Pernahkah kamu berpikir mengapa benda dan makhluk hidup bisa bergerak? Kemudian bisakah lingkungan sekitar memengaruhi gerak benda dan makhluk hidup tersebut? Agar bisa mengetahui jawabannya, yuk pelajari bersama materi gerak dan makhluk hidup di bawah ini!.
Konsep Gerak
Suatu benda dikatakan bergerak apabila mengalami perubahan posisi dari suatu titik acuan. Gerak benda dan makhluk hidup bisa dengan lintasan yang lurus, melingkar, bahkan tidak beraturan. Pada bab ini yang akan kita pelajari hanya gerak benda pada lintasan lurus saja. Benda yang bergerak di lintasan yang lurus melibatkan jarak, kecepatan, dan waktu. Untuk lebih jelasnya sebagai berikut!
Gerak Lurus
Berapa jarak yang ditempuh setiap kamu berangkat ke sekolah dari rumah kemudian kembali lagi ke rumah? Berapa pula perpindahannya? Mari kita hitung!
Misal jarak dari rumahmu ke sekolah adalah 1 km, maka jarak tempuh yang kamu lakukan adalah 2km. Namun, perpindahan yang kamu lakukan adalah nol km. Hah, mengapa demikian?
Gini, ada perbedaan makna antara jarak dan perpindahan. Jarak adalah panjang lintasan yang ditempuh, sedangkan perpindahan adalah jumlah lintasan yang ditempuh dengan memperhitungkan posisi awal dan akhir benda, atau dengan kata lain perpindahan merupakan jarak lurus resultan dari posisi awal sampai posisi akhir.
Kelajuan, Kecepatan, dan Percepatan
Pada kendaraan bemotor misalnya mobil, untuk mengukur hubungan antara jarak yang ditempuh dengan waktu digunakan speedometer. Alat ini menunjukkan kelajuan saat kendaraan bergerak. Kelajuan suatu benda dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan:
kelajuan
jarak
waktu
Jika kelajuan mengukur jarak tempuh, maka kecepatan mengukur perpindahan (∆s, dengan ∆ adalah perubahan/selisih) gerak benda tiap satuan waktu (t).
Keterangan:
= kecepatan = perpindahan, = waktu
Meskipun kelajuan dan kecepatan mempunyai definisi konsep yang berbeda, namun pada Gerak Lurus Beraturan (GLB) besar kecepatan dan kelajuan memiliki nilai, simbol (v), serta satuan yang sama (m/s).
Benda bergerak dapat mengalami percepatan dan perlambatan. Rumus menghitungnya yaitu,
dengan: = percepatan (m/s2) = perubahan kecepatan (m/s) = perubahan waktu (s) = kecepatan akhir (m/s) = kecepatan awal (m/s)
Percepatan berlaku pada benda yang bergerak secara horizontal maupun vertikal. Semua benda yang ada di permukaan bumi mengalami gaya gravitasi bumi (gaya tarik benda oleh bumi). Sehingga percepatan gravitasi sebesar 9,8 m/s2. Kemudian, untuk memudahkan dalam perhitungan, percepatan gravitasi bumi dibulatkan menjadi 10 m/s.
Perbedaan GLB dengan GLBB
GLB (Gerak Lurus Beraturan) dan GLBB (Gerak Lurus Berubah Beraturan) memiliki beberapa perbedaan diantaranya:
| Pembeda | GLB | GLBB |
|---|---|---|
| Kecepatan | Kecepatan tetap v = tetap = 0 | Kecepatan berubah secara teratur |
| Percepatan | Percepatan sama dengan nol = 0 | Percepatan tetap a= tetap a bernilai positif (+)= dipercepat a bernilai negatif (-)=diperlambat |
| Grafik s – t |
|
|
| Grafik v – t |
|
|
Gaya
Tarikan atau dorongan terhadap benda dinamakan Gaya. Gaya dapat mengubah bentuk, arah, dan kecepatan benda. Dapat dibedakan menjadi gaya sentuh (membutuhkan sentuhan langsung) dan tak sentuh (tidak membutuhkan sentuhan langsung dengan benda yang dikenai) . Gaya otot dan gaya gesek termasuk kedalam gaya sentuh, sedangkan gaya magnet, gaya listrik, gaya gravitasi termasuk gaya tak sentuh.
