Objek IPA dan Pengamatannya

IPA adalah ilmu tentang segala sesuatu yang ada di sekitar kita. Para ilmuwan atau scientist mempelajari hal-hal yang terjadi di sekitar kita dengan cara melakukan serangkaian penelitian dengan sangat cermat dan hati-hati. Dengan cara seperti itu, para ilmuwan dapat menjelaskan apa dan mengapa sesuatu yang ada di alam sekitar dapat terjadi, serta memperkirakan sesuatu yang terjadi saat ini maupun saat yang akan datang. Hasil temuan mereka dapat dimanfaatkan untuk kesejahteraan hidup manusia. Hasil temuan dalam bidang teknologi yang ada di alam sekitar seperti komputer, televisi, biji jagung hibrida, pupuk, dan sebagainya.

Nah, apa yang diselidiki dalam IPA akan kita pelajari disini. Langkah awal untuk mempelajari benda-benda di sekitar kita dapat dilakukan melalui pengamatan (observasi). Pengamatan atau observasi adalah aktivitas terhadap suatu proses atau objek dengan maksud merasakan dan kemudian memahami pengetahuan dari sebuah fenomena berdasarkan pengetahuan dan gagasan yang sudah diketahui sebelumnya, untuk mendapatkan informasi-informasi yang dibutuhkan untuk melanjutkan suatu penelitian.

Hasil dari pengamatan berupa deskripsi. Penyelidikan ilmiah IPA melibatkan sejumlah proses yang harus dikuasai, antara lain seperti berikut.

1. Pengamatan

Proses pengamatan ini menggunakan pancaindra, termasuk melakukan pengukuran dengan alat ukur yang sesuai. Pengamatan dilakukan untuk mengumpulkan data dan informasi.

2. Membuat Inferensi 
Merumuskan penjelasan berdasarkan pengamatan. Penjelasan ini digunakan untuk menemukan pola-pola atau hubungan antaraspek yang diamati dan membuat perkiraan.

3. Mengomunikasikan
Mengomunikasikan hasil penyelidikan baik lisan maupun tulisan. Hal yang dikomunikasikan termasuk data yang disajikan dalam bentuk tabel, grafik, bagan, dan gambar yang relevan.

Keterampilan melakukan pengamatan dan mencoba menemukan hubungan-hubungan yang diamati secara sistematis sangatlah penting. Dengan keterampilan ini, kita dapat mengetahui bagaimana mengumpulkan fakta dan menghubungkan fakta-fakta untuk membuat suatu penafsiran atau kesimpulan. Keterampilan ini juga merupakan keterampilan belajar sepanjang hayat yang dapat digunakan bukan saja untuk mempelajari berbagai macam ilmu, tetapi juga dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Objek yang dipelajari dalam IPA meliputi seluruh benda di alam dengan segala interaksinya untuk dipelajari pola-pola keteraturannya. Objek tersebut dapat berupa benda yang sangat kecil (renik), misalnya bakteri, virus, bahkan partikel-partikel penyusun atom, juga dapat berupa benda-benda yang berukuran sangat besar, misalnya lautan, bumi, matahari hingga jagat raya ini.

Perlu Diketahui
Pada saat ini, penyelidikan tentang alam telah menghasilkan kumpulan pengetahuan yang demikian kompleks. Untuk memudahkan, pengetahuan-pengetahuan tersebut digolongkan menjadi empat (4), yaitu sebagai berikut.

1. Fisika, mempelajari tentang aspek mendasar alam, misalnya materi, energi, gaya, gerak, panas, cahaya, dan berbagai gejala alam fisik lainnya.
2. Kimia, meliputi penyelidikan tentang penyusun dan perubahan zat.
3. Biologi, mempelajari tentang sistem kehidupan mulai dari ukuran renik sampai dengan lingkungan yang sangat luas.
4. Ilmu Bumi dan Antariksa, mempelajari asal mula bumi, perkembangan dan keadaan saat ini, bintang-bintang, planet-planet, dan berbagai benda langit lainnya.

