Selasa, 12 Juli 2016

Makalah Matematika & Ilmu Alamiah Dasar (Bab 8)

Makalah Matematika & Ilmu Alamiah Dasar


Disusun oleh :
Nama                   : Rhaeditias Inggartika
Kelas                    : 1PA13
NPM                    : 15515863
Mata Kuliah         : Ilmu Alamiah Dasar
Dosen                   : Tri Surawan
                  
                  

UNIVERSITAS GUNADARMA
FAKULTAS /JURUSAN PSIKOLOGI
2016



BAB 8
Kimia dan Fisika

   4.1 Materi : Pengertian, Sifat materi, Perubahan Materi dan klasifikasi materi
4.1.1.  Pengertian
a. Pengertian Kimia
Ilmu kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang peristiwa atau fenomena yang terjadi dialam, lebih spesifiknya lagi mempelajari tentang materi dan perubahan yang menyertainya.
Ilmu kimia seringkali dikatakan sebagai central sain karena pada disiplin ilmu apapun selalu berkaitan dengan kimia. Seorang ahli yang melakukan eksperimen tentang kimia dikatakan sebagai ilmuwan, dimana ilmuwan tersebut melakukan peneletian tentang perubahan materi dan perubahan yang menyertainya.

b. Pengertian Fisika
Fisika berasal dari bahasa Yunani yang berarti “alam”. Fisika adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat dan gejala pada benda-benda di alam. Gejala-gejala ini pada mulanya adalah apa yang dialami oleh indra kita, misalnya penglihatan menemukan optika atau cahaya, pendengaran menemukan pelajaran tentang bunyi, dan indra peraba yang dapat merasakan panas.

c. Pengertian Materi
Materi adalah segala sesuatu yang menempati ruang dan mempunyai massa. Semua benda yang kita temui tersusun oleh materi. Makin besar massa suatu benda, makin banyak materinya dan sebaliknya. Massa adalah jumlah zat atau materi yang terkandung dalam suatu benda. Suatu materi apapun bentuknya ada 3 wujud, yaitu padat, cair, gas.Berdasarkan hasil penelitian terbaru muncul wujud zat yang keempat yaitu plasma.

4.1.2.  Sifat Materi Kimia dan Fisika
a. Sifat fisika

Sifat fisika adalah sifat fisik yang bisa diamati secara langsung. Contoh sifat fisika antara lain:
·       batu itu keras
·       kain dapat menyerap air
·       karet bisa meregang
·       alumunium panas setelah dipanaskan
·       besi, tembaga dapat menghantarkan listrik ( konduktor )
·       kayu kering tidak menghantarkan listrik ( isolator )

b. Sifat kimia

Sifat kimia adalah kemampuan zat dalam bereaksi dengan zat lain sehingga membentuk zat baru. Contoh sifat fisika antara lain:

·       membusuk; contoh : daun, kayu, makanan yang membusuk. Benda yang membusuk tentunya sifatnya akan berbeda dengan sifatnya sebelum membusuk.
·       terurai; contohnya sampah busuk dan terurai menjadi bahan baru
·       bereaksi; contoh: oksigen memudahkan pembakaran
·       merusak; contoh: air aki dapat merusak kulit dan pakaian


4.1.3.  Perubahan Materi Kimia dan Fisika
a. Perubahan fisika

Perubahan fisika adalah perubahan zat yang tidak menghasilkan zat yang jenisnya baru. Contohnya antara lain :
·  perubahan wujud; misalnya mencair/melebur, membeku, menguap, mengembun, menyublim
·  perubahan bentuk; misalnya: beras digiling menjadi tepung, beras dimasak menjadi bubur
·  pemuaian; misalnya pemuaian pada rel kereta api
·  melarut; misalnya gula atau garam dilarutkan ke dalam air menjadi larutan gula atau larutan garam
·  perubahan warna; misalnya besi dipanaskan menjadi besi berpijar berwarna kemerah-merahan

b. Perubahan kimia

Perubahan kimia adalah perubahan zat yang menghasilkan zat yang jenisnya baru. Contohnya antara lain:
·   pembakaran; misalnya kayu dan kertas dibakar menjadi abu
·   peragian; misalnya kedelai diberi ragi menjadi tempe, ketela pohon/singkong rebus diberi ragi menjadi tape
·   perkaratan; misalnya besi berkarat
·   pemuaian; misalnya kayu lapuk; sampah membusuk

4.1.4.  Klasifikasi Materi Kimia dan Fisika
Para ilmuwan mengklasifikasikan materi menjadi dua kelompok yaitu :
1.      zat tunggal (unsur dan senyawa)
2.      campuran

Unsur-Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat lain dengan rekasi kimia biasa. Di alam terdapat 92 jenis unsur alami dan sisanya unsur buatan. Jumlah keseluruhan di alam kira-kira terdapat 106 unsur. Unsur dikelompokkan menjadi 3 bagian yaitu :
1.      Unsur logam
2.      Unsur non Logam
3.      Unsur Semi Logam

Senyawa adalah gabungan dari beberapa unsur yang terbentuk melalui rekasi kimia.
Campuran adalah gabungan beberapa zat dengan perbandingan tidak tetap tanpa melalui reaksi kimia.

   4.2  Pengenalan Unsur dan Sistem Periodik Unsur
       i.               Pengenalan Unsur
UNSUR
Unsur adalah zat murni yang dapat diuraikan lagi menjadi zat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa. Penulisan lambang unsur mengikuti aturan sebagai berikut:
1. Lambang unsur diambil dari singkatan nama unsur. Beberapa lambang unsur berasal dari bahasa Latin atau Yunani nama unsur tersebut. Misalnya Fe dari kata ferrum (bahasa latin) sebagai lambang unsur besi.

2. Lambang unsur ditulis dengan satu huruf kapital.

3. Untuk Unsur yang dilambangkan dengan lebih dengan satu huruf, huruf pertama lambang ditulis dengan huruf kapital dan huruf kedua/ketiga ditulis dengan huruf kecil.

