FISIKA SMA - eprints.unram.ac.ideprints.unram.ac.id/9752/1/Dreskripsi Buku Fisika SMA dg...

FISIKA SMA dengan Pendekatan Berpikir Kausalitik

PENERBIT DUTA PUSTAKA ILMU

Bersama Menyebar Ilmu

Marzuki

Joni Rokhmat

Wahyudi



Penulis: Marzuki., Joni Rokhmat., Wahyudi. Editor: -

Desain cover dan Lay Outer: Tim Kreatif Duta Pustaka Ilmu

Diterbitkan oleh: Duta Pustaka Ilmu – Gedung Catur 1.2 FPMIPA IKIP

Mataram, Jln. Pemuda No. 59A Mataram – Lombok-NTB.

Email: [email protected]

Hp. +6285937010453

TahunCetak: 2018

ISBN: 978-602-52849-5-3

Hak cipta dilindungi Undang-undang

Dilarang mencetak atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi

buku dalam bentuk dan cara apapun tanpa ijin tertulis dari Penerbit.

PENERBIT DUTA PUSTAKA ILMU

Bersama Menyebar Ilmu

mailto:[email protected]

iv

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji dan syukur kami panjatkan kepada AllohSWT karena atas ridho-Nya, penyusunan buku ini ini dapatdiselesaikan. Buku ini sebagai bagian dari luaran penelitian skemapenelitian dasar unggulan perguruan tinggi yang dilaksanakan daritahun 2017 dan direncanakan berakhir 2019. Buku ini masih dalambentuk draf yang akan divalidasi oleh sejumlah ahli pendidikan fisikamaupun melalui uji empiris pada siswa di sejumlah sekolah menengahatas di kota Mataram.

Kami menyampaikan ucapan terima kasih kepada KementerianRiset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi yang telah mendanai kegiatanpenelitian ini, serta kepada semua pihak yang secara langsung maupuntidak langsung telah memberi dukungan dari awal hingga prosespenyusunan buku ini selesai. Ucapan terima kasih ini, antara lain kamisampaikan kepada:1. Bapak Ketua LPPM Universitas Mataram,2. Bapak Dekan FKIP Universitas Mataram,3. Para siswa yang terlibat dalam kegiatan penelitian ini,4. Para dosen di lingkungan program studi pendidikan fisika, serta5. Keluarga yang telah memberi dukungan secara terus menerus

selama pelaksanaan penelitian ini.Mataram, September 2018Tim Penulis,

Marzuki, Joni Rokmat, Wahyudi: Fisika SMA…

v

TINJAUAN MATA PELAJARAN FISIKA

Fenomena pembelajaran fisika yang berorientasi menanamkan konsepsecara utuh untuk siswa sekolah menengah atas (SMA) menjadi suatufokus yang lebih penting diperhatikan dibandingkan pembelajaranfisika yang berorientasi pada latihan aplikasi soal hitungan. Salah satumisi pokok yang menjadi target capaian lulusan siswa SMA adalahmemiliki kompetensi menguasai materi-materi fisika secara konseptual.Penguasaan konsep ini tidak cukup didasarkan pada pembelajaranmelalui penyelesaian soal-soal fisika, terutama soal-soal aplikasihitungan, tetapi harus pula didasarkan pada kemampuanmengembangkan argumentasi bagaimana jawaban-jawaban itu dapatterjadi. Hal ini juga berguna untuk mengantisipasi agar pembelajaranfisika yang dipandu oleh para guru tidak bergeser pada pembelajaranmatematika tetapi merupakan pembelajaran dengan porsi mayoritaspembahasan konsep.