Pengukuran sebagai Bagian dari Pengamatan
Pengamatan objek dengan menggunakan indra merupakan kegiatan yang penting untuk menghasilkan deskripsi suatu benda. Akan tetapi, seringkali pengamatan seperti itu tidak cukup. Kita memerlukan pengamatan yang memberikan hasil yang pasti ketika dikomunikasikan kepada orang lain. Contohnya, ketika kita pergi ke penjahit untuk minta dibuatkan baju. Bagaimana penjahit dapat membuatkan baju dengan ukuran yang tepat? Atau, pernahkah kita melihat orang berjual beli buah, misalnya duku? Bagaimanakah menentukan banyaknya duku secara akurat? Semua peristiwa di atas terkait dengan kegiatan pengukuran. Dan pada bagian ini, kita akan mendiskusikan dan melakukan berbagai kegiatan pengukuran dengan menggunakan alat ukur yang sesuai.

1. Pengukuran
Mengukur merupakan memperbandingkan satu besaran yang diukur dengan alat ukur yang dipakai sebagai satuan. Suatu hal yang bisa diukur serta bisa dinyatakan dengan angka dimaksud besaran, sedang pembanding dalam satu pengukuran dimaksud satuan. Mengukur merupakan kegiatan penting dalam kehidupan dan kegiatan utama di dalam IPA. Contoh, kita hendak mendeskripsikan suatu benda, misalnya mendeskripsikan diri kita sendiri. Kemungkinan besar kita akan menyertakan tinggi badan, umur, massa tubuh, dan lain-lain. Tinggi badan, umur, dan massa tubuh merupakan sesuatu yang dapat diukur.

Segala sesuatu yang dapat diukur disebut besaran. Mengukur merupakan kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran sejenis yang dipakai sebagai satuan. Misalnya, kita melakukan pengukuran panjang meja dengan jengkal. Dengan demikian, kita harus membandingkan panjang meja dengan panjang jengkal kita. Jengkal kita digunakan sebagai satuan pengukuran. Misalnya, hasil pengukurannya yaitu panjang meja sama dengan 6 jengkal.

Lalu bagaimana jika ada 3 orang yang melakukan pengukuran panjang meja yang sama, tetapi dengan jengkal masing-masing. Misalnya hasilnya, sebagai berikut.

• Panjang meja = 6 jengkal Andrian.
• Panjang meja = 5,5 jengkal Edo.
• Panjang meja = 7 jengkal Emi.

Dapat dibayangkan apa yang terjadi jika setiap pengukuran di dunia ini menggunakan satuan yang berbeda-beda, misalnya jengkal? Ketika kita memesan baju ke penjahit dengan panjang lengan 3 jengkal, kemungkinan besar hasilnya tidak akan sesuai dengan keinginan. Mengapa? Karena penjahit itu menggunakan jengkalnya. Demikian juga, jika satuan yang digunakan adalah depa. Oleh karena itu, diperlukan satuan yang disepakati bersama untuk semua orang. Satuan yang disepakati ini disebut satuan baku.

Satuan baku merupakan satuan yang digunakan oleh siapapun untuk menghasilkan hasil ukuran yang sama. satuan sentimeter, kilogram, dan detik adalah contoh satuan baku dalam Sistem Internasional (SI). Setelah tahun 1700, sekelompok ilmuwan menggunakan sistem ukuran yang dikenal dengan nama Sistem Metrik. Pada tahun 1960, Sistem Metrik dipergunakan dan diresmikan sebagai Sistem Internasional. Penamaan ini berasal dari bahasa Prancis, Le Systeme Internationale d’Unites.

