Bahan ajar IPA SMK Kelas X

BAB IMETODE ILMIAH

A. HAKIKAT ILMU PENGETAHUAN ALAM (SAINS)Secara garis besar berbagai disiplin ilmu yang dipelajari manusia dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu :

1. Ilmu alam misalnya kimia, fisika, biologi2. Ilmu sosial misalnya ekonomi, sosiologi, sejarah, manajemen3. Ilmu budaya misalnya bahasa, kewarganegaraan, seni

Ilmu pengetahuan alam bermula dari rasa ingin tau manusia mengenai benda-benda dan gejala-gejala alam yang ada disekitarnya dan dirinya sendiri. Misalnya kenapa buah yg terlepas dari tangkainya selalu jatuh kebumi? Kenapa kalau kita melompat selalu kembali ke bawah? Apa yang ada dalam tubuh kita manusia? Pertanyaan-pertanyaan yang muncul merupakan ciri khas manusia yaitu memiliki rasa ingin tau yang kemudian akan semakin membuat ilmu alam menjadi semakin berkembang. Misalnya komputer,mulai dari ukuran sebesar kamar hingga sekarang menjadi sangat tipis dalam ukuran milimeter dan terciptanya kereta api peluru dijepang dengan kecepatan supercepat yaitu 320km/jam.

Jadi ilmu pengetahuan alam (sains) itu adalah ilmu yang mempelajari gejala-gejala alam secara apa adanya. Ciri-ciri ilmu pengetahuan alam adalah:

1. Konkret objek kajian ilmu pengetahuan alam berupa benda yang nyata.2. Logis cara berfikir dengan logika.3. Objektif hasil kajian sesuai dengan fakta.4. Empiris suatu pengalaman yg konkret dapat dirasakan semua orang dan dapat

dibuktikan secara ilmiah5. Sistematis berurut atau ada langkah-langkahnya: metode ilmiah6. Teori-teorinya berlaku umum teori yg lahir berlaku umum kemudian dapat

disanggah atau dilengkapi.

B. KETERAMPILAN PROSES SAINSDiantara keterampilan yang dimiliki oleh ilmuwan dalam mengembangkan ilmu pengetahuan alam adalah sebagai berikut :

1. Melakukan observasi mengamati menggunakan panca indra atau dengan menggunakan alat bantu seperti: penggaris, mikroskop, dll

2. Menafsirkan kemampuan untuk memberi arti terhadap suatu gejala-gejala.3. Memprediksi kemampuan untuk memperkirakan suatu kejadian berdasarkan pola

yang pernah terjadi.4. Meidentifikasi variabel variabel merupakan sesuatu yg menjadi pusat perhatian.

Ada beberapa macam variabel:a. Variabel bebas : variabel yang nilainya sengaja diubah-ubah

Bahan ajar IPA SMK Kelas X

b. Variabel terikat : variabel yang nilainya bergantung pada variabel bebasc. Variabel kontrol : variabel yang nilainya dibuat sama agar tidak berpengaruh

pada hasil penelitian dan variabel ini diluar variabel bebas dan terikat5. Mengkomunikasikan hasil mengkomunikasikan hasil penelitian dapat dilakukan

secara lisan maupun tulisan. Misal secara lisan adalah melalui seminar ilmiah, presentasi atau diskusi. Secara tulisan adalah melalui laporan penelitian, makalah atau jurnal.

