KEMAGNETAN ( IPA KELAS IX )

Pada era teknologi yang serba modern ini magnet memegang peranan  yang  sangat  penting.  Dari pengembangan  sains,  telah berhasil membuat alat transportasi yang menggunakan magnet yang disebut kereta  api  monorel.  Berbagai  alat  menggunakan  magnet seperti  alat-alat  rumah  tangga  dan  alat-alat komunikasi.  Apakah sebenarnya  magnet  itu?  Bagaimanakah  prinsip  kerja  alat-alat  itu berdasarkan kemagnetan?

KEMAGNETAN BAHAN

Kita   dapat   menggolongkan   benda   berdasarkan   sifatnya. Pernahkah kamu melihat benda yang dapat menarik benda logam lain? Kemampuan suatu benda menarik benda lain yang berada di dekatnya   disebut  kemagnetan.   Berdasarkan   kemampuan   benda menarik benda lain dibedakan menjadi dua, yaitu benda magnet dan benda  bukan  magnet.  Namun,  tidak  semua  benda  yang  berada  di dekat magnet dapat ditarik. Benda yang dapat ditarik magnet disebut benda  magnetik.  Benda  yang  tidak  dapat  ditarik  magnet disebut benda nonmagnetik.

Benda yang dapat ditarik magnet ada yang dapat ditarik kuat, dan   ada   yang   ditarik   secara   lemah.  Oleh   karena   itu,   benda dikelompokkan  menjadi  tiga,  yaitu  benda  feromagnetik,  benda paramagnetik, dan benda diamagnetik. Benda yang ditarik kuat oleh magnet  disebut  benda  feromagnetik.  Contohnya  besi,  baja,  nikel, dan kobalt. Benda yang ditarik lemah oleh magnet disebut benda paramagnetik. Contohnya platina, tembaga, dan garam. Benda yang ditolak  oleh  magnet  dengan  lemah  disebut  benda  diamagnetik. Contohnya timah, aluminium, emas, dan bismuth.

Benda-benda magnetik yang bukan magnet dapat dijadikan magnet.  Benda  itu  ada  yang  mudah  dan  ada  yang  sulit  dijadikan magnet.  Baja  sulit  untuk  dibuat  magnet,  tetapi  setelah  menjadi magnet sifat kemagnetannya tidak mudah hilang. Oleh karena  itu, baja digunakan untuk membuat magnet tetap (magnet permanen). Besi mudah untuk dibuat magnet, tetapi jika setelah menjadi magnet  sifat  kemagnetannya  mudah  hilang.  Oleh  karena  itu,  besi digunakan untuk membuat magnet sementara.  

Setiap benda magnetik pada dasarnya terdiri magnet-magnet kecil yang disebut magnet elementer. Cobalah mengingat kembali teori partikel zat di kelas VII. rinsip membuat magnet adalah mengubah susunan magnet elementer yang tidak beraturan menjadi searah dan teratur. Ada tiga cara membuat magnet, yaitu menggosok, induksi, dan arus listrik.

 

 

 

Besi  yang  semula  tidak  bersifat  magnet,  dapat  dijadikan magnet. Caranya besi digosok dengan salah satu ujung magnet tetap. Arah gosokan dibuat searah agar magnet elementer yang terdapat pada  besi  letaknya  menjadi   teratur  dan  mengarah  ke  satu  arah.

2.   Membuat Magnet dengan Cara Induksi

Besi  dan  baja  dapat  dijadikan  magnet  dengan  cara  induksi magnet.  Besi  dan  baja  diletakkan  di
dekat  magnet  tetap.  Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan terpengaruh atau terinduksi
magnet  tetap  yang  menyebabkan  letaknya   teratur  dan mengarah ke satu arah. Besi atau  baja akan menjadi magnet sehingga dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya.

 Ujung  besi  yang  berdekatan  dengan  kutub  magnet  batang, akan terbentuk kutub yang selalu berlawanan
dengan kutub magnet penginduksi. Apabila kutub utara magnet batang berdekatan dengan ujung A besi, maka ujung A besi menjadi kutub selatan dan ujung B besi  menjadi kutub utara atau sebaliknya.

3.   Membuat Magnet dengan Cara Arus Listrik

Selain  dengan  cara  induksi,  besi  dan  baja  dapat  dijadikan magnet dengan arus listrik. Besi dan baja dililiti kawat yang dihu- bungkan dengan baterai. Magnet elementer yang terdapat pada besi dan baja akan
terpengaruh aliran arus searah (DC) yang dihasilkan baterai.
Hal ini menyebabkan magnet elementer letaknya teratur dan mengarah  ke  satu  arah.  Besi  atau  baja  akan menjadi  magnet  dan dapat menarik serbuk besi yang berada di dekatnya. Magnet yang demikian disebut magnet listrik atau elektromagnet.

Besi yang berujung A dan B dililiti kawat berarus listrik. Kutub magnet yang terbentuk bergantung pada arah arus ujung kumparan. Jika  arah  arus  berlawanan  jarum  jam  maka  ujung  besi  tersebut menjadi kutub utara. Sebaliknya, jika arah arus searah putaran jarum jam  maka  ujung  besi  tersebut  terbentuk  kutub selatan.  Dengan demikian, ujung A kutub utara dan B kutub selatan atau sebaliknya.

dihubungkan pada kedua kutubnya. Kita  sudah  mengetahui  benda  magnetik  dapat  dijadikan magnet. Sebaliknya magnet juga dapat dihilangkan kemagnetannya. Bagaimana  caranya?  Sebuah  magnet  akan  hilang  sifat  kemagnetannya jika magnet dipanaskan, dipukul-pukul, dan dialiri arus listrik bolak-balik.  Magnet  yang  mengalami  pemanasan  dan  pemukulan akan   menyebabkan   perubahan   susunan   magnet   elementernya. Akibat pemanasan dan pemukulan magnet elementer menjadi tidak teratur dan tidak searah. Penggunaan arus AC menyebabkan arah arus  listrik  yang  selalu  berubah-ubah.  Perubahan  arah  arus  listrik memengaruhi letak dan arah magnet elementer. Apabila letak dan arah magnet elementer berubah, sifat kemagnetannya hilang. 

Setelah  kita  dapat  membuat  magnet  tentu  saja  ingin  menyimpannya. Agar sifat kemagnetan sebuah magnet dapat tahan lama, maka dalam menyimpan magnet diperlukan angker (sepotong besi) yang dipasang pada kutub magnet. Pemasangan angker bertu- juan untuk mengarahkan magnet elementer hingga membentuk rantai tertutup. Untuk menyimpan dua buah magnet batang  diperlukan dua  angker yang dihubungkan dengan dua kutub magnet yang berlawanan.  Jika berupa magnet U untuk menyimpan diperlukan satu angker yang

Latihan !

1.   Apakah yang terjadi pada besi dan baja apabila  arah  gosokan  ujung  magnet tetap arahnya bolak-balik ?

2.   Mengapa   jika   kaca   digosok   dengan magnet  tetap,  berapapun  lamanya   gosokan kaca tidak dapat menjadi magnet?

3.   Mengapa  magnet  yang  dibakar  akan hilang sifat kemagnetannya?

 

KUTUB MAGNET

Di awal bab ini kamu sudah mengenal istilah kutub magnet. Selanjutnya di bagian ini kamu akan lebih memperdalam sifat-sifat kutub magnet. Jika magnet batang ditaburi serbuk besi atau paku- paku kecil, sebagian besar serbuk besi maupun paku akan melekat pada kedua ujung magnet. Bagian kedua ujung magnet akan lebih banyak serbuk besi atau paku yang menempel daripada di bagian tengahnya. Hal itu menunjukkan bahwa gaya tarik magnet paling kuat  terletak  pada  ujung-ujungnya.  Ujung  magnet  yang  memiliki gaya  tarik  paling  kuat  itulah  yang  disebut  kutub  magnet.  Bagai- manakah menentukan jenis kutub magnet? Sebuah magnet batang yang tergantung bebas dalam keadaan setimbang,  ujung-ujungnya  akan  menunjuk  arah  utara  dan  arah selatan bumi. Ujung magnet yang menunjuk arah utara bumi disebut kutub utara magnet. Sebaliknya, ujung magnet yang menunjuk arah selatan bumi disebut kutub selatan magnet. Setiap  magnet  memiliki  dua  kutub,  yaitu  kutub  utara  dan kutub selatan.  