Dalam satuan SI, setiap jenis ukuran memiliki satuan dasar, contohnya panjang memiliki satuan dasar meter. Untuk hasil pengukuran yang lebih besar atau lebih kecil dari meter, dapat digunakan awalan-awalan, seperti Tera, Giga, Mega Kilo, dan lain-lain, dimana awalan-awalan tersebut untuk memudahkan dalam berkomunikasi karena angkanya menjadi lebih sederhana. Misalnya, untuk menyebutkan 20.000 meter dapat dipermudah menjadi 20 kilometer. Nilai kelipatan awalan tersebut menjangkau objek yang sangat kecil hingga objek yang sangat besar. Contoh objek yang sangat kecil adalah atom, molekul, dan virus. Contoh objek yang sangat besar adalah galaksi.

Perhatikan Tabel Awalan Satuan (dalam SI) dan Kelipatannya dibawah ini;

Awalan	Simbol	Kelipatan
Tera	T	1012
Giga	G	109
Mega	M	106
kilo	k	103
hekto	h	102
deka	da	10
desi	d	10-1
senti	c	10-2
mili	m	10-3
mikro	μ	10-6
nano	n	10-9

Sistem Internasional lebih mudah digunakan karena disusun berdasarkan kelipatan bilangan 10. Penggunaan awalan di depan satuan dasar SI menunjukkan bilangan 10 berpangkat yang dipilih.Misalnya, awalan kilo berarti 10³ atau 1.000. Berarti, 1 kilometer berarti 1.000 meter. Contoh lain, pembangkit listrik menghasilkan daya 500 Mwatt yang berarti sama dengan 500.000.000 watt. Jadi, penulisan awalan menyederhanakan angka hasil pengukuran, sehingga mudah dikomunikasikan ke pihak lain. Pengukuran yang baik dan tepat memerlukan alat ukur yang sesuai.

Pengukuran Jarak pada Benda Langit
Benda-benda langit terletak berjauhan satu dengan yang lain. Satuan yang digunakan untuk menyatakan jarak benda-benda langit adalah Satuan Astronomi (SA) dan tahun cahaya.
1 SA = jarak Bumi dan Matahari = 150 juta km
1 tahun cahaya = jarak tempuh cahaya selama satu tahun = 9,5 trilyun km

2. Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditentukan dan tetapkan telebih dahulu. besaram imi juga dipandang sebagai besaran yan berdiri sendiri, tanpa adanya turunan dari besaran-besaran lainnya. sekarang besaran pokok dibendakan menjadi 7 dan serta satuannya menurut SI (satuan internasional).
Contoh besaran pokok:

• Panjang.

Dalam IPA, panjang menyatakan jarak antara dua titik. Misalnya, panjang papan tulis adalah jarak antara titik pada ujung-ujung papan tulis, panjang bayi yang baru lahir adalah jarak dari ujung kaki sampai ujung kepala bayi itu. Mengapa panjang harus diukur, tidak sekadar diperkirakan? Panjang menggunakan satuan dasar (SI) meter (m). Satu meter standar (baku) sama dengan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/299.792.458 sekon. Selain meter, panjang juga dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar atau lebih kecil dari meter dengan cara menambahkan awalan-awalan seperti tercantum dalam tabel diatas.

• Massa.

Setiap benda tersusun dari materi. Jumlah materi yang terkandung dalam suatu benda disebut massa benda. Dalam SI, massa diukur dalam satuan kilogram (kg). Misalnya, massa tubuh kita adalah 52 kg, massa seekor kelinci 3 kg, massa sekantong gula 1 kg.

Dalam kehidupan sehari-hari, orang menggunakan istilah “berat” untuk massa. Namun sesungguhnya, massa tidak sama dengan berat. Massa suatu benda ditentukan oleh kandungan materinya dan tidak mengalami perubahan meskipun kedudukannya berubah. Sebaliknya, berat sangat bergantung pada kedudukan di mana benda tersebut berada. Mengapa? Karena benda akan
memiliki gravitasi yang berbeda di tempat yang berbeda. Sebagai contoh, saat astronot berada di bulan, beratnya tinggal 1/6 dari berat dia saat di bumi.

