BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Ilmu alamiah atau sering disebut ilmu pengetahuan alam
(natural science), merupakan pengetahuan yang mengkaji mengenai gejala-gejala
dalam alam semesta, termasuk di muka bumi ini, sehingga terbentuk konsep dan
prinsip. Ilmu Alamiah Dasar hanya mengkaji konsep-konsep dan prinsip-prinsip
dasar yang essensial saja.
Setiap kali orang mempelajari terjadinya alam
semesta ini, selalu bermula dari
problema mengenai dari mana datangnya , dari mana asalnya dan bagaimanakah
terjadinya alam semasta ini. Nampaknya rasa ingin tahu manusia terhadap
”datangnya” hidup ini telah timbul berabad-abad bahkan lebih dari dua ribu
tahun yang lalu dan hingga saat ini pun orang masih bertanya-tanya tentang
asal-mula alam semasta ini termasuk bumi. Boleh dikatakan bahwa tak seorangpun
tahu dari mana asal alam semasta ini, sebab moyang kita sekalipun tidak pernah
menceritakan asal-usul dari alam semasta termasuk bumi.
Pada pembahasan kali ini kami akan membahas Ilmu
Alamiah Dasar secara lebih spesisfik lagi, yaitu pembahasan mengenai Materi dan
Energi. Karena materi dan energy juga termasuk dalam objek kajian ilmu alamiah
dasar. Sehingga perlu juga diteliti atau dikaji lebih lanjut untuk membuahkan
hasil sebuh ilmu pengetahuan yang bersifat objektif. Dunia benda terdiri atas materi dan energy.
Tubuh organisme dibangun atas materi dan hidupnya tergantung pada energy.
Olehkarena itu antara materi dan energy saling berkaitan satu sama lain.
B. Perumusan Masalah
Dari latar belakang di atas maka dapat
dirumuskan masalah sebagai berikut :
1. Apakah yang dimaksud
dengan materi ?
2. Aspek – aspek apa sajakah
yang berhubungan dengan materi ?
3. Apakah yang dimaksud
dengan energy?
4. Apa macam-macam bentuk
enegi?
C. Tujuan Penulisan
Dari perumusan masalah tersebut. Tujuan
penulisan makalah ini sebagai berikut :
1. Mengetahui apa yang
dimaksud dengan materi dan sangkut
pautnya.
2. Mengetahui aspek –
aspek yang berhubungan denag sebuah
materi serta penjelasannya.
3. Mengetahui apa yang
dimaksud dengan energy dan sangkut pautnya
4. Mengetahui macam – macam
bentuk energy serta penjabaranya.
D. Manfaat Penulisan
Manfaat
yang dapat diperoleh dari penulisan makalah ini mencakup beberapa yang terkait
diantaranya sebagai berikut :
Bagi
mahasiswa
Makalah
ini dapat dipakai sebagai referensi atau
masukan tentang penjabaran sebuah materi dan energy serta aspek – aspek yang
berhubungan dengan materi dan macam –macam bentuk dari enargi.
Bagi
masyarakat Umum
Sebagai
bahan bacaan yang bermanfaat untuk menambah pengetahuan tentang demokrasi
pendidikan. Dan serta untuk menambahkan peran aktif masyarakat dalam duni pendidikan.
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Materi
Yakni apa saja yang mempunyai masssa
dan sesuatu yang menempati ruang. Contohnya meja, kursi, awan, gunung, dan
sebagainya.
Seperti telah dikemukakan bahwa
manusia dalam hidup ini memerlukan materi, baik biotis maupun nonbiotis. Materi
biotis dari bahan benda hidup dengan protein, sedangkan materi nonbiotis mulai
dari gas oksigen sampai benda-benda yang kita pakai sehari-hari.Materi dapat berwujud
padat, cair, dan gas.
B.
Aspek – aspek yang
berhubungan dengan materi
Materi itu
sendiri mempunyai aspek –aspek yang perlu dikaji lebih dalam lagi untuk
melahirkan sebuah cabang ilmu pengetahuan.
