BAKTERI

BAKTERI

Istilah bakteri berasal dari bahasa yunani, yaitu bakterion yang artinya batang kecil. Sel-sel bakteri berukuran sangat kecil sehingga hanya dapat diamati dengan mikroskop. Pada umumnya, panjang sel bakteri berkisar antara 2-10 mikrometer dengan diameter sekitar 0.5-1 mikrometer. Beberapa jenis bakteri memiliki panjang lebih dari 100 mikrometer dengan diameter 0.1-0.2 mikrometer.

Bakteri pertama kali ditemukan oleh Antonie Van Leeuwenhoek (1632-1723) yang juga merupakan penemu mikroskop. Dengan mikroskop buatannya, yang memiliki perbesaran 200-300 kali, Leeuwenhoek dapat melihat makhluk-makhluk kecil yang ia beri nama animalkulus yang sekarang disebut bakteri. Pada 17 september 1683, Leeuwenhoek membuat gambar-gambar bakteri yang ia temukan

Bakteri tersebar hampir dimana-mana. Bakteri merupakan mikroorganisme yang penyebarannya di alam paling luas.

BENTUK-BENTUK BAKTERI

Bakteri memiliki tiga bentuk, yaitu bulat (kokus atau coccus), batang (basil atau bacillus), dan lengkung. Bakteri berbentuk bulat memiliki diameter rata-rata 1 mikrometer atau kurang dari itu. Bakteri berbentuk batang atau lengkung memiliki panjang sekitar 2-5 mikrometer (untuk bakteri batang dapat mencapai panjang 10 mikrometer) dengan diameter sekitar 0.5-1 mikrometer. Sel-sel bakteri yang berbentuk bulat atau batang sering membentuk koloni atau kumpulan sel.

A. BAKTERI YANG BERBENTUK BULAT

1. Monokokus, bakteri berbentuk bulat tunggal
2. Diplokokus, bakteri bulat bergandengan dua-dua
3. Tatrakokus, bakteri bulat berkelompok empat-empat
4. Streptokokus, baktei bulat bergandengan membentuk rantai
5. Stafilokokus, bakteri bulat menggerombol seperti buah anggur
6. Sarsina, bakteri bulat, berkelompok delapan-delapan seperti kubus

B. BAKTERI YANG BERBENTUK BATANG

1. Monobasil, berbentuk batang tunggal
2. Diplobasil, berbentuk batang bergandengan dua-dua
3. Streptobasil, berbentuk batang, bergandengan membentuk rantai memanjang

C. BAKTERI YANG BERBENTUK LENGKUNG

1. Vibrio, berbentuk koma
2. Spiral, berbentuk seperti spiral atau per
3. Spiroseta, berbentuk spiral dan lentur

D. BAKTERI YANG BERBENTUK TIDAK TERATUR (PLEOMORFIK)

JENIS-JENIS BAKTERI

Berdasarkan cara hidup bakteri dibagi menjadi dua

a. Bakteri Autotrof, merupakan bakteri yang dapat membuat makanan sendiri. Beberapa bakteri memperoleh energy dari cahaya matahari (fotoautotrof). Bakteri ini memiliki pigmen untuk fotosintesis yaitu bakterioklorofil (yang berwarna hijau) dan bakteriopurpurin (berwarna ungu atau merah). Bakteri lainnya memperoleh energy dari reaksi kimia (bakteri kemautotrof)
b. Bakteri heterotrof, merupkan bakteri yang tidak bisa membuat bahan organic. Bakteri ini memperoleh makanan dari bahan-bahan organic yang ada di sekitarnya dengan cara menguraikan sisa-sisa tubuh organism lain. Di dalam tanah, hasil penguraian bahan-bahan organic adalah bahan-bahan anorganik yang berupa mineral-mineral. Bakteri heterotrof lain ada yang bersifat pathogen

Bakteri melakukan respirasi untuk menghasilkan energy. Untuk keperluan reaksi respirasi biasanya diperlukan oksigen. Berdasarkan kebutuhannya akan oksigen, bakteri dikelompokkan menjadi empat bagian
a. Bakteri Aerob. Bakteri ini hanya tumbuh jika ada oksigen
b. Bakteri Anaerob. Bakteri ini tumbuh tanpa adanya oksigen bebas. Jika ada oksigen bebas, bakteri ini akan mati.
c. Bakteri Anaerob fakultatif. Bakteri ini dapat tumbuh baik jika ada oksigen maupun tidak ada oksigen
d. Bakteri Mikroaerofil. Bakteri ini tumbuh jika ada oksigen bebas dalam jumlah sedikit (kurang dari 0.2 atmosfer)

Pertumbuhan bakteri juga sangat dipengaruhi oleh suhu. Tiap jenis bakteri memiliki suhu pertumbuhan yang berbeda. Berdasarkan suhu pertumbuhannya, bakteri dibagi menjadi empat bagian
a. Bakteri Psikrofil. Bakteri ini hidup pada suhu rendah, yaitu antara 0-30 C. Bakteri ini banyak terdapat di dasar lautan, daerah kutub, juga bahan makanan yang didinginkan. Pertumbuhan bakteri psikrofil pada bahan makanan menyebabkan kualitas bahan makanan tersebut menurun/ menjadi busuk.
b. Bakteri Mesofil. Bakteri ini hidup dan tumbuh pada suhu 25-40 C. bakteri mesofil banyak terdapat pada tanah, air, dan tubuh vertebrata.
c. Bakteri Termofil. Bakteri ini mampu hidup dan tumbuh pada suhu 45-75 C. bakteri ini dapat ditemukan di tempat-tempat bersuhu tinggi, misalnya tempat pembuatan kompos. Selain itu, bakteri termofil juga ditemukan pada susu, tanah, dan air laut
d. Bakteri Hipertermofil. Bakteri ini hidup dan tumbuh pada suhu di atas 75 C, misalnya di sumber air panas. Beberapa bakteri bahkan dapat hidup pada suhu di atas 100 C

STRUKTUR SEL BAKTERI DAN CARA BERKEMBANG BIAK

STRUKTUR SEL BAKTERI DAN CARA BERKEMBANG BIAK

Struktur sel bakteri dapat dikatakan masih sangat sederhana. Pada setiap sel bakteri terdapat beberapa komponen penting, yaitu dinding sel, membrane sel, sitoplasma, dan bahan inti serta beberapa organel sel. Organel tertentu, misalnya flagellum, pilus, kapsul, dan endospora, mungkin hanya dimiliki oleh jenis bakteri tertentu dan tidak dimiliki oleh jenis bakteri lainnya

