Makalah Ipa.docx

IPA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI (AIR DAN ENERGI) Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah IPA Dosen Pengampu : Prof. Dr. Djukri, M.S.

Oleh Dedi Isnanto (18712251009)

Kelas A

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DASAR PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2018

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah dengan judul “IPA DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI (AIR DAN ENERGI)”. Shalawat serta salam senantiasa kita panjatkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW, sebagai suri teladan yang terbaik dan senantiasa kita nantikan syafa’atnya kelak di yaumul akhir. Aamiin. Makalah ini merupakan salah satu tugas mata kuliah IPA di program studi Pendidikan Dasar, Program Pascasarjana, Universitas Negeri Yogyakarta Semester I. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih kepada Prof. Dr. Djukri, M.S. selaku dosen pembimbing dalam matakuliah IPA. Selain itu, penulis juga mengucapkan terimakasih kepada segenap pihak yang telah memberikan bimbingan dalam penyusunan makalah ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam makalah ini. Oleh karena itu, penulis memohon saran dan kritik yang membangun dari pembaca. Saran dan kritik yang membangun sangatlah bermanfaat untuk perbaikan makalah ini. Akhir kata, penulis berharap makalah ini dapat bermanfaat bagi semua, khususnya mahasiswa Program Pascasarjana Universitas Negeri Yogyakarta. Aamiin.

Yogyakarta, 11 November 2018

Penulis

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ................................................................................

ii

DAFTAR ISI ...............................................................................................

iii

BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang .....................................................................................

1

B. Rumusan Masalah ................................................................................

2

C. Tujuan Penulisan ..................................................................................

2

BAB II. PEMBAHASAN A. Pengertian IPA .....................................................................................

3

B. Hakikat Kehidupan .............................................................................

3

C. IPA Dalam keseharian .........................................................................

4

1. Karakteristik Air yang Menopang Kehidupan ...............................

5

2. Energi .............................................................................................

13

3. Usaha .............................................................................................

12

4. Daya ..............................................................................................

13

BAB III. KESIMPULAN ...........................................................................

15

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................

16

iv

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Manusia adalah makhluk hidup ciptaan Allah Subhanahuwataala yang paling sempurna. Berbeda dengan hewan dan tumbuhan, manusia diciptakan memiliki akal dan hati untuk berpikir dan menimbang mana yang baik mana yang buruk. Dengan akal manusia mampu berpikir tentang dunia. Manusia diberikan kehendak yang luas untuk berpikir dan pikiran manusia dapat dikatakan tidak dapat dibatasi sebagaiaman keterbatasan pada fisik. Akal manusia mampu melahirkan ilmu. Melalui aktifitas berfikir yang melibatkan seluruh indra yang telah dianugrahkan oleh Allah Subhanahuwatala manusia mampu memperoleh pemahaman mengenai banyak proses yang terjadi di alam. IPA adalah salah satu dari hasil proses berpikir manusia. IPA diperoleh dari lingkungan yang ada disekitar manusia itu mulai yang terdekat dalam kehidupan kita sehari-hari dan meluas hingga jagad raya. Dari yang berukuran sangat kecil hingga sangat besar, mulai dari dalam manusia itu sendiri atau diluar tubuh manusia. Semua merupakan objek kajian ilmu alam. Berbicara terkait IPA dalam kehidupan sehari-hari, maka hampir semua proses dalam kehidupan kita melibatkan proses IPA, misalnya bergerak, makan, bernafas, mengguankan alat-alat elektronik, menggunakan air untuk kehidupan, semua melibatkan proses IPA. Luasnya kajian mengenai IPA dalam kehidupan sehari-hari tidak mungkin dibahas dalam satu makalah, maka penulis membantasi objek kajian pada apa itu IPA?, apa itu kehidupan?, bagaimana air dapat sangat berguna bagi kehidupan? dan yang terakhir adalah mengenai energy yang kita guankan untuk aktifitas kehidupan kita.

B. Rumusan Masalah Berdasarkan uraian latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa masalah yang akan dibahas dalam makalah ini, yaitu sebagai berikut. 1. Apa pengertian IPA?

1

2. Apa yang dimaksud kehidupan dalam IPA? 3. Bagaimana air dapat bermanfaat bagi kehidupan? 4. Bagaiaman Energi, Usaha, dan Daya berkerja dalam menunjang kehidupan kita?

