Transcript Asas Dasar Fisika - Physics Education 2012

ASAS DASAR FISIKA
30/07/2012
1
Ilmu pengetahuan, merupakan hasil pengamatan
manusia (para ahli bidang ilmu tertentu) dan disusun
secara sistematik (sesuatu yang telah terbakukan).
Pengetahuan (alam), merupakan suatu
(alam) yang diketahui (diamati) manusia
peristiwa
Pada dasarnya manusia mengembangkan ilmu pengetahuan agar dapat memanfaatkan ilmu tersebut demi
mensejahterakan dirinya.
30/07/2012
2
Lanjutan.
Gejala alam pertama (paling dekat) yang menarik
perhatian fisikawan (perilaku peradaban manusia)
dan paling diakrab (manusia) adalah gerak.
Mekanika adalah ilmu yang mempelajari tentang gerak (juga diamnya suatu benda).
Itulah sebabnya mengapa mekanika (IPA paling
kuno) menjadi salah satu cabang fisika yang
berkembang
paling
dini
dalam
proses
perkembangan fisika (dikem-bangkan manusia) .
Mekanika membahas gerak, penyebab gerak proses perubahan energi dan lain sebagainya.
30/07/2012
3
Lanjutan.
Mekanika, merupakan landasan bagi cabang-cabang fisika yang lain (teknik, kedokteran, farmasi).
30/07/2012
4
Hakikat Fisika.
Kata fisika berasal dari bahasa Yunani "physics"
yang berarti alam (obyek pembicaraan fisika adalah alam).
Ilmu fisika, ilmu untuk mempelajari tentang alam
(gejala alam).
Tujuan mempelajari fisika, memahami gejalagejala alam [mencari pengetahuan (hukum) tentang alam].
Fisika, ilmu pengetahuan yang dijadikan landasan
pengembang konsep-konsep di dalam ilmu pengetahuan yang lain.
30/07/2012
5
Lanjutan.
Pada dasarnya fisika (ilmu fisika) adalah pengetahuan dasar (ilmu murni) seperti halnya kimia
(ilmu kimia), biologi, astronomi dan geologi.
Ilmu-ilmu dasar diperlukan dalam berbagai cabang ilmu terapan dan tehnik, seperti kedokteran,
pertanian, farmasi dan lain sebagainya.
Tanpa landasan ilmu murni (kuat), mustahil ilmuilmu terapan dapat maju dan berkembang dengan
pesat.
Banyak orang memberi batasan tentang fisika,
namun secara umum batasan-batasan tersebut
mengandung pengertian yang hampir sama.
30/07/2012
6
Lanjutan.
Fisika, cabang IPA yang bertujuan memberikan
pemahaman kuantitatif tentang sifat, perilaku dan
hakikat zat dalam berbagai peristiwa alam berdasarkan pengamatan eksperimental dan analisis
matematik.
Fisika, dikembangkan menggunakan ilmu bantu
matematik.
Artinya untuk memahami gejala-gejala alam yang
ditemukan disekeliling kita, fisikawan (ahli-ahli fisika) menyusun model matematik sebagai penyajian (wakil dunia 'nyata‘).
Penerapan matematik semakin jauh (dalam) pada
fisika (utamanya dalam fisika teori).
30/07/2012
7
Lanjutan.
Teknik pengukuran, semakin baik dalam eksperimen sehingga semakin memperkuat keyakinan
akan keterpaduan hukum fisika.
Hukum-hukum, konsep-konsep fisika diartikan
dan dinyatakan dalam kuantitas (besaran yang
dapat diukur).
Hasil pembelajaran fisika diterapkan untuk menerangkan dan melakukan ramalan (gejala dan proses alam).
Fisika cabang (IPA), sangat ketat dan teratur
struktur penalarannya.
30/07/2012
8
Lanjutan.
Fisika sebagai IPA, menghasilkan hukum-hukum
tentang peristiwa alam.
Fisika sebagai ilmu dasar kuantitatif (mengandung
penalaran matematik), dalam proses relatif lebih
sukar dipahami dari pada ilmu-ilmu dasar lain.
Fakta ini mengakibatkan fisika 'tidak populer', sehingga peminat bidang ilmu fisika sangatlah kurang.
IPA termasuk di dalamnya fisika merupakan kelompok ilmu-ilmu empiris, [pengetahuan yang bahan-bahannya diperoleh melalui pengalaman ilmiah (empiris)].