4. Unsur-unsur yang memiliki nama dengan huruf pertama sama maka huruf pertama lambang unsur diambil dari huruf pertama nama unsur dan huruf kedua diambil dari huruf lain yang terdapat pada nama unsur tersebut. Misalnya, Ra untuk radium dan Rn untuk radon.
Pada suhu kamar (25 C) unsur dapat berwujud Padat, Cair,dan Gas, secara umum unsur terbagi menjadi dua kelompok yaitu:
Unsur Logam: umumnya unsur logam diberi nama akhiran ium. Umumnya logam ini memiliki titik didih tinggi, mengilap, dapat dibengkokan  , dan dapt menghantarkan panas atau arus listrik

Unsur Non Logam: umumnya memiliki titik didih rendah, tidak mengkilap,kadang-kadang rapuh tak dapat dibengkokkan dan sukar menghantarkan panas atau arus listrik.

Senyawa adalah zat yang terbentuk dari penggabungan unsur-unsur dengan pembagian tertentu. Senyawa dihasilkan dari reaksi kimia antara dua unsur atau lebih melalui reaksi pembentukan. Misalnya, karat besi (hematit) berupa Fe2O3 dihasilkan oleh reaksi besi (Fe) dengan oksigen (O). Senyawa dapat diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi penguraian.

Senyawa mempunyai sifat yang berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Senyawa hanya dapt diuraikan menjadi unsur-unsur pembentuknya melalui reaksi kimia. Pada kondisi yang sama, senyawa dapat memiliki wujud berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Sifat fisika dan kimia senyawa berbeda dengan unsur-unsur pembentuknya. Misalnya reaksi antara gas hidrogen dan gas oksigen membentuk senyawa air yang berwujud cair.

     ii.            Sistem Periodik Unsur
Pengertian Sistem Periodik Unsur
Sistem periodik memperlihatkan pengelompokkan atau susunan unsur-unsur dengan tujuan mempermudah dalam mempelajari sifat-sifat berbagai unsur yang berubah secara periodik.

Sejarah Perkembangan Sistem Periodik Unsur
Usaha-usaha untuk mengelompokkan unsur-unsur telah dimulai sejak para ahli menemukan semakin banyaknya unsur di alam. Pengelompokkan unsur-unsur ini dimaksudkan agar unsur-unsur tersebut mudah dipelajari. Beberapa ahli mengelompokkan unsur-unsur tersebut berdasarkan penelitian yang dilakukan.

1.TRIADE DOBEREINER DAN HUKUM OKTAF NEWLANDS
  
TRIADE DOBEREINER
Dobereiner menemukan adanya beberapa kelompok tiga unsur yang memiliki kemiripan sifat, yang ada hubungannya dengan massa atom.
Contoh kelompok-kelompok triade:   
- Cl, Br dan I
- Ca, Sr dan Ba
- S, Se dan Te



HUKUM OKTAF NEWLANDS
Apabila unsur disusun berdasarkan kenaikan massa atom, maka unsur kesembilan mempunyai sifat-sifat yang mirip dengan unsur pertama, unsur kesepuluh mirip dengan unsur kedua dan seterusnya. Karena setelah unsur kedelapan sifat-sifatnya selalu terulang, maka dinamakan hukum Oktaf.
   
2.SISTEM PERIODIK MENDELEYEV
· Disusun berdasarkan massa atomnya dengan tidak mengabaikan sifat-sifat unsurnya.
· Lahirlah hukum periodik unsur yang menyatakan bahwa apabila unsur disusun  menurut massa atomnya, maka unsur itu akan menunjukkan sifat-sifat yang berulang secara periodik.
· Beberapa keunggulan sistem periodik Mendeleyev, antara lain:
o  Ada tempat bagi unsur transisi.
o  Terdapat tempat-tempat kosong yang diramalkan akan diisi dengan unsur yang belum ditemukan pada waktu itu
· Kekurangan sistem periodik ini:
o  Adanya empat pasal anomali, yaitu penyimpangan terhadap hukum perioditas yang disusun berdasarkan kenaikan massa atomnya. Keempat anomali itu adalah: Ar dengan K, Te dengan I, Co dengan Ni dan Th dengan Pa.

3.SISTEM PERIODIK BENTUK PANJANG
Sistem ini merupakan penyempurnaan dari gagasan Mendeleyev, disusun berdasarkan nomor atomnya. Sistem ini terdiri dari dua deret, deret horisontal disebut periodik dan deret vertikal disebut golongan.
   
4.SISTEM PERIODIK DAN HUBUNGANNYA DENGAN KONFIGURASI ELEKTRON


a) HUBUNGAN ANTARA PERIODA DENGAN KONFIGURASI  ELEKTRON
      Dalam sistem periodik, perioda menunjukkan banyaknya kulit yang telah terisi elektron di dalam suatu atom. Sehingga sesuai dengan banyaknya kulit yaitu K, L, M, N, O, P, Q maka sistem periodik mempunyai 7 perioda.

b) HUBUNGAN ANTARA GOL. DENGAN KONFIGURASI ELEKTRON
    Unsur yang terletak pada satu golongan mempunyai sifat-sifat kimia yang mirip (hampir sama). Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan unsur-unsur golongan B disebut unsur transisi (peralihan), semua unsur transisi diberi simbol B kecuali untuk triade besi, paladium dan platina disebut "golongan VIII''.

c) CARA PENENTUAN PERIODA DAN GOL. SUATU UNSUR
 1.
Unsur dengan nomor atom 11, konfigurasinya : 1s2 2s2 2p63s1

- n = 3, berarti periode 3 (kulit M).
- elektron valensi (terluar) 3s sebanyak 1 elektron, berarti termasuk golongan IA.
2.
Unsur Ga dengan nomor atom 31, konfigurasinya : 1s2 2s22p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1

- n = 4, berarti perioda 4 (kulit N).
- elektronvalensi 4s2 4p1, berarti golongan IIIA.
3. 
Unsur Sc dengan nomor atom 21, konfigurasinya : 1s2 2s22p6 3s2 3p6 4s2 3d1

- n = 4, berarti perioda 4 (kulit N).
- 3d1 4s2 berarti golongan IIIB.
4.
Unsur Fe dengan nomor atom 26, konfigurasinya : 1s2 2s22p6 3s2 3p6 4s2 3d10

- n = 4, berarti perioda 4 (kulit N).
- 3d6 4s2 , berarti golongan VIII.
 d) 
BEBERAPA SIFAT PERIODIK UNSUR-UNSUR
1.
Jari jari atom adalah jarak dari inti atom ke lintasan elektron terluar.
-
Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan jari jari atom berkurang.
-
Dalam satu golongan, dari atas ke bawah jari-jari atom bertambah.
-
Jari-jari atom netral lebih besar daripada jari-jari ion positifnya tetapi lebih kecil dari jari-jari ion negatifnya.