Alat yang digunakan untuk menunjukkan arah utara bumi atau geografis disebut kompas. Kompas merupakan magnet jarum yang dapat bergerak bebas pada sebuah poros. Pada keadaan setimbang salahsatu ujung magnet jarum menunjuk arah utara dan ujung lainnya menunjuk arah selatan. Kamu  sudah mengetahui  bahwa  magnet  mempunyai  dua kutub,  yaitu  kutub  utara  dan  kutub  selatan.  Apabila  dua kutub magnet didekatkan akan saling mengadakan interaksi. Jenis interaksi bergantung jenis-jenis kutub yang berdekatan.  Apakah yang terjadi jika  kutub  utara  sebuah  magnet    didekatkan  dengan  kutub utara magnet lain? Atau sebaliknya, apakah yang terjadi jika kutub utara sebuah magnet  didekatkan dengan kutub selatan  magnet lain?

 

Untuk mengetahui interaksi antarkutub dua magnet, cobalah melakukan   kegiatan   berikut   secara  berkelompok.   Sebelumnya, bentuklah  satu  kelompok  yang  terdiri  4  siswa;  2  laki-laki  dan  2 perempuan.

Tujuan: Mengetahui interaksi antarkutub

Alat dan Bahan:

-   Magnet batang alnico

-   Benang

-   Spidol

-   Statif

- benang

- magnet

- magnet kertas

Cara Kerja:

1.  Ikatlah  sebuah  magnet  batang  di  tengah-tengahnya  dan gantungkan pada statif.

2. Setelah dalam keadaan seimbang, dekati kutub magnet dengan kutub sejenis magnet yang lain.

3.  Amatilah keadaan magnet.

4.  Ulangi  cara  kerja  nomor  2-3,  tetapi  menggunakan  kutub magnet yang berlawanan jenis.

Pertanyaan:

1.  Apa  yang  terjadi  jika  dua  kutub  sejenis  berinteraksi  atau berdekatan?

2.  Apa yang terjadi jika dua kutub berlawanan jenis berinteraksi?

3.  Nyatakan kesimpulan kelompokmu di buku kerjamu.

Kamu  sudah  melakukan  kegiatan  berupa  menginteraksikan dua magnet; jika kutubnya senama akan saling menolak tetapi jika kutubnya  berbeda  akan  saling  menarik.  Pada  saat  dua  magnet terpisah jarak yang jauh, belum terasa adanya gaya tarik atau gaya tolak. Makin dekat kedua magnet, makin terasa kuat gaya tarik atau gaya tolaknya.

Jika di sekitar magnet batang diletakkan benda-benda mag- netik, benda-benda itu akan ditarik oleh magnet. Makin dekat dengan magnet, gaya tarik yang dialami benda makin kuat. Makin jauh dari magnet makin kecil gaya tarik yang dialami benda. Ruang di sekitar magnet  yang  masih  terdapat  pengaruh  gaya  tarik  magnet disebut medan magnet. Pada tempat tertentu benda tidak mendapat penga- ruh gaya tarik magnet. Benda yang demikian dikatakan berada di luar medan  magnet.  Medan  magnet  tidak  dapat  dilihat  dengan  mata. Namun, keberadaan dan polanya dapat ditunjukkan.  

Garis-garis  yang  menggambarkan  pola  medan  magnet  di- sebut  garis-garis  gaya  magnet. Garis-garis  gaya  magnet  tidak pernah  berpotongan  satu  sama  lainnya.  Garis-garis  gaya  magnet keluar dari kutub utara, masuk (menuju) ke kutub selatan. Makin banyak  jumlah  garis-garis  gaya magnet  makin  besar  kuat  medan magnet yang dihasilkan. Apapun bentuknya sebuah magnet memiliki medan magnet yang digambar berupa garis lengkung.

Dua kutub magnet yang tidak sejenis saling berdekatan pola medan  magnetnya  juga  berupa  garis  lengkung yang  keluar  dari kutub utara magnet menuju kutub selatan magnet. Bagaimanakah kerapatan pola medan magnet dua kutub magnet yang makin berdekatan?

Pada  dua  kutub  magnet  yang  tak  sejenis,  garis-garis  gaya magnetnya  keluar  dari  kutub  utara  dan masuk  ke  kutub  selatan magnet lain. Itulah sebabnya dua kutub magnet yang tidak sejenis saling tarik-menarik.

Pada dua kutub magnet yang sejenis, garis-garis gaya magnet yang  keluar  dari  kutub  utara  masing-masing  enderung  saling menolak. Mengapa? Karena arah garis gaya berlawanan, terjadilah tolak-menolak  antara   garis-garis  gaya  yang  keluar  kedua  kutub utara magnet. Hal itulah yang menyebabkan dua kutub yang sejenis saling menolak.

Latihan

1.   Apakah  perbedaan  antara  kutub  utara dan kutub selatan sebuah magnet?

2.   Sebutkan  dua  sifat-sifat  kutub  magnet yang saling berdekatan.

3.   Apakah yang dimaksud medan magnet?

4.   Bagaimanakah  pengaruh  jumlah  garis gaya  magnet  terhadap  kekuatan  magnet?

KEMAGNETAN BUMI

1.   Bumi Sebagai Magnet

Kamu   sudah   mengetahui   sebuah   magnet   batang   yang tergantung  bebas  akan  menunjuk  arah tertentu.  Pada  bagian  ini, kamu akan mengetahui mengapa magnet bersikap seperti itu. Pada umumnya  sebuah   magnet   terbuat   dari   bahan   besi   dan   nikel. Keduanya memiliki sifat kemagnetan karena tersusun oleh magnet- magnet  elementer.  Batuan-batuan  pembentuk  bumi  juga  mengan- dung  magnet elementer.  Bumi  dipandang  sebagai  sebuah  magnet batang yang besar yang membujur dari utara ke selatan bumi. Mag- net bumi memiliki dua kutub, yaitu kutub utara dan selatan. Kutub utara magnet bumi terletak di sekitar kutub selatan bumi. Adapun kutub  selatan  magnet  bumi  terletak  di  sekitar  kutub  utara  bumi. Magnet  bumi  memiliki  medan  magnet  yang  dapat  memengaruhi jarum kompas dan magnet batang yang tergantung bebas.  

Medan magnet bumi digambarkan dengan garis-garis leng- kung yang berasal dari kutub selatan         bumimenuju kutub utara bumi. Magnet  bumi  tidak  tepat  menunjuk  arah  utara-selatan  geografis.    Penyimpangan magnet bumi ini akan menghasilkan garis-garis gaya magnet  bumi  yang  menyimpang    terhadap  arah  utara-selatan  geografis. Adakah pengaruh penyimpangan magnet bumi terhadap jarum kompas?

2.   Deklinasi  dan  Inklinasi

Ambillah sebuah  kompas dan letakkan di atas meja dengan penunjuk  utara (N) tepat menunjuk arah utara. Amatilah kutub utara jarum kompas. Apakah kutub utara jarum kompas tepat menunjuk arah utara (N)? Berapakah sudut yang dibentuk antara kutub utara jarum kompas dengan arah utara (N)?

Jika kita perhatikan kutub utara jarum kompas dalam keadaan setimbang tidak tepat menunjuk arah utara dengan tepat.  Penyim- pangan jarum kompas itu terjadi karena letak kutub-kutub magnet bumi tidak tepat berada di kutub-kutub bumi, tetapi menyimpang terhadap letak kutub bumi. Hal ini menyebabkan   garis-garis gaya magnet bumi mengalami penyimpangan terhadap arah utara-selatan bumi.  Akibatnya  penyimpangan  kutub  utara  jarum  kompas  akan membentuk sudut terhadap arah utara-selatan bumi (geografis). Sudut  yang  dibentuk  oleh  kutub  utara  jarum  kompas  dengan  arah utara-selatan geografis disebut deklinasi (Gambar 11.15). Pernahkah kamu memerhatikan mengapa kedudukan jarum kompas tidak mendatar. Penyimpangan jarum kompas  itu terjadi ka- rena garis-garis gaya magnet bumi tidak sejajar dengan permukaan bumi (bidang horizontal). Akibatnya, kutub utara jarum kompas me- nyimpang naik atau turun terhadap permukaan bumi. Penyimpangan kutub utara jarum kompas akan membentuk sudut terhadap bidang datar permukaan bumi. Sudut yang dibentuk oleh kutub utara jarum kompas dengan bidang datar disebut inklinasi (Gambar 11.16). Alat yang digunakan untuk menentukan besar inklinasi disebut inklinator.

MEDAN MAGNET DI SEKITAR ARUS LISTRIK

Tujuan belajarmu adalah dapat:

menjelaskan sifat medan magnet di sekitar kawat berarus listrik.

