tekanan Zat Cair

Kegiatan Belajar 6

TRANSPORTASI CAIRAN PADA
TUMBUHAN

Tujuan Pembelajaran
Siswa mampu menjelaskan penerapan tekanan zat cair pada tumbuhan

Siswa melakukan penyelidikan tentang pengaruh tekanan saat pengangku-
tan air pada tumbuhan

Stimulasi
Air PAM di rumah Ani sedang bermasalah. Karena itu, keluarga

Ani memanfaatkan air sumur yang ada di samping rumahnya. Sumur itu
memiliki kedalaman 5 meter. Ani menggunakan timba sumur untuk
mengangkat air dari sumur yang dalam tersebut. Saat menimba air, tiba-
tiba Ani terpikirkan suatu hal. Dalam pikiranya, jika manusia saja yang
memiliki kekuatan sangat susah untuk mengangkat air dari kedalaman 5
meter, lalu bagaimna dengan tumbuhan yang tingginya sampai 10 meter
untuk mengambil air yang ada di dalam tanah menuju daun yang letak-
nya sangat tinggi.

1. Ask ( merumuskan pertanyaan atau hipotesis)

Rumuskanlah masalah/pertanyaan yang dapat muncul dari wacana di
atas.

………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………..

Buku Siswa 46

Buatlah hipotesis yang tepat berdasarkan pertanyaan /rumusan masalah
yang telah ananda susun !
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………….................................................

2. Investigate (mengumpulkan data)

Untuk menguji hipotesis Ananda, ayo lakukan kegiatan berikut!
KAPILARITAS

Tujuan: Menyelidiki pengaruh tekanan terhadap transportasi air dan mi-
neral pada tumbuhan

Alat dan bahan Bahan:
Alat: - tanaman pacar air (Impatiens sp)
- pewarna
gelas bening - air
silet

Buku Siswa 47

Prosedur Kerja
1. Isilah gelas dengan air kemudia tambahkan larutan berwarna.
2. Potong batang tanaman pacar air yang masih segar secara meruncing.
3. Pindahkan batang pacar air yang telah dipotong ke dalam gelas yang
telah terisi larutan warna, usahakan permukaan irisan batang tidak
menempel rapat pada dasar gelas
4. Rendamlah batang pacar air tersebut selama 30 menit.
5. Amatilah pergerakan larutan berwarna pada batang tumbuhan!

3. Create (menganalisis Data dan menginterpretasi hasil)

Berdasarkan percobaan yang telah Ananda lakukan, jawablah per-
tanyaan di bawah ini!
1. Apakah yang terjadi pada tumbuhan pacar air setelah direndam

selama 30 menit?
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………...
2. Faktor apa yang menyebabkan peristiwa itu terjadi?
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………

Buku Siswa 48

3. Mengapa batang pacar air harus dipotong meruncing saat akan
dimasukkan ke dalam gelas berisi larutan berwarna?

………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………...
4. Apa saja faktor yang mempengaruhi naiknya air dari akar ke
daun? Bagaimana tekanan dapat mempengaruhi pengangkutan
air tersebut?

……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………..

Buku Siswa 49

4. Discuss (mendiskusikan temuan dan membuat simpulan)

Berdasarkan percobaan dan pengolahan data yang telah Ananda
lakukan, sekarang silahkan lakukan pemeriksaan secara cermat apakah ja-
waban sementara Ananda terbukti atau tidak. Kemudian, tulislah kes-
impulan berdasarkan kegiatan yang telah Ananda lakukan!

………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………

5. Reflect (refleksi)

Ananda telah mengetahui jika transportasi cairan pada tumbuhan
dilakukan dengan bantuan osmosis (kapilaritas). Sekarang, perhatikanlah
benda-benda di sekeliling Ananda yang juga menggunakan prinsip osmosis
(Kapilaritas)!

………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………

Buku Siswa 50

Mari Telaah Lebih Dalam!

Air yang ada di dalam tanah masuk ke dalam sel tumbuhan karena
adanya perbedaan konsentrasi air. Konsentrasi adalah ukuran yang menun-
jukkan jumlah suatu zat dalam volume tertentu. Apabila terjadi perpinda-
han molekul zat terlarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah, maka
proses perpindahan ini disebut difusi. Apabila terjadi perpindahan molekul
zat pelarut dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi melalui membran
semipermeabel, maka proses perpindahan ini disebut osmosis.

