. Lapisan ini adalah lapisan luar dariatmosfer.

b. Hidrosfer

Bumi diperkirakan adalah satu-satunya planetyang mengandung air. Sekitar tiga per empatpermukaan bumi terdiri dari perairan. Hampir 96%berat air bumi tersusun dari hidrogen dan oksigen.Di samping itu natrium, klorin dan banyak unsurlain juga ditemukan di perairan samudra.

Tumbuh-tumbuhan dan berbagai hewan yangditemukan di laut merupakan sumber yang sangatbesar nilainya, yang memberi orang makanan, pupuk,

Tugas 15.3

IPA Terpadu IX324

dan bahan-bahan lainnya. Lautan atau samudramengandung banyak sekali mineral yang bernilaitinggi seperti garam dapur (NaCl), magnesium, emas,uranium, tembaga, dan sebagainya.

c. Litosfer

Lapisan litosfer merupakan lapisan paling atasdari bumi, terdiri atas berbagai jenis batuan antaralain batuan gunung berapi, batuan endapan danbatuan metamorfik, serta tanah. Lapisan litosfer iniakan dijelaskan lebih jauh pada Bab 16.

4. Gerak Bumi

a. Rotasi bumi

Bumi dalam mengitari matahari mengalami rotasidan revolusi. Periode rotasi sekitar 23 jam 56 menit4,09 detik atau sekitar 24 jam.

Akibat daripada rotasi bumi, maka bumimengalami gerak semu terhadap matahari. Sekalibumi berotasi (satu periode rotasi), semua tempatdi bumi telah menjalani perputaran 360° bujur,dengan rotasi ditempuh 24 jam. Berarti setiapderajat bujur ditempuh dalam waktu 24 x 60 menit:360 = 4 menit. Dengan demikian perbedaan waktuantara dua tempat yang berbeda bujurnya 15° adalah15 x 4 menit = 60 menit = 1 jam. Oleh karena itu,perbedaan waktu antara dua daerah waktu yangberdampingan tersebut adalah 1 jam.

Bumi dibagi dalam wilayah meridian yaitu garislingkar yang melewati kutub utara dan selatan. Tempat-tempat yang terletak pada garis meridian yang samamempunyai waktu yang sama. Sebagai waktu pangkalditetapkan waktu yang berlaku untuk meridian yangmelewati Greenwich (Inggris) dan ditetapkan sebagaibujur 0°. Waktu pangkal ini dinamakan waktuGreenwich atau Greenwich Mean Time (GMT).

Setiap garis bujur 15° atau kelipatan 15° disebelah timur atau sebelah barat bujur 0° ditetapkansebagai bujur standar. Waktu pada bujur standardisebut waktu standar atau waktu lokal. Indonesia


mempunyai tiga bujur standar yaitu 105°, 120°, dan135° BT. Jika letak bujur standar di sebelah baratbujur 0°, waktunya dikurangi. Jika letaknya di sebelahtimur 0° waktunya ditambah. Berarti, waktu lokal

105° BT adalah GMT + 10515

x 1 jam = GMT + 7 jam.

Waktu lokal 120° BT adalah GMT + 12015

x 1 jam =

GMT + 8 jam. Waktu lokal 135° BT adalah GMT +

13515

x 1 jam = GMT + 9 jam. Setiap daerah waktu

kira-kira meliputi wilayah 7,5° di sebelah barat dan disebelah timur suatu bujur standar.

Rotasi bumi mengakibatkan wilayah Indonesiaterbagi menjadi 3 daerah waktu:1) Waktu Indonesia Bagian Barat dengan bujur

standar 105° BT yang meliputi Sumatera, Jawa,Madura, Kalimantan Barat, dan Kalimantan Tengah.

2) Waktu Indonesia Bagian Tengah dengan bujurstandar 120° BT yang meliputi Sulawesi, Bali,Kalimantan Timur, Kalimantan Selatan, NusaTenggara Barat, dan Nusa Tenggara Timur.

3) Waktu Indonesia Bagian Timur dengan bujurstandar 135° BT yang meliputi kepulauan Malukudan Papua.

Bujur 180° telah ditetapkan sebagai batasPenanggalan Internasional (International Date Line).Artinya, tanggal di belahan bumi timur (dari 0° sampai180° BT) lebih dahulu 1 hari daripada tanggal di belahanbumi Barat (dari 0° sampai 180° BB). Letak batasPenanggalan Internasional berada di Samudra Pasifik.

Rotasi bumi juga mengakibatkan peristiwa lainseperti penggembungan bumi pada khatulistiwa danpemepatan bumi pada kutub-kutubnya sertamengakibatkan angin pasat dan angin barat.

b. Revolusi bumi

Di samping berotasi bumi mengalami revolusi.Selama berevolusi sumbu miring 23,5° dari garistegak lurus pada ekliptika. Revolusi yang demikian

IPA Terpadu IX326

mengakibatkan pergantian musim dan perubahanlamanya siang dan malam. Kedudukan matahari yangpaling utara dicapai pada tanggal 21 Juni, yaitu padagaris 23,5° lintang utara. Garis 23,5° lintang utaradisebut garis balik utara karena setelah tiba di garisini matahari terlihat balik ke selatan.

Pada tanggal 23 September kutub utara dankutub selatan bumi berada sama jauhnya darimatahari yang berada pada khatulistiwa. Kedudukanmatahari yang paling selatan dicapai pada tanggal22 Desember, yaitu pada garis 23,5° lintang selatan,garis ini disebut garis balik selatan, karena setelahtiba di garis ini matahari balik ke utara. Pada tanggal21 Maret matahari berada di khatulistiwa lagi, hanyaletak bumi berseberangan orbitnya dengankedudukan pada 23 September.

Dari gambar di atas dapat disimpulkan:1) Tanggal 21 Maret sampai 21 Juni

Belahan bumi utara mengalami musim semisedangkan belahan bumi selatan mengalami musimgugur. Di belahan bumi utara siang hari lebih panjangdaripada malam hari, sedangkan di belahan bumiselatan siang hari lebih pendek daripada malam hari.2) Tanggal 23 September sampai 22 Desember

Belahan bumi utara mengalami musim gugur,sedangkan belahan bumi selatan mengalami musimsemi. Belahan bumi utara mengalami siang yang

soltisi musimpanas

soltisi musimdingin

Matahari

titik musimgugur

musim gugur

musimdingin

titik musimsemi

musim semi

musimpanas

Gambar 15.7 Musim-musim dalam setahunSumber: Kamus Visual


D. Rotasi Bulan

makin pendek daripada malam hari, sedangkanbelahan bumi selatan mengalami siang yang makinpanjang daripada malam hari.

3) Tanggal 22 Desember sampai 21 Maret

Belahan bumi utara mengalami musim dinginsedangkan belahan bumi selatan mengalami musimpanas. Belahan bumi utara menjalani siang yangmakin panjang, walaupun masih tetap lebih pendekdaripada malam hari. Belahan bumi selatanmengalami siang yang makin pendek, tetapi masihlebih panjang daripada malam hari.CatatanBagian bumi yang terletak antara 23,5° lintang utaradan 23,5° lintang selatan tidak mengalamipergantian empat musim tersebut.

Akibat lain dari adanya revolusi bumi adalahterlihatnya rasi bintang yang berbeda dari bulan kebulan.

Rotasi bulan adalah perputaran bulan padaporosnya. Periode rotasi bulan sama dengan perioderevolusi bumi. Sekali putaran bulan menempuh waktu24 jam sedangkan untuk mengedari bumi, bulanmembutuhkan waktu 27,3 hari.

Fase Bulan

Mengapa bentuk bulan selalu berubah jika dilihatdari bumi? Perubahan fase bulan dikarenakan selamabulan bergerak mengelilingi bumi dalam waktu satubulan akan mempunyai sudut antara matahari, bulan,dan bumi yang selalu berubah.

Pada saat bulan berada di antara bumi danmatahari, sisi bulan yang menghadap bumi akangelap karena bulan lebih dekat ke matahari. Fase itudisebut bulan baru. Bagaimana jika bulan disebutkuartir awal?

IPA Terpadu IX328

Bulan di kuartir awal tampak seperti setengahcakram karena separuh bagian bulan yangmenghadap bumi mendapat cahaya matahari. Mula-mula bulan tampak sabit tetapi lama kelamaan makin

besar sampai setengah cakram yang sebenarnya 1

4dari seluruh bola bulan.

Dari kuartir awal bulan menuju ke kuartir keduayang sering kita sebut bulan purnama. Pada fase inibulan bersinar paling terang karena seluruh bagian bulanyang menghadap bumi mendapat cahaya matahari.Setelah bulan purnama atau fase bulan kuartir kedua,menuju ke kuartir ketiga. Di mana pada fase ini bentukbulan sama dengan bentuknya pada kuartir pertama,tetapi yang kelihatan setengah cakram bagian bulanyang sebelahnya menghadap ke bumi.