C. Tujuan Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai berikut. 1. Mendeskripsikan pengertian IPA. 2. Menjelaskan hakikat kehidupan dalam IPA. 3. Menjelaskan struktur dan sifat-sifat air yang berguna bagi manusia 4. Menjelaskan jenis-jenis energy dalam IPA, kaitannya dengan Usaha dan Daya.

2

BAB II PEMBAHASAN

A. Pengertian IPA IPA (sains) adalah sistem terorgainisasi untuk mempelajari secara sistematik aspek-aspek tertentu dari alam. Ruang lingkup sains meliputi hal-hal yang dapat dipahami oleh indra (penglihatan, sentuhan, pendengaran, dll). IPA meruapakan pendekatan objektif terhadap fenomena yang dipelajari. Pertanyaan yang umum diguankan adalah bagaimana sesuatu kejaian alam itu terjadi (Fried dan Hademenos, 2006: 1). Sains adalah pengetahuan yang sistematis, berlaku secara umum, serta merupakan kumpulan data hasil observasi atau pengamatan eksperimen. Semua aktivitas sains terkait dengan pengamatan dan eksperimen. Sains bukan hanya kumpulan mengenai benda atau makhluk hidup, melainkan cara kerja, cara berfkir, dan cara memecahkan masalah (Sujana, 2014: 3). Moore’s (1999) (Dalam Routledge, 2017) mendiskripsikan sains sebagai jalan/cara untuk mengetahui. Artinya pengetahuan IPA dan penemuan IPA memiliki karakteristik tertentu yang membedakannya dari cara lain untuk mengetahui dunia. Karakteristik dari IPA sebagai cara untuk mengetahui termasuk dimensi empiris, kreatif, sosial dan sementara. Permendiknas No.22 tahun 2006 menyebutkan bahwa IPA adalah ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan cara mencari tahu tentang alam secara sistematis, sehingga IPA bukan hanya penguasaan kumpulan pengetahuan yang berupa fakta-fakta, konsep-konsep, atau prinsip-prinsip saja tapi juga merupakan proses penemuan. Berdasarkan pemaparan dapat dikatakan bahwa IPA/sains adalah ilmu pengetahuan yang sistematis dan terorganisir untuk mempelajari alam yang terdiri dari data-data (fakta/konsep/prinsip) yang objektif dan cara/proses untuk mengetahui kejadian alam. Untuk mempelajari fenomena-fenomena alam dilakukan dengan menggunakan metode saintifik yang merupakan rangkaian langkah-langkah

3

sistematis yang dilakukan oleh para ilmuan. Francis Bacon (1561-1621) (dalam Fried dan Hademenos, 2006: 1) mengemabangkan model itu dengan menyertakan langkah-langkah metode saintifik yaitu: 1. Mengidentifikasi masalah 2. Mengumpulkan data dalam cakupan masalah (melalui pengamatan, pengukuran, dll) 3. Memilih data untuk mencari korelasi, hubungan yang bermakna, dan keteraturan. 4. Merumuskan hipotesis 5. Menguji hipotesis dengan tepat melalui pengumpulan data baru 6. Mengkonfirmasi, memodifikasi, dan menolak hipotesis jika memperoleh temuan baru. B. Hakikat Kehidupan Sejak kecil kita telah diajari bahwa ciri-ciri kehidupan meliputi bernafas, bergerak, membutuhkan makanan/nutrisi, tumbuh, berkembang biak, peka terhadap rangsang, mealakukan metabolisme dan mengelaurkan zat sisa, serta adaptasi. Pada hakikatnya makhluk hidup yang melakukan aktivitas-aktivitas diatas adalah terdiri dari beberapa bagian yang terorganisai (organisasi kehidupan). Para ilmuan telah mengumngkapkan bahwa organisasi dari suatu kehidupan itu terdiri dari bagianbagian mulai yang terkecil hingga saling terkait membentuk hingga membentuk organisme bahkan lebih luas lagi. Organisasi tersebut cukup rumit untuk dijeskan namun kita dapat mengidentifikasi tingkatan dari kehidupan dimulai dari struktur terkecil kehidupan yaitu sel. Sel masih dapat diurai lagi dalam bagain penyusunnya, sel pada hakikatnya juga adalah sebuah materi. Bagian terkecil dari materi adalah atom, gabungan atom akan menbentuk melekul, misalnya molekul air, oksigen, dll. Secara ringkas organisasi kehidupan dapat diurutkan sebagai berikut. Atom – molekul – sel – jaringan – organ – sistem organ – organisme (individu) – populasi – komunitas – ekosistem – bioma. Ciri makhluk hidup adalah dinamis. Pertukaran molekul terjadi secara terus menerus antara bagian-bagian organisme dan lingkungan sekitarnya. Proses ini

