Gaya Elektrostatik

Gaya elektrostatik adalah besarnya gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak pada dua buah benda yang bermuatan lisrik ketika didekatkan. Salah satu alat yang dapat digunakan untuk mengukur besar gaya tarik atau gaya tolak pada benda yang bermuatan listrik adalah neraca puntir. Seorang ilmuwan melakukan percobaan bernama Charles Augustin Coulumb (1736-1806), hasil percobaannya menunjukkan bahwa:

Besar gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak pada dua buah benda yang bermuatan listrik sebanding dengan besar muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua benda tersebut.

Hasil penemuan tersebut dikenal dengan nama Hukum Coulumb yang dapat dirumuskan sebagai berikut.

Ket:

F : gaya tarik atau gaya tolak elektrostatik / gaya Coulumb (N)

q : muatan listrik (C)

r : jarak antar dua benda (m)

k : konstanta pembanding = 9 x 10⁹ Nm²C^-2

Medan Listrik

Medan listrik adalah daerah di sekitar muatan listrik. Jika muatan listrik lain di letakkan dalam daerah tersebut, maka akan mengalami gaya elektrostatik. Dalam medan listrik terdapat garis-garis gaya listrik. Garis-garis gaya digambarkan sebagai anak panah. Garis gaya listrik menunjukkan jalan yang ditempuh  muatan listrik positif yang bergerak bebas pada suatu medan listrik. Berikut ini gambar  medan listrik yang memperlihatkan garis gaya listrik bermuatan positif dan bermuatan negatif.

Arah garis gaya listrik muatan positif dan muatan negatif

Berikut ini gambar garis gaya yang menunjukkan garis gaya listrik di antara dua muatan listrik yang berdekatan

Garis gaya listrik di antara dua buah benda yang bermuatan sejenis dan garis gaya litsrik di antara dua buah benda yang tidak sejenis

Kuat medan listrik dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut.

Ket:

E : kuat medan listrik (N/C)

F : gaya elektrostatik (N)

q : muatan listrik (C)

Potensial Listrik

Sebuah benda yang memiliki muatan listrik diletakkan di dalam medan listrik  akan mengalami gaya tarik atau gaya tolak. Misalnya, benda A yang bermuatan positif diletakkan dalam medan listrik yang ditimbulkam oleh benda B yang bernuatan positif juga. Dapat dilihat pada gambar ilustrasi berikut.

Potensial listrik

Bila muatan A dipindahkan dari suatu titik ke titik lain dalam arah yang berlawanan dengan arah gaya listrik tersebut, maka diperlukan usaha. Sedangkan untuk melakukan suatu usaha diperlukan energi. Hal ini menunjukkan bahwa muatan listrik memperoleh energi potensial listrik. jadi, energi potensial listrik adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda bermuatan listrik yang berada di sekitar medan listrik.

Dua titik dalam medan listrik  dikatakan berada pada potensial listrik yang berbeda jika untuk memindahkan benda yang bermuatan listrik tersebut dari satu titik ke titik yang lain diperlukan usaha. Beda potensial antara dua titik didefinisikan sebagai besarnya usaha yang harus dilakukan untuk menggerakkan muatan listrik positif sebesar satu coulumb dari titik yang satu ke titik yang lain. Beda potensial listrik sering juga disebut sebagai tegangan listrik. beda potensial listrik dapat dirumuskan sebagai berikut.

Ket:

W : usaha yang dilakukan (joule)

q : muatan listrik yang dipindahkan (coulomb)

V : beda potensial (joule/coulomb atau volt)

 

Perhatika gambar di bawah ini, dua buah benda diletakkan berdampingan, benda A memiliki muatan listrik positif yang rendah dibandingkan dengan muatan listrik benda B. Jadi dapat disimpulkan bahwa potensial listrik A lebih rendah dibandingkan dengan potensial listri B. Bila benda A dan benda B dihubungkan dengan kawat atau penghantar, maka elektron-elektron A akan mengalir ke B. Elektron-elektron mengalir sampai kedua benda memiliki potesial sama. Jadi elektron-elektron selalu mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi

Elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi

Rujukan

Sri Sukabdiyah. 2007. Kontekstual Sains Fisika. Jakarta: Yudhistira 

Continue Reading →

Hukum Newton tentang Gravitasi

Orang Yunani kuno berpendapat bahwa sebuah benda yang jatuh sedang mencari tempat yang seharusnya ia tempati. Selain itu, mereka juga berpendapat bahwa planet digerakkan oleh sebuah bundaran kristal yang tidak dilihat kasat mata. Pada tahun 1609, Johannes Kepler mengemukakan bahwa planet dalam tata surya bergerak mengelilingi sebuah lintasan yang berbentuk elips dan planet-planet tersebut disanggah oleh sebuah benda yang tidak dapat dilihat kasat mata oleh manusia. Selanjutnya, pada tahun 1687 Isaac Newton membawa pandangan baru tentang teori gravitasi yang dijelaskan serta dibuktikan dalam bukunya yang berjudul Principia, didalam buku tersebut ia mengemukakan bahwa planet-planet mengitari matahari karena adanya medan gravitasi yang menyebabkan planet tertarik ke arah matahari. Newton juga mengemukakan bahwa besar gaya gravitasi antara matahari dan planet bergantung pada jarak dan massa diantara kedua benda langit tesebut.

Dalam kajian ilmu fisika, medan dapat dibagi menjadi dua jenis yakni medan skalar dan medan vektor. Medan gravitasi termasuk dalam medan vektor, maksudnya jika sebuah benda dietakkan pada medan gravitasi maka pada benda tersebut akan bekerja sebuah gaya. Medan vektor dibagi menjadi dua jenis yakni medan gaya konservatif dan medan gaya tak konservatif. Medan gaya dikatakan konservatif jika sebuah benda setelah menempuh suatu lintasan dan setelah itu kembali kekedudukan semula besar usahanya sama dengan nol. Medan gaya dikatakan tak konservatif jika sebuah benda setelah menempuah suatu lintasan besar usahanya tidak sama dengan nol. Oleh karena itu, Medan gravitasi termasuk dalam kategori medan gaya konservatif, karena jika kita melempar sebuah bola secara vertikal ke atas, bola tersebut akan kembali kekedudukan semula, sementara itu kita ketahui bahwa kecepata bola saat dilempar dan saat jatuh kembali kecepatannya sama, sehingga dapat dikatakan energi bola saat dilempar ke atas sama dengan energi bola saat jatuh ke bawah dapat dikatakan usahanya sama dengan nol.

Semua benda yang berada di atas permukaan bumi maka akan dipengaruhi oleh medan gravitasi. Medan gravitasi dapat digambarkan sebagai garis-garis medan yang menuju pusat bumi.

Arah medan gravitasi bumi

Isaac Newton mempunyai gagasan bahwa gravitasi bumi lah yang menyebabkan bulan tetap berada pada lintasannya. Newton berusaha menentukan besar gaya gravitasi yang diberikan bumi pada bulan. Dari hasil perhitungannya, Newton menyimpulkan  bahwa gaya gravitasi yang diberikan bumi pada sembarang benda berkurang terhadap kuadrat jaraknya (R) dari bumi

Gaya aksi-reaksi oleh bumi dan bulan

Percepatan gravitasi pada sebuah benda tidak hanya bergantung pada jarak, tetapi juga pada bendanya. Menurut hukum II Newton, ketika bumi memberika gaya gravitasi ke bulan, bulan tersebut akan memberikan gaya yang sama besar tetapi berlainan arah. Dengan demikian, besar gaya gravitasi sebanding dengan kedua massa

Setelah menganalisis gaya gravitasi bumi dan bulan Newton juga mengadakan penelitian tentang lintasan planet. Dari hasil penelitiannya, Newton menyimpulkan bahwa untuk mempertahankan planet agar tetap berada pada lintasannya dalam mengililingi matahari diperlukan gaya. Newton mengusulkan hukum gravitasi universal yang dinyatakan “semua partikel di dunia ini menarik semua partikel lain dengan gaya yang berbanding lurus dengan hasil kali massa partikel itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak diantaranya. Gaya ini bekerja sepanjang garis yang menghubungkan kedua partikel itu”

F           = gaya gravitasi (N)

G          = ketetapan gravitasi = 6,67 x 10^-11 Nm²/kg²

m₁ ; m₂ = massa benda 1 dan 2 (kg)

R          = jarak kedua benda

 