Contoh:
jari-jari atom Cl < jari-jari ion Cl-
jari-jari atom Ba > jari-jari ion Ba2+
2.
Potensial ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang paling lemah/luar dari atom suatu unsur atau ion dalam keadaan gas.
Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan potensial ionisasi bertambah.
-
Dalam satu golongan, dari atas ke bawah potensial ionisasi berkurang.
3.
Affinitas elektron adalah besarnya energi yang dibebaskan pada saat atom suatu unsur dalam keadaan gas menerima elektron.
-
Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan affinitas elektron bertambah.
Dalam satu golongan, dari atas ke bawah affinitas elektron berkurang.
4. 
Keelektronegatifan adalah kemampuan atom suatu unsur untuk menarik elektron ke arah intinya dan digunakan bersama.

KLASIFIKASI

Golongan


Kolom dalam tabel periodik disebut golongan. Ada 18 golongan dalam tabel periodik baku. Unsur-unsur yang segolongan mempunyai konfigurasi elektron valensi yang mirip, sehingga mempunyai sifat yang mirip pula. Ada tiga sistem pemberian nomor golongan. Sistem pertama memakai angka Arab dan dua sistem lainnya memakai angka Romawi. Nama dengan angka Romawi adalah nama golongan yang asli tradisional. Nama dengan angka Arab adalah sistem tatanama baru yang disarankan oleh International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Sistem penamaan tersebut dikembangkan untuk menggantikan kedua sistem lama yang menggunakan angka Romawi karena kedua sistem tersebut membingungkan, menggunakan satu nama untuk beberapa hal yang berbeda.
Golongan bisa dianggap sebagai cara yang paling penting dari mengklasifikasi unsur. Pada beberapa golongan, unsur-unsurnya ada yang sangat mirip sifatnya dan memiliki kecenderungan sifat yang jelas jika ditelusuri menurun di dalam kolom. Golongan-golongan ini sering diberi nama umum (tak sistematis) sebagai contoh: logam alkali, logam alkali tanah, halogen, khalkogen, dan gas mulia. Beberapa golongan lainnya dalam tabel tidak menampilkan sebanyak persamaan maupun kecenderungan sifat secara vertikal (sebagai contoh Kelompok 14 dan 15), golongan ini tidak memiliki nama umum.

Periode
Baris dalam tabel periodik disebut periode. Walaupun golongan adalah cara yang paling umum untuk mengklasifikasi unsur, ada beberapa bagian di tabel unsur yang kecenderungan sifatnya secara horisontal dan kesamaan sifatnya lebih penting dan mencolok daripada kecenderungan vertikal. Fenomena ini terjadi di blok-d (atau "logam transisi"), dan terutama blok-f, dimana lantinida dan aktinida menunjukan sifat berurutan yang sangat mencolok.
Tabel sistem periodik

   4.3 Energi : Pengertian, Macam, dan contohnya
     4.3.1.  Pengertian Energi
Menurut Einstein adalah produk dari massa dan kuadrat kecepatan cahaya. Energi merupakan sesuatu yang bersifat abstrak, dimana sulit untuk dibuktikan tetapi dapat dirasakan adanya. Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan kerja (energy is the capacity for doing work).

Dalam Hukum Termodinamika pertama, energi itu bersifat kekal. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat dikonversi atau diubah dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Contoh perubahan energi atau konversi energi : Bahan bakar bensin yang merupakan energi kimia berbentuk cair dimasukkan ke dalam tangki bensin motor. Kemudian sistem pembakaran terjadi di dalam mesin motor terhadap bensin, bensin yang semulanya adalah energi kimia dikonversi menjadi energi gerak oleh mesin motor

4.3.2.            Macam-macam Energi 
1. Energi Mekanik
Energi Mekanik merupakan salah satu dari macam-macam energi. Bentuk transisi dari energi mekanik adalah kerja. Energi mekanik yang tersimpan ialah energi potensial atau energi kinetik.

2. Energi Listrik
Pengertian Energi listrik adalah energi yang berkaitan dengan akumulasi arus elektron, yang biasanya dinyatakan dalam Watt-jam atau kilo Watt-jam. Energi listrik merupakan salah satu dari macam-macam energi yang bentuk transisinya berupa aliran elektron melalui konduktor jenis tertentu. Energi listrik ini dapat disimpan sebagai energi medan elektrostatis yang merupakan energi yang berkaitan dengan medan listrik yang dihasilkan oleh terakamulasi muatan elektron pada pelat-pelat kapasitor. Energi medan listrik sama dengan energi medan elektromagnetis, serta sama dengan energi yang berkaitan dengan medan magnet yang timbul akibat aliran elektron melalui kumparan induksi.

3. Energi Elektromagnetik
Pengertian Energi Elektromagnetik adalah bentuk energi yang berkaitan dengan radiasi elektromagnetik. Energi radiasi ini kemudian dinyatakan dalam satuan energi yang sangat kecil, yaitu elektron volt (eV) atau bisa juga mega elektrovolt (MeV) yang digunakan dalam evaluasi energi nuklir. Energi elektromagnetik ini merupakan salah satu dari macam-macam energi.