Hukum Newton
Hukum I Newton
Ketika kamu dalam sebuah bus, kemudian bus tersebut di rem mendadak, maka tubuhmu akan tersentak ke depan. Itu adalah salah satu contoh kejadian Hukum I Newton dikenal juga dengan Hukum Kelembaman/ inersia benda, yaitu benda memiliki kecenderungan untuk tetap mempertahankan keadaan diam atau geraknya dengan kecepatan tetap. Benda yang tidak mengalami resultan gaya (∑F=0) akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan.
Hukum II Newton
Saat memindahkan meja yang ringan akan lebih cepat dibandingkan meja yang lebih berat jika menggunakan gaya dorong yang sama. Hal ini karena massa meja yang lebih kecil dibandingkan massa meja yang satunya lagi. Hukum II Newton menyatakan bahwa, percepatan gerak sebuah benda berbanding lurus dengan gaya yang diberikan, namun berbanding terbalik dengan massanya atau dapat dirumuskan:
dimana:
a = percepatan
∑F= gaya yang terjadi
m = massa benda
Hukum III Newton
Jika benda A mengerjakan gaya (Faksi) pada benda B, maka benda B akan mengerjakan gaya (Freaksi) pada benda A, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan atau Faksi = – Freaksi.
Ketika kamu berenang, gaya aksi dari tanganmu ke air mengakibatkan gaya reaksi dari air ke tangan dengan besar gaya yang sama namun arah gaya berlawanan, sehingga kamu akan terdorong ke depan meskipun tanganmu mengayuh ke belakang. Karena massa air jauh lebih besar daripada massa kamu, maka percepatan yang dialami kamu akan jauh lebih besar daripada percepatan yang dialami air. Hal ini mengakibatkan orang tersebut akan melaju ke depan.
Sistem Gerak Manusia
Rangka
Rangka memberikan bentuk dan menopang tubuh kita, melindungi organ dalam, dan tempat menempelnya otot yang merupakan alat gerak aktif sehingga dapat menggerakkan tulang. Pada jenis tulang tertentu, juga berfunsi sebagai tempat pembentukan sel darah.
Sruktur Tulang
Coba perhatikan pada paha ayam yang kamu makan. Ternyata struktur tulangnya tidak halus, ada benjolan pada bagian ujungnya, bentuk bulat serta terdapat titik-titik kasar pada bagian ujung, terdapat lekukan, tonjolan, dan lubang.
Lekukan dan tonjolan berfungsi sebagai tempat menempelnya otot. Lubang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya pembuluh darah dan saraf.
Periosteum merupakan membran yang menutupi permukaan tulang. Membran ini penting juga dalam pertumbuhan dan perbaikan tulang. Terdapat pembuluh-pembuluh darah kecil untuk membawa zat-zat makanan ke dalam tulang.
Di bagian bawah periosteum terdapat tulang kompak/ tulang keras, yaitu lapisan tulang yang keras dan kuat. Tulang spons dalam tulang pipa atau tulang panjang terdapat di daerah ujung tulang. Strukturnya kurang kompak dan memiliki banyak ruang-ruang kecil terbuka yang membuat tulang menjadi ringan.
Tulang panjang mempunyai lubang atau saluran yang terdapat di tengah dan diisi oleh jaringan berlemak yang disebut sumsum. Di bagian ujung tulang panjang diantara tulang spons sumsum merah, sedangkan di bagian tengah tulang panjang terdapat sumsum yang sebagian besar berisi lemak.
Lapisan jaringan tebal, lunak, dan lentur yang menutupi ujung tulang panjang disebut dengan tulang rawan (kartilago). Tulang rawan ini tersusun atas sel-sel yang dikelilingi oleh matriks protein sel-sel tersebut.
