Jika benda berpindah sejauh 2,5 m, besar usaha yang dikerjakan oleh resultan ketiga
gaya tersebut adalah ...
A. 25 J C. 62,5 J
B. 37,5 J D. 75 J
9. Sebuah balok massanya 100 gram didorong dengan gaya konstan 0,4 N selama 5 detik
dari keadaan diam di atas meja. Saat gaya dorong tersebut ditiadakan balok masih
bergerak hingga berhenti pada jarak tertentu. Jika diketahui percepatan gravitasi 10
m/s2 dan gaya gesekan antara balok dan meja 0,2 N, berarti usaha total yang dilakukan
oleh gaya gesek adalah… (OSP 2010).
A. 5 J C. 20 J
B. 10 J D. 30 J
10. Ali yang tubuhnya bermassa 60 kg ingin menaiki tangga dari lantai A ke lantai B yang
berjarak 75 m. Jika percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s2, maka usaha yang
dilakukan Ali sebesar…. (OSP2010)
A. 15 kJ C. 45 kJ
B. 20 kJ D. 75 kJ
SOAL URAIAN
1. Sebuah balok bermassa 3 kg bergerak ke atas pada bidang miring yang memiliki sudut
60°, dengan energi kinetik awal 18 J. Jika koefisien gesekannya 0,3, maka jarak
terjauh yang dicapai balok pada saat meluncur pada bidang miring adalah ....
2. Jumlah bahan bakar yang diperlukan untuk mempercepat gerak sebuah mobil dari
keadaan diam menjadi kelajuan v adalah Q. Bila gesekan diabaikan, maka jumlah
bahan bakar tambahan yang diperlukan untuk menaikkan kelajuan mobil tersebut dari
v menjadi 2v adalah ....
3. Perhatikan gambar di samping! Suatu partikel
dengan massa 1 kg didorong dari permukaan
meja hingga kecepatan pada saat lepas dari
bibir meja sebesar 2 m/s. Jika g = 10 m/s2, maka
energi mekanik partikel pada saat ketinggiannya
dari tanah 1 m adalah ...
4. Dua buah benda A dan B yang bermassa masing-masing m jatuh bebas dari ketinggian
h meter dan 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B
akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar ....
5. Sebuah mobil bermassa m memiliki mesin berdaya P. Jika pengaruh gesekan kecil,
maka waktu minimum yang diperlukan mobil agar mencapai kelajuan v dari keadaan
diam adalah ....
6. Perhatikan gambar grafik di samping ! Grafik
di atas menyatakan gaya yang bekerja pada
suatu benda bermassa 2 kg pada selang
(kurun) waktu 4 sekon. Kalau benda tersebut
mula-mula diam, maka besarnya energi kinetik
setelah 4 sekon adalah ...
7. Sebuah benda yang bergerak dengan kecepatan awal v0 di atas permukaan mendatar,
berhenti setelah menempuh jarak s karena pengaruh gaya gesekan kinetis. Jika
50 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
koefisien gesekan kinetis adalah μs dan percepatan gravitasi sama dengan g, maka
besarnya v0 adalah ....
8. Perhatikan gambar di samping!
Benda dilepaskan dari puncak
seperempat lingkaran, lalu
berhenti di titik C yang berjarak
5 m dari B. Koefisien gesekan
kinetis permukaan BC jika AB
licin adalah ....
9. Perhatikan gambar di samping! Sebuah balok
bermassa 25 kg semula diam di titik A. Gaya F
sebesar 120 N bekerja pada benda tersebut
sehingga benda bergerak terus menaiki bidang
miring. Ternyata besar kecepatan benda ketika
melalui titik C adalah 2 m/s. Jika diketahui
BC = 3 m dan AC = 20 m, maka besar gaya
gesekan yang bekerja pada balok adalah ....
10. Dua buah benda masing-masing memiliki massa A kg dan B kg. Jika kedua benda
mula-mula diam kemudian mengalami gaya yang sama besar dan dalam selang waktu
yang sama, maka perbandingan energi kinetik benda A terhadap B tepat pada akhir
waktu diberikannya gaya adalah ...
51 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Modul 4
Gerak dan Gaya
Dalam modul 4 ini akan dibahas tentang gerak dan pengaruh gaya terhadap gerak
berdasarkan hukum Newton, serta penerapannya pada gerak makhluk hidup dan gerak
benda dalam kehidupan sehari-hari.
A. Besaran-Besaran Gerak
Kita memerlukan tiga besaran untuk mendeskripsikan gerak yaitu perpindahan,
kecepatan, dan percepatan.
1. Perpindahan dan Jarak
Perpindahan dapat didefinisikan dengan perubahan posisi benda pada selang waktu
tertentu. Perpindahan memiliki arah, misalnya perpindahan mobil ke utara. Jarak adalah
panjang lintasan yang ditempuh benda selama bergerak.
2. Kecepatan dan Kelajuan
Untuk melihat seberapa cepat benda berpindah kita harus membandingkan perpindahan
benda dengan selang waktu yang dibutuhkan untuk menempuh perpindahan tersebut.
Hasil perbandingan ini disebut kecepatan rata-rata. Nilai dari kecepatan dinamakan
dengan kelajuan.
Jarak tertentu (s) setiap detiknya (t) disebut sebagai kelajuan atau secara matematis
dapat ditulis (v), dan dirumuskan sebagai:
Kelajuan = panjang lintasan
satuan waktu
v S
t
Satuan kecepatan: m/s
3. Percepatan
Benda yang bergerak dengan kecepatan yang berubah dikatakan benda mengalami
percepatan. Percepatan (a) adalah ukuran cepat atau lambatnya perubahan kecepatan.
a v
t
Satuan percepatan: m/s2
Grafik kecepatan fungsi waktu (v-t) Berdasarkan grafik kecepatan funsi
waktu (v-t) dapat dicari jarak
v(m/s) yangditempuh benda.
v
Jarak = luas daerah di bawah grafik
v-t
v0 t t(s) Pada gambar di samping,
jarak = luas yang diarsir
52 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Soal.
1. Perhatikan grafik berikut.
Dari grafik tersebut, jarak yang ditempuh selama 5 s, adalah .... Jawab: C
A. 60 m C. 80 m
B. 70 m D. 100 m
2. Benda A dan B masing-masing bergerak lurus
dengan kecepatan seperti yang digambarkan pada
grafik di samping ini. l1 adalah kurva grafik
kecepatan A dan l2 adalah kurva grahk kecepatan
B. A dan B mulai bergerak pada waktu dan posisi
awal yang sama. Berdasarkan grafik itu, A dan B
akan menempuh jarak yang sama setelah masing-
masing bergerak selama... (OSP 2009).
A.3s
B. 6s
C. 9s
D. 12s
3. Benda A dan B bergerak lurus secara bersamaan, sesuai dengan grafik di bawah.
Perbandingan jarak yang ditempuh A dan B setelah mereka bergerak selama 7,5 sekon
adalah…. (OSP 2010) v (m/s)
A. 6/8 C. 8/6
B. 7/8 D. 8/7
8A
B
4
0 5 t (s)
4. Sebuah kendaraan melaju di jalan selama 36 menit dengan variasi kelajuan seperti
pada grafik di bawah.
Jarak yang ditempuh kendaraan tersebut selama 30 menit adalah….(OSP 2010).
A. 14,5 km C. 29 km
B. 7,25 km D. 870 km
53 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
5. Grafik di bawah ini menggambarkan kecepatan sebagai fungsi waktu dari sebuah
benda yang bergerak lurus pada sumbu-x mendatar dari titik x=0.
Jarak yang ditempdh benda setelah ia bergerak selama 20 detik adalah ... (OSP
2011).
A.77,5 m C. 117,5m
B. 90,0 m D. 130 m
6. Di bawah ini adalah grafik kecepatan sebagai fungsi waktu dari gerak satu dimensi
suatu benda pada sumbu x. Jika benda itu bergerak dari posisi awal l0 m di sebelah
kiri titik O(0,0), maka persamaan gerak benda tersebut adalah ... (OSP 2013)
A. x = 1,5 t2 + 5t + 10; x dalam meter dan t dalam sekon
B. x = 1,5 t2 + 5t - 10; x dalam meter dan t dalam sekon
C. x = 0,75 t2 - 5t - 10; x dalam meter dan t dalam sekon
D. x = 0,75 t2 + 5t -10; x dalam meter dan t dalam sekon
54 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
B. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan kocepatan v
tetap (percepatan a = 0), sehingga jarakyang ditempuh S hanya ditentukan oleh kecepatan
yang tetap dalam waktu tertentu.
S= v.t;
v = S/t
C. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) adalah gerak lurus pada arah mendatar dengan
kecepatan v yang berubah setiap saat karena adanya percepatan yang tetap. Dengan kata
lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal
akan berubah kecepatannya karena ada percepatan (a= +) atau perlambatan (a= -).
Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum Newton II (F = m . a ).
vt = v0 + a.t
vt2 = v02 + 2 a S
S = v0 t + 1/2 a t2
vt = kecepatan sesaat benda
v0 = kecepatan awal benda
S = jarak yang ditempuh benda
Syarat : Jika dua benda bergerak dan saling bertemu maka jarak yang ditempuh kedua
benda adalah sama.
Gerak Lurus Beraturan Gerak Lurus Berubah Beraturan
S v.t S = x0 + v0t+ 1 at2
v konstan 2
a0
v = v0 + at
a = konstan
v2 vo2 2aS
D. Gerak Karena Pengaruh Gravitasi
GERAK JATUH BEBAS : adalah gerak jatuh benda pada arah vertikal dari ketinggian h
y = h = 1/2 gt2 tertentu tanpa kecepatan awal (v0 = 0), jadi gerak benda
hanya dipengaruhi oleh gravitasi bumi g.
g = percepatan gravitasi bumi.
y = h = lintasan yang ditempuh benda pada arah vertikal,(diukur dari posisi benda mula-
mula).
t = waktu yang dibutuhkan benda untuk menempuh lintasannya.
55 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
GERAK VERTIKAL KE ATAS : adalah gerak benda yang dilempar dengan
suatu kecepatan awal v0 pada arah vertikal, sehingga a = -g
(melawan arah gravitasi).
syarat suatu benda mencapai tinggi maksimum (h maks): Vt = 0
Dalam penyelesaian soal gerak vertikal keatas, lebih mudah diselesaikan dengan
menganggap posisi di tanah adalah untuk Y = 0.
Soal
1. Jarak PQ = 144 m. Benda B bergerak dari titik Q ke P dengan percepatan 2 m/s2 dan
kecepatan awal 10 m/s. Benda A bergerak 2 detik kemudian dari titik P ke Q dengan
percepatan 6 m/s2 tanpa kecepatan awal. Benda A dan B akan bertemu pada jarak
berapa ?
Jawab:
Karena benda A bergerak 2 detik kemudian setelah benda B maka tB = tA + 2.
SA = v0.tA + 1/2 a.tA2 = 0 + 3 tA2
SB = v0.tB + 1/2 a.tB2 = 10 (tA + 2) + (tA + 2)2
Misalkan kedua benda bertemu di titik R maka
SA + SB = PQ = 144 m
3tA2 + 10 (tA + 2) + (tA + 2)2 = 144
2tA2 + 7tA - 60 = 0
Jadi kedua benda akan bertemu pada jarak SA = 3tA2 = 48 m (dari titik P).
E. GERAK MELINGKAR y s
x
Gerak melingkar dapat didefinisikan v
sebagai gerak benda pada lintasan berupa
keliling lingkaran, baik lingkaran penuh R
atau tidak penuh. Dalam gerak melingkar, θ
jarak benda ke suatu titim acuan, yang
merupakan titik pusat lingkaran selalu tetap.