Radiasi elektromagnetik adalah bentuk energi murni dan tidak berkaitan dengan massa. Energi transmisi yang bergerak dengan kecepatan cahaya merupakan radiasi ini. Energi transmisi lebih besar atau semakin energetik apabila panjang gelombangnya sangat pendek dan frekuensinya lebih tinggi. Sumber radiasi atau panjang gelombang radiasi elektromagnetik dibagi atas beberapa kelas di mana radiasi gamma merupakan jenis radiasi yang paling energik dari energi elektromagnetik.

Radiasi termal adalah radiasi elektromagnetik yang timbul akibat getaran atom. Energi elektromagnetik ini sangat besar dalam kelompoknya, termasuk radiasi ultraviolet atau radiasi temperatur tinggi, kelompok kecil radiasi tembus pandang dan sekelompok radiasi temperatur rendah atau sinar inframerah (infrared).

Radiasi gelombang milimeter dan gelombang mikro adalah bentuk energi berikutnya dari jenis radiasi elektromagnetik, digunakan untuk radar dan juga microwave-cookers. Bentuk terakhir dari radiasi elektromagnetik ialah radiasi gelombang radio.

4. Energi Kimia
Pengertian Energi Kimia adalah energi yang keluar sebagai hasil dari interaksi antara elektron, yang dua atau lebih atom (molekul) berkombinasi sehingga menghasilkan senyawa kimia yang stabil. Energi kimia merupakan salah satu dari macam-macam energi. Energi kimia hanya dapat terjadi dalam bentuknya yang tersimpan. Bila energi kimia dilepas dalam suatu reaksi, maka yang terjadi reaksi yang disebut dengan reaksi eksotermis yang dinyatakan dalam satuan Kj, Btu atau satuan kkal. Bila dalam reaksi kimia energinya terserap maka proses ini disebut dengan reaksi endotermis. Sumber energi bahan bakar yang sangar penting bagi manusia adalah rekasi kimia eksotermis yang pada umumnya disebut reaksi pembakaran. Reaksi pembakaran ini melalui proses oksidasi dari bahan bakar fosil.

5. Energi Nuklir
Pengertian Energi Nuklir adalah energi dalam bentuk energi yang tersimpan, dimana dapat dilepas akibat interaksi partikel dengan atau di dalam inti atom. Energi nuklir merupakan salah satu dari macam-macam energi. Energi nuklir ini dilepas sebagai hasil usaha partikel-partikel untuk memperoleh kondisi yang lebih stabil. Satuan yang digunakan untuk menyatakannya ialah juta elektron radiasi. Pada reaksi nuklir dapat terjadi penghancuran radioaktif, fisi dan fusi.

6. Energi Termal
Pengertian Energi Termal adalah bentuk energi dasar, dimana semua energi dapat dikonversi secara penuh menjadi energi panas (kalor). Energi termal ialah salah satu dari macam-macam energi. Pengonversian dari energi termal ke energi lain dibatasi oleh hukum termodinamika kedua. Bentuk energi transisi dan energi termal ialah energi panas dan dapat pula bentuk dari energi ini tersimpan sebagai kalor “laten” atau kalor “sensibel” yang berbentuk entalpi.

 4.3.3. Contoh Energi
Contoh bentuk – bentuk energi dalam kehidupan
1. Tenaga air yang memanfaaatkan gerakan air biasanya didapat dari sungai yang dibendung.Pada bagian bawah terdapat lubang-lubang saluran air. Pada lubang-lubang tersebut terdapat turbin yang berfungsi mengubah energi kinetik dari gerakan air manjadi energi listrik. Energi listrik yang berasal dari energi kinetik air disebut “hydroelectric”.

2. Anak panah (pemanah) yang hendak memanah terdapat energi potensial pada tali busur
yang ditarik, dan energi gerak yang dilakukan pemanah untuk menarik busur dan tali busur. Dan memberikan energi kinetik untuk energi gerak pada anak panah. Energi kinetik ini digunakan untuk melakukan kerja kesasaran ketika anak panah dilepaskan.

3. Dalam oven microwave, energi elektromagnetik yang diperoleh dari perusahaan listrik
diubah menjadi energi termal dari makanan yang dimasak.

4. Saat melempar bola keatas terjadi perubahan energi dalam molekul-molekul mejadi energi kinetik yang dimiliki bola, lalu diubah menjadi energi potensial gravitasi saat naik dan saat turun terjadi perubahan energi potensial menjadi energi kinetik.

5. Motor lisrik yang mengangkat peti, usaha yang dilakukan untuk gaya tegangan tali yang melalui katrol listrik mengubah energi listrik dari motor menjadi energi potensial gravitasi pada peti.

6. Manusia mendorong mobil, ketika gaya otot lengan melakukan usaha mendorong mobil maka terjedi perubahanbentuk energi dari energi kimia dalam tubuh menjadi energi gerak.

7. Bensin, ketika satu liter bensin dibakar dalam sebuah mesin mobil, bensin melepas 33jt joule dari energi dalamnya, dalam mobil energi ini dapat diubah menjadi energi kinetik (membuat mobil bergerak lebih cepat), atau menjadi energi potensial (membuat mobil
mampu menaiki bukit).

8. Dalam mesin mobil, energi kimia yang disimpan dalam bahan bakar yang sebagian diubah menjadi energi gerak mobil dan sebagian lagi menjadi energi termal.

9. Ikan, telur, susu, dan apel yang dimakan mamusia mengandung energi kimiaketika berlari gaya otot melakukan usaha untuk menggerakan diri pada kecepatan tertentu, setelah lari merasa lelah. Usaha oleh gaya otot ketika berlari mengubah sebagian energi kimia menjadi energi gerak.

10. Energi gerak (yang dijatuhkan kebawah makin cepat) menjadi energi kalor (bekas batubara dilantai menjadi makin panas saat diraba), dan menjadi energi bunyi (terdengar suara buk sesaat setelah batu menumbuk lantai).

11. Energi kimia terkendung dalam aki dan baterai yang menjadikan energi listrik didalam kabel, selanjutnya menjadi menjadi energi cahaya dan energi kalor dalam bola lampu.