Arah  penyimpangan magnet   jarum   kompas ketika  berada  di  sekitar arus listrik dapat diterang- kan sebagai berikut.

Anggaplah arus listrik terletak  di  antara  telapak tangan kanan dan magnet jarum  kompas.  Jika  arus listrik   searah   dengan keempat  jari,  kutub  utara magnet  jarum  akan  me- nyimpang  sesuai  ibu  jari. Cara penentuan arah sim- pangan magnet jarum kom- pas  demikian  disebutkai- dah telapak tangan kanan.

Medan  magnet  di  sekitar  kawat  berarus  listrik  ditemukan secara tidak sengaja oleh  Hans Christian Oersted (1770-1851), ke- tika akan memberikan kuliah bagi mahasiswa. Oersted menemukan bahwa di sekitar kawat berarus listrik magnet jarum kompas akan bergerak (menyimpang). Penyimpangan magnet jarum kompas akan makin  besar  jika  kuat  arus  listrik  yang  mengalir  melalui  kawat diperbesar. Arah penyimpangan jarum kompas bergantung arah arus listrik yang mengalir dalam kawat.

Gejala itu terjadi jika kawat dialiri arus listrik. Jika kawat tidak dialiri arus listrik, medan magnet tidak terjadi sehingga magnet jarum kompas tidak bereaksi.

Perubahan   arah   arus   listrik   ternyata   juga   memengaruhi perubahan  arah  penyimpangan  jarum  kompas.  Perubahan  jarum kompas menunjukkan perubahan arah medan magnet.

Bagaimanakah  menentukan  arah  medan  magnet  di  sekitar penghantar berarus listrik?

Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub selatan menuju kutub utara, kutub utara jarum kompas menyimpang berlawanan dengan arah putaran jarum jam.

Jika arah arus listrik mengalir sejajar dengan jarum kompas dari kutub utara menuju kutub selatan, kutub utara jarum kompas menyimpang searah dengan arah putaran jarum jam.

1.   Pola Medan Magnet di Sekitar Arus Listrik

Gejala  penyimpangan  magnet  jarum  di  sekitar  arus  listrik membuktikan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet.

Arah medan magnet yang ditimbulkan arus listrik dapat diterangkan melalui aturan atau kaidah berikut. Anggaplah suatu peng- hantar berarus listrik digenggam tangan kanan. Perhatikan Gambar

11.18. Jika arus listrik searah ibu jari, arah medan magnet yang timbul searah keempat jari yang menggenggam. Kaidah yang demikian disebut kaidah tangan kanan menggenggam.
Tugas Individu !

Rancanglah suatu kegiatan untuk membuktikan adanya medan magnet  di  sekitar  penghantar  berarus  listrik. Peralatan  yang  tersedia antara lain serbuk besi, penghantar, kertas, dan baterai. Gambarlah sketsa model kegiatanmu.

2.   Solenoida

Pada  uraian  sebelumnya  kamu  sudah  mempelajari  medan magnet yang timbul  

pada penghantar lurus. Bagaimana jika peng- hantarnya  melingkar  dengan  jumlah  banyak?  Sebuah penghantar melingkar jika dialiri arus listrik akan menghasilkan medan listrik seperti Gambar 11.19. Penghantar  melingkar  yang  berbentuk  kumparan  panjang disebut solenoida. Medan magnet yang ditimbulkan oleh solenoida akan lebih besar daripada yang ditimbulkan oleh sebuah penghantar melingkar, apalagi  oleh  sebuah  penghantar  lurus.  Tahukah  kamu mengapa demikian?

Jika  solenoida  dialiri  arus  listrik  maka  akan  menghasilkan medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan solenoida berarus listrik bergantung pada kuat arus listrik dan banyaknya kumparan. Garis-garis gaya magnet pada solenoida merupakan gabungan dari garis-garis gaya magnet dari kawat melingkar. Gabungan itu akan menghasilkan  medan  magnet  yang  sama  dengan  medan  magnet sebuah   magnet   batang   yang  panjang.   Kumparan   seolah-olah mempunyai  dua  kutub,  yaitu  ujung  yang  satu  merupakan  kutub utara dan  ujung  kumparan  yang  lain  merupakan  kutub  selatan.

Latihan !

1.   Apakah   pengaruh   arah   arus   listrik terhadap arah medan magnet?

2.   Bagaimanakah pola medan magnet dari kawat berarus listrik?

3.   Di manakah titik yang memiliki medan magnet  paling  kuat    pada  kawat  me lingkar berarus listrik?

4.   Tentukan letak kutub utara dan selatan

ELEKTROMAGNET

Tujuan belajarmu adalah dapat:

menjelaskan  cara  kerja elektromagnet dan penerapannya dalam bebera- pa teknologi.

Masih ingatkah kamu cara membuat magnet menggunakan arus listrik? Di bagian ini kamu akan lebih mendalami tentang magnet listrik   tersebut.   Magnet   listrik   atau   elektromagnet   sangat   erat hubungannya dengan solenoida.

Medan magnet yang dihasilkan oleh solenoida berarus listrik tidak terlalu kuat. Agar medan magnet yang dihasilkan solenoida berarus listrik bertambah kuat, maka di dalamnya harus dimasukkan inti besi lunak. Besi lunak merupakan besi yang tidak dapat dibuat menjadi magnet tetap. Solenoida berarus listrik dan dilengkapi de- ngan besi lunak itulah yang dikenal sebagai elektromagnet.

1.   Faktor  yang  Memengaruhi  Kekuatan  Elektromagnet

Apakah  yang  memengaruhi  besar  medan  magnet  yang  dihasilkan elektromagnet? Sebuah elektromagnet terdiri atas tiga unsur penting, yaitu jumlah lilitan, kuat arus, dan inti besi.

Makin banyak lilitan dan makin besar arus listrik yang mengalir, makin besar medan magnet yang dihasilkan. Selain itu medan magnet yang dihasilkan elektromagnet juga tergantung pada inti besi yang digunakan. Makin besar (panjang) inti besi yang berada dalam solenoida,  makin  besar  medan  magnet  yang  dihasilkan  elektromagnet. Jadi kemagnetan sebuah elektromagnet bergantung   besar kuat  arus  yang  mengalir,  jumlah  lilitan,  dan  besar  inti  besi  yang digunakan.

Elektromagnet menghasilkan medan magnet yang sama dengan medan magnet sebuah magnet batang yang panjang. Elektromagnet juga mempunyai dua kutub yaitu ujung yang satu merupakan kutub utara dan ujung kumparan yang lain merupakan kutub selatan.

Dibandingkan magnet biasa, elektromagnet banyak mempu- nyai  keunggulan.  Karena  itulah  elektromagnet  banyak  digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa keunggulan elektromagnet antara lain sebagai berikut.

a.    Kemagnetannya dapat diubah-ubah dari mulai yang kecil sampai yang besar dengan cara mengubah salah satu atau ketiga dari kuat arus listrik, jumlah lilitan dan ukuran inti besi.

b.   Sifat kemagnetannya mudah ditimbulkan dan dihilangkan dengan  cara  memutus  dan  menghubungkan  arus  listrik  meng- gunakan sakelar.

c .   Dapat dibuat berbagai bentuk dan ukuran sesuai dengan kebutuhan yang dikehendaki.

d.   Letak kutubnya dapat diubah-ubah dengan cara mengubah arah arus listrik.

Kekuatan elektromagnet akan bertambah, jika:

a.  arus yang melalui kumparan bertambah,

b.  jumlah  lilitan  diperbanyak,

c.  memperbesar/memperpanjang inti besi.

Latihan

1.   Apakah yang dimaksud elektromagnet?

2.   Sebutkan tiga cara memperbesar medan magnet yang dihasilkan elektromagnet.

2.   Kegunaan  Elektromagnet

Beberapa  peralatan  sehari-hari  yang  menggunakan  elektromagnet antara lain seperti berikut.

a.   Bel  listrik

Bel listrik terdiri atas dua elektromagnet dengan setiap solenoida  dililitkan  pada  arah  yang  berlawanan  (perhatikan  Gambar11.21).  