Aspek – aspek itu antara lain :
1. Wujud Materi
Dari
pembahasan di depan telah di ulas secara singkat tentang sebuah materi. Dalam
matri dikenal tiga macam wujud materi, yakni padat, cair, dan gas. Zad padat
memiliki bentuk dan volume tetap, selama tidak ada pengruh dari luar. Contoh,
bentuk dan volume sebatang emas tetap di mana pun emas itu berada.
Berbeda
dengan zat cair, bentuk zat cair berubah – ubah mengikuti tempatnya. Tetapi
dalam masalah volume, zat ciai seperti zat padat yaitu volumenya tetap
Sementara
itu gas mengisi seluruh ruang yang tersedia. Jadi, tidak tetap baik bentuk
maupun volumenya.
2. Massa dan Berat
Massa suatu
benda menyatakan jumlah materi yang ada pada benda tersebut. Massa sutu baenda
tetap di segala tempat. Massa merupakan sifat dasar materi yang paling
sempurana.
Massa dan
berat sesuatu benda tidak identic, tetapi sering dianggap sama. Berat
menyatakan gaya grafitasi bumi terhadap benda itu dan tergantung pada letak
benda dari pusat bumi. Berat sebuah benda dapat diukur langsung dengan
menimbangnya, tetapi massa sebuah benda di bumi dapat dihitung jika diketahui
beratnya dan gaya gravitasi di tempat penimbangan itu dilakukan. Oleh karena
itu, yang dimaksud dengan berat sebuah benda sebenarnya adalah massanya. Maka,
timbul pengertian bahwa massa sama dengan berat.
3. Klasifikasi Materi
Zat-zat yang kita temukan di alam semesta ini
hanya ada dua kemungkinan, yaitu adalah zat tunggal dan campuran.
·
Zat Tunggal
Zat tunggal
adalah materi yang memiliki susunan partikel yang tidak mudah dirubah dan
memilik komposisi yang tetap. Zat tunggal dapat diklasifikasikan sebagai unsur
dan senyawa. Zat tunggal berupa unsur didefinisikan sebagai zat yang tidak
dapat diuraikan menjadi zat lain yang lebih sederhana. Unsur besi tidak bisa
diuraikan menjadi zat lain, jika ukuran besi ini diperkecil, maka suatu saat
akan didapatkan bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi dan disebut dengan
atom besi.
Zat tunggal
berupa senyawa didefinisikan sebagai zat yang dibentuk dari berbagai jenis
unsur yang saling terikat secara kimia dan memiliki komposisi yang tetap.
Senyawa terdiri dari beberapa unsur, maka senyawa dapat diuraikan menjadi
unsur-unsurnya dengan proses tertentu.
Contoh senyawa yang paling mudah kita kenal adalah air. Senyawa air
diberi lambang H2O. Senyawa air terbentuk oleh dua jenis unsur yaitu unsur
Hidrogen (H) dan unsur Oksigen (O), dengan komposisi 2 unsur H dan satu unsur
O.
·
Zat Campuran
Campuran
adalah materi yang disusun oleh beberapa zat tunggal baik berupa unsur atau
senyawa dengan komposisi yang tidak tetap. Dalam campuran sifat dari materi
penyusunnya tidak berubah.Contoh sederhana dari campuran dapat kita jumpai di
dapur misalnya saus tomat. Campuran ini mengandung karbohidrat, protein,
vitamin C dan masih banyak zat zat lainnya. Sifat karbohidrat, protein dan
vitamin C tidak berubah.
Campuran dapat
kita bagi menjadi dua jenis, yaitu campuran homogen dan campuran heterogen.
Campuran
homogen adalah campuran serba sama yang materi-materi penyusunnya berinteraksi,
namun tidak membentuk zat baru. Untuk lebih jelasnya kita perhatikan contohnya
larutan gula dalam sebuah gelas Larutan ini merupakan campuran air dengan gula,
jika kita coba rasakan, maka rasa larutan diseluruh bagian gelas adalah sama
manisnya, baik yang dipermukaan ditengah maupun dibagian bawah.