a. Bahan Inti (DNA Kromosom)
Bahan inti bakteri tersusun oleh asam deoksiribonukleat (deoxyribonucleic acid/DNA) atau disebut juga DNA kromosom. Sebagian besar bakteri hanya memiliki satu DNA kromosom berutas tunggal yang berbentuk sirkuler (cincin). DNA kromosom membawa gen-gen yang penting untuk mengatur proses-proses yang terjadi di dalam sel bakteri. Bahan inti bakteri terdapat di dalam suatu bagian yang menyerupai inti yang disebut nukleoid. Nukleoid sel bakteri tidak memiliki membrane atau dinding inti sel dan nukleolus
b. Plasmid
Umumnya bakteri memiliki plasmid, yaitu suatu DNA di luar DNA kromosom yang berbentu cincin. Plasmid berisi gen-gen penting untuk pertahanan sel bakteri terhadap lingkungannya yang tidak mnguntungkan. Plasmid terdapat dalam sitoplasma
c. Sitoplasma
Sitoplasma merupakan cairan yang bersifat koloid dan berisi semua molekul ataupun zat yang diperlukan dalam proses metabolism untuk menunjang kehidupan sel. Di dalam sitoplasma sel bakteri terdapat ribosom, mesosom, dan plasmid.
d. Ribosom
Ribosom merupakan organel sel yang berfungsi untuk sintesis protein. Ribosom terdapat pada semua sel,tetapi ribosom organism prokariota berbeda strukturnya dengan ribosom organism eukariota
e. Mesosom
Mesosom merupakan daerah membrane sitoplasma yang mengalami pelipatan. Mesosom diperkirakan berfungsi dalam pembentukan dinding sel dan dalam pembelahan sel
f. Endospora
Bakteri tertentu dapat membentuk struktur khusus yang disebut endospora. Endospora merupakan struktur /spora yang berdinding tebal dan sangat tahan terhadap kondisi lingkungan yang jelek. Disebut endospora karena dibentuk di dalam sel bakteri. Endospora akan tumbuh menjadi sel vegetative jika berada di tempat sesuai. Tidak seperti pada organism pembentuk spora lainnya, endospora pada sel bakteri bukan merupakan alat perkembangbiakan. Hal itu disebabkan satu sel bakteri hanya menghasilkan sendospora, dan apabila sudah berkecambah biasanya hanya menghasilkan satu sel bakteri. Kemampuan bakteri untuk menghasilkan endospora dapat hilang dan jika hilang, sulit untuk tumbuh kembali
g. Membran Sitoplasma
Merupakan selaput yang membungkus sitoplasma beserta isisnya, terletak di bawah dinding sel, tetapi tidak terikat dengan dinding sel. Membrane plasma tersusun atas lapisan lipoprotein yang bersifat semipermiabel. Fungsi membrane plasma antara lain untuk mengatur keluar masuknya zat-zat di dalam sel. Selain itu, membrane plasma berfungsi sebagai tempat perlekatan pangkal flagellum. Jika membrane plasma pecah atau rusak, sel bakteri akan mati.
h. Dinding Sel
Dinding sel adalah bagian sel bakteri yang berfungsi member bentuk dan kekuatan/perlindungan terhadap sel. Dinding sel bakteri tersusun atas bahan peptidoglikan, yaitu suatu molekul yang mengandung rangkaian amino disakarida dan rantai peptida. Dinding sel relative kaku dibanding bagian-bagian lainnya. Berdasarkan dinding selnya bakteri dibagi menjadi dua kelompok, yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negatif
i. Kapsul
Kapsul merupakan lapisan lender yang menyelubungi dinding sel. Fungsinya untuk pertahanan diri dan cadangan makanan. Tidak semua bakteri berkapsul.
j. Pili (fimbriae)
Pada permukaan sel bakteri Gram negative sering terdapat banyak alat seperti benang-benang pendek yang disebut pili (tunggal : pilus/fibria). Panjang pilus mencapai 3 mikrometer dengan diameter sekitar 5mikrometer. Pili digunakan sebagai alat lekat pada bakteri lain atau dengan bahan-bahan padat yang merupakan makanan. Salah satu pili disebut sex pillus (pilus kelamin) fungsinya sebagai penghubung dalam perpindahan ,ateri genetic (DNA) ketika suatu bakteri berkonjugasi. Umumnya, setiap sel bakteri hanya memiliki 1 atau 2 pilus kelamin
k. Flagellum
Flagellum berfungsi membantu pergerakan bakteri berdasarkan jumlah dan letak flagellum, bakteri dibagi empat macam
1. Atrik, tidak memiliki flagellum
2. Monotrik, memiliki satu flagellum pada salah satu ujung sel bakteri
3. Lopotrik memiliki dua atau lebih flagella pada salah satu ujung sel bakteri
4. Amfitrik memiliki dua atau lebih flagella di kedua ujung sel bakteri
5. Peritrik memiliki flagella di selurur permukaan sel bakteri

REPRODUKSI BAKTERI

Bakteri memiliki dua macam cara bereproduksi, secara aseksual dengan pembelahan biner, secara seksual dengan konjugasi

a. Pembelahan Biner
Pembelahan biner tidak sama dengan pembelahan mitosis. Pada pembelahan biner sel bakteri membelah menjadi dua sel anakan. Yang umum terjadi adalah pembelahan biner melintang. Pembelahan ini berlangsung sangat cepat. Beberapa bakteri hanya memerlukan waktu kurang dari 20 menit untuk membelah menjadi dua.

b. Konjugasi
Konjugasi terjadi jika satu bakteri memindahkan bahan genetiknya ke dalam sel bakteri lain. Proses pemindahan ini melalui sex pilus. Bakteri yang memindahkan bahan genetiknya disebut bakteri donor atau “bakteri jantan”, sedangkan penerimanya disebut bakteri resipien atau “bakteri betina”. Bahan genetic yang dipindahkan dari bakteri donor akan bergabung dengan bahan genetic bakteri resipien sehingga terjadi perubahan sifat. Jika bakteri resipien membelah akan dihasilkan sel anakan bakteri dengan sifat baru.

LIMA KINGDOM DALAM BIOLOGI

LIMA KINGDOM DALAM BIOLOGI

Dalam klasifikasi makhluk hidup, tingkat takson tertinggi adalah Kingdom. Kingdom disepakati ada lima. Yaitu:

1. 
   
   

   KINGDOM MONERA

Kata monera berasal dari bahasa Yunani moneres yang berarti tunggal. Sesuai dengan namanya, semua anggota kingdom monera merupakan organism bersel tunggal. Ciri utama anggota kingdom Monera adalah belum memiliki membrane inti sel (karioteka) sehingga disebut prokariota (dari bahasa Yunani: Pro sebelum, karyon=nucleus). Meskipun demikian, bahan intinya tidak tersebar dalam sitoplasma, tetapi terkumpul dan menempati daerah tertentu dalam sitoplasma. Semua bagian-bagian di dalam selnya juga belum memiliki membrane. Ciri lain sel prokariota adalah sel-selnya membelah dengan cara pembelahan binner, bukan dengan cara mitosis.

Semua anggota kingdom Monera adalah uniseluler (hanya terdiri atas satu sel) dan berukuran hanya beberapa micron sehingga untuk dapat melihatnya diperlukan mikroskop. Organism yang termasuk dalam kingdom monera adalah bakteri dan ganggang biru (cyanobacteria)

2. 
   
   KINGDOM PROTISTA

Kata protista berasal dari bahasa Yunani, yaitu protos=pertama/mula-mula, dan ktistos=menyusun/membuat. Kingdom protista merupakan kingdom yang terdirir atas organism eukariota yang masih sangat sederhana. Meskipun demikian, jika dibandingkan monera, protista sudah jauh lebih maju karena sel-selnya sudah memiliki membrane inti sel (eukariota).

Protista diperkirakan mulai ada di bumi sekitar 1-2 miliar tahun yang lalu, sebelum adanya organism tingkat tinggi. Organism protista membuat bingung para ahli taksonomi karena ada yang mirip hewan , ada yang mirip tumbuhan, dan ada yang mirip jamur. Untuk menampung organism-organisme tersebut, dibuatlah kingdom baru, yaitu Kingdom Protista.

Sebagian besar anggota kingdom protista merupakan organism bersel tunggal (uniseluler), beberapa membentuk koloni, dan hanya yang sedikit yang bersel banyak (multiseluler). Hampir semua protista merupakan organism akuatik, baik air tawar maupun air laut, dan beberapa jenis hidup di dalam tubuh makhluk hidup lain. Meskipun begitu, ada juga yang hidup di tanah lembap. Anggota protista sudah menunjukkan adanya organisasi sel, pola pembelahan sel,dan siklus hidup yang bervariasi. Beberapa jenis protista merupakan organism fotoautotrof, dan beberapa jenis lainnya merupakan heterotrof (fagotrof atau osmotrof). Pada beberapa jenis protista, kebutuhan makanannya bergantung pada keadaan, pada saat ada cahaya mereka fotoautotrof, tapi pada saat gelap mereka merupakan organism heterotrof.

