30/07/2012 1

ASAS DASAR FISIKA

Pengetahuan (alam), merupakan suatu peristiwa (alam) yang diketahui

(diamati) manusia

Ilmu pengetahuan, merupakan hasil pengamatan manusia (para ahli di bi-

dang ilmu tertentu) dan disusun secara sistematik (sesuatu yang telah ter-

bakukan).

Pada dasarnya manusia mengembangkan ilmu pengetahuan agar dapat

memanfaatkan ilmu tersebut demi mensejahterakan dirinya.

30/07/2012 2

Pendahuluan.

Gejala alam pertama (paling dekat) serta menarik perhatian fisikawan

(perilaku peradaban manusia) dan paling diakrab (manusia) adalah gerak.

30/07/2012 3

Lanjutan.

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 perkem-

bangan fisika (dikembangkan manusia) .

Mekanika membahas gerak, penyebab gerak proses perubahan energi

dan lain sebagainya.

Mekanika, merupakan landasan bagi cabang-cabang fisika yang lain

(teknik, kedokteran, farmasi).

30/07/2012 4

Kata fisika berasal dari bahasa Yunani "physics" yang berarti alam

(obyek pembicaraan fisika adalah alam).

Hakikat Fisika.

Ilmu fisika, ilmu untuk mempelajari tentang alam (gejala alam).

Tujuan mempelajari fisika, memahami gejala-gejala alam [mencari

pengetahuan (hukum) tentang alam].

Fisika, ilmu pengetahuan yang dijadikan landasan pengembang kon-

sep-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 ilmu-ilmu 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

Fisika, cabang IPA yang bertujuan memberikan pemahaman kuantitatif

tentang sifat, perilaku dan hakikat zat dalam berbagai peristiwa alam

berdasarkan pengamatan eksperimental dan analisis matematik.

Lanjutan.

Fisika, dikembangkan menggunakan ilmu bantu matematik.

Artinya untuk memahami gejala-gejala alam yang ditemukan diseke-

liling kita, fisikawan (ahli-ahli fisika) menyusun model matematik seba-

gai penyajian (wakil dunia 'nyata‘).

Penerapan matematik semakin jauh pada (dalam) fisika (utamanya da-

lam 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 melaku-

kan ramalan (gejala dan proses alam).

Fisika cabang (IPA), sangat ketat dan teratur struktur penalarannya.

Fisika sebagai IPA, menghasilkan hukum-hukum tentang peristiwa alam.

30/07/2012 8

Lanjutan.

Fisika sebagai ilmu dasar kuantitatif (memiliki penalaran matematik),

dalam proses relatif lebih sukar dipahami dari ilmu-ilmu dasar lain.

Fakta ini mengakibatkan fisika 'tidak populer', sehingga peminat bi-

dang ilmu fisika sangatlah kurang.

IPA termasuk di dalamnya fisika merupakan kelompok ilmu-ilmu em-

piris, [pengetahuan yang bahan-bahannya diperoleh melalui penga-

laman ilmiah (empiris)].

Benda memiliki karakteristik yang dinamakan massa, dan massa di-

anggap merupakan besaran dasar di dalam sistem tertentu (SI).

30/07/2012 9

Lanjutan.

Dalam mempelajari gerak benda, sering kali fisikawan menggantikan

benda dengan partikel.

Proses alam pada hakikatnya adalah suatu 'gerak mekanis'.

Karena dalam mekanika, analisis dimensi benda tidak diperlukan.

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 10

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 hu-

bungan antara besaran yang satu dengan yang lain secara teratur.

Pengembangan tersebut dilakukan manusia untuk dapat terus menge-

nal, menganalisis dan memanfaatkan alam demi kehidupan manusia.

30/07/2012 11

Lanjutan.

Di samping persoalan tersebut, juga tetap memberikan kerangka

teori dalam fisika secara mantap.

Babak demi babak pengetahuan fisika sampai pada babak yang

paling menentukan.

Kesulitan muncul bukan pada cara bagaimana mengolah bahan,

melainkan terletak pada cara bagaimana memperoleh bahan ter-

sebut.

Metoda ilmiah (bagi ilmuwan) dapat memberikan dasar semakin

majunya industri dan meningkatnya teknologi

Pengembangan (IPA) model baru dipelopori oleh Galileo Galilei (1564

- 1642) yang dikenal dengan 'metoda ilmiah'.

30/07/2012 12

Lanjutan.

Dengan ditemukannya metoda ilmiah pengembangan dan kemajuan

fisika (IPA) menjadi semakin pesat, demikian pula ilmu-ilmu pengeta-

huan alamiah yang lain.

Penelitian, pengembangan untuk meningkat secara kuantitatif mau-

pun kualitatif.

Sejak mulai jaman Galileo sekarang, pengembangan IPA, diawali

dengan konsep-konsep dasar dari teori yang berhasil diwujudkan me-

lalui percobaan (sebaliknya percobaan harus dapat dijelaskan melalui

teori).

30/07/2012 13

Lanjutan.

