BAB 5 LISTRIK DINAMIS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

MODUL IPA

PEMBELAJARAN JARAK JAUH SMP NEGERI 1 BANGSRI SEMESTER 1
PETUNJUK  BELAJAR:

Modul dalam bentuk blog ini dirancang sebagai panduan belajar dalam sistem Pembelajaran Jarak Jauh (PJJ dan Saya beri nama MODEL DABLOG. Kelebihan MODEL DABLOG ini selain memuat materi dalam bentuk teks yang ringkas, juga dibuatkan link youtube dengan konten yang telah disesuaikan dengan tujuan pembelajaran. Sehingga kalian dapat belajar secara mandiri dengan efektif. Tingkat keberhasilan dari PJJ tergantung dari kedisiplinan dan ketekunan kalian dalam belajar. 

Langkah-langkah yang harus kalian lakukan dalam PJJ dengan menggunakan MODEL DABLOG ini adalah sebagai berikut.

1. Usahakan memiliki buku siswa cetakan terbaru (dari perpustakaan sekolah) 

2. Baca dan pahamilah tujuan pembelajaran dengan baik.

3. Selesaikan Bab ini dalam 3 x pertemuan dengan rincian pertemuan pertama "Pengertian Arus Listrik dan Hukum Ohm", pertemuan kedua "Hambatan Penghantar", pertemuan ketiga "Rangkaian Seri dan Parallel"

4. Mulailah mempelajari modul ini dengan fokus dan konsentrasi jangan lupa berdo'a, bila mengalami kesulitan diskusikan dengan temanmu atau gurumu.

5. Setelah kamu merasa memahami materi, kerjakan tugas dan latihan soal dalam buku tulismu.

6. Periksalah hasil pekerjaanmu dengan mencocokkan kunci jawaban dalam MODEL DABLOG ini.

7. Selanjutnya kerjakan tes akhir, bila kamu mendapatkan nilai sekurang-kurangnya 75 berarti kamu bisa melanjutkan ke KD berikutnya, jika belum kalian harus mengulang untuk mempelajari KD ini kembali.

A. PENDAHULUAN

Pernahkah kamu kestrum? Disaat kamu bermain lampub LED dengan bateria mungkin kamutidak merasakan sengatan listrik, berbeda jika kamu menyentuh kabel pada instalasi listrik dirumahmu, hemm... jangan coba-coba ya! Arus listrik yang dihasilkan oleh baterai adalah berjenis DC atau searah. Arus listrik tipe ini bersifat kontinyu sehingga efek sengatannya tidak terasa, tetapi akan terasa jika kabelnya kamu sentuhkan dengan lidahmu. Sedangkan arus listrik pada instalasi rumahmu adalah berjenis AC atau bolak-balik dengan frekuensi getaran 50 Hz. Oleh karena itu sengatannya akan terasa sekali, disamping itu juga tegangannya cukup besar (220 V). Dirumahmu juga terdapat saklar untuk memilih lampu mana yang kamu nyalakan atau matikan, tetapi jika rangkaiannya salah, maka saklar tidak akan bekerja dengan baik. Untuk itu dikenal rangkain seri dan parallel. Apa perbedaan keduanya? Yuk kamu harus pelajari lebih lanjut.

Kompetensi Dasar :
3.5 Menerapkan konsep rangkaian listrik, energi dan daya listrik, sumber energi listrik dalam kehidupan sehari-hari termasuk sumber energi listrik alternatif, serta berbagai upaya menghemat energi listrik.
4.5 Menyajikan hasil rancangan dan pengukuran berbagai rangkaian listrik.

Materi Pertemuan 1
Tujuan Pembelajaran:
Setelah pembelajaran daring, peserta didik dapat :
1. Menjelaskan syarat mengalirnya arus listrik
2. Menjelaskan pengertian kuat arus listrik dan beda potensial.
3. Menggunakan dan membaca amperemeter dan voltmeter
4. Memahami hubungan V dan I sesuai hukum Ohm
5. Menunjukkan sikap tanggung jawab, rasa ingin tahu, dan percaya diri.

Materi Pertemuan 2
Tujuan Pembelajaran:
Setelah pembelajaran daring, peserta didik dapat :
1.  Menjelaskan pengertian hambatan
2. Mendeskripsikan perbedaan konduktor dan isolator
3. Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi hambatan penghantar
4. Menentukan kriteria penghantar yang baik
5. Menghitung hambatan pengganti dan susunan Resistor

5. Menunjukkan sikap tanggung jawab, rasa ingin tahu, dan percaya diri.

Materi Pertemuan 3
Tujuan Pembelajaran:
Setelah pembelajaran daring, peserta didik dapat : 
1. Mendeskripsikan karakteristik rangkaian seri
2. Mendeskripsikan karakteristik rangkaian paralel
3. Menerapkan hukum ohm dan Kirchhoff dalam rangkaian
4. Menghitung hambatan pengganti
5. Menunjukkan sikap tanggung jawab, rasa ingin tahu, dan percaya diri.

B. KEGIATAN BELAJAR
Kegiatan Belajar 1

1. Syarat Terjadinya Aliran Listrik Dalam Rangkaian
Bagaimana kamu menyalakan lampu center? Pada lampu center ada tombol on dan off. Tombol ini disebut juga dengan saklar. Saat posisi on maka lampu menyala sedangkan pada posisi off lampu akan padam. Saat lampu menyala itulah terjadi aliran listrik dalam rangkaian. Apa sajakah yang menjadi syarat terjadinya arus listrik? Untuk menjawab pertanyaan tersebut lakukanlah penyelidikan sederhana berikut!

Arus listrik dalam rangkaian akan mengalir jika saklar pada posisi On. Pada posisi ini disebut rangkaian tertutup. Arus listrik akan terputus jika saklar di Off kan, atau rangkaian dalam kedaan terbuka. Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan dan kabel sebagai penghantar bersifat konduktor).

Kuat arus listrik dapat diukur dengan menggunakan amperemeter yang dipasang seri, sedangkan tegangannya diukur dengan menggunakan vltmeter yang dirangkai parallel.