Gaya gravitasi menimbulkan percepatan yang disebut percepatan gravitasi bumi. Besar percepatan akibat gravitasi bumi pada sebuah benda bermassa m yang terletak pada jarak r  dari pusat bumi dapat diturunkan sebagai berikut

Hukum II Newton, F = ma sehingga

Percepatan gravitasi umumnya diberikan simbol g maka

Percepatan gravitasi dapat juga dinyatakan sebagai kuat medan gravitasi bumi. Jika benda terletak di permukaan bumi atau dekat permukaan bumi, r  dapat dianggap sebagai jari-jari bumi, maka

R = jari-jari bumi = 6.375 km

Jka benda terletak jauh di atas permukaan bumi dengan ketinggian h,

Hukum gravitasi Newton bersifat universal, tidak hanya berlaku pada bumi saja, tetapi berlaku juga untuk semua benda yang ada di jagad raya. Sehingga persamaan-persamaan di atas  juga berlaku pada bulan, planet, matahari dll. Dengan demikian, besaran M dapat diganti dengan massa bulan, planet dll.

 

Rujukan

Purwanto, Budi. 2009. Theory and Application of Physics 2. Solo: PT Tiga Serangkai.

Continue Reading →

Pertumbuhan dan Perkembangan Manusia

Tahapan perkembangan manusia dibagi menjadi dua, yaitu tahap perkembangan sebelum dilahirkan dan tahap perkembangan setelah dilahirkan. Setiap tahapan ini memiliki ciri-ciri tersendiri. Berikut ini tahapan perkembangan pada manusia.

Pertumbuhan dan Perkembangan Manusia dalam Kandungan

Selama di dalam kandungan manusia berada dalam tahapan embrio. Embrio berasal dari zigot yang dihasilkan pada proses pembuahan. Kemudian zigot mengalami pembelahan berkali-kali hingga terbentuk embrio. Pada tahapan berikutnya, embrio dibungkus oleh selaput hingga terbentuk plasenta. Plasenta berfungsi untuk mendapatkan makanan dari ibunya. Embrio ini kemudian disebut dengan janin atau fetus. Masa janin berlangsung sampai sesaat sebelum dilahirkan. Pada masa janin, terjadi proses penyempurnaan jaringan dan organ dalam serta terjadi pertumbuhan yang pesat.

Pertumbuhan dan perkembangan janin dalam rahim

Pertumbuhan daan perkembangan janin terjadi dalam tiga tahapan utama, yaitu sebagai berikut

1.    Trimester I, dimulai dari terbentuknya zigot sampai dengan usia janin tiga bulan. Pada tahap ini, perkembangan terpusat pada organ otak, jantung, dan paru-paru.

2.   Trimester II, tahap ini berlangsung dari bulan keempat hingga bulan keenam. Pada tahap ini, pertumbuhan terpusat pada anggota tubuh seperti kaki, tangan, jari-jari.

3.   Trimester III, berlangsung dari bulan tujuh hingga kelahiran. Pada tahap ini pertumbuhan janin telah lengkap. Jika janin terpaksa dilahirkan pada tahap ini, maka ia sudah dapat hidup dan dibesarkan di luar rahim dengan alat bantu.

 

Tahap perkembangan manusia dalam kandungam berlangsung lebih kurang 266 hari atau sekitar 9 bulan. Berikut ini beberapa peristiwa penting dalam perkembangan embrio dalam rahim.

Tabel Perkembangan Embrio Manusia

Waktu setelah pembuahan	Peristiwa yang terjadi
24 jam	Embrio membelah menjadi dua sel
3 hari	Morula sampai ke rahim
2,5 minggu	Jaringan pembentuk jantung mulai membelah, sel-sel darah terbentuk
3,5 minggu	Mata dan telinga awal mulai muncul, sistem pernapasan terbentuk
4 minggu	Kuncup alat gerak terbentuk, sel-sel otak mulai membelah
2 bulan	Sel-sel otot mulai membelah, tulang mulai mengeras
3 bulan	Jenis kelamin embrio sudah dapat dibedakan antara laki-laki dan perempuan
4 bulan	Wajah mulai tampak, otak mulai berkembang
Trimester III	Rambut tipis menyelimuti janin tapi kemudian rontok, pertumbuhan tubuh mulai pesat
266 hari	Kelahiran

(Sumber: Solomon et al. 2005)