Apabila sakelar ditekan, arus listrik akan mengalir melalui solenoida. Teras besi akan menjadi magdan menarik  kepingan besi lentur dan pengetuk akan memukul bel (lonceng) menghasilkan bunyi. Tarikan kepingan besi lentur oleh elektromagnet akan me- misahkan titik sentuh dan sekrup pengatur yang berfungsi sebagai interuptor.  Arus  listrik  akan  putus  dan  teras  besi  hilang  kemag- netannya. Kepingan besi lentur akan kembali ke kedudukan semula. Teras besi akan menjadi magnet dan menarik kepingan besi lentur dan  pengetuk  akan  memukul  bel  (lonceng)  menghasilkan  bunyi kembali. Proses ini berulang-ulang sangat cepat dan bunyi lonceng terus terdengar.

b.   Relai

Relai berfungsi sebagai sakelar untuk menghubungkan atau memutuskan  arus  listrik  yang  besar  pada  rangkaian  lain  dengan menggunakan arus listrik yang kecil. Ketika sakelar  S ditutup arus listrik  kecil  mengalir  pada  kumparan.  Teras  besi  akan  menjadi magnet  (elektromagnet)  dan  menarik  kepingan  besi  lentur.  Titik sentuh  C  akan  tertutup,  menyebabkan  rangkaian  lain  yang  mem- bawa arus besar akan tersambung. Apabila sakelar S dibuka, teras besi hilang kemagnetannya, keping besi lentur kembali ke kedudukan semula. Titik sentuh C terbuka dan rangkaian listrik lain terputus.

c.    Telepon

Telepon   terdiri   dari   dua   bagian   yaitu   bagian   pengirim (mikrofon)  dan  bagian  penerima  (telepon).  Prinsip  kerja  bagian mikrofon  adalah  mengubah  gelombang  suara  menjadi  getaran- getaran  listrik.  Pada  bagian  pengirim  ketika  seseorang  berbicara akan  menggetarkan  diafragma  aluminium.  Serbuk-serbuk  karbon yang  terdapat  pada  mikrofon  akan  tertekan  dan  menyebabkan hambatan  serbuk  karbon  mengecil.  Getaran  yang  berupa  sinyal listrik akan mengalir melalui rangkaian listrik.

Prinsip kerja bagian telepon adalah mengubah sinyal listrik menjadi gelombang bunyi. Sinyal listrik yang dihasilkan mikrofon diterima oleh pesawat telepon. Apabila sinyal  listrik berubah-ubah mengalir  pada  kumparan,  teras  besi  akan  menjadi  elektromagnet yang kekuatannya berubah-ubah (perhatikan Gambar 11.23). Dia- fragma  besi  lentur  di  hadapan  elektromagnet  akan  ditarik  dengan gaya yang berubah-ubah. Hal ini menyebabkan diafragma bergetar. Getaran  diafragma  memengaruhi  udara  di  hadapannya,  sehingga udara akan dimampatkan dan direnggangkan. Tekanan bunyi yang dihasilkan sesuai dengan tekanan bunyi yang dikirim melalui mi- krofon.

d.   Katrol  Listrik

Elektromagnet  yang  besar  digunakan  untuk  mengangkat sampah logam yang tidak terpakai. Apabila arus dihidupkan katrol listrik akan menarik  sampah besi dan memindahkan ke tempat yang dikehendaki. Apabila arus listrik dimatikan, sampah besi akan jatuh. Dengan cara ini sampah yang berupa tembaga, aluminium, dan seng dapat dipisahkan dengan besi.  

Kebaikan katrol listrik adalah:

a.    mampu mengangkat sampah besi dalam jumlah besar

b.   dapat  mengangkat/memindahkan  bongkahan  besi  yang  tanpa rantai

c .   membantu memisahkan antara logam feromagnetik dan bukan feromagnetik.

Latihan

1.   Mengapa menambah jumlah lilitan dapat menghasilkan kemagnetan yang lebih besar?

2.   Bagaimana  cara  penentuan  elektromagnet?

GAYA LORENTZ

Di   depan   telah   dijelaskan   bahwa   kawat   berarus   listrik menimbulkan medan magnet. Apakah yang terjadi jika kawat berarus listrik berada dalam medan magnet tetap?

Interaksi  medan  magnet  dari  kawat  berarus  dengan  medan magnet tetap akan menghasilkan gaya magnet. Pada peristiwa ini terdapat hubungan antara arus listrik, medan magnet tetap, dan gaya magnet.  Hubungan  besaran-besaran  itu  ditemukan  oleh  fisikawan Belanda, Hendrik Anton Lorentz (1853-1928). Dalam penyelidikan- nya  Lorentz  menyimpulkan  bahwa  besar  gaya  yang  ditimbulkan berbanding  lurus  dengan  kuat  arus,  kuat  medan  magnet,  panjang kawat dan sudut yang dibentuk arah arus listrik dengan arah medan magnet.  Untuk  menghargai  jasa  penemuan  H.A.  Lorentz,  gaya tersebut disebut gaya Lorentz. Apabila arah arus listrik tegak lurus dengan arah medan magnet, besar gaya Lorentz dirumuskan.

Dengan: F = B . I . l

F = gaya Lorentz satuan newton (N)

B = kuat medan magnet satuan tesla (T).

l = panjang kawat satuan meter (m)

I = kuat arus listrik satuan ampere (A)

Berdasarkan rumus di atas tampak bahwa apabila arah arus listrik tegak lurus dengan arah medan magnet, besar gaya Lorentz bergantung pada panjang kawat, kuat arus listrik, dan kuat medan magnet. Gaya Lorentz yang ditimbulkan makin besar, jika panjang kawat, kuat arus listrik, dan kuat medan magnet makin besar. Kawat panjangnya 2 m berada tegak lurus dalam medan magnet 20 T. Jika kuat arus listrik yang mengalir 400 mA, berapakah besar gaya Lorentz yang dialami kawat?

Penyelesaian:

Diketahui:   l = 2 m

B = 20 T

I = 400 mA = 0,4 A

Ditanya:   F = … ?

Jawab:    F = l .  I . B

= 2  . 0,4 .20

= 16 N

Arah gaya Lorentz bergantung pada arah arus listrik dan arah

medan  magnet.  Untuk  menentukan  arah  gaya  Lorentz  digunakan kaidah  atau  aturan  tangan  kanan.  Caranya  rentangkan  ketiga  jari yaitu ibu jari, jari telunjuk, dan jari tengah sedemikian hingga membentuk sudut 90 derajat  (saling tegak lurus). Jika ibu jari menunjukan arah arus listrik (I) dan jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet (B) maka arah gaya Lorentz searah jari tengah (F). Dalam bentuk tiga dimensi, arah yang tegak lurus mendekati pembaca diberi simbol. Adapun arah yang tegak lurus menjauhi pembaca diberi simbol.
Gaya Lorentz yang ditimbulkan kawat berarus listrik dalam medan magnet dapat dimanfaatkan untuk membuat alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Alat yang menerapkan gaya Lorentz adalah motor listrik dan alat-alat ukur listrik. Motor listrik banyak dijumpai pada tape recorder, pompa air listrik, dan komputer.  Adapun,  contoh  alat  ukur  listrik  yaitu  amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter.

Latihan !

Sebutkan  tiga  cara  memperbesar  gaya Lorentz  yang  ditimbulkan kawat  berarus dalam medan magnet !

Apabila masih ada materi yang belum kamu pahami, tanyakan pada gurumu. Setelah paham, maka pelajarilah bab selanjutnya.

Istilah – istilah penting

interuptor :  pemutus  arus.

kemagnetan :  gejala fisika pada bahan yang memiliki kemampuan menimbulkan medan magnet.

kutub magnet :  kedua ujung besi (magnet) yang paling kuat daya tariknya.

magnet elementer :  bagian terkecil dari magnet yang masih mempunyai sifat magnet.

motor listrik :  alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak.

solenoida :  kumparan yang panjang.

relai :  alat yang bekerja atas dasar penggunaan arus yang kecil untuk menghubungkan atau memutuskan arus listrik yang besar.

Kerjakan soal-soal berikut di buku kerjamu

1.  Sebutkan  sifat-sifat  dua  kutub  magnet yang saling berdekatan.

2.  Sebutkan tiga faktor yang memengaruhi besar  medan  magnet  yang  dihasilkan oleh elektromagnet.

3.  Sebutkan tiga faktor yang memengaruhi besarnya gaya Lorentz.

4.  Sebuah kawat panjangnya 10 m berada tegak lurus dalam medan magnet sebesar 60   tesla.   Jika   kuat   arus   listrik   yang mengalir pada kawat 2 A, tentukan be- sarnya gaya Lorentz.

