Objek IPA dan Pengamatannya

IPA adalah ilmu tentang segala sesuatu yang ada di sekitar kita. Para ilmuwan atau scientist mempelajari hal-hal yang terjadi di sekitar kita dengan cara melakukan serangkaian penelitian dengan sangat cermat serta hati-hati. Dengan cara seperti itu, para ilmuwan dapat menjelaskan apa dan mengapa sesuatu yang ada di alam sekitar dapat terjadi, serta memperkirakan sesuatu yang terjadi saat ini maupun saat yang akan datang.

Hasil temuan mereka dapat dimanfaatkan untuk kesejahteraan hidup manusia. Diantaranya adalah hasil temuan dalam bidang teknologi yang ada di alam sekitar kita misal ada komputer, televisi, biji jagung hibrida, pupuk, dan sebagainya. Nah, pada kesempatan kali ini kita akan belajar apa yang diselidiki dalam IPA serta bagaimana melakukan pengamatan dan mempelajari pengukuran sebagai bagian dari pengamatan. Langkah pertama yang dapat kita lakukan untuk mempelajari benda-benda di sekitar kita adalah melakukan pengamatan atau observasi, dan hasil pengamatan yang telah dilakukan adalah berupa deskripsi. Misal, siswa di sebuah sekolah melakukan pengamatan terhadap teman mereka. Yang diamati adalah ciri-ciri dari teman mereka yang bisa diamati. Misal tinggi badan, warna rambut, warna kulit, hidung, mata, dan lain-lain. Dari hasil pengamatan ini, berbagai pertanyaan lain akan muncul, misal berapakah tinggi badannya, berapa massa tubuhnya dan lain sebagainya. Untuk itu, perlu dilakukan penyelidikan lebih lanjut sehingga akan memperoleh pemahaman yang lebih lengkap tentang teman mereka di sekolah. Nah.. dengan cara inilah IPA dapat berkembang.

Penyelidikan ilmiah IPA melibatkan sejumlah proses yang harus dikuasai, antara lain seperti berikut.

1. Pengamatan
Pengamatan dilakukan untuk mengumpulkan data dan informasi menggunakan pancaindra, termasuk melakukan pengukuran dengan alat ukur yang sesuai. Keterampilan melakukan pengamatan dan mencoba menemukan hubungan-hubungan yang diamati secara sistematis sangatlah penting. Dengan keterampilan ini kita dapat mengetahui bagaimana mengumpulkan fakta dan menghubungkan fakta-fakta untuk membuat suatu penafsiran atau kesimpulan. Keterampilan ini juga merupakan keterampilan belajar sepanjang hayat yang dapat digunakan bukan saja untuk mempelajari berbagai macam ilmu, tetapi juga dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

2. Membuat Inferensi
Merumuskan penjelasan berdasarkan pengamatan. Penjelasan ini digunakan untuk menemukan pola-pola atau hubungan antaraspek yang diamati dan membuat perkiraan. Inferensi sendiri mengacu pada kesimpulan yang masuk akal atau logis.

3. Mengomunikasikan
Proses ke 3 adalah mengkomunikasikan hasil penyelidikan baik lisan maupun tulisan. Hal yang dikomunikasikan termasuk data yang disajikan dalam bentuk tabel, grafik, bagan, dan gambar yang relevan.

Perhatikan gambar dibawah ini. Gambar ini adalah gambar model atom yang diperbesar dan gambar galasi yang diperkecil. Keduanya terdapat kemiripan sistem (fenomena). Objek yang dipelajari dalam IPA meliputi seluruh benda di alam dengan segala interaksinya untuk dipelajari pola-pola keteraturannya.
Objek yang dipelajari dalam IPA ini dapat berupa benda yang sangat kecil (renik), misalnya bakteri,
virus, bahkan partikel-partikel penyusun atom, juga dapat berupa benda-benda yang berukuran sangat besar, misalnya lautan, bumi, matahari hingga jagat raya ini.
a). Virus
b). Pohon besar
c). Ekosistem laut

