Penyelidikan IPA
Metode Ilmiah dalam Penyelidikan
IPA, meliputi pengamatan, menginferensi, dan mengomunikasikan. Pengamatan untuk
mengumpulkan data dan informasi dengan pancaindra dan/atau alat ukur yang
sesuai. Kegiatan inferensi meliputi merumuskan penjelasan berdasarkan
pengamatan, untuk menemukan pola, hubungan, serta membuat prediksi. Hasil dan
temuan dikomunikasikan kepada teman sejawat, baik lisan maupun tulisan dalam
bentuk tabel, grafik, bagan, dan gambar yang relevan.
Kegunaan mempelajari IPA di
antaranya adalah memahami berbagai hal di sekitar kita, menyelesaikan masalah,
berpikir logis dan kritis, serta meningkatkan kualitas hidup. Adapun objek IPA
adalah seluruh benda yang ada di alam dengan segala interaksinya untuk dipelajari
pola keteraturannya.
Pengukuran
Pengukuran merupakan bagian dari
pengamatan. Pengukuran merupakan proses membandingkan besaran dengan besaran
lain yang sejenis sebagai satuan. Segala sesuatu yang dapat diukur adalah besaran,
seperti massa, suhu, dan tinggi badan. Adapun hal yang tidak dapat diukur
adalah bukan besaran. Contoh kasih sayang orangtua terhadap anak.
Hasil pengukuran berupa nilai
(angka) dan satuan. Satuan adalah sesuatu yang digunakan sebagai pembanding
dalam pengukuran. Satuan terdiri atas satuan yang tidak terstandar (tidak
baku), dan satuan baku. Satuan tidak baku misalnya jengkal (dari jarak ujung
ibu jari sampai dengan jari kelingking), dan depa (jarak ujung telunjuk tangan
kiri sampai dengan telunjuk tangan kanan ketika tangan direntangkan ke samping
kiri dan kanan). Contoh satuan baku (standar), dalam Sistem Internasional,
misalnya meter, sekon, yang menggunakan kelipatan 10 (metrik).
Pemakaian satuan dalam penyelesaian
suatu persoalan terkadang menjadi masalah. Hal ini dikarenakan perbedaan satuan
yang digunakan untuk menafsirkan suatu besaran. Untuk mengatasi hal tersebut,
guru dan Peserta Didik memerlukan suatu tahapan konversi untuk mengubah suatu
satuan ke satuan lain. Di dalam pengkonversian suatu satuan, diperlukan suatu
faktor konversi yang terdiri atas bilangan dan penyebut yang masing-masing
memiliki satuan yang berbeda, tetapi memiliki besar yang sama. Dengan demikian,
faktor konversi ini bernilai satu.
Contoh:
Ubahlah satuannya, dari 45 yard ke
dalam satuan meter.
1 yard = 0,9144 meter
=
(45 yard ) x 0,9144 meter/1 yard
=
41,1 meter
Tabel
1.1 Faktor Konversi Besaran Panjang, Massa, dan Waktu
|
Panjang
|
Massa
|
Waktu
|
|
1
in = 2,54 cm
1
yd = 0,9144 m
1
km = 103m
1Ã…
= 10-10 m
|
1
slug = 14,59 kg
1
amu = 1,66 x 10-27 kg
1
ton = 1000 kg
1
g = 10-3 kg
|
1
jam = 3600 s
1
hari = 86200 s
1
tahun = 3,16 x 107 s
|
Sumber : www.file.upi.edu
Dalam melakukan pengukuran,
seringkali akan berhadapan dengan bilangan yang sangat besar (misalnya, radius
rata-rata Matahari = 696.000.000 m) atau bilangan yang sangat kecil (misalnya,
radius atom hidrogen = 0,000 000 000 053 m), sehingga kita mengalami kesulitan.
Untuk menyelesaikan masalah tersebut disusunlah bilangan secara ilmiah yang disebut
notasi ilmiah. Dalam notasi ilmiah dapat dituliskan bilangan sebagai hasil kali
bilangan a ( 1 < a < 10) dengan bilangan 10 berpangkat yang disebut orde.