Dalam SI, massa menggunakan satuan dasar kilogram (kg), sedangkan berat menggunakan satuan Newton (N). Satu kilogram standar (baku) sama dengan massa sebuah silinder yang terbuat dari campuran platinumiridium yang disimpan di Sevres, Paris, Prancis. Massa 1 kg setara dengan 1 liter air pada suhu 4^oC.

• Waktu.

Waktu adalah selang antara dua kejadian atau dua peristiwa. Misalnya, waktu hidup seseorang dimulai sejak ia dilahirkan hingga meninggal, waktu perjalanan diukur sejak mulai bergerak sampai dengan akhir gerak (berhenti). Waktu dapat diukur dengan jam tangan atau stopwatch.

Satuan SI untuk waktu adalah detik atau sekon (s). Satu sekon standar (baku) adalah waktu yang dibutuhkan atom Cesium untuk bergetar 9.192.631.770 kali. Berdasarkan jam atom ini, hasil pengukuran waktu dalam selang waktu 300 tahun tidak akan bergeser lebih dari satu sekon. Untuk peristiwa-peristiwa yang selang terjadinya cukup lama, waktu dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar, misalnya menit, jam, hari, bulan, tahun, dan abad.
1 hari = 24 jam
1 jam = 60 menit
1 menit = 60 sekon
Untuk kejadian-kejadian yang cepat sekali, dapat digunakan satuan milisekon (ms) dan mikrosekon (μs).

• Kekuatan arus listrik.

Arus listrik adalah banyanya muatan listrik yang mengalir melalui satu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu.Dalam SI satuan kuat arus listrik adalah Ampere(A).Saat arus listrik mengalir melalui satu kabel maka bidang magnet berada di sekeliling kabel. Pada tahun 1948,Ampere didefinisikan dari kekuatan tarik-menarik dua kabel yang berarus listrik.Alat ukur untuk mengukur kuat arus listrik adalah Ampere meter.

• Jumlah zat.

Jumlah Zat satuannya dalam SI adalah molekul(mol).Mol adalah istilah yang digunakan sejak 1902 dan merupakan kependekan dari”gram-molecule”.Satu mol didefinisikan sebagai zat suatu sistem yang mengandung “entitas elementer”(atom,molekul,ion,elektron) sebanyak atom-atom yang berada dalam 12 gram karbon-12.Bilangan ini disebut bilangan Avogadro yaitu G.0221367*1023

• Intentitas cahaya.

Satuan intensitas cahaya adalah Candela(Cd).Candela adalah intensitas cahaya suatu sumber cahaya yang memancarkan radiasi manokromatik pada frekuensi 540*1012 hertz dengan intensitas radiasi sebesar 1/685 watt per Steradran dalam arah tersebut.

• Suhu.

Suhu adalah ukuran yang derajat panas atau dinginnya suatu benda.Dalam SI satuan suhu adalah Kelvin(K).Definisi dari suhu didasarkan pada diagram fase air,yaitu posisi titik tripel air(suhu diamana 3 fase air berada bersamaan) yang di definisikan sebagai 273,16 Kelvin.kemudian,nol mutlak didefinisikan pada 0 kelvin,sehingga 1 Kelvin didefinisikan sebagai  1/273,16 dari temperatur(suhu) tripel air.Alat untuk mengukur suhu benda dengan tepat dan menyatakannya dalam angka disebut termometer.

Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa panjang, massa, dan waktu merupakan besaran pokok. Berdasarkan hasil Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 tahun 1971, Sistem Internasional disusun mengacu pada tujuh besaran pokok seperti tercantum pada Tabel berikut;

Besaran Pokok	Satuan	Simbol Satuan
Panjang Massa Waktu Kuat Arus Suhu Jumlah Zat Intensitas Cahaya	meter kilogram sekon ampere kelvin mol candela	m kg s A K mol cd