Pertumbuhan dan Perkembangan Manusia  Setelah Lahir

Perkembangan Manusia. Tubuh bertambah besar dan tinggi. Demikian  juga dengan organ tubuh

Masa balita (0-4 tahun)

Masa balita atau masa dibawah lima tahun merupakan awal masa pertumbuhan manusia di luar rahim. Pada masa ini terjadi pertumbuhan yang pesat. Ketika masih di dalam rahim, pertukaran gas terjadi melalui plasenta. Akan tetapi setelah bayi dilahirkan, paru-paru bayi mulai berfungsi sehingga pertukaran gas terjadi melalui paru-paru. Di dalam rahim, suhu tubuh konstan. Sedangkan di luar rahin, bayi mendapat pengaruh dari suhu lingkungan yang berubah-ubah. Kekebalan tubuh balita belum berkembang sempurna oleh sebab itu pada masa ini balita mudah terserang penyakit. Oleh karena itu, perawatan bayi di bawah lima tahun memerlukan perhatian khusus. Kekebalan tubuh balita dapat dibentuk melalui imunisasi.

Masa kanak-kanak (5-11 tahun)

Pada masa ini telah diproduksi hormon seks namun dalam jumlah yang sedikit. Hormon adalah senyawa kimia yang dihasilkan oleh kelenjar buntu. Hormon beredar di dalam darah untuk mempengaruhi proses fisiologi dan perkembangan tubuh. Ada berbagai macam hormon di dalam tubuh, misalnya hormon pertumbuhan dan hormon seks. Pertumbuhan anak pada usia ini terlihat lebih cepat dan jelas.

Masa Remaja (12-17 tahun)

Pada masa perbedaan antara remaja pria dan remaja wanita sudah terlihat jelas. Hal tersebut disebkan oleh perbedaan hormon antara keduanya.

Remaja pria

Pada masa ini testis sudah mulai memproduksi hormon seks androgen. Hormon androgen ini memberikan pengaruh, baik secara fisiologis, anatomis, maupun psikologis pada remaja pria. Efek dari diproduksinya hormon ini antara lain suara membesar, rambut tumbuh di wajah (kumis, jenggot, dan di bagian tubuh lain), serta testis dan penis tumbuh, serta otot-otot membesar. Pada masa ini juga telah diproduksi sperma. Sperma yang berlebihan akan dibuang melalui mimpi basah.

Remaja wanita

Pada masa ini ovarium sudah mulai memproduksi hormos seks estrogen. Hormon estrogen ini memberikan pengaruh, baik secara fisiologis, anatomis, maupun psikologis pada remaja wanita. Efek dari diproduksinya hormon estrogen pada remaja wanita ini antara lain suara menjadi nyaring, buah dada dan pinggul membesar, vagina dan rahim tumbuh, muncul jaringan lemak di bawah kulit, tumbuh rambut di sekitar kemaluan, dan mulai mengalami menstruasi. Ini semua merupakan pertanda persiapan bereproduksi.

 

Menstruasi adalah peristiwa meluruhnya jaringan di dinding rahim karena tidak terjadinya pembuahan dalam rahim. Proses terjadinya menstruasi adalah sebagai berikut. Akibat adanya hormon dari dasar otak (hormon gonadotropin). Kadar estrogen yang dihasilkan ovarium meningkat dan sel telur (ovum) masak. Ovum yang dikeluarkan oleh ovarium bergerak munuu saluran telur (oviduk).

 

Meningkatnya hormon estrogen menyebabkan dinding di dalam rahim (lapisan endometrium) tumbuh. Dinding dalam rahim menebal dan dipenuhi pembuluh darah. Sebagai persiapan terjadinya pembuahan (fertilisasi). Embrio yang akan terbentuk akan dilindungi dan diberikan pasokan makanan oleh dinding dalam rahim.

 

Jika tidak terjadi pembuahan, ovum akan mati. Kadar homon estrogen menurun. Akibatnya, jaringan dan pembuh darah di dinding dalam rahim luruh mengelupas. Darah dan jaringan yang terlepas dikeluarkan dalam bentuk menstruasi. Jadi, ketika menstruasi, dinding dalam rahim mengalami luka. Beberapa wanita mengalami rasa sakit ketika menstruasi.