5.  Ke  manakah  arah  medan  magnet,  bila arah  gaya  Lorentz  dan  arah  arus  ditun- jukkan gambar berikut?

[ Read More ]

SISTEM GERAK PADA MANUSIA ( IPA KELAS VIII)

Manusia dalam kesehariannya banyak melakukan aktivitas seperti bekerja, berlari , berjalan, duduk dan berdiri.  Untuk melakukan kegiatan tersebut tubuh manusia ditunjang dengan adanya rangka.  Rangka terdapat di dalam tubuh manusia. Rangka manusia dewasa dibangun oleh 206 ruas tulang dengan bentuk dan ukuran yang bervariasi sesuai dengan fungsinya.  Dengan adanya rangka, maka manusia termasuk ke dalam kelompok vertebrata.

Rangka berfungsi sebagai:

1. penyangga dan penunjang tubuh

2. pelindung organ dalam dan memberi bentuk tubuh

3. alat pergerakan pasif dan tempat otot melekat

4. tempat pembentukan sel darah (hematopoiesis)

5. tempat penyerapan dan penglepasan kalsium

Bentuk tubuh manusia tidak terlepas dari peran rangka.  Tinggi badan seseorang dipengaruhi oleh panjang dan ukuran tulang-tulang penyusun tubuhnya.  Tulang dibantu dengan adanya otot dan persendian, maka tubuh manusia dapat bergerak.  Sebagian besar pembentukan sel darah juga terjadi di dalam sumsum tulang.  Tulang juga merupakan organ yang mengandung mineral kalsium paling banyak diantara organ tubuh lainnya.

Rangka manusia dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu:A.  APENDIKULER, B.  AKSIAL.

A.  APENDIKULER

Rangka apendikuler merupakan kelompok tulang yang menyusun anggota gerak atas dan bawah.  Rangka apendikuler terdiri atas 126 ruas tulang.

Rangka apendikuler tersusun atas:

1. Anggota gerak atas.

Tulang-tulang pembentuknya antara lain:

a. Tulang gelang bahu

Terdiri atas tulang belikat (skapula) dan tulang selangka (klavikula). Tulang belikat berbentuk seperti segitiga pipih dan bersendian dengan tulang lengan atas (humerus).  Tulang selangka pada ujung bagian depan melekat pada tulang dada (sternum). Tulang gelang bahu berjumlah total 4 tulang.

b. Tulang lengan atas (humerus).

Berbentuk seperti pipa dengan bonggol di setiap ujungnya.  Pada bagian bawah memiliki dua bonggol yang bersendian dengan tulang lengan bawah (hasta dan ulna). Pada bagian atas bersendian dengan tulang belikat (skapula). Terdapat 2 tulang lengan atas pada tubuh manusia.

c. Tulang lengan bawah.

Terdiri atas tulang hasta (ulna) dan tulang pengumpil (radius). Bagian ujung tulang hasta merupakan siku tangan sedangkan bagian bawahnya merupakan tempat terdapatnya jari kelingking.  Bagian ujung atas tulang pengumpil bersendian dengan tulang humerus sedangkan bagian bawahnya merupakan tempat terdapatnya tulang ibu jari (jempol).  Kedua ujung bawah tulang lengan bawah bersendian dengan tulang pergelangan tangan (karpal). Jumlah total ruas tulang lengan bawah berjumlah 4 ruas tulang.

d. Tulang pergelangan tangan (karpal).

Tulang pergelangan tangan berukuran pendek dan merupakan penghubung antara tulang lengan bawah dengan tulang telapak tangan (metakarpal).  Tulang pergelangan tangan pada masing-masing tangan  berjumlah 8 ruas tulang.

e. Tulang telapak tangan (metakarpal).

Tulang telapak tangan berukuran pendek dan merupakan penghubung antara tulang pergelangan tangan dengan tulang-tulang jari tangan (phalanges).  Tulang telapak tangan pada masing-masing tangan berjumlah 5 ruas tulang.

f. Tulang-tulang jari tangan (phalanges).

Tulang-tulang jari tangan berukuran pendek dan berbonggol.  Pada masing-masing tangan berjumlah 14 ruas tulang.

2. Anggota gerak bawah.

Tulang-tulang pembentuknya antara lain:

a. Tulang gelang panggul (pelvis)

Tulang gelang panggul merupakan gabungan dari 6 tulang yaitu 2 tulang usus (ilium), 2 tulang duduk (ischium) dan 2 tulang kemaluan (pubis).  Tulang gelang panggul berbentuk pipih. Pada perempuan lubang yang terbentuk antara ilium, ischium, dan pubis lebih lebar dan dalam dibandingkan dengan laki-laki.  Hal itu berperan ketika mengandung bayi dan melahirkan.

b. Tulang paha (femur).

Tulang paha berbentuk seperti pipa panjang yang berbonggol di setiap ujungnya. Ujung atas bersendian dengan tulang gelang panggul, sedangakan ujung bagian bawah bersendian dengan tulang kering (tibia) dan tulang tempurung lutut (patela). Tulang paha merupakan tulang terpanjang, terkuat, dan terberat diantara tulang tubuh lainnya.  Tulang paha berjumlah total 2 tulang.

c. Tulang kering (tibia) dan tulang betis (fibula).

Tulang kering berukuran lebih besar daripada tulang betis.  Letak tulang kering terdapat lebih di bagian depan dari tulang betis.  Ujung bagian atas tulang kering bersendian dengan tulang paha dan ujung bawahnya bersendian dengan tulang pergelangan kaki (tarsal).  Pada masing-masing kaki terdapat 1 tulang kering dan 1 tulang betis.

d. Tulang pergelangan kaki (tarsal).

Tulang pergelangan kaki berukuran pendek.  Tulang ini terdapat diantara tulang tibia dan tulang telapak kaki.  Jumlah tulang ini Pada masing-masing kaki berjumlah 7 tulang.

e. Tulang telapak kaki (metatarsal)

Tulang telapak kaki terletak diantara tulang pergelangan kaki dan tulang jari kaki.  Tulang ini berjumlah 5 tulang pada masing-masing kaki.

f. Tulang-tulang jari kaki (phalanges)

Tulang-tulang jari kaki berukuran pendek dan berbonggol.  Pada masing-masing kaki berjumlah 14 tulang.

B.  AKSIAL

Rangka aksial merupakan kelompok tulang yang terletak di sumbu tubuh. Rangka aksial berjumlah 80 tulang. Rangka aksial terdiri atas:

1. Tulang tengkorak (skull)

2. Tulang belakang (vertebra)

3. Tulang rusuk (ribs)

4. Tulang dada (sternum)

1. Tulang tengkorak (skull)

Tulang tengkorak membentuk kepala seseorang.  Tulang ini merupakan kepingan tulang pipih berongga yang saling berhubungan. Tulang tengkorak manusia terdiri atas 22 tulang.   Tulang tersebut terbagai menjadi tulang bagian kepala (kranial) dan bagian wajah (fasial). Tulang kranial membentuk tempurung dan berfungsi melindungi organ di dalamnya, yaitu otak.  Tulang fasial membentuk rongga mata, rongga hidung, wajah seseorang.  Tulangini berfungsi melindungi mata serta organ mulut dan bagian dalam hidung.

Tulang bagian kepala terdiri atas:

a. Tulang kepala belakang (osipital)

Tulang osipital merupakan tulang kepala bagian belakang.  Tulang ini hanya berjumlah 1.

b. Tulang ubun-ubun (parietal)

Tulang ubun-ubun terletak dibagian atas sampai kesamping kepala.  Tulang ini berjumlah 2 buah.

c. Tulang dahi (frontal)

Tulang dahi terletak di bagian depan (muka atas).  Tulang ini berjumlah 1 buah.

d. Tulang pelipis (temporal)

Tulang pelipis terletak di bagian kepala samping belakang.  Tulang ini berjumlah 2 buah.

e. Tulang baji (sphenoid)

Tulang baji terletak di bagian kepala samping depang.  Tulang ini berjumlah 1 buah.

f. Tulang tapis (ethmoid)

Tulang ethmoid terletak di bagian dalam rongga kepala.  Tulang ini berjumlah 1 buah.

Tengkorak manusia jika dilihat dari bagian bawah akan terlihat tonjolan mastoid dan foramen magnum (suatu rongga tempat sumsum tulang belakang berhubungan dengan otak).

Tulang bagian kepala (kranial) tidak dapat digerakkan karena merupakan sendi mati (tidak dapat bergeser). Pada bayi, tulang tengkorak belum bersatu sepenuhnya dan memiliki daerah lunak (soft spot) atau fontanela.  Daerah lunak ini tersusun atas jaringan penghubung fibrosa.  Pada kelahiran normal, tengkorak bayi dapat saling tumpang tindih sehingga dapat menelusup keluar dari lubang sempit.  Seiring dengan pertumbuhannya, tengkorak bayi akan bersatu dan fontanela akan hilang perlahan seiring dengan mengerasnya jaringan penghubung fibrosa.