Dari kuartir ketiga bulan kembali baru. Pada faseini bulan mengecil atau mati sehingga sering dikenaldengan bulan mati. Setelah bulan baru terbentuk,fase bulan akan kembali berulang.

aspek cakram bulanseperti tampak dari

bumi

bulanpurnama

orbit bulanperempatterakhir

bulanbaru

Fase-Fase Bulan

cahayamatahari

perempat pertama

Gambar 15.8 Fase-fase bulanSumber: MoonPhasesrukyatulhilal.or


E. Gerhana Bulan dan Gerhana Matahari

Gerhana bulan terjadi pada saat bumi terletakantara bulan dan matahari. Di mana matahari - bumi-bulan terletak pada satu garis lurus. Pada saat itubulan tidak mendapat cahaya matahari karenaterhalang oleh bumi. Sedangkan gerhana matahariterjadi apabila matahari - bulan - bumi terletak padasatu garis lurus. Bulan akan menutupi matahariselama gerhana matahari berlangsung.

Pada saat gerhana bulan dan gerhana matahariakan membentuk dua bayangan.

1. Umbra

Umbra adalah bayangan yang dibentuk oleh bumidan atau bulan berbentuk kerucut. Umbramerupakan ruang gelap yang tidak terkena cahayasama sekali.

2. Penumbra

Penumbra adalah bayang-bayang kabur yangberada di sekitar umbra. Penumbra merupakandaerah agak kabur karena masih terkena sedikitcahaya.

Pada gerhana bulan atau syarat terjadi gerhanaapabila bulan berada pada bulan purnama di dekatsalah satu simpul orbitnya. Ketika bulan masuk kedalam kerucut bayang-bayang gelap umbra, bulan

Ada dua jenis bulan yang diakui oleh para ahliastronomi:1. Bulan Sinodis

Fase bulan baru 29,5 hari bulan baru(berikutnya)

2. Bulan SiderisPeriode orbit bulan sideris 27,5 hari. Di manaperiode bulan sideris hampir dua hari lebihpendek daripada bulan sinodis.

IPA Terpadu IX330

berada jauh lebih dekat ke dasarkerucut daripada ke ujungkerucut. Gerhana bulan dimulaiketika bulan memasuki penumbradan berakhir ketika bulanmeninggalkan penumbra.

Gerhana bulan tidak akanterjadi jika bidang edar bulanberimpit dengan bidang edarbumi. Akan tetapi bidang edarbulan membentuk sudut 5°terhadap bidang edar bumisehingga dalam peredarannyamengelilingi bumi, bulan me-motong garis edar bumi se-banyak 2 kali. Pada saat demikian

bulan dan bumi berada dalam satu bidang. Ketika bulanpurnama masuk ke dalam bayang-bayang bumi makaterjadilah gerhana bulan.

Info MEDIAMelihat secara langsung ke fotosfermatahari (bagian cincin terang darimatahari) walaupun hanya dalambeberapa detik dapat mengakibatkankerusakan permanen retina matakarena radiasi tinggi yang tidak ter-lihat yang dipancarkan dari fotosfer.Kerusakan yang ditimbulkan dapatmengakibatkan kebutaan. Mengamatigerhana matahari membutuhkanpelindung mata khusus atau denganmenggunakan metode melihat secaratidak langsung. Kaca mata sun-glasses tidak aman untuk digunakankarena tidak menyaring radiasiinframerah yang dapat merusakretina mata.

Gambar 15.9 Gerhana matahari dan gerhana bulanSumber: adiwidagdo.blogsome.com


pasang perbanipasang purnama

Gambar 15.10 a) Pasang purnama, b) Pasang perbaniSumber: tides_neaptidef4iqun.wordpress.com

(a) (b)

F. Pasang dan Surut Air Laut

Pasangnya air laut dipengaruhioleh gaya gravitasi bulan danmatahari terhadap bumi. Tetapipasang terutama disebabkan olehgaya gravitasi bulan karena jarakantara bumi dengan bulan jauhlebih dekat daripada jarak antara

bumi dengan matahari. Jika antara gravitasi bulandan gravitasi matahari bekerja dalam arah yang samaakan terjadi pasang yang sangat besar.

Untuk setiap kali bulan melintasi meridian, akanterjadi dua pasang yang utama karena pengaruhgravitasi bulan. Dalam satu bulan terdapat duapasang purnama, Gambar 15.11a dan dua pasangperbani, lihat Gambar 15.11b. Di mana pasangpurnama ditandai dengan pasang terbesar danpasang perbani ditandai dengan pasang terkecil.

Suatu gerhana matahari dapat terjadi hanya, (1)ketika bulan berada pada bulan baru dan (2) ketikabulan berada di dekat salah satu simpul orbitnya.Terdapat tiga jenis gerhana matahari.1. Gerhana matahari total2. Gerhana matahari cincin3. Gerhana matahari sebagian

Info MEDIAPasang surut dapat dimanfaatkanuntuk pengairan sawah (sawahpasang surut), menggerakkanpembangkit listrik dan pembuatangaram oleh nelayan.

orbit bulanorbit bulan

arah matahariarah matahari

IPA Terpadu IX332

Pasang purnama terjadi pasang yang terbesarkarena gaya gravitasi bulan dan gaya gravitasimatahari bekerja pada arah yang sama. Pasangpurnama terjadi pada bulan purnama dan bulan baru.Pasang perbani terjadi karena gaya gravitasi mataharidan gravitasi bulan membentuk sudut 90°. Pasangperbani terjadi pada bulan seperempat.

Antara dua pasang tersebut terjadi surut. Padakeadaan surut, air laut mundur ke tengah lautsehingga pantai terlihat kering. Di selat yang sempitdan muara sungai perbedaan tingginya permukaanair laut pada saat pasang dan pada saat surut bisamencapai 16 meter. Tetapi di laut terbukaperbedaannya hanya sekitar 3 meter.

G. Manfaat Satelit Orbit Bumi bagiKehidupan

Suatu benda yang dibawa ke luar angkasa olehsebuah roket disebut muatan. Satelit dalam roketitu dapat berupa sebuah pesawat tak berawak tetapidi dalamnya penuh dengan peralatan-peralatan ilmiahdan canggih ataupun sebuah kapsul denganawaknya. Awak dalam kapsul itu biasanya seorangastronaut atau beberapa astronaut.

Kapsul berawak ataupun tanpa awak itu bukanlahroket meskipun pesawat berawak ataupun tanpaawak itu dilengkapi dengan roket kecil untuk tujuangerak penerbangan. Apapun yang menjadi asal satelitdalam roket itu biasanya dinyatakan sebagaipesawat ruang angkasa atau kendaraan ruangangkasa. Apabila pesawat tersebut masuk dalamorbit bumi baik yang berawak maupun tidak makapesawat atau kendaraan itu disebut satelit buatan.Tetapi jika pesawat itu ditujukan untuk terbangmasuk ke luar angkasa guna mencari informasitentang benda-benda langit anggota tata suryadisebut alat penyelidik ruang angkasa.


Perjalanan yang akan ditempuh oleh suatu satelitharus benar-benar dipetakan secara hati-hati.

Adapun pemetaan untuk sebuah satelit antaralain:1. Memetakan perjalanan sebuah satelit.2. Memetakan perjalanan ke sebuah planet.3. Pengendalian di luar angkasa.4. Akhir penerbangan.

Hampir semua pesawat ruang angkasa takberawak di bangun untuk memindahkan informasike bumi melalui sistem telemetri. Melalui sistem inidata yang terkumpul oleh alat-alat ilmiah di dalampesawat diubah menjadi sinyal-sinyal radio. Sinyal-sinyal radio ini kemudian di transmisikan ke stasiun-stasiun di bumi.

1. Informasi Tentang Keadaan di Ruang Angkasa

Antara lain untuk mempelajari keadaan di ruangangkasa seperti radiasi, magnetisme, debu, meteorit,dan sebagainya di antaranya adalah:

a. Seri Satelit Pegasus, Amerika Serikat

Dibuat untuk melaporkan kebocoran yangdisebabkan oleh benturan meteorit. Manfaat dari hasilekspedisi rancangan dinding pesawat ruang angkasa.

b. Seri Explorer, Amerika Serikat

Tujuan dan hasil ekspedisi: laporan tentangradiasi, medan magnet, dan gelombang radio diangkasa.

c. Tanggal 25 Januari 1983, Satelit AstronomiInfra Merah (SAIM) Amerika Serikat-Inggris-Belanda.1

Tujuan dan hasil ekspedisi:1) mencetak panas suam-suam dari bintang-

bintang yang baru lahir2) debu antarbintang3) tata surya jauh4) menemukan sebuah komet (SAIM Araki - Alcock)

yang mendekati sampai jarak 4,7 juta km dari bumi.

IPA Terpadu IX334

2. Observasi Bumi

a. Vanguard 1 dan 2 (1958 - 1959)Tujuan dan hasil ekspedisi:1) Menunjukkan bahwa bumi berbentuk agak

lonjong dari kutub dan berbentuk elips disekeliling khatulistiwa.

2) Informasi tentang pengaruh matahari pada bumidan ruang angkasa (seri OGO = ObservatoriumOrbital Geologis).

3) Zona radiasi yang luas mengelilingi bumi di atasdaerah ekuator.

b. Seri Explorer 1, 2, 12

Hasil ekspedisi: melengkapi data yangmembukakan jalan bagi penemuan danpenganalisisan sabuk radiasi bumi.

c. Landsat 1 (23 Juli 1972) dan 3 Landsatberikutnya (1983)

Tujuan dan hasil ekspedisi:1) Membantu menemukan lokasi sumber-sumber

mineral bumi termasuk minyak bumi.2) Memetakan geologi dengan harapan dapat

mengembangkan sistem dini bahaya gempabumi.

d. Magsat, 1979

Diluncurkan untuk mengawasi medan magnetbumi.