Campuran homogen yang
memiliki pelarut air sering disebut juga dengan larutan .
4.
Atom dan Molekul
Sejak zaman kuno, filusuf – filusuf
Yunani memikirkan struktur materi. Bertentangan dengan ajaran unsur
makrokosmos, pada abad 5 sebelum masehi , leukippos dan demokritos telah
mengembangkan ajaran mikrokosmos tentang hebatnya materi.
Demokritos menyatakan bahwa struktur zat discontinue dan
bhwa semua materi terdiri atas partikel-partikel yang amat kecil yang disebut
atom ( a=tidak,tomos=dibagi).
Pada masa Robert Boyle, yakni abad
ke-17 para ahli fisika mengembangkan sebuah teori baru tentang struktur materi,
yakni teori molekul. Menurut pendapat ini, pertikel terkecil disebut molekul.,
dan molekul-molekul zat yang sama akan sama semua sifatnya.
Sedangkan john Dalton ( 1766-1874)
mengemukakan hipotesanya yang berpangkal dari anggapan Demokritos, kemudian
menjadi dasar teori atom antara lain sebagai berikut:
1. Unsur-unsur terdiri dari
partikel-partikel yang luar biasa kecil yang tidak dapat dibagi kembali(disebut
atom).Dalam reaksi kimia,mereka tidak dapat diciptakan,dihancurkan atau diubah
menjadi jenis unsur yang lain.
2. Semua atom dalam unsur
yang sejenis adalah sama dan oleh karena itu memiliki sifat-sifat yang
serupa;seperti massa dan ukuran.
3. Atom dari unsur-unsur yang
berbeda jenis memiliki sifat-sifat yang berbeda pula.
4. Senyawa dapat dibentuk
ketika lebih dari 1 jenis unsur yang digabungkan.
5. Atom-atom dari 2 unsur
atau lebih dapat direaksikan dalam perbandingan-perbandingan yang berbeda untuk
menghasilkan lebih dari 1 jenis senyawa.
5. Model Atom
A. Model atom Thomson
Pada tahun 1897, J.J Thomson
mengamati elektron. Dia menemukan bahwa
semua atom berisi elektron yang bermuatan negatif. Dikarenakan atom bermuatan
netral, maka setiap atom harus berisikan partikel bermuatan positif agar dapat
menyeimbangkan muatan negatif dari electron.
B. Model atom Ruterfhord
Rutherford melakukan penelitian
tentang hamburan sinar α pada lempeng emas. Hasil pengamatan tersebut
dikembangkan dalam hipotesis model atom Rutherford.
a. Sebagian besar dari atom merupakan
permukaan kosong.
b. Atom memiliki inti atom bermuatan
positif yang merupakan pusat massa atom.
c. Elektron bergerak mengelilingi
inti dengan kecepatan yang sangat tinggi.
d.
Sebagian besar partikel α lewat tanpa mengalami pembelokkan/hambatan. Sebagian kecil
dibelokkan, dan sedikit sekali yang dipantulkan.
C.
Model atom Bohr
Pada tahun 1913, Niels Bohr
mengemukakan pendapatnya bahwa elektron bergerak mengelilingi inti atom pada
lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit atom. Model atom Bohr merupakan penyempurnaan dari
model atom Rutherford.Kelemahan teori atom Rutherford diperbaiki oleh Neils
Bohr dengan postulat bohr :
a. Elektron-elektron yang
mengelilingi inti mempunyai lintasan dan energi tertentu.
b. Dalam orbital tertentu,
energi elektron adalah tetap. Elektron akan menyerap energi jika berpindah ke
orbit yang lebih luar dan akan membebaskan energi jika berpindah ke orbit yang
lebih dalam
Kelebihan model atom Bohr yaitu: atom terdiri dari
beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.
C.
Energi
Energi adalah
suatu kemampuan untuk melakukan kerja atau kegiatan. Selain itu ada juga yang
ber pendapat bahwa Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha).