30/07/2012
9
Lanjutan.
Benda memiliki karakteristik yang dinamakan
massa, dan massa dianggap merupakan besaran
dasar di dalam sistem tertentu (SI).
30/07/2012
10
Lanjutan.
Dalam mempelajari gerak benda, sering kali fisikawan menggantikan benda dengan partikel.
Karena dalam mekanika, analisis dimensi benda
tidak diperlukan.
Proses alam pada hakikatnya adalah suatu 'gerak
mekanis'.
Hasil tangkapan (data informasinya) baik yang dihasilkan dengan mata telanjang maupun menggunakan alat bantu harus memiliki arti.
Penalaran proses alam tersebut menggunakan
perangkat matematika.
30/07/2012
11
Lanjutan.
Banyak orang (ahli) yang berjasa mengembangkan fisika, tercatat dalam sejarah mulai 300 tahun SM (Aristoteles 384 – 322 SM) sampai sekarang banyak ahli terlibat dalam pengembangan
fisika.
Seorang ahli fisika bekerja dengan menggunakan
besaran-besaran yang dapat diukur (hasil percobaan) dan berusaha meletakkan hubungan antara
besaran yang satu dengan yang lain secara teratur.
Pengembangan tersebut dilakukan manusia untuk
dapat terus mengenal, menganalisis dan memanfaatkan alam demi kehidupan manusia.
30/07/2012
12
Lanjutan.
Di samping persoalan tersebut, juga tetap memberikan kerangka teori dalam fisika secara mantap.
 Kesulitan muncul bukan pada cara bagaimana
mengolah bahan, melainkan terletak pada cara
bagaimana memperoleh bahan tersebut.
Babak demi babak pengetahuan fisika sampai
pada babak yang paling menentukan.
Pengembangan (IPA) model baru dipelopori oleh
Galileo Galilei (1564 - 1642) yang dikenal dengan
'metoda ilmiah'.
Metoda ilmiah (bagi ilmuwan) dapat memberikan
dasar semakin majunya industri dan meningkatnya
teknologi
30/07/2012
13
Lanjutan.
Dengan ditemukannya metoda ilmiah pengembangan dan kemajuan fisika (IPA) menjadi
semakin pesat, demikian pula ilmu-ilmu pengetahuan alamiah yang lain.
Penelitian, pengembangan untuk meningkat secara kuantitatif maupun kualitatif.
Sejak mulai jaman Galileo sampai sekarang,
pengembangan IPA, diawali dengan konsepkonsep dasar dari teori yang berhasil diwujudkan
melalui percobaan (sebaliknya percobaan yang
dapat dijelaskan melalui teori).
30/07/2012
14
Lanjutan.
Dengan mengacu hal di atas, fisika menuntut
dua hal yaitu eksperimen dan teori, (sebagai sesuatu yang perlu dan penting untuk dapat diwujudkan).
teori
Fisika dibagi (bidang/profesi)
eksperimen
walaupun ada beberapa orang yang berkecimpung
di keduanya [teori dan eksperimen (percobaan)].
30/07/2012
15
Lanjutan.
Pelatihan menerapkan metoda ilmiah sangat
efektif untuk mencerdaskan dan meningkatkan
mutu intelektual manusia.
Fisika bertujuan memberikan pemahaman kuantitatif tentang sifat, perilaku dan hakikat zat dari
berbagai peristiwa alam berdasarkan pengamatan eksperimen dan analisis matematik.
Para ilmuwan menggunakan akal (menciptakan
model fisis yang merupakan idealisasi keadaan),
untuk memodifikasikan keadaan agar dapat mendekatkan pada keadaan nyata.
30/07/2012
16
Lanjutan.
Pada jaman dahulu para ahli (ilmuwan) bekerja
secara individu.
Tetapi sebalik, para ilmuwan sekarang (umumnya) bekerja secara kelompok, sehingga perkembangan ilmu pengetahuan semakin cepat dan
pesat.
30/07/2012
17
Metoda Ilmiah.
Manusia (mahluk berpikir), berpikir pada dasarnya adalah sebuah proses yang membuahkan
pengetahuan.
Manusia berpikir menggunakan lambang-lambang
(salah satunya bahasa) yang merupakan abstraksi dari obyek yang sedang dipikirkannya.
0rang yang memikirkan sesuatu, akan menggunakan cara (metoda) untuk menuju sasaran yang
diharapkan.