Membran semipermeabel adalah membran yang hanya dapat dilalui
oleh zat tertentu, tetapi tidak dapat dilalui oleh zat lainnya. Contoh zat yang
dapat melalui membran semipermeabel adalah air. Membran ini berfungsi
sebagai pengatur lalu lintas (keluar dan masuknya) zat-zat dari dalam dan
luar sel. Contoh membran semipermeabel adalah membran sel.

Zat pelarut adalah zat yang melarutkan zat lain. Pada materi ini,
yang berperan sebagai zat pelarut adalah air. Sedangkan yang berperan se-
bagai zat terlarut adalah mineral tanah dan zat gula hasil fotosintesis.

Masih ingatkah kamu susunan jaringan pada akar mulai dari jaringan

terluar hingga terdalam? Jaringan-jaringan itulah yang akan dilalui oleh air

ketika masuk ke dalam tumbuhan. Berikut ini jaringan yang dilalui

oleh air ketika masuk ke akar. Pertama-tama, air diserap oleh rambut-

rambut akar. Kemudian, air masuk ke sel epidermis melalui proses secara

osmosis. Selanjutnya, air akan melalui korteks. Dari korteks, air kemudian

melalui endodermis dan perisikel. Selanjutnya, air masuk ke jaringan

xilem yang berada di akar. Setelah tiba di xilem akar, air akan bergerak ke

xilem batang dan ke xilem daun.

Buku Siswa 51

Gambar 20. Pergerakan Air dan Nutrisi pada Tana-
man (Sumber: Parravano, dkk. 2006 )

Tumbuhan tidak mempunyai meka-nisme pemompaan cairan seperti
pada jantung manusia. Lalu, bagaimanakah air dapat naik dari akar ke bagi-
an tumbuhan lain yang lebih tinggi? Berdasarkan hasil penelitian para ilmu-
wan, air dapat diangkut naik dari akar ke bagian tumbuhan lain yang lebih
tinggi dan diedarkan ke seluruh tubuh tumbuhan karena adanya daya ka-
pilaritas batang. Sifat ini seperti yang terdapat pada pipa kapiler.

Buku Siswa 52

Epidermis Korteks Endodermis Perisikel Xilem

Pipa kapiler memiliki bentuk yang hampir menyerupai sedotan akan
tetapi diameternya sangat kecil. Apabila salah satu ujung pipa kapiler, di-
masukkan ke dalam air, maka air yang berada pada pipa tersebut akan lebih
tinggi daripada air yang berada di sekitar pipa kapiler. Begitu pula pada ba-
tang tanaman, air yang berada pada batang tanaman akan lebih tinggi apa-
bila dibandingkan dengan air yang berada pada tanah. Daya kapilaritas
batang dipengaruhi oleh adanya gaya kohesi dan adhesi. Kohesi merupakan
kecenderungan suatu molekul untuk dapat berikatan dengan molekul lain
yang sejenis. Adhesi adalah kecenderungan suatu molekul untuk dapat beri-
katan dengan molekul lain yang tidak sejenis.

Melalui gaya adhesi, molekul air membentuk ikatan yang lemah
dengan dinding pembuluh. Melalui gaya kohesi akan terjadi ikatan antara
satu molekul air dengan molekul air lainnya. Hal ini akan menyebabkan ter-
ja-dinya tarik menarik antara molekul air yang satu dengan molekul air
lainnya di sepanjang pembuluh xilem.

Selain disebabkan oleh gaya kohesi dan adhesi, naiknya air ke daun
juga disebabkan oleh penggunaan air dibagian daun atau disebut dengan
daya isap daun. Air dimanfaatkan oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis.
Pada daun, air juga mengalami penguapan. Penguapan air oleh daun dise-
but transpirasi. Penggunaan air oleh bagian daun ini kan menyebabkan terja
-dinya tarikan terhadap air yang berada pada bagian xilem, sehingga air pa-
da akar dapat naik ke daun.

Buku Siswa 52

Selain membutuhkan air, tumbuhan juga memerlukan nutrisi. Agar
kebutuhan nutrisi di setiap bagian tumbuhan terpenuhi, maka dibutuhkan
suatu proses pengangkutan nutrisi hasil fotosintesis berupa gula dan asam
amino ke seluruh tubuh tumbuhan. Pengangkutan hasil fotosintesis dari
daun ke seluruh tubuh tumbuhan terjadi melalui pembuluh floem.