Tulang bagian wajah (fasial) terdiri atas atas:

a.  Tulang rahang atas (maksila)

Tulang rahang atas merupakan tempat terdapatnya gusi dan gigi bagian atas.  Tulang ini berjumlah 2 buah.

b.  Tulang rahang bawah (mandibula)

Tulang rahang bawah berjumlah 1 buah.  Dengan adanya otot rahang, tulang ini dapat bergerak sehingga mulut kita dapat terbuka dan tertutup.

c.  Tulang hidung (nasal)

Tulang hidung terdapat di rongga hidung dan berjumlah 2 buah.

d.  Tulang pipi (zigomatik)

Tulang pipi membentuk pipi seseorang.  Tulangini berjumlah 2 buah.

e.  Tulang air mata (lakrimal)

Tulang air mata terdapat di dalam rongga mata. Tulang ini berjumlah 2 buah.

f.  Tulang langit-langit (vomer)

Tulan langit-langit berjumlah 1 buah.

g.  Tulang palatin

Tulang palatin berjumlah 2 buah.

h.  Tulang konka inferior (inferior nasal cocha)

Tulang konka inferior terletak di dalam rongga hidung.  Tulang ini berjumlah 2 buah.

Tulang bagian wajah yang dapat digerakkan hanya tulang rahang bawah terhadap tulang rahang atas, misalnya ketika kita berbicara atau makan.

Beberapa tulang yang terdapat di tengkorak bagian dalam dan berhubungan dengan indera pendengaran yaitu:

a.  Tulang martil (maleus)

Tulang martil berlekatan dengan gendang telinga dan tulang landasan.  Dalam setiap telinga terdapat 1 tulang martil.

b.  Tulang landasan (inkus)

Tulang landasan terletak diantara tulang martil dan tulang sanggurdi.  Terdapat 1 tulang landasan di setiap telinga.

c.  Tulang sanggurdi (stapes)

Tulang sanggurdi berbentuk seperti garputala dan berfungsi menghubungkan telinga tengah dengan telinga dalam (koklea).  Terdapat 1 tulang sanggurdi pada setiap telinga.

Ketiga tulang tersebut termasuk dalam bagian telinga tengah.

2. Tulang belakang (vertebra)

Sebagai anggota vertebrata, manusia memiliki tulang belakang (vertebra).  Tulang belakang terletak di tengah tubuh manusia.  Tulang ini berfungsi penting untuk menopang badan, sebagai tempat melekatnya tulang rusuk dan melindungi organ dalam tubuh.  Peran tulang belakang sangat vital karena selain sebagai penopang tubuh, tulang ini juga merupakan tempat terdapatnya saraf utama tubuh.

Tulang belakang terdiri atas 33 ruas tulang dan terbagi menjadi 5 bagian, antara lain:

a. Ruas tulang leher (vertebra servik).

b. Ruas tulang punggung (vertebra torak).

c. Ruas tulang pinggang (vertebra lumbar).

d. Ruas tulang kelangkang (sacrum).

e. Ruas tulang ekor (coccyx).

a. Ruas tulang leher (vertebra servik).

Terdapat 7 ruas tulang leher dengan ruas pertama adalah tulang atlas.  Tulang atlas berfungsi untuk menunjang tengkorak.  Ruas kedua adalah tulang pemutar (aksis).  Adanya tulang atlas dan aksis memungkinkan kepala untuk berputar.  Ruas ketiga sampai ruas ketujuh memiliki bentuk yang mirip dan tidak bersendian dengan tulang rusuk.

b. Ruas tulang punggung (vertebra torak).

Tulang punggung berjumlah 12 ruas dengan bentuk yang hampir serupa.  Tiap ruas tulang punggung memiliki badan tulang dengan tonjolan tulang ke kiri dan ke kanan sebagai tempat persendian dengan tulang-tulang rusuk (ribs).  Badan tulang ini berlekatan dengan lengkung vertebra yang melindungi sumsum tulang belakang.  Diantara ruas tulang belakang terdapat tulang rawan (kartilago).

c. Ruas tulang pinggang (vertebra lumbar).

Berujumlah 5 ruas tulang. Tulang pinggang merupakan ruas tulang belakang yang paling kuat dan besar dibandingkan ruas tulang belakang lainnya.  Bentuknya hampir serupa dengan ruas tulang punggung, namun tidak bersendian dengan tulang rusuk.

d. Ruas tulang kelangkang (sakrum).

Sakrum merupakan gabungan 5 ruas tulang yang bersatu.  Tulang ini bersendian dengan tulang gelang panggul, ruas tulang pinggang terakhir dan tulang ekor.

e. Ruas tulang ekor (coccyx).

Tulang ekor merupakan vertebra terakhir.  Tulang ekor atau coccyx adalah gabungan 4 ruas tulang yang bersatu.  Tulang ini bersendian dengan tulang kelangkang.

Diantara tulang-tulang vertebra terdapat cakram invertebra. Cakram invertebra merupakan tulang rawan yang keras di luar namun lunak di dalam.  Tulang ini berfungsi sebagai peredam getaran dan pelindung vertebra.

3. Tulang rusuk (ribs)

Tulang rusuk berbentuk pipih dan panjang melengkung.  Bagian belakang tulang rusuk berhubungan langsung dengan ruas tulang punggung (vertebra torak).  Tulang rusuk berjumlah 12 pasang tulang, terdiri atas 7 pasang rusuk sejati, 3 pasang rusuk palsu, dan 2 pasang rusuk melayang.

Bagian depan tulang rusuk sejati melekat pada tulang dada (sternum).  Tulang rusuk palsu pada bagian belakang melekat pada tulang punggung (vertebra torak), sedangkan di bagian depan melekat pada tulang rusuk diatasnya.  Tulang rusuk yang paling melengkung adalah tulang rusuk kesembilan.  Tulang rusuk tersusun teratur sesuai dengan perlekatannya dengan tulang belakang.  Ruangan diantara tulang rusuk disebut intercostal spaces.

Tulang rusuk melayang hanya bersendian dengan tulang punggung dan tidak bersendian dengan tulang dada, oleh karena itu seperti tampak melayang.  Ukuran tulang rusuk melayang lebih pendek dibandingkan dengan rusuk yang lain.

4. Tulang dada (sternum)

Tulang dada terletak di bagian depan tubuh dan berjumlah 1 ruas tulang.  Tulang dada terdiri atas bagian hulu, badan dan taju pedang. Tulang ini merupakan perlekatan bagian depan dari 7 pasang tulang rusuk sejati.

Tulang dada, tulang punggung dan tulang rusuk membentuk rongga dada (ribs cage) dan berfungsi melindungi organ-organ didalamnya serta membantu dalam pernafasan.

HUBUNGAN ANTAR TULANG (SENDI)

Daerah pertemuan antar tulang disebut persendian.  Pertemuan tersebut umumnya disatukan oleh ligamen atau berkas-berkas jaringan penghubung (connective tissue).  Serabut penghubung yang paling pendek disebut persendian fibrosa.  Contohnya seperti yang terdapat antara gigi dengan tulang rahang.

Persendian yang tersusun atas jaringan kartilago antara lain terdapat diantara tulang belakang, tulang rusuk, dan tulang dada.  Persendian ini memungkinkan terjadinya sedikit gerakan, contohnya dalam pernafasan dada.

Adanya bantalan jaringan kartilago pada persendian sinovial seperti di lutut berfungsi dalam meredam getaran.  Pada daerah ini terdapat pula cairan sinovial yang disekresikan oleh sel jaringan penghubung.

Umumnya terdapat 3 macam persendian, yaitu:

a. Sendi mati (sinartrosis)

b. Sendi kaku (amfiartrosis)

c. Sendi gerak (diartrosis)

a. Sendi mati (sinartrosis).

Sendi mati merupakan sendi yang tidak dapat digerakkan karena tulang-tulangnya sudah terkunci bersama.  Contohnya pada tulang  tengkorak dan tulang pada gelang panggul.  Sendi mati tersusun atas jaringan penghubung fibrosa.  Jaringan ini akan mengeras seiring bertambahnya umur.  Contoh yang paling mudah adalah adanya daerah lunak (fontanela) pada bayi.  Daerah ini menjadi keras sehingga tulang tengkorak bersatu.

b. Sendi kaku (amfiartrosis)/ sendi geser.

Sendi yang memungkinkan adanya sedikit gerakan, misalnya pada tulang -tulang pergelangan tangan dan kaki.

c. Sendi gerak (diartrosis).