Metoda baku untuk menghasilkan 'pengetahuan'
disebut metoda ilmiah.
Metoda ilmiah adalah metoda pengembangan ilmu pengetahuan yang memadukan proses induktif-empirik dengan deduktif-rasional.
30/07/2012
18
Lanjutan.
Kebenaran ilmiah bukan saja merupakan kesimpulan rasional yang koheren dengan sistem pengetahuan yang berlaku, melainkan juga harus sesuai
dengan kenyataan yang ada.
Ilmu diperoleh melalui proses tertentu (walaupun
sebenarnya tidak ada urutan langkah tertentu) agar
dapat diikuti untuk memecahkan masalah.
Urutan masalah tergantung kepada jenis masalah
yang dinamakan metoda keilmuan, ada enam langkah metoda keilmuan, yaitu:
1. sadar akan adanya masalah (orang tersebut terbebani untuk memecahkan masalah).
30/07/2012
19
Lanjutan.
2. melakukan pengamatan dan pengumpulan data
yang relevan (terjadi analisis data paling tidak
penyusunan atau klasifikasi data).
3. perumusan hipotesis atau teori (mengajukan cara pengujian hipotesis).
4. menguji hipotesis secara eksperimen (pengamatan-pengamatan).
Bila tidak sesuai, hipotesis ditolak (dibuang atau
diubah).
5. mengambil kesimpulan.
Bila hipotesis diterima, lalu diambil kesimpulan
yang merupakan jawaban dari masalah yang dihadapi. Kesimpulan tersebut dapat berupa hukum.
30/07/2012
20
Lanjutan.
6. penyempurnaan susunan teori.
Sebagai hasil akhir penelitian ilmiah berupa teori (sebagai sebab akibat terjadinya peristiwa)
Teori, harus dapat menjelaskan peristiwa yang dijadikan masalah.
Langkah tersebut terus berulang dalam bentuk
induktif-deduktif.
Ilmu terus berkembang setiap saat, (ada penemuan
baru baik penemuan teori baru atau sesuatu yang
masih berupa fakta-fakta baru).
30/07/2012
21
Lanjutan.
 untuk dapat memahami metoda ilmiah orang
perlu memiliki kecakapan antara lain,
1. melakukan observasi.
2. memperoleh pola-pola dalam observasi.
3. berpikir logis dan kritis.
4. pemakaian hal-hal yang telah dipelajari.
5. melakukan eksperimen dan penyelidikan.
6. berkomunikasi secara verbal dan non verbal.
7. memecahkan masalah.
30/07/2012
22
Lanjutan.
Perkembangan fisika,  hasil interaksi antara
teori-eksperimen.
Hasil eksperimen yang tidak dapat diterangkan
dengan teori lama,  harus disusun teori baru
(dengan penyempurnaan teori lama atau mengubah dengan yang baru sama sekali).
 teori baru tersusun harus mengusulkan eksperimen baru [menguji kebenarannya (keabsahan)].
Penjelasan ahli (teori), harus dapat dijelaskan
oleh ahli lain lewat eksperimennya (usulan baru).
Pengujian model (baru), harus dapat menghitung
nilai besarannya, (paling tidak dapat menghitung
batas dan jangkauannya).
30/07/2012
23
Lanjutan.
Teori disusun kembali sambil memperbaiki model
sehingga derajat pembenarannya tampak (disertai
infomasi baru).
Gejala diamati (diukur), ditarik kesimpulan secara
spekulatif dengan menghasilkan hipotesis yang
teruji kebenarannya [diverifikasi secara empirik
(dengan melakukan eksperimen pengamatan dan
pengukuran besaran yang bersangkutan)].
Kecocokan hasil pengamatan dan pengukuran yang
menjadi hipotesis layak dinaikkan menjadi teori.
Teori disusun, secara deduktif diturunkan lewat
dugaan-dugaan (hipotesis-hipotesis lain), diverifikasi kebenarannya baik dalam rangka memantapkan teori maupun dalam mengembangkan
30/07/2012
24
Lanjutan.
(menyempurnakan dan melengkapi teori) atau untuk menemukan teori-teori baru.
Kesemuanya harus didasarkan pada sikap ilmiah antara lain:
1. obyektif terhadap fakta (keaslian).
2. tidak tergesa-gesa mengambil kesimpulan bila
belum cukup data.