Kuat arus listrik (I) adalah banyaknya muatan listrik (Q) yang mengalir melalui penghantar setiap detik (t). Arus listrik 1 Ampere, maksudnya adalah dalam 1 detik akan mengalir sejumlah muatan sebesar 1 C.

2. Hukum Ohm Tentang Arus Listrik
Arus listrik (Ampere) dapat mengalir dalam rangkaian listrik jika terdapat sumber tegangan (volt). Yang termasuk sumber tegangan antara lain, baterai, accumulator (aki), dan generator. Alat-alat inilah yang dapat menciptakan beda potensial sehingga muatan listrik dapat mengalir.
Percobaan George Simon Ohm menunjukkan bahwa beda potensial (volt) berbanding lurus dengan kuat arus yang mengalir (ampere). Selama suhunya tetap, perbandingan antara beda potensial dan kuat arus listrik menghasilkan bilangan yang tetap. Bilangan tersebut disebut dengan hambatan listrik (ohm).

atau dalam bentuk lain kuat arus (I) adalah besarnya teganan (v) dibagi dengan hambatannya (R).

Untuk memahami materi di atas lihatlah video pembelajaran pada link youtube klinik ipa berikut.

https://www.youtube.com/watch?v=lmwHYcYvdNY&t=886s 

Tugas 1 :

Jawablah pertanyan -pertanyaan berikut ini!

1. Jelaskan bagaimana syarat-syarat terjadinya aliran arus listrik dalam sebuah rangkaian!

2. Alat apakah yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik, dan bagaimana menggunakanya?

3. Apakah yang dimaksud dengan kuat arus listrik?

4. Kuat arus listrik yang mengalir dalam penghantar adalah 0,8 A. Bila kuat arus listrik sama dengan kuat aliran elektron, dan satu buah elektron memiliki muatan listrik 1,6 x 10^-19 C, berapakah jumlah elektron yang mengalir dalam 3 menit dalam penghantar tersebut?

5. Perhatikan gambar berikut!

Agar hanya ada tiga lampu saja yang menyala, saklar mana yang harus disambung, dan lampu mana saja yang dimaksud?

6. Sebuah lampu memiliki hambatan 20 Ω dihubungkan dengan sumber tegangan 8 volt sehingga lampu menyala. Berapakah kuat arus listrik yang mengalir?

Jawaban Tugas 1 Bisa juga di unggah lewat link ini :

https://forms.gle/P5pdu3pkeAVhXCvB7

Kegiatan Belajar 2

1. Konduktor dan Isolator

Tidak semua bahan dapat mengalirkan arus listrik. Bahan-bahan yang dapat menghantarkan arus listrik disebut dengan bahan konduktor. Sedangkan bahan-bahan yang tidak dapat menghantarka arus listrik disebut dengan bahan isolator. Bahan konduktor dan isolator masing-masing diperlukan dalam rangkaian listrik sesuai dengan fungsinya. Misalnya, kabel dibuat dari bahan tembaga yang dilapisi bahan plastik dibagian luarnya. Tembaga dipilih sebagai kabel karena mampu menghantarkan arus listrik dengan baik, sedangkan plastik berfungsi untuk mencegah terjadinya arus pendek (korsleting) karena plastik adalah isolator yang baik. Semua logam bersifat konduktor sedangkan bahan-bahan non logam bersifat isolator.

Bahan isolator digunakan untuk mencegah hubungan arus pendek

2. Hambatan Penghantar

Meskipun semua logam bersifat konduktor terhadap arus listrik, tetapi tidak semua logam dapat dijadikan penghantar yang baik, apalagi jika kita menggunakan arus listrik yang kecil, seperti rangkaian listrik pada alat-alat elektronika seperti TV, Komputer, Laptop, HP dan lain-lain. 

Kemampuan penghantar dalam menghantarkan arus listrik berbeda-beda tergantung jenis bahannya dan ukurannya. Prinsipnya adalah semakin besar hambatan sebuah penghantar, maka penghantar tersebut semakin sulit dilewati arus listrik, begitu sebaliknya.

Besarnya hambatan penghantar dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu, hambatan jenis penghantar, panjang penghantar dan luas penampang penghantar. Hubungan besaran besaran tersebut dapat dipahami dari persamaam berikut.

Semakin besar hambatan jenis penghantar, semakin besar nilai hambatannya. Semakin panjang sebuah penghantar, maka hambatan penghantar semakin besar dan semakin besar luas penampang maka justru semakin kecil hambatan penghantar.

3. Susunan Resistor

Komponen elektronik yang sering ditemukan dalam setiap alat elektronika diantaranya adalah resistor. Setiap resistor yang berbeda memiliki hambatan (resistivitas) yang berbeda-beda. Resistor dan  simbol resistor ditunjukkan oleh gambar berikut.

Resistor dapat digunakan untuk membagi arus listrik dan juga membagi tegangan sesuai kebutuhan. Untuk memfungsikan resistor tersebut maka resistor dapat dirangkai secara seri, paralel atau seri-paralel.

Rangkaian seri dari R, adalah ketika salah satu ujung R saling dihubungkan. Perhatikan gambar berikut.

Maka nilai hambatan serinya (hambatan total) adalah :

Rs = R1 + R2 + R3 + R4       (tergantung dari banyaknya R yang diseri).

Rangkaian paralel dari R, adalah ketika kedua dari masing-masing R saling dihubungkan. Perhatikan gambar berikut.

Maka nilai hambatan paralelnya (Hambatan total) adalah :

(tergantung dari banyaknya R yang diparalel).

Untuk memahami materi di atas lihatlah video pembelajaran pada link youtube klinik ipa berikut.

https://www.youtube.com/watch?v=5f50RX4IYW8

Tugas 2
Jawablah pertanyan -pertanyaan berikut ini!