Satuan energi menurut Satuan Internasional (SI) adalah joule, satuan energi
yang lain: erg, kalori, dan kWh. Satuan kWh biasa digunakan untuk menyatakan
energi listrik, dan kalori biasanya untuk energi kimia.
Konversi
satuan energi:
1 kalori = 4,2
joule
1 joule = 0,24
kalori
1 joule = 1
watt sekon
1 kWh =
3.600.000 joule
Tanpa energi,
duania ini akan diam atau beku. Dalam kehidupan manusia selalu terjadi kegiatan
dan untuk kegiatan otak serta otot diperlukan energi. Energi itu diperoleh
melalui proses oksidasi (pembakaran) zat makanan yang masuk kedalam tubuh
berupa makanan. Kegiatan manusia lainnya dalam memproduksi barang,
transportasi, dan lainnya juga memerlukan energi yang diperoleh dari bahan
sumber energi atau sering disebut sumber daya alam (natural resources)
Sumber daya
alam dibedakan menjadi dua kelompok,
yaitu :
(1) Sumber
daya alam yang dapat diperbaharui (renewable) hampir tidak dapat habis,
misalnya tumbuhan, hewan, air, tanah, sinar matahari, angin dan sebagainya
(2) Sumber
daya alam yang tidak dapat diperbaharui (unrenewable) atau habis misalnya :
minyak bumi atau batu bara.
D. Macam- macam
bentuk energy
A. Energi Mekanik
Energy mekanik
dapat di bedakan atas dua pengertian, yakni energy potensial dan energy
kinetik. Kedua jumlah energy itu dinamakan energy mekanik.
Setiap benda
mempunyai berat, maka baik dalam keadaan diam ataupun bergerak setiap benda
memiliki energy.
Energi
potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan)
terhadap suatu acuan.Sebagai contoh sebuah batu yang kita angkat pada
ketinggian tertentu memiliki energi potensial, jika batu kita lepas maka batu
akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Itu menunjukkan bahwa
batu tersebut memiliki energy potensial.
Energi kinetik
adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda
bergerak makin besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda yang
bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya. Atrtinya, suatu
benda yang kecepatanya besar akan besar pula energi kinetiknya.
B. Energi Panas
Energi panas
juga sering disebut sebagai energi
kalor. Pemberian panas kepada suatu benda dapat menyebabkan kenaikan
suhu benda itu ataupun bahkan terkadang dapat menyebabkan paerubahan bentuk,
perubahan ukuran , atau perubahan volume benda itu.
Ada tiga
istilah yang penggunaanya sering kacau yaitu, panas, kalor, dan suhu. Panas
adalah salah satu bentuk energi. Energy panas yang berpindah disebut kalor,
sementara suhu adalahderajat panas suatu benda.
C. Energi Magnetik
Setiap magnet mempuyai 2 kutub, yaitu
kutub magnet positif dan kutub magnet negatif. Apabila kutub yang senama itu
didekatkan maka akan saling tolak menolak tetapi jika kutup yang tak senama itu
di dekatkan maka yang terjadi adalah kedua kutub tersebut akan saling tarik
menarik.
Kedua kutub magnet memiliki kemampuan
untuk saling melakukan gerakan. Kemampuan itu adalah energi yang tersimpan di
dalam magnet dan energy inilah yang disebut sebagai energy magnetic. Semakin
besar energy magnetic yang dimiliki oleh suatu magnet , semakin besar pula gaya
yang ditimbulkan oleh magnet.
D. Energi Listrik
pengertian
energi listrik adalah kemampuan untuk melakukan atau menghasilkan usaha listrik
(kemampuan yang diperlukan untuk memindahkan muatan dari satu titik ke titik
yang lain). Energi listrik dilambangkan dengan W.