4

dinamakan metabolisme. Sintesis substansi rumit yang lebih sederhana dinamai anabolisme. Pemecahan susbtansi rumit menjadi sederhana disebut katabolisme. Makhluk hidup juga memiliki kemampuan untuk menduplikasi strukturnya yang unik, yang mengarah pada pertumbuhan dan pembentukan individu baru (berkembang biak). Proses perkembangbiakan makhluk hidup dibagi menjadi aseksual dan seksual (Kimball, 2002: 13). Dua mekanisme diatas merupakan contoh bagaimana hakikat dari suatu makhluk hidup yang membedakan dengan benda mati. Karena kita akan belajar mengenai IPA dalam kehidupan sehari-hari maka kedua konteks pokok mengenai IPA dan kehidupan harus didalami terlebih dahulu. Setiap proses kehidupan dalam IPA pasti terkiat dengan aktivitas makhluk dan bagaimana kita memahami setiap kejadiannya.

C. IPA dalam keseharian Aktifitas kita sehari-hari tidak akan terlepas dari proses-proses alam. Proses itu dapat terjadi pada diri kita sendiri, lingkungan disekitar kita, bahkan interaksi anatara kita dan lingkungan. IPA dalam kehidupan kita ada yang terjadi secara alamiah, misalnya jantung kita yang terus berdetak, pernafasan, aliran darah, peristiwa hujan, tumbuhnya pohon, bekembangnya hewan dan banyak lagi. Ada juga pemanfaatan IPA yang senagaja kita terapkan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya penggunaan listrik pada alat-alat rumah tangga, pemanfaatan jaringan internet dalam Smartphone, pemanfaatan bahan bakar untuk kendaraan, dan masih banyak lagi. Luasnya pembahasan IPA dalam kehidupan kita, maka dalam makalah ini akan dibahas beberapa hal terkait itu yang dekat dengan kehidupan kita. 1. Karakter air yang menopang kehidupan Air adalah esensi kehidupan, makhluk hidup tidak akan hidup tanya molekul ini. Air memiliki karakter yang unik. Keunikan air ini terjadi akibat ikatan hidrogen antarmolekulnya. Beberapa hal yang membuat air sangat begitu spesial (Starr, et al, 2012: 32-33) adalah : a. Polaritas molekul air

5

Pada molekul air ikatan kovalen polar mengikat satu atom oksigen dengan 2 atom hidrogen. Secara umum, molekul ini tidak bermuatan tapi atrikan oksigen terhadap elektron yang dibagi bersama lebih besar dari tarikan atom oksigen. Jadi, tiap atom dalam molekul air sedikit bermuatan; atom oksigen sedikit negatif dan atomhidrogen sedikit positif. Pemisahan muatan ini menyebabkan air menjadi polar. Polarittas molekul air berinteraksi dengan molekul air lain dan ikatan hidrogen terbentuk diantara dua molekul tersebut dalam jumlah besar. Ikatan hidrogen yang yang meluas diantara molekul-molekul air memberikan sifat unik pada air, sehingga memungkinkan ada kehidupan. Gambar 1. Molekul air terdiri dari oksigen dan hidrogen, dengan elektronegativitas masing-masing 3.44 dan 2.20. Dipol masingmasing ikatan (panah merah) ditambahkan bersama

untuk

membuat

keseluruhan

molekul polar

Gambar 2. Satuan ikatan hidrogen bersifat lemah tetapi banyak terbentuk. Sekumpulan ikatan hidrogen cukup kuat untuk menstabilkan struktur molekul biologis besar seperti DNA.

b. Air sebagai pelarut Pelarut adalah zat yang biasanya berupa cairan yang dapat melarutkan zat lain. Zat terlarut disebut solut. Molekul pelarut terkumpul disekitar ion ion atau molekul zat terlarut sehingga mendispersi molekul zat terlarut dan menjaganya tetap terpisah. Kemampuan molekul air terbentuk diantara zat terlarut dalam cairan sel, cairan tumbuhan, darah, dan cairan hidup lainnya. Misalnya ketika kita