Macam-macam Tulang pada Sistem Rangka
Bentuk dan ukuran tulang dibedakan menjadi empat, yaitu tulang panjang, tulang pipih, tulang pendek, dan tulang tidak beraturan.
Tulang rangka tersusun atas tulang rawan yang dapat berkembang menjadi tulang keras, namun ada yang tetap sebagai tulang rawan, misal pada tulang telinga. Proses pengubahan tulang rawan menjadi tulang keras dinamakan dengan penulangan atau osifikasi.
Sendi
Sendi adalah penghubung antar dua tulang atau lebih yang menyebabkan tubuh manusia dapat digerakkan. Berdasarkan banyak sedikitnya gerakan yang memungkinkan dilakukan, maka sendi di bagi menjadi tiga, sebagai berikut:
Sendi Mati (Sinartosis)
Yaitu sendi yang tidak dapat digerakkan, contohnya pada tulang tengkorak.
Sendi Kaku (Amfiartosis)
Masih dapat digerakkan namun terbatas , misalnya antarruas tulang belakang.
Sendi Gerak (Diartosis)
Merupakan sendi yang dapat digerakkan dengan bebas. Berikut jenis-jenis persedian diartosis:
Sendi Engsel: gerakannya satu arah. Contohnya pada sendi-sendi siku dan lutut.
Sendi Putar: salah satu tulang berfungsi sebagai poros dan ujung tulang yang lain berbentuk cincin yang dapat berputar pada poros tersebut. Misalnya pada persendian diantara tulang tengkorak dengan tulang leher.
Sendi Peluru: gerakan sangat bebas, menghubungkan antara satu tulang yang mempunyai satu ujung bulat yang masuk ke ujung tulang lain yang berongga seperti mangkok. Contoh sendi antara tulang lengan atas dan tulang belikat.
Sendi Pelana: dapat menggerakkan tulang ke dua arah, yaitu muka-belakang dan ke samping. Terdapat pada pangkal ibu jari.
Sendi Geser: menhubungkan antara dua tulang yang permukaannya datar. Satu bagian tulang dapat bergerak menggeser di atas tulang lain. Contoh: pada tulang-tulang pergelangan tangan dan pergelangan kaki dan di antara tulang belakang.
Otot
Otot adalah jaringan yang dapat berkontraksi menjadi lebih pendek yang mengakibatkan bagian-bagian tubuh bergerak.
Jaringan Otot
Otot memiliki tiga jenis jaringan, yaitu otot polos, otot rangka/ lurik, dan otot jantung. Ketiga jenis itu dapat dibedakan sebagai berikut:
| Pembeda | Otot Polos | Otot Lurik | Otot Jantung |
|---|---|---|---|
| Bentuk Sel Penyusun | Gelendong | Silindris panjang | Silindris dengan ujung yang bercabang |
| Inti Sel | Satu di tengah | Banyak di tepi serat otot | Satu di tengah saraf |
| Pita gelap terang | Tidak ada | Ada | Ada |
| Aktivitas Kontraksi | Lambat, tidak mudah lelah | Cepat, mudah lelah | Kontraksi kuat, ritmis, tidak mudah lelah |
| Pengaruh Saraf | Saraf tak sadar, involunter | Sadar, volunter | Saraf otonom, involunter |
| Letak | Penyusun organ dalam | Melekat pada rangka | Jantung |
Sistem Gerak Hewan
Bergerak adalalah salah satu ciri makhluk hidup.
Gerak Hewan di Air
Air mempunyai gaya angkat yang lebih besar dibandingkan dengan udara. Massa jenis tubuh hewan yang hidup di air lebih kecil daripada lingkungannya. Kedua hal tersebut mengakibatkan hewan mudah melayang-layang di dalam air. Selain itu, umumnya memiliki bentuk tubuh torpedo (streamline). Sehingga memudahkan tubuh meliuk dan mengurangi hambatan ketika bergerak di dalam air.