Perlu Diketahui, saat ini, penyelidikan tentang alam telah menghasilkan kumpulan pengetahuan yang demikian kompleks. Untuk memudahkan, pengetahuan-pengetahuan tersebut digolongkan menjadi empat (4), yaitu sebagai berikut.
  1. Fisika, mempelajari tentang aspek mendasar alam, misalnya materi, energi, gaya, gerak, panas, cahaya, dan berbagai gejala alam fisik lainnya.
  2. Kimia, meliputi penyelidikan tentang penyusun dan perubahan zat.
  3. Biologi, mempelajari tentang sistem kehidupan mulai dari ukuran renik sampai dengan lingkungan yang sangat luas.
  4. Ilmu Bumi dan Antariksa, mempelajari asal mula bumi, perkembangan dan keadaan saat ini, bintang-bintang, planet-planet, dan berbagai benda langit lainnya.
Pengukuran sebagai Bagian dari Pengamatan
Pengamatan objek dengan menggunakan indra merupakan kegiatan yang penting untuk menghasilkan deskripsi suatu benda. Akan tetapi, seringkali pengamatan seperti itu tidak cukup. Kita memerlukan pengamatan yang memberikan hasil yang pasti ketika dikomunikasikan kepada orang lain. 

Misal, bagaimana seorang penjahit dapat membuatkan baju dengan ukuran yang tepat, atau seorang pedagang buah menentukan banyaknya buah yang dia jual dengan akurat, dan dari kedua peristiwa tersebut terkait dengan kegiatan yang namanya pengukuran. 

1. Pengukuran
Mengukur merupakan kegiatan penting dalam kehidupan dan kegiatan utama di dalam IPA. Mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran lain(sejenis) yang digunakan sebagai patokan. Misal kita akan mendeskripsikan diri kita sendiri. Ketika kita akan mendeskripsikan diri kita sendiri maka kemungkinan besar kita akan menyertakan tinggi badan, umur/usia, massa tubuh dan lain sebagainya. Tinggi badan, umur, dan massa tubuh merupakan sesuatu yang dapat diukur. Dan segala sesuatu yang dapat diukur disebut besaran.

Sekali lagi bahwa mengukur merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan. Misal, kita melakukan pengukuran panjang sebuah meja dengan jengkal kita. Nah dengan demikian, kita harus membandingkan panjang meja dengan panjang
jengkal. Jengkal itulah yang digunakan sebagai satuan pengukuran. Dari pengukuran tersebut misal diperoleh hasil pengukurannya yaitu panjang meja sama dengan 6 jengkal.

Lalu di lain waktu, teman kita misal juga melakukan hal yang sama yaitu mengukur panjang meja menggunakan jengkal. Katakan Edo, Banu dan Dika. Mereka mengukur meja yang sama dengan meja yang kita ukur, menggunakan jengkal mereka. Dan bagaimana hasilnya? Ternyata hasil yang didapat berbeda-beda. Edo mengukur panjang meja adalah 6 jengkal, Banu 5,5 jengkal dan Dika 7 jengkal. Pertanyaannya, kenapa hal ini bisa terjadi? Mengapa hasil pengukuran ketiganya berbeda? Dan bagaiman jika pengukuran di seluruh dunia menggunakan satuan yang berbeda seperti jengkal ini?

Oleh karena itu, diperlukan satuan yang disepakati bersama untuk semua orang. Satuan yang disepakati ini disebut satuan baku. ontoh satuan baku dalam Sistem Internasional (SI) diantaranya sentimeter, kilogram, dan detik. Setelah tahun 1700, sekelompok ilmuwan menggunakan sistem ukuran yang dikenal dengan nama Sistem Metrik. Pada tahun 1960, Sistem Metrik dipergunakan dan diresmikan sebagai Sistem Internasional. Penamaan ini berasal dari bahasa Prancis, Le Systeme Internationale d’Unites.