Perjalanan zat-zat hasil fotosintesis dimulai dari sumbernya yaitu
daun (daerah yang memiliki, konsentrasi gula tinggi) ke bagian tanaman
lain yang dituju (daerah yang memiliki konsentrasi gula rendah). Agar
dapat memahami penjelasan ini perhatikanlah Gambar 21!

Gambar 21. Transportasi nutrisi pada tumbuhan

Sumber: Parravano, dkk. 2006

Buku Siswa 53

Kegiatan Belajar 6

HUKUM ARCHIMEDES

Tujuan Pembelajaran
Menyelidiki hubungan tekanan zat cair dengan gaya apung

(penerapan hukum Archimedes) melalui percobaan.

Stimulasi Gambar 22. Kapal pesiar yang
Pernahkah Ananda melihat sebuah bernama MS Allure of the Seas
merupakan kapal pesiar
kapal pesiar? Kapal pesiar biasanya mem- terbesar di dunia.
iliki ukuran yang sangat besar dan mempu-
nyai kapasitas penumpang yang banyak. Sumber: http://1.bp.blogspot.com
Kapal pesiar juga dilengkapi dengan sarana
seperti restoran, kolam renang, lapangan
tenis, ruang pertemuan, dan sebagainya. Ka-
pal pesiar MS Allure of the Seas, yang meru-
pakan kapal pesiar pertama di dunia di-
perkirakan memiliki massa sekitar 100.000
ton. Bagaimana kapal dengan massa sekitar
100.000 ton tersebut bisa mengapung di lau-
tan, sementara uang logam yang dimasuk-
kan ke dalam bejana berisi air tenggelam.
Apa yang menyebabkan hal tersebut terjadi?

Buku Siswa 54

1. Ask ( merumuskan pertanyaan atau hipotesis)

Buatlah hipotesis yang tepat berdasarkan pertanyaan pada wacana di atas!
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
……………………………………………………….................................................

2. Investigate (mengumpulkan data)

Untuk menguji hipotesis Ananda, ayo lakukan kegiatan berikut!

Percobaa n 1

Alat dan Bahan

Alat: Bahan:
-Bejana - air
- kayu
- uang logam

Prosedur kerja
1. Ambil sebuah bejana. Isi bejana tersebut dengan air!
2. Letakkan kayu pada bejana yang berisi air. Amati apa yang terjadi!
3. Ganti kayu dengan uang logam. Amati juga apa yang terjadi

Buku Siswa 55

Tabel 5. Hasil pengamatan

Jenis Benda Posisi benda (mengapung/ tenggelam)

Kayu

Uang logam

Percobaan 2 Berat beban Berat beban
Alat dan Bahan di udara di air
1. Gelas kimia
2. Neraca pegas
3. Beban (batu)
4. Air

Berat air yang
pindah

Gambar 23. Uji coba perbedaan berat benda di udara dan di
air (Sumber:Ilmu Pengetahuan Alam, Jakarta: 13)

Prosedur
1. Isilah gelas kimia dengan air hingga ¾ bagian
2. Kaitkan beban (batu) dengan neraca pegas. Catat berat beban ketika di
udara (Wbu) dengan membaca skala yang ditunjuk pada neraca pegas.
3. Masukkan rangkaian beban dan neraca pegas ke dalam air, catatlah
berat beban ketika di dalam air (Wba)

Tabel 6. Hasil pengamatan Berat benda (kg)

Berat di udara
Berat di air

Buku Siswa 56

3. Create (menganalisis Data dan menginterpretasi hasil)

Berdasarkan hasil pengamatanmu, jawablah pertanyaan berikut!

1. Mengapa kayu yang memiliki berat lebih besar dibanding uang logam dapat
terapung, sedangkan uang logam dengan berat yang lebih kecil justru
tenggelam dalam air?

………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
2. Mengapa berat benda di udara dan di dalam air berbeda pada percobaan 2 yang

telah Ananda lakukan?
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
3. Apakah faktor yang menyebabkan kedua hal di atas terjadi?

4. Discuss (mendiskusikan temuan dan membuat simpulan)

Berdasarkan percobaan dan pengolahan data yang telah Ananda
lakukan, sekarang silahkan lakukan pemeriksaan secara cermat apakah ja-
waban sementara Ananda terbukti atau tidak. Kemudian, tulislah kes-
impulan berdasarkan kegiatan yang telah Ananda lakukan!