Protista bereproduksi aseksual dengan cara pembelahan biner, sedangkan reproduksi seksual dengan cara isogami, anisogami, dan oogami. Isogami merupakan perkawinan atau persatuan dua gamet motil (dapat bergerak) yang sama bentuk dan ukurannya. Anisogami adalah perkawinan atau persatuan dua gamet motil yang berbeda bentuk dan ukurannya. Gamet betina lebih besar dari gamet jantan. Adapun oogami adalah perkawinan antara gamet jantan yang motil dan gamet betina yang besar yang immotile (tidak dapat bergerak)

Berdasarkan ciri-cirinya, protista dibagi 3. Protista mirip hewan (animal-like protist) atau disebut juga protozoa, protista mirip tumbuhan (plant-like protist), dan protista mirip jamur (fungus-like protist).

3. 
   
   KINGDOM FUNGI

Jamur dimasukkan dalam kelompok organism eukariota karena sel-selnya sudah memiliki membrane inti sel. Dinding sel jamur terbuat dari bahan kitin, yaitu polimer karbohidrat yang juga terdapat dalam eksoskeleton serangga, laba-laba, dan arthropoda lainnya. Kitin berfungsi member bentik dan menyokong sel-sel jamur. Hal tersebut sangat berbeda dengan dinding sel tumbuhan yang terbuat dari bahan selulosa.

Sebagian besar jamur merupakan organism bersel banyak (multiseluler), contohnya jamur merang (volvariella volvaceae), tetapi ada pula yang bersel satu contohnya yeast atau ragi. Bentuk jamur mirip dengan tumbuhan tetapi jamur tidak memiliki daun dan akar sejati. Selain itu, jamur tidak memiliki klorofil sehingga tidak dapat melakukan fotosintesis seperti tumbuhan. Dengan demikian, jamur merupakan organism heterotrof. Jamur ada yang hidup sebagai parasit, ada yang saprofit, ada yang bersimbiosis mutualisme dengan organism lain.

Umumnya jamur dapat berkembangbiak ata bereproduksi secara seksual dan aseksual

4. 
   
   KINGDOM PLANTAE

Kingdom plantae adalah semua organism eukariota yang bersel banyak (multiseluler) dan memiliki dinding sel yang mengandung selulosa. Anggota kingdom ini memiliki klorofil sehingga dapat melakukan fotosintesis dan merupakan organism autotrof. Tumbuhan hijau memiliki daur pergiliran keturunan dalam hidupnya. Tumbuhan hijau dibagi menjadi tumbuhan berspora (lumut dan paku) serta tumbuhan berbiji.

5. 
   
   KINGDOM ANIMALIA

Kingdom animalia terdiri atas organism eukariota yang bersel banyak dan sudah memiliki organ-organ tubuh khusus. Hewan tidak memiliki klorofil sehingga tidak dapat melakukan fotosintesis. Oleh karena itu, hewan merupakan organism heterotrof. Sel hewan tidak memiliki dinding sel. Hewan merupakan makhluk hidup yang motil (aktif bergerak) selama tahap tertentu dalam siklus hidupnya. Hewan yang dian (stasioner) sekalipun, misalnya hewan spon (porifera), memiliki tahap motil berupa larva yang berenang.

biologi sel

BIOLOGI SEL (STRUKTUR DAN FUNGSI SEL)

Biologi sel adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sel. Sel sendiri adalah kesatuan structural dan fungsional makhluk hidup

Teori-teori tentang sel

- Robert Hooke (Inggris, 1665) meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop. Hasil pengamatannya ditemukan rongga-rongga yang disebut sel (cellula)
- Hanstein (1880) menyatakan bahwa sel tidak hanya berarti cytos (tempat yang berongga), tetapi juga berarti cella (kantong yang berisi)
- Felix Durjadin (Prancis, 1835) meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam, rongga sel tersebut yang penyusunnya disebut “Sarcode”
- Johanes Purkinje (1787-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi Protoplasma
- Matthias Schleiden (ahli botani) dan Theodore Schwann (ahli zoologi) tahun 1838 menemukan adanya kesamaan yang terdapat pada struktur jaringan tumbuhan dan hewan. Mereka mengajukan konsep bahwa makhluk hidup terdiri atas sel . konsep yang diajukan tersebut menunjukkan bahwa sel merupakan satuan structural makhluk hidup.
- Robert Brown (Scotlandia, 1831) menemukan benda kecil yang melayang-layang pada protoplasma yaitu inti (nucleus)
- Max Shultze (1825-1874) ahli anatomi menyatakan sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup
- Rudolf Virchow (1858) menyatakan bahwa setiap cel berasal dari cel sebelumnya (omnis celulla ex celulla)

Macam Sel Berdasarkan Keadaan Inti

a. sel prokarion, sel yang intinya tidak memiliki membran, materi inti tersebar dalam sitoplasma (sel yang memiliki satu system membran. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah bakteri dan alga biru
b. sel eukarion, sel yang intinya memiliki membran. Materi inti dibatasi oleh satu system membran terpisah dari sitoplasma. Yang termasuk kelompok ini adalah semua makhluk hidup kecuali bakteri dan alga biru
Struktur sel prokariotik lebih sederhana dibandingkan struktur sel eukariotik. Akan tetapi, sel prokariotik mempunyai ribosom (tempat protein dibentuk) yang sangat banyak. Sel prokariotik dan sel eukariotik memiliki beberapa perbedaan sebagai berikut :

Sel Prokariotik
- Tidak memiliki inti sel yang jelas karena tidak memiliki membran inti sel yang dinamakan nucleoid
- Organel-organelnya tidak dibatasi membran
- Membran sel tersusun atas senyawa peptidoglikan
- Diameter sel antara 1-10mm
- Mengandung 4 subunit RNA polymerase
- Susunan kromosomnya sirkuler

Sel Eukariotik
- Memiliki inti sel yang dibatasi oleh membran inti dan dinamakan nucleus
- Organel-organelnya dibatasi membran
- Membran selnya tersusun atas fosfolipid
- Diameter selnya antara 10-100mm
- Mengandungbanyak subunit RNA polymerase
- Susunan kromosomnya linier

Macam Sel Berdasarkan Keadaan Kromosom dan Fungsinya

a. Sel Somatis, sel yang menyusun tubuh dan bersifat diploid
b. Sel Germinal. sel kelamin yang berfungsi untuk reproduksi dan bersifat haploid

Bagian-bagian Sel

- Bagian hidup(komponen protoplasma), terdiri atas inti dan sitoplasma termasuk cairan dan struktur sel seperti : mitokondria, badan golgi, dll
- Bagian mati (inklusio), terdiri atas dinding sel dan isi vakuola

mari kita bahas masing-masing bagian satu per satu

a Dinding sel

Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yang kuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel. Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahan di dalam sel.
Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak berkayu.

Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg.

b. Membran Plasma

Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel.

Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phosfolipids, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.

Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.

Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.

Transpor pasif

Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.

Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.

Transpor aktif

Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore.

Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.

c. Mitokondria

Mitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah "pembangkit tenaga" bagi sel.

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran [Cooper, 2000].

Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani β-oksidasi menghasilkan Asetil KoA.

Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.

Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium

d. Lisosom

Lisosom adalah organel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom ditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada semua sel eukariotik. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.

- Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.

- Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.

- Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).

e. Badan Golgi

Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom.

Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yang bernama Camillo Golgi.

beberapa fungsi badan golgi antara lain :

1. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.
2. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.
3. Membentuk dinding sel tumbuhan
4. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.
5. Tempat untuk memodifikasi protein
6. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel
7. Untuk membentuk lisosom

f. Retikulum Endoplasma

RETIKULUM ENDOPLASMA (RE) adalah organel yang dapat ditemukan di seluruh sel hewan eukariotik.

Retikulum endoplasma memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti “jaringan”).

Ada tiga jenis retikulum endoplasma:
RE kasar Di permukaan RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosom ini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempat sintesis protein. RE halus Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel. RE sarkoplasmik RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.

g. Nukleus

Inti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri

h. Plastida

Plastida adalah organel sel yang menghasilkan warna pada sel tumbuhan. ada tiga macam plastida, yaitu :
- leukoplast : plastida yang berbentuk amilum(tepung)
- kloroplast : plastida yang umumnya berwarna hijau. terdiri dari : klorofil a dan b (untuk fotosintesis), xantofil, dan karoten
- kromoplast : plastida yang banyak mengandung karoten

i. Sentriol (sentrosom)

Sentorom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol (sepasang sentriol) yang terjadi ketika pembelahan sel, dimana nantinya tiap sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutub sel yang sedang membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang terdiri dari tahap duplikasi kromoseom, kondensasi kromoson, dan duplikasi sentrosom.

Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai dengan G1 dimana sepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S, yaitu sentirol anak akan mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol. Fase G2 merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah memanjang. Terakhir ialah fase M dimana sentriol bergerak ke kutub-kutub pembelahan dan berlekatan dengan mikrotubula yang tersusun atas benang-benang spindel.

j. Vakuola

Vakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap dalam bahasa Inggris). Cairan ini adalah air dan berbagai zat yang terlarut di dalamnya. Vakuola ditemukan pada semua sel tumbuhan namun tidak dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali pada hewan uniseluler tingkat rendah.

fungsi vakuola adalah :
1. memelihara tekanan osmotik sel
2. penyimpanan hasil sintesa berupa glikogen, fenol, dll
3. mengadakan sirkulasi zat dalam sel


Perbedaan Sel Hewan dan Tumbuhan

1. Sel Hewan :
* tidak memiliki dinding sel
* tidak memiliki butir plastida
* bentuk tidak tetap karena hanya memiliki membran sel yang keadaannya tidak kaku
* jumlah mitokondria relatif banyak
* vakuolanya banyak dengan ukuran yang relatif kecil
* sentrosom dan sentriol tampak jelas

2. Sel Tumbuhan
* memiliki dinding sel
* memiliki butir plastida
* bentuk tetap karena memiliki dinding sel yang terbuat dari cellulosa
* jumlah mitokondria relatif sedikit karena fungsinya dibantu oleh butir plastida
* vakuola sedikit tapi ukurannya besar
* sentrosom dan sentriolnya tidak jelas

CAHAYA

Apakah Cahaya itu?
Cahaya menurut Newton (1642-1727) terdiri dari partikel-partilkel ringan berukuran sangat kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi. Sementara menurut Huygens (1629-1695), cahaya adalah gelombang seperti bunyi. Perbedaan antara keduanya hanya pada frekuewensi dan panjang gelombang saja.
Dua pendapat di atas sepertinya saling bertentangan. Sebab tak mungkin cahaya bersifat partikel sekaligus sebagai partikel. Pasti salah satunya benar atau kedua-duanya salah, yang pasti masing-masing pendapat di atas memiliki kelebihan dan kekurangan.
Pada zaman Newton dan Huygens hidup, orang-orang beranggapan bahwa gelombang yang merambat pasti membutuhkan medium. Padahal ruang antara bintang-bintang dan planet-planet merupakan ruang hampa (vakum) sehingga menimbulkan pertanyaan apakah yang menjadi medium rambat cahaya matahari sampai ke bumi jika cahaya merupakan gelombang seperti yang dikatakan Huygens. Inilah kritik orang terhadap pendapat Huygens. Kritik ini dijawab oleh Huygens dengan memperkenalkan zat hipotetik (dugaan) bernama eter. Zat ini sangat ringan, tembus pandang dan memenuhi seluruh alam semesta. Eter membuat cahaya yang berasal dari bintang-bintang sampai ke bumi.
Dalam dunia ilmu pengetahuan kebenaran akan sangat di tentukan oleh uji eksperimen. Pendapat yang tidak tahan uji eksperimen akan ditolak oleh para ilmuwan sebagai teori yang benar. Sebaiknya pendapat yang didukung oleh hasil-hasil eksperimen dan meramalkan gejala-gejala alam.

Wlaupan keberadaan eter belum dapat dipastikan di dekade awal Abad 20, berbagai eksperimen yang dilakukan oleh para ilmuwan seperti Thomas Young (1773-1829) dan Agustin Fresnell (1788-1827) berhasil membuktikan bahwa cahaya dapat melentur (difraksi) dan berinterferensi. Gejala alam yang khas merupakan sifat dasar gelombang bukan partikel. Percobaan yang dilakukan oleh Jeans Leon Foulcoult (1819-1868) menyimpulkan bahwa cepat rambat cahaya dalam air lebih rendah dibandingkan kecepatannya di udara. Padahal Newton denganteori emisi partikelnya meramalkan kebaikannya. Selanjutnya Maxwell (1831-1874) mengemukakan pendapatnya bahwa cahaya dibangkitkan oleh gejala kelistrikkan dan kemagnetan sehingga tergolong gelombang elektomagnetik. Sesuatu yang yang berbeda dengan gelombang bunyi yang tergolong gelombang mekanik. Gelombang elekromagnetik dapat merambat dengan atau tanpa medium dan kecepatan rambatnyapun amat tinggi bila dibandingkan dengan gelombang bunyi. Gelombang elekromagnetik merambat dengan kecepatan 300.000 km/s. Kebenaran pendapat Maxwell tak terbantahkan ketika Hertz (1857-1894) berhasil membuktikan secara eksperimental yang disusun dengan penemuan-penemuan berbagai gelombang yang tergolong gelombang elekromagnetik seperti sinar x, sinar gamma, gelombang mikro RADAR dan sebagainya.
Dewasa ini pandangan bahwa cahaya merupakan gelombang elektomagnetik umum diterima oleh kalangan ilmuwan, walaupun hasil eksperimen Michelson dan Morley di tahun 1905 gagal membuktikan keberadaan eter seperti yang di sangkakan keberadaan oleh Huygen dan Maxwell.
Di sisi lain pendapat Newton tentang cahaya menjadi partikel tiba-tiba menjadi polpuler kembali setelah lebih dari 300 tahun tenggelam di bawah populeritas pendapat Huygens. Dua fisikawan pemenang hadiah Nobel Max Plack (1858-1947) dan Albert Einstein mengemukan teori mereka tentang foton
Berdasarkan hasil penelitian tentang sifat-sifat termodinamika radiasi benda hitam, Planck menyimpulkan bahwa cahaya di pancarkan dalam bentuk-bentuk partikel kecil yang disebut kuanta. Gagasan Planck ini kemudian berkembang menjadi teori baru dalam fisika yang disebut teori Kuantum. Dengan teori ini, Einstein berhasil menjelaskan peristiwa yang dikenal dengan nama efek foto listrik, yakni pemancaran elekton dari permukaan logam karena lagam tersebut di sinari cahaya.
Jadi dalam kondisi tertentu cahaya menunjukkan sifat sebagai gelombang dan dalam kondisi lain menunjukkan sifat sebagai partikel. Hal ini di sebut sebagai dualisme cahaya. Apa yang di ceritakan diatas akan anda pelajari lebih jauh dalam modul – modul pembelajaran fisika selanjutnya khususnya bila Anda mengambil jurusan IPA.
Optika geometrik
Cabang fisika yang mempelajari cahaya yang meliputi bagaimana terjadinya cahaya, bagaiamana perambatannya, bagaimana pengukurannya dan bagaimana sifat-sifat cahaya dikenal dengan nama Optika . Dari sini kita kemudian mengenal kata optik yang berkaitan dengan kacamata sebagai alat bantu penglihatan. Optika dibedakan atas optika geometri dan optika fisik .
Pada optika geometri – seperti telah dikatakan pada pendahuluan modul ini – dipelajari sifat-sifat cahaya dengan menggunakan alat-alat yang ukurannya relatif lebih besar dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya. Sedangkan pada optika fisik cahaya dipelajari dengan menggunakan alat-alat yang ukurannya relatif sama atau lebih kecil dibanding panjang gelombang cahaya sendiri. Modul ini hanya membahas optika geometri sebab optika fisik baru akan dipelajari di kelas tiga jurusan IPA.
Berkas cahaya
Di kelas satu telah dijelaskan bahwa cahaya adalah gelombang, tepatnya gelombang elektromagnetik. Ciri utama dari gelombang adalah bahwa ia tak pernah diam, sebaliknya cahaya selalu bergerak. Benda-benda yang sangat panas seperti matahari dan filamen lampu listrik memancarkan cahaya mereka sendiri. Begitu juga cahaya lilin atau cahaya pada layar televisi yang dibangkitkan oleh tumbukan antara elektron berkecepatan tinggi dengan zat yang dapat berfluoresensi (berpendar) yang terdapat pada layar televisi. Mereka merupakan sumber cahaya. Benda seperti bulan bukanlah sumber cahaya, ia hanya memantulkan cahaya yang diterimanya dari matahari. Jadi selain dipancarkan cahaya dapat dipantulkan.
Cahaya merambat lurus seperti yang dapat kita lihat pada cahaya yang keluar dari sebuah lampu teater di ruangan yang gelap atau Laser yang melintasi asap atau debu. Oleh karenanya cahaya yang merambat digambarkan sebagai garis lurus berarah yang disebut sinar cahaya , sedangkan berkas cahaya terdiri dari beberapa garis berarah seperti pada Gambar 3. Berkas cahaya bisa paralel, divergen (menyebar) atau konvergen (mengumpul).
Hukum Pemantulan Cahaya
Pada saat sinar mendatangi permukaan cermin datar, cahaya akan dipantulkan seperti pada Gambar 7. Garis yang tegak lurus bidang pantul disebut garis normal . Pengukuran sudut datang dan sudut pantul dimulai dari garis ini. Sudut datang (i) adalah sudut yang dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar datang (2), sedangkan sudut pantul (r) adalah sudut yang dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar pantul (3).
Berdasarkan pengamatan dan pengukuran didapatkan bahwa:
1. sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada bidang yang sama; dan
2. besar sudut datang (i) sama dengan besar sudut pantul (r).
Dua pernyataan di atas dikenal sebagai hukum pemantulan cahaya .
Contoh:
Pada gambar di bawah sudut manakah yang merupakan sudut datang dan yang manakah sudut pantul?