Dalam satuan SI, setiap jenis ukuran memiliki satuan dasar, contohnya panjang memiliki satuan dasar meter. Untuk hasil pengukuran yang lebih besar atau lebih kecil dari meter, dapat digunakan awalan-awalan, perhatikan tabel dibawah ini;
AwalanSimbolKelipatanContoh
Tera T1012
Giga G109
Mega M1065 Mwatt = 5.000.000 watt
kilo k1031 km = 103 m
hekto h102
deka da10
desi d10-1
senti c10-21 cm = 10-2 m
mili m10-3
mikro 𝛍10-6
nano n10-9
Penggunaan awalan ini untuk memudahkan dalam berkomunikasi karena angkanya menjadi lebih sederhana. Misalnya, untuk menyebutkan 20.000 meter dapat dipermudah menjadi 20 kilometer. Nilai kelipatan awalan tersebut menjangkau objek yang sangat kecil hingga objek yang sangat besar.

Sistem Internasional lebih mudah digunakan karena disusun berdasarkan kelipatan bilangan 10. Penggunaan awalan di depan satuan dasar SI menunjukkan bilangan 10 berpangkat yang dipilih. Misalnya, awalan kilo berarti 103 atau 1.000. Berarti, 1 kilometer berarti 1.000 meter. Contoh lain, pembangkit listrik menghasilkan daya 500 Mwatt yang berarti sama dengan 500.000.000 watt. Jadi, penulisan awalan menyederhanakan angka hasil pengukuran, sehingga mudah dikomunikasikan ke pihak lain. Ingat! Pengukuran yang baik dan tepat memerlukan alat ukur yang sesuai.

Besaran Pokok dan Besaran Turunan
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya didefinisikan. Besaran Turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran-besaran pokok penyusunnya.

a. Panjang
Dalam IPA, panjang menyatakan jarak antara dua titik. Misalnya, panjang papan tulis adalah jarak antara titik pada ujung-ujung papan tulis, panjang bayi yang baru lahir adalah jarak dari ujung kaki sampai ujung kepala bayi itu.

Panjang menggunakan satuan dasar (SI) meter (m). Satu meter standar (baku) sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299.792.458 sekon. Untuk keperluan sehari-hari telah dibuat alat-alat pengukur panjang tiruan dari meter standar, seperti pita ukur atau metlin, penggaris atau mistar, jangka sorong, dan meteran gulung. Selain meter, panjang juga dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar atau lebih kecil dari meter dengan cara menambahkan awalan-awalan.

Meteran gulung dan penggaris mampu mengukur paling kecil hingga 1 mm, tetapi jangka sorong mampu mengukur sampai 0,1 mm. Untuk meteran gulung biasanya tersedia dalam ukuran 5 m, 10 m, 15 m, 30 m, sampai 50 m.  Ada 3 jenis meteran gulung jika dilihat dari bahan pembuatnya, yaitu;

1. Meteran Kain
Meteran kain terbuat dari campuran kain linen dan anyaman kawat tembaga/kuningan. Kelebihan dari meteran ini ialah fleksibel dan mudah diubah bentuknya sesuai dengan benda yang akan diukuran. Namun kekurangannya meteran kain relatif gampang rusak, tingkat keakuratannya rendah, dan tingkat pemuaiannya cukup besar.

2. Meteran Baja
Baja merupakan bahan dasar dari pembuatan meteran ini. Kelebihan-kelebihannya antara lain tahan lama, tahan air, dan tingkat pemuaiannya cukup kecil. Sayangnya bahan baja membuat struktur meteran ini cenderung kaku serta tingkat ketelitiannya pun sedang.

3. Meteran Baja Aloy
Baja aloy adalah material yang terbentuk dari perpaduan antara baja dan nikel. Oleh sebab itu, baja aloy memiliki kualitas yang lebih baik daripada baja biasa. Karakteristik dari meteran baja aloy yakni awet, antikarat, tidak terpengaruh suhu, dan pemuaiannya rendah sekali. Selain itu, meteran ini juga mempunyai tingkat ketelitian yang paling tinggi dibandingkan dengan kedua jenis meteran gulung sebelumnya.

Sedangkan jangka sorong yang juga merupakan salah satu alat ukur dari besaran pokok panjang memiliki bentuk yang mirip dengan kunci inggris dengan rahang yang bisa digeser.
Fungsi Jangka Sorong

  • Jangka sorong berfungsi mengukur panjang suatu benda dengan ketelitian sampai 0,1 mm. (rahang tetap dan rahang geser bawah)
  • Rahang tetap dan rahang geser atas bisa digunakan untuk mengukur diameter benda yang cukup kecil seperti cincin, pipa, dll.
  • Tangkai ukur di bagian bawah berfungsi untuk mengukur kedalaman seperti kedalaman tabung, lubang kecil, atau perbedaan tinggi yang kecil.