3. Observasi Matahari

Bertujuan untuk meneliti partikel-partikelmatahari, jilatan api matahari, sinar ultraviolet,korona matahari, dan angin matahari.a. Explorerb. Pioneerc. Helios 1 dan 2, Jerman Barat 1974 dan 1976d. Solar Max, 1980 mengorbit bumi 575 km.


4. Satelit Cuaca

Pada satelit ini memberikan keuntungan denganmenunjukkan formasi awan yang terlepas di daerahluas pada permukaan bumi yang pengambilangambarnya dilakukan dengan menggunakan kameratelevisi dan disiarkan ke bumi melalui telemeter.Misalkan Nimbus 6 yang diluncurkan tanggal 12 Juni1975 untuk mengukur radiasi di atmosfer bumi.

5. Satelit Komunikasia. Amerika Serikat (Telstar, Sinkom, dan Early Bird).b. Satelit Internasional Intelsatc. Anik, Canada.d. Molniya, Uni Soviet.

6. Satelit Navigasi

Satelit-satelit Transit diorbitkan oleh angkatanlaut Amerika Serikat sebagai navigator.

7. Satelit Biologi

Tahun 1966 Amerika Serikat memulai peluncuranseri Bio Satelit.Direncanakan untuk:a. Menguji coba reaksi berbagai macam organisme

dalam perjalanan ruang angkasa.b. Mempelajari pengaruh hampa daya berat, radiasi,

dan tidak adanya daur pergantian siang danmalam.

8. Satelit MiliterSatelit semacam ini ditujukan untuk keperluan militer.a. Midas, Amerika Serikat

Dapat melihat peluncuran peluru kendali melaluipenggunaan alat sensor inframerah.

b. Cosmos, Uni SovietDapat mengambil gambar lapangan udaraAmerika Serikat, pabrik amunisi, tempat peluncurpeluru kendali.

c. 1968, seri Satelit Terpadu, 1968Dapat mendeteksi radiasi inframerah.

IPA Terpadu IX336

Refleksi

Rangkuman

1. Lapisan-lapisan matahari terdiri atas:a. inti mataharib. fotosferc. kromosferd. koronae. protuberans

2. Noda-noda pada matahari:a. gumpalan pada atmosferb. bintik-bintik hitam mataharic. lidah apid. prominensa

3. Bagian-bagian bumi meliputi: atmosfer, hidrosfer, dan litosfer.

4. Bagian-bagian atmosfer: troposfer, stratosfer, mesofer,termosfer

5. Gerak bumi meliputi:a. rotasi bumib. revolusi bumi

6. Gerhana bulan terjadi ketika posisi matahari, bumi, dan bulanterletak pada satu garis lurus.

7. Gerhana matahari terjadi ketika posisi matahari, bulan, dan bumiterletak pada satu garis lurus.

8. Manfaat satelit orbit bumi bagi kehidupan:a. mendapatkan informasi tentang keadaan di ruang angkasab. observasi bumic. observasi mataharid. menyelidiki cuacae. untuk keperluan komunikasif. untuk keperluan militer

Seperti yang kalian ketahai negara maju seperti Amerika Serikatberlomba-lomba untuk meluncurkan pesawat luar angkasa, baikuntuk keperluan penelitian, komunikasi, maupun militer. Sebutkanhasil-hasil yang diperoleh dalam misi-misi tersebut!Bagaimanadengan Indonesia?



1. Di bawah ini yang bukan merupakan bagian-bagian dari matahariadalah . . . .a. inti c. fotosferb. korona d. litosfer

2. Bagian atas dari atmosfer matahari yang sering disebut sebagaimahkota matahari adalah . . . .a. korona c. fotosferb. protuberans d. kromosfer

3. Berikut ini yang bukan bagian dari noda-noda pada matahari adalah. . . .a. gumpalan matahari c. lidah apib. bintik-bintik matahari d. prominensa

4. Besarnya kepadatan bumi adalah . . . .a. 3,5 gram/cm3 c. 5,5 gram/cm3

b. 4,5 gram/cm3 d. 6,5 gram/cm3

5. Di bawah ini adalah lapisan atmosfer yang berada pada 10 km sampai40 km di atas permukaan bumi adalah . . . .a. troposfer c. mesosferb. stratosfer d. termosfer

6. Berikut ini yang bukan merupakan bagian-bagian daripada lapisanbumi adalah . . . .a. atmosfer c. hidrosferb. ionosfer d. litosfer

7. Gerakan bumi yang mempunyai kala edar 23 jam 56 menit 4,09detik adalah . . . .a. rotasi c. putaranb. revolusi d. keliling

8. Berikut ini waktu di mana belahan bumi utara mengalami musimgugur sedangkan belahan bumi selatan mengalami musim semiadalah . . . .a. 21 Juni – 23 Septemberb. 23 September – 22 Desemberc. 22 Desember – 21 Maretd. 21 Maret – 21 Juni

Uji Kompetensi

IPA Terpadu IX338

9. Bulan yang mempunyai orbit bulan 27,5 hari adalah bulan . . . .a. sinodis c. kuartir awalb. baru d.sideris

10. Bayangan inti yang berbentuk kerucut pada saat gerhana bulandisebut . . . .a. umbra c. lengkapb. penumbra d. tak lengkap

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan tepat!1. Jelaskan tentang lapisan-lapisan matahari!

2. Jelaskan tentang lapisan-lapisan bumi!

3. Sebutkan perbedaan gerhana bulan dan gerhana matahari!

4. Gerhana matahari ada 3, sebutkan dan jelaskan!

5. Jelaskan perbedaan pasang purnama dan pasang perbani!

P r o y e k

Kumpulkan informasi tentang aktivitas matahari dan pengaruhnyaterhadap bumi, lengkapi dengan gambar yang mendukung informasitersebut dan buatlah dalam bentuk kliping!

Lapisan Litosfer 339

Lapisan Litosfer


Peta Konsep

Setelah kalian memahami peta konsep di atas, perhatikan kata-kata kunci berikutyang merupakan kunci dan cara memahami materi ini.• Litosfer• Manusia• Pelapukan• Pemanasan Global• Lingkungan

Gas-gas Pencemaryaitu CO2 dan Freon

(CFC)

TenagaEndogen

TenagaEksogen

1. Mekanik2. Kimia3. Organik

PermukaanBumi

Pelapukan PemanasanGloba l

Lingkungandan Manusia

LapisanLitosfer

menjelaskan

penyebab dibedakan disebabkan

Tahukah kalian bahwa bumi kita terdiri atas berbagai lapisan? Coba renungkan,kalian berpijak di lapisan bumi paling luar, lapisan apakah menurut kalian?

Renungkan juga luas bumi yang terdiri atas batu-batuan seperti di sekeliling kalian,bagaimana lapisan-lapisan bumi yang berada di bawah-bawahnya. Kalian akan

menemukan dan memahami lapisan-lapisan bumi, khususnya lapisan paling atasbumi atau lapisan litosfer dengan mempelajari bab ini. Selain itu kalian juga bisa

menemukan proses-proses yang terjadi pada lapisan litosfer dan pengaruhnya padalingkungan sekitar kita.

Bab 16

Kata Kunci

IPA Terpadu IX340

A. Permukaan Bumi

Mengapa bentuk permukaanbumi tidak rata? Tahukah kalianpenyebabnya? Bentuk permukaanbumi tidak rata disebabkan olehdua faktor utama yaitu faktor daridalam yaitu berupa suatu tenagayang sangat besar sehingga dapatmembentuk permukaan bumiberaneka ragam. Tenaga yangdemikian disebut tenagaendogen . Coba sebutkanpermukaan bumi/relief yangdiakibatkan oleh tenaga endogen!

Faktor dari luar yaitu tenagaeksogen yang bersifat merusakpermukaan bumi di manapermukaan bumi akan berubahkarena tenaga dari luar tadi. Cobasebutkan contoh tenaga eksogen!

Gambar 16.1 Lapisan bumiSumber: Kamus Visual

kulit bumi

kulit laut

kulit benua

litosfer

astenosfer

mantelluar

manteldalam

inti luar

inti dalamketidaksinambungan

gutenberg

ketidaksinambunganmohorovic

B. Pelapukan

Pelapukan adalah proses perubahan atau dengankata lain rusaknya batu-batuan (ataupun benda yanglain pada tempat di mana batuan tersebut berada)akibat tenaga oksigen. Macam-macam pelapukandijelaskan sebagai berikut.

1. Pelapukan Mekanik

Pelapukan mekanik terjadi perbedaan suhukarena proses waktu dan faktor-faktor lain sepertiair yang mengalir, angin yang bertiup, ombak yangmenghantam karang. proses pelapukan secaramekanik berpengaruh pada lingkungan, di antaranyapasir dan bongkahan batu yang berguna sebagaibahan bangunan.


2. Pelapukan Kimia

Pelapukan kimia adalah pelapukan yang terjadipada batu-batuan di permukaan bumi akibat adanyareaksi kimia yang disebabkan oleh peristiwa-peristiwaalam. Contohnya air hujan yang mengandung CO2

dapat melarutkan batuan gamping.

Batu kapur atau gamping dengan rumus kimiaCaCo2 bila bercampur air hujan (H2O) yangmengandung CO2, maka akan larut menjadiCa(HCO3)2.

