< PreviousIlmu Pengetahuan Alam13Tahukah kamu, ikan dapat berenang karena memanfaatkan bentuk tubuhnya yang unik? Berikut penjelasannya.1) Ikan sering mengeluarkan gelembung renang yang berguna untuk mengatur gerakan naik turun. 2) Ikan memiliki susunan otot dan tulang belakang yang fleksibel untuk mendorong ekor ikan di dalam air. 3) Sebagian besar ikan menggunakan gerak tubuh ke kanan dan ke kiri dan sirip ekornya untuk menghasilkan gaya dorong ke depan.4) Ikan yang bergerak dengan sirip pasangan dan sirip tengah cocok untuk hidup di terumbu karang. Jenis ikan ini tidak dapat berenang secepat ikan yang menggunakan tubuh dan sirip ekornya. Sumber: Dokumen KemdikbudGambar 1.17 Ikan berbentuk streamlineSumber: Dokumen KemdikbudGambar 1.18 Hewan yang memanfaatkan sifat tegangan permukaan air. Berbeda dengan ikan dan hewan yang hidup di dalam air, bebek dapat terapung di atas air karena memanfaatkan prinsip tegangan permukaan air. Tegangan permukaan merupakan peristiwa yang diakibatkan adanya gaya kohesi antar molekul-molekul air. Selain nyamuk, anggang-anggang juga memanfaatkan gaya tegangan permukaan untuk dapat bergerak di permukaan air. NyamukAnggang-anggangBerbeda dengan ikan dan hewan yang hidup di dalam air, nyamuk seolah-olah berdiri di atas air karena memanfaatkan prinsip tegangan permukaan air. Tegangan permukaan merupakan peristiwa yang diakibatkan adanya gaya kohesi antar molekul-molekul air. Selain nyamuk, anggang-anggang juga memanfaatkan gaya tegangan permukaan untuk dapat bergerak di permukaan air. b. Gerak Hewan di Udara Tahukah kamu, bagaimana cara burung terbang? Hewan-hewan yang terbang di udara dengan cara yang unik. Tubuh hewan-hewan tersebut memiliki gaya angkat yang besar untuk mengimbangi gaya gravitasi. Salah satu upaya untuk memperbesar gaya angkat dengan menggunakan sayap. Prinsip yang sama diterapkan pada pesawat Sumber: Malyi, M. Tanpa Tahun Gambar 1.19 Sayap airfoil burung Kelas VIII SMP/MTsSemester 114terbang, khususnya pada pesawat terbang bersayap bentuk airfoil seperti pada Gambar 1.19. Sayap burung memiliki susunan kerangka yang ringan, tulang dada dan otot yang kuat. Perhatikan Gambar 1.20. Bentuk sayap airfoil membuat udara mengalir pada bagian atas sayap lebih cepat daripada bagian bawahnya. Saat sayap dikepakkan, udara akan mengalir ke bawah. Dorongan ke bawah tersebut akan menghasilkan gaya yang berlawanan arah sehingga burung akan terangkat ke atas.c. Gerak Hewan di Darat Kecenderungan hewan yang hidup di darat adalah memiliki otot dan tulang yang kuat. Otot dan tulang tersebut diperlukan untuk mengatasi inersia (kecenderungan tubuh untuk diam) dan untuk menyimpan energi pegas (elastisitas) untuk melakukan berbagai aktivitas. Bayangkan bagaimana bila kita berjalan. Seorang mulai berjalan dengan mendorong lantai dengan kakinya, lantai kemudian memberikan gaya balik yang sama dan berlawanan arah pada kaki orang tersebut. Gaya inilah yang menggerakkan orang tersebut ke depan. Dengan cara yang sama, seekor burung yang terbang ke depan memberikan gaya pada udara, dan udara tersebut mendorong balik sayap burung itu ke depan. Gajah dan kerbau memiliki massa tubuh yang besar, akibatnya untuk bergerak gajah dan kerbau harus melawan inersia yang nilainya juga besar. Namun, perbedaan struktur tulang dan otot hewan tersebut masing-masing hewan menyebabkan hewan tersebut dapat bergerak lebih lincah dibanding hewan lainnya. Misalnya dengan kuda, cheetah, dan kijang. Ketiga hewan tersebut memiliki struktur rangka dan otot yang sangat