Pada gerak melingkar, arah kecepatan
selalu menyinggung lintasan, yang berarti
pada gerak melingkar kecepatan selalu
tegak lurus terhadap jari-jari lingkaran
Dalam kasus benda bergerak melingkar tanpa percepatan sudut, maka dikatakan
benda melakukan gerak melingkar beraturan dengan laju tetap v = ωR karena ω adalah
konstan. Bila waktu untuk menempuh satu putaran (perioda) kita nyatakan dengan T,
maka panjang lintasan yang ditempuh benda dalam waktu ini adalah s = vT = 2ωR. Jadi:
v 2R atau 2
T T
Bila benda bergerak melingkar dengan percepatan sudut tetap, maka dikatakan benda
melakukan gerak melingkar berubah beraturan. Persamaan geraknya serupa dengan yang
berlaku pada gerak lurus berubah beraturan, yakni
α = konstan
ω = ωo + α t
o t 1 t 2 o
2
56 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
2 o2 2( o )
di mana θo, ωo dan αo adalah posisi sudut, kecepatan sudut dan percepatan sudut pada
keadaan awal (t = 0).
Contoh Soal
Pada tempat tukang asah batu akik, sebuah gerinda memiliki percepatan sudut konstan α
sebesar 3 rad/s. Batu gerinda mulai berputar dari keadaan diam. Jari-jari gerinda adalah 0,5
m. Jika gerinda berputar, maka setelah 2 detik tentukanlah :a). pergeseran sudut gerinda.
b). laju sudut batu gerinda. c). laju linier atau laju tangesial gerinda. d). percepatan
tangensial gerinda. e). percepatan sentripental sebuah noda yang terletak di tepi batu
gerinda
Penyelesaian:
Pada saat t = 0, kita ketahui, ω0 = 0 dan misalkan θo = 0, maka pada saat t = 2 s
a). o ot 1 t 2
2
θ 00 1 (3rad / s 2 ).(2s) 2 6 rad
2
= 0,96 putaran
b). o t
ω 0 2(rad / s2 ).3s 6 rad/s
c). v = ω R
v = (6 rad/s) x 0,5 m =3 m/s
d). aT = αR
aT =(3 rad/s2) x 0,5 m= 1,5 m/s2
as=v2/R=ω2R
as =( 6 rad/s)2x 0,5 m = 18 m/s2
F. GERAK PARABOLA oleh percepatan gravitasi g dengan arah vertikal ke
Gerak parabola dipengaruhi
bawah. Pada arah horizontal percepatannya sama nol. Misalkan sebuah peluru ditembakan
dengan kecepatan awal vo dan arah membentuk sudut elevasi θ terhadap garis horizontal.
Lintasan peluru dapat dilihat pada Gambar 2-15 di mana ymaks dan R berturut-turut adalah
titik tertinggi dan titik terjauh yang dapat dicapai oleh peluru.
Gambar . Lintasan gerak peluru.
G. HUKUM-HUKUM NEWTON
HUKUM I NEWTON
HUKUM NEWTON I disebut juga hukum kelembaman (Inersia).
Sifat lembam benda adalah sifat mempertahankan keadaannya, yaitu keadaan tetap diam
atau keaduan tetap bergerak beraturan.
57 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
DEFINISI HUKUM NEWTON I :
Setiap benda akan tetap bergerak lurus beraturan atau tetap dalam keadaan diam jika tidak
ada resultan gaya (F) yang bekerja pada benda itu, jadi:
HUKUM II NEWTON
a = F/m
F = jumlah gaya-gaya pada benda
m = massa benda
a = percepatan benda
Rumus ini sangat penting karena pada hampir semna persoalan gerak {mendatar/translasi
(GLBB) dan melingkar (GMB/GMBB)} yang berhubungan dengan percepatan dan massa
benda dapat diselesaikan dengan rumus tersebut.
HUKUM NEWTON III
DEFINISI HUKUM NEWTON III:
Jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda kedua maka benda kedua tersebut
mengerjakan juga gaya pada benda pertama, yang besar gayanya = gaya yang diterima
tetapi berlawanan arah. Perlu diperhatikan bahwa kedua gaya tersebut harus bekerja pada
dua benda yang berlainan.
F aksi = - F reaksi
Soal-Soal
1. Waktu yang diperlukan sebuah mobil yang ber gerak dengan percepatan 2 m/s2, untuk
mengubah kecepatannya dari 10 m/s menjadi 30 m/s adalah ....
A. 10 s C. 40 s
B. 20 s D. 50 s
2. Bola tenis jatuh dari ketinggian 5 m. Kecepatan benda saat menyentuh tanah adalah ...
(g = 10 m/s2).
A. 5 m/s C. 50 m/s
B. 10 m/s D. 100 m/s
3. Terdapat dua buah batu yang akan dilempar. Batu pertama dilemparkan ke atas dari
permukaan tanah dengan kecepatan awal 60 m/s. Batu kedua dilemparkan ke bawah
dari sebuah gedung dengan kecepatan awal 40 m/s. Jika jarak kedua batu 400 m,
kedua batu tersebut akan bertemu setelah bergerak selama ....
A. 2 sekon C. 6 sekon
B. 3 sekon D. 10 sekon
4. Jika sebuah titik bergerak melingkar beraturan maka ....
A. percepatannya nol
B. kecepatan linearnya tetap
C. percepatan sudutnya nol
D. frekuensinya berubah
5. Seorang anak duduk di atas kursi yang berputar vertikal, seperti pada gambar berikut.
Jika percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2 dan jari-jari roda 2,5 m, laju maksimum
roda itu agar anak tidak terlepas dari tempat duduknya adalah ....
58 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
A. 8 m/s C. 5 m/s
B. 6 m/s D. 2 m/s
6. Sebuah bola yang terikat pada tali bergerak dalam lingkaran horizontal yang memiliki
jari-jari 3 m. Jika diketahui kecepatan sudut bola tersebut 5 rad/s, besar kecepatan
linier bola adalah ....
A. 75 rad/s
B. 50 rad/s
C. 45 rad/s
D. 15 rad/s
H. PESAWAT SEDERHANA
Pesawat sederhana adalah pesawat yang penggunaannya tanpa mesin atau tanpa bahan
bakar. Pesawat sederhana juga mudah dalam pengerjaannya. Jenis pesawat sederhana
dalam kehidupan sehari-hari antar lain:
1. Bidang Miring
Bidang miring adalah bidang yang permukaannya miring terhadap kedudukan mendatar.
Dengan menggunakan bidang miring, memindahkan benda yang berat akan lebih mudah
dan ringan.
59 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
2. Roda
Roda merupakan jenis pesawat sederhana yang banyak digunakan untuk transportasi. Roda
untuk memudahkan dan meringankan benda yang berat. Roda (berporos) banyak
digunakan pada alat transportasi. Contohnya roda dorong, sepeda, mobil, motor, delman.
3. Pengungkit (Tuas)
Pengungkit adalah pesawat sederhana berupa batang yang dapat berputar pada satu titik.
Titik tersebut merupakan titik tumpu. Fungsi tuas adalah untuk memindahkan gaya,
misalnya linggis, tang, dan lain-lain. Bagian-bagian pengungkit:
a. Titik beban
Bagian pengungkit yang berhubungan dengan beban, merupakan titik tempat beban
bekerja.
b. Titik tumpu
Bagian pengungkit yang berhubungan dengan tumpunya. Pada titik tumpu ini bagian
pengungkit atau tuas tetap pada kedudukannya. Titik tumpu disebut juga fulkrum.
c. Titik kuasa
Bagian pengungkit tempat bekerjanya gaya pada tuas, jika titik kuasa turun, maka titik
beban akan naik akibat beban terdorong.
Jenis Pengungkit.
1) Pengungkit jenis pertama
Yaitu pengungkit yang penumpunya antara beban dan gaya (kuasa). Contohnya pencabut
paku, jungkat-jungkit, timbangan, gunting, dan linggis.
60 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
2) Pengungkit jenis kedua
Pengungkit di mana titik beban terletak antara penumpu dan gaya. Contohnya: pemecah
kemiri, pembuka botol limun, dan gerobak dorong.
3) Pengungkit jenis ketiga
Pengungkit jenis ketiga letak kuasanya di antara titik tumpu dan beban. Contohnya sekop,
jepitan, alat pancing, dan lengan bawah saat mengangkat beban.
lk
lb
F
W
W x lb = F x lk
Keuntungan mekanis dengan:
W = beban (N)
KM =---W-F------- = ---l-k------- F = kuasa (N)
lb KM = keuntungan mekanis
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)
4. Katrol
Katrol terdiri atas sebuah roda kecil beralur dan berputar pada porosnya. Katrol mengubah
arah gaya yang digunakan untuk mengangkat beban. Katrol memudahkan dan
meringankan pekerjaan. Jenis dan kegunaan katrol dapat dipelajari di bawah ini.
61 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
62 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Soal
1. Pada gambar disamping ini, balok ditarik ke atas
sejajar bidang miring oleh sebuah gaya tetap F. Jika
massa balok 500 gram, percepatan gravitasi l0 m/s2,
besar gaya tarik F adalah 6 newton, dan balok mulai
bergerak dari keadaan diam, maka balok bergerak di
sepanjang bidang miring itu dalam selang waktu ...
(OSP 2013) .
2. Sebuah balok 4 kg yang mula-mula diam ditarik dengan sebuah gaya horizontal F. Jika
pada saat t = 3 s balok telah berpindah sejauh 2,25 m, besar gaya F adalah ....
A. 2 N C. 8 N
B. 4 N D. 10 N
3.
4.
5.
6.
63 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
7.
8.
9.
10.
64 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
11
12
13
14
65 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
15
16
17
I. SISTEM GERAK PADA MAKLUK HIDUP
Gerak Tumbuhan
Tumbuhan melakukan pergerakan karena rangsanan dari luar atau proses pertumbuhan.
Berdasarkan penyebabnya, gerak tumbuhan dibedakan menjadi gerak autonom/endonom,
gerak higroskopis, dan gerak esionom.
1. Gerak Autonom/Endonom
Gerak endonom merupakan gerak bagian tumbuhan karena faktor dari dalam tumbuhan.
Misalnya, gerak pada batang tanaman kacang panjang yang membelit ke kanan.
2. Gerak Higroskopis
Gerak higroskopis adalah gerak tumbuhan yang disebabkan karena pengaruh
kelembapan dan kadar air. Misalnya, pecahnya buah pada tanaman kacang polong-
polongan.
3. Gerak Esionom
Gerak esionom ialah gerak pada tumbuhan yang trjadi karena adanya rangsangan dari
luar tumbuhan. Dengan kata lain gerak esionom dipengaruhi oleh faktor lingkungan.
66 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Gerak esionom dibagi menjadi 3, yaitu gerak taksis, gerak tropisme, dan gerak nasti.
a. Gerak Taksis
Gerak taksis merupakan gerak perpindahan tumbuhan karena menerima rangsangan.
Gerak taksis dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu taksis positif dan taksis negatif. Gerak
taksis disebut taksis positif apabila gerak tumbuhan menuju ke arah datangnya
rangsangan dan disebut taksis negatif jika gerak tumbuhan menjauhi arah datangnya
rangsangan.
1) Kemotaksis yaitu gerak pada tumbuhan karena rangsangan senyawa kimia. Misalnya,
peristiwa sel sperma bertemu dengan sel telur.
2) Fototaksis yaitu gerak pada tumbuhan karena rangsangan yang berupa cahaya.
b. Gerak Tropisme
Grak tropisme merupakan gerak tumbuhan yang dipengaruhi oleh arah datangnya
rangsangan. Gerak tropisme terdiri dari beberapa jenis, seperti kemotropisme,
tigmotropisme, geotropisme, fototropisme, dan hidrotropisme.
1) Kemotropisme
Kemotropisme merupakan gerak tumbuhan yang terjadi karena adanya rangsangan
bahan kimia. Misalnya, gerak akar menuju ke tempat yan banyak mengandung zat hara.
2) Tigmotropisme
Tigmotropisme merupakan gerak tumbuhan yang terjadi karena adanya sentuhan dari
benda, hewan, atau tumbuhan lainnya. Misalnya, perambatan sulur tumbuhan gadung
pada pagar.