Berkenaan dengan orientasi pembelajaran di atas, penulis mencobamenyusun buku ini dengan tujuan utama memfasilitasi para siswa untukmencapai penguasaan konsep secara utuh. Dengan ini, nanti paralulusan SMA dapat menempatkan konsep sebagai materi utama dalammemahami fisika sedangkan soal hitungan dijadikannya sebagaiwahana untuk memperlihatkan kebermaknaan konsep-konsep fisika itudalam kehidupan keseharian manusia. Selain itu, pemahaman konsepyang utuh juga menunjang pengembangan kemampuan para siswauntuk secara mandiri mengembangakan soal-soal fisika yang selama inimasih cukup banyak para guru yang menggunakan daftar soal yang adadari sumber lain dalam mengukur capaian pembelajaran siswa.

vi

TATACARA PENGGUNAAN BUKU AJAR

Buku Fisika SMA-1 dengan pendekatan berpikir kausalitik bertujuanbahwa setelah menyelesaikan proses pembelajaran siswa memilikikompetensi mengembangkan kemampuannya berpikir kausalitas dananalitik. Buku ini terdiri atas empat bagian utama, yaitu: (1) Uraianmateri secara konseptual; (2) Tugas pendahuluan; (3) Lembar kerja; dan(4) Pembahasan, serta (5) Soal latihan kemampuan pemecahan masalah.

Agar penggunaan buku ini lebih optimal, disarankan dalampembelajaran digunakan empat tahap. Tahap pertama, minimal satu harisebelum tatap muka di kelas, siswa diminta mengerjakan tugaspendahuluan (TP). Proses ini dimaksudkan agar siswa menyiapkan dirimembekali pengetahuan semampunya untuk menghadapi pembelajarandi kelas. Tahap ini diharapkan dapat meningkatkan efisiensi waktupembelajaran karena jika tanpa memiliki knowledge yang terkait,penanaman konsep secara utuh akan memerlukan waktu yang cukuplama. Tahap kedua, peninjauan (review) secara sederhana terhadap hasilpekerjaan siswa pada tugas pendahuluan.

Tahap ketiga, siswa menyelesaikan tugas dalam lembar kerja siswa(LKS) secara berkelompok. Proses ini memberi peluang siswa untukmengembangkan kemampuan menganalisis fenomena-fenomena fisika.Dalam proses ini, siswa mengelompokkan elemen-elemen dalamfenomena tersebut yang merupakan variabel bebas (penyebab) danmemprediksi variabel terikatnya (akibat), serta memberi penjelasanmengapa akibat itu terjadi dengan cara mengidentifikasi kondisi setiapvariabel bebasnya. Penjelasan tersebut dikaitkan dengan konsep,prinsip, teori, dan/atau hukum-hukum fisika.

Tahap terakhir, merupakan pembahasan secara klasikal tentang hasilpekerjaan siswa dalam LKS. Tahap ini menjadi proses refleksi danpenyimpulan tentang pemahaman konsep-konsep yang berkembangpada siswa. Selanjutnya, melalui soal latihan, siswa dapat melatih diridalam mengembangkan kemampuannya dalam menyelesaikan masalah-masalah fisika, terutama yang terkait dengan persoalan-persoalankonsep.


Marzuki, Joni Rokhmat, dan Wahyudi | FISIKA SMA vii

A. DAFTAR ISI

HALAMANHALAMAN JUDUL iHALAMAN PENERBIT iiKATA PENGANTAR iiiTINJAUAN MATAKULIAH xxTATACARA PENGGUNAAN BUKU AJAR xxDAFTAR ISI ivRANGKUMAN viiiBAB 1 PENDAHULUAN 1BAB 2 PENGERTIAN UMUM 5A. Strategi Pembelajaran Fisika 5B. Pendekatan Perpikir Kausalitik 6C. Fenomena Multi-Akibat 7D. Kemampuan Pemecanan Masalah (KPM) 7E. Pendekatan Analogi 8F. Paradigma Gaya Gesek Sebagai Gaya Reaksi 9G. Sketsa Grafik dalam Pembelajaran Fisika 10H. Pembahasan Konsep pada Awal Pembelajaran 11I. Sistem Satuan Pengubah (SSP) 11J. Penyederhanaan Penulisan Bilangan menggunakan Awalan