Penyelesaian:
Garis (2) pada gambar di atas melukiskan sinar datang ke permukaan cermin sedangkan garis (1) adalah garis normal. Sudut datang adalah sudut yang dibentuk oleh sinar datang dan garis normal. Jadi sudut datang adalah c, sedangkan sudut pantul dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar pantul (3) dan besarnya sama dengan sudut datang. Pada gambar sudut pantul adalah b.
Contoh lain dan uraian lebih mendalam tentang pemantulan cahaya ini akan dibahas pada kegiatan selanjutnya. Sekadar untuk mendapat gambaran awal tentang peristiwa pemantulan cahaya, uraian di atas dirasa cukup memadai.
Hal yang perlu Anda pahami adalah pertama, proses melihat pada manusia erat kaitannya dengan gejala pemantulan cahaya.
Kedua, ada dua jenis pantulan cahaya yaitu pemantulan baur dan pemantulan biasa. Pemantulan baur dihasilkan oleh permukaan pantul yang tidak rata (kasar), pemantulan baur memungkinkan kita melihat benda yang disinari dari berbagai arah, sementara pemantulan biasa menyebabkan terbentuknya bayangan benda yang hanya dapat dilihat pada arah tertentu saja. Pemantulan teratur terjadi pada permukaan yang rata seperti pada cermin.
Ketiga, pada peristiwa pemantulan biasa sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang yang sama serta sudut datang sama dengan sudut pantul.
B. Hukum Snellius Pada Pembiasan
Seperti pada peristiwa pemantulan cahaya, pada pembiasan cahaya juga dijumpai hukum Snellius. Misalkan cahaya merambat dari medium 1 dengan kecepatan v1 dan sudut datang i menuju ke medium 2. Saat di medium 2 kecepatan cahaya berubah menjadi v2 dan cahaya dibiaskan dengan sudut bias r seperti diperlihatkan pada Gambar 1 di bawah.

Gambar 2. Muka gelombang pada peristiwa pembiasan.
Cahaya datang dengan sudut i dan dibiaskan dengan sudut r. Cepat rambat cahaya di medium 1 adalah v1 dan di medium 2 adalah v2. Waktu yang diperlukan cahaya untuk merambat dari B ke D sama dengan waktu yang dibutuhkan dari A ke E sehingga DE menjadi muka gelombang pada medium 2. Oleh karenanya
BD = v1 t
AE = v2 t
Dari gambar 2 juga kita dapatkan bahwa = i dan = r sehingga
Bila kita bagi sin i dengan sin r kita akan peroleh
Persamaan pembiasan cahaya
dengan
i = sudut datang
r = sudut bias
v1 = kecepatan cahaya sebelum dibiaskan
v2 = kecepatan cahaya setelah dibiaskan
Persamaan Hukum Pembiasan
dengan
i = sudut datang
r = sudut bias
n = indeks bias bahan
Persamaan di atas merupakan salah satu dari dua hukum pembiasan cahaya yang selengkapnya dapat dirumuskan sebagai berikut:
Hukum Pembiasan Cahaya
1.
2.
Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang.
Perbandingan sinus sudut datang dan sinus sudut bias cahaya yang memasuki bidang batas dua medium yang berbeda selalu bernilai tetap (konstan).
Anda telah mempelajari bahwa indeks bias dibedakan atas indeks bias mutlak dan indeks bias relatif. Sekedar mengingatkan, di bawah ini dijelaskan kembali pengertian kedua indeks bias ini.
Indeks bias mutlak medium yaitu indeks bias medium saat berkas cahaya dari ruang hampa melewati medium tersebut. Indek bias mutlak suatu medium dituliskan nmedium. Indeks bias mutlak kaca dituliskan nkaca, indeks bias mutlak air dituliskan nair dan seterusnya.
Jadi, nilai tetap (konstan) pada penyataan kedua hukum pembiasan cahaya di atas adalah indeks bias relatif antara dua medium seperti diuraikan sebelumnya. Sedangkan yang dimaksud satu bidang pada pernyataan pertama dapat dijelaskan dengan melihat kembali gambar 2 di atas. Pada gambar tersebut tampak sinar datang, sinar bias dan garis normal berada pada satu bidang, yakni bidang batas. Cukup jelas, bukan?

CAHAYA

Apakah Cahaya itu?
Cahaya menurut Newton (1642-1727) terdiri dari partikel-partilkel ringan berukuran sangat kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi. Sementara menurut Huygens (1629-1695), cahaya adalah gelombang seperti bunyi. Perbedaan antara keduanya hanya pada frekuewensi dan panjang gelombang saja.
Dua pendapat di atas sepertinya saling bertentangan. Sebab tak mungkin cahaya bersifat partikel sekaligus sebagai partikel. Pasti salah satunya benar atau kedua-duanya salah, yang pasti masing-masing pendapat di atas memiliki kelebihan dan kekurangan.
Pada zaman Newton dan Huygens hidup, orang-orang beranggapan bahwa gelombang yang merambat pasti membutuhkan medium. Padahal ruang antara bintang-bintang dan planet-planet merupakan ruang hampa (vakum) sehingga menimbulkan pertanyaan apakah yang menjadi medium rambat cahaya matahari sampai ke bumi jika cahaya merupakan gelombang seperti yang dikatakan Huygens. Inilah kritik orang terhadap pendapat Huygens. Kritik ini dijawab oleh Huygens dengan memperkenalkan zat hipotetik (dugaan) bernama eter. Zat ini sangat ringan, tembus pandang dan memenuhi seluruh alam semesta. Eter membuat cahaya yang berasal dari bintang-bintang sampai ke bumi.
Dalam dunia ilmu pengetahuan kebenaran akan sangat di tentukan oleh uji eksperimen. Pendapat yang tidak tahan uji eksperimen akan ditolak oleh para ilmuwan sebagai teori yang benar. Sebaiknya pendapat yang didukung oleh hasil-hasil eksperimen dan meramalkan gejala-gejala alam.