3) Geotropisme
Geotropisme merupakan gerak tumbuhan yang trjadi karena pengaruh gaya gravitasi
bumi. Gerak ini dibagi menjadi 2 jenis, yaitu geotropisme positif dan geotropisme
negatif. Gerak geotropisme disebut geotropisme positif jika arah gerak menuju ke
gravitasi bumi dan disebut geotropisme negatif jika gerak berlawanan dengan arah
gravitasi bumi. Contoh geotropisme positif yaitu seluruh akar tumbuhan ke bawah
menembus tanah. Contoh geotropisme negatif yaitu tunas tumbuhan yang menuju ke
atas.
4) Fototropisme
Fototropisme merupakan gerak tumbuhan yang terjadi karena pengaruh rangasangan
cahaya. Msialnya, batang dan daun tumbuhan tumbuh membengkok ke arah datangnya
sinar matahari.
5) Hidrotropisme
Hidrotropisme merupakan gerak tumbuhan yang terjadi karena rangsangan air.
Misalnya, akar tumbuhan yang terdapat di dalam tanah menuju ke daerah yang lebih
banyak airnya.
c. Gerak Nasti
Gerak nasti merupakan gerak tumbuhan yang tidak dipengaruhi oleh arah datangnya
rangsangan. Gerak ini dibagi menjadi niktinasti, seismonasti, fotonasti, dan termonasti.
1) Niktinasti merupakan gerak tumbuhan yang terjadi karena rangsangan berupa cahaya
gelap.
2) Seismonasti merupakan gerak tumbuhan yang terjadi karena getaran atau sentuhan.
Misalnya, daun putri malu yang akan menguncup jika disentuh.
3) Fotonasti merupakan gerak pada tumbuhan yng terjadi karena pengaruh rangsangan
berupa sinar matahari.
4) Termonasti merupakan gerak tumbuhan yang terjadi karena faktor suhu. Misalnya,
bunga tulip akan mekar pada saat musim semi (suhu hangat).
67 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Gerak pada Hewan
Hewan bergerak dengan berbagai cara, misalnya berjalan, berlari, terbang, berenang,
merayap, dan lain sebagainya.
A. Gerakan Hewan Air
Air memiliki kerapatan yang lebih besar dibandingkan udara. Air memiliki gaya
angkat yang lebih besar dibandingkan udara. Tubuh hewan yang hidup di air memiliki
massa jenis yang lebih kecil daripada lingkungannya.
Salah satu bentuk tubuh yang paling banyak dimiliki oleh hewan air adalah bentuk
torpedo. Bentuk tubuh ini memungkinkan tubuh meliuk dari kiri ke kanan. Ekor dan
sirip ekor yang lebar berfungsi untuk mendorong gerakan ikan dalam air.
1. Sebagian besar ikan menggunakan gerak tubuh ke kanan dan ke kiri dan sirip
ekornya untuk menghasilkan gaya dorong ke depan.
2. Ikan yang bergerak dengan sirip pasangan dan sirip tengah cocok untuk hidup di
terumbu karang. Jenis ikan ini tidak dapat berenang secepat ikan yang
menggunakan tubuh dan sirip ekornya.
B. Gerakan Hewan di Udara
Hewan-hewan yang terbang diudara dengan cara yang unik. Tubuh hewan
hewan tersebut memiliki gaya angkat yang besar untuk mengimbangi gaya gravitasi.
Salah satu upaya untuk memperbesar gaya angkat dengan menggunakan sayap. Prinsip
yang sama diterapkan pada pesawat terbang, khususnya pada pesawat terbang bersayap
bentuk airfoil.
Sayap burung memiliki susunan kerangka yang ringan, tulang dada dan otot yang kuat..
Bentuk sayap airfoil membuat udara mengalir pada bagian atas sayap lebih cepat
daripada bagian bawahnya. Saat sayap dikepakkan, udara akan mengalir ke bawah.
Dorongan ke bawah tersebut akan menghasilkan gaya yang berlawanan arah sehingga
burung akan terangkat ke atas.
C. Gerakan Hewan di Darat
Kecenderungan hewan yang hidup di darat adalah memiliki otot dan tulang yang kuat.
Otot dan tulang tersebut diperlukan untuk mengatasi inersia (kecenderungan tubuh
untuk diam) dan untuk menyimpan energi pegas (elastisitas) untuk melakukan berbagai
aktivitas. Bayangkan saat kita berjalan. Seorang mulai berjalan dengan mendorong
lantai dengan kakinya, lantai kemudian memberikan gaya balik yang sama dan
berlawanan arah pada kaki orang tersebut. Gaya inilah yang menggerakkan orang
tersebut ke depan.
Soal
1. Gerak tumbuhan yang memerlukan rangsangan berupa perubahan kadar air di dalam
sel sehingga terjadi pengerutan yang tidak merata disebut….
A. gerak hidronasti C. gerak hidrostatis
B. gerak hidrotropisme D. gerak higroskopis Jawab: D
2. Daun putri malu yang akan menguncup jika disentuh, di sebut gerak….
A. gerak hidronasti C. gerak termonasti
B. gerak seismonasti D. gerak fotonasti Jawab: B
3. Contoh gerak tumbuhan berikut yang bukan merupakan contoh dari gerak
tigmotropisme adalah….
A. menguncupnya daun tanaman Leguminosae
B. mekarnya bunga pukul empat
C. menutupnya daun putri malu
D. merekahnya kulit buah-buahan yang sudah kering pada tumbuhan polong-polongan
Jawab: D
68 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Modul 5
Tekanan
Dalam modul 5 ini akan dibahas tentang Tekanan pada zat cair atau fluida serta
penerapannya pada kehidupan sehari-hari, tekanan darah, difusi pada peristiwa respirasi
dan tekanan osmosis.
1. Tekanan hidrostatis
Memahami makna tekanan dalam zat cair, bahwa:
- Tekanan adalah gaya persatuan luas, dimana gaya tegak lurus terhadap luas.
p F
A
- Tekanan dalam zat cair disebut juga tekanan hidrostatis, yaitu:
ph gh
Memahami makna hukum pokok hidrostatik, yang berbunyi “ semua titik yang terletak
pada suatu bidang datar di dalam zat cair yang sejenis memiliki tekanan yang sama”.
Memahami tekanan yang sebenarnya (tekanan absolut) dalam zat cair yaitu tekanan
atmosfir ditambah tekanan hidrostatis.
P po gh A
Makin dalam tempat dalam cairan, B
makin besar tekanannya. Seperti pada C
gambar di samping, tekanan di titik C paling
besar, sehingga cairan keluar dengan pancaran
yang lebih jauh.
Contoh soal
1. Dalam sebuah bejana selinder terdapat cairan yang beratnya 1,5 N. Jika luas permukaan
dasar bejana 50 cm2. Tentukanlah tekanan hidrostatis di permukaan dasar bejana tersebut
Jawab:
Tekanan dipermukaan dasar bejana:
A = 50 cm2 p W 1,5N 300Pa
W = 1,5 N A 50x104 m2
2. Sebuah danau memiliki kedalaman 15 m. Jika massa jenis air 1 g/cm3, percepatan
gravitasi g = 10 m/s2 dan tekanan di atas permukaan air sebesar 1 atm. Tentukanlah:
(a). Tekanan hidrostatis di dasar danau
(b). Tekanan absolut di dasar danau
Jawab:
ρair 1 g/cm3, p0 = 1 atm = 1,01 x 105 Pa
69 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Kedalaman danau, h = 15 m.
(a). ph gh
= ( 1000 Kg/m3) (10 m/s) (15 m)
= 1,5 x 105 Pa
(b). P po gh
= (1,01 x 105 Pa) + 1,5 x 105 Pa
= 2,51 x 105 Pa
2. Prinsip Pascal
Memaknai hukum Pascal bahwa:
Tekanan yang diberikan kepada fluida diam dalam ruang tertutup akan diteruskan
dengan besar yang sama ke seluruh bagian fluida.
Hukum Pascal dapat diaplikasikan pada lat pengepres hidrolik, dongkrak hidrolik,
mesin pengangkat mobil, dan rem hidrolik menggunakan persamaan:
F1 F2
A1 A2
Contoh Soal
1. Sebuah dongkrak hidrolik digunakan untuk mengangkat mobil yang massanya 1500
kg. Jari-jari poros dongkrak ini 8 cm dan jari-jari pengisapnya 1 cm. Berapakah besar
gaya yang harus diberikan pada pengisapnya untuk menaikkan mobil tersebut?
Jawab: F2
R2= 1 cm
R1= 8 cm F1 F2
A1 A2
A1 A2 A R2
F1 = W = mg
F1
F1 F2 F2 A2 F1
A1 A2 A1
F2 R22 mg
R12
F2 R2 2 mg
R1
Jadi,
R2 2 102 m 2 10 m
R1 8102 m s2
F2 mg 1500Kg 234,4N
3. Prinsip Archimedes
Memahami makna hukum Archimedes bahwa:
70 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
- Suatu benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya dalam suatu zat cair, akan
mendapat gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat zat cair yang
dipindahkan oleh benda tersebut.
- Gaya ke atas yang dialami benda dalam zat cair dinamakan gaya apung, yaitu:
FA f gV '
dengan:
ρf = massa jenis fluida
V = volume benda yang terbenam atau volume fluida yang dipindahkan
Atau;
FA = Wu - Wa
Wu = berat benda di udara
Wa = berat benda dalam zat cair
Memahami bahwa hukum Archimedes dapat diterapkan pada peristiwa mengapung,
melayang dan tenggelam.
Volume dipindahkan benda
Volume benda flu id a
Atau,
b en d a Wu
fluida Wu Wa
dimana:
ρfluida > ρbenda : mengapung
ρfluida = ρbenda : melayang
ρfluida < ρbenda : tenggelam
Contoh Soal
1. Sebuah balok memiliki volume 8 x 10-3m3 tercelup ¾ bagiannya dalam air. Jika g = 10
m/s2, tentukanlah gaya apung yang yang dikerjakan air pada balok?
Jawab:
Diketahui: V = 8 x 10-3m3
V’ = 3 V
4
ρf = 1000 kg/m3
g = 10 m/s2
Ditanya: FA = ...?
71 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
FA f gV ' f g( 3 V )
4
FA f g 1 V (1000kg / m3 )(10m / s2 ) 3 (8x103 m3 )
2 4
= 60 N
2. Berat sebuah benda di udara 50N. Bila ditimbang dalam air, beratnya menjadi 45N.
Hitunglah:
(a). Gaya ke atas yang dialami benda tersebut
(b). Massa jenis benda tersebut
Jawab:
Diketahui:
Berat di udara, Wu = 50 N
Berat di dalam air, Wa = 45 N
ρair = 1000 kg/m3
Ditanya:
(a). FA = ...?
(b). b ...?
Hubungan kuantitatif
FA = berat benda di udara – berat benda dalam zat cair
b en d a Wu
fluida Wu Wa
(a). FA = Wu - Wa
(b). b en d a Wu
fluida Wu Wa
b Wu (air )
Wu Wa
(a). FA = Wu - Wa
= 50 N – 45 N
=5N
(b)
b Wu (air )
Wu Wa
50N (1000k g / m3 )
50N - 45N
10000 kg/m 3
72 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
4. Tegangan permukaan
Mampu menghitung tegangan permukaan suatu cairan, dimana tegangan permukaan
adalah gaya tegang permukaan persatuan panjang yang bekerja pada permukaan yang
tegak lurus terhadap kawat:
F
L
Tegangan permukaan untuk cairan yang mempunyai dua permukaan, seperti selaput
air sabun dalam suatu kawat berbentuk huruf U, dinyatakan dengan:
F
2L
Contoh Soal:
1. Sebuah kawat berbentuk huruf U dilengkapi dengan kawat lurus xy yang mudah
digeser. Panjang xy adalah 3cm dan beratnya 0,05 N (g = 10 m/s2). Apabila sistem
tersebut dicelupkan vertikal di dalam larutan air sabun, berapakah besarnya tegangan
permukaan selaput air sabun pada bidang kawat U setelah diangkat keluar dari larutan
air sabun?
Diketahui:
l = 3 cm
F = W = 0,05 N
g = 10 m/s2
Ditanya:
γ = ...?