Cara Menggunakan Jangka Sorong

  1. Awal persiapan, kendurkan baut pengunci dan geser rahang geser, pastikan rahang geser bekerja dengan baik. Sobat hitung jangan lupa untuk cek ketika rahang tertutup harus menunjukkan angka nol. Jika tidak menunjukkan angka nol sobat bisa mensettingnya.
  2. Langkah/ cara menggunakan jangka sorong selanjutnya adalah membersihkan permukaan benda dan permukaan rahang agar tidak ada benda yang menempel yang bisa sebabkan kesalahan pengukuran.
  3. Tutup rahang hingga mengapit benda yang diukur. Pastikan posisi benda sesuai dengan pengukuran yang ingin diambil. Lalu tinggal membaca skalanya.

Dalam melakukan pengukuran, perhatikan posisi nol alat ukur. Untuk pengukuran panjang, ujung awal benda berimpit dengan angka nol pada alat ukur. Selain itu, posisi mata harus tegak lurus dengan skala yang ditunjuk. Hal ini untuk menghindari kesalahan hasil pembacaan pengukuran. Perhatikan gambar dibawah ini;
b. Massa
Setiap benda tersusun dari materi. Jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda disebut massa benda. Dalam SI, massa diukur dalam satuan kilogram (kg). Misalnya, massa tubuh kita 52 kg, massa seekor kelinci 3 kg, massa sekantong gula 1 kg. Dalam kehidupan sehari-hari, orang menggunakan istilah “berat” untuk massa. Namun sesungguhnya, massa tidak sama dengan berat. Massa suatu benda ditentukan oleh kandungan materinya dan tidak mengalami perubahan meskipun kedudukannya berubah. Sebaliknya, berat sangat bergantung pada kedudukan di mana benda tersebut berada. Mengapa? Karena benda akan memiliki gravitasi yang berbeda di tempat yang berbeda. Sebagai contoh, saat astronot berada di bulan, beratnya tinggal 1/6 dari berat dia saat di bumi.

Dalam SI, massa menggunakan satuan dasar kilogram (kg), sedangkan berat menggunakan satuan Newton (N). Satu kilogram standar (baku) sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran platinumiridium yang disimpan di Sevres, Paris, Prancis. Massa 1 kg setara dengan 1 liter air pada suhu 4oC.

Massa suatu benda dapat diukur dengan neraca lengan, sedangkan berat diukur dengan neraca pegas. Neraca lengan dan neraca pegas termasuk jenis neraca mekanik. Sekarang banyak digunakan jenis neraca lain yang lebih praktis, yaitu neraca digital. Pada neraca digital, hasil pengukuran massa langsung dapat diketahui, karena muncul dalam bentuk angka dan satuannya. Selain kilogram (kg), massa benda juga dinyatakan dalam satuan-satuan lain. Misalnya, gram (g) dan miligram (mg) untuk massa-massa yang kecil; ton (t) dan kuintal (kw) untuk massa-massa yang besar.
  • 1 ton = 10 kw = 1.000 kg
  • 1 kg = 1.000 g
  • 1 g = 1.000 mg
c. Waktu
Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa. Misalnya, waktu hidup seseorang dimulai sejak ia dilahirkan hingga meninggal, waktu perjalanan diukur sejak mulai bergerak sampai dengan akhir gerak (berhenti). Waktu dapat diukur dengan jam tangan atau stopwatch.

Satuan SI untuk waktu adalah detik atau sekon (s). Satu sekon standar (baku) adalah waktu yang dibutuhkan atom Cesium untuk bergetar 9.192.631.770 kali. Berdasarkan jam atom ini, hasil pengukuran waktu dalam selang waktu 300 tahun tidak akan bergeser lebih dari satu sekon. Untuk peristiwa-peristiwa yang selang terjadinya cukup lama, waktu dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar, misalnya menit, jam, hari, bulan, tahun, dan abad.
1 hari = 24 jam
1 jam = 60 menit
1 menit = 60 sekon
Untuk kejadian-kejadian yang cepat sekali, dapat digunakan satuan milisekon (ms) dan mikrosekon (μs).