6

melarutkan garam dapur (NaCl) kedalam segelas air, kristal garam akan terpisah menjadi ion Natrium (𝑁𝑎+ ) dan Klorida (𝐶𝑙 − ). Garam larut dalam air karena atom oksigen yang bermuatan negatif dari banyak molekul air, menarik ion Nartium dan atom hidrogen yang bermuatan positif menarik ion Klorida. Kumpulan ikatan hidrogen ini memisahkan ion-ion dan menjaga tetap larut. Gambar 3. Proses pelarutan garam dapur dalam air

Dalam contoh kita melarutkan gula, ikatan hidrogen juga dapat terjadi antara molekul air dan molekul polar (misalnya gula). Molekul polar bersifat hidrofilik (menyukai air). Ikatan hidrogen tidak terbentuk antara molekul air dan molekul nonpolar, misalnya minyak yang bersifat hidrofibik (tidak menyukai air). Apabila kita mengkocok air dengan minyak didalam botol, minyak berada diatas air akibat terbentuknya ikantan hidrogen baru setelah sebelumnya pecah. Ikatan yang sama terjadi dilapisan minyak yang tipisyang memisahkan air didalam sel dan air diluar sel. Organisasi membran dan kehidupan berawal dari interaksi ini. c. Efek dari kemempuan air menstabilkan suhu. Air berperan dalam pencegahan perubahan temperatur yang tajam yang akan menyebabkan kerusakan pada strukturmakromolekul dalam sel. Panas Jenis (Spesific heat) air merupakan salah satu panas jenis tertinggi diantara zat-zal alami. Artinya air dapat menyerap panas dalam jumlah besar dengan perubahan temperatur yang relatif kecil. Air juga mempunyai panas fusi latent (latent heat of fusion) yang tinggi, artinya air melepaskan dalam jumlah yang relatif besar saaat mengelami perubahan fase cair ke fase padat. Sebaliknya, air menyerap panas relatif besar saat mencair. Hal itu menyebabkan sifat resistensi terhadap perubahan temperatur disekitar

7

titik beku. Tingginya panas penguapan latent (latent heat of vaporation) air (panas yang diserap saat penguapan) menyebabkan hilangnya banyak panas dari permukaan tubuh saat terjadi perubahan fase cair ke uap ( Fried dan Hademenos, 2006: 15). d. Gaya Kohesi air Gaya kohesi ialah tiap molekul saling menolak dan memisahkan diri antara satu dan lainnya. Ketika kita melemparkan kelerang diatas permukaan air maka air akan beriak, tetapi tiap molekulnya tidak terpisah dan tetap berikatan karna gaya tarik tersebut sangat kuat. Keunikan inilah yang banyak dimanfaatkan oleh organisme. Misalnya tumbuhan terus menyerap air dalam pertumbuhan. Molekul air menguap dari daun dan digantikan oleh air dari akar.Gaya kohesi memungkinkan air untuk bergerak dari akar ke daun melalui jaringan pembuluh yang berbentuk pipa sempit. Air juga bersifat tembus cahaya, sehingga tidak menggangu prosesproses seperti fotosintesis dan penglihatan. 2. Energi Untuk melakukan aktivitas keseharian, kita tidak akan terlepas dari penggunaan energi. Misalnya untuk berjalan, mengangat benda, menjalankan mobil, menyalakan TV, menyalakan kompor, lampu, dan lain sebangainya kita memerlukan energi. Energi dalam IPA terdiri dari banyak jenis. Kita akan membahas tantang energi dalam kehidupan sehari-hari. Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Benda dapat dikatakan memiliki energi apabila benda tersebut dapat menghasilkan gaya untuk melakukan suatu usaha. Para ahli sains mendefinisikan energi sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Setiap energi pasti mengalami perubahan. Perubahan yang terjadi pada materi disertai perubahan energi, atau dengan kata lain energi adalah sesuatu yang meyertai perubahan materi. Jika suatu materi yang berubah mengalami penerununan energi dari sebelumnya (energi keluar) disebut eksotermik. Sebaliknya jika perubahan materi disertai