Hubungan kuantitatif
F
2L
F 0,05N 0,83N /m
2L 2(3x102 m)
5. Gejala Kapilaritas
Mampu memahami gejala kapilaritas, dimana:
- Kapilaritas naik terjadi pada peristiwa meniskus cekung
- Kapilaritas naik terjadi pada peristiwa meniskus cembung
Mampu menghitung tinggi naik atau turunnya suatu cairan dalam pipa kapiler
menggunakan rumus:
h 2 cos
gr
Contoh Soal:
1. Berapakah penurunan raksa dalam sebuah pipa yang jari-jarinya 2 mm jika sudut kontak
raksa dengan kaca samadengan 1400, dan tegangan permukaannya 0,545N/m ? Massa
jenis raksa 13600 kg/m3
Diketahui:
r = 2 mm = 2 x 10-3 m
θ = 1400
γ = 0,545 N/m
73 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
g = 10 m/s2
ρ = 13600 kg/m3
Ditanya:
h = ...?
Hubungan kuantitatif
h 2 cos
gr
h 2 cos 2(0,545N / m)cos1400
gr (13600kg / m3 )(10m / s2 )(2x103 m)
- 3,1x10 -3 m
6. Sistem transportasi/peredaran darah
Sistem transportasi adalah sistem organ khusus yang dimiliki sebagian besar
hewan, yang mempunyai sangkut paut dengan pergerakan darah dan getah bening di
dalam pembuluh, dar satu tempat ke tempat lain. Akan tetapi tidak semua hewan memiliki
alat transpotasi khusus. Sebagian hewan hanya memiliki alat transportasi yang susunannya
sangat sederhana, bahkan ada hewan lainnya yang tidak memiliki alat transportasi. Alat
transportasi khusus umumnya dimiliki oleh oleh hewan vertebrata. Sistem transportasi
pada vertebrata hampir sama dengan sistem transportasi pada manusia. Sistem
transportasinya meliputi darah, jantung dan pembuluh darah dan getah bening.
Sistem transportasi mempunyai peranan sebagai berikut :
1. Mengangkut zat makanan (nutrien) dari usus keseluruh jaringan tubuh
2. Mengangkut zat ampas dari jaringan tubuh ke alat pembuangan
3. Mengangkut oksigen dari paru- paru atau insang keseluruh jaringan tubuh
4. mengangkut CO2 dari seluruh tubuh kr paru-paru atau insang
5. Mengangkut hormon dari kelenjar endokrin ke tempat sasaran
6. Mendistribuakan panas dari sumbernya ke seluruh bagian tubuh
Fungsi transportasi diatas pada umumnya bertujuan agar tercapai suatu lingkungan
yang sesuai bagi jaringan tubuh, kondisi yang konstan sangat penting bagi kelangsungan
hidup sel tubuh. Hal menjaga kekonstanan medium dalam dikenal dengan hemostatis.
Faktor yang menganggu kekonstanan medium dalam ada dua yaitu
1. Faktor luar; seeperti suhu, kelembaban dan tekanana udara
2. Faktor dalam seperti, kadar berbagai makan , kadar karbon dioksida, kadar ion H,
suhu, tekanan osmosa dan kadar zat ampas.
Jenis transportasi
Transportasi tertutup
Dalam hal ini darah beredar di sepanjang rangkaian pembuluh darah dari arteri ke vena
melalui kapiler. Jadi darah tidak berhubungan secara langsung dengan sel jaringan
tetapi disepanjang pembuluh darah, darah dapat menembus dinding kapiler menuju ke
cairan jaringan. Cairan jaringan inilah yang langsung berhubungan dengan sel jaringan.
Adapun ciri - ciri sistem tertutup adalah adanya pemisahan fungsi alat tubuh yang
termasuk sistem peredaran darah, dalam hal ini jantung sebagai pendorong darah,
sehingga darah didorong ke sistem arteri dan tekenan darah yang cukup tinggi tetap
dipertahakan di arteri.
74 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
1. sistem pembuluh arteri merupakan reservoir tekanan yang dapat mendorong darah
menuju kapiler
2. dinding pembuluh darah yang tipis berfungsi sebagai tempat perpindahan antara zat
antara darah yang terdapat di kapiler dengan cairan jaringan yang menempati ruang
– ruang antara sel
3. tekanan darah di kapiler tertentu (glomerulus) cukup tinggi sehingga
memungkinkan terjadi proses ultrafiltrasi di ginjal
4. system limpa sangat bermanfaat untuk mengembalikan cairan tertimbun di ruang
antara sel kembali ke pembuluh darah.
Transportasi terbuka
suatu sistem dimana darah dipompa oleh jantung kemudian beredar melalui rangkaian
pembuluh darah arteri menuju ke ruangan terbuka. Pada serangga ruangan terbuka
dikenal dengan nama hemoecoel atau blastocoel. Cairan yang terdapat dalam hemocel
disebut hemolimf yang tidak beredar dalam pembuluh darah, tetapi lansung melalui
pembuluh darah. Sistem ini mempunyi kemampuan sangat terbatas untuk mengubah
kecepatn dan penyebaran aliran darah. Akibatnya pemindahan oksigen berjalan lambat.
Pada insekta masalah ini dapat dihindari dengan adanya trakea dimana darah dapat
lansung menuju ke sel –sel jaringan melalui pipa yang berisi udara.
Transportasi atas dasar lintasannya, dibedakan dua macam peredaran darah yaitu:
1. Peredaran darah sistemik (peredaran darah besar), disebut juga peredaran darah
panjang karena lintasan aliran darahnya panjang. Mulai dari bilik jantung kiri
sampai serambi jantung kanan. Peredaran darah sistemik diawali dari kontraksi
bilik jantung kiri yang mengakibatkan darah bergerak atau mengalir ke aorta. Dari
aorta darah mengalir melalui arteri dan kapiler ke semua jaringan tubuh. Dari
kapiler jaringann tubuh darah akan dialirkan kembali ke serambi jantung kanan.
Perdaran darah sistemik dibangun oleh dua jaringan komunikasi yaitu jaringan
arteri dan jaringan vena yang dihubungkan dengan kapiler. Kegunaan peredaran
darah sistemik adalah untuk membawa oksigen dan zat makan ke sel jaringan dan
mengalihkan atau mengambil zat ampas.
2. Peredaran darah paru–paru (peredaran darah kecil)
Peredaran darah paru–paru disebut juga peredaran darah pendek karena lintasan
aliran darahnya pendek. Peredaran darah ini dimulai dari ventrikel kanan sampai
atrium kiri. Peredaran darah paru–paru diawali dengan kontraksi ventrikel jantung
kanan yang mendorong darah yang ada ke arteri pulmonalis yang kemudian
mengalir ke kapiler paru–paru. Dari paru–paru darah kemudian mengalir melalui
vena pulmonalis menuju atrium. Pada waktu mengalir ke paru–paru darah
menerima banyak oksigen dan membuang asam hidrat arang. Aliran darah yang
berkesinambungan, pada dasarnya dilakukan oleh jantung yang berfungsi
memompa darah.
Sistem transportasi pada hewan ber sel satu ( Protozoa)
Protozoa merupakan kelompok hewan yang tidak memiliki sistem transportasi
khusus. Contoh Amuba, hewan dapat mengambil makanannya dengan menggunakan kaki
semu. Makanan yang telah terperangkap dan masuk ke dalam plasma sel akan di cerna di
dalam rongga makanan. Selanjutnya sari makanan akan menyebar ke dalam plasma,
sedangkan sisanya akan di angkut ke membran plasma untuk dikeluarkan. Amuba
memperoleh oksigen langsung dari permukaan tubuhnya. Begitu juga dengan karbon
dioksida dan sisa metabolisme dikeluarkan lewat membran sel
75 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Sistem transportasi pada serangga
Pada serangga, darah (atau lebih dikenal sebagai hemolimfe) tidak terlibat dalam
peredaran oksigen. Oksigen pada serangga diedarkan melalui sistem trakea berupa saluran-
saluran yang menyalurkan udara secara langsung ke jaringan tubuh karena protein
pembawa oksigennya terlarut secara bebas. Darah serangga mengangkut zat ke jaringan
tubuh dan menyingkirkan bahan sisa metabolisme.
Transportasi pada Vertebrata
Sistem transportasi pada vertebrata sistem peredaran darah pada vertebrata
dibedakan atas peredaran darah tunggal (peredaran darah dimana selama beredar darah
hanya satu kali melewati jantung) misalnya pada ikan, dan peredaran darah ganda
(peredaran darah dimana darah dapat dua kali melewati jantung dalam satu kali beredar)
misalnya pada mamalia, burung, reptilia dan amfibia
Sistem transportasi pada ikan
Sistem peredaran darah pada ikan adalah tunggal dan tertutup, artinya dalam satu
kali peredarannya, darah ikan hanya satu kali melewati jantung dan peredaran darah
tersebut selalu berlangsung dalam pembuluh. Alat peredaran darah pada ikan terdiri atas
jantung dan pembuluh darah. Jantung ikan terdiri atas dua ruang yaitu satu serambi dan
satu bilik. Kedua bagian jantung itu berisi darah yang kaya akan CO2. Darah yang kaya
akan O2 di ambil dari insang lalu diedarkan ke seluruh tubuh melalui pembuluh nadi
dorsal. Pada sel-sel tubuh terjadi pertukaran gas, O2 di lepas ke sel tubuh dan CO2 masuk
kedalam darah melalui pembulh darah, selanjutnya darah yang banyak mengandung CO2
di bawa oleh pembuluh vena masuk ke dalam serambi lalu dipompa ke bilik jantung.
Melalui pembuluh nadi ventral darah dipompa kembali ke insang dan mengikat kembali
O2.
Gambar Perbandingan sistem sirkulasi pada ikan, amfibi dan mamalia
Sistem Transportasi pada katak (Amfibia)
Alat transportasi pada katak terdiri dari jantung dan pembuluh darah. Jantung katak
terdiri atas tiga ruang yaitu tiga serambi dan satu bilik. Serambi kiri menerima darah dari
paru-paru dan kulit yang kaya akan O2, serambi kanan menerima darah dari seluruh tubuh
yang kaya akan CO2. Darah dari kedua serambi tersebut di kirim kedalam bilik sehingga
terjadi pencampuran darah. Selanjutnya otot jantung berkontraksi, darah di pompa ke luar
dari bilik melalui aorta yang bercabang dua, yaitu aorta kanan dan kiri, masing-masing
aorta bercabang tiga yaitu:
1. cabang pertama menuju kepala
2. cabang ke dua menuju paru-paru dan kulit, disin terjadi pengikatan oksigen dan
pelepasan CO2.
76 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
3. cabang ketiga menuju ke seluruh tubuh.
Dalam setiap kali peredarannya, darah katak dapat melewati jantung sebanyak dua kali,
darah tersebut selalu beredar dalam pembuluh, sehingga peredaran darahnya disebut
peredaran darah rangkap dan tertutup.
Sistem transportasi pada Reptilia
Jantung terdiri atas empat ruang yaitu dua serambi dan dua bilik. Pada bilik kanan
dan bilik kiri terdapat sekat yang belum sempurna sehingga darah yang kaya oksigen dan
darah yang banyak mengandung karbon dioksida dapat bercampur.
Pada jantung kadal, terdapat dua aorta yaitu aorta kiri dan aorta kanan. Aorta kiri
keluar dari bilik kiri, megalirkan darah yang banyak mengandung O2, aorta kanan keluar
dari perbatasan bilik kanan dan bilik kiri, mengalirkan darah yang mengandung O2 dan
CO2. Kedua aorta ini kemudian bergabung menjadi satu membentuk aorta utama.
Selanjutnya aorta utama bercabang-cabang ke seluruh tubuh. Melalui pembuluh darah
inilah darah mengalir ke seluruh tubuh. Selain aorta kiri, dari bilik kanan juga keluar
Peredaran darah pada Burung
Sistem transportasi pada burung tidak jauh berbeda denga peredaran darah pada
manusia. Dimana jantungnya terdiri atas empat ruang dua serambi dan dua bilik, keempat
ruang tersebut dipisahkan oleh sekat yang sudah sempurna.