Bilangan Sepuluh Berpangkat 12K. Pedoman Umum Penyelesaian TP & Fenomena dalam LKS 14

1. Petunjuk Penyelesaian TP 142. Petunjuk Penyelesaian LKS 15

BAB 3 HAKEKAT FISIKA 19A. Hakekat fisika dan perlunya mempelajari fisika 19B. Ruang lingkup fisika 30C. Metode dan prosedur ilmiah 31D. Keselamatan kerja di laboratorium 32

BAB 4 PENGUKURAN 35A. Besaran dan satuan 35B. Besaran pokok, besaran turunan, dimensinya 35C. Besaran skalar dan besaran vektor 37


Marzuki, Joni Rokhmat, dan Wahyudi | FISIKA SMA viii

HALAMAND. Pengukuran 37E. Ketidakpastian dalam pengukuran 40F. Angka penting 41G. Tugas pendahuluan 41H. Lembar kerja siswa 43I. Pembahasan 48

BAB 5 VEKTOR 51A. Besaran skala dan vektor 51B. Lambing vektor 52C. Konponen vektor 53D. Penjumlahan dan pengurangan vektor 53E. Perkalian dua vektor 56

BAB 6 GERAK LURUS 59A. Konsep kinematika partikel 59B. Kinematika satu dimensi 68C. Tugas Pendahuluan 73D. Lembar Kerja Siswa 75

BAB 7 GERAK PARABOLA 85A. Pengertian gerak parabola 85B. Persamaan Gerak, Tinggi Maksimum, dan Jangkauan 86D. Tugas Pendahuluan 88E. Lembar Kerja Siswa 90F. Pembahasan 93

BAB 8 GERAK MELINGKAR 101A. Pengertian gerak melingkar 101B. Gerak melingkar beraturan 101C. Frekuensi, perioda, kecepatan singgung, kelajuan, dan

kecepatan sudut benda ber-Gerak-Melingkar-Beraturan 105D. Pengertian kualitatif percepatan sentripetal 105E. Gerak melingkar berubah beraturan 107F. Percepatan sentripetal & sentrifugal 109G. Tugas Pendahuluan 112H. Lembar kerja siswa 114


Marzuki, Joni Rokhmat, dan Wahyudi | FISIKA SMA ix

BAB 9 HUKUM NEWTON TENTANG GERAK 121A. Konsep hukum Newton tentang gerak 121B. Gaya gesek 133C. Pembahasan 140D. Tugas pendahuluan 153E. Lembar kerja siswa 156F. Soal latihan xx

BAB 10 HUKUM NEWTON TENTANG GRAVITASI xxA. Gaya gravitasi antar partikel xxB. Kuat medan gravitasi dan percepatan gravitasi xxC. Hukum Keppler xxD. Tugas Pendahuluan xxE. Lembar Kerja Siswa xxF. Pembahasan xxG. Soal latihan xx

BAB 11 KERJA DAN ENERGI 169A. Konsep kerja dan energi 169B. Prinsip kekekalan energi 169

C. Kerja atau usaha 171D. Kerja dan energi kinetik 176E. Kerja dan perubahan energi potensial 177F. Kerja dan perubahan energi mekanik 178G. Medan dan gaya konservatif 179H. Tugas pendahuluan 180I. Lembar kerja siswa 182J. Pembahasan 188

BAB 12 MOMENTUM DAN IMPULS 191A. Konsep momentum linear 191B. Hukum Kekekalam Momentum 192C. Impuls 193D. Tumbukan 194E. Tumbukan tidak lenting 194F. Tumbukan lenting sempurna 195

BAB 13 GETRAN HARMONIS 197


Marzuki, Joni Rokhmat, dan Wahyudi | FISIKA SMA x

A. Gerak Harmonik Sederhana 197B. Energi pada gerak harmonik sederhana 199C. Periode dan sifat sinusoidal dari GHS 202D. Gerak sinusoidal 203E. Kecepatan dan percepatan sebagai fungsi waktu 204F. Pendulum sederhana 205