8

penambahan energi disebut endotermik. Setiap energi memiliki sumber (sumber energi). Misalnya matahari, makanan, arus air, dll. Dalam IPA, terutama fisika, energi memiliki banyak bentuk. Sejatinya, tidak ada makhluk yang mampu menciptakan energi sendiri, mereka hakitatnya hanyalah merubah suatu bentuk energi menjadi bentuk energi lainnya. Sebagaimana hukum kekekalan energi yang sudah familiar yaitu “energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, energi hanya berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain”. Diawal kita sudah membahas bahwa energi adalah kemampuan melakukan usaha. Wujud dari usaha adalah melakukan suatu perubahan, misalnya perubahan bentuk, perubahan ukuran, perubahan suhu, perubahan gerak, perubahan wujud, dan perubahan struktur kimia zat. Beberapa bentuk energi dalam kehidupan kita sehari-hari (Agustina & Tika, 2013: 93-102) adalah: a. Energi Kinetik Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda yang bergerak. Besarnya energi kinetik bergantug pada massa dan kecepatan benda tersebut. Misalnya mobil yang bergerak, peluru yang meleasat, dll. Persamaannya dapat dirumuskan sbb: 𝐸𝑘 =

1 2

𝑚𝑣 2 , dimana m= massa (kg), v = kecepatan (m/s)

b. Energi Potensial Energi potensial adalah energi yang terdapat dalam suatu materi diakibatkan dalam tinggi rendahnya kedudukan. Misalnya buah kelapa yang dijatuhkan, batu yang dilempar keatas, dll. Besarnya energi potensial sebanding dengan massa dan ketinggian benda. Dapat Dirumuskan : 𝐸𝑝 = 𝑚𝑔ℎ, diamana g= percepatan grafitasi (m/𝑠 2 ), h=ketinggian (m) Selain energi potensial ada juga energi potensial pegas, Energi ini dimiliki oleh benda yang melentur misalnhya pda panah atau pegas. Benda-benda itu akan memiliki energi potensial jika direntangkan atau diciutkan. Suatu benda pegas yang direnggagkan dengan gaya F sejauh x. Maka energi potensialnya pegasnya dapat ditentukan :

9

𝐸𝑝 =

1 2

𝑘𝑥 2 = 𝐹𝑥, diamana: k = konstanta pegas (N/m), F= gaya (N),

x = pertambahan panjang pegas (m) Perubahan energi potensial suatu benda selalu terkait dengan perubahan posisi (gerak) benda. Jumlah energi potensial dan energi kinetik suatu benda selalu konstan, sebagaimana hukum kekekalan energi maka (𝐸𝑝 + 𝐸𝑘 = 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛 (𝑐)). Misalnya kita melempar batu keatas, batu itu setiap saat mengalami penurunan energi kinetik dan pada saat yang sama batu terebut mengalami pertambahan energi potensial. c. Perpindahan Panas (kalor) Kalor adalah energi yang diterima oleh sebuah benda yang mengakibatkan suhu

benda naik atau wujud benda berubah, atau

sebaliknya energi yang dilepaskan oleh suatu benda sehingga suhu benda tersebut turun atau bentuk benda berubah. Energi kalor dinyatakan dengan kalori. Satu kalori didefinisikan sebagai jumlah kalor yang diperlukan untuk memanaskan 1 gram air sehingga suhunya naik 1𝑜 𝐶. 1) Kalor jenis dan kapasitas kalor Jika kita memanaskan air, banyaknya kalor yang diterima air sebanding dengan massa air tersebut dan sebanding dengan kenaikan suhu air tersebut. Sehingga dapat dirumuskan : Q= m.c.Δt, dimana : Q= kalor yang diperlukan (kalori), m= massa benda (gram), c= kalor jenis benda (1/kalori. suhu (

𝑜

𝑜

𝐶), Δt= perunahan

𝐶).

Kalor jenis setiap benda berbeda, kalor jenis didefinisikan sebagai satu kalori dari masing-masing benda sebagaimana yang telah diuangkapkan sebelumnya. Setiap benda memiliki kapasitas kalor yang berbeda-beda. Kapaitas kalor (H) adalah bnayaknya kalor yang diperlukan oleh sejumlah massa benda (gram) sehingga suhunya naik 1𝑜 𝐶. Dapat dirumuskan : H= Q/ Δt = m.c

10

2) Asas Black Dua benda yang memiliki suhu berbeda yang dicampur, misalnya kita membuat segelas teh hangat dengan mencampur setengah gelas air dingin dan setengah gelas air panas, maka berlaku asas black sbb: 

Dua benda yang saling bercampur, benda yang panas akan memberikan kalor kepada benda yang dingin, sehingga suhu dua benda itu sama.