1. Sebuah kawat penghantar ketika panjangnya 2 meter memiliki hambatan 0,25 Ω. Bila ada gulungan kawat yang sama sepanjang 100 meter, maka akan memiliki hambatan sebesar ... Ω.
2. Dua buah kabel masing-masing hambatannya adalah 20 Ω dan 40 Ω. Apa bila perbandingan panjang keduanya adalah 2:3, maka perbandingan luas penampang kedua kabel tersebut adalah ... .
3. Sebuah penghantar terbuat dari bahan yang memiliki hambatan jenis 4π x 10-5 Ωm. panjang penghantar tersebut adalah 100 meter. Bila diameter penampangnya adalah 0,2 mm, maka berapakah hambatan penghantar tersebut?
4. Apabila sekelompok siswa ingin menyelidiki jenis bahan dari sebuah penghantar dengan menggunakan prinsip hukum Ohm, maka :
a. besaran yang harus dihitung adalah ...
b. sedangkan besaran-besaran yang harus diukur setidaknya ada 4. Sebutkan 4 besaran yang dimaksud beserta alat ukurnya.

No.	Besaran	Alat Ukur	Keterangan
1.			Digunakan untuk menghitung hambatan
2.
3.			Digunakan untuk menghitung luas penampang
4.			-

5. Hitunglah hambatan pengganti dari gambar rangkaian berikut ini jika nilai dari masing-masing R adalah ama, yaitu 10 Ohm.

Kegiatan Belajar 3

1. Karakteristik Rangkaian Seri dan Analisisnya

Seperti yang sudah kamu pelajari sebelumnya, bahwa setiap rangkaian listrik hubungan antara tegangan (volt), kuat arus listrik (ampere) dan hambatan (ohm) mengikuti hukum Ohm.
Rangkaian seri adalah rangkaian yang tidak bercabang. Perhatikan gambar berikut!

Karena rangkain tidak bercabang maka kuat arus yang mengalir disetiap titik selalu sama. Akibatnya tegangan sumber (V) terbagi-bagi di setiap hambatan (R). Oleh karena itu rangkaian seri disebut juga rangakain pembagi tegangan. Untuk memahami karakteristik rangakaian seri, perhatikan contoh berikut!

Diketahui tiga buah hambatan masing-masing R1 = 4 ohm, R2 = 6 ohm dan R3= 2 ohm dipasang pada tegangan 24 volt, seperti gambar berikut.

Berapakah hambatan pengganti, kuat arus yang mengalir pada masing-masing R dan tegangan pada masing-masing R?

Untuk menyelesaikan soal tersebut, maka langkah pertama adalah akan dicari hambatan penggantinya (hambatan seri dari R1, R2 dan R3). Karena dipasang seri maka hambatannya menjadi,

Rs = R1 + R2 + R3 = 4 + 6 + 2 = 12 Ohm.

Kuat arus yang keluar dari sumber tegangan adalah,

I= V/Rs = 24 volt/ 12 Ohm = 2 A. 

Perhatikan rangkaian seri hanya memiliki satu kabel (penghantar yang tidak bercabang), untuk itu arus 2 A tersebut mengalir melewati R1, R2 dan R3. Dengan kata lain semua arus pada masing-masing R adalah sama, yaitu 2 A.

Oleh karena kuat arus pada masing-masing R adalah sama, maka tegangan pada masing-masing R ditentukan oleh Rnya masing-masing. Sesuai dengan hukum Ohm, maka:

Tegangan di R1 adalah V1=I.R1 = 2 x 4 = 8 Volt

Tegangan di R2 adalah V2=I.R2 = 2 x 6 = 12 Volt

Tegangan di R3 adalah V3=I.R3 = 2 x 2 = 4 Volt

Lihatlah bahwa V1 + V2 + V3 = V sumber, yaitu 24 Volt, itulah ciri khas dari rangkaian seri.

2. Karakteristik Rangkaian Paralel dan Analisisnya

Rangkaian paralel disebut juga rangkain bercabang. Karena bercabang, maka kuat arus yang mengalir terbagi-bagi disetiap hambatan (R) tetapi tegangannya sama. Oleh karena itu rangkaian paralel disebut juga dengan rangkaian pembagi arus listrik. Dalam rangkain bercabang selain berlaku hukum Ohm, maka juga berlaku hukum I Kirchoff, yaitu jumlah arus listrik yang masuk pada percabangan sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar. Perhatikan gambar berikut.

Dari gambar ditunjukkan bahwa I= I1 + I2

Untuk memahami karakteristik rangkaian paralel, perhatikan contoh berikut!

Diketahui tiga buah hambatan masing-masing R1 = 3 ohm, R2 = 2 ohm dan R3= 6 ohm dipasang pada tegangan 4 volt, seperti gambar berikut.

Berapakah hambatan pengganti, kuat arus yang mengalir pada masing-masing R dan tegangan pada masing-masing R?

Untuk menyelesaikan soal tersebut, maka langkah pertama adalah akan dicari hambatan penggantinya (hambatan paralel dari R1, R2 dan R3). Karena dipasang paralel maka hambatannya menjadi,

1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/3 +1/2 + 1/6, selanjutnya samakan penyebutnya menjadi 6.

1/Rp =  2/6 +3/6 + 1/6 = 6/6 = , sehingga Rp = 1 ohm. (jangan lupa hasil akhir di balik dari 1/Rp menjadi Rp/1)

Untuk menentukan kuat arus pada masing-masing R, maka harus diingat bahwa rangkaian paralel tegangan pada masing-masing R adalah sama, yaitu 4 volt (sama dengan tegangan sumber, ini hanya berlaku ketika paralel murni)

Kuat arus yang keluar dari sumber tegangan adalah,

I= V/Rp = 4 volt/ 1 Ohm = 4 A. 

Oleh karena tegangan pada masing-masing R adalah sama, maka kuat arus pada masing-masing R ditentukan oleh Rnya masing-masing. Sesuai dengan hukum Ohm, maka:

Kuat arus di R1 adalah I1=V/R1 = 4/3 A

Kuat arus di R2 adalah I2=V/R2 = 4/2 A= 2 A

Kuat arus di R3 adalah I3=V/R3 = 4/6 A= 2/3 A

Lihatlah bahwa I1 + I2 + I3 = I yang keluar ari sumber tegangan (sebelum bercabang), yaitu 4 A, itulah ciri khas dari rangkaian paralel.