Dengan mengacu hal di atas, fisika menuntut dua hal yaitu eks-

perimen dan teori, (sebagai sesuatu yang perlu dan penting untuk

dapat diwujudkan).

walaupun ada beberapa orang yang berkecimpung di keduanya [teori

dan eksperimen (percobaan)].

eksperimen

teori

ofesi)(bidang/pr dibagi Fisika

30/07/2012 14

Pelatihan menerapkan metoda ilmiah sangat efektif untuk men-

cerdaskan dan meningkatkan mutu intelektual manusia.

Lanjutan.

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 15

Pada jaman dahulu para ahli (ilmuwan) bekerja secara individu.

Lanjutan.

Para ilmuwan sekarang (umumnya) bekerja secara kelompok, se-

hingga perkembangan ilmu pengetahuan semakin cepat dan pesat.

30/07/2012 16

Metoda Ilmiah.

Manusia (mahluk) berpikir, pada dasarnya adalah sebuah proses yang

membuahkan pengetahuan.

Manusia berpikir menggunakan lambang-lambang (salah satunya baha-

sa) 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 17

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

1. sadar akan adanya masalah (orang tersebut terbebani untuk meme-

cahkan masalah).

Urutan penyelesaian masalah (jenis masalah), dinamakan metoda keil-

muan, ada enam langkah metoda keilmuan, yaitu:

30/07/2012 18

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 hipo-

tesis).

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 19

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.

Ilmu terus berkembang setiap saat, (ada penemuan baru baik pene-

muan teori baru atau sesuatu yang masih berupa fakta-fakta baru).

Langkah tersebut terus berulang dalam bentuk induktif-deduktif.

30/07/2012 20

Lanjutan.

2. memperoleh pola-pola dalam observasi.

1. melakukan observasi.

untuk dapat memahami metoda ilmiah orang perlu memiliki keca-

kapan antara lain,

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 21

Perkembangan fisika, hasil interaksi antara teori-eksperimen.

Lanjutan.

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 [meng-uji

kebenarannya (keabsahan)].

Penjelasan ahli (teori), harus dapat dijelaskan oleh ahli lain lewat

eksperimennya (usulan baru).

Pengujian model (baru), harus dapat menghitung nilai besarannya, (pa-

ling tidak dapat menghitung batas dan jangkauannya).

30/07/2012 22

Teori disusun kembali sambil memperbaiki model sehingga derajat

pembenarannya tampak (disertai infomasi baru).

Lanjutan.

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.

30/07/2012 23

Lanjutan.

Teori disusun, secara deduktif diturunkan lewat dugaan-dugaan (hipo-

tesis-hipotesis lain), diverifikasi kebenarannya baik dalam rangka me-

mantapkan teori maupun dalam mengembangkan

(menyempurnakan dan melengkapi teori) atau untuk menemukan te-

ori-teori baru.

30/07/2012 24

Lanjutan.

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 berpikir.

30/07/2012 25

Lanjutan.

Fisika (ilmu murni dan terapan) sangat tergantung pada pengamatan

dan eksperimen.

merupakan perpaduan pemikiran rasio-

nal dan 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 keter-

kaitannya untuk pengembangan selanjutnya.

eksperimen

teorifisikaAspek

30/07/2012 26

Lanjutan.

Teori harus dapat dieksperimenkan, (sebaliknya dari eksperimen harus

dapat disusun teorinya).

Pengertian teori-eksperimen di bedakan dengan pengertian sehari-hari

(teori-praktek).

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).

30/07/2012 27

Lanjutan.

Kadang-kadang untuk memudahkan dimungkinkan dilakukan penalaran

logis.

Dengan 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).

Keadaan alam yang terjadi secara alami, (akan menunjukkan) gejala

yang bervariasi serta teratur.

30/07/2012 28

Lanjutan.

Dalam suatu kasus, terjadi ketidak teraturan (proses yang terjadi sangat

lambat sehingga sulit dianalisis), menyebabkan eksperimen (pengamat-

an) yang dilakukan memberikan hasil yang bervariasi.

Eksperimen, (gejala yang dilakukan memerlukan pengendalian keadaan

secara hati-hati).

Sering kali muncul gagasan (pendapat baru), yang merupakan hipotesis

dari akal kepandaian menelaah masalah secara intutif.

Kumpulan hasil pengukuran/pengamatan dari bermacam-macam sumber

diolah dan disintesis menjadi teori tentang alam.

30/07/2012 29

Lanjutan.

Pembenaran intuitif diperoleh dari pengayaan empiris (pengalaman meng-

amati), mengukur dan melakukan eksperimen disertai dengan ketrampil-

an 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 peng-

ukuran dalam proses induktif).

30/07/2012 30

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 (salahnya) suatu teori akan dibuktikan dengan eksperimen dan

pengukuran baru.

, tanpa eksperimen pengetahuan modern tidak pernah akan berkelan-

jutan.

Pengetahuan (hukum) fisika merupakan sesuatu hasil yang tidak hanya

dapat dipegang (dilihat dengan mata telanjang, tapi juga alat bantu

pancaindera).

30/07/2012 31

Lanjutan.

Akibatnya kedudukan laboratorium sangat esensi bagi para ahli (Fisika).

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.

0byek pengamatan tidak hanya dengan pancaindera saja.