kuat, namun kijang dan cheetah yang memiliki bentuk kaki yang lebih ramping sehingga kijang dan cheetah memiliki elastisitas yang tinggi. Bentuk kaki yang lebih ramping tersebut mengakibatkan kijang dan cheetah pada saat berlari lebih banyak melompat ke udara dan meluncur di udara. Gaya gesek udara yang jauh lebih kecil daripada gaya gesek permukaan tanah membuat kijang dapat berlari dengan kecepatan yang lebih tinggi daripada kuda.Sumber: Dokumen KemdikbudGambar 1.20 Burung terbang Gaya dorong sayap ke bawah (Faksi) Gaya angkat burung ke atas (Freaksi) Ilmu Pengetahuan Alam15Tahukah kamu, manusia dan hewan dapat bergerak karena mendapatkan energi dari mengkonsumsi tumbuh-tumbuhan?Akan tetapi, bagaimana dengan tumbuhan? Darimana tumbuhan mendapatkan energi untuk bergerak? Agar dapat bergerak, tumbuhan mendapatkan energi dari proses fotosintesis. Fotosintesis adalah proses yang terjadi pada tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri yang berklorofil menggunakan cahaya matahari, karbon dioksida, dan air untuk menghasilkan karbohidrat dan oksigen. Klorofil yaitu molekul organik yang mengandung magnesium untuk menangkap energi dari cahaya matahari.Perhatikan gambar 1.21Persamaan reaksi fotosintetis dituliskan sebagai berikut. 6 CO2 + 6 H2O cahaya matahari C6 H12 O6 + 6 O2karbon diokasidaairklorofilglukosagas oksigenSumber: Provost, 2012.Gambar 1.21 Proses fotosintetisKelas VIII SMP/MTsSemester 116B. Gerak pada BendaSumber: Dingrando, dkk 2007. Gambar 1.22 Orang Bermain BaseBallJika selembar kertas dan sebuah kelereng dijatuhkan bersamaan dari ketinggian yang sama, benda manakah yang tiba lebih dulu di lantai? Apakah kedua benda tersebut akan tiba di lantai dalam waktu yang sama? Jika selembar kertas yang digulung dan sebuah kelereng kembali dijatuhkan bersamaan dari ketinggian yang sama, benda manakah yang tiba lebih dulu di lantai? Apakah kedua benda tersebut akan tiba di lantai dalam waktu yang sama?Bagaimana jawabanmu pada kedua permasalahan di atas Apa yang menyebabkan demikian? Agar kamu memperoleh kepastian jawaban permasalahan di atas, lakukan kegiatan berikut.Ayo Kita Pelajari!1. Gerak lurus dan gaya2. Gaya berat dan hukum I Newton 3. Pengaruh gaya dan hukum II Newton4. Gaya aksi, reaksi, dan hukum III NewtonIstilah Penting1. Jarak2. Perpindahan3. Kecepatan4. Kelajuan5. Percepatan6. Gaya7. Gaya sentuh8. Gaya tak sentuhMengapa Penting?Untuk mengetahui gerak pada benda dan memahami keteraturan geraknya dalam hukum Newton.Pernahkah kamu berpikir mengapa benda dapat bergerak? Apa yang menyebabkan benda dapat bergerak? Gerak seperti apa yang dilakukan oleh benda saat memperoleh gaya? Apakah lingkungan sekitar benda dapat mempengaruhi gerak benda? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut, ayo lanjutkan materi kita tentang gerak benda berikut ini!Ilmu Pengetahuan Alam17Percobaan Gerak LurusApa yang kamu coba?1. Menjelaskan prinsip kerja perangkat percobaan Ticker timer.2. Menjelaskan hubungan jarak tempuh dengan waktu yang teramati pada percobaan.Apa yang kamu sediakan?Peralatan Bahan1. Mobil mainan Pita kertas2. Mistar 3. Ticker timer Apa yang kamu lakukan?1. Merangkai peralatan seperti pada gambar.2. Mengoperasikan ticker timer.3. Menyalakan mesin mobil mainan kemudian melepaskannya hingga menarik pita.4. Mengukur jarak antartitik yang terbentuk pada pita kertas.5. Mencatat data pengamatan pada tabel.Apa yang dapat kamu temukan?1. Dalam praktikum yang kamu lakukan, bagaimana prinsip kerja rangkaian percobaan?2. Buatlah grafik hubungan