1

1. Latar Belakang Masalah

Fisika merupakan salah satu pilar utama ilmu pengetahuan dan teknologi

yang memberikan pemahaman mengenai fenomena alam serta kemungkinan

aplikasinya dalam meningkatkan kesejahteraan hidup umat manusia [1]. Salah

satu konsep didalam fisika yaitu momentum dan impuls. Impuls adalah besaran

vektor yang arahya sejajar dengan arah gaya dan menyebabkan perubahan

momentum dan Momentum Linear adalah momentum yang dimiliki benda-benda

yang bergerak pada lintasan lurus [2]. Pada kenyataanya sulit untuk membuktikan

suatu konsep momentum maupun impuls secara nyata dalam sebuah bentuk

sebenarnya dikarenakan cepatnya suatu proses tersebut.

Simulasi berasal dari kata simulate yang berarti berpura-pura atau berbuat

seakan-akan. Sebagai metode mengajar, simulasi dapat diartikan cara penyajian

pengalaman belajar dengan menggunakan situasi tiruan untuk memahami tentang

konsep, prinsip, atau keterampilan tertentu [3]. Di dalam simulasi terdapat dua

jenis metode yaitu 2D dan 3D. Objek 3D adalah sekumpulan titik-titik 3D (x,y,z)

yang membentuk luasan-luasan (face) yang digabungkan menjadi satu kesatuan,

face adalah gabungan titik-titik yang membentuk luasan tertentu atau sering

dinamakan dengan sisi [4].

Algoritma Gilbert Johnson Keerthi (GJK) merupakan salah satu algoritma

yang digunakan untuk menentukan jarak antara dua convex shapes (bentuk

cembung), tetapi dapat pula digunakan untuk menentukan apakah convex shapes

tersebut berpotongan atau tidak. Di dalam kasus ini semua objek benda 3D yang

di buat pengguna akan memiliki besaran atau parameter momentum yang jika

terjadi sebuah impuls akan terjadi perubahan parameter di setiap objeknya. Hal

tersebut memerlukan sebuah algoritma yang mendukung perhitungan titik temu

convex hull terhadap objek satu dengan objek lainnya saat terjadi tumbukan dan

algoritma GJK cocok diimplementasikan pada tiap objek untuk menentukan jarak

terdekat dari setiap convex hull (titik terluar) tersebut hingga mencapai titik temu

saat terjadi tumbukan.

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dipaparkan, maka

dibutuhkan algoritma yang dapat mendeteksi tumbukan dua buah convex shapes

3D yaitu algoritma GJK sebagai pendukung simulasi momentum dan impuls.

2

Serta hal tersebut saya angkat sebagai pokok bahasan skripsi bagaimana

menerapkan algoritma tersebut pada perangkat lunak untuk mencari solusi

penyelesaiannya dengan judul “Implementasi Algoritma Gilbert Johnson Keerthi

untuk Objek Benda 3D pada Simulasi Pembelajaran Fisika Momentum Dan

Impuls”.

2. Identifikasi Masalah

Berdasarkan uraian yang ada di latar belakang masalah, maka identifikasi

masalahnya adalah:

1. Bagaimana cara mendeteksi dua buah convex shapes 3D?

2. Bagaimana mengimplementasikan algoritma GJK pada simulasi

pembelajaran fisika momentum dan impuls?

3. Bagaimana menentukan perubahan parameter pada setiap objek saat

terjadi tumbukan?

3. Maksud dan Tujuan

Berdasarkan permasalahan yang di teliti, maka maksud dari penulisan tugas

akhir ini adalah untuk menerapkan algoritma GJK pada simulasi pembelajaran

fisika momentum dan impuls pada objek 3D.

Adapun tujuan yang akan dicapai dari penelitian ini adalah :

1. Mendeteksi tumbukan dua buah convex shapes pada simulasi

pembelajaran fisika momentum dan impuls

2. Mensimulasikan momentum dan impuls dengan algoritma GJK agar lebih

mirip dengan kondisi aslinya.