12. Ban mobil yang bergerek terdapat energi kinetik yang menimbulkan panas pada jalan
(energi kalor).

13. Sertika yang dihubungkan dengan listrik, terjadi perubahan energi listri menjadi energi kalor.

14. Ayunan yang digoyang mengubah energi kinetik menjadi energi potensial saat berhenti sejenak diatas dan sebaliknya saat turun.

15. Pada dinamo sepeda saat digerakkan maka akan terjadi perubahan energi dari gerak
menjadi energi listrik dan energi cahaya.

16. Pada pelompat galah, mula-mula pelompat mengerahkan energi kimia dalam tubuhnya untuk berlari sambil memegang galah. Disitu terjadi transport energi dari energi kimia menjadi energi kinetik pelompat yang berlari, tetapi didekat palang pelompat yang sedang berlari menancapkan ujung galahnya kesebuah soket yang terdapat ditanah. Energi kinetik lari pelompat disimpan sementara didalam galah yang membengkok sebagai energi potensial elastis galah. Ketika galah melurus, energi potensial elastis galah dikembalikan lagi kepelompat, sebagian sebagai energi potensial gravitasi (dapat dinaikkan ketinggian pelompat sampai enem meter ditanah) dan sebagian lagi sebagai energi kinetik untuk melompatkan pelompat.

   4.4. Sifat Fisika, Cabang-cabang Fisika dan hubungannya dengan  pengetahuan lain

 4.4.1. Sifat-sifat Fisika
  • Sifat fisika merupakan sifat materi yang dapat dilihat secara langsung dengan indra. 
  • Sifat fisika adalah perubahan yang dialami suatu benda tanpa membentuk zat baru
  • Sifat fisika diantaranya adalah : wujud zat, warna, bau, titik leleh, titik didih, massa jenis, kekerasan, kelarutan, kekeruhan dan kekentalan.

     1. Wujud Zat
         Wujud zat terbagi atas zat padat, cair, dan gas.
          - Zat Padat
Zat padat mempunyai sifat bentuk dan volumenya tetap. Bentuk yang tetap dikarenakan partikel-partikel pada zat padat saling berdekatan (rapat), tersusun teratur dan mempunyai gaya tarik antar partikel yang sangat kuat. volumenya tetap dikarenakanbpartikel pada zat padat dapat bergerak dan berputar pada kedudukannya saja.
      
          - Zat Cair
Zat cair mempunyai sifat bentuk yang berubah-ubah dan volumenya tetap. Bentuknya yang berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat cair berdekatan tetapi renggang, tersusun teratur, dan gaya tarik antar partikel agak lemah. Volumenya tetap dikarenakan partikel pada zat cair mudah berpindah, tetapi tidak dapat meninggalkan kelompoknya.

          - Zat Gas        
Zat gas mempunyai sifat bentuk dan volume yang berubah-ubah. Bentuknya berubah-ubah dikarenakan partikel-partikel pada zat gas berjauhan, tersusun tidak teratur, dan gaya tarik antar partikel sangat lemah. Volumenya berubah-ubah karena partikel pada zat gas dapat bergerak bebas meninggalkan kelompoknya.  


     2. Kekeruhan (Turbidity)       
Kekeruhan terjadi pada zat cair. Kekeruhan cairan disebabkan adanya partikel suspensi yang halus. Jika sinar cahaya dilewatkan pada cairan yang keruh, maka intensitasnya akan berkurang karena dihamburkan. Hal ini bergantung pada konsentrasinya. Alat untuk mengetahui intensitas cahaya pada zat cair yang keruh atau untuk mengukur tingkat kekeruhan disebut turbidimetry.

     3. Kekentalan (Viskositas)
Kekentalan adalah ukuran ketahanan zat cair untuk mengalir. Untuk mengetahui kekuatan mengalir (flow rate) zat cair, digunakan alat viskometer. Flow rate digunakan untuk menghitung indeks viskositas. Viskositas cairan terjadi karena gesekan molekul-molekul. 
      
Viskositas juga sangat dipengaruhi oleh struktur molekul cairan. Jika struktur molekulnya kecil dan sederhana maka molekul tersebut dapat bergerak cepat, contohnya air. Dan sebaliknya, jika molekulnya besar dan saling bertautan, maka zat tersebut akan bergerak sangat lambat, contohnya oli. Molekul-molekul cairan yang bergerak cepat, dikatakan memiliki viskositas/kekentalan rendah, sedangkan apabila molekul cairan bergerak lambat, maka dikatakan memiliki viskositas/kekentalan yang tinggi. 

     4. Titik Didih
Titik didih merupakan suhu ketika suatu zat mendidih. Mendidih berbeda dengan    menguap, Mendidih terjadi pada suhu tertentu yaitu pada titik didih, sedangkan     menguap terjadi pada suhu berapa saja di bawah titik didih. Contohnya, pada saat kita menjemur pakaian, maka airnya menguap bukan mendidih, sedangkan apabila kita memanaskan air di kompor hanya pada titik suhu tertentu air tersebut dapat mendidih. titik didih berbagai zat berbeda, bergantung pada struktur dan sifat bahan. 

     5. Titik Leleh
Titik leleh merupakan suhu ketika zat padat berubah menjadi zat cair. Misalnya garam dapur jika dipanaskan akan meleleh menjadi cairan. Perubahan ini dipengaruhi oleh struktur kristal pada zat tersebut. Zat cair dan zat gas juga memiliki titik leleh, tetapi perubahannya tidak dapat diamati pada suhu kamar.