Reaksi-reaksi kimia tadi menghasilkan larutanasam (Accu Zuur) yang mengakibatkan batu-batuandapat hancur.

3. Pelapukan Organik

Pelapukan organik didefinisikan sebagai pelapukanpada batu-batuan di permukaan bumi sebagai akibataktivitas makhluk hidup. Aktivitas makhluk hidup adayang bersifat kimiawi dan ada juga yang bersifatmekanik. Akibat aktivitas mekanik akan menimbulkanpelapukan biomekanik, contohnya manusia memecahbatu, mengolah lahan pertanian atau perladangan,pertambangan, sehingga mengakibatkan perubahanpada lapisan tanah.

Sedangkan untuk aktivitas kimiawi akanmenimbulkan pelapukan biokimia, contoh-nya seperti akar tanaman serta hewan-hewan dan juga bakteri-bakteri me-ngeluarkan cairan-cairan (excreet) yangbersifat asam. Akibat dari cairan-cairan yangbersifat asam tadi akan mengakibatkanbatu-batuan menjadi lunak, sehinggadengan mudah dapat ditembus. Dariperistiwa tersebut merupakan akibat negatifdari aktivitas kimiawi. Sedangkan salah satucontoh positif akibat aktivitas kimiawi adalah

sisa tumbuh-tumbuhan (humus) dapat meng-gemburkan tanah yang keras sehingga menjadi tanahgembur dan sangat baik untuk pertanian ataupunperladangan.

Gambar 16.2 Salah satupelapukan organikSumber: http://cc.kangwon.ac.kr

IPA Terpadu IX342

C. Pemanasan Global

Pemanasan global yang terjadi di permukaanbumi pada dasarnya diakibatkan oleh gas-gaspencemar seperti karbondioksida (CO2) dan gasfreon atau kloro fluoro karbon (CFC) yang dihasilkanakibat kemajuan teknologi. Karbondioksida berasaldari asap pabrik, asap kendaraan bermotor dan hasilkebakaran hutan dan pembakaran sampah.Pemanasan global sering disebut dengan efek rumahkaca (green house effect). Proses efek rumah kacaterjadi berawal ketika gas-gas pencemar sepertikarbondioksida dan CFC menahan pancarangelombang panas di permukaan bumi. Di mana panasakan memantul kembali ke bumi, sehingga akanterjadi kenaikan temperatur di permukaan bumi.

Adanya pemanasan global yang terjadi dipermukaan bumi akan berdampak negatif terhadaplingkungan di permukaan bumi. Bayangkan jikavolume gas pencemar seperti karbondioksida (CO2)meningkat dari waktu ke waktu maka semakin tinggitemperatur yang akan menyebabkan pemanasanglobal. Mengapa bisa terjadi?

Gunung api

Sinar

matahari

InframerahIn

fram

erah

CO2 berlebihan

Atmosfer

Gambar 16.3 Pemanasan globalSumber: Ensiklopedi Sains dan Kehidupan


D. Lingkungan dan Manusia

Jika temperatur semakin tinggi, maka bisamengakibatkan kemungkinan-kemungkinan negatifterhadap makhluk hidup maupun lingkungannya,seperti berpengaruh terhadap iklim dan cuaca di bumi,suhu tubuh manusia, dan lahan-lahan pertanianmenjadi kering.

Apa arti lingkungan itu? Lingkungan adalahsesuatu yang mutlak dibutuhkan manusia untukterus mempertahankan proses hidupnya.

Adanya interaksi antara manusia dan lingkungansekitar itulah yang akan mempengaruhi proses-proses yang terjadi di lingkungan.

1. Lingkungan Darat dan Pengaruhnya terhadap Kehidupandan Kesehatan Manusia

Lingkungan darat yang mencakup atas batu-batuan, tanah dan sebagainya secara alamiah akanmengalami proses-proses menurut spesifikasinya.Meskipun secara alamiah lingkungan darat mengalamiproses seperti pecahnya batu-batuan, erosi yangterjadi pada tanah, ataupun proses yang lain, tetapi

manusia berperan sama pentingnyaterhadap proses yang terjaditerhadap lingkungan darat.

Berikut ini contoh-contohaktivitas negatif manusia terhadaplingkungan darat.a. Menebang hutan secara liar.b. Penambangan pasir atau

bahan tambang secara liar.c. Pembuangan sampah sem-

barangan dan sebagainya.

Contoh yang ketiga sampaisaat ini yang masih menjadi bahanperhatian secara serius meskipuncontoh yang pertama dan kedua

Info MEDIABanyak ilmuwan bertanya-tanyaapakah manusia, seperti halnyadinosaurus dapat punah. Dinosaurustampaknya merupakan karbon pasifdari bumi yang berubah, sedangkanmanusia memainkan peran pentingdalam pengrusakan lingkungannya.Pada tahun 2000 ini hampir 6 milyarmanusia di bumi, semuanya meng-hasilkan limbah dan polusi. Selainpemanasan global yang dapatterjadi karena efek rumah kaca, zatkimia yang dikeluarkan menipiskanlapisan ozon, yaitu lapisan diatmosfer yang menjaga radiasi ul-tra ungu yang berbahaya.

IPA Terpadu IX344

sama pentingnya. Pembuangan sampah anorganik,seperti plastik, kaleng-kaleng bekas, ataupunsampah anorganik lainnya yang tidak dapat diuraikanoleh tanah. Pembuangan sampah-sampah tersebutberdampak negatif bagi kehidupan manusia. Adapundampak negatif tersebut antara lain tanah menjaditidak subur dan sampah yang menumpukmenyebabkan penyakit.

2. Lingkungan Udara dan Pengaruhnya terhadap Kehidupandan Kesehatan Manusia

Lingkungan udara adalah faktorpenting untuk kehidupan manusia.Manusia hidup perlu bernapas, bernapasmengambil oksigen dari udara, jadi kitabernapas memerlukan oksigen. Bagaimanajika oksigen di udara tercemari oleh zat-zat lain? Mungkin kita akan sakit bahkanmungkin mati.

Pencemaran udara terjadi akibat adanyazat-zat lain yang terproses bersamaoksigen di udara. Zat-zat pencemar disebut

juga polutan. Polutan udara berasal dari asap-asappabrik, asap kendaraan bermotor, asap pembakaransampah atau penyebab-penyebab yang lain.

3. Lingkungan Air dan Pengaruhnya terhadap Kehidupandan Kesehatan Manusia

Lingkungan air adalah lingkungan disekitar manusia yang mencakup perairan,seperti sungai, danau, laut, rawa, dansebagainya. Air merupakan kebutuhanpokok yang mutlak harus terpenuhi.

Di samping air yang kita ambil,kehidupan airpun sangat bermanfaatbagi kehidupan kita. Sungai atau danaumenyediakan zat makanan yangmengandung protein yang sangatbermanfaat bagi kesehatan tubuh,misalnya rumput laut serta ikan-ikan.

Gambar 16.4 Polusi udara dariasap pabrikSumber: www.pestaola.gr

Gambar 16.5 Air merupakankebutuhan pokok makhluk hidupSumber: www.thai-tour.com


Refleksi

Rangkuman

1. Bagaimana cara penanggulangan terhadap pencemaran yangterjadi di darat? Jelaskan menurut pendapat kalian!

2. Apa penyebab pencemaran udara dan bagaimana caramenanggulanginya?

3. Salah satu akibat pencemaran udara (khususnya dari karbondioksida) adalah efek rumah kaca. Bagaimana proses terjadinya?

4. Coba kalian sebutkan dampak-dampak negatif dari membuangsampah dan kotoran ke dalam sungai atau danau!

Tugas

1. Tenaga endogen: tenaga yang sangat besar dari dalam bumiyang membentuk permukaan bumi.

2. Tenaga eksogen : tenaga dari luas bumi yang bersifat merusakpermukaan bumi.

3. Pelapukan: proses perubahan atau rusaknya batu-batuan ataubenda lain akibat tenaga eksogen.

4. Macam-macam pelapukan:a. mekanik b. kimia c. organik

5. Pemanasan global: naiknya temperatur di permukaan bumi akibatkenaikan volume gas CO2 dan gas freon yang menahan pancarangelombang panas sehingga memantulkan kembali panas ke bumi.

6. Lingkungan darat, udara, dan air sangat berpengaruh dalamkehidupan manusia, diantaranya:a. penebangan hutan secara liar akan mengakibatkan banjirb. pembuangan sampah sembarangan akan menimbulkan penyakitc. pencemaran udara dapat menyebabkan penyakit saluran

pernafasand. pencemaran air akan menyebabkan ikan-ikan mati sehingga

mengurangi tersedianya protein.

Setelah kalian pelajari materi tentang lapisan litosfer, coba ceritakankembali sebagai bahan refleksi bagaimana proses pembentukanlitosfer serta pengaruh perilaku manusia sehari-hari padapembentukan lingkungan!