C. METODE ILMIAHAdalah: langkah-langkah sistematis dan teratur yang digunakan dalam rangka mencari kebenaran ilmu pengetahuan.Metode ilmiah diperlukan dalam melakukan penelitian. Penelitian dilakukan untuk menjawab rasa ingin tau manusia terhadap suatu kejadian atau gejala alam tertentu.Penelitian dapat dibagi menjadi dua kelompok:

1. Penelitian kualitatif adalah penelitian yang dilakukan menggunakan alat indra tanpa mengacu pada satuan pengukuran baku.Data yang didapat dari penelitian ini berupa penjelasan mengenai suatu keadaan atau deskripsi.Misal: penelitian mengenai struktur morfologi bunga kembang sepatu

2. Penelitian kuantitatif adalah penelirian yang dilakukan menggunakan alat ukur dan mengacu pada satuan pengukuran baku.Data yang didapat dari penelitian ini berupa angka atau jumlah.Misal: penelitian mengenai pertumbuhan panjang tanaman kembang sepatu perhari

Langkah-langkah metode ilmiah sebagai berikut:1. Menyusun rumusan masalah

ada suatu masalah yang ingin diteliti atau dicari jawabannya, dalam merumuskan masalah harus memperhatikan hal-hal berikut:a. Masalah menyatakan adanya keterkaitan antara beberapa variabelb. Masalah tersebut merupakan masalah yang dapat diuji dan dipecahkanc. Masalah disusun dalam bentuk pertanyaan.Misal:Masalah: disuatu sungai yg tercemah limbah pabrik, hari demi hari ikan-ikan yg hidup di sungai tersebut populasinya berkurang.Apakah terdapat pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan disungai?Variabel bebas: limbah pabrikVariabel terikat: ikan

2. Menyusun kerangka teorimerupakan keterangan-keterangan atau informasi berupa teori yang menjelaskan tentang variaabel-variabel yang menjadi masalah. Teori ini bisa berasal dari buku, internet atau juranl penelitian.

Bahan ajar IPA SMK Kelas X

3. Merumuskan hipotesishipotesis merupakan jawaban sementara yang dirumuskan dalam bentuk pernyataan yg sederhana dan jelas berdasarkan sumber teori, informasi, maupun fakta.Hipotesis terdiri dari:a. Hipotesis nol : hipotesis yg tidak ada pengaruh antar variabelb. Hipotesis alternatif : hipotesis yg ada hubungan antar variabelMisal:Hipotesis nol: tidak ada pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan disungaiHipotesis alternatif : ada pengaruh limbah pabrik terhadap populasi ikan disungai.

4. Melakukan eksperimenUntuk membuktikan hipotesis maka dilakukan eksperimen atau percobaan. Contoh urutan kerja eksperimen:- Menyiapkan ikan misalnya sejumlah 10 ekor- Menyiapkan media tempat ikan, misal kolam kecil yg airnya mengalir seperti

sungai.- Menyiapkan limbah yg sesuai dengan kadar kandungan limbah sebernarnya.- Membuat rancangan variasi volume limbah yang akan digunakan.- Mencatat data yang didapat untuk setiap perlakuan.

5. Mengolah dan menganalisis dataData disajikan dalam bentuk tabel, drafik atau diagram. Data tsb dikelompokkan berdasarkan sifat atau jenisnya. Setelah itu data tersebut dianalisis dan dibahas kemudian disesuaikan dengan teori yang telah dibuat sehingga bisa dilihat hipotesis yang telah dibuat sesuai atau tidak.Misal:

Volume limbah pabrik (cm3 )Jumlah populasi ikan (ekor)

0 1020 1040 1060 980 8

100 6120 4

Analisis: berdasarkan data nampak bahwa populasi ikan semakin menurun apabila semakin banyak volume limbah yang mencemari sungai. Hal ini menunjukkan bahwa limbah pabrik mempengaruhi populasi ikan .

Bahan ajar IPA SMK Kelas X

6. Menarik kesimpulanKesimpulan diperoleh berdasarkan data eksperimen. Berdasarkan kesimpulan tersebut dapat dilihat hipotesis yg telah dibuat diterima atau ditolak.Misal:Kesimpulan hasil eksperimen diatas adalah: terdapat penagruh limbah pabrik terhadap populasi ikan disungai.