     6. Kelarutan 
Larutan merupakan campuran homogen yang terdiri dari dua komponen, yaitu pelarut dan terlarut. Pelarut merupakan zat yang melarutkan, dan biasanya jumlahnya lebih banyak, sedangkan zat terlarut adalah zat yang dilarutkan, biasanya dengan jumlah yang lebih sedikit. Kelarutan dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya sebagai berikut :
        

 a) Suhu
Pada saat kita melarutkan kopi dan gula, akan lebih cepat larut dalam air panas dibandingkan dengan air dingin. Mengapa demikian? Kenaikan suhu menyebabkan energi kinetik partikel zat bertambah sehingga partikel pada suhu yang tinggi akan bergerak lebih cepat dibandingkan dengan suhu yang rendah. Kondisi ini menyebabkan terjadinya tumbukan antara partikel zat pelarut dengan partikel zat terlarut.
          
b) Volume Pelarut
Pada saat kita melarutkan 2 sendok gula kedalam 100 mL air, dan 2 sendok gula kedalam 500 mL air, maka gula tersebut akan lebih cepat larut dalam 500 mL air, mengapa demikian?. Semakin besar volume pelarut, maka jumlah partikel pelarut akan semakin banyak. kondisi ini memungkinkan lebih banyak terjadinya tumbukan antara zat pelarut dengan zat terlarut, sehingga zat padat pada umumnya akan lebih cepat larut. 

c) Ukuran Zat Terlarut
Apabila kita melarutkan 2 sendok gula pasir kedalam 100 mL air, dan 1 sendok gula batu kedalam 100 mL air, mengapa yang lebih cepat larut adalah 2 sendok gula pasir?. Hal ini karena gula pasir halus memiliki ukuran partikel yang lebih kecil sehingga memiliki permukaan sentuh yang lebih luas dibandingkan gula batu. Jadi, makin kecil ukuran zat terlarut, makin besar kelarutan zat tersebut.

d) Jenis zat terlarut
e) Jenis Pelarut

4.4.2.  Pengertian Sifat Fisika Beserta Contohnya
·     Wujud zat
Wujud zat dibedakan atas zat padat, cair, dan gas. Zat tersebut dapat berubah dari satu wujud ke wujud lain. Beberapa peristiwa perubahan yang kita kenal, yaitu : menguap, mengembun, mencair, membeku, meyublim, dan mengkristal.

·     Warna
Setiap benda memiliki warna yang berbeda-beda. Warna merupakan sifat fisika yang dapat diamati secara langsung. Warna yang dimiliki suatu benda merupakan ciri tersendiri yang
membedakan antara zat satu dengan zat lain. Misal, susu berwarna putih, karbon berwarna hitam, paku berwarna kelabu pudar dan lain–lain.

·     Kelarutan
Kelarutan suatu zat dalam pelarut tertentu merupakan sifat fisika. Air merupakan zat pelarut untuk zat-zat terlarut. Tidak semua zat dapat larut dalam zat pelarut. Misal, garam dapat larut dalam air, tetapi kopi tidak dapat larut dalam air.

·     Daya hantar listrik
Daya hantar listrik merupakan sifat fisika. Benda yang dapat menghantarkan listrik dengan baik disebut konduktor, sedangkan benda yang tidak dapat menghantarkan listrik disebut isolator. Benda logam pada umumnya dapat menghantarkan listrik. Daya hantar listrik pada suatu zat dapat diamati dari gejala yang ditimbulkannya. Misal, tembaga dihubungkan dengan sumber tegangan dan sebuah lampu. Akibat yang dapat diamati adalah lampu dapat menyala.

·     Kemagnetan
Berdasarkan sifat kemagnetan, benda digolongkan menjadi dua yaitu benda magnetik dan benda non magnetik. Benda magnetik adalah benda yang dapat ditarik kuat oleh magnet, sedangkan benda non magnetik adalah benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet.

·     Titik Didih merupakan suhu ketika suatu zat mendidih.
·     Titik Leleh merupakan suhu ketika zat padat berubah menjadi zat cair.

4.4.3.  Cabang-cabang Fisika dan hubungannya dengan pengetahuan lain
Cabang-Cabang ilmu fisika sangat banyak, antara lain adalah :
1. Mekanika adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang gerak. Mekanika klasik terbagi atas dua bagian, yaitu Kinematika dan Dinamika.
·      Kinematika membahas bagaimana suatu objek dapat bergerak tanpa  menyelidiki sebab-sebab apa yang menyebabkan suatu objek dapat bergerak
·      Dinamika mempelajari bagaimana suatu objek dapat bergerak dengan menyelidiki penyebabnya.
2. Mekanika Kuantum adalah cabang dasar fisika yang menggantikan mekanika klasik pada tataran atom dan subatom.
3. Mekanika Fluida adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang fluida  
4. Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam satu alat seperti komputer, peralatan elektronik, semikonduktor, dan lain-lain.
5. Teknik Elektro atau Teknik Listrik adalah salah satu bidang ilmu teknik mengenai aplikasi listrik untuk memenuhi kebutuhan masyarakat.
6. Elektrostatis adalah ilmu yang mempelajari tentang listrik statis
7. Elektrodinamis adalah ilmu yang mempelajari tentang listrik dinamis
8. Bioelektromagnetik adalah disiplin ilmu yang mempelajari tentang fenomena listrik, magnetik, dan elektromagnetik yang muncul pada jaringan makhluk hidup 
9. Termodinamika adalah kajian tentang energi atau panas yang berpindah
10. Fisika Inti adalah ilmu fisika yang mengkaji atom/bagian-bagian atom
11. Fisika Gelombang adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang gelombang
12. Fisika Optik (Geometri) adalah ilmu fisika yang mempelajari tentang cahaya
13. Kosmografi/Astronomi adalah ilmu yang mempelajari tentang berbintangan dan benda-benda angkasa  
14. Fisika Kedokteran (Fisika Medis) membahas bagaimana penggunaan ilmu fisika dalam bidang kedokteran (medis), diantaranya :
·  Biomekanika meliputi gaya dan hukum fluida dalam tubuh
·  Bioakuistik (bunyi dan efeknya pada sel hidup/ manusia)
·  Biooptik (mata dan penggunaan alat optik)
·  Biolistrik (sistem listrik pada sel hidup terutama pada jantung manusia)
15. Fisika Radiasi adalah ilmu fisika yang mempelajari setiap proses di mana energi bergerak melalui media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain.
16.  Fisika lingkungan adalah ilmu yang mempelajari kaitan fenomena fisika dengan lingkungan. beberapa di antaranya antara lain :
·  Fisika tanah dalam/Bumi
·  Fisika tanah permukaan
·  Fisika udara
·  Hidrologi
·  Fisika gempa (seismografi fisik)
·  Fisika laut (oseanografi fisik)
·  Meteorologi
·  Fisika awan
·  Fisika Atmosfer
17. Geofisika adalah perpaduan antara ilmu fisika, geografi, kimia, dan matematika. Dari segi Fisika yang dipelajari adalah :
·  Ilmu gempa atau Seismologi yang mempelajari tentang gempa
·  Magnet bumi
·  Gravitasi termasuk pasang surut dan anomali gravitasi bumi
·  Geo-Elektro (aspek listrik bumi), dll
18. selain yang diuraikan di atas, seiring perkembangan zaman, ilmu fisika telah menjadi bagian dari segi kehidupan misalnya :
·  Ekonomifisika yang merupakan aplikasi fisika dalam bidang ekonomi
·  Fisika Komputasi adalah solusi persamaan-persamaan Fisika- Matematik dengan menggunakan, dan lain-lain yang mengakibatkan Fisika itu selalu ada dalam berbagai aspek.