IPA Terpadu IX346


1. Planet di tata surya yang mempunyai kehidupan adalah . . . .a. Marsb. Bumic. Venusd. Pluto

2. Bumi terdiri atas beberapa lapisan. Lapisan yang berada paling atasadalah . . . .a. ionosferb. mesosferc. litosferd. stratosfer

3. Pelapukan yang disebabkan oleh proses kimia oleh peristiwa-peristiwa alam adalah . . . .a. pelapukan alamib. pelapukan kimiac. pelapukan organikd. pelapukan mekanik

4. Berikut ini adalah polutan yang menyebabkan terjadinya pemanasanglobal adalah . . . .a. karbon dioksidab. oksigenc. merkurid. asam sulfat

5. Proses memperkaya perairan disebut juga proses . . . .a. ekstensifikasib. nitrifikasic. eutrofikasid. intensifikasi

6. Salah satu cara mengurangi pemanasan global . . . .a. penghijauan di daerah perkotaanb. penggunaan bensin untuk bahan bahan kendaraanc. ladang berpindahd. pembukaan hutan

Uji Kompetensi


7. Gejala-gejala litosfer yang termasuk oleh tenaga endogen, adalah. . . .a. vulkanismeb. anginc. aird. gletser

8. Berikut ini adalah penyebab pembentukan litosfer dari luar bumi,kecuali . . . .a. angin, air, dan gletserb. pelapukan, erosi, dan sedimentasic. sinar matahari, angin, dan luncuran esd. diatropisme dan vulkanisme

9. Tenaga yang berasal dari luar bumi bersifat . . . .a. merusak bentuk muka bumib. membentuk muka bumic. menambah kekuatan muka bumid. menambah variasi bentuk muka bumi

10. Datangnya musim hujan yang tidak teratur merupakan salah satuefek . . . .a. pemanasan globalb. suhuc. cuacad. angin

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan tepat!1. Sebutkan lapisan-lapisan di bumi!

2. Sebutkan jenis-jenis pelapukan!

3. Apakah pemanasan global itu? Bagaimana proses terjadinya?

4. Jelaskan tentang pengaruh lingkungan air, darat, dan udara terhadapkehidupan dan kesehatan manusia!

5. Sebutkan akibat pencemaran air dan cara menanggulanginya!

P r o y e k

Carilah literatur yang menjelaskan mekanisme hujan asam,kemudian buatlah ringkasannya dilengkapi gambar-gambar yangmendukung informasi tersebut. Lakukan bersama kelompok kalian!

IPA Terpadu IX348


1. Elektromagnet banyak dipakai pada alat-alat listrik, karena . . . .a. sifat kemagnetannya yang tetapb. sifat kemagnetannya yang lemah sehingga mudah diubah-ubahc. sifat kemagnetannya tidak dapat dihilangkand. dapat dibentuk dengan berbagai bentuk sesuai keperluan dan

sifat kemagnetannya dapat diubah-ubah

2. Alat listrik di dalam ini yang tidak memakai magnet adalah . . . .a. bel listrik c. pesawat penerimab. mikrofon d. relai

3. Paku berada dalam medan magnet dan dapat menarik paku lain didekatnya. Kejadian itu disebut . . . .a. deklinasi c. induksib. inklinasi d. konduksi

4. Gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak yang terkuat dalammagnet terdapat pada bagian . . . .a. kutub utara magnet c. tengah magnetb. kutub selatan magnet d. kedua kutub magnet

5. Bila sebatang baja dijadikan magnet, batang itu menjadi . . . .a. magnet tetap c. elektromagnetikb. magnet sementara d. kutub magnet

6. Yang menjadi dasar utama timbulnya perbedaan potensial dalamdinamo adalah . . . .a. pergerakan magnet di sekitar kumparanb. pergerakan kumparan di sekitar magnetc. perubahan jumlah garis gaya dalam kumparand. perubahan kutub-kutub magnet dalam kumparan

7. Arus listrik dapat ditimbulkan oleh medan magnet. Arus listrik macamini dinamakan . . . .a. arus kuat c. arus induksib. arus lemah d. arus tegangan rendah

8. Pernyataan yang benar tentang trafo adalah . . . .a. trafo dapat memperbesar daya listrikb. trafo dapat digunakan pada arus DC

Latihan Semester Genap


c. jika tegangan primer > tegangan sekunder, maka arus primer< arus sekunder

d. jika arus primer > arus sekunder maka trafonya merupakanjenis step-down

9. Efisiensi sebuah trafo adalah 80%. Jika daya primernya 500 W,daya sekundernya adalah . . . .a. 500 W c. 400 Wb. 425 W d. 625 W

10. Arus primer sebuah trafo adalah 3,5 A. Jika jumlah lilitan primer120 dan lilitan sekundernya 42, maka besarnya arus sekunder adalah. . . .a. 12,25 A c. 3,5 Ab. 1 A d. 122,5 A

11. Bumi dalam peredarannya mengelilingi matahari terletak pada satubidang yang disebut . . . .a. meridian c. cakrawalab. bidang bujur d. ekliptika

12. Teori yang tidak menjelaskan asal-usul tata surya adalah . . . .a. teori Nebula c. teori Dentuman besarb. teori Planetesimal d. teori Bintang kembar

13. Komet sebagian besar mengandung . . . .a. hidrogen c. besib. oksigen d. es dan gas-gas beku

14. Pesawat angkasa di bawah ini milik negara USA, kecuali . . . .a. Mariner c. Apollob. Viking d. Venera

15. Planet yang periode revolusinya paling pendek adalah . . . .a. Merkurius c. Bumib. Mars d. Jupiter

16. Lapisan atmosfer yang terjadi proses ionisasi sehingga mampumemantulkan gelombang radio adalah . . . .a. termosfer c. stratosferb. mesosfer d. troposfer

17. Energi yang dipancarkan matahari berasal dari reaksi fusi unsur . . . .a. hidrogen dan selenium c. hidrogen dan heliumb. hidrogen dan oksigen d. helium dan neon

18. Terbentuknya lapisan tanah akibat aktivitas hewan kecil dalam tanahmerupakan pelapukan . . . .a. organikb. kimiac. fisikad. mekanik

19. Berikut ini aktivitas negatif manusia terhadap lingkungan daratadalah . . . .a. pembuangan sampah pada tempat pembuangan akhirb. pembalakan hutanc. sistem pertanian teraseringd. memisahkan sampah organik dan anorganik

20. Proses yang terjadi pada lingkungan dipengaruhi oleh . . . .a. interaksi antara manusia satu dengan yang lainb. interaksi antara manusia dan lingkunganc. interaksi antar lingkungand. interaksi antara ekosistem

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas!1. Mengapa bentuk permukaan bulan selalu sama ketika menghadap

bumi?

2. Sebutkan pembentuk litosfer dan beri contohnya!

3. Bagaimana kalian bisa membuktikan bahwa bumi bulat?

4. Sebutkan aktivitas yang terjadi di matahari!

5. Apa dampak terjadinya tabrakan kapal tanker pengangkut minyakbagi lingkungan air?

IPA Terpadu IX350

G losarium

AdaptasiKemampuan makhluk hidup

untuk menyesuaikan diri darilingkungannya.Adaptasi fisiologi

Penyesuaian diri fungsi alat-alattubuh atau kerja alat-alat tubuhterhadap lingkungannya.Adaptasi morfologi

Penyesuaian diri bentuk tubuhatau alat-alat tubuh sehinggasesuai dengan lingkungannya.Adaptasi tingkah laku.

Penyesuaian diri terhadaplingkungannya dalam bentuktingkah laku.Anoda

Kutub yang mempunyaipotensial lebih tinggi dan diberitanda positif (+).Aquous humor

Cairan berfungsi untukmemberi makan kornea, terletakantara kornea dan lensa mata.Arus listrik DC

Arus listrik searah.Augmentasi

Proses pengumpulan urine didalam saluran pengumpul.Autosom

Kromosom tubuh.AVometer

Alat ukur yang dapat digunakanuntuk mengukur kuat arus listrik,beda potensial, dan hambatan.Kata lain AVOmeter adalahmultimeter.Basicmeter

Alat ukur kuat arus l istrikdengan batas ukur 0,1miliampere.Biokimia

Ilmu yang mempelajari tentangperubahan kimia di dalam tubuhmakhluk hidup.

BioteknologiPenggunaan makhluk hidup

dan proses di dalamnya untukmenghasilkan produk makanan.Daya listrik

Besar usaha yang dilakukanoleh sumber tegangan tiapsatuan waktu.Daya

Energi atau usaha tiap satuanwaktu.Defekasi

Proses pengeluaran zat-zatsisa pencernaan dan zat yangtidak tercerna.Deklinasi

Penyimpangan jarum kompasdari arah utara-selatan yangsebenarnya.Deret tribolistrik

Benda apabila memperolehmuatan negatif bila digosokdengan sembarang benda diatasnya, dan akan memperolehmuatan positif, bila digosokdengan benda di bawahnya.Dihibrid

Persilangan dengan dua sifatbeda.Dominan

Sifat yang muncul bila ber-sama-sama sifat yang lain.Efektor

Pemberi tanggapan/jawabanimpuls saraf (otot/kelenjar).Efisiensi transformator

Persentase harga per-bandingan antara besar energiyang dilepas transformator tiapsekon pada kumparan sekunderdengan energi yang diterimatransformator setiap sekon padakumparan primer.Ekskresi

Proses pengeluaran zat-zatsisa metabolisme.

Glosarium 351

ElektrodinamikaListrik dinamis.