Sedangkan
perumusan yang digunakan untuk menentukan besar energi listrik adalah :
W = Q.V
keterangan :
W = Energi
listrik ( Joule)
Q = Muatan
listrik ( Coulomb)
V = Beda potensial ( Volt )
Karena I = Q/t
maka diperoleh perumusan
W = (I.t).V
W = V.I.t
Apabila
persamaan tersebut dihubungkan dengan hukum Ohm ( V = I.R) maka diperoleh
perumusan
W = I.R.I.t
Satuan energi
listrik lain yang sering digunakan adalah kalori, dimana 1 kalori sama dengan
0,24 Joule selain itu juga menggunakan satuan kWh (kilowatt jam).
Energi listrik
ditimmbulkan melalui bermacam-macam cara. Misalnya : (1) dengan sungai atau air
terjun yang memiliki energy kinetik ; (2) dengan energy angin yang dipakai
untuk menggerakkan kincir angin ; (3) dengan menggunakan Accu (energy kimia)
(4) dengan mengunakan tenga uap.
E. Energi Kimia
Yang dimaksud
dengan energy kimia adalah energy yang diperoleh melalui suatu proses kimia.
Jika Kedua macam atom-atom karbon dan atom oksigen, tersebut dapat beraksi,
akan terbentik molekul baru yaitu karbondioksida. Bergabungnya kedua atom
tersebut memerlukan energy. Energy itulah yang kita kenal dengan energy kimia
Bunyi dapat
juga diartikan getaran sehingga energy bunyi bererti juga getaran. Getaran selaras mempunyai energy dua macam, yaitu energy potensial dan
energy kinetik . melalui pembahasan secara matematis dapat ditunjukkan bahwa jumlah
kedua macam energy pada suatu getaran selaras adalah selalu tetap dan besarnya
tergantung massa, simpangan, dan waktu getar atau pariode. Maka dari itu bunyi
termasuk gelombang mekanik yang dalam
perambatannya arahnya sejajar dengan arah getarnya (gelombang longitudinal).
Syarat
terdengarnya bunyi ada 3 macam:
·
Ada sumber bunyi
·
Ada medium (udara)
·
Ada pendengar
Sifat-sifat
bunyi meliputi :
·
Merambat membutuhkan medium
·
Merupakan gelombang longitudinal
·
Dapat dipantulkan
Karakteristik
Bunyi ada beberapa macam antara lain :
1.
Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur.
2. Desah adalah bunyi yang
frekuensinya tidak teratur.
3. Warna bunyi adalah bunyi
yang frekuensinya sama tetapi terdengar berbeda.
4. Dentum adalah bunyi yang
amplitudonya sangat besar dan terdengar mendadak.
Gendang telinga manusia
juga hanya mampu menerima energy getaran yang timbul oleh sumber getar yang
frekuensinya paling rendah adalah 16 getaran per detik (Hertz) dan paling besar
20.000 gataran per detik (Hertz).
G. Energi Nuklir
Pengertian energy nuklir ialah energi yang dihasilkan
oleh reaksi pembelahan inti (fisi) berantai. Secara umum, energi nuklir dapat
dihasilkan melalui dua macam mekanisme, yaitu pembelahan inti atau reaksi fisi
dan penggabungan beberapa inti melalui reaksi fusi. Di sini akan dibahas salah
satu mekanisme produksi energi nuklir, yaitu reaksi fisi nuklir.
Sebuah inti berat yang
ditumbuk oleh partikel (misalnya neutron) dapat membelah menjadi dua inti yang
lebih ringan dan beberapa partikel lain. Mekanisme semacam ini disebut pembelahan
inti atau fisi nuklir. Satu-satunya sumber energy nuklir yang sangat besar
adalah Uranium. Reaksi fisi uranium seperti ini menghasilkan neutron selain dua
buah inti atom yang lebih ringan. Neutron ini dapat menumbuk (diserap) kembali
oleh inti uranium untuk membentuk reaksi fisi berikutnya. Mekanisme ini terus
terjadi dalam waktu yang sangat cepat membentuk reaksi berantai tak terkendali.
Akibatnya, terjadi pelepasan energi yang besar dalam waktu singkat. Mekanisme
ini yang terjadi di dalam bom nuklir yang menghasilkan ledakan yang dahsyat.