Jumlah kalor yang diserap benda yang dingin, sama dengan jumlah kalor yang dilepaskan benda yang panas.



Benda yang didinginkan akan melepas kalor yang sama banyaknya dengan kalor yang diserap, jika benda itu dpanaskan. “Singkatnya, kalor yang diterima = kalor yang dilepaskan”

d. Energi Cahaya Cahaya sangat diperlukan bagi kehidupan makhluk hidup teruatama tumbuhan yang sangat bergantung pada cahaya matahari. Energi cahaya adalah energi yang dimiliki oleh gerak foton dalam bentuk gelombang elektromagentik. Gelombang cahaya memiliki frekuensi dan panjang gelombang tertentu, dengan kecepatan yang sama. Nilai panjang gelombang

berbanding

terbalik

dengan

frekuensi

gelombang.

Dirumuskan: 𝑐

𝜐 = 𝜆, dimana 𝜐= frekuensi (Hz), c= kecepatan cahaya (3.108 m/s), 𝜆 = panjang gelombang. Planck mengungkapkan bahwa energi cahaya bergantung pada frekuensinya. 𝐸𝑐= 𝐻. 𝜐, dimana 𝐸𝑐= energi cahaya (J), H = tetepan Planck (6,626 x 10−34 Js) e. Energi Listrik

11

Listrik merupakan sarana untuk menghidupkan berbagai peralatan elektronik yang memudahkan kehidupan manusia. Energi listrik adalah energi yang diakibatkan oleh gerakan partikel bermuatan dalam suatu media (konduktor), karena adanya beda potensial antara kedua ujung konduktor. Besarnya energi listrik bergnatung pada jumlah muatan yang mengalir dan beda potensial listrik. Dirumuskan: W= q. E, dimana w= Energi listrik (J), q= Muatan yang mengalir (C) dan E= Beda potensial listrik (V) f. Energi Kimia Makanan yang kita konsumsi sehari-hari adalah salah satu dari bentuk energi ini. Energi kimia adalah energi yang dikandung suatu senyawa dalam bentuk energi ikatan diantara atom-atomnya. Besarnya energi bergantung pada jenis dan jumlah pereaksi serta suhu dan tekanan. g. Energi Nuklir Bom nuklir yang menyerang Hiroshima dan Nagasaki di Jepang adalah contoh dari energi nuklir. Energi nuklir adalah energi yang terkandung dalam inti atom.. Energi nuklir akan keluar bil suatu inti atom berubah menjadi inti atom lain. Besarnya energi bergantung pada jenis dan jumlah energi. 3. Usaha Dalam fisika usaha selalu terkait dengan gaya dan perpindahan. Bila gaya berkerja pada sebuah benda dan mengakibatkan benda berpindah selama gaya bekerja, dapat dikatakan gaya tersebut melakukan usaha. Sehingga dapat dirumuskan: W= F.s, dimana W= usaha (Nm(J)), F= gaya (N), dan s= jarak perpindahan (m) Energi dan usaha memiliki hubungan. Misalnya tangan kita mampu memindahkan benda, bensin mampu menjalankan mobil, dll. Satuan usaha sama dengan satuan energi yaitu Joule (J) Manusia dalam mempermudah melakukan suatu usaha memerlukan suatu peralatan. Peralatan tersebut sering kita sebut dengan pesawat sederhana karena karena mekanisme kerjanya sederhana. Sebenarnya banyak peralatan-