Pada saat jantung berkontraksi, darah dari bilik kiri yang kaya oksigen dpompa ke
luar dari jantung menuju ke seluruh tubuh melalui pembuluh aorta. Darah dari bilik kanan
dipompa keluar jantung masuk ke paru-paru melalui arteri pulmonalis. Pada saat jantung
relaksasi darah dari seluruh tubuh kembali ke jantung melalui vena tubuh dn masuk ke
serambi kanan. Dari serambi kanan drah masuk ke bilik kanan, sementara itu darah dari
paru-paru kembali ke jantung melalui vena pulmonalis dan masuk ke serambi kiri, terus ke
bilik kiri, dari sinilah darah siap diedarkan kembali ke seluruh tubuh. Peredaran darah
burung terdiri atas peredaran darah besar dan peredaran darah kecil (peredaran darah
rangkap) dan tertutup
Sistem transportasi pada mamalia
Sistem tranportasi pada mamalia sama dengan manusia dapat dibagi menjadi
jantung dan pembuluh darah yang dapat dibedakan menjadi beberbeberapa bagian :
JANTUNG
Jantung (bahasa Latin, cor) adalah sebuah rongga, organ berotot yang berfungsi
memompa darah lewat pembuluh darah oleh kontraksi berirama yang berulang.Ukuran
jantung manusia kurang lebih sebesar gumpalan tangan orang dewasa. Jantung bagian atas
disebut dasar sedangkan bagian bawah janung disebut apeks. Jantung terletak di dalam
rongga toraks, di balik tulang dada/sternum. Struktur jantung berbelok ke bawah dan
sedikit ke arah kiri. Jantung hampir sepenuhnya diselubungi oleh selaput ganda yang
disebut perikardium, terdiri dari dua lapis. Lapisan pertama (lapisan dalam) menempel
sangat erat pada jantung, disebut perikardium viseral, disebut juga epikardium sedangkan
lapisan luarnya disebut perikardium parietal, bersifat lebih longgar. Diantara kedua selaput
terdapat cairan yang disebut cairan perikardium, yang berfungsi untuk menghindari
gesekan antar organ dalam tubuh..
77 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Struktur jantung
Tabel. Fungsi dan peranan bagian sistem peredaran darah
Bagian sistem peredaran darah Fungsi
Jantung terdiri dari : Ruang yang menampung darah dari seluruh tubuh
1. serambi kanan (atirum) dan mengalirkan darah ke ventrikel kanan
2. serambi kiri Ruangan yang menampung darah dari paru – paru
3. bilik kanan (ventrikel) dan mengalirkan darah dari ventrikel kiri
Ruang jantung yang bila berkontraksi akan
4. bilik kiri menimbulkan tekanan yang
mendorong atau memompa darah menuju sistem
peredaran darah paru – paru.
Ruang jantung yang bila berkontraksi akan
menimbulkan tekananan yang mendorong atau
memompakan darah menuju sistem peredaran
darah sistemik
Pembuluh darah Pembuluh darah yang berperan menyalurkan
1. Arteri darah keseluruh jaringan tubuh
2. arteriol Pembuluh darah yang berperan mendistribusikan
atau membagi–bagi darah ke berbagai alat tubuh.
3. kapiler Pembuluh darah dimana terjadi pertukaran zat
4. venula antara darah dengan cairan jaringan
5. vena Pembuluh darah yang menampung darah dari
kapiler dan mengalirkan ke pembuluh darah vena
Pembuluh darah yang berperan menampung
darah dari seluruh tubuh melalui venula dan
mengalir kembali ke jantung
Jantung dipisahkan oleh satu lapisan otot menjadi dua belah, dari atas ke bawah,
menjadi dua pompa. Kedua pompa ini sejak lahir tidak pernah tersambung. Masing –
masing belahan ini terdiri dari dua rongga yang dipisahkan oleh dinding jantung, sehingga
jantung terdiri dari empat rongga. Yaitu serambi kanan & kiri dan bilik kanan & kiri.
Masing-masing belahan jantung disambungkan oleh sebuah katup. Katup di antara serambi
kanan dan bilik kanan disebut katup trikuspidalis atau katup berdaun tiga. Sedangkan
katup yang ada di antara serambi kiri dan bilik kiri disebut katup bikuspidalis atau katup
berdaun dua. Dinding serambi jauh lebih tipis dibandingkan dinding bilik karena bilik
78 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
harus melawan gaya gravitasi bumi untuk memompa dari bawah ke atas, khususnya di
aorta, untuk memompa ke seluruh bagian tubuh yang memiliki pembuluh darah.
Sifat Fungsional Jantung
Jantung mempunyai sifat sbb :
1. Iritabilitas, adalah kemampuan jantung untuk mengadakan tanggapan bila
mendapatkan rangsangan.
2. Konduktifitas (daya hantar), adalah kemampuan jantung untuk merambatkan
rangsang
3. Daya kontraksi (kontraktilitas), adalah kemampuan jantung untuk berkontraksi
(berdenyut). Denyut jantung dikenal dengan sistol. Kecepatan kontraksi jantung
lebih lambat dari kontraksi otot polos. Setelah otot jantung berkontraksi kemudian
akan mengalami pengendoran yang disebut diastol.
4. Keotomatisan atau disebut juga keiramaan jantung, adalah kemampuan jantung
untuk berdenyut sendirinya tampa ada impuls yang datang dari luar. Kontraksi
jantung disebabkan oleh otot jantung sendiri, namun dapat dipengaruhi oleh faktor
lain seperti saraf.
5. Jantung mempunyai perioda refrakter yang cukup lama. Prioda refrakter adalah
saat yang menunjukan jaringan hidup kehilangann sifat iritabilitasnya untuk
sementara. Perioda ini berlangsung bersamaan waktunya dengan sistol jantung.
Cara Kerja Jantung
Pada saat berdenyut, setiap ruang jantung mengendur dan terisi darah (diastol).
Selanjutnya jantung berkontraksi dan memompa darah keluar dari ruang jantung (sistol).
Kedua serambi mengendur dan berkontraksi secara bersamaan, hal yang sama juga terjadi
pada kedua bilik, yang juga mengendur dan berkontraksi secara bersamaan.
Darah yang kehabisan oksigen dan mengandung banyak karbondioksida (darah
kotor) dari seluruh tubuh mengalir melalui dua vena berbesar (vena kava) menuju ke
dalam serambi kanan. Setelah atrium kanan terisi darah, dia akan mendorong darah ke
dalam bilik kanan.
Darah dari bilik kanan akan dipompa melalui katup pulmoner ke dalam arteri
pulmonalis, menuju ke paru-paru. Darah akan mengalir melalui pembuluh yang sangat
kecil (kapiler) yang mengelilingi kantong udara di paru-paru, menyerap oksigen dan
melepaskan karbondioksida yang selanjutnya dihembuskan.
Darah yang kaya akan oksigen (darah bersih) mengalir di dalam vena pulmonalis
menuju ke serambi kiri. Peredaran darah di antara bagian kanan jantung, paru-paru dan
atrium kiri disebut sirkulasi pulmoner.
Darah dalam serambi kiri akan didorong menuju bilik kiri, yang selanjutnya akan
memompa darah bersih ini melewati katup aorta masuk ke dalam aorta (arteri terbesar
dalam tubuh). Darah kaya oksigen ini disediakan untuk seluruh tubuh, kecuali paru-paru.
Tekanan darah
Tekanan darah adalah tekanan dari darah pada dinding pembuluh darah tubuh
manusia. Tekanan darah dibuat dengan mengambil dua ukuran dan biasanya diukur seperti
berikut: 120 /80 mmHg. Angka atas (120) menunjukkan tekanan kepada pembuluh
arteri, dan disebut tekanan sistole. Angka bawah (80) menunjukkan tekanan saat jantung
beristirahat di antara pemompaan, dan disebut tekanan diastole. Saat yang paling baik
untuk mengukur tekanan darah adalah saat Anda istirahat dan dalam keadaan duduk atau
berbaring.
Bila tekanan darah diketahui lebih tinggi dari biasanya secara berkelanjutan, orang
itu dikatakan mengalami masalah darah tinggi. Penderita darah tinggi mesti sekurang-
79 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
kurangnya mempunyai bacaan tekanan darah yang melebihi 140/90 mmHg saat istirahat.
Tekanan darah normal adalah 120/80 mmHg.
Pembuluh darah
1. Pembuluh nadi (arteri), merupakan pembuluh yang membawa darah keluar dari
jantung menuju kapiler. Pembuluh nadi yang paling besar di sebut aorta, yaitu
pembuluh nadi yang meninggalkan bilik kiri jantung. Aorta memiliki satu katup
dekat jantung yang berfungsi mencegah darah tidak kembali mengalir ke jantung.
Aorta disebut juga pembuluh nadi utama. Aorta bercabang menjadi dua pembuluh
nadi yaitu menuju ke bagian tubuh atas dan pembuluh nadi lainnya menuju ke
tubuh bagian bawah. Setiap pembuluh nadi akan bercabang membentuk pembuluh
yang lebih kecil disebut arteriol. Masing-masing arteriol akan mengalami
percabangan yang lebih banyak lagi membentuk pembuluh halus (pembuluh
kapiler). Pada pembuluh kapiler inilah terjadi pertukaran O2 dan CO2. Arteri dari
bilik kiri jantung keluar menuju ke paru-paru disebut arteri pulmonalis.
2. Pembuluh balik (vena)
Pembuluh balik adalah pembuluh yang mengalirkan darah kembali ke jantung.
Vena dibedakan atas vena tubuh (pembuluh balik yang bersal dari seluruh tubuh
yang kaya akan CO2) dan vena pulmonalis (pembuluh balik yang berasal dari paru-
paru dan di dalamnya mengalir darah yang kaya dengan oksigen).
Gambar. Perbandingan antara arteri dan vena (secara histologis)
Darah
Darah. adalah cairan yang terdapat pada semua hewan tingkat tinggi yang
berfungsi mengirimkan zat-zat dan oksigen yang dibutuhkan oleh jaringan tubuh,
mengangkut bahan bahan kimia hasil metabolisme, dan juga sebagai pertahanan tubuh
terhadap virus atau bakteri. Istilah medis yang berkaitan dengan darah diawali dengan kata
hemo- atau hemato- yang berasal dari bahasa Yunani haima yang berarti darah.
Dalam darah terkandung hemoglobin yang berfungsi sebagai pengikat oksigen.
Hemoglobin merupakan protein pengangkut oksigen paling efektif dan terdapat pada
hewan-hewan bertulang belakang atau vertebrata. Hemosianin, yang berwarna biru,
mengandung tembaga, dan digunakan oleh hewan crustaceae. Cumi-cumi menggunakan
vanadium kromagen (berwarna hijau muda, biru, atau kuning oranye)
80 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Darah manusia: a - eritrosit; b - neutrofil; c - eosinofil;
d - limfosit
Darah manusia
Darah manusia adalah cairan yang terdapat dalam jantung dan pembuluh darah.
Fungsi utamanya adalah mengangkut oksigen yang diperlukan oleh sel-sel di seluruh
tubuh. Darah juga menyuplai jaringan tubuh dengan nutrisi, mengangkut zat-zat sisa
metabolisme, dan mengandung berbagai bahan penyusun sistem imun yang bertujuan
mempertahankan tubuh dari berbagai penyakit. Hormon-hormon dari sistem endokrin juga
diedarkan dengan bantuan darah.
Darah manusia bewarna merah, antara merah terang apabila kaya oksigen sampai
merah tua apabilah kekurangan oksigen. Warna merah pada darah disebabkan oleh
hemoglobin, suatu protein pernapasan (respiratory protein) yang mengandung besi dalam
bentuk heme, yang merupakan tempat terikatnya molekul-molekul oksigen.