Hubungan Fisika dengan Ilmu Pengetahuan Lain
Fisika merupakan ilmu yang sangat fundamental diantara semua Ilmu Pengetahuan Alam. Misalnya saja pada Kimia, susunan molekul dan cara-cara praktis dalam mengubah molekul tertentu menjadi yang lain menggunakan metode penerapan hukum-hukum Fisika. Biologi juga harus bersandar ketat pada ilmu fisika dan kimia untuk menerangkan proses-proses yang berlangsung pada makhluk hidup. 

Tujuan mempelajari Ilmu Fisika adalah agar kita dapat mengetahui bagian-bagian dasar dari benda dan mengerti interaksi antara benda-benda, serta mampu menjelaskan mengenai fenomena-fenomena alam yang terjadi. Walaupun fisika terbagi atas beberapa bidang, hukum fisika berlaku universal. Tinjauan suatu fenomena dari bidang fisika tertentu akan memperoleh hasil yang sama apabila di tinjau dari bidang fisika lain. 

Selain itu, konsep-konsep dasar fisika tidak saja mendukung perkembangan fisika itu sendiri, tetapi juga mendukung perkembangan ilmu lain dan teknologi. Ilmu fisika menunjang riset murni maupun terapan. Ahli-ahli geologi dalam risetnya menggunakan metode-metode gravimetri, akustik, listrik dan mekanika. peralatan modern di rumah-rumah sakit menerapkan prinsip ilmu fisika dan Ahli-ahli astronomi memerlukan optik spektografi dan teknik radio.


   4.5.Pengukuran, Besaran dan Demensi
Dimensi besaran fisis diwakili dengan simbol, misalnya M, L, T yang mewakili massa, panjang (mungkin dari istilah bahasa Inggris: length), dan waktu (mungkin dari istilah bahasa Inggris: time). Sebagaimana terdapat satuan turunan yang diturunkan dari satuan dasar, terdapat dimensi dasar primer besaran fisis dan dimensi sekunder besaran yang diturunkan dari dimensi dasar primer. Misalnya, dimensi besaran kecepatan adalah jarak/waktu (L/T) dan dimensi gaya adalah massa × jarak/waktu²atauML/T2.
Satuan dan dimensi suatu variabel fisika adalah dua hal berbeda. Satuan besaran fisis didefinisikan dengan perjanjian, berhubungan dengan standar tertentu (contohnya, besaran panjang dapat memiliki satuan meter, kaki, inci, mil, atau mikrometer), namun dimensi besaran panjang hanya satu, yaitu L. Dua satuan yang berbeda dapat dikonversikan satu sama lain (contohnya: 1 m = 39,37 in; angka 39,37 ini disebut sebagai faktor konversi), sementara tidak ada faktor konversi antar lambang dimensi.Berikut adalah tabel yang menunjukkan dimensi dan satuan tujuh besaran dasar dalam sistem SI
Besaran dasar
Dimensi
Satuan SI
Massa
M
kg
Panjang
L
m
Waktu
T
s
Suhu
?
K
Arus listrik
E
A
Intensitas cahaya
I
cd

 4.5.1.  Pengertian Pengukuran, Besaran dan Dimensi
 PENGUKURAN
Dalam ilmu fisika pengukuran dapat dilakukan pada sesuatu yang terdifinisi dengan jelas. misalnya : pengukuran panjang, massa, temperatur, dll. Pengukuran dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :
1.Pengukuran Langsung yaitu,dengan sesuatu alat ukur langsung memberikan hasil pengukuran. Contoh: pengukuran meja belajar
2.Pengukuran tak langsung yaitu, dengan suatu cara dan perhitungan pengukuran ini barulah memberikan hasilnya.Contoh : pengukuran benda-benda kuno.

SATUAN
Pengukuran selalu dibuat relatif terhadap satuan tertentu. Sistim satuan yang dipakai sekarang adalah sistim Internasional yang disingkat dengan SI (dari bahasa perancis Le Systeme International D’Unites ) dan sistim Inggris. Dalam SI terdapat 2 sistim satuan yaitu : sistim MKS(meter-kilo-sekon) dan sistim CGS(centi-gram-sekon) 

Sistim      Panjang     Massa      Waktu
MKS            m              kg               s
CGS            cm             g                 s 


BESARAN POKOK
Pada suatu pengukuran terdapat besaran-besaran yang dianggap pokok dimana besaran ini dipakai sebagai dasar dari suatu pengukuran.
·     Dalam mekanika ada tiga besaran pokok yaitu ; MASSA, PANJANG dan WAKTU,.
·     Dalam Thermodinamika kita mengenal dua besaran pokok yaitu; SUHU dan JUMLAH ZAT  
·   Dalam listrik dan cahaya ada dua besaran pokok yaitu ; KUAT ARUS dan INTENSITAS  CAHAYA, 
·     Ada dua besaran pokok yang tak berdimensi yaitu Sudut Ruang dan Sudut Bidang.
Pada mulanya besaran-besaran pokok tidak mempunyai standart yang jelas. Untuk menghindari ini maka sejak tahun 1889 diadakan pertemuan rutin yang membahas berat dan pengukuran. Pada pertemuan yang diadakan dalam periode 1954-1971 ditetapkan tujuh besaran pokok beserta satuannya. Sistim satuan yang digunakan adalah sistim satuan SI.