 

Masaknya ovum (terjadinya ovulasi) berulang rata-rata setiap 28 hari seklai, namun ada juga beberapa wanita yang mengalami kurang atau lebih dari 28 hari. Siklus ovulasi ini berakibat pada siklus menstruasi, yang juga berulang setiap 28 hari sekali.

Proses Terjadinya Menstruasi

Ciri-ciri psikologis remaja

Mulai tertarik kepada lawan jenis. Ketertarikan pada lawan jenis mulai terlihat pada masa ini. Akan tetapi, perlu digaris bawahi bahwa masa remaja merupakan masa yang rawan akan berbagai pengaruh negatif. Oleh karena itu, perlu dihindari hal-hal yang berbau pornografi, narkoba, maupun pergaulan bebas. Masa remaja adalah masa persiapan menuju dewasa, jadi belum dapat dianggap dewasa, baik secara jasmani maupun rohani. Ini juga berarti seorang remaja belum siap untuk bereproduksi. Kehamilan yang terjadi pada masa ini dapat berpengaruh negatif pada remaja itu sendiri, keluarga, maupun keturunannnya.

Mencari identitas diri. Dalam usah mencari identitas diri, seorang remaja sering melakukan coba-coba. Sikap tersebut tidak selalu berdampak negatif justru dapat dikembangkan ke arah yang positif. Misalnya, sikap yang menentang suatu hal yang menurutnya tidak logis sehingga dapat mendorong mereka untuk membuktikan kebenaran ilmiahnya.

Masa Dewasa (18-40 tahun)

Masa dewasa seseorang dimulai pada usia 18 tahun hingga usia 40 tahun. Secara biologis. Masa dewasa ditandai dengan kesiapan bereproduksi dan secara psikologis memiliki kesiapan  dan kematangan mental. Pertumbuhan fisik masih berlangsung hingga mencapai usia 22 tahun. Biasanya tinggi dan berat badan konstan dan mulai bertambah berat setelah mencapai usia 32 tahun. Kematangan mental pria dicapai setelah berusia 25 tahun, sementara wanita lebih cepat dari itu.

Masa Manula (>40 tahun)

Manua (manusia usia lanjut) dimulai pada usia 40 tahun. Pada masa ini, pertumbuhan sel-sel tidak secepat pengausan sel-sel sehingga terjadi kemunduran fungsi-fungsi organ tubuh. Organ tubuh yang biasanya mengalami kemunduran fungsi lebih awal adalah mata, telinga, dan otot.

 

Pada wanita, biasanya hormon estrogen menurub sejak masuk masa ini. Akibatnya, ovulasi menurun dan siklus menstruasi terganngu. Kemampuan bereproduksi menurun dan jika terjadi kehamilan pada masa ini, biasanya memiliki resiko yang tinggi. Menurunnya produksi estrogen dapat berpengaruh pula pada bagian tubuh lainnya. Elastisitas kulit menurun dan terjadi pengeroposan tulang (osteoporosis). Pada pria, kemampuan menghasilkan sperma terus berlanjut tanpa batas. Walau demikian, kualitas sperma yang dihasilkan sudah menurun. Bayi yang dihasilkan dari pria manula sering mengalami kelainan fisik atau mental.

Rujukan

Istamar Syamsuri, dkk. 2007. IPA Biologi. Jakarta: Erlangga.

Continue Reading →

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan dan perkembangan merupakan salah satu ciri organisme. Pertumbuhan adalah proses pertambahan ukuran atau volume dan jumlah sel yang tidak dapat kembali atau dikenal dengan istilah irreversibel. Artinya, organisme yang telah tumbuh tidak akan kembali ke ukuran semula. Perkembangan adalah suatu perubahan teratur dan sering kali menuju ke keadaan yang lebih kompleks atau kedewasaan. Perkembangan juga dapat dikatakan sebagai suatu seri perubahan pada organisme yang terjadi selama daur hidupnya yang meliputi pertumbuhan dan diferensiasi. Perbedaan lain dari pertumbuhan dan perkembangan adalah pertumbuhan dapat diukur sedangkan perkembang tak dapat diukur. Disamping itu pertumbuhan dan perkembangan pada makhluk hidup berlangsung bersamaan.

Pertumbuhan dan Perkembangan

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan dan perkembangan merupakan hasil interaksi antara faktor luar dan faktor dalam. Faktor luar antara lain makanan, air, cahaya, dan lingkungan. Sedangkan faktor dalam antara lain gen dan hormon.