3. berhati terbuka (perlu mempertimbangkan pendapat orang lain).
4. tidak mencampur adukan fakta dan pendapat.
5. bersifat hati-hati dan bertanggung jawab.
6. ingin menyelidiki.
7. kritik terhadap diri sendiri dan bebas dalam berpi30/07/2012
25
kir.
Lanjutan.
Fisika (ilmu murni dan terapan) sangat tergantung
pada pengamatan dan eksperimen.
merupakan perpaduan
teori
Aspek fisika
pemikiran rasional dan
eksperimen bukti eksperimen.
Dalam kegiatannya fisikawan memerlukan dua alat
yakni [pengamatan dan pengukuran (lewat laboratorium)] melalui kegiatan induktif-empirik, alat berpikir logis dalam kegiatan deduktif analitik (matematika).
Dua aspek tersebut harus dapat ditunjukkan dan saling diperlukan keterkaitannya untuk pengembangan
selanjutnya.
Teori harus dapat dieksperimenkan, (sebaliknya dari
eksperimen harus dapat disusun teorinya).
30/07/2012
26
Lanjutan.
Pengertian teori-eksperimen di bedakan
pengertian sehari-hari (teori-praktek).
dengan
Kedudukan teori-eksperimen adalah setara dan saling
dibutuhkan.
Pengamatan, (isi penjelasan serta uji-uji yang tepat
tentang gejala alam dan analisis faktor perbedaan
dan inti perbedaan yang muncul dalam peliputan).
Kadang-kadang untuk memudahkan dimungkinkan
dilakukan penalaran logis.
Dari akal kecerdikannya sering kali fisikawan menciptakan model fisis yang merupakan idealisme keadaan nyata, yang secara bertahap dan terarah (dimodifikasi untuk lebih mendekatkan ke keadaan sebenarnya).
30/07/2012
27
Lanjutan.
Keadaan alam yang terjadi secara alami, (akan menunjukkan) gejala yang bervariasi serta teratur.
Dalam suatu kasus, terjadi ketidak teraturan (proses
yang terjadi sangat lambat sehingga sulit dianalisis),
menyebabkan eksperimen (pengamatan) yang dilakukan memberikan hasil yang bervariasi.
Eksperimen, (gejala yang dilakukan memerlukan
pengendalian keadaan secara hati-hati).
Kumpulan hasil pengukuran/pengamatan dari bermacam-macam sumber diolah dan disintesis menjadi teori tentang alam.
Sering kali muncul gagasan (pendapat baru), yang
merupakan hipotesis dari akal kepandaian menelaah
masalah secara intutif.
30/07/2012
28
Lanjutan.
Pembenaran intuitif diperoleh dari pengayaan empiris
(pengalaman mengamati), mengukur dan melakukan
eksperimen disertai dengan ketrampilan menarik kesimpulan secara induktif.
Kebenaran intuitif tidak meyakinkan, sehingga harus
diverifikasi secara empiris (dibuktikan secara analitik
matematik).
Matematika  alat menalar logis yang sifatnya analitik dalam proses deduktif.
Biasanya, kerja kita dengan memberartikan makna
matematik.
Statistik sifatnya matematik, (alat untuk menganalisis data dari pengukuran dalam proses induktif).
30/07/2012
29
Lanjutan.
Teori harus dapat menerangkan semua peristiwa
alam yang dikenal saat itu, di samping harus dapat
meramalkan berbagai masalah baru dan yang akan
datang.
Benar atau salahnya suatu teori akan dibuktikan dengan eksperimen dan pengukuran baru.
, tanpa eksperimen pengetahuan modern tidak pernah akan berkelanjutan.
Pengetahuan (hukum) fisika merupakan sesuatu hasil yang tidak hanya dapat dipegang (dilihat dengan
mata telanjang, tapi juga alat bantu pancaindera).
0byek pengamatan tidak hanya dengan pancaindera saja.
30/07/2012
30
Lanjutan.
Akibatnya kedudukan laboratorium sangat esensi
bagi para ahli.
Eksperimen tidak hanya dijadikan alat saja oleh para
ahli, mungkin para ahli memiliki pemikiran baru lewat teori yang dijadikan model fisis yang dipelajari.
Akhirnya mungkin kita dapat meramalkan beberapa
gejala (tanpa menganalisis atau menjelaskan hubungan mantap) sebagai dasar yang kokoh untuk
pengembangan fisika.
30/07/2012
31