3. Memberikan informasi perubahan parameter suatu objek saat terjadi

tumbukan.

4. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam pembangunan aplikasi ini adalah sebagai berikut :

1. Aplikasi yang akan dibangun berbasis desktop.

2. Aplikasi yang akan dibangun bergrafis 3 dimensi dan offline.

3

3. Aplikasi ini ditujukan khususnya untuk pengguna mulai usia 15 tahun ke

atas.

4. Device input yang digunakan untuk permainan ini yaitu mouse dan

keyboard.

5. Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai

berikut :

5.1 Metode Pengumpulan Data

Metode Pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai

berikut:

a. Studi Pustaka

Pengumpulan data dengan cara mengumpulkan literatur, jurnal, paper dan

bacaan-bacaan yang ada kaitannya dengan judul penelitian.

b. Observasi

Teknik pengumpulan data dengan mengadakan penelitian dan peninjauan

langsung terhadap permalasahan yang diambil.

5.2 Metode Pembangunan Perangkat Lunak

Teknik analisis data dalam pembuatan perangkat lunak menggunakan

paradigma perangkat lunak secara waterfall, yang meliputi beberapa proses

diantaranya:

Gambar 1.1. Model Waterfall

4

a. Requirements definition

Proses pengumpulan kebutuhan diintensifkan dan difokuskan khususnya pada

perangkat lunak untuk memahami sifat program yang dibangun. Hal ini sangat

penting, mengingat software harus dapat berinteraksi dengan elemen-elemen lain

yang lain seperti hardware, database,dsb.

b. System and Software Design

Tahap penerjemahan dari data yang dianalisis kedalam bentuk yang mudah

dimengerti oleh user

c. Implementation and Unit Testing

Tahap menerima dokumen desain sistem, pekerjaan dibagi dalam modul/unit

dan coding yang sebenarnya dimulai.

d. Integration and System Testing

Merupakan tahap pengujian terhadap perangkat lunak yang dibangun., unit-

unit di integrasikan ke dalam sistem yang lengkap selama fase integrasi dan diuji

untuk memeriksa apakah semua modul/unit saling berkoordinasi. Dan sistem

secara keseluruhan berperilaku sesuai dengan spesifikasi.

e. Operation and Maintenance

Tahap akhir dimana suatu perangkat lunak yang sudah selesai dapat

mengalami perubahan–perubahan atau penambahan sesuai dengan permintaan

user.

5

6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan proposal penelitian ini disusun untuk memberikan

gambaran umum tentang penelitian yang dijalankan. Sistematika penulisan tugas

akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Menguraikan tentang latar belakang permasalahan, mencoba merumuskan

inti permasalahan yang dihadapi, menentukan tujuan dan kegunaan penelitian,

yang kemudian diikuti dengan pembatasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB II. LANDASAN TEORI

Membahas berbagai konsep dasar dan teori-teori yang berkaitan dengan topik

penelitian yang dilakukan dan hal-hal yang berguna dalam proses analisis

permasalahan serta tinjauan terhadap penelitian-penelitian serupa yang telah

pernah dilakukan sebelumnya termasuk sintesisnya.

BAB III. ANALISIS MASALAH

Menganalisis masalah dari model penelitian untuk memperlihatkan

keterkaitan antar variabel yang diteliti serta model matematis untuk analisisnya.

BAB IV. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

Merupakan tahapan yang dilakukan dalam penelitian secara garis besar sejak

dari tahap persiapan sampai penarikan kesimpulan, metode dan kaidah yang

diterapkan dalam penelitian. Termasuk menentukan variabel penelitian,

identifikasi data yang diperlukan dan cara pengumpulannya, penentuan sampel

penelitian dan teknik pengambilannya, serta metode/teknik analisis yang akan

dipergunakan dan perangkat lunak yang akan dibangun jika ada.

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan dan saran yang sudah diperoleh dari hasil penulisan tugas

akhir.