Untuk memahami materi di atas lihatlah video pembelajaran pada link youtube klinik ipa berikut.

 https://www.youtube.com/watch?v=VwzWLyp1CK8&t=750s

Tugas 3

Jawablah soal-soal berikut dengan terlebih dahulu mempelajari dan memahami materi Rangkaian Seri dan Rangkaian Paralel.

1. Dua buah lampu yang masing-masing memiliki hambatan R1 = 4 Ohm dan R2= 2 Ohm dirangkai secara seri kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt.

Pertanyaan:

a. Gambarlah rangkaiannya!

b. Hitunglah hambatan serinya!

c. Kuat arus yang mengalir!

d. tegangan pada R1 dan Tegangan pada R2!

2. Dua buah lampu identik memiliki hambatan yang sama yaitu 4 Ohm dirangkai paralel kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan 6 volt.

Pertanyaan:

a. Gambarlah rangkaiannya!

b. Hitunglah hambatan paralelnya!

c. Kuat arus yang keluar dari baterai (sebelum dipercabangan)

d. Kuat arus pada masing-masing lampu!

Link Tempat Mengunggah Tugas 3 adalah sebagai berikut.

https://forms.gle/bqiVr7PLNSXGPSK18

PENGAYAAN

1. Tegangan Jepit dan Tegangan Jatuh

Adanya hambatan dalam dalam sebuah Elemen (baterai dan akumulator) menyebabkan tegangan yang diterima beban lebih kecil dari yang seharusnya. Perhatikan gambar berikut.

Dari gambar tersebut terlihat bahwa ada tiga macam tegangan yang harus kamu bedakan dengan baik. Yaitu tegangan elemen/Gaya Gerak Listrik (GGL) (V), tegangan karena hambatan dalam (V_r) yang disebut dengan tegangan jatuh, dan tegangan yang diterima lampu (V_R) yang disebut dengan tegangan jepit. Dengan menggunakan hukum Ohm kamu dapat menghitungnya.

Perhatikan contoh berikut. Sebuah lampu yang memiliki hambatan 5 ohm dihungkan dengan sebuah baterai bertegangan 3 volt dengan hambatan dalam 1 ohm, berapakah tegangan jepit (V_R) dan tegangan jatuhnya (V_r)?

Seandainya baterai tidak memiliki hambatan dalam, maka tegangan jepitnya (Tegangan pada lampu) sama dengan tegangan baterainya yaitu 3 Volt. Tetapi karena baterai memiliki hambatan dalam (r) maka akan terjadi penurunan tegangan akibat adanya tegangan jatuh pada hambatan dalam.

Berdasarkan hukum Ohm, kuat arus yang mengalir pada rangkain adalah I = V/(R+r) = 3/(5+1) = 0,5 A. (Perhatikan R dan r membentuk rangkaian seri atau rangkaian pembagi tegangan). 

Tegangan Jepit (V_R) adalah tegangan pada lampu, sebesar V_R = 0,5 A x 5 Ohm = 2,5 Volt. Sedangkan tegangan jatuhnya V_r= 0,5 A x 1 ohm = 0,5 Volt.

2. Rangkaian Elemen (Baterai atau Akumulator).

Yang dimaksud elemen dalam pembahasan ini adalah sumber tegangan DC (arus searah) seperti baterai dan akumulator (aki). Setiap elemen dibuat dengan menghasilkan GGL (gaya gerak listrik) dan hambatan dalam tertentu. Sebagaimana Resistor, elemen juga bisa dirangkai seri, paralel maupun seri-paralel.

Jika dirangkai seri, maka berlaku :

Tegangan total=V tot = E1 + E2 + E3 (Tergantung jumlah baterainya), dan 

Hambatan dalam total = r seri = r1 + r2 + r3 ( Tergantung jumlah baterainya)

Jika dirangkai paralel, maka berlaku :

Tegangan Total= V tot = r paralel x (E1/r1 + E2/r2 + E3/r3)  (Tergantung jumlah baterainya), dan

Hambatan dalam total = 1/r paralel = 1/r1 + 1/r2 + 1/r3, sebagaimana menghitung hambatan paralel.

C. RANGKUMAN

1. Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir setiap satuan waktu, diukur dengan menggunakan Amperemeter yang dipasang secar seri.

2. Syarat terjadinya aliran listrik dalam sebuah rangkaian adalah adanya sumber tegangan, adanya alat listrik, adanya penghantar yang dirangkai membentuk rangkaian tertutup.

3. Hukum Ohm menyatakan besarnya kuat arus listrik sebanding dengan besarnya tegangan dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan.

4. Hukum I Kirchoff menyatakan jumlah arus listrik yang masuk pada suatu percabangan sama dengan jmlah arus listrik yang keluar dari percabangan tersebut.

5. Rangkaian seri disebut juga rangkaian pembagi tegangan. Tegangan pada setiap R tergantung dari bearnya R tersebut disebabkan karena semua arusnya sama.

6. Rangkain paralel disebut juga dengan rangkaian pembagi arus listrik. Besarnya arus listrik tergantung pada R masing-masing disebabkan karena tegangan pada masing masing R adalah sama.

D. KUNCI JAWABAN

TUGAS 1

1.  Syarat terjadinya aliran listrik dalam sebuah rangkaian adalah adanya sumber tegangan, adanya alat listrik, adanya penghantar yang dirangkai membentuk rangkaian tertutup. 2.  Amperemeter yang dipasang secar seri. 3. Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir setiap satuan waktu. 4. 90 x 10^19 Buah elektron. 5. S1 dan S3 maka yang 3 lampu yang menyala adalah L1, L5 dan L6. 6. 0,4 A.

TUGAS 2

1. 12,5 Ohm.  2. A1:A2 = 4:3. 3. 4 x 10^5 Ohm. 4. a. hambatan jenis, b. 1. Kuat arus listrik-Amperemeter, 2. tegangan- voltmeter, 3. jari jari-jangka sorong, 4. panjang penghantar-meteran.