12

peralatan yang lebih kompleks yang membantu manusia dalam aktivitas seharihari untuk menghemat energi kita dalam melakukan usaha, misalnya mobil, setrika, mesin cuci, dan masih banyak lagi. Beberapa keuntungan dari sebuah peralatan tersebut adalah dapat mengubah energi, mengurangi gaya yang kita kelaurkan, mempercepat pekerjaan, dan mengubaah arah. 4. Hubungan Antara Energi dan Usaha Sebelumnya telah kita bahas bahwa energi dan usaha memiliki kaitan yang sangat erat. Gaya yang melakukan suatu usaha pada benda maka akan terjadi perubahan energi pada benda tersebut. Misalnya kita mendorong benda sehingga bergerak horizontal makan akan terjadi perubahan energi kinetik pada benda tersebut. Sehingga besarnya usaha sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut. Secara matematis perubahan itu ditulis: W=Δ𝐸𝑘 = 𝐸𝑘2 − 𝐸𝑘1, dimana W= usaha (J), Δ𝐸𝑘 = perubahan energi kinetik(J), 𝐸𝑘2 = energi kinetik awal (J), 𝐸𝑘1 = Energi kinetik akhir (J) Sebagaimana kita mendororng sebuah benda, ketika kita mengangkat benda (vertikal) berarti kita juga telah melakukan usaha yang menyebabkan benda tersebut menaglami perubahan energi potensial. Dapat dirumuskan: W=Δ𝐸𝑝 = 𝐸𝑝2 − 𝐸𝑝1 , dimana W= usaha (J), Δ𝐸𝑝 = perubahan energi potensial(J), 𝐸𝑝2 = energi potensial awal (J), 𝐸𝑝1 = Energi potensial akhir (J) 5. Daya Sebelumnya telah dibahas bahwa usaha didefinisikan sebagai perubahan energi. Apabila perubahan ini diukur setiap 1 sekon, dapat ditemukan sebuah besaran baru yaitu perubahan usaha tiap satu sekon yang disebut daya (power). Secara matematis dapat dirumuskan sbb: 𝑊

𝑃 = 𝑡 , dimana P= daya(J/s), W= usaha (J), t= waktu (s) Satuan daya adalah J/s, dalam satuan SI disebuat sebagai watt (W). Sebelumnya kita telah menemukan persamaan bahwa usaha adalah gaya dikalikan dengan perpindahan (W=F.s), sehingga: 𝑃=

𝑊 𝑡

=

𝐹.𝑠 𝑡

, dan kita sudah ketahui sebelumnnya bahwa jarak adalah

kecepatan dikali waktu (s=v.t) sehingga:

13

𝑃=

𝑊 𝑡

=

𝐹.𝑠 𝑡

=

𝐹.𝑣.𝑡 𝑡

= 𝐹. 𝑣, Sehingga dapat disimpulkan bahwa P=F.v dimana

P = daya (watt), F= gaya (N), dan v= kecepatan (m/s).

14

BAB III KESIMPULAN

IPA/sains adalah ilmu pengetahuan yang sistematis dan terorganisir untuk mempelajari alam yang terdiri dari data-data (fakta/konsep/prinsip) yang objektif dan cara/proses untuk mengetahui kejadian alam. Secara ringkas organisasi kehidupan dapat diurutkan sebagai berikut. Atom – molekul – sel – jaringan – organ – sistem organ – organisme (individu) – populasi – komunitas – ekosistem – bioma. Makhluk hidup memiliki ciri-ciri khusus dibandingkan benda mati misalnya bernafas, bergerak, metabolism, tumbuh, berkembang, dll. Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Energi meliputi energy kinetic, potensial, kalor, listrik, cahaya, kimia, dan nuklir. Usaha sangat terkait dengan energy. Usaha adalah gaya yang dikenakan pada perpindahan suatu benda. Dapat dikatakan juga usaha adalah perubahan energy dari suatu benda dari satu titik ke titik yang lain. Daya adalah perubahan usaha tiap satu sekon

15

DAFTAR PUSTAKA

Atep Sujana. (2014). Dasar-Dasar IPA: Konsep dan Aplikasinya. Bandung: UPI Press Fried, George H. & Goerge J. (2006). Schaum’s Oultine: Biologi. Jakarta: Erlangga I Gusti Ayu Tri Agustina & I Nyoman Tika. (2013). Konsep Dasar IPA. Yogyakarta: Penerbit Ombak Kimball, John W. (2002). Biologi: Edisi 5. Jakarta: Erlangga Permendikbud No. 22 Tahun 2016 Settlage, John, Sherry A. Southerland, dkk. (2017). Teaching Science to Every Child: Using Culture as a Starting Point. Routledge Starr, Cecle, Ralph Taggart, dkk. (2012). Biologi: Kesatuan dan Keragaman Makhluk Hidup. Jakarta: Salemba

16