4.5.2.  Dimensi Setiap Besaran dalam Fisik
DIMENSI
     Dimensi menyatakan sifat fisis dari suatu besaran . Atau dengan kata lain dimensi merupakan simbol dari besaran pokok. Dimensi dapat dipakai untuk mengecek rumus – rumus fisika. Rumus fisika yang benar harus mempunyai dimensi yang sama pada kedua ruas .

     Didalam suatu pengukuran ada dua kemungkinan yang akan terjadi yaitu mendapatkan angka yang terlalu kecil atau angka yang terlalu besar jika dipakai satuan diatas. Untuk menyederhanakan permasalahan tersebut maka dalam pertemuan pada tahun 1960-1975 komite international di atas menetapkan awalan pada satuan-satuan tersebut.
Besaran dasar
Dimensi
Satuan SI
Massa
M
Kg
Panjang
L
M
Waktu
T
S
Suhu
?
K
Arus listrik
E
A
Intensitas cahaya
I
Cd
                 








BESARAN TURUNAN
Besaran turunan adalah besaran-besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Jadi besaran turunan terdiri dari lebih dari satu besaran pokok. Dalam fisika terdapat banyak sekali besaran turunan. Bebarapa contoh dari besaran turunan dibawah ini : Gaya, Kecepatan, Percepatan, Usaha, Daya, Volume, Massa jenis, dll

 4.5.3 Perbedaan pengukuran berdasarkan sistem metrik dan SI
     Setelah abad ke-17, para ilmuwan menggunakan sistem pengukuran yang pada awalnya disebut sistem pengukuran metrik. Sistem ini merupakan satuan yang dahulu dipakai dalam dunia pendidikan dan pengetahuan. Sistem metrik dikelompokkan menjadi Sistem Metrik Besar atau MKS (Meter Kilogram Second), yang pada tahun 1960 satuan ini dipergunakan dan diresmikan menjadi Sistem Internasional (SI) atau biasa disebut dengan Sistem Metrik Kecil atau CGS (Centimeter Gram Second).

Sistem Metrik diusulkan menjadi SI, karena satuan-satuan dalam sistem ini dihubungkan dengan bilangan pokok 10, sehingga lebih memudahkan penggunaannya. Berikut akan adalah tabel awalan sistem metrik yang digunakan dalam SI.

a) Sistem Internasional untuk Panjang
   Hasil pengukuran besaran panjang biasanya dinyatakan dalam satuan meter, centimeter, milimeter atau kilometer. Satuan Besaran dalam sistem SI adalah Meter. Pada mulanya satu meter ditetapkan sama dengan panjang sepersepuluh juta (1/10000000) dari jarak kutub utara ke khatulistiwa melalui Paris. Kemudian dibuatlah batang meter standar dari campuran Platina-Iridium. Satu meter didefinisikan sebagai jarak dua goresan pada batang ketika bersuhu 0ºC. 
   Namun, batang meter standar dapat berubah dan rusak karena dipengaruhi oleh suhu, serta menimbulkan kesulitan dalam menentukan ketelitian pengukuran. Oleh karena itu, pada tahun 1960 definisi satu meter diubah. Satu meter didefinisikan sebagai jarak 1650763,72 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom gas krypton-86 dalam ruang hampa pada suatu lucutan listrik.
   Pada Tahun 1983, Konferensi Internasional tentang timbangan  dan ukuran memutuskan bahwa satu meter merupakan jarak yang ditempuh cahaya pada selang waktu 1/299792458 sekon. Penggunaan kecepatan cahaya ini, karena nilainya dianggap selalu konstan.

b) Sistem Internasional untuk Massa
   Besaran massa dalam satuan SI dinyatakan dalam satuan kilogram (Kg). Pada mulanya, para ahli mendefinisikan satu kilogram sebagai massa sebuah silinder yang terbuat dari bahan campuran Platina dan Iridium yang disimpan di Sevres, dekat Paris. Untuk mendapatkan ketelitian yang lebih baik, massa satu kilogram didefinisikan sebagai massa satu liter air murni pada suhu 4oC.

c) Sistem Internasional untuk Waktu 
   Besaran waktu dinyatakan dalam satuan detik atau sekon dalam SI. Pada awalnya satuan waktu dinyatakan atas dasar waktu rotasi bumi pada porosnya, yaitu 1 hari. Satu detik didefinisikan sebagai 1/26400 kali satu hari rata-rata. Satu hari rata-rata sama dengan 24 jam = 24 x 60 x 60 = 86400 detik. Karena satu hari matahari tidak selalu tetap dari waktu ke waktu, maka pada tahun 1956 para ahli menetapkan definisi baru. Satu detik adalah selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9192631770 kali.

d) Sistem Internasional untuk Suhu
Satu Kelvin adalah 1/273,16 suhu titik tripel air

e) Sistem Internasional untuk Kuat Arus Listrik
Satu Ampere adalah arus tetap yang dipertahankan untuk tetap mengalir pada dua batang penghantar sejajar dengan panjang tak terhingga dan dengan luas penampang yang dapat diabaikan dan dipisahkan sejauh satu meter dari vakum, yang akan menghasilkan gaya sebesar 2x10^-7 N m^-1.

f) Sistem Internasional untuk Intensitas Cahaya
Satu candela adalah intensitas cahaya yang besarnya sama dengan intensitas sebuah sumber cahaya pada satu arah tertentu yang memancarkan radiasi monokhromatik dengan frekuensi 540 x 10^12 Hz dan memiliki intensitas pancaran pada arah tersebut sebesar 1/683 watt per steradian.

g) Sistem Internasional Jumlah Zat
satu mol sama dengan jumlah zat yang mengandung satuan elementer sebanyak jumlah atom didalam 0,012 kg karbon -12. satuan elementer dapat berupa atom, molekul, ion, elektron, dll.





SUMBER

Tidak ada komentar:

Posting Komentar