5. a. 40 ohm, b. 10 ohm, c. 10 ohm, d. 10 ohm, e. 23/3 ohm.

E. PENILAIAN

Setelah kamu mempelajari Listrik Dinamis Dalam Kehidupan Sehari-hari, maka penilaian akan dilakukan sebagai berikut.
1. Penilaian kompetensi sikap : Dilakukan selama proses pembelajaran daring dibuktikan dengan daftar hadir, umpan balik berupa komentar, pertanyaan dan diskusi, dan kelengkapan tugas.

2. Penilaian kompetensi pengetahuan: Dilakukan diakhir pertemuan berupa tes tertulis secara daring melalui google form. link dan token akan dishare kemudian (tunggu saja ya!)

3. Penilaian kompetensi keterampilan: Dilakukan diakhir pertemuan berupa membuat 

Alternatif 1 :

Membuat Denah Rangkaian Listrik Rumah masing-masing.

Alternatif 2 :

Membuat ringkasan materi BAB 5 Listrik Dinamis dalam Kehidupan Sehari-hari memanfaatkan dinding rumah atau kamarmu, setelah jadi selfilah dengan mading sebagai backgroundmu.

Ayo Uji Pemahamanmu Tentang Listrik Dinamis dengan mengerjakan kuis berikut ini!

Jangan lupa tulis identitasmu ya!?

GERAK MAHLUK HIDUP DAN BENDA

Materi 1:

SISTEM GERAK PADA MANUSIA

Makhluk hidup dapat berdiri dan bergerak karena adanya rangka yang terdapat dalam tubuhnya.
Rangka yang terdapat dalam tubuh disebut endoskeleton. Selain sebagai alat gerak rangka juga berfungsi :
1. Memberi bentuk tubuh
2. Melindungi organ yang penting
3. Tempat melekatnya otot
4. Tempat pembuatan sumsum dan
5. Menegakkan tubuh.

Manusia rangkanya terbentuk dari tulang.
Tulang merupakan alat gerak pasif, sebab tulang tak dapat bergerak tanpa bantuan otot.
Berdasarkan jenisnya, tulang dibedakan menjadi dua yaitu tulang rawan dan tulang (tulang keras)
1. Tulang Rawan
Ada 3 jenis tulang rawan yaitu :
a. Tulang rawan hialin; merupakan tulang rawan sederhana dengan bahan yang seragam. Tulang rawan hialin terdapat pada dinding trakea, ujung tulang tungkai dan lengan anggota badan, sendi tulang dan antara tulang rusuk dan tulang dada.

b. Tulang rawan elastis; bersifat lentur dan terdapat di hidung dan daun telinga.

c. Tulang rawan serabut; bersifat kuat tetapi kurang lentur dibandingkan bentuk tulang rawan lainnya, terdapat pada antar ruas tulang belakang.

Tulang rawan mengandung banyak zat perekat berupa protein dan mengandung sedikit zat kapur sehingga bersifat lentur.

2. Tulang
Pengertian tulang disini adalah tulang sejati atau tulang keras. Tulang sejati terbentuk dari tulang rawan. Setelah tulang rawan terbentuk di dalamnya akan berongga dan terisi oleh sel-sel pembentuk tulang yang disebut osteoblas. Pembentukan sel-sel tulang terjadi secara konsentris. Setiap satuan sel-sel tulang melingkari suatu pembuluh darah dan syaraf yang membentuk suatu sistem yang disebut sistem havers.
Pada sekeliling sel-sel tulang, terbentuk senyawa protein yang akan menjadi matriks tulang. Senyawa protein ini mengandung senyawa kapur dan fosfor sehingga tulang menjadi keras. Proses pembentukan tulang disebut osifikasi.
Berdasarkan susunan matriksnya, tulang dibedakan menjadi dua yaitu sebagai berikut.
1) Tulang kompak, matriknya sangat padat dan rapat, misalnya pada tulang pipa.
2) Tulang spons, matriksnya longgar, sehingga tampak berongga, misalnya pada tulang pipih dan tulang pendek.

Berdasarkan bentuknya, tulang yang menyusun rangka manusia dibedakan menjadi tiga macam, yaitu tulang pipa, tulang pendek dan tulang pipih.

a. Tulang pipa
Tulang pipa sering disebut dengan tulang panjang. Contoh tulang pipa adalah tulang paha, tulang lengan atas, tulang pengumpil dan tulang hasta. Bentuk tulang pipa bulat panjang dan kedua ujungnya terdapat bonggol. Tulang pipa terbagi atas tiga bagian yaitu :
1. epifisis, yaitu bagian ujung tulang
2. diafisis yaitu bagian tengah tulang
3. cakra epifisis yaitu bagian antara epifisis dengan diafisis

b. Tulang Pendek
Tulang pendek berbentuk seperti tulang pipa, tetapi ukurannya jauh lebih pendek. Di dalam tulang pipa besi berisi sumsum merah. Contoh tulang pendek adalah tulang telapak tangan, tulang telapak kaki tulang jari-jari tangan dan tulang jari-jari kaki.

c. Tulang pipih

Seperti namanya, tulang pipih berbentuk pipih dan kadang melebar. Contoh tulang pipih adalah tulang belikat, tulang rusuk, tulang kemaluan, tulang panggul dan tulang-tulang yang menyusun tengkorak.

Bagian luar tulang diselaput oleh selapis jaringan ikat yang liat. Lapisan ini disebut periosteum yang merupakan tempat melekatnya otot. Bila irisan tulang dilihat dengan mikroskop, terlihat kelompok lingkaran yang berlapis-lapis. Lingkaran tersebut mengelilingi saluran Havers. Di dalam saluran Havers terdapat pembuluh darah yang berfungsi memberikan makanan pada sel tulang yang berada pada setiap lapisan lingkaran.

Ada 2 macam tulang berdasarkan sifat bahan penyusunannya yaitu :

1. Tulang kompak ; mempunyai bahan penyusun yang rapat dan padat, misalnya lapisan luar tulang pipa.
2. Tulang spons mempunyai bahan penyusunan berongga, misalnya tulang pendek, tulang pipih, dan ujung tulang panjang dekat sambungan tulang.