7. Mempublikasikan hasilSetelah didapat kesimpulan maka langkah terakhir dalam metode ilmiah adalah mempublikasikan hasil. Mempublikasikan dapat dilakukan dengan menyusun laporan, menerbitkan jurnal penelitian atau dalam koran. Susunan laporan ilimiyah adalah sebagai berikut:1. Judul2. Kata pengantar3. Daftar isi4. BAB I. Pendahuluan

1.1 Latar belakang masalah1.2 Rumusan masalah1.3 Tujuan penelitian1.4 Hipotesis penelitian

5. BAB II.Tinjauan Pustaka6. BAB III Bahan dan Metode Kerja7. BAB IV.Hasil dan Analisis/Pembahasan8. BAB V. Kesimpulan dan Saran

Bahan ajar IPA SMK Kelas X

BAB IIROTASI DAN REVOLUSI BUMI

A. ROTASI BUMIRotasi bumi adalah perputaran bumi pada porosnya.Gerak ini dapat dimisalkan ketika seseorang naik komedi putar yang sedang melaju, jika orang itu melihat kearah luar maka orang-orang diluar pagar, tiang listrik, loket dan lain-lain disekitar komedi putar akan tampak seolah-olah bergerak mendekat kemudian menjauh terhadap pengamat yang ada di atas komedi putar. Demikian pula halnya dengan gerak rotasi bumi. Pengamat yang berada di bumi sesungguhnya mengalami gerak rotasi dari barat ke timur, sehingga benda-benda diluar bumi (matahari, bulan dan bintang) kelihatan bergerak dari timur ke barat.

Waktu yang diperlukan bumi untuk melakukan satu kali rotasi adalah 23 jam 56 menit 4,09 detik atau satu hari. Sekali berotasi, bumi menempuh 3600 bujur selama 24 jam. Artinya 15 bujur menempuh 4 menit. Dengan demikian, tempat-tempat yang berbeda 15 derajat akan berbeda waktu 4 menit.

Rotasi bumi menimbulkan beberapa peristiwa yaitu : 1. Pergantian siang dan malam 2. Perbedaan waktu berbagai tempat dimuka bumi 3. Gerak semu harian bintang 4. Perbedaan percepatan gravitasi di permukaan bumi

1. PERGANTIAN SIANG DAN MALAM

Permukaan bumi yang sedang menghadap matahari mengalami siang. Sebaliknya permukaan bumi yang membelakangi matahari mengalami malam. Akibat rotasi bumi, permukaan bumi yang menghadap dan membelakangi matahari berganti secara bergantian, Karena periode peredaran semu harian matahari 24 jam, maka panjang siang atau malam rata-rata 12 jam. Panjang periode siang atau malam hari di khatulistiwa hampir sama sepanjang tahun, yaitu berlangsung selama 12 jam. Suatu waktu panjang siang lebih besar dari 12 jam, dan ini berarti panjang malam hari kurang dari 12 jam. Perbadaan ini menjadi

Bahan ajar IPA SMK Kelas X

lebih besar untuk tempat-tempat yang jauh dari khatulistiwa (misalnya di daerah lintang dan kutub).

2. PERBEDAAN WAKTUBumi sebenarnya dibagi-bagi berdasarkan jaring-jaring derajat yang disebut garis lintang dan garis bujur. Garis lintang adalah garis yang sejajar dengan garis tengah khatulistiwa. Sedang garis bujur adalah garis yang sejajar dengan garis tengah kutub.

Arah rotasi Bumi (dari barat ke timur) menyebabkan Matahari terbit di timur dan terbenam di barat. Orang-orang yang berada di daerah timur akan mengamati Matahari terbit dan terbenam lebih cepat daripada mereka yang berada di barat. Setiap 15 derajat bujur, suatu wilayah akan mengalami perbedaan waktu selama empat menit dengan wilayah lainnya. GMT atau Greenwich Mean Time yakni pedoman waktu yang berlaku international. GMT ada di kota London, Inggris yang ditetapkan sebagai wilayah dengan garis bujur nol.