Wlaupan keberadaan eter belum dapat dipastikan di dekade awal Abad 20, berbagai eksperimen yang dilakukan oleh para ilmuwan seperti Thomas Young (1773-1829) dan Agustin Fresnell (1788-1827) berhasil membuktikan bahwa cahaya dapat melentur (difraksi) dan berinterferensi. Gejala alam yang khas merupakan sifat dasar gelombang bukan partikel. Percobaan yang dilakukan oleh Jeans Leon Foulcoult (1819-1868) menyimpulkan bahwa cepat rambat cahaya dalam air lebih rendah dibandingkan kecepatannya di udara. Padahal Newton denganteori emisi partikelnya meramalkan kebaikannya. Selanjutnya Maxwell (1831-1874) mengemukakan pendapatnya bahwa cahaya dibangkitkan oleh gejala kelistrikkan dan kemagnetan sehingga tergolong gelombang elektomagnetik. Sesuatu yang yang berbeda dengan gelombang bunyi yang tergolong gelombang mekanik. Gelombang elekromagnetik dapat merambat dengan atau tanpa medium dan kecepatan rambatnyapun amat tinggi bila dibandingkan dengan gelombang bunyi. Gelombang elekromagnetik merambat dengan kecepatan 300.000 km/s. Kebenaran pendapat Maxwell tak terbantahkan ketika Hertz (1857-1894) berhasil membuktikan secara eksperimental yang disusun dengan penemuan-penemuan berbagai gelombang yang tergolong gelombang elekromagnetik seperti sinar x, sinar gamma, gelombang mikro RADAR dan sebagainya.
Dewasa ini pandangan bahwa cahaya merupakan gelombang elektomagnetik umum diterima oleh kalangan ilmuwan, walaupun hasil eksperimen Michelson dan Morley di tahun 1905 gagal membuktikan keberadaan eter seperti yang di sangkakan keberadaan oleh Huygen dan Maxwell.
Di sisi lain pendapat Newton tentang cahaya menjadi partikel tiba-tiba menjadi polpuler kembali setelah lebih dari 300 tahun tenggelam di bawah populeritas pendapat Huygens. Dua fisikawan pemenang hadiah Nobel Max Plack (1858-1947) dan Albert Einstein mengemukan teori mereka tentang foton
Berdasarkan hasil penelitian tentang sifat-sifat termodinamika radiasi benda hitam, Planck menyimpulkan bahwa cahaya di pancarkan dalam bentuk-bentuk partikel kecil yang disebut kuanta. Gagasan Planck ini kemudian berkembang menjadi teori baru dalam fisika yang disebut teori Kuantum. Dengan teori ini, Einstein berhasil menjelaskan peristiwa yang dikenal dengan nama efek foto listrik, yakni pemancaran elekton dari permukaan logam karena lagam tersebut di sinari cahaya.
Jadi dalam kondisi tertentu cahaya menunjukkan sifat sebagai gelombang dan dalam kondisi lain menunjukkan sifat sebagai partikel. Hal ini di sebut sebagai dualisme cahaya. Apa yang di ceritakan diatas akan anda pelajari lebih jauh dalam modul – modul pembelajaran fisika selanjutnya khususnya bila Anda mengambil jurusan IPA.
Optika geometrik
Cabang fisika yang mempelajari cahaya yang meliputi bagaimana terjadinya cahaya, bagaiamana perambatannya, bagaimana pengukurannya dan bagaimana sifat-sifat cahaya dikenal dengan nama Optika . Dari sini kita kemudian mengenal kata optik yang berkaitan dengan kacamata sebagai alat bantu penglihatan. Optika dibedakan atas optika geometri dan optika fisik .
Pada optika geometri – seperti telah dikatakan pada pendahuluan modul ini – dipelajari sifat-sifat cahaya dengan menggunakan alat-alat yang ukurannya relatif lebih besar dibandingkan dengan panjang gelombang cahaya. Sedangkan pada optika fisik cahaya dipelajari dengan menggunakan alat-alat yang ukurannya relatif sama atau lebih kecil dibanding panjang gelombang cahaya sendiri. Modul ini hanya membahas optika geometri sebab optika fisik baru akan dipelajari di kelas tiga jurusan IPA.
Berkas cahaya
Di kelas satu telah dijelaskan bahwa cahaya adalah gelombang, tepatnya gelombang elektromagnetik. Ciri utama dari gelombang adalah bahwa ia tak pernah diam, sebaliknya cahaya selalu bergerak. Benda-benda yang sangat panas seperti matahari dan filamen lampu listrik memancarkan cahaya mereka sendiri. Begitu juga cahaya lilin atau cahaya pada layar televisi yang dibangkitkan oleh tumbukan antara elektron berkecepatan tinggi dengan zat yang dapat berfluoresensi (berpendar) yang terdapat pada layar televisi. Mereka merupakan sumber cahaya. Benda seperti bulan bukanlah sumber cahaya, ia hanya memantulkan cahaya yang diterimanya dari matahari. Jadi selain dipancarkan cahaya dapat dipantulkan.
Cahaya merambat lurus seperti yang dapat kita lihat pada cahaya yang keluar dari sebuah lampu teater di ruangan yang gelap atau Laser yang melintasi asap atau debu. Oleh karenanya cahaya yang merambat digambarkan sebagai garis lurus berarah yang disebut sinar cahaya , sedangkan berkas cahaya terdiri dari beberapa garis berarah seperti pada Gambar 3. Berkas cahaya bisa paralel, divergen (menyebar) atau konvergen (mengumpul).
Hukum Pemantulan Cahaya
Pada saat sinar mendatangi permukaan cermin datar, cahaya akan dipantulkan seperti pada Gambar 7. Garis yang tegak lurus bidang pantul disebut garis normal . Pengukuran sudut datang dan sudut pantul dimulai dari garis ini. Sudut datang (i) adalah sudut yang dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar datang (2), sedangkan sudut pantul (r) adalah sudut yang dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar pantul (3).
Berdasarkan pengamatan dan pengukuran didapatkan bahwa:
1. sinar datang, sinar pantul dan garis normal terletak pada bidang yang sama; dan
2. besar sudut datang (i) sama dengan besar sudut pantul (r).
Dua pernyataan di atas dikenal sebagai hukum pemantulan cahaya .
Contoh:
Pada gambar di bawah sudut manakah yang merupakan sudut datang dan yang manakah sudut pantul?

Penyelesaian:
Garis (2) pada gambar di atas melukiskan sinar datang ke permukaan cermin sedangkan garis (1) adalah garis normal. Sudut datang adalah sudut yang dibentuk oleh sinar datang dan garis normal. Jadi sudut datang adalah c, sedangkan sudut pantul dibentuk oleh garis normal (1) dan sinar pantul (3) dan besarnya sama dengan sudut datang. Pada gambar sudut pantul adalah b.
Contoh lain dan uraian lebih mendalam tentang pemantulan cahaya ini akan dibahas pada kegiatan selanjutnya. Sekadar untuk mendapat gambaran awal tentang peristiwa pemantulan cahaya, uraian di atas dirasa cukup memadai.
Hal yang perlu Anda pahami adalah pertama, proses melihat pada manusia erat kaitannya dengan gejala pemantulan cahaya.
Kedua, ada dua jenis pantulan cahaya yaitu pemantulan baur dan pemantulan biasa. Pemantulan baur dihasilkan oleh permukaan pantul yang tidak rata (kasar), pemantulan baur memungkinkan kita melihat benda yang disinari dari berbagai arah, sementara pemantulan biasa menyebabkan terbentuknya bayangan benda yang hanya dapat dilihat pada arah tertentu saja. Pemantulan teratur terjadi pada permukaan yang rata seperti pada cermin.
Ketiga, pada peristiwa pemantulan biasa sinar datang, garis normal dan sinar pantul terletak pada satu bidang yang sama serta sudut datang sama dengan sudut pantul.
B. Hukum Snellius Pada Pembiasan
Seperti pada peristiwa pemantulan cahaya, pada pembiasan cahaya juga dijumpai hukum Snellius. Misalkan cahaya merambat dari medium 1 dengan kecepatan v1 dan sudut datang i menuju ke medium 2. Saat di medium 2 kecepatan cahaya berubah menjadi v2 dan cahaya dibiaskan dengan sudut bias r seperti diperlihatkan pada Gambar 1 di bawah.