SUSUNAN RANGKA MANUSIA

Tulang Tengkorak

Tulang tengkorak bagian kepala (tempurung kepala) terdiri atas :
a. Tulang kepala belakang (1 buah)
b. Tulang ubun-ubun (2 buah)
c. Tulang dahi (1 buah)
d. Tulang baji (2 buah)
e. Tulang pelipis (2 buah) dan
f.  Tulang tapis (2 buah)

Tulang tengkorak bagian muka terdiri atas :
a. Tulang rahang atas (2 buah)
b. Tulang rahang bawah (2 buah)
c. Tulang langit-langit (2 buah)
d. Tulang hidung (2 buah)
e. Tulang pipi (2 buah)
f. Tulang mata (2 buah) dan
g. Tulang pangkal lidah (1 buah)

Tulang badan merupakan kelompok tulang yang membentuk badan. Tulang badan dikelompokkan lagi menjadi kelompok yang lebih kecil yang terdiri atas :
a. Kelompok tulang belakang
b. Kelompok tulang dada
c. Kelompok tulang rusuk
d. Kelompok gelang bahu dan

e. Kelompok gelang panggul

Tulang belakang

Tulang belakang berbentuk tulang pendek dan berjumlah 33 ruas. Perhatikan susunan tulang belakang tubuh manusia pada gambar disamping. Pada manusia tulang belakang terbagi atas lima bagian yaitu :

1) Tujuh ruas tulang leher

2) Dua belas ruas tulang punggung

3) Lima ruas tulang pinggang

4) Lima ruas tulang kelangkang dan 

5) Empat ruas tulang ekor

Tulang dada

Tulang dada mempunyai bagian yang terdiri atas :
1) Bagian hulu
2) Bagian badan dan
3) Bagian taju pedang
Bagian hulu merupakan tempat melekatnya tulang selangka, sedangkan bagian badan merupakan tempat melekatnya tujuh pasang tulang rusuk. 

Tulang rusuk

Jumlah tulang rusuk 12 pasang. Tulang rusuk terdiri atas 3 jenis tulang sebagai berikut.
1) Tulang rusuk sejati : berjumlah 7 pasang dan melekat pada tulang punggung dan tulang dada.
2) Tulang rusuk palsu : berjumlah 3 pasang dengan bagian belakang melekat pada tulang punggung, sedangkan bagian depan melekat pada tulang rusuk di atasnya.
3) Tulang rusuk melayang : berjumlah 2 pasang dengan bagian belakang melekat pada tulang punggung sedangkan bagian depan melayang.

Gelang bahu

Gelang bahu tersusun sebagai berikut.
1) Dua tulang selangka
Tulang selangka terletak disebelah depan dan masing-masing menghubungkan gelang bahu kiri dan kanan dengan tulang dada.

2) Dua tulang belikat
Tulang belikat terletak di sebelah belakang dan berhubungan dengan tulang rusuk. Tulang belikat berbentuk segitiga pipih serta mempunyai tonjolan yang disebut paruh gagak.

Gelang panggul

Gelang panggul tersusun atas :
1) Tulang ilium atau tulang usus (2 buah).
2) Tulang kemaluan (1 buah) dan 
3) Tulang duduk (2 buah)
Ketiga tulang tersebut bergabung menjadi satu.

Tulang Anggota Gerak

Tulang anggota gerak pada manusia dibedakan menjadi dua, yaitu  tulang anggota gerak atas dan tulang anggota gerak bawah.

Tulang anggota gerak atas

Anggota gerak atas pada manusia berupa tangan yang berhubungan dengan gelang bahu. Tulang-tulang yang menyusun anggota gerak atas terdiri atas tulang yang menyusun anggota gerak atas  terdiri atas :
1. Dua tulang lengan atas  (humerus)
2. Dua tulang hasta (ulna)
3. Dua tulang pengumpil (radius)
4. 2 x 8 tulang pergelangan tangan (carpus)
5. 2 x 5 tulang telapak tangan (metacarpus) dan 
6. 2 x 14 ruas tulang jari-jari tangan (phalanges)

Keterangan gambar tulang anggota gerak atas.

1. Tulang lengan atas

2. Tulang pengumpul

3. Tulang hasta

4. Tulang pergelangan tangan

5. Tulang telapak tangan

6. Tulang jari

Tulang Anggota Gerak Bawah

Anggota gerak bawah pada manusia adalah kaki. Tulang anggota gerak bawah berhubungan dengan tulang gelang panggul. Tulang-tulang yang menyusun anggota gerak bawah adalah :

1. dua tulang paha (femur)
2. dua tulang kering (patella)
3. dua tulang betis (fibula)
4. 2 x 7 tulang pergelangan kaki (tarsus)
5. 2 x 5 tulang telapak kaki (metatarsus) dan
6. 1 x 14 ruas tulang jari kaki (phalanges)

Keterangan gambar tulang anggota gerak bawah.

1. Tulang paha
2. Tulang tempurung lutut
3. Tulang kering
4. Tulang betis
5. Tulang pergelangan kaki
6. Tulang telapak kaki
7. Tulang jari kaki

SENDI

Sendi adalah persambungan tulang atau hubungan antara tulang. Berdasarkan kebebasan geraknya, persendian dibedakan menjadi 3 macam, yaitu :

1.    Sendi Mati Sendi mati adalah hubungan antar tulang yang satu dengan yang lainnya yang tidak bisa digerakkan.

Contoh: tulang-tulang pembentuk tengkorak.

2.    Sendi Kaku
Sendi kaku adalah hubungan antar tulang yang gerakannya sedikit sekali. Contoh: hubungan antara tulang-tulang rusuk dan tulang dada.