Contoh: 140.000 = 1,4 x 105 dan
0,0037 = 3,7 x 10-3
Tabel
1.2 Awalan dan Simbol Bilangan 10 Berpangkat
|
Panjang
|
10 Berpangkat
|
Awalan
|
Simbol
|
|
0,000
000 000 001
0,000
000 001
0,000
001
0,001
0,01
0,1
1
10
100
1000
1000
000
1000
000 000
1000
000 000 000
|
10-12
10-9
10-6
10-3
10-2
10-1
100
101
102
103
106
109
1012
|
Piko
Nano
Mikro
Mili
Senti
Desi
-
Deka
Hekto
Kilo
Mega
Giga
Tera
|
p
n
μ
mm
c
d
-
da
h
k
M
G
T
|
Sumber
: www.file.upi.edu
Besaran Pokok
Besaran Pokok adalah besaran yang
satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak bergantung pada satuan-satuan
besaran lain. Dalam Sistem Internasional, ada 7 besaran pokok, yaitu sebagai berikut.
Tabel 1.3 Besaran Pokok dalam
Sistem Internasional (SI)
|
Besaran
|
Lambang
|
Satuan
|
Lambang Satuan
|
|
Panjang
Massa
Waktu
Kuat
arus listrik
Suhu
Jumlah
zat
Intensitas
cahaya
|
L
M
T
I
T
N
I
|
Meter
Kilogram
Sekon
Ampere
Kelvin
Mol
Candela
|
m
kg
s
A
K
mol
cd
|
Sumber
: www.file.upi.edu
Berikut
ini akan diuraikan definisi satuan standar untuk 3 besaran pokok, yaitu meter
untuk besaran panjang, kilogram untuk besaran massa, dan sekon untuk besaran
waktu.
1)
Meter Standar
Satu meter adalah jarak yang
ditempuh cahaya dalam selang waktu 1/299.792.458 sekon. Alat ukur yang
digunakan untuk mengukur panjang adalah meteran, penggaris, jangka sorong, mikrometer
sekrup.
2)
Kilogram Standar
Satu kilogram adalah massa silinder
campuran Platina-Iridium yang disimpan di International Bureau of
Weight and Measuresdi kota Sevres dekat Paris, Perancis. Massa standar satu
kilogram dipilih sedemikian rupa sehingga sama dengan massa 1 liter air murni
pada suhu 4° C. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur massa suatu benda padat
adalah neraca dua lengan atau neraca tiga lengan.
3)
Sekon Standar
Satuan waktu standar ditetapkan
berdasarkan jam atom Cesium. Satu sekon didefinisikan sebagai waktu yang
diperlukan oleh atom Cesium-133 (Cs-133) untuk bergetar sebanyak 9.192.631.770 kali.
Alat ukur yang digunakan untuk menghitung waktu adalah stopwatch dan jam
tangan.
Besaran Turunan
Besaran
turunan merupakan besaran yang diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok,
seperti luas, volume, konsentrasi, dan laju. Luas diturunkan dari dua besaran
panjang, yaitu panjang dan lebar. Volume diturunkan dari tiga besaran panjang,
yaitu panjang, lebar, dan tinggi. Konsentrasi larutan diturunkan dari satu
besaran mol dan tiga besaran panjang. Laju diturunkan dari satu besaran panjang
dan satu besaran waktu. Tidak hanya dalam bidang fisika, besaran turunan dapat
ditemukan pada masalah kimia, seperti konsentrasi gula. Begitu pula dengan
masalah biologi, seperti laju pertumbuhan tanaman, laju respirasi (penggunaan
oksigen), dan lain-lain. Masing-masing besaran turunan dapat dilihat pada Tabel
1.4 berikut.
Tabel
1.4 Contoh-Contoh Besaran Turunan
|
Besaran
|
Lambang
|
Satuan
|
Lambang Satuan
|
|
Luas
Volume
Kecepatan
Percepatan
Konsentrasi
|
A
V
v
a
M
|
Meter
persegi
Meter
kubik
Meter
per sekon
Meter
per sekon kuadrat
Molaritas
|
m2
m3
m/s
m/s2
m=mol/m3
|
Sumber
: www.file.upi.edu
Dari tabel 1.4 di atas, dapat
diketahui bahwa besaran turunan merupakan besaran yang diturunkan dari beberapa
besaran pokok. Jika dijabarkan adalah sebagai berikut.
1) Luas = Panjang x panjang =
panjang x lebar
2) Volume = Panjang x panjang x
panjang = panjang x lebar x tinggi
3) Kecepatan = Panjang : waktu
4) Percepatan = (Panjang : waktu) :
waktu = Kecepatan : waktu
5) Konsentrasi = mol : (panjang x
panjang x panjang) = mol : volume