Nah dapat disimpulkan bahwa panjang, massa, dan waktu merupakan besaran pokok, dan berdasarkan hasil Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, Sistem Internasional disusun mengacu pada tujuh besaran pokok yaitu;

Besaran PokokSatuanSimbol Satuan
Panjang meterm
Massa kilogramkg
Waktu sekons
Kuat arus ampereA
Suhu kelvinK
Jumlah zat molmol
Intensitas cahaya candelacd

Kemudian, besaran-besaran yang dapat diukur selain 7 (tujuh) besaran pokok pada diatas termasuk besaran turunan. Disebut besaran turunan karena besaran-besaran tersebut dapat diturunkan dari besaran-besaran pokoknya. Misalnya, luas sebuah ruang kelasmu yang berbentuk persegi, maka luasnya merupakan hasil perkalian panjang dengan lebar. Yang perlu diperhatikan adalah bahwa panjang dan lebar merupakan besaran pokok panjang. Dalam SI, panjang diukur dengan satuan meter (m). Luas dalam SI memiliki satuan meter x meter, atau meter persegi (m2). Contoh besaran turunan yang lainnya adalah volume, konsentrasi larutan, dan laju pertumbuhan.

Dari pembahasan kali ini, dapat disimpulkan bahwa;

  • Penyelidikan ilmiah IPA melibatkan sejumlah proses, antara lain mengamati, membuat inferensi, dan mengomunikasikan.
  • Pengukuran merupakan bagian dari pengamatan.
  • Mengukur adalah membandingkan besaran dengan besaran sejenis sebagai satuan; menghasilkan ukuran yang terdiri atas nilai dan satuan. Mengukur membutuhkan alat ukur. Alat ukur harus sesuai dengan besaran yang akan diukur.
  • Besaran yang diukur terdiri atas besaran pokok dan turunan. Satuan besaran pokok didefinisikan, satuan besaran turunan diturunkan dari besaran pokok. Panjang, massa, waktu, kuat arus, suhu, jumlah zat, dan intensitas cahaya termasuk besaran pokok. Luas, volume, konsentrasi (kepekatan) larutan, serta laju pertumbuhan termasuk besaran turunan.
Info Ilmuan;

Tahukah kamu, terdapat banyak ilmuwan yang mengembangkan pola-pola pengamatan dalam mempelajari ilmu pengetahuan alam, di antaranya adalah sebagai berikut.
  • Robert Grosseteste (1170–1253) adalah perintis teori ilmiah. Ia memperkenalkan metode analisis, penggunaan pengamatan, percobaan, dan penyimpulan dalam membuat evaluasi ilmiah. Grosseteste juga banyak mengacu pada pemikiran Platonis dan Aristotelian.
  • Francis Bacon (1560-1626), dikenal sebagai Bapak Ilmu Kealaman yang mempunyai ajaran bahwa kebenaran harus dengan menggunakan pengumpulan fakta sebanyak-banyaknya, kemudian menarik kesimpulan. Metode induktif pertama kali diterapkan oleh Bacon.
  • Galileo Galilei (1564-1642) adalah ilmuwan yang pertama kali memperkenalkan metode pendekatan ilmiah di Eropa. Penemuannya yang terkenal adalah penelitian kembali terhadap teori Coppernicus tentang heliosentrisme dengan menggunakan teleskop dan matematika. Galileo melalui pendekatan saintifiknya berhasil menunjukkan bahwa teori geontrisme yang dianut orang pada masanya adalah salah dan tidak berdasarkan pada pengamatan ilmiah.
  • Penelitian di bidang IPA juga ditunjang hasil penelitian Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) yang menemukan mikroskop.
  • Jauh sebelum zaman para ahli tersebut, ada seorang ilmuwan yang bernama Al-Kindi yang lahir pada tahun 796 M. Al-Kindi meneliti banyak objek IPA, dan berhasil menjelaskan secara rinci proses kimia, seperti penyaringan dan penyulingan.

Baca juga:

Blogger
Pilih Sistem Komentar

No comments