Sendi gerak memungkinkan terjadinya gerakan yang lebih bebas.

Macam-macam sendi gerak adalah sebagai berikut:

1. Sendi peluru.

Sendi peluru terjadi antar bonggol tulang yang satu dengan lekukan tulang yang lain.  Sendi peluru memungkinkan terjadinya gerakan ke segala arah.  Contohnya antara tulang paha dengan gelang panggul atau antara tulang lengan atas dengan gelang bahu

2. Sendi engsel.

Sendi engsel terjadi antara bonggol tulang yang satu dengan ujung tulang lain yang menyerupai alur.  Sendi ini memungkinkan terjadinya gerakan ke satu arah seperti engsel pintu.  Contohnya tulang paha (femur) dengan tulang kering (tibia) atau disebut sendi lutut; tulang lengan atas (humerus) dengan tulang hasta (ulna) atau disebut sendi sikut.

3. Sendi putar.

Terjadi antara ujung tulang yang  berupa tonjolan masuk ke dalam lubang pada tulang yang satunya lagi. Gerakan yang terjadi berupa rotasi / perputaran.  Contohnya tulang pemutar (aksis) dengan tulang atlas.

4. Sendi pelana.

Sendi pelana memungkinkan terjadinya gerakan kedua arah. Gerakannya seperti orang naik kuda diatas pelana  Contohnya tulang ibu jari dengan telapak tangan.

5. Sendi gulung/elipsoid.

Sendi gulung terjadi antara permukaan oval tulang yang satu dengan lekukan oval tulang yang lain. Contohnya pada tulang pergelangan tangan (karpal) denga tulang pengumpil (radius).

Persendian dapat mengalami gangguan berupa radang sendi atau kelainan menurun yang disebut arthritis.  Pada penyakit osteoarthritis, jaringan kartilago pada persendian mengalami degenerasi.  Pada rheumatoid arthritis,  membran sinovial meradang dan menebal.  Terjadi pula degenerasi jaringan kartilago dan pengapuran tulang.  Penyakit ini dapat dipacu oleh adanya infeksi bakteri atau virus.  Mungkin juga disebabkan secara genetik.  Gejala penyakit ini umumnya tampak sebelum seseorang berumur lima puluh tahun.

BENTUK  TULANG

Bentuk tulang dapat bermacam-macam, namun secara umum bentuknya dapat dibagi menjadi:

a. Tulang panjang/pipa

Sebuah tulang dapat termasuk ke dalam tulang panjang pada prinsipnya memiliki ukuran panjang yang lebih daripada lebarnya.  Tulang panjang umumnya berbentuk seperti pipa.  Pada tulang ini kita dapat melihat bagian dari tulang seperti ujung tulang (epifise), bagian tengah tulang (diafise), dan bagian diantara epifise dan diafise yang disebut metafise.

Tulang panjang dapat tersusun atas tulang kompak, yaitu tulang dengan sel-sel tulang (osteon) yang padat dan rapat.  Namun, tulang panjang juga dapat tersusun atas tulang berongga pada bagian ujungnya.  Pada bagian dalam tulang terdapat sumsum tulang yang merupakan tempat diproduksinya sel-sel darah.

b. Tulang pendek

Tulang pendek umumnya berbentuk seperti kubus. Tulang ini umumnya tersusun atas tulang berongga dengan dilapisi oleh lapisan tipis tulang kompak.  Contoh tulang pendek yaitu pada tulang pergelangan tangan dan kaki.

c. Tulang pipih

Tulang pipih berukuran tipis dan umumnya berbentuk pipih melengkung. Contoh tulang pipih adalah tulang tengkorak dan tulang belikat.

d. Tulang tidak beraturan

Tulang tidak beraturan memiliki bentuk selain ketiga tipe tulang sebelumnya.  Umumnya merupakan tulang berongga yang ditutupi oleh tulang kompak, contohnya pada ruas tulang belakang.

JENIS TULANG

Berdasarkan sel penyusunnya tulang dapat terbagi menjadi dua jenis tulang, yaitu:

a. Tulang rawan (kartilago)

Tulang rawan bersifat elastis dan berwarna lebih terang. Tulang rawan tersusun oleh sel-sel tulang rawan (kondrosit) yang terletak di dalam lakuna.  Lakuna tersebut terletak di dalam matriks tulang.  Tulang rawan terdapat pada telinga luar, ruas antar tulang belakang, tulang rawan pada saluran pernafasan, dan pada ujung hidung.

b. Tulang keras (osteon)

Tulang keras bersifat tidak elastis dan berwarna lebih gelap. Tulang keras tersusun atas osteosit (sel tulang yang telah matang) dan matriks, serta di bungkus oleh periosteum.  Osteosit berasal dari osteoblas (sel tulang muda).  Matriks tulang tersusun dari kalsium fosfat dan kalsium karbonat sehingga bersifat keras.  Matriks tulang yang tersusun padat disebut tulang kompak sedangkan matriks tulang yang tersusun berongga disebut tulang spons.

Tulang kompak terdiri atas osteon yang tersusun rapat, lengkap dengan kanal pembuluh darah dan saraf.  Setiap kesatuan osteon itu disebut sistem Havers.  Tulang spons tersusun seperti jala-jala yang disebut trabekula.  Trabekula terletak mengelilingi ruangan kosong yang berisi sumsum tulang.

PEMBENTUKAN TULANG

Proses pembentukan tulang disebut osteogenesis atau osifikasi.   Pembentukan tulang dimulai oleh adanya aktivitas sel pembentuk tulang (osteoblas) hingga terbentuk sel tulang yang matang (osteosit).

Selain osteoblas dan osteosit, terdapat pula osteoklas.  Osteoklas adalah sel tulang yang dapat mensekresikan enzim untuk merombak sel tulang menjadi ion-ion mineral (kalsium dan fosfor).  Ion-ion tersebut akan dilepaskan ke dalam darah dan berfungsi membantu dalam pengaturan kadar kalsium darah.

KELAINAN  BENTUK  TULANG  BELAKANG

Kelainan bentuk tulang belakang dapat terjadi karena pola duduk yang tidak benar. Beberapa diantaranya menyebabkan:

1. Lordosis.

Bentuk tulang belakang yang melengkung ke depan

2. Kifosis.

Bentuk tulang belakang melengkung ke belakang

3. Skoliosis.

Bentuk tulang belakang melengkung ke kiri atau ke kanan.

Pola hidup sehat dengan memakan makanan yang kaya akan kalsium, vitamin D, dan fosfat, serta berolah raga secara teratur dapat membantu meningkatkan kepadatan tulang, mencegah osteoporosis (pengeroposan tulang) dan osteoartritis (penyakit nyeri pada persendian).

KUIS  SISTEM RANGKA

Pilihlah jawaban yang paling tepat dari soal-soal berikut ini:

1. Sistem tubuh yang berfungsi sebagai penyangga, pemberi bentuk tubuh,dan alat gerak pasif adalah …

A. otot

B. rangka

C. saraf

D. pencernaan

2. Tulang penyusun lengan bawah adalah …

A. tulang sternum dan belikat

B. tulang tibia dan fibula

C. tulang radius dan ulna

D. tulang skapula dan belikat

3. Tulang rahang atas disebut …

A. Mandibula

B. Patela

C. Zigomatik

D. Maksila

4. Tulang tempurung lutut disebut juga …

A. Skapula

B. Phalanges

C. Patela

D. Kalkaneum

5. Tulang pipi disebut juga …

A. Frontal

B. Parietal

C. Zigomatik

D. Nasal

6. Tulang kering disebut juga …

A. Femur

B. Tibia

C. Fibula

D. Patela

7. Sendi peluru terdapat pada bagian …

A. Tengkorak

B. Bahu

C. Siku

D. Ibu jari

8. Sendi mati terdapat pada bagian …

A. Tengkorak

B. Bahu

C. Siku

D. Ibu jari

9. Sendi engsel terdapat pada bagian

A. Tengkorak

B. Bahu

C. Siku

D. Ibu jari

10. Sendi pelana terdapat pada bagian …

A. Tengkorak

B. Bahu

C. Siku

D. Ibu jari

SISTEM OTOT

Semua pergerakan tubuh kita melibatkan otot.  Otot merupakan alat gerak aktif.  Otot berfungsi membentuk tubuh, sebagai alat pergerakan, menjaga kestabilan persendian,dan memproduksi panas tubuh.  Dalam kehidupan sehari-hari,kita mengenal otot sebagai daging.  Otot merupakan jaringan yang terdiri dari sel-sel otot.