………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………

Buku Siswa 57

5. Reflect (refleksi)

Ananda telah mengetahui jika kapal laut mengaplikasikan
Hukum Archimedes sehingga dapat mengapung di lautan. Sekarang, per-
hatikanlah benda-benda di sekeliling Ananda yang juga menggunakan
prinsip aplikasi Hukum Archimedes!

………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………

Buku Siswa 58

Mari Telaah Lebih Dalam!

Pada percobaan kegiatan 1 dan 2, Ananda telah mengetahui bahwa
benda yang dicelupkan ke dalam air akan mengalami gaya angkat oleh air.
Pada kegiatan 1, besarnya gaya angkat air pada kayu sesuai dengan berat air
yang dipindahkan oleh kayu tersebut. Hal ini sesuai dengan Hukum Archi-
medes yang mengatakan bahwa: Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau
seluruhnya ke dalam air akan mengalami gaya ke atas yang besarnya saa dengan
berat zat cair yang dipindahkan oleh beda tersebut.

Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur di da-
lam air daripada di udara karena di dalam air benda mendapatkan gaya ke
atas. Sementara di udara, benda memiliki berat yang sesungguhnya. Berat
benda di air berkurang disebabkan berat semu dan dirumuskan sebagai
berikut:

Wsemu = Wbenda – Fa
Fa = Wsemu - Wbenda

dengan:
Wsemu = berat benda dalam zat cair (Kg⋅m/s2)
Wbenda = berat benda sebenarnya (Kg⋅m/s2)
Fa = gaya angkat air/ gaya apung (N)

Dalam persamaan di atas, Fa melambangkan gaya apung atau gaya angkat
atas. Besarnya gaya apung ini dapat dirumuskan sebagai berikut.

Fa = ρ x g x v

Buku Siswa 59

Contoh Soal:
Sebuah benda ditimbang di udara beratnya 50 N. Setelah ditimbang

di dalam air beratnya menjadi 30 N. Berapakah gaya angkat pada benda ter-
sebut?
Jawab:
Diketahui : Wsemu = 30 N

Wbenda =50 N
Ditanya:......Fa?
Fa = Wsemu - Wbenda
Fa = 30 N – 50 N
Fa = -20 N
Jadi besar gaya angkat atau gaya apung ar pada benda tersebut adalah -20 N

Penerapan Hukum Archimedes dalam kehidupan sehari-hari
1. Kapal Laut

Di awal pembahasan Hukum Archimedes ini, telah disinggung men-
gapa kapal laut dapat mengapung di air. Badan kapal laut mempunyai
rongga udara. Karena rongga udara ini, volume air laut yang dipindahkan
oleh kapal tersebut cukup besar sehingga sesuai prinsip Archimedes, kapal
laut mendapatkan gaya apung yang cukup besar untuk menahan bobot ka-
pal sehingga kapal dapat mengapung di permukaan air.

2. Kapal Selam
Jika kapal laut hanya dapat mengapung di permukaan air, maka ka-

pal selam, selain dapat mengapung, dapat juga melayang dan tenggelam di
dalam air laut. Karena kemampuannya tersebut, kapal selam sangat cocok
digunakan dalam bidang militer dan penelitian.