antara jarak (sebagai sumbu-y) dengan waktu (sebagai sumbu-x)!3. Buatlah grafik hubungan antara kecepatan (sebagai sumbu-y) dengan waktu (sebagai sumbu-x)!4. Berdasarkan grafik yang telah kamu buat, a bagaimana bentuk hubungan antara jarak dan waktu? b bagaimana hubungan antara kecepatan gerak mobil dengan waktu? Apa yang dapat kamu simpulkan?Set Percobaan Gerak Lurus Kelas VIII SMP/MTsSemester 118Perhatikan Gambar 1.23. Semisal gambar tersebut adalah letak rumah, letak sekolah, dan lintasan dari rumah ke sekolahmu. Setiap hari kamu berangkat dari rumah ke sekolah kemudian kembali lagi ke rumah. Jika diukur, misalnya jarak rumah ke sekolah 2 km, maka jarak tempuh yang kamu lakukan setiap hari adalah 4 km. Namun, perpindahan yang kamu lakukan bernilai nol km. Mengapa demikian?Ada perbedaan makna antara jarak dan perpindahan. Jarak merupakan panjang lintasan yang ditempuh, sedangkan perpindahan merupakan jumlah lintasan yang ditempuh dengan memperhitungkan posisi awal dan akhir benda, atau dengan kata lain perpindahan merupakan jarak lurus dari posisi awal sampai posisi akhir. Sekarang pikirkan seandainya perjalanan saat kamu pergi dari rumah ke sekolah menggunakan kendaraan umum. Apakah kendaraan yang kamu tumpangi melaju dengan kecepatan tetap? Bagaimana kamu dapat mengukur besar kecepatan kendaraan yang kamu tumpangi? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, mari kita membandingkannya dengan ilustrasi berikut.Sumber: Dingrando dkk.2007Gambar. 1.23 Contoh lintasan rumah dan sekolah Letak rumah Letak SekolahLintasan dari rumah ke sekolahCoba hitung berapa besar jarak dan perpindahan yang kamu lakukan saat melakukan perjalanan:1) dari rumah ke sekolah.2) dari rumah ke sekolah, kembali ke rumah.detik detik detik detik Sumber: Dingrando, dkk 2007 Gambar 1.24 Jarak dan waktu tempuh seseorang yang sedang berlariIlmu Pengetahuan Alam19Pada Gambar 1.24, seorang atlet berlari menempuh jarak 30 meter dalam waktu 6 detik. Dengan kata lain, atlet tersebut menempuh jarak mencapai 5 meter setiap detiknya. Jarak tertentu (s) setiap detiknya (t) disebut sebagai kelajuan atau secara matematis dapat ditulis (v), dan dirumuskan sebagai: Tahukah kamu bagaimana cara mengukur kelajuan kendaraan bermotor? Apakah benar dengan menggunakan speedometer? Ternyata, speedometer yang ada di kendaraan tidak mengukur kecepatan gerak, tetapi mengukur kelajuan. Perhatikan Gambar 1.25. Angka yang ditunjukkan pada speedometer selalu berubah-ubah. Speedometer ini menunjukkan kelajuan sesaat mobil yang sedang bergerak. Berdasarkan pernyataan tersebut, dapatkah kamu mendefinisikan apa yang dimaksud dengan kelajuan sesaat? Berdasarkan Gambar 1.25 dapatkah kamu menentukan kelajuan sesaat mobil pada saat 2 detik, 4 detik, dan 8 detik? Berbeda dengan speedometer, biasanya mobil modern menggunakan GPS (Global Positioning System) untuk menginformasikan letak, kecepatan, arah, dan waktu secara akurat. Pada Gambar 1.26, sebuah mobil melaju dengan GPS yang menunjukkan angka yang tetap 20 m/s atau 72 km/jam. Tahukah kamu apa artinya?Sumber: Dokumen KemdikbudGambar 1.26 Perangkat GPSSumber: Dingrando, dkk. 2007 Gambar 1.25 Perubahan kelajuan pada mobil yang sedang melajuKelas VIII SMP/MTsSemester 120Jika kelajuan mengukur jarak tempuh, maka kecepatan (v) mengukur perpindahan (∆s) gerak benda tiap waktu (t), jika dirumuskan adalah:Meskipun kelajuan dan kecepatan memiliki definisi konsep yang berbeda, namun pada gerak lurus kecepatan dan kelajuan memiliki nilai, simbol (v), serta satuan yang sama (m/s).1) Lengkapi diagram tentang perbedaan antara kelajuan dengan kecepatan berikut!2) Perhatikan tabel di bawah ini! Tabel 1.3 waktu dan jarak tempuh bersepeda.Waktu (detik) Jarak (meter)0012243648510Berhubungandengan jaraktempuh benda....SpeedometerContoh:....Contoh:....Satuanm/sKecepatanBerkaitandengangerak........KelajuanIlmu Pengetahuan Alam21Tabel tersebut mendeskripsikan besarnya jarak dan waktu yang diperlukan sepeda untuk bergerak. Dengan menggunakan rumus kelajuan dan percepatan, hitunglah:a. kelajuan sepeda pada detik ke 2,b. kelajuan sepeda pada detik ke 4,c. kelajuan sepeda pada detik ke 5,Kesimpulan apakah yang diperoleh dari gerak sepeda tersebut?Sekarang, bayangkan jika kamu melakukan perjalanan dari rumah ke sekolah, kendaraan yang kamu tumpangi bergerak dengan kecepatan yang berubah-ubah tiap waktu. Coba perhatikan Gambar 1.27 dan 1.28.Gambar 1.27 dan 1.28 menunjukkan mobil yang sedang bergerak menjauhi lampu merah lalu lintas akan dipercepat, sedangkan saat mendekati lampu merah lalu lintas akan diperlambat. Percepatan atau perlambatan mobil tersebut dengan mudah dapat diamati dari adanya perubahan besar kecepatan mobil yang ditunjukkan oleh jarum speedometer atau angka yang muncul pada GPS. Misalnya saat mendekati lampu lalu lintas, mobil yang awalnya bergerak dengan kecepatan sebesar 72 km/jam diperlambat hingga 0 km/jam dalam selang waktu 5 detik dengan proses perubahan seperti dalam tabel berikut.votvt20020116212384450 Vo Vt Vt dipercepat diperlambat Vo Sumber: Nat. Geo. Soc, 2008Gambar 1.27 Saat menjauhi lampu merah, mobil dipercepatSumber: Nat. Geo. Soc, 2008Gambar 1.28 Saat mendekati lampu merah, mobil diperlambatBerapakah perubahan kecepatan mobil dalam setiap detik?Cobalah diskusikan dengan teman sebangkumu!Kelas VIII SMP/MTsSemester 122Dari fakta yang ditunjukkan dapat diketahui besar perlambatan mobil sebesar 4 m/s2. Nilai tersebut diturunkan dari persamaan berikut.v0 = 72 km/jam = 72000 m/3600 s = 20 m/svt = 0 km/jam = 0 m/s∆t = 5 sKarena perubahan kecepatan mobil dalam setiap detik selalu tetap, maka percepatan gerak mobil adalah tetap sehingga mobil tersebut bergerak lurus berubah beraturan (GLBB). Percepatan benda tidak hanya berlaku pada kendaraan yang sedang bergerak secara horisontal, tetapi juga pada benda yang bergerak secara vertikal. Semua benda yang ada di permukaan bumi mengalami gaya gravitasi. Gaya gravitasi yang dimaksud adalah gaya tarik oleh bumi sehingga benda mengalami percepatan konstan sebesar 10 m/s2 (percepatan gravitasi). Pernahkah kamu mendengar cerita tentang buah apel yang jatuh ? Kejadian tersebut yang menginspirasi Newton untuk mempelajari lebih lanjut tentang gravitasi bumi.1. Sebuah mobil yang mula-mula diam, kemudian bergerak dipercepat hingga kecepatannya menjadi 72 km/jam. Setelah bergerak selama 30 sekon, percepatan yang dialami mobil tersebut adalah….2. Buah kelapa yang sudah tua dan matang jatuh dari pohonnya. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, berapakah kecepatan buah kelapa setelah jatuh selama 3 detik? Masih ingatkah, bahwa gaya adalah tarikan atau dorongan? Gaya dapat mengubah bentuk, arah, dan kecepatan benda. Kamu tahu plastisin? Kamu dapat melempar plastisin, menghentikan lemparan (menangkap) plastisin, atau bahkan mengubah bentuk plastisin dengan memberikan gaya. Tahukah kamu, gaya apakah yang diberikan pada plastisin tersebut? Ada berapa jenis gaya yang dapat kita temukan dalam kehidupan sehari-hari?Sumber: Dokumen KemdikbudGambar 1.29a Contoh gaya tak sentuhNext >