3.    Sendi gerak

Sendi gerak adalah hubungan antar tulang yang bisa digerakkan dengan leluasa, Contoh: hubungan antara ruas tulang aTl.as dan tulang pemutar. Sendi gerak dibagi atas berbagai macam, yaitu :Sendi peluru

Gerakan pada sendi peluru adalah ke segala arah, dibentuk oleh dua macam bentuk tulang, yaitu tulang yang berbentuk bonggol dan tulang yang berbentuk mangkuk, Misalnya:  sendi pada pangkal paha dan sendi pada pangkal lengan.
a.    Sendi peluru

Gerakan pada sendi peluru adalah ke segala arah, dibentuk oleh dua macam bentuk tulang, yaitu tulang yang berbentuk bonggol dan tulang yang berbentuk mangkuk, misalnya: sendi pada pangkal paha dan sendi pada pangkal lengan.

b.    Sendi engsel

Gerakan pada sendi engsel adalah ke satu arah. Misalnya : sendi pada lutut dan sendi pada sikut. 

c.    Sendi putar
Gerakan pada sendi putar terjadi karena ujung tulang yang satu berputar pada ujung tulang yang lainnya, misalnya :
1)    Tulang aTl.as pada tulang tengkorak terhadap tulang pemutar, oleh sebab itu kepala dapat bergerak berputar.
2)    Tulang hasta yang berguling pada tulang pengumpil, oleh karenanya telapak tangan bisa telungkup dan telentang.

d.    Sendi Pelana
Gerakan sendi pelana adalah ke dua arah, Misalnya: gerakan Ibu jari terhadap tulang telapak tangan.

e.    Sendi geser
Sendi geser terjadi apabila permukaan tulang yang membentuk sendi berbentuk datar sehingga menimbulkan gerak pergeseran. Misalnya: sendi pada ruas-ruas tulang punggung.

KELAINAN / GANGGUAN PADA TULANG

1.  Kelainan akibat kesalahan duduk

Gambar (a) sikap duduk yang benar.
Gambar (b), (c), dan (a) sikap yang salah sehingga terjadi :
a. Lordosis, yaitu suatu kelainan dari tulang belakang yang disebabkan tulang punggung selalu melekuk ke depan (gambar B).
b. Skoliosis, yaitu suatu kelainan dari tulang belakang yang disebabkan tulang belakang bengkok ke kiri atau ke kanan (gambar C).
c. Kifosis, yaitu suatu kelainan dari tulang belakang yang disebabkan tulang belakang melengkung ke arah depan (gambar D).

2. Kekurangan Vitamin D, akan menyebabkan tulang kaki mudah membengkok seperti huruf X atau O.

3. Kekurangan hormon tiroksin menyebabkan pertumbuhan tulang terganggu.

4. Nekrosa ; penyakit matinya sel tulang.

5. Gangguan Infeksi:

a.      Artristisika                 à adanya bunyi ketika tulang di gerakkan dan menimbulkan rasa nyeri disebabkan kurangnya cairan (minyak) sinovial.

b.      Artristisika Exsudatif à tulang merasa sakit jika digerakkan akibat dari radang sendi.

c.      GONOREA                à terbentuknya nanah pada sendi dan mengakibatkan kulit berwarna merah, umumnya menyerang lutut dan pangkal paha.

6.    Gangguan tulang akibat kecelakaan :

Ø  selaput tulang rusak dan bergeser.

Ø  selaput tulang robek (memar).

Ø  lepasnya ujung tulang dari sendi (urei sendi).

Ø  Patah tulang (fraktura).

OTOT MANUSIA

§  Otot merupakan suatu jaringan yang mempunyai fungsi utama sebagai alat gerak aktif, karena kemampuannya berkontraksi.

§  Otot yang dikenal sehari-hari sebagai “daging” untuk menggerakkan rangka dengan jalan mengerut (kontraksi) dan mengendor (Relaxasi).

§  Ujung otot disebut TENDON terdiri dari jaringan ikat.

Otot Manusia dibedakan menjadi 3 :

a.    Otot polos

Ciri-ciri :

§  reaksi terhadap rangsang rendah

§  dipengaruhi oleh susunan syaraf tak sadar.

§  mempunyai satu inti

§  Contoh :

dinding saluran pencernaan

dinding pembuluh darah

dinding kelenjar

b.    Otot lurik

Ciri-ciri  :

§  reaksi terhadap rangsang cepat

§  dipengaruhi oleh susunan syaraf sadar.

§  mempunyai banyak inti

§  contoh : otot rangka

c.    Otot Jantung

Merupakan otot yang istimewa karena bentuknya seperti otot lurik sedangkan kerjanya seperti otot polos.

 

Cara kerja Otot

Ø  Otot Fleksor à bekerja satu arah untuk membengkokan sendi.

Ø  Otot ekstensor à otot bekerja searah untuk meluruskan sendi.

Ø  Otot antagonis à otot yang bekerja berlawanan.

Contoh : otot bisep dan trisep saat membengkokan sendi.

Ø  Otot sinergis à otot yang bekerja bersama-sama .

Contoh : kerja otot pronator yang terletak di lengan bawah saat peristiwa telapak tangan menengadah.

Gangguan pada otot :

Ø  Gangguan karena serangan organisme.

a.    Tetanus à kondisi otot yang menegang terus akibat bakteri.

b.    Atrofi otot à mengecilnya otot karena karena virus polio.

Ø  Gangguan karena aktivitas.

a.    Kaku leher (stiff) à akibat salah garak

b.    Kram à otot yang terlalu banyak beraktivitas akhirnya menegang.

c.    Atrofi à mengecilnya otot karena tidak pernah digunakan.

Ø  Gangguan otot bawaan (distropi otot)

Ø  Hernia abnormal.

Ø  Meistenia gravis à terjadi pelemahan otot secara berangsur-angsur.

GERAK PADA TUMBUHAN

Gerak pada tumbuhan merupakan sebagai bukti bahwa tumbuhan mampu menanggapi rangsang, baik rangsangan dari dalam (endonom) maupun rangsangan dari luar (esionom).
Gerak esionom dibedakan menjadi 3, yaitu : tropisme, taksis, dan nasti.

• Tropisme, yaitu gerak bagian dari tumbuhan yang arahnya dipengaruhi oleh arah perangsangnya.
• Nasti, yaitu gerak bagian dari tumbuhan yang arahnya tidak dipengaruhi oleh arah perangsangnya.
• Taksis, yaitu gerak pindah yang arahnya dipengaruhi arah perangsangnya.