Manusia memiliki sistem peredaran darah tertutup yang berarti darah mengalir
dalam pembuluh darah dan disirkulasikan oleh jantung. Darah dipompa oleh jantung
menuju paru-paru untuk melepaskan sisa metabolisme berupa karbon dioksida dan
menyerap oksigen melalui pembuluh arteri pulmonalis, lalu dibawa kembali ke jantung
melalui vena pulmonalis. Setelah itu darah dikirimkan ke seluruh tubuh oleh saluran
pembuluh darah aorta. Darah mengedarkan oksigen ke seluruh tubuh melalui saluran halus
darah yang disebut pembuluh kapiler. Darah kemudian kembali ke jantung melalui
pembuluh darah vena cava superior dan vena cava inferior. Darah juga mengangkut bahan
bahan sisa metabolisme, obat-obatan dan bahan kimia asing ke hati untuk diuraikan dan ke
ginjal untuk dibuang sebagai air seni
Komposisi
Darah terdiri daripada beberapa jenis korpuskula yang membentuk 45% bagian dari
darah. Bagian 55% yang lain berupa cairan kekuningan yang membentuk medium cairan
darah yang disebut plasma darah.
Korpuskula darah terdiri dari:
Sel darah merah atau eritrosit (sekitar 99%). Eritrosit tidak mempunyai inti sel
ataupun organela. Eritrosit mengandung hemoglobin dan mengedarkan oksigen.
Sel darah merah juga berperan dalam penentuan golongan darah. Eritrosit terdiri
atas selaput sel yang merupakan dinding sel dan stroma. Dintara ruang stroma
terdapat hemoglobin. Orang yang kekurangan eritrosit menderita penyakit anemia.
Keping-keping darah atau trombosit (0,6 - 1,0%). Trombosit bertanggung jawab
dalam proses pembekuan darah.
Sel darah putih atau leukosit (0,2%). Leukosit bertanggung jawab terhadap sistem
imun tubuh dan bertugas untuk memusnahkan benda-benda yang dianggap asing
81 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
dan berbahaya oleh tubuh, misal virus atau bakteri. Leukosit bersifat amuboid atau
tidak memiliki bentuk yang tetap. Orang yang kelebihan leukosit menderita
penyakit leukimia, sedangkan orang yang kekurangan leukosit menderita penyakit
leukopenia.
Leukosit dikelompokan menjadi dua bedasarkan bentuk, ada tidaknya granuler.
- Granulosit, inti terdiri dari beberapa lobus dan sitoplasma mengandung
granul, terdiri dari netrofil, eosinofil dan basofil.
- Agranulosit terdiri dari monosit dan limfosit.
Nilai normal darah
Merupakan nilai yang menunjukan jumlah atau kadar normal komponen darah.
Nilai normal tersebut dapat dilihat pada table berikut.
Tabel. Nilai normal sel darah manusia
Komponen Darah Butir/mm kubik Batas kisar normal % dari seluruh
darah putih
Jumlah seluruh darah putih 9.000 4.000 – 11.000
Neutrofil 5.400 3.000 – 6. 000 50 – 70
Eosinofil 270 150 – 300 1–4
Basofil 60 0 – 100 0,1
Limfosit 2.730 1.500 – 4.000 20 – 40
Monosit 540 300 – 600 2–8
Eritrosit (wanita) 4,8 x 10º - -
Eritrosit (pria) 5,4 x 10º - -
Trombosit 300.000 200.000 – 500.000 -
Pembekuan darah
Bila terjadi perlukaan atau robek pada pembuluh darah, maka darah akan mengalir
keluar dari dalam pembuluh darah menuju ketempat sekitarnya. Pembekuan darah akan
efektif menghentikan pendarahan bila luka yang terjadi ukurannya kecil. Dari sudut
mekanis pendarahan dapat berhenti bila, tekanan darah di dalam pembuluh darah lebih
kecil atau sama dengan di luar pembuluh darah. Hal ini dapat terjadi bila terjadi genangan
darah dan ada sumbat yang dapat menyumbat lubang pembuluh darah yang terbuka atau
luka.
Faktor yang mempengaruhi koagulasi darah
Suhu. Koagulasi merupakan proses kimia, sehingga suhu rendah dapat
menyebabkan koagulasi lebih lambat, tetapi tidak mencegah pembekuan.
Menghindari kontak dengan benda asing dan jaringan jang rusak, jika jaringan luka
kontak dengan permukaan asing, tromboplastin akan terbentuk dan pembekuan
akan dimulai
Dekalsifikasi, semua bahan yang dapat megikat Ca, sehingga mengakibatkan tidak
ada ion Ca yang bebas akan mencegah koagulasi. Na oxalat merupakan contoh
senyawa yang mempunyai sifat dekalsifikasi
Reaksi yang terjadi pada proses pembekuan darah adalah adalah perubahan protein
terlarut (fibrinogen) menjadi bentuk tidak larut (fibrin). Perubahan fibrinogen menjadi
fibrin dipengaruhi oleh enzim yang disebut trombin. Dalam keadaan tidak terluka trombin
tidak ditemukan dalam darah, namum dalam bentuk bahan asalnya prothrombin yang tidak
aktip. Perubahan protrombin menjadi trombin dipengaruhi oleh ion kalsium (Ca²+), faktor
82 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
yang berasal dari jaringan yang terluka, trombosit yang pech dan komponen–komponen
darah itu sendiri. Pembentukan jendelan darah, merupakan proses pembekuan darah yang
dapat dilihat dan diukur. Trombin sebagai enzim dapat memecah fibrinogin. Urutan
reaksinya dapat dijelaskan sebagai berikut :
Luka
Protrombin trombin
Fibrinogen fibrinmonomer
Faktor XIII
Fibrin polimer
Jendelan fibrin yang tidak larut
Peredaran Getah Bening
Terdapat dua pembuluh limfe besar :
1. Duktus Limfatikus dekster.
2. Duktus torasikus.
Di sepanjang pembuluh tersebut terdapat kelenjar getah bening yang berfungsi sebagai
filter terhadap bibit penyakit. Bila terjadi infeksi dalam tubuh maka tedadi pembesaran
kelenjar limfe regional.
Kelainan atau gangguan pada sistem sirkulasi
1. Hemofilia merupakan kelainan genetik yang menyebabkan kegagalan fungsi dalam
pembekuan darah seseorang. Akibatnya, luka kecil dapat membahayakan nyawa.
2. Leukemia merupakan kanker pada jaringan tubuh pembentuk sel darah putih. Penyakit
ini terjadi akibat kesalahan pada pembelahan sel darah putih yang mengakibatkan
jumlah sel darah putih meningkat dan kemudian memakan sel darah putih yang
normal.
3. Anemia, Kadar Hb tidak mencukupi (dibawah normal).
4. Sklerosis, Pengerasan dinding pembuluh nadi. Atherosklerosis disebabkan oleh lemak,
sedangkan Arteriosklerosis disebabkan oleh zat kapur.
5. Varises, pelebaran pembuluh vena akibat kerusakan pada katup-katupnya.
4. Soal latihan
1. Zat warna darah pada serangga adalah:
a. hemoritryn
b. hemosianin
c. flourofrolin
d. hemoglobin
e. fikosianin
f.
2. Kelainan kardiovaskuler :adalah:
a. ateriosklerosis
b. hipertensi
83 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
c. varises
d. atherosklerosis
e. hemofilia
3. Pernyataan yang salah tentang arteri adalah:
a. Mengedarkan zat makanan
b. Membawa udara bersih
c. Keluar dari atriumkiri
d. Keluar dari ventrikel kiri
e. Menuju ke seluruh tubuh
f.
4. Tekanan darah di kapiler lebih besar dari arteriol, venulKomponen yang ditemukan
pada sel prokariot adalah:adalah:
a. Lebih besar dari arteriol
b. Lebih besar dari venul
c. Lebih kecil dari arteri
d. Sama dengan tekanan jantung
e.
5. Pernyataan yang salah tentang arteri adalah:
a. Mengedarkan zat makanan
b. Membawa udara bersih
c. Keluar dari atriumkiri
d. Keluar dari ventrikel kiri
e. Menuju ke seluruh tubuh
Essai
1. Jelaskan hubungan kemampuan darah dalam mengikat oksigen dengan tekanan O2.
2. Tuliskan perbedaan antara peredaran darah besar dan peredaran darah kecil!
3. Tuliskan organ yang terlibat dalam system sirkulasi pada manusia.
4. Tuliskan faktor-faktor yang mempengaruhi denyut jantung.
5. Mengapa otot jantung ventrikel lebih tebal di bandingkan dengan otot jantung di
atrium!
7. Sistem Pernafasan
I. Pengertian Pernapasan
1. Fungsi utama system respirasi adalah mensuplai jaringan tubuh dengan O2
(oksigen) dan mengeluarkan CO2 (karbon dioksida)
2. Sistem respirasi terdiri dari rongga hidung, pharynx, larynx, trachea, bronchi dan
paru-paru.
3. Rongga hidung, pharynx, larynx, trachea dan bronchi (dan bagian-bagiannya)
merupakan saluran udara.
84 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Urutan Alat Pernapasan
A. Hidung
1. Hidung dibentuk superior dari tulang nasal dan frontal, yang mendatar oleh
tulang maxillary dan inferior oleh lapisan yang dapat bergerak (hyaline cartilage)
2. biasanya hidung tempat inspirasi (penghisapan) dan ekpirasi (pengeluaran)
3. Hidung mempunyai dua rongga hidung (nasal cavities), pada bagian depan muka
melalui bagian nasal anterior (nares); sekat nasal memisahkan rongga.
a. bagian anterior sekat nasal berupa hyaline cartilage
b. bagian posterior dibangun oleh tulang pipih disebut vomer dan tulang
ethmoid
4. rongga hidung lurus terdapat rambut hidung yang berperan dalam menangkap
debu dan partikel asing sebelum mencapai paru-paru.
a. selaput lendir berupa sel epitel berperan dalam menangkap partikel asing
85 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
b. sel ciliata dari mukosa hidung bergerak menuju pharynx dan akan
dikeluarkan melalui bersin, atau meludah
B. Pharynx
Pharynx adalah perpanjangana rongga dari awal bagian kepala ke esophagus
(pada tulang cervical ke enam vertebrae)
Merupakan pintu untuk masuknya udara melalui hidung dan untuk makanan ke
saluran usus pencernaan, juga berfungsi dalm berbicara, perubahan bentuk suara
Bagian dalam pharynx disusun oleh otot striated dan dihubungkan dengan
membran mukus.
Pharynx mempunyai tiga bagian :
a. nasopharynx adalah bagian paling atas yang terdapat tulang sphenoid,
dindingnya mempunyai empat bukaan (saluran eustachian, terbuka
pada dinding lateral menuju rongga tympanic, bagian tengah telinga)
dan dua pintu menuju lobang hidung posterior.
b. oropharynx adalah bagian tengah dari pharynx, dan
c. laryngopharynx, adalah bagian dalam dari pharynx
C. Larynx
Larynx (kotak suara) adalah organ segitiga yang terletak pada bagian depan leher,
dibawah dan didepan bagian inerior pharynx. Larynx memanjang dari empat
sampai enam vertebrae cervic, melekat pada tulang hyoid
larynx terdiri dari otot dan beberapa tulang rawan, tiga tulang rawan tunggal
(cricoid, epiglotic dan thyroid); tiga tulang berpasangan (arytenoid, corniculate,
dan jakun); tulangrawan tersebut diikat oleh ligament
Pita suara asli adalah pasangan horisontal yang terikat menuju rongga laryngeal;
pita suara ini dipisahkan oleh ruang yang disebut glotis
Fungsi utama larynx untuk memberikan saluarn pernapasan menuju paru-paru;
epiglotis, tergantung pada larynx, melindungi paru-paru dari kemasukan
makanan; glotis dan pita suara menyediakan bagian suara dan vibrasi pita suara.
D. Trachea
1. Batang tenggorokan dengan ukuran 10 sampai 12,5 cm panjangnya, lokasinya
pada anterior esophagus memanjang darilarynx pada tl.cervic vertebrata ke enam
sampai bagian atas batas vertebata ke lima thorak.