Gambar 2. Muka gelombang pada peristiwa pembiasan.
Cahaya datang dengan sudut i dan dibiaskan dengan sudut r. Cepat rambat cahaya di medium 1 adalah v1 dan di medium 2 adalah v2. Waktu yang diperlukan cahaya untuk merambat dari B ke D sama dengan waktu yang dibutuhkan dari A ke E sehingga DE menjadi muka gelombang pada medium 2. Oleh karenanya
BD = v1 t
AE = v2 t
Dari gambar 2 juga kita dapatkan bahwa = i dan = r sehingga
Bila kita bagi sin i dengan sin r kita akan peroleh
Persamaan pembiasan cahaya
dengan
i = sudut datang
r = sudut bias
v1 = kecepatan cahaya sebelum dibiaskan
v2 = kecepatan cahaya setelah dibiaskan
Persamaan Hukum Pembiasan
dengan
i = sudut datang
r = sudut bias
n = indeks bias bahan
Persamaan di atas merupakan salah satu dari dua hukum pembiasan cahaya yang selengkapnya dapat dirumuskan sebagai berikut:
Hukum Pembiasan Cahaya
1.
2.
Sinar datang, sinar bias dan garis normal terletak pada satu bidang.
Perbandingan sinus sudut datang dan sinus sudut bias cahaya yang memasuki bidang batas dua medium yang berbeda selalu bernilai tetap (konstan).
Anda telah mempelajari bahwa indeks bias dibedakan atas indeks bias mutlak dan indeks bias relatif. Sekedar mengingatkan, di bawah ini dijelaskan kembali pengertian kedua indeks bias ini.
Indeks bias mutlak medium yaitu indeks bias medium saat berkas cahaya dari ruang hampa melewati medium tersebut. Indek bias mutlak suatu medium dituliskan nmedium. Indeks bias mutlak kaca dituliskan nkaca, indeks bias mutlak air dituliskan nair dan seterusnya.
Jadi, nilai tetap (konstan) pada penyataan kedua hukum pembiasan cahaya di atas adalah indeks bias relatif antara dua medium seperti diuraikan sebelumnya. Sedangkan yang dimaksud satu bidang pada pernyataan pertama dapat dijelaskan dengan melihat kembali gambar 2 di atas. Pada gambar tersebut tampak sinar datang, sinar bias dan garis normal berada pada satu bidang, yakni bidang batas. Cukup jelas, bukan?

FISIKA OPTIK

Untuk buku oleh Sir Isaac Newton, lihat Opticks.

Tabel Opticks, 1728 Cyclopaedia

Optika adalah cabang fisika yang menggambarkan perilaku dan sifat cahaya dan interaksi cahaya dengan materi. Optika menerangkan dan diwarnai oleh gejala optis. Kata optik berasal dari bahasa Latin ὀπτική, yang berarti tampilan.
Bidang optika biasanya menggambarkan sifat cahaya tampak, inframerah dan ultraviolet; tetapi karena cahaya adalah gelombang elektromagnetik, gejala yang sama juga terjadi di sinar-X, gelombang mikro, gelombang radio, dan bentuk lain dari radiasi elektromagnetik dan juga gejala serupa seperti pada sorotan partikel muatan (charged beam). Optik secara umum dapat dianggap sebagai bagian dari keelektromagnetan. Beberapa gejala optis bergantung pada sifat kuantum cahaya yang terkait dengan beberapa bidang optika hingga mekanika kuantum. Dalam prakteknya, kebanyakan dari gejala optis dapat dihitung dengan menggunakan sifat elektromagnetik dari cahaya, seperti yang dijelaskan oleh persamaan Maxwell.
Bidang optika memiliki identitas, masyarakat, dan konferensinya sendiri. Aspek keilmuannya sering disebut ilmu optik atau fisika optik. Ilmu optik terapan sering disebut rekayasa optik. Aplikasi dari rekayasa optik yang terkait khusus dengan sistem iluminasi (iluminasi) disebut rekayasa pencahayaan. Setiap disiplin cenderung sedikit berbeda dalam aplikasi, keterampilan teknis, fokus, dan afiliasi profesionalnya. Inovasi lebih baru dalam rekayasa optik sering dikategorikan sebagai fotonika atau optoelektronika. Batas-batas antara bidang ini dan "optik" sering tidak jelas, dan istilah yang digunakan berbeda di berbagai belahan dunia dan dalam berbagai bidang industri.
Karena aplikasi yang luas dari ilmu "cahaya" untuk aplikasi dunia nyata, bidang ilmu optika dan rekayasa optik cenderung sangat lintas disiplin. Ilmu optika merupakan bagian dari berbagai disiplin terkait termasuk elektro, fisika, psikologi, kedokteran (khususnya optalmologi dan optometri), dan lain-lain. Selain itu, penjelasan yang paling lengkap tentang perilaku optis, seperti dijelaskan dalam fisika, tidak selalu rumit untuk kebanyakan masalah, jadi model sederhana dapat digunakan. Model sederhana ini cukup untuk menjelaskan sebagian gejala optis serta mengabaikan perilaku yang tidak relevan dan / atau tidak terdeteksi pada suatu sistem.
Di ruang bebas suatu gelombang berjalan pada kecepatan c = 3×10⁸ meter/detik. Ketika memasuki medium tertentu (dielectric atau nonconducting) gelombang berjalan dengan suatu kecepatan v, yang mana adalah karakteristik dari bahan dan kurang dari besarnya kecepatan cahaya itu sendiri (c). Perbandingan kecepatan cahaya di dalam ruang hampa dengan kecepatan cahaya di medium adalah indeks bias n bahan sebagai berikut : n = ^c⁄_v

Daftar isi [sembunyikan] 1 Optika klasik 1.1 Topik yang berkaitan dengan optik klasik 2 Optik modern 2.1 Topik yang berkaitan dengan optik modern 3 Optik sehari-hari 4 Bidang optik lain 5 Lihat pula 5.1 Masyarakat 6 Referensi 7 Pranala luar 7.1 Buku teks dan tutorial 7.2 Masyarakat 7.3 Publikasi

Optika klasik

Sebelum optika kuantum menjadi penting, asarnya terdiri dari aplikasi elektromagnetik klasik dan pendekatan frekuensi tinggi untuk cahaya. Optik klasik terbagi menjadi dua cabang utama: optika geometris dan optika fisis.
Optika geometris, atau optika sinar, menjelaskan propagasi cahaya dalam bentuk "sinar". Sinar dibelokkan di antarmuka antara dua medium yang berbeda, dan dapat berbentuk kurva di dalam medium yang mana indeks-refraksinya merupakan fungsi dari posisi. "Sinar" dalam optik geometris merupakan objek abstrak, atau "instrumen", yang sejajar dengan muka gelombang dari gelombang optis sebenarnya. Optik geometris menyediakan aturan untuk penyebaran sinar ini melalui sistem optis, yang menunjukkan bagaimana sebenarnya muka gelombang akan menyebar. Ini adalah penyederhanaan optik yang signifikan, dan gagal untuk memperhitungkan banyak efek optis penting seperti difraksi dan polarisasi. Namun hal ini merupakan pendekatan yang baik, jika panjang gelombang cahaya tersebut sangat kecil dibandingkan dengan ukuran struktur yang berinteraksi dengannya. Optik geometris dapat digunakan untuk menjelaskan aspek geometris dari penggambaran cahaya (imaging), termasuk aberasi optis.
Optika geometris sering disederhanakan lebih lanjut oleh pendekatan paraksial, atau "pendekatan sudut kecil." Perilaku matematika yang kemudian menjadi linear, memungkinkan komponen dan sistem optis dijelaskan dalam bentuk matrik sederhana. Ini mengarah kepada teknik optik Gauss dan penelusuran sinar paraksial, yang digunakan untui order pertama dari sistem optis, misalnya memperkirakan posisi dan magnifikasi dari gambar dan objek. Propagasi sorotan Gauss merupakan perluasan dari optik paraksial yang menyediakan model lebih akurat dari radiasi koheren seperti sorotan laser. Walaupun masih menggunakan pendekatan paraksial, teknik ini memperhitungkan difraksi, dan memungkinkan perhitungan pembesaran sinar laser yang sebanding dengan jarak, serta ukuran minimum sorotan yang dapat terfokus. Propagasi sorotan Gauss menjembatani kesenjangan antara optik geometris dan fisik.
Optika fisis atau optika gelombang membentuk prinsip Huygens dan memodelkan propagasi dari muka gelombang kompleks melalui sistem optis, termasuk amplitudo dan fasa dari gelombang. Teknik ini, yang biasanya diterapkan secara numerik pada komputer, dapat menghitung efek difraksi, interferensi, polarisasi, serta efek kompleks lain. Akan tetapi pada umumnya aproksimasi masih digunakan, sehingga tidak secara lengkap memodelkan teori gelombang elektromagnetik dari propagasi cahaya. Model lengkap tersebut jauh lebih menuntut komputasi, akan tetapi dapat digunakan untuk memecahkan permasalahan kecil yang memerlukan pemecahan lebih akurat.