Faktor Luar

Makanan dan air

Tumbuhan dan hewan memperoleh makanan dengan cara yang berbeda. Zat makanan sebagai sumber energi untuk sintesis berbagai komponen sel yang diperlukan selama pertumbuhan. Hewan mendapatkan makanan dari tumbuhan dan hewan lain. Sementara tumbuhan dapat membuat makannya sendiri melalu proses fotosintesis. Tumbuhan membutuhkan zat anorgani yang umunya diambil dari dalam tanah dalam bentuk ion, dan CO₂ diambil dari udara. Beberapa unsur dibutuhkan dalam jumlah banyak yang biasa disebut unsur makro atau makronutrien, C (karbon), P (fosforus), dan Mg (magnesium). Sedangkan unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro atau mikronutrien, misalnya Zn (zink), Mn (mangan), dan Ca (kalsium).

Tumbuhan yang kekurangan makanan akan terhambat pertumbuhannya. Contohnya, kekurangan zat besi dan magnesium mengakibatkan klorosis. Klorosis menyebabkan tumbuhan berwarna pucat dan akhirnya mati. Kekurangan fosforus mengakibatkan daun berbercak kemerahan yang selanjutnya menyebabkan daun cepat rusak.

 

Pengambilan garam mineral dari dalam tanah pada umumnya bersamaan dengan pengambilan air. Air sangat berperan penting sebagai bahan pelarut bagi kebanyakan reaksi dalam tubuh makhluk hidup. Pada tumbuhan, kekurangan air  akan meningkatkan sintesis abisin, yaitu suatu hormon yang dapat menghambat pertumbuhan. Sebaliknya, sintesis hormon pertumbuhan tumbuhan lain seperti auksin, giberelin, dan sitokinin, akan terhambat.

 

Gambar (a) tanaman sehat, (b) tanaman yang kurang magnesium daunnya berwarna  pucat, dan (c) tanaman yang kurang fosfat daunnya kemerahan dan akarnya tidak berkembang

Cahaya

Cahaya diperlukan oleh semua makhluk hidup. Pada tumbuhan, cahaya dibutuhkan dalam proses fotosintesis. Oleh karena itu, cahaya berpengaruh langsung pada ketersediaan makanan pada tumbuhan hijau. Klorofil dibentuk dari hasil fotosintesis dan berpengaruh secara langsung  terhadap pertumbuhan setiap organ atau terhadap keseluruhan tumbuhan. Tumbuhan yang tidak mendapatkan cahaya yang cukup tidak dapat membentuk klorofil, mengakibatkan daun berwarna pucat. Sebaliknya, tumbuhan yang mendapatkan intesitas cahaya yang terlalu banyak dapat merusak klorofil.

 

Pengaruh cahaya yang dapat kita amati secara nyata yakni dengan membandingkan satu jenis tumbuhan yang tumbuh pada lingkungan yang memiliki cahaya yang normal dan tumbuhan yang tumbuh pada lingkungan yang gelap. Tumbuhan yang berada  di tempat gelap akan lebih cepat tumbuh tinggi dibandingkan tumbuhan yang berada di tempat terang. Namun tumbuhan di tempat gelap tampak kuning pucat, kurus,  dan daunnya tidak berkembang. Tumbuhan seperti ini dinamakan mengalami etiolasi.

 

Selain tumbuhan, manusia juga membutuhkan cahaya untuk pertumbuhannya, terutama untuk pembentukan tulang. Cahaya matahari berfungsi untuk mengaktifkan provitamin D yang ada di kulit menjadi vitamin D untuk kekuatan tulang.

 

Suhu

Semua makhluk hidup memerlukan suhu tertentu untuk kelangsungan hidupnya. Suhu mempengaruhi kerja enzim. Pada tumbuhan, perubahan suhu dapat mempengaruhi pertumbuhan, reproduksi, fotosintesis, respirasi, dan transpirasi. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menghambat proses tersebut. Suhu optimum untuk pertumbuhan tumbuhan adalah 10-38^oC. Umumnya tumbuhan tidak dapat tumbuh pada suhu 0^oC dan di atas 45^oC.