Secara sederhana , macam-macam gerak pada tumbuhan disajikan bagan berikut.

Untuk mengidentifikasi gerak pada tumbuhan, terumata adalah gerak esionom sangatlah mudah, yang terpenting kalian dapat membedakan gerak tropisme, nasti dan taksis terlebih dahulu. Selanjutnya pemberian nama diawali dengan benda perangsangnya.

Nama Perangsang + Jenis Geraknya

Contoh :

Bunga matahari menghadap ke cahaya, tidak pindah tempat, hanya bunga dan batangnya saja yang mengikuti arah cayaha. Sehingga gerak ini disebut gerak Fototropisme.

Untuk menambah pemahaman kalian, kerjakanlah soal berikut dengan cara menjodohkan antara lajur kiri dan lajur kanan yang bersesuaian.

Lajur kiri	Jawab	Lajur kanan
1.   Gerak yang disebabkan pengaruh adanya rangsang dari dalam tubuh tumbuhan		A.       Hidrotropisme
2.   Mekarnya bunga tulip pada saat suhu lingkungan mendadak naik		B.       Nasti komplek
3.    Gerak pecahnya buah petai cina yang sudah tua		C.       Endonom
4.   Gerak membelitnya ujung sulur tanaman semangka		D.       Tigmotropisme
5.   Gerak mekarnya bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) pada sore hari		E.        Niktinasti
6.   Gerak spermatozoid menuju sel telur pada archegonium tumbuhan lumut dan tumbuhan paku yang bergerak karena tertarik oleh zat gula atau protein yang dihasilkan oleh archegonium		F.        Kemotaksis
7.   Menguncupnya daun petai cina menjelang petang / malam hari		G.       Seismonasti
8.   Gerak menutupnya daun putri malu (Mimosa pudica) saat disentuh		H.       Fotonasti
9.   Gerakan membuka dan menutupnya stomata		I.          Higroskopis
10.              Arah gerak akar menuju sumber air		J.          Termonasti

Materi 2:

GERAK LURUS

Sebelum kita lebih jauh membahas tentang gerak lurus, ada baiknya kita harus mengerti dulu ketika bagaimana sebuah benda bisa dikatakan sedang bergerak.

 

 Benda Bergerak Menurut Fisika

 Konsep fisika menyatakan :

 

“Benda dikatakan sedang bergerak jika saat itu posisi benda berubah terhadap benda lain sebagai acuan.”

Ada dua kata kunci dalam kalimat di atas yang harus kita pahami, yaitu posisi dan acuan. Posisi benda adalah tempat benda berada diukur dari acuan atau katakanlah alamat suatu tempat. Sedangkan acuan adalah benda lain yang dibuat patokan. Perhatikan contoh berikut!

Dimanakah kantin sekolahmu? Kantin sekolah ada di utara lapangan basket. Artinya posisi kantin sekolah ada diutara lapangan basket. Lapangan basket dalam hal ini sebagai acuan untuk menjelaskan posisi dari kantin.

Dalam fisika untuk menjelaskan posisi suatu titik (benda) digunakan koordinat kartesius dengan titik nol sebagai acuan. Perhatikan contoh berikut.

Perhatikan posisi titik K dan titik L. Titik K berada di 5, yaitu 5 meter sebelah kanan titik 0, dan titik L berada di -7, yaitu 7 meter sebelah kiri titik 0.

 

 

Lihat kembali gerak dalam konsep fisika!

Misalkan ada sebuah bus sedang menuju ke terminal

Jika orang yang ada diterminal kita pakai sebagai acuan, maka bus, sopir bus, dan seluruh penumpangnya bergerak terhadap orang yang ada diterminal. Tetapi jika sopir kita pakai sebagai acuan, maka bus dan seluruh penumpangnya adalah diam. Hal yang demikian itu menunjukkan gerak bersifat relatif, yaitu bergerak ataukah diamnya suatu benda tergantung dari acuan yang digunakan.

Contoh:

Seseorang berjalan dengan lintasan sebagai berikut.

Bedanya Kelajuan dan Kecepatan dalam Fisika

 

Kelajuan menurut fisika adalah jarak dibagi dengan waktu tempuh, sedangkan

Kecepatan menurut fisika adalah perpindahan dibagi waktu tempuh. Oleh karena jarak dan perpindahan berbeda, maka kelajuan dan kecepatan juga berbeda.

Dalam gerak lurus beraturan (GLB) berlaku hal-hal sebagai berikut.

1.  
Berlaku rumus :

2.   Kecepatan benda selalu tetap

Grafik v terhadap t

Kesimpulan :
Pada grafik v terhadap t, maka besarnya perpindahan benda ( jarak ) merupakan luas bidang yang diarsir.

3. Besarnya perpindahan (jarak) dalam tiap detiknya selalu tetap.

   Grafik s terhadap t.

Kesimpulan : Pada Gerak Lurus beraturan besarnya kecepatan (kelajuan) rata-rata selalu tetap dalam selang waktu sembarang. 

4. Hasil ticker timer

Jarak antar ketikan selalu tetap menunjukkan benda bergerak dengan kecepatan tetap sehingga jarak yang ditempuh setiap detiknya selalu sama.

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

 

Dalam gerak lurus berubah beraturan (GLBB) berlaku hal-hal sebagai berikut.

 1.   Kecepatannya bertambah atau berkurang dengan tetap setiap detiknya.

Berlaku rumus : 

Grafik v terhadap t

2.   Benda mengalami percepatan yang tetap.

Artinya kecepatan benda bertambah dengan penambahan yang sama setiap detiknya atau kecepatannya berkurang dengan pengurangan yang sama setiap detiknya.

Penambahan atau pengurangan kecepatan setiap detik disebut dengan percepatan.

3.   Jarak yang ditempuh berubah sesuai dengan percepatannya.

Perhatikan grafik v dan t berikut ini!

GAYA DAN HUKUM-HUKUM NEWTON