ElektrolitLarutan yang dapat meng-

hantarkan listrik.Elektron

Pembawa muatan-muatanlistrik negatif.Elektrostatis

Listrik statis.Elemen kering

Istilah lain dari baterai.Elemen sekunder

Elemen yang dapatmenyimpan muatan listrik dansetelah tidak habis dapat diisikembali.Energi

Kemampuan untuk melakukanusaha (kerja).Estivasi

Tidur panjang pada musimkemarau untuk bisa bertahanhidup.Evolusi

Perubahan sedikit demisedikit dalam waktu yang lamasehingga menimbulkan spesiesbaru.Fenotip

Sifat yang tampak padaindividuFermentasi

Proses penguraian zatmakanan oleh mikroorganismeyang berlangsung secaraanaerob dengan bantuan enzim.Filial

Keturunan hasil persilanganFiltrasi

Proses penyaringan daraholeh ginjal.Fotoreseptor

Penerima rangsang cahaya.Fovea centralis

Bintik kuning. Bagian dariretina yang paling peka terhadapcahaya.

Gaya LorentzGaya yang dihasilkan dari

sebuah penghantar berarus listrikdi dalam medan magnet.Gen

Penentu sifat keturunan, genterdapat di sepanjang kromosom.Generator dan dinamo

Alat yang mengubah energigerak menjadi energi listrik.Genetika

Ilmu yang mempelajari tentangpenurunan sifat makhluk hidup.Genotip

Susunan gen yang menentukansifat dasar makhluk hidupGonosom

Kromosom penentu sel kelamin.Hambatan depan (R – depan)

Alat ukur beda potensial jikadipasang pada mikroamperemeter.Hambatan Shunt (R – Shunt)

Alat ukur kuat arus listrik jikadipasang pada mikroamperemeter.Hibernasi

Tidur panjang pada musimdingin.Hidrofit

Tumbuhan yang hidup di air.HigrofitTumbuhan yang hidup di daerahlembap.Impuls saraf

Pesan/rangsang yang dibawaoleh serabut saraf.Indra

Alat tubuh yang berfungsisebagai reseptor.Inklinasi

Sudut yang dibentuk olehmagnet dengan garis mendatar.Intermediet

Sifat yang merupakangabungan dari dua individu.Isolator

Zat yang sukar dialiri elektron,misalnya karet, plastik, kertas.

IPA Terpadu IX352

Jembatan varolPenghubung pada otak kecil,

antara belahan kanan denganbelahan sebelah kiri.Katoda

Kutub yang mempunyaipotensial lebih rendah dan diberitanda negatif (–).Konduktor

Zat yang mudah dialiri elektron,misalnya tembaga, aluminium,dan besi.Konstelasi

Bangunan, susunan, gugusanbintang.Kromosom

Pembawa sifat keturunan.Kuartir

Paruh.kWh meter

Alat ukur banyaknya energilistrik dalam satuan kWh.Laru daun

Jamur Rhizopus yang terdapatpada bagian tertentu daun.Litosfer

Lapisan paling atas bumi.Magnet elementer

Magnet-magnet kecil penyusunsebuah magnet.Magnet

Benda yang dapat menarikbesi atau baja yang ada didekatnya.Meteor

Pecahan komet.Meteorit

Meteor yang berhasil sampaike bumi.Mikrobiologi

Ilmu yang mempelajarimikroorganisme.Miselium

Kumpulan dari hifa jamur.Monohibrid

Persilangan dengan satu sifatbeda.

NefronSatuan struktural dan

fungsional terkecil ginjal.Neuron konektor

Sel saraf yang bertugasmenghubungkan antara neuronsatu dengan neuron yanglainnya.Neuron motorik

Sel saraf yang bertugasmenerima dan membawarangsang dari pusat sarafmenuju efektor.Neuron sensorik

Sel saraf yang bertugasmenerima dan membawarangsang dari reseptor menujupusat saraf.Nodus ranvier

Lekukan pada selubungmyelin, berfungsi untukmempercepat jalannya impuls.Nutrien

Zat yang diperlukan untukproses kehidupan.Orbital

Lintasan edar.Papila

Tonjolan-tonjolan kecil dipermukaan lidah, berfungsisebagai saraf pengecap.Pasang

Naik.Pelapukan

Proses perusakan.Pembuluh eustachius

Saluran penghubung ronggamulut dengan telinga tengah.Plastis

Lentur.Polusi

Pencemaran.Polutan

Zat pencemar.

Pupil

Bagian mata yang pekaterhadap rangsang cahaya.

Glosarium 353

IPA Terpadu IX354

Reabsorbsi

Proses penyerapan kembalizat-zat yang masih digunakantubuh.

Refleks

Gerak yang tidak disadari,terjadi secara tiba-tiba.

Reseptor

Penerima rangsang/impuls(alat indra).

Resesif

Sifat yang tidak muncul bilabersama sifat yang lain.

Sekresi

Proses pengeluaran zat olehkelenjar yang masih digunakanoleh tubuh.

Sel basilus

Bagian retina yang pekaterhadap cahaya lemah.

Sel konus

Bagian retina yang pekaterhadap cahaya kuat.

Seleksi alam

Kemampuan alam untukmenyeleksi semua organismeyang hidup di dalamnya, di manahanya organisme yang mampumenyesuaikan diri terhadaplingkungannya yang akanselamat, sedangkan yang tidakmampu menyesuaikan diri akanmati.

Selubung myelin

Lapisan pembungkus serabutsel saraf.

Semikonduktor

Zat yang hanya pada keadaantertentu dapat dengan mudah

dialiri elektron, misalnya: germa-nium, silikon, dan karbon.

Sterkobilin

Zat warna empedu yangmewarnai feses.

Substrat

Bahan tempat tumbuhanmelekat atau hidup.

Surut

Turun.

Tegangan terminal (ET)

Tegangan antara ujung-ujungrangkaian (tegangan total).

Transformator step-down

Alat untuk menurunkantegangan arus bolak-balik.

Transformator step-up

Alat untuk menaikkantegangan arus bolak-balik.

Transformator

Alat untuk menaikkan ataumenurunkan tegangan arusbolak-balik.

Urobilin

Zat warna empedu yangmewarnai urine.

Vitreus

Bahan seperti jelly yangberfungsi untuk mempertahankanbentuk bola mata agar tidakkempes.

Xerofit

Tumbuhan yang hidup didaerah kering.

Daftar Pustaka 355

Daftar Pustaka

Corbeil, JC, Archambuit Ariane. 2004. Kamus Visual. Indonesia–Inggris.

QA–Internasional.

Kimball.2003. Biologi Jilid 1,2,3. Jakarta: Erlangga.

Darmodjo & Kaligis. 2004. Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Pusat Penerbitan

Universitas Terbuka.

Lukman Cecilia. 2005. Oxford Ensiklopedi Pelajar. Grolier International,

Inc.

Marieb, E.N. 2004. Human Anatomy and Physycology. Sixthed. San

Fransisco: Pearsin Benjamin Lummings.

Martin. 2005. Biology. Southbank: Thompson & Brokes/Cole.

Nader, S.S. 2004. Biology. Boston: Mc. Graw–Hill, Inc.

Pinus Lingga. 2003. Hidroponik. Depok: Penebar Swadaya.

Purves, W.K, and Helier. 2004. Life: The Science of Biology. Sunderland:

Sinaver Assosiates, Inc.

Raves, P.H. 2005. Biology, Seventh ed. Boston: Mc. Graw–Hill, Inc.

Sudiana, Yayan. 2004. Ensiklopedi Populer Anak. Jakarta: Ichtiar Baru

van Hoeve.

Suroso AY, dkk. 2003. Ensiklopedi Sains dan Kehidupan. Jakarta: Tarity

Samudra Berlian.

Susiloningtyas, Dwi, dkk (Penj). 2006. Ensiklopedi Geografi. Jakarta:

Lentera Abadi.

Syukur, Abdul. 2005. Ensiklopedi Umum untuk Pelajar. Jakarta: Ichtiar

Baru van Hoeve.

Teresa Audesirk & Gerald Audesirk. Biology Life on Earth. USA: Prentice

Hall International, Inc.

Woodford. Chris. 2006. Jejak Sejarah Sains Listrik (Terj). Bandung:

Pakar Raya.

I ndeksBohr 155Bulan 311bulan purnama 338Bulan Sideris 339Bulan Sinodis 339bumi 310, 311, 313, 314,315, 323, 329, 330 340,341, 345

Ccerebellum 45cerebrum 45Ceres 318Charles Augustin Cou-lomb 157Claudius Ptolomeus 310coloumb 165Copernicus 313cuaca 332

DDalton 155daya 303daya listrik 243DC 302defisiensi 69deklinasi 273dendrit 39, 40depolarisator 228detektor logam 285diafragma 282, 283dialisator 11diamagnetik 264dihibrid 116, 120dinamo 225, 298, 299diploid 110Direct Current 228domain 269, 271dominan 115, 118Drosophila melanogaster108duramater 45

EEdmund Halley 318efektor 37, 41, 42efisiensi 303ekliptika 315, 318

AAC 270, 302accumulator 227adaptasi 75, 76, 77, 81,83, 84, 88, 90, 100aki 225, 227, 229, 230akson 39, 40, 46alat ukur 246aliran muatan 165Alpha Centauri 324amonium klorida 228ampere 182amperemeter 166, 189,190, 281anaerob 133angin pasat 335anoda 230antagonis 49aphelium 313arus 300arus bolak-balik 296,299, 300, 302arus induksi 297, 298arus listrik 165, 190,201, 230, 242, 271, 278,281, 293, 295, 296arus muatan 165arus searah 302arus sekunder 284asortasi 113asteroid 314, 318asteroid Apollo 318atmosfer 332autosom 108