Buku Siswa 60

Bentuk badan kapal selam Tokoh SAINS
dirancang agar dapat mengapung, mela-
yang, dan tenggelam dalam air. Selain Archimedes lahir pada 287 SM di
itu, dirancang untuk dapat menahan Syracues, koloni Yunani yang
tekanan air di kedalaman laut. Bagaima- sekarang dikenal Sisilia. Keluargan-
na cara kerja kapal selam? ya adalah kelas aristrokrat. Ayahnya,
seorang astronom yang bernama
Badan kapal selam mempunyai Pheidias yang mempunyai hubungan
rongga udara yang berfungsi sebagai dengan Raja Hiron II yang berkuasa
tempat masuk dan keluarnya air atau di Syreceus pada masa itu.
udara. Rongga ini terletak di lambung
kapal. Rongga tersebut dilengkapi de- Membicarakan Archimedes tid-
ngan katup pada bagian atas dan aklah lengkap tanpa kisah insiden
bawahnya. Ketika mengapung, rongga penemuannya saat dia mandi. Saat
terisi dengan udara sehingga volume air itu, dia menemukan bahwa
yang dipindahkan sama dengan berat ka- hilangnya berat tubuh sama dengan
pal. Sesuai dengan prinsip Archimedes, berat air yang dipindahkan. Dia mel-
kapal selam akan mengapung. oncat dari tempat mandi dan berlari
telanjang dijalanan Syracues sambil
Ketika rongga katup atas dan berteriak, “Eureka! Eureka!” (Saya
katup bawah pada rongga kapal selam berhasil menemukannya!). Saat itu
dibuka, maka udara dalam rongga keluar dia menemukan hokum pertama
atau air masuk mengisi rongga tersebut. hidrolistik.
Akibatnya, kapal mulai tenggelam. Katup (http://info-
akan ditutup jika kapal selam telah men- biografi.blogspot.com/2010/04/
capai kedalaman yang diinginkan. biografi-
achime-
des.html#d4rgoqpdCHTBm6vE.99)

Buku Siswa 61

Katup akan ditutup jika kapal selam telah mencapai kedalaman yang
diinginkan. Dalam keadaan ini, kapal selam dalam keadaan melayang. Jika
katup udara pada rongga dibuka kembali maka volume air dalam rongga
akan bertambah sehingga kapal selam akan tenggelam.

Jika kapal selam akan muncul ke permukaan dari keadaan
tenggelam, air dalam rongga dipompa keluar sehingga rongga hanya terisi
udara. Dengan demikian, kapal selam akan mengalami gaya apung yang
dapat menyamai berat kapal selam. Akibatnya, kapal selam akan naik ke
permukaan dan mengapung.

3. Jembatan Ponton
Peristiwa mengapung suatu benda karena memiliki rongga udara di-

manfaatkan untuk membuat jembatan yang terbuat dari drum-drum
berongga yang dijajarkan melintang aliran sungai. Volume air yang dipin-
dahkan menghasilkan gaya apung yang mampu menahan berat drum itu
sendiri dan benda-benda yang melintas di atasnya. Setiap drum penyusun
jembatan ini harus tertutup agar air tidak dapat masuk ke dalamnya.

Buku Siswa 62

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, et al. 2011. Biolgy 9th Edition. San Fransisco: Pearson Benjamin
Cummings.

Kemendikbud. 2014. Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Kementrian Pendidi
kan dan Kebudayaan

Kimball. 1990. Biologi Jilid 2. Jakarta: Erlangga

Parravano. dkk. 2006. BSCS Biology A Molecular Approach. Ohio: McGraw-
Hill Companies

Reece, J. B. dkk. 1999. Biology 5th Edition. San Francisco: Pearson Benjamin
Cummings

Reece, Jane B. dkk. 2012. Biology 7th Edition. San Francisco: Pearson Benjamin
Cummings

Alamat situs Gambar:

http://blog.uad.ac.id/maykomarawati/author/maykomarawati/page/3/
2o11. Diunduh pada tanggal 19 November 2013

https://www.google.com/search?
q=perbandingan+pembuluh+vena,+arteri+dan+kapiler&newwindow=1&sour
ce=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAcQ_AUoAWoVChMI7pPSlvzQyAIVQi2
mCh155QbS&biw=1024&bih=463#imgrc=DpJa7-58ktsp2M%3A (diunduh pada
20 Oktober 2015)

https://www.google.com/search?
q=gambar+transportasi+tumbuhan&newwindow=1&source=lnms&tbm=isch
&sa=X&ved=0CAcQ_AUoAWoVChMI0_b11ofRyAIVxCimCh3vUA9Y&biw=1
024&bih=463#imgrc=DEJG-YW0e8O1zM%3A (diunduh pada 20 Oktober 2015)

https://www.google.com/search newwin-
dow=1&biw=1024&bih=463&tbm=isch&sa=1&q=peristiwa+penyemprotan+fa
rfum&oq=peristiwa+penyemprotan+farfum&gs_l=img.3...89532.94611.0.
95066.19.18.0.0.0.0.517.2927.2-5j2j1j1.9.0....0...1c.1.64.img..19.0.0.6n-
go9yNBR0#imgrc=pepn8VwO_GBjdM%3A (diunduh pada 20 Oktober 2015)

Buku Siswa 63