2. Trakea berfungsi sebagai pintu masuknya udara ke paru-paru.
86 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
3. Bentuk seri dari tulang rawan adalah bentuk C, yang berperan dalam melindungi
dari gagal fungsi selama inspirasi
4. Sepanjang trachea terdapat ciliata pseudostratified columnar ephitellium yang
terdiri dari kelenjar mucus dengan sel goblet, yang menangkap debu-debu yang
terhisap menuju pharynx dan dibuang melaui batuk.
E. Bronchi
1. Bronchus primer (kiri dan kanan) adalah dua kantong udara paru-paru, mereka
bercabang dari trachea.
2. Bronchus kedua lebih kecil dari bronchus pertama; bronchus sebelah kanan
(primer) terbagi menjadi tiga secondari bronchi, sedangkan bronchus sebelah kiri
terbagi atas dua sekunder bronchi.
3. Bronchus sekunder bercabang menjadi bronchus tersier, dan bercabang lagi
menjadi bronchioli kecil;
a. bronchioli terus terbagi menjadi tabung-tabung kecil secara progressive
(terus menerus)
b. Akhirnya, bronchioli bercabang menjadi saluran alveolar yang berhenti
dalam kelompok disebut alveoli.
(i). Alveoli adalah kantong udara terkecil dengan sel ephitelium
squamosus
(ii). Alveoli ini dilindungi oleh jaringan kapiler secara extensive dalam
pertukan oksigen dan karbon dioksida
4. Sepanjang trakea, bronchus dan cabang-cabangnya menyerupai pohon bronchial.
5. Fungsi utama bronchi adalah mendistribusikan udara ke paru-paru; alveoli
memberikan pelayanan tempat petukaran udara diantara udara dan darah.
87 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
(a). Trachea, bronchi dan paru-paru, (b). Ujung bronchioli terus ke alveoli
II. Paru-paru
A. Informasi Umum
1. paru-paru berpasangan, bentuk organ kerucut yang diisi bagian pleural dari rongga
thorac; paru-paru ini memanjang dari akar leher terus ke diagphragma
2. Paru-paru adalah komponen utama dari sistem respirasi, mendistribusikan udara
dan pertukaran udara.
3. Paru-paru kanan dan kiri dipisahkan oleh hati dan struktur mediastinal lainnya.
4. Masing-masing bronchus primer dalam paru-paru pada hilus; bronchi dan jaringan
darah pulmonary diikat bersama oleh jarinagn connective dari bagian akar dari
paru-paru, bagian bawah oleh diaphragma dan ujung bagian atas pada clavicula.
5. Masing-masing paru-paru ditutupi oleh pleura, sbg pelindung, dua lapis membran
serous.
a. parietal pleura, lapisan luar, garis pelindung pada dinding ronga thoracic
b. visceral pleura, lapisan dalam, meliputi langsung paru-paru
c. potensial ruang terpisah dua lapis; ruang ini biasanya mengandung sedikit
jumlah cairan yang berperan sebagai pelumas sewaktu paru-paru membesar
dan berkontraksi.
88 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
B. Lobus
1. paru-paru dipisahkan oleh fissure menjadi dua lobus
a. Bagian kanan paru dipisahkan menjadi tiga lobus (bag. atas, bag. tengah,
dan bagian dalam) oleh fissure horisontal dan oblique.
b. Bagian kiri paru, lebih kecil dari yang kanan, dipisahkan menjadi dua lbous
(bagian atas dan bagian bawah) oleh fissure oblique; bagian ini terdiri dari
concavity yang memadat untuk mengakomodasi hati.
2. Fungsi masing-masing lobus dipisahkan dalam bronchopulmonary segments
a. Paru-paru kanan mempunyai sepuluh segmen bronchopulmonary
b. Paru-paru kiri mempunyai delapan segmen bronchopulmonary
C. Suplai Darah
1. Sirkulasi darah melalui paru-paru terus ke polmonary dan sistem sirkulasi sistemic
2. Sirkulasi pulmonary, cabang arteri pulmonary bergabung menjadi kapiler
pulmonary yang dikelilingi alveoli.
a. Arteri pulmonary membawa darah deoxygenated ke paru-paru
b. Vena pulmonary membawa kembali darah yang beroksigen dari paru-paru
ke jantung
3. Sistem sirkulasi mensuplai darah langsung ke jaringan paru-paru.
a. Perjalanan darah melalui arteri bronchial (satu pada bag. kanan dan dua
pada bagian kiri).
b. Darah pada vena kembali melalui vena bronchial.
D. Otot-otot respirasi
1. Diaphragma adalah otot utama respirasi, bentuk membulat seperti dome,
dipisahkan oleh rongga thoracic dan abdominopelvic.
2. Otot intercoastal melekat pada tulang rusuk
a. Ketika otot berkontraksi, mereka menarik tulang rusuk kearah atas dan
bawah, perluasan paru-paru dan mengikat udara
b. Paru-paru bekerja sinergis pekerjaan dalam diagprahma
E. Innervasi dan control respirasi
1. Saraf cranial mengontrol fungsi yang terkait dengan pernafasan;\
2. Saraf intercoastal memasuki otot intercoastal, saraf phenric memasuki diapraghma
3. Pusat respirasi pada batang otak (medulla oblongata dan pons) mengkontrol
kecepatan respirasi dan dalam dan regulasi lembut transisi dari inspirasi ke
ekspirasi.
89 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
III.Proses Pernapasan
Saat kita bernapas ada dua hal yang terjadi yaitu inspirasi (udara akan masuk ke
dalam alat pernapasan, menarik napas) dan ekspirasi (udara akan keluar dari alat
pernapasan, menghembuskan napas). Pernapasan dapat terjadi secara tidak sadar sehingga
saat tidurpun kita tetap bernapas, selain itu napas dapat diatur menurut kehendak kita,
seperti kita secara sadar menahan atau menarik napas panjang.
Udara masuk dan keluar paru-paru karena kerja otot antar tulang rusuk, pernapasan
ini disebut pernapasan dada dan pernapasan dengan otot diafragma disebut pernapasan
perut. Keluar masuknya udara pernapasan terjadi karena adanya perubahan volume
rongga dada, Volume rongga dada dipengaruhi oleh posisi tulang rusuk dan tulang dada.
Volume Paru-paru
Laki-laki muda mempunyai paru-paru dengan kapasitas total diperkirakan 5900 ml,
akan tetapi udara tidak dapat dikeluarkan semua, dan sekitar 1200 ml masih tertinggal.
Volume ini disebut voluem residu (lihat gambar).
IV. Kelainan dan Penyakit pada Sistem Pernapasan
Beberapa gangguan pada sistem pernapasan disebabkan gangguan pada alat-alat
pernapasan ditandai dengan batuk. Apa sebenarnya batuk itu?. Seperti bernapas, batuk
juga merupakan suatu refleks, batuk merupakan cara melindungi paru-paru terhadap zat-
zat yang mengganggu. Bila saluran pernapasan berisi lendir maka kita akan batuk untuk
membersihkan saluran tersebut sehingga kita dapat lebih mudah bernapas. Batuk kecil
sekali-kali merupakn hal biasa, bahkan sehat karena itu merupakan cara menjaga saluran
pernapsan tetap bersih. Sebaliknya, batuk yang kuat dan terus menrus merupakan gejala
infeksi saluran pernapasan bagian atas akibat kuman penyakit.
90 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Berikut akan dibahas gangguan –gangguan saluran pernapasan yang umum kita alami.
1. Selesma, atau suatu keadaan dimana hidung tersumbat, ingus mengalir, bersin-bersin
serta tenggorokan gatal. Selesma disebabkan oleh infeksi virus pada saluran
pernapasan atas.
2. Flu, Influenza, suatu keadaan dimana hidung beringus, bersin-bersin, tenggorokan
meradang, sakit kepala, demam, otot terasa sakit dan lelah. Influenza disebabkan oleh
infeksi virus pada saluran pernapasan atas.
3. Demam, atau acute coryza adalah inflamasi (peradangan) pada membran mukus
bagian atas saluran pernapasan. Inflamasi awal disebabkan beberapa virus dan sering
diikuti infeksi sinus, telinga atau bronchi oleh bakteri.
4. Bronchial Asma, adalah alergi (antigen-antibody) respon terhadap benda asing yang
umumnya masuk melalui pernapasan atau makanan yang dimakan. Ditandai
penyempitan saluran pernapasan dan sukar bernapas. Asma merupakan penyakit
keturunan, dan tidak menular. Penyebab atau pemicu serangan asma umumnya karena
reaksi alergi terhadap kondisi lingkungan misalnya, debu, bahan-bahan kimia, serbuk
sari, jamur, hawa dingin, dan serpihan kulit mati dari hewan.
5. Bronkitis, yaitu akut atau kronik inflamasi pada pohon bronchial yang disebabkan
infeksi bakteri. Peraangan ini menimbulkan batuk yang dalam dan menghasilakn
dahak abu-abu kekuningan dari paru-paru.
6. Tuberkolosis (TBC), infeksi yang disebabkan oleh tubercle bacillus (myobacterium
tubercolosis) yang dapat mempengaruhi bagian tubuh lainnya. Meskipun tidak
dihirup, bacilli mungkin masuk ke sistem limphatic atau aliran darah dan mencapai
paru-paru. Penyakit ini menyerang paru-paru sehingga bagian dalam alveolus
terbentuk bintil-bintil. Jika bacilli tidak sukses membunuh phagocytes, maka paru-
paru akan dirusak, proses ini terus berlangsung sampai kedua paru-paru tersebut rusak.
Penyakit ini akan menghilangkan elastisitas dan menurunkan vital kapasitas.
7. Emphysema, adalah kondisi yang berkembang secara perlahan sebagai respon
sekunder terhadap permasalahan respirasi, seperti bronkitis kronik atau tuberkolosis,
atau iritasi terhadap lingkungan seperti asap rokok atau polutan hasil industri.
8. Pneumonia, adalah suatu peradangan pada paru-paru khususnya pada alveolus yang
disebabkan oleh bakteri, virus, atau jamur. Akibat peradangan tersebut, alveolus
dipenuhi nanah, lendir atau cairan lainnya sehingga oksigen sulit mencapai aliran
darah.
91 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
9. Pleuritis, suatu peradangan pada selaput pembungkus paru-paru (pleura). Peradangan
ini biasanya timbul akibat infeksi dari paru-paru atau organ lain yang berdekatan
dengan paru-paru. Akibat peradangan ini, terdapat cairan yang berlebihan pada pleura
sehingga penderitanya akan mersa nyeri dada ketika bernapas.
V. Pengaruh Rokok dan Asap Pembakaran tak sempurna
Pada saat sebatang rokok dinyalakan dan dihisap maka serangkaian bahan kimiawi
berkelana ke berbagai organ penting tubuh, antara lain otak, paru-paru, jantung, dan
pembuluh darah. Tubuhpun terpolusi bahan-bahan kimiawi yang menyebabkan kanker dan
kecanduan.
1. Mengapa rokok berbahaya ?
Asap rokok mengeluarkan lebih dari 40 bahan kimia penyebab kanker, juga sejumlah
racun lainnya seperti arsenikum dan sianida serta lebih dari 4000 bahan lainnya masuk
ke tubuh.
Bahan penyebab Hidrogen sianida (gas
kanker yang terdapat racun yang digunakan
pada rokok, sbb.: untuk melaksanankan
hukuman mati di kamar
- Naftilamin gas).