Indonesia terletak di antara 95° BT dan 141° BT. Artinya, panjang wilayah Indonesia adalah 46°. Karena setiap jarak 15° selisih waktunya satu jam, maka Indonesia memiliki tiga daerah waktu. Tiga daerah waktu tersebut yaitu Waktu Indonesia Barat (WIB), WITA (Waktu Indonesia Tengah), dan WIT (Waktu Indonesia Timur

3. GERAK SEMU HARIAN BINTANGBintang-bintang (termasuk matahari) yang tampak bergerak sebenarnya tidak bergerak. Akibat rotasi bumi dari arah barat ke timur, bintang-bintang tersebut tampak bergerak dari timur ke barat. Rotasi bumi tidak dapat kita saksikan, yang dapat kita saksikan adalah peredaran matahari dan benda-benda langit melintas dari timur ke barat. Oleh karena itu kita selalu menyaksikan matahari terbit disebelah timur dan terbenam di sebelah barat. Pergerakan dari timur ke barat yang tampak pada matahari dan benda-benda langit ini dinamakan gerak semu harian bintang. Karena gerak semu ini dapat di amati setiap hari, maka disebut gerak semu harian.

4. PERBEDAAN PERCEPATAN GRAVITASI DI PERMUKAAN BUMIRotasi Bumi menyebabkan Bumi berbentuk tidak bulat sempurna. Bumi pepat di bagian kutubnya. Bentuk ini mengakibatkan jari-jari Bumi di daerah kutub dan khatulistiwa berbeda. Perbedaan jari-jari Bumi menimbulkan perbedaan percepatan gravitasi di permukaan Bumi. Perbedaan tersebut terutama di daerah khatulistiwa dengan kutub.

B. REVOLUSI BUMI Revolusi bumi merupakan gerakan bumi mengelilingi matahari.

Bidang orbit bumi mengelilingi matahari disebut ekliptika. Waktu yang diperlukan untuk berevolusi adalah 365 ¼ hari (1 tahun). Kemiringan bumi pada saat mengitari matahari adalah 23,5° dari garis tegak lurus. Akibat revolusi bumi antara lain :

1. Perubahan lama siang dan malam2. Pergantian Musim3. Gerak Semu Tahunan Matahari

Bahan ajar IPA SMK Kelas X

1.PERUBAHAN LAMA SIANG DAN MALAMPergeseran garis edar matahari akan mengakibatkan perubahan / perbedaan lamanya siang dan malam. Pada saat-saat tertentu disuatu tempat akan mengalami malam yang lebih panjang dibanding siang demikian sebaliknya saat yang lain siang lebih lama dari malam.

2.PERGANTIAN MUSIMDidaerah tropis secara garis besar dapat dibedakan menjadi 2 musim, yaitu musim kemarau yang kering dan musim penghujan yang basah. Sedang didaerah sub tropis dapat dibedakan menjadi 4 musim, yaitu musim semi, musim hujan, musim panas dan musim gugur. Musim-musim baik di daerah tropis maupun sub tropis berulang dalam satu tahun.

Bahan ajar IPA SMK Kelas X

3.GERAK SEMU TAHUNAN MATAHARIMatahari tampak terbit dari tempat yang berbeda setiap periode tertentu dalam setahun. Padahal, Matahari sebenarnya tidak mengalami perubahan posisi. Kenampakan ini terjadi akibat revolusi Bumi. Matahari seolaholah bergerak atau berpindah tempat, gerak inilah yang disebut gerak semu tahunan Matahari.

Pergeseran titik terbit matahari mengikuti garis edar matahari, yaitu mulai dari katulistiwa ke garis balik utara kemudian ke garis balik selatan dan kembali lagi ke katulistiwa. Pergeseran ini berlangsung selama satu tahun.

Bahan ajar IPA SMK Kelas X

BAB IIIGEJALA-GEJALA ALAM

A. STRUKTUR BUMIB. PERUBAHAN BENTUK PERMUKAN BUMIC. GEMPA BUMID. TSUNAMI