Jadi, reaksi fisi dapat membentuk reaksi berantai tak terkendali yang memiliki
potensi daya ledak yang dahsyat dan dapat dibuat dalam bentuk bom nuklir.
H. Enargi cahaya atau cahaya
Cahaya adalah energi
berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan panjang gelombang
sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika,
cahaya adalah radiasi elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata
maupun yang tidak.
Cahaya adalah paket
partikel yang disebut foton.Kedua definisi di atas adalah sifat yang
ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut "dualisme
gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian
dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna. Bidang studi
cahaya dikenal dengan sebutan optika, merupakan area riset yang penting pada
fisika modern.
Studi mengenai cahaya
dimulai dengan munculnya era optika klasik yang mempelajari besaran optik
seperti: intensitas, frekuensi atau panjang gelombang, polarisasi dan fasa cahaya.
Sifat-sifat cahaya dan interaksinya terhadap sekitar dilakukan dengan
pendekatan paraksial geometris seperti refleksi dan refraksi, dan pendekatan
sifat optik fisisnya yaitu: interferensi, difraksi, dispersi, polarisasi.
Masing-masing studi optika klasik ini disebut dengan optika geometris
(geometrical optics) dan optika fisis (physical optics).
Energi cahaya terutama
adalah cahaya matahari banyak diperlukan tertuma oleh tumbuh-tumbuhan yang
berhijau daun. Tumbuhan itu membutuhkan energy cahaya untuk mengadakan proses
fotosintesis .
I.
Energi Matahari
Energi Matahari adalah
energy yang paling besar dan paling murah di alam ini. Dikatakn murah karena
manusia tidak perlu membeli untuk mendapatkan energy matahari itu. Matahari
memencarkan energinya dalam bentuk gelombang-gelombang radiasi.
Energi matahari dapat
dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, di antaranya ialah untuk (1) penggerak
stelit buatan Seperti satelit palapa ,
(2) Untuk kompopr mayahari, (3) Proses fotosintesis pada tumbuhan hijau , (4)
Penyulingan air, dan (5) Listrik tenaga surya.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Ilmu Pengetahuan alam
terutamanya yang membahas materi dan energy
adalah suatu bagian yang tak lepas dari kehidupan manusia dari awal
peradaban sampai akhir dari segala akhir kehidupan manusia. Ilmu Pengetahuan
alam terus berkembang seiring perkembangan peradaban manusia di dunia.
Untuk melengkapi
kecerdasan ilmu pengetahuan bagi para mahasiswa, diperlukan pula penyelarasan
pengajaran iptek dengan pengajaran imtaq. Sehingga terbentuklah manusia-manusia
cerdas dan bermoral yang dapat menghasilkan berbagai ilmu pengetahuan dan
teknologi yang bermanfaat bagi umat
manusia Bagi masyarakat sekarang, iptek sudah merupakan suatu religion.
Seiring perkembangan zaman terutama dengan kemajuan
iptek telah membawa umat manusia untuk melahirkan sebuah ilmu pengetahuan yang
baru mulai dari salah satu cabang ilmu alamiah dasar yaitu tentang materi dan
energy.
B. Saran
Semoga dengan tersusunnya makalah ini dapat memberikan
gambaran dan menambah wawasan kita tentang materi dan energi serta perkembangannya dari waktu ke waktu,
lebih jauhnya penyusun berharap dengan memahami materi dan energi kita semua dapat menyikapi segala kemajuan
dan perkembangannya sehingga dapat berdampak positif bagi kehidupan kita semua.
Dari pembahasan materi ini kami mengalami beberapa
kendala dalam penyusunan makalah ini. Maka ada beberapa kesalahan oleh kami
atau kekurangan. Oleh karena itu kami juga membutuhkan saran dari pembaca untuk
menyempurnakan makalah ini.
DAFTAR PUSTAKA
Jasin, Maskoeri. 1987. Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: PT
Raja Grafindo Persada
Tidak ada komentar:
Posting Komentar