- Urethane Arsenic (sering
digunakan sebagai
- Pirene bahan racun tikus)
- Dibenze ridine Fenol ( digunakan
untuk bahan plastik dan
- Cadmium (dipakai disinfektan/pembunuh
pada aki mobil) kuman)
- Polonium (bhn Aseton (bahan utama
beradiasi) penghapus cat dan cat
kuku)
- Benzopyrene
- Vinyl Chlorida
(bahan plastik PVC)
92 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Dari sekian banyak bahan kimia yang masuk kedalam tubuh, ada 3 macam bahan
paling berbahaya yaitu nikotin, karbon monoksida, dan tar.
a. Nikotin, salah satu unsur utama dalam tembaau, merangsang zat kimia di otak yang
mengakibatkan kecanduan. Selain itu, nikotin juga merangsang kelenjar adrenalin
untuk memproduksi hormon yang mengganggu kerja jantung sehingga denyut
jantung dan tekanan darah meningkat.
b. Karbon monoksida (CO), adalah gas yang dihasilkan dari pembakaran yang tidak
sempurna. Gas CO juga terdapat pada kendaraan bermotor dan asap pembakaran
sampah. Gas karbon monoksida yang dihirup dari asap rokok menggantikan
oksigen disel-sel darah sehingga tubuh orang yang menghisap rokok akan
kekurangan oksigen. Keracunan gas CO dalam waktu yang relatif lama dapat
menyebabkan kematian.
c. Tar, merupakan sisa pembakaran yang dapat kita lihat pada pipa rokok. Warnanya
hitam dan sangat lengket. Tar juga akan membuat gigi, jari, dan kuku perokok
berwarna kuning kehitaman. Zat sisa ini amat berbahaya karena merupakan bahan
karsinogenik yaitu bahan yang dapat merangsang timbul kanker. Selain itu, tar
mengakibatkan gerakan rambut getar di saluran pernapasan berhenti. Padahal,
rambut getar ini berfungsi untuk mencegah bahan-bahan yang berbahaya masuk
kesaluran pernapasan.
2. Efek merokok dan gangguan kesehatan akibat merokok
Asap rokok mengandung banyak bahan berbahaya. Orang yang tidak merokok tapi
menghirup asap rokok dapat mengalami iritasi hidung, tenggorokan, dan mata.
Mereka juga dapat terkena penyakit seperti yang diderita perokok sejati. Bayi yang
memiliki orang tua perokok dapat mengalami penyakit saluran pernapasan. Orang
yang menghirup asap rokok yang dikonsumsi oleh perokok disebut perokok pasif.
93 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
(a) (b) (c)
Keterangan:
(a). Paru-paru kondisi sehat
(b). Paru-paru terkena kanker
(c). Foto X-rays, bagian depan paru-paru yang terserang kanker
VI. Sistem Pernapasan Vertebrata
Vertebrata yang hidup didarat memperoleh oksigen dari udara yang dihirupnya.
Vertebrata air (ikan) mengambil oksigen yang terlarut dalam air. Karena ada perbedaan
asal oksigen yang diambil oleh vertebrata, maka alat pernapasannya juga berbeda. Alat
yang digunakan untukmengambil oksigen yang berada di udara bebas adalah paru-paru.,
sedangkan alat yang digunakan untuk mengambil oksigen yang terlarut dalam air adalah
insang. Berikut ini akan dijelaskan sistem pernapasan pada ikan, amphibia, reptilia, burung
dan insecta.
1. Sistem Pernapasan Ikan
Ikan mengambil oksigen yang terlarut dalam air, alat pernapasannya adalah insang.
Ikan bertulang keras, seperti ikan mas, mempunyai empat pasang insang yang terletak
disamping kiri dan kanan kepala. Insang dilindungi oleh penutup insang. Ikan
bertulang rawan, seperti hiu, tidak mempunyai tutup insang. Insang berbentuk seperti
sisir yang bertumpuk. Setiap sisir tersusun dari lembaran yang banyak mengandung
pembuluh kapiler darah. Oleh sebab itu, insang tampak berwarna merah.
Pernahkah kamu memperhatikan ikan di dalam kolam? Jika kamu perhatikan,
mulut ikan yang sedang berenang selalu membuka dan menutup. Demikian juga,tutup
insangnya selalu membuka dan menutup. Mengapa demikian?
94 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Gerakan mulut dan tutup insang menunjukkan bahwa ikan sedang bernapas. Pada
waktu mulut terbuka, air masuk ke dalam mulut dan tutup insang menutup. Oksigen
yang ada di dalam air akan berdifusi ke dalam pembuluh kapiler darah yang terdapat
pada lembaran insang. Demikian juga karbon dioksida dari pembuluh kapiler darah
akan berdifusi ke dalam air. Bila mulut menutup, tutup insang terbuka, maka air keluar
melalui insang.
Ikan yang hidup dilumpur atau di rawa memiliki lipatan-lipatan yang tidak teratur
pada rongga insang. Lipatan-lipatan ini disebut labirin. Labirin berfungsi menyimpan
udara cadangan untuk bernafas. Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah ikan
gabus, gurami, dan betok.
2. Sistem Pernapasan Amphibi
95 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Salah satu anggota amphibi adalah katak. Dalam daur hidupnya, katak mengalami
metamorfosis. Pada fase awal hidupnya, katak berupa berudu yang hidup di air, sedangkan
katak dewasa hidup di darat. Oleh karena tempat hidupnya berbeda, alat pernafasannya
juga berbeda. Berudu bernapas dengan insang, sedangkan katak dewasa bernapas dengan
paru-paru.
Berudu mempunyai tiga pasang insang luar yang terletak di belakang kepala. Dengan
menggetarkan insang terjadi pengambilan oksigen yang terlarut dalam air. Oksigen
berdifusi ke pembuluh kapiler darah yang banyak terdapat di insang. Setelah berudu
berumur 9 hari, insang luar akan menjadi insang dalam. Insang dalam terbentuk dari
insang luar yang tertutup lipatan kulit.
Katak dewasa bernapas dengan kulit dan paru-paru. Bila katak tidak sedang aktif,
kebutuhan oksigen terpenuhi dengan pernapasan melalui kulit. Kulit katak lembab dan
permeabel. Tepat dibawah kulit banyak terdapat pembuluh kapiler darah.
96 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Paru-paru katak merupakan kantong sederhana yang elastis. Paru-paru katak terisi karena
gerakan mulut dan faring. Lubang hidung dapat menutup bersamaan dengan gerakan mulut
dan faring. Gerakan mulut dan faring mengumpulkan udara di rongga mulut sebelum
masuk ke paru-paru. Kadang-kadang gerakan mulut dan faring yang cepat menyebabkan
udara keluar dan masuk melalui lubang hidung tanpa masuk ke paru-paru.
3. Sistim Pernapasan Reptilia
Reptilia bernapas dengan paru-paru. Udara masuk dari lubang hidung melalui
batang tenggorok menuju paru-paru. Pertukaran gas terjadi didalam paru-paru. Pada
beberapa reptilia yang hidup di air, misalnya buaya, lubang hidung dapat ditutup pada
saat menyelam sehingga air tidak dapat masuk.
4. Sistem Pernapasan Burung
Burung memperoleh oksigen dari udara. Burung mempunyai alat pernapasan
yang terdiri atas lubang hidung,laring,trakea,bronkus,paru-paru dan kantong udara.
Kantong udara pada burung umumnya berjumlah 4 pasang dan berupa selaput yang
sangat tipis. Fungsi kantong udara adalah untuk membantu pernapasan pada waktu
terbang.
Udara masuk melalui lubang hidung, kemudian melewati trakea dan bronkus
masuk ke paru-paru. Dari paru-paru, udara tersebut dialirkan ke kantong udara untuk
udara cadangan. Walaupun demikian, pertukaran oksigen dengan karbondioksida
terjadi di dalam paru-paru. Paru-paru burung merupakan tabung yang terbuka kedua
ujungnya. Ditempat ini,udara mengalir dari kantong udara ke luar. Pertukaran gas pada
burung sangat efisien sehingga tidak ada gas sisa yang tertinggal di saluran paru-paru.
Pernahkan kamu memperhatikan burung merpati yang sedang terbang?. Jika
kamu amati, ternyata burung merpati tidak selalu mengepakkan sayapnya. Mengapa
demikian?. Ketika burung terbang dan mengepakkan sayapnya, burung tidak
menghirup udara karena gerakan otot sayap menekan paru-paru sehingga menghambat
masuknya udara. Oleh karena itu, kebutuhan oksigen diperoleh dari udara cadangan di
kantong udara. Pada saat melayang tanpa mengepakkan sayapnya, burung akan
menghirup udara untuk mengisi kantong udara.
Proses pernapasan terjadi karena kontraksi dan relaksasi otot tulang rusuk dan
otot perut. Inspirasi terjadi karena pada saat otot tulang rusuk berkontraksi, tulang
rusuk bergerak ke depan dan tulang dada ke bawah. Akibatnya rongga dada membesar
dan tekanan rongga dada turun. Dengan demikian udara masuk ke paru-paru dan
97 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
kantong udara. Kantong udara bagian posterior (belakang) terisi udara segar dan
bagian anterior (depan) terisi udara dari paru-paru.
Ekspirasi terjadi bila otot tulang rusuk mengendur sehingga tulang rusuk
bergerak ke belakang dan tulang dada ke atas. Akibatnya rongga dada mengecil dan
tekanan udara rongga dada meningkat. Dengan demikian, udara keluar dari paru-paru
dan kantong udara. Udara dari kantong udara belakang mengalir ke paru-paru, dan
udara dari kantong udara depan keluar melalui bronkus.
5. Sistem Pernapasan Insecta
Kelompok hewan darat seperti hewan arthropoda
(serangga, centipoda, millipoda, dan beberapa laba-
laba), pernapasan menggunakan sistem trachea.
Tabung udara memanjang seluruh badan. Sistem
trachea bukan merupakan pertukaran oksigen dari
pertukaran gas dari permukaan sel. Melainkan
tabung udara mulai pada spiracles, tipis sekali
membuka pada permukaan tubuh. Dan cabang-
cabangnya menyebar keseluruh bagian tubuhnya.
98 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
Pertanyaan- pertanyaan
1. Jelaskan peranan masing-masing organ saluran pernapasan pada manusia
2. Bagaimana mekanisme proses pernafasan pada manusia?
3. Sebutkan kelainan dan penyakit yang terjadi pada saluran pernafasan
4. Menjelaskan mekanisme terjadinya batuk
5. Menjelaskan mekanisme pernapasan pada Pisces dan Amphibia
6. Menjelaskan mekanisme pernapasan pada Arthropoda
8. Sistem Transportasi pada Tumbuhan
a. Jaringan Transportasi pada Tumbuhan
Berkas pengangkut pada tumbuhan terdiri atas xilem dan floem. Xilem dan floem adalah
jaringan seperti tabung yang berperan dalam sistem pengangkutan. Air dan mineral dari
dalam tanah akan diserap oleh akar. Kemudian diangkut melalui xilem ke bagian batang
dan daun tumbuhan. Zat makanan yang dibuat di daun akan diangkut melalui floem ke
bagian lain tumbuhan yang memerlukan zat makanan.
Xilem dan floem adalah jaringan pengangkut yang salurannya terpisah. Xilem yang
ada di akar bersambungan dengan xilem yang ada di batang dan di daun. Floem juga
bersambungan ke semua bagian tubuh tumbuhan.
b. Mekanisme Transportasi pada Tumbuhan
Pada subbab ini, kita akan mempelajari proses pengangkutan air dan mineral dari tanah
serta proses pengangkutan nutrisi hasil fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan.
1) Transportasi Air
Air adalah zat yang diperlukan oleh tumbuhan. Air adalah salah satu jenis zat yang
termasuk ke dalam kelompok zat cair. Peristiwa masuk dan keluarnya air dari tumbuhan
dipengaruhi oleh kondisi lingkungan. Pada saat kondisi lingkungan lembap atau jumlah
uap air di lingkungan tinggi, maka air akan masuk ke dalam tumbuhan. Akan tetapi,
apabila lingkungan di sekitar tumbuhan kering atau jumlah uap air di lingkungan rendah,
uap air akan keluar dari tumbuhan melalui stomata yang terdapat di daun. Proses ini
disebut transpirasi. Air yang ada di dalam tanah masuk ke dalam sel tumbuhan karena
adanya perbedaan konsentrasi air. Konsentrasi adalah ukuran yang menunjukkan jumlah
suatu zat dalam volume tertentu. Apabila terjadi perpindahan 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.
99 | M o d u l I P A F i s i k a S M P / M T s
The words you are searching are inside this book. To get more targeted content, please make full-text search by clicking here.
MODUL OLIMPIADE SAINS IPA-FISIKA SMP
Discover the best professional documents and content resources in AnyFlip Document Base.
Search