BBasicmeter 231baterai 225beda potensial 165, 167,181, 182, 189, 190, 203,210, 225, 227, 231, 232,242beda potensial listrik184, 225Benjamin Franklin 156besaran skalar 166besaran vektor 166bintang pagi 315bintang senja 315bintik hitam 325bioteknologi 128, 145,146

ekskresi 8, 10, 68eksokrin 38eksosfer 333ekspedisi 343elektroda 229elektrodinamika 154elektrolit 229elektromagnet 279elektromagnetik 284,285, 295elektron 154, 155, 156,166, 225, 241elektron bebas 195elektronika 181elektrostatika 154elektrostatis 193elemen 227elemen basah 227elemen Volta 228, 229endokrin 38endometrium 25, 26, 29energi 224, 226, 227,240, 303, 325, 326, 329energi bunyi 295energi cahaya 295energi kalor 248energi kimia 230, 295energi listrik 229, 230,240, 245, 246, 249, 295energi matahari 329energi penggerak listrik226ensorik 48epididimis 21EPL 226eritrosit 83Ernest Starling 52estivasi 85estrogen 20, 27eustachius 61evolusi 89

Ffase bulan 337, 338fenotipe 111, 114, 116,117, 118, 119, 121fermentasi 131ferromagnetik 264, 265fertilisasi 29, 94, 95, 113filial 114fisiologi 76, 83, 100fonoreseptor 54fotoreseptor 54fotosfer 326, 327, 328

IPA Terpadu IX356

fovea 56fusi helium 329

GGalvanometer 281, 296gamet 120ganglion 49Ganymeda 317garis balik selatan 336garis balik utara 336garis gaya 331garis gaya magnet 278,296gaya 224, 273Gaya Gerak Listrik 226gaya gravitasi 311, 312,313, 314, 329, 341, 342gaya Lorentz 285, 286gaya magnet 285, 286,331gelembung 227gelombang bunyi 285generatif 94, 100generator 295, 298genetika 111, 117genotip 111genotipe 114, 116, 119,121, 122George Leclanche 228gerhana bulan 339, 340gerhana matahari 339,341germanium 195getaran 282, 285GGL 226, 227glomerulus 3, 4gonosom 108gravitasi 330green house effect 352

Hhambatan 181, 189, 190,211, 242, 282hambatan jenis 194, 195Hans Christian Oersted278haploid 110heliosentris 310helium 325, 326hemofilia 122hemoglobin 83Herman Von Helmholtz329heterozigot 110, 117,119hibernasi 85

hidrofit 79hidrogen 325hidroponik 128, 137,138, 139, 140Hidrosfer 333higrofit 78hipofise 27, 28hipofisis 53hipotalamus 53homozigot 122hukum gravitasi 318hukum Joule 248hukum kekekalan energi240hukum Ohm 182, 194

Iinduksi 269, 271, 295induksi elektromagnetik297inklinasi 273inkus 60intermediet 116inti atom 155isolator 156, 195iritasi 279

Jjembatan Varol 45Johannes Kepler 313joule 245Jupiter 314, 316, 317,318

Kkala revolusi 318kalium hidroksida 229karus 318katoda 230kemoreseptor 54kerapatan 325kerapatan arus 194kerja 224, 225khatulistiwa 336khemoreseptor 64, 65kodominan 115kokhlea 61komet 317, 318, 319komet Halley 318kompas 273, 276, 331komutator 299konduktivitas 194, 195

konduktor 37, 38, 151,192, 193, 194, 195, 241,248, 249konektor 41koordinasi 38, 41, 45kornea 55koroid 56korona 326, 327, 344koronagraf 326Korpus krause 68Korpus meissner 68Korpus pacini 68Korpus ruffini 68Kromosfer 326kuat arus 165, 181, 189,203kuat arus listrik 166,184, 202kuat arus primer 304kumparan 270, 279, 285,286, 287, 288, 296, 301,302, 303,kutub magnet 287kutub positif 228kutub selatan 265kutub selatan 296kutub utara 270kutub utara magnet 273

Llapisan ionosfer 333lapisan litosfer 349larutan elektrolit 229lidah api 328lingkungan 353lingkungan air 354lingkungan udara 354listrik 279litosfer 334loudspeaker 281, 285

Mmagnet 264, 265, 269,270, 271, 273magnet elementer 269magnet listrik 279, 283,299magnet tetap 283magnetik 264malleus 60Mars 314massa 311, 312, 314,319, 324, 325, 326, 330

Indeks 357

matahari 312, 317, 323,341medan 279medan listrik 193medan magnet 273,276,295, 296, 301, 325meiosis 23, 110melebur 249Mendel 112meninges 45menopause 26menstruasi 25meridian 334Merkurius 314mesin 174mesosfer 333meteor 319meteorit 343Michael Faraday 295mikrofon 282, 283mitosis 24monohibrid 111morfologi 76, 77, 81, 82,83, 100motor listrik 286motorik 41, 42, 46, 47,48muatan 152, 193, 194,203, 226, 242, 342muatan listrik 154, 167,195, 201, 226muatan positif 165, 224multimeter 189, 231

NNefron 3Neptunus 314, 316neraca puntir Coulomb157netron 155neurit 39, 40, 46neuron 38, 39, 40, 41,46neurotransmiter 40newton 158Nicolaus Copernicus 310nukleus 108

OOhmmeter 189, 231oogenesis 23, 24orbit 314, 319osikel 60, 62osmosis 79, 83, 84otolith 63

ototomi 84ovarium 23, 27, 28oviduk 22ovipar 94ovovivipar 95ovulasi 25, 28, 30

Ppallas 318papila filiformis 65papila fungiformis 65papila sirkumvalata 65paralel 174paramagnetik 264parasimpatik 49, 50pasang perbani 341pelapukan 350pelapukan kimia 351pelapukan mekanik 350pelapukan organik 351pelvis renalis 2, 3pembangkit listrik 293penghantar 167, 192penumbra 328, 339penyelidikan 278perihelium 313periode 325piamater 45planet 309, 312, 313,314, 316planet kembar 316polarisasi 224polutan 145, 354potensial 225, 228, 231potensial rendah 166,241potensial tinggi 166,194predator 87progesteron 25Prominensa 328proteolitik 129proton 155Protuberans 327pupil 58

Rradiasi 343Raflesia arnoldi 98rangkaian listrik 170,189rangkaian paralel 200,203, 210

rangkaian seri 200,210rapat arus 194reaksi fusi 326, 329relai 283reproduksi 97reseptor 37, 38, 41,54, 62, 63, 64, 66resesif 118, 121, 122revolusi 311revolusi bumi 335, 337revolusi planet 315Robert Darwin 89rotasi 311, 325, 330rotasi bulan 337rotasi bumi 334, 335rotasi planet 330rotor 300Rutherford 155

Ssabuk asteroid 318saraf 44, 49, 50satelit 345satelit buatan 342Saturnus 314, 316Schwann 40sekering 249sel 227seleksi alam 75, 86,87, 88, 100semikonduktor 195sensorik 47sensorik 41, 46, 48sifat kelistrikan 151,152, 154, 155sifat kemagnetan 271silikon 195simpatik 48, 49, 50Sir Isaac Newton 311,331Sir William Gilbert 331sitoplasma 39sklera 55solenoida 279, 284sperma-togenesis 27spermatogenesis 24spermatogonium 23,24stator 300statoreseptor 54sterilisasi 138sterkobilin 10stratosfer 332suhu 192

IPA Terpadu IX358

Thompson 155Titan 317tolak-menolak 224,265trafo 295, 300trafo step-down 304trafo step-up 304tranformator 301transformator 295,300, 302, 303Transformator step-down 304Transformator step-up304transfusi 31Trojan 318tropopause 332troposfer 332

Uumbra 328, 339Uranus 314, 316urobilin 10usaha 225utrikulus 63

Indeks 359

sumber energi 309,323sumber tegangan 170,202, 223, 225, 226,227, 241sunspot 325

Ttangoreseptor 54tarik-menarik 265tata surya 309, 310,324tegangan 174, 293,301tegangan listrik 225,229tegangan primer 304telemeter 345temperatur 353tenaga eksogen 350tenaga endogen 350terdisosiasi 228termosfer 333teropong 327testosteron 20, 27Thales 154

VVas deferens 21vegetatif 93, 95, 96,97, 100Venus 314, 315Vesta 318vivipar 95voltmeter 170, 190,231, 281voltmeter. 174

WWilliam Baylis 52wujud 325

Xxerofit 77, 78

Bab 1. Sistem Ekskresi pada ManusiaA. Pilihan Ganda1. c 5. c 9. b 13. d3. c 7. d 11. a 15. b

B. Uraian1. 1. Sumsum ginjal

2. Kulit ginjal3. Arteri4. Rongga ginjal5. Vena6. Ureter

3. a. Filtrasi (penyaringan)b. Reabsorbsi (penyerapan kembali)c. Augmentasi (pengumpulan)

5. Batu ginjal, diabetes insipidus, nefritis.

Bab 2. Sistem Reproduksi pada Manusia.A. Pilihan Ganda1. b 7. d 13. c3. c 9. c 15. c5. d 11. aB. Uraian1. Testis, epididimis, vas deferens, uretra, penis.3. Proses bertemunya sel telur dan sel sperma.

Terjadi di oviduk.5. Penyakit menurunnya kekebalan seseorang.