Topik yang berkaitan dengan optik klasik

Bilangan Abbe Aberasi Cahaya Difraksi Difraksi kisi-kisi Dispersi Distorsi Fabrikasi dan pengujian (komponen optis) Hukum Snellius Koherensi Persamaan Fresnel Prinsip Fermat Prinsip Huygens Optik Fourier Optik geometris dari: Lensa Cermin Instrumen optis Prisma

Optik indeks gradasi Sejarah optik Interferometri Desain lensa optis Resolusi optis Fotografi (ilmu) Polarisasi Sinar Penelusuran sinar Pemantulan Pembiasan Penyebaran Spektrum Gelombang

Animasi konsep dispersi cahaya pada prisma.

HUKUM NEWTON PADA BIDANG DATAR DAN MIRING

Hukum-hukum Newton yang telah kita pelajari sebelumnya dapat digunakan untuk memecahkan berbagai persoalan mekanika. Sebagai contoh, kita dapat menentukan percepatan gerak sebuah benda dengan mengetahui gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut. Atau sebaliknya, kita juga bisa menentukan gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda yang bergerak, apabila diketahui percepatannya. Nah, pada kesempatan ini kita akan mempelajari lebih jauh penerapan Hukum Newton bidang datar dan bidang miring, terutama berkaitan dengan benda-benda yang bergerak akibat adanya gaya tetap yang bekerja padanya. Met belajar ya, semoga setelah belajar pembahasan ini, dirimu dapat menyelesaikan berbagai persoalan mekanika menggunakan Hukum Newton….

Mari kita mulai dengan persoalan mekanika yang sangat sederhana

Catatan :

Dengan berpedoman pada koordinat x dan y, kita tetapkan arah ke kanan dan ke atas sebagai arah positif sedangkan ke bawah dan ke kiri sebagai arah negatif.

Benda yang diletakan pada bidang datar dan ditarik dengan gaya konstan

Permukaan bidang datar sangat licin (gesekan nol)

Pada gambar a, benda di tarik ke kanan dengan konstan F yang sejajar horisontal, sedangkan pada gambar b, benda ditarik ke kanan dengan gaya konstan F yang membentuk sudut terhadap horisontal. Apakah pada benda hanya bekerja gaya tarik F ? mari kita tinjau gaya-gaya yang bekerja pada benda di atas….

Karena permukaan bidang datar sangat licin, maka kita mengandaikan gaya gesekan nol. Dalam kenyataannya gaya gesek tidak pernah bernilai nol. Ini hanya model ideal. Selain gaya tarik F yang arahnya ke kanan, pada benda juga bekerja gaya berat (w) dan gaya normal (N). Pasangan gaya berat w dan gaya normal N bukan pasangan gaya aksi-reaksi. Ingat bahwa gaya aksi-reaksi bekerja pada benda yang berbeda, sedangkan kedua gaya di atas (Gaya berat dan Gaya Normal) bekerja pada benda yang sama. Disebut gaya normal karena arah gaya tersebut tegak lurus bidang di mana benda berada… besar gaya normal sama dengan gaya berat (N = w). Karena gaya normal (N) dan gaya berat (w) memiliki gaya berat yang sama dan arahnya berlawanan maka kedua gaya tersebut saling menghilangkan…. Pada gambar a, benda bergerak karena adanya gaya tarik (F), sedangkan pada gambar b, benda bergerak karena komponen gaya tarik pada arah horisontal (F_x).

Gambar a

Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :

Gambar b

Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :

Permukaan bidang datar kasar (ada gaya gesekan)

Sekarang mari kita tinjau benda yang diletakan pada bidang datar yang kasar… Selain ketiga gaya seperti yang telah diuraikan di atas, pada benda juga bekerja gaya gesekan (F_g).

Gambar a

Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :

Gambar b

Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :

Gaya gesekan yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan, ketika benda tersebut belum bergerak disebut gaya gesek statik (lambangnya f_s). Gaya gesek statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak. Ketika benda telah bergerak, gaya gesekan antara dua permukaan biasanya berkurang sehingga diperlukan gaya yang lebih kecil agar benda bergerak dengan laju tetap. Ketika benda telah bergerak, gaya gesekan masih bekerja pada permukaan benda yang bersentuhan tersebut. Gaya gesekan yang bekerja ketika benda bergerak disebut gaya gesekan kinetik (lambangnya f_k) (kinetik berasal dari bahasa yunani yang berarti “bergerak”). Ketika sebuah benda bergerak pada permukaan benda lain, gaya gesekan bekerja berlawanan arah terhadap kecepatan benda.

Permukaan bidang miring sangat licin (gesekan nol)

Terdapat tiga kondisi yang berbeda, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah. Pada gambar a, benda meluncur pada bidang miring yang licin (gaya gesekan = 0) tanpa ada gaya tarik. Jadi benda bergerak akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Pada gambar b, benda meluncur pada bidang miring yang licin (gaya gesekan = 0) akibat adanya gaya tarik (F) dan komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Pada gambar c, benda bergerak akibat adanya komponen gaya tarik yang sejajar permukaan bidang miring (F cos teta) dan komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Sekarang mari kita tinjau satu persatu…..

Benda bergerak akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring….

Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y (vertikal) adalah :

Pada gambar ini (gambar b), benda bergerak akibat adanya gaya tarik F dan komponen gaya berat (w sin teta) yang sejajar permukaan bidang miring.

Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :

Pada gambar ini (gambar c), benda bergerak akibat adanya komponen gaya tarik F yang sejajar permukaan bidang miring (F cos teta) dan komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring ((w sin teta).

Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :

Permukaan bidang miring kasar (ada gaya gesekan)

Pertama, benda bergerak pada bidang miring akibat adanya komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Karena permukaan bidang miring kasar, maka terdapat gaya gesekan yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan benda….

Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :

Kedua, benda bergerak pada bidang miring akibat adanya gaya tarik (F) dan komponen gaya berat yang sejajar permukaan bidang miring (w sin teta), sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Karena permukaan bidang miring kasar, maka terdapat gaya gesekan (f_g) yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan benda….

Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :

Ketiga, benda bergerak akibat adanya komponen gaya tarik yang sejajar permukaan bidang miring (F cos teta) dan komponen gaya berat yang sejajar bidang miring (w sin teta). Karena permukaan bidang miring kasar, maka terdapat gaya gesekan (f_g) yang arahnya berlawanan dengan arah gerakan benda….

Berdasarkan hukum II Newton, percepatan gerak benda adalah :

Komponen gaya yang bekerja pada sumbu y adalah :

Jangan dihafal ! dipahami saja, khususnya mengenai komponen gaya yang bekerja pada benda… Kalo dirimu hafal, ntar cepat bingung kalo gambarnya gurumuda balik… Kalo ga ngerti, silahkan bertanya melalui kolom komentar di bawah….