 

Selain tumbuhan, suhu juga mempengaruhi hewan. Hewan berdarah dingin (poikilotermik) harus berjemur di bawah sinar matahari untuk menaikkan suhu tubuhnya agar proses metabolisme dalam tubuhnya dapat berlangsung. Suhu normal tumbuh bagi manusia adalah 36,89 ^oC dan naik turunnya berkisar antara 36,11^oC – 37,22 ^oC. Jika suhu tubuh rendah atau lebih tinggi dari kisaran tersebut, akan memberikan efek yang tidak nyaman pada tubuh.

Kadal berjemur untuk menaikkan suhu tubuhnya

Oksigen

Oksigen diperlukan untuk pernapasan makhluk hidup. Oksigen digunakan untuk membakar zat makanan yang menghasilkan energi. Energi tersebut digunakan untuk tumbuh, bergerak, berpikir, dan melakukan kegiatan lainnya. Tanah yang gembur banyak mengandung oksigen yang diperlukan untuk pernapasan tumbuhan.

 

Kelembapan

Pada tumbuhan, udara yang lembap mencegah proses penguapan air, sehingga pernyerapan air dan garam mineral dari dalam tanah semakin sedikit. Jika kelembapan udara rendah, penguapan akan meningkat sehingga penyerapan air dan garam mineral dari dalam tanah pun semakin banyak. Keadaan ini akan memacu pertumbuhan.

 

Kandungan zat organi di dalam tanah juga dipengaruhi oleh kelembapan tanah. Semakin tinggi kandungan bahan organik dalam tanah, makin banyak pula jumlah air yang dapat diikat. Keadaan ini membuat struktur tanah menjadi lebih gembur.

 

Faktor Dalam

Gen

Gen terdapat pada kromosom dan bertanggung jawab dalam pewarisan sifat melalui perkembangbiakan. Gen juga berperan sebagai pembawa kode untuk membentuk protein,enzim, dan hormon. Ketiganya penting dalam reaksi metabolisme untuk mengatur pertumbuhan.

 

Setiap sel hidup pada organisme akan mewarisi perangkat genetis dari induknya. Informasi genetis yang diterima oleh setiap sel pada saat pembelahan sel harus tepat agar setiap organ dapat berkembang  dengan tepat. Jadi, pola pertumbuhan dan perkembangan ditentukan oleh gen.

 

Hormon

Hormon mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. Hormon pada tumbuhan disebut fitohormon. Peran hormon tumbuhan adalah merangsang pertumbuhan, pembelahan, dan pemanjangan sel. Contoh fitohormon antara lain auksin, giberelin, sitokinin, etilen, asam traumatin, dan kalin. Ada pula hormon yang menghambat pertumbuhan, contohnya asam absisat.

 

Pada manusia, hormon pertumbuhan atau somatotrof  berperan penting dalam pertumbuhan. Hormon ini mempengaruhi pertambahan tinggi sesorang. Orang yang kekurangan hormon ini bisa menjadi kerdil. Sebaliknya orang yang kelebihan hormon ini akan mengalami pertumbuhan raksasa atau gigantisme. Hormon somatotrof juga dapat meningkatkan pembelahan sel, sintesis protein, dan pertumbuhan tulang. Hormon ini diproduksi oleh kelenjar pituitari bagian depan.

Kelebihan hormon pertumbuhan menyebabkan gigantisme

 

Perkembangan sifat seks juga dikendalikan oleh hormon. Hormon testosteron yang dihasilkan oleh testis, berpengaruh pada pertumbuhan ciri kelamin sekunder pria, misalnya tumbuhnya kumis, otot yang tebal, tumbuhnya jakun, serta suara menjadi besar. Hormon estrogen yang dihasilkan wanita merangsang  berkembangnya ciri-ciri kelamin sekender wanita, misalnya tumbuhnya kelenjar susu, penebalan dinding uterus, dan kulit yang halus.

 

Pertumbuhan pada manusia terjaddi secara bertahap sesuai dengan usia. Pada anak-anak, ada organ-organ yang belum aktif dan akan aktif menjelang masa dewasa. Seperti pada hewan, masa pertumbuhan manusia ada batasnya. Pada laki-laki, umunya pertumbuhan akan terhenti pada usia kurang lebih 22 tahun, sedangkan pada perempuan pada usia 18 tahun.

 

Rujukan

Syamsuri, Istamar, dkk. 2007. IPA Biologi. Jakarta: Erlangga. 

Continue Reading →