Otot manusia dibentuk oleh tiga macam tipe otot, yaitu:

A. Otot polos

B. Otot lurik

C. Otot jantung

A. Otot polos.

Otot polos merupakan otot yang gerakannya dipengaruhi oleh saraf otonom (tidak sadar), berbentuk gelondong, ujungnya meruncing, berinti satu terletak ditengah sel, bekerja lambat dan teratur. Otot polos terdapat pada dinding usus, pembuluh darah, saluran kelamin, dinding rahim, dan saluran ekskresi.

B. Otot lurik/otot rangka.

Otot lurik melekat pada rangka sehingga disebut otot rangka. Gerakannya dipengaruhi oleh saraf sadar, batasan sel-selnya tidak jelas, berbentuk silindris, memiliki banyak inti di tepi sel, dan terdapat bagian terang gelap (lurik) karena adanya protein otot (aktin dan meiosin). Otot rangka menempel pada tulang dengan perantaraan urat (tendon). Jika tendon melekat pada tulang yang bergerak disebut insersi, sedangkan jika melekat pada tulang yang tidak dapat bergerak disebut origo.

Otot lurik mampu menggerakan tulang karena dapat berkontraksi (memendek) dan memanjang (relaksasi).

C. Otot jantung.

Otot jantung terletak di jantung. Berbentuk silindris yang bercabang-cabang dan memiliki inti di tengah serabut.  Gerakan otot jantung dipengaruhi oleh saraf tidak sadar (otonom). Otot ini secara khusus hanya membentuk organ jantung.

KERJA OTOT

Otot bekerja karena memiliki kemampuan untuk mengkerut (kontraksi) dan mengembang kembali (relaksasi). Otot akan berkontraksi bila ada rangsang yang mengenai sel otot tersebut. Kerja otot dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

1. Otot antagonis.

Otot antagonis bekerja secara berlawanan. Contohnya antara lain:

a.  Gerakan otot ekstensor (meluruskan) pada otot bisep dan gerakan otot fleksor (membengkokkan) pada otot trisep.

b.  Gerakan otot abduktor (menjauhi badan) dan otot adduktor (mendekati badan) pada gerakan tangan kesamping badan

c.  Gerakan otot supinator (menengadahkan) dan otot pronator (menelungkup) pada gerakan tangan menelungkup dan menengadah

d.  Gerakan otot depressor (menurunkan) dan otot elevator (menaikkan) pada gerakan mengangkat bahu ke atas

2. Otot sinergis.

Otot sinergis bekerja secara bersama-sama (mengerut dan berkontraksi). Contohnya otot leher pada waktu memutar kepala.

BAGIAN-BAGIAN OTOT

Suatu otot terdiri atas bagian-bagian antara lain:

a. tendon

b. serabut otot

c. epimisium

d. perimisium

e. endomisium

f. fascicle

g. serabut otot

i. nukleus

j. miofibril

k. sarkomer

l. aktin

m. miosin

KELOMPOK  OTOT

Otot menyusun sekitar 40 % dari berat badan seseorang. Terdapat empat kelompok otot tubuh antara lain:

a. otot kepala dan leher

b. otot badan

c. otot anggota pergerakan atas

d. otot anggota pergerakan bawah

KUIS  SISTEM  OTOT

Pilihan ganda. Pilihlah jawaban yang paling tepat dari soal-soal berikut:

1. Tipe otot yang terdapat pada dinding usus adalah…

A. otot lurik

B. otot jantung

C. otot polos

D. otot rangka

2. Tipe otot yang berfungsi membantu pergerakan tulang adalah…

A. otot lurik

B. otot jantung

C. otot polos

D. origo

3. Tipe otot yang bekerja dipengaruhi oleh saraf sadar adalah …

A. otot lurik

B. otot jantung

C. otot polos

D. tendon

4. Otot antagonis bekerja secara …

A. bersama-sama

B. berlawanan

C. berkontraksi

D. berelaksasi

5. Otot sinergis bekerja secara …

A. bersama-sama

B. berlawanan

C. berkontraksi

D. berelaksasi

6. Tipe otot yang memiliki inti di tepi sel adalah …

A. otot lurik

B. otot jantung

C. otot polos

D. origo

7. Otot fleksor dan otot ekstensor bekerja secara …

A. sinergis

B. antagonis

C. bersamaan

D. tidak sadar

8. Sel otot yang tidak memiliki daerah gelap terang terdapat pada …

A. jantung

B. pembuluh darah

C. otot bisep

D. otot trisep

9. Tipe otot yang memiliki banyak cabang adalah …

A. otot lurik

B. otot jantung

C. otot polos

D. origo

10.Otot bisep dan otot lengan bawah bekerja secara …

A. sinergis

B. antagonis

C. berlawanan

D. tidak sadar

ISTILAH

abduktor                      : (gerakan otot) menjauhi badan

adduktor                      : (gerakan otot) mendekati badan

aktin                 : protein otot

aksial                : sumbu tubuh

aksis                 : tulang pemutar

arthritis             : radang sendi

amfiartrosis       : sendi kaku,memungkinka sedikit pergeseran

apendikuler       : anggota gerak atas dan bawah

depressor         : (gerakan otot) menurunkan

diartrosis          : sendi gerak

diafise               : bagian tengah tulang

coccyx             : tulang ekor

elevator                        : (gerakan otot) menaikkan

ekstensor          : (gerakan otot) meluruskan

endomisium      : jaringan ikat yang membungkus satuan serabut otot

epifise               : bagian ujung tulang

epimisium         : jaringan ikat yang membungkus otot

ethmoid                        : tulang tapis

fasial                 : tulang bagian wajah

femur                : tulang paha

fibula                : tulang betis

fleksor              : (gerakan otot) membengkokkan

fontanela                       : daerah lunak, terdapat pada kepala bayi

frontal               : tulang dahi

humerus                        : tulang lengan atas

ilium                 : tulang usus

inkus                : tulang landasan

ischium             : tulang duduk

karpal               : tulang pergelangan tangan

kartilago                       : tulang rawan

kifosis               : tulang belakang melengkung ke depan

klavikula                       : tulang selangka

kondrosit                      : sel-sel tulang rawan

kontraksi                      : gerakan otot memendek

kranial              : tulang bagian kepala

lakrimal                        : tulang air mata

ligamen             : berkas-berkas jaringan penghubung

lordosis                        : tulang belakang melengkung ke depan

maksila             : tulang rahang atas

maleus              : tulang martil

meiosin             : protein otot

mandibula         : tulang rahang bawah

metafise                        : bagian diantara epifise dan diafise

metakarpal       : tulang telapak tangan

metatarsal         : tulang telapak kaki

miofibril                        : struktur yang terdapat di dalam sel otot

nasal                 : hidung, tulang hidung

nukleus             : inti sel

osifikasi                        : proses pembentukan tulang

osipital              : tulang kepala belakang

osteoartritis       : penyakit radang sendi

osteon              : sel-sel tulang keras

osteoblas          : sel tulang muda/sel pembentuk tulang

osteogenesis     : proses pembentukan tulang

osteoklas          : sel perombak tulang

osteoporosis     : pengeroposan tulang

osteosit             : sel tulang yang telah matang

parietal             : tulang ubun-ubun

patela               : tulang tempurung lutut

pelvis                : tulang gelang panggul

perimisium        : jaringan ikat yang membungkus kumpulan serabut otot

periosteum        : jaringan ikat yang membungkus sel tulang

pronator                       : (gerakan otot) menelungkup

pubis                : tulang kemaluan

phalanges         : tulang-tulang jari tangan atau kaki

radius               : tulang pengumpil

relaksasi                       : gerakan otot memanjang

ribs                   : tulang rusuk

sakrum             : tulang kelangkang

saraf otonom    : saraf tidak sadar

sarkomer          : unit dasar kontraksi otot

sinartrosis         : sendi mati/tidak dapat bergerak

sinovial             : cairan pelumas pada persendian

sistem havers    : satu kesatuan osteon

skoliosis                       : tulang belakang melengkung ke kiri/kanan

skapula                         : tulang belikat

sphenoid                       : tulang baji

stapes               : tulang sanggurdi

sternum                        : tulang dada

supinator          : (gerakan otot) menengadah

tarsal                : tulang pergelangan kaki

temporal                       : tulang pelipis

tibia                  : tulang tibia

ulna                  : tulang hasta

vertebra                        : tulang belakang

vertebra lumbar            : tulang belakang bagian pinggang

vertebra serviks            : tulang belakang bagian leher

vertebra toraks : tulang belakang bagin dada

vomer               : tulang langit-langit

zigomatik          : tulang pipi

[ Read More ]