Gerak Hewan di Udara
Hewan seperti burung menggunakan sayapnya untuk bergerak di udara. Sayap burung tersusun atas kerangka yang kuat dan ringan, dengan otot yang kuat. Bentuknya melengkung menyebabkan udara mengalir pada bagian atas sayap lebih cepat daripada bagian bawahnya. Struktur sayap burung tersebut dinamakan artfoil yang menghasilkan gaya angkat dan gaya dorong yang efektif untuk pergerakan burung.
Gerak Hewan di Darat
Untuk melakukan berbagai aktivitas, hewan yang hidup di darat memerlukan otot dan tulang yang kuat. Hal ini dibutuhkan untuk mengatasi inersia (kecenderungan tubuh untuk diam) dan untuk menyimpan energi pegas (elastisitas).
Sistem Gerak Tumbuhan
Berdasarkan arah rangsangannya dibedakan menjadi tiga, yaitu Endonom, Higroskopis, dan Esionom.
Edonom
Gerak yang terjadi akibat rangsangan yang berasal dari dalam sel atau tubuh tumbuhan. Contohnya gerakan siklosis, yaitu gerak kloroplas berotasi di dalam sel pada tumbuhan Hydrilla verticillata.
Higroskopis
Gerak tumbuhan karena terjadi perubahan kadar air di dalam sel. Contoh gerak membuka pada buah polong-polongan dan membukanya sporangium tumbuhan paku.
Esionom
Gerak esionom adalah gerak tumbuhan karena adanya rangsang dari luar/ lingkungan sekitar. Dibagi menjadi 3, yaitu sebagai berikut:
Tropisme
Gerak tumbuhan yang arah geraknya dipengaruhi oleh arah datangnya rangsang dinamakan gerak tropisme. Dibedakan menjadi gerak tropisme positif (arah gerak mendekati rangsang) dan tropisme negatif (arah gerak menjauhi rangsang).
Contoh gerak tropisme positif, yaitu ujung batang akan tumbuh menuju arah datangnya cahaya. Sedangkan gerak tropisme negatif, yaitu arah tumbuhnya akar akan menjauhi datangnya cahaya dan cenderung bergerak menuju pusat bumi.
Gerak tropisme dipengaruhi oleh 5 jenis rangsang. Rangsangan berupa cahaya dinamakan gerak fototropisme, oleh pengaruh gravitasi (geotropisme), sumber air (hidrotropisme), berupa sentuhan (tigmotropisme), dan rangsangan zat kimia (kemotropisme).
Nasti
Gerak nasti adalah geraktumbuhan yang tidak dipengaruhi oleh arah datangnya rangsang. Berdasarkan jenis rangsangannya dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu gerak:
Fotonasti: disebabkan adanya rangsangan berupa cahaya.
Seismonasti: akibat getaran atau sentuhan.
Niktinasti: adanya rangsangan berupa kondisi siang hari dan malam hari.
Termonasti: dipengaruhi oleh rangsangan yang berupa su,,hu.
Taksis
Gerak taksis merupakan gerak pindah tempat seluruh bagian tumbuhan yang arahnya dipengaruhi oleh sumber rangsangan. Contoh, biasanya dilakukan oleh organisme ber sel satu, misal Euglena viridis yang akan bergerak mendekati cahaya. Pergerakan ini disebut gerak fototaksis.
Spermatozoid (sel kelamin jantan) tumbuhan paku dan lumut akan bergerak ke arkegonium (sel kelamin betina) karena tertarik oleh zat gula dan protein tertentu yang dibentuknya. Pergerakan ini adalah salah satu contoh gerak kemotaksis.
Cukup sekian materi pada bab Gerak Benda dan Makhluk Hidup di Lingkungan Sekitar. Materi berikutnya akan dibahas mengenai Usaha dan Pesawat Sederhana dalam Kehidupan Sehari-hari. Semoga Bermanfaat.
Referensi:
Zubaidah S, Mahanal S, Yuliati L, dkk. 2017. IPA Kelas VIII Semester I Kurikulum 2013. Jakarta(ID): Kemendikbud.