Cara pencegahan:a. Menggunakan jarum suntik yang steril dan jarum yang sekali pakai lalu

dibuang.b. Memeriksa darah sebelum transfusi darah, sehingga darah dapat

dipastikan terinfeksi virus HIV.c. Hanya melakukan kontak seksual dengan pasangan yang sah.

Bab 3. Sistem Koordinasi dan Alat Indra pada ManusiaA. Pilihan Ganda1. c 7. b 13. b 19. a 25. d3. c 9. c 15. b 21. b5. d 11.b 17. d 23. b

B. Uraian1. Kreativitas siswa.3. Saraf Simpatik Saraf Parasimpatik

a. Menyempitkan pupil mata. Melebarkan pupil mata.b. Merangsang kelenjar ludah. Menghambat sekresi kelenjar ludah.c. Memperlambat denyut jantung. Mempercepat denyut jantung.d. Merangsang aktivitas Menghambat aktivitas lambung

lambung, dan usus. dan usus.e. Merangsang kantung empedu. Menghambat kantung empedu.

5. Kreativitas siswa.

IPA Terpadu IX360

Kunci

Bab 4. Kelangsungan Hidup OrganismeA. Pilihan Ganda1. b 7. b 13. d3. b 9. b 15. a5. c 11.dB. Uraian1. Adaptasi, seleksi alam, dan perkembangbiakan.3. a. Daunnya tebal, sempit, kadang-kadang berubah bentuk menjadi bentuk

duri, sisik, atau bahkan tidak mempunyai daun.b. Seluruh permukaan tubuhnya termasuk bagian daun tertutup oleh lapisan

kutikula/ lapisan lilin.c. Batangnya tebal mempunyai jaringan spons untuk menyimpan air.d. Akar panjang sehingga mempunyai jangkauan yang luas.

5. Badak, jalak bali, komodo, elang jawa, Raflesia arnoldi.

Bab 5. Pewarisan SifatA. Pilihan Ganda1. d 7. c3. b 9. d5. cB. Uraian1. a. Memiliki pasangan sifat yang kontras.

b. Dapat melakukan penyerbukan sendiri.c. Mudah dilakukan penyerbukan silang.d. Mempunyai daur hidup yang relatif pendek.

3. a. Genotipe : MmBbFenotipe : Manis besar

b. Genotipe :MMBB:MMBb:MmBB:MmBb:MMbb:Mmbb:mmBB:mmBb:mmbb 1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1Fenotipe: manis besar : manis kecil: masam besar: masam kecil

9 : 3 : 3 : 1c. Pria normal, wanita buta warna.

5. a. Menghasilkan keturunan dengan sifat-sifat yang baik.b. Menghasilkan bibit unggul baik pada tumbuhan maupun hewan.

Bab 6. BioteknologiA. Pilihan Ganda1. c 7. b 13. b 19. c3. d 9. a 15. d5. c 11.a 17. b

B. Uraian1. Bioteknologi: penggunaan makhluk hidup dan proses di dalamnya untuk

menghasilkan produk tertentu.3. Karena selama masa pemeraman dibuka / terkena tangan.5. a. Menampung dan menyaring limbah / air limbah tempat ke dalam

sebuah bak, kemudian bak ditutup agar tidak menimbulkan bau.b. Mengalirkan air limbah yang sudah disaring ke bak pengumpul.c. Mengalirkan air limbah yang sudah dari bak penampung, ke bak

kedap udara dan selanjutnya diendapkan selama 20 hari.

Kunci 361

Bab 7. Listrik StatisA. Pilihan Ganda1. b 7. b3. a 9. d5. dB. Uraian1. Sifat kelistrikan suatu benda yang diam (tidak ada aliran muatan listrik).3. Arus listrik terjadi jika ada beda potensial antara ujung-ujung penghantar.5. Karena gaya tariknya berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda.

Bab 8. Listrik DinamisA. Pilihan Ganda1. b 7. b3. a 9. d5. dB. Uraian1. 1A3. 90 C5. 100 C

Bab 9. Hukum Ohm dan Hukum I KirchoffA. Pilihan Ganda1. a 7. d 13. a 19. b3. b 9. c 15. d5. c 11.c 17. aB. Uraian1. a. Bahan yang mudah menghantarkan arus listrik.

Contoh: besi, alumunium, baja.b. Bahan yang mampu menghantarkan arus listrik di bawah

konduktor.Contoh: germanium, silikon.

c. Bahan yang tidak mampu menghantarkan listrik.Contoh: plastik, kayu, karet.

3. 2 m5. 4 A, 5 A, 3 A7. 3 A, 9 A, 7 A9. a. 5 c. 10 A

b. 20 A d. 10 ABab 10. Sumber Arus ListrikA. Pilihan Ganda1. b 7. d3. c 9. c5. bB. Uraian1. Energi yang dikeluarkan oleh sumber tegangan yang diperlukan untuk

menggerakkan muatan listrik di dalam suatu rangkaian.3. Pada saat aki digunakan terjadi proses kimia. Pada lapisan katoda dan lapisan

anoda berubah menjadi timbal oksida (PbO), sehingga potensial kutub samadan arus tidak dapat mengalir.

5. Tegangan pada saat arus mengalir.

IPA Terpadu IX362

Bab 11. Energi dan Daya ListrikA. Pilihan Ganda1. d 7. c 13. d3. c 9. a 15. a5. d 11.bB. Uraian

1. a. 1600

b. 8003. a. 1000J

b. 500J5. a. 3,24 kWh

b. 97,2 kWhc. Rp9720,00

Latihan Semester GasalA. Pilihan Ganda1. b 7.d 13. b 19.c3. b 9.d 15. c5. a 11.c 17. d

B. Uraian1. a. Pengendalian kerja alat-alat tubuh agar bekerja serasi.

b. Alat komunikasi antara tubuh dengan lingkungan di luar tubuh.c. Pusat kesadaran, kemauan, dan pikiran.

3. Penggunaan makhluk hidup dan proses di dalamnya untuk menghasilkanproduk tertentu.

5. 0,1 ohm.

Bab 12. KemagnetanA. Pilihan Ganda1. b 7. d3. d 9. c5. d

B. Uraian1. Dapat menarik besi, menimbulkan gaya satu sama lain (tarik-menarik, dan

tolak-menolak).3. a. Gaya pada penghantar berarus listrik dalam suatu medan magnet.

b. Arah medan magnet yang berupa garis-garis yang menghubungkan kutub-kutub magnet.

5. a. Benda yang dapat ditarik magnet dengan kuat.b. Benda yang ditarik lemah oleh magnet.c. Benda yang ditolak oleh magnet.

Bab 13. Induksi ElektromagnetA. Pilihan Ganda1. b 7. a3. d 9. b5. c

B. Uraian1. 55 V3. 0,33 A5. 0,32 A

Kunci 363

IPA Terpadu IX364

Bab 14. Tata SuryaA. Pilihan Ganda1. b 3. a 5. c 7. a 9. b

B. Uraian1. Sistem yang terdiri atas matahari sebagai pusat yang dikelilingi oleh planet-

planet dan benda-benda lain seperti komet, asteroid dan meteorit.3. Benda-benda langit kecil yang mengelilingi matahari.5. Meteorit logam dan meteorit batu-batuan.

Bab 15. Matahari dan BumiA. Pilhan Ganda1. d 3. a 5. b 7. a 9. d

B. Uraian1. Inti matahari, fotosfer, kromosfer, korona.3. Pada gerhana bulan, bumi terletak antara bulan dan matahari, sehingga bulan

tidak mendapat cahaya matahari karena terhalang oleh bumi.Pada gerhana matahari, bulan terletak pada di antara bumi dan matahari,sehingga bumi tidak mendapat cahaya matahar karena terhalang oleh bulan.

5. Pasang purnama merupakan pasang terbesar, gaya gravitasi bulan danmatahari bekerja pada arah yang sama.Pasang perbani merupakan pasang terkecil, gaya gravitasi matahari dan bulanmembentuk sudut 90 derajat.

Bab 16. Lapisan LitosferA. PIlihan Ganda1. b 3. b 5. c 7. a 9. a

B. Uraian1. Mantel terluar, mantel dalam, inti luar, inti dalam.3. Naiknya temperatur di permukaan bumi karena gas CO2, CFC, menahan

pancaran gelombang panas sehingga panas memantul kembali ke bumi.5. a. Menimbulkan bau yang tidak sedap sehingga dapat mengganggu

pernapasan.b. Banyak ikan-ikan atau organisme dalam ar yang mati.c. Berkurangnya cadangan protein.Cara menanggulangi:a. Mengurangi penggunaan pestisida.b. Tidak membuang sampah di sungai.c. Tidak menggunakan bom peledak untuk mencari ikan.

Latihan Semester GenapA. Pilihan Ganda1. d 7.c 13. d 19.b3. c 9.c 19. a5. a 11.d 17. c

B. Uraian1. Karena kala revolusi bulan sama dengan kala rotasi bulan.3. Kapal yang berlayar di laut maka badan akan hilang lebih dulu, baru layarnya.

Tetapi ketika kembali layar lebih dulu kelihatan, kemudian baru badan kapal.5. Terjadi pencemaran air yang akan menggangu habitat ikan dan bahkan akan

mengakibatkan kematian hewan dan tumbuhan air di dalamnya.

Documents

Kelas IX SMP IPA Dewi Ganawati