DAFTAR PUSTAKA xx


Marzuki, Joni Rokhmat, dan Wahyudi | FISIKA SMA xi

B. RANGKUMAN

Buku ajar Fisika SMA-1 dengan pendekatan berpikir kausalitik(kausalitas dan analitik) merupakan buku fisika yang disusun dengantujuan memandu siswa dalam belajar Fisika. Penekanan utamakompetensi yang diharapkan dikuasi siswa melalui pembelajaranmenggunakan buku ini adalah penguasaan konsep fisika. Penulismeyakini bahwa seorang siswa akan memiliki kompetensi menjelaskanmateri fisika dengan tingkat efektifitas dan efisiensi yang optimalapabila siswa tersebut memiliki penguasaan konsep-konsep fisika yangmemadai.

Pendekatan berpikir kausalitik, khususnya bagian berpikir kausalitasmenjadi salah satu strategi pembelajan fisika yang efektif dalammenganalisis faktor-faktor yang menjadi variabel bebas (penyebab)dalam suatu fenomena atau persoalan fisika, serta untuk memprediksiberbagai akibat (variabel terikat) yang berkemungkinan terjadi.Sementara komponen pendekatan berpikir analitik memfasilitasi siswauntuk berkompeten dalam menjelaskan bagaimana kondisi dari setiapvariabel bebas atau komponen penyebab dari fenomena tersebutsehingga suatu akibat atau variabel terikat tertentu terjadi.

Pendekatan analogi dan penggunaan paradigma bahwa gaya geseksebagai gaya reaksi merupakan komponen pendukung dalam upayamemfasilitasi siswa memiliki kompetensi penguasaan konsep-konsepfisika secara lebih optimal. James Clerk Maxwell dalam Podolefsky(2004) sedara eksplisit menyatakan bahwa analogi - analogi sangatdiperlukan dalam pembahasan ilmu-ilmu fisika. Sementara itu,Podolefsky (2004) menyebutkan beberapa contoh pasangan analogiesensial dalam fisika, seperti hukum Coulomb dengan hukum gravitasi,medan listrik dengan medan suhu, energi yang tersimpan dalamkapasitor dengan yang tersimpan dalam pegas, aliran aurs listrik denganaliran air dalam pipa, dan sebagainya. Jadi, untuk memudahkanpembahasan suatu konsep dapat dilakukan dengan menganalogikankonsep itu dengan konsep lain yang sudah dikenal atau dipahami lebihbaik atau dengan konsep lain yang lebih kongkrit. Kemiripan pasangankonsep yang dijadikan analogi dapat dilihat dalam Halliday & Resnick(1978), Tipler & Mosca (2008), Gordon, dan McGrew, & Serway(2010).


Marzuki, Joni Rokhmat, dan Wahyudi | FISIKA SMA xii

Berkenaan dengan pengertian hubungan sebab-akibat (kausalitas),kelompok gaya aksi dapat dikategorikan sebagai gaya-gaya muncul“pertama” atau dalam hubungan kausalitas gaya ini merupakan causeatau penyebab yang memungkinkan munculnya effect atau akibat.Sementara itu, gaya-reaksi dikategorikan kelompok gaya yangkemunculannya merupakan impact dari kelompok gaya pertama. Dalamhubungan kausalitas, kelompok gaya ini termasuk effect atau akibat darisebuah atau sejumlah cause atau penyebab.

Pembahasan konsep secara tuntas seringkali memerlukan durasi cukuplama, sementara itu, tuntutan kuantitas pokok bahasan biasanya cukupbanyak. Selain itu, waktu tatap muka yang disediakan, berdasar padahasil ujicoba terbatas, tidak cukup untuk digunakan membahas seluruhpokok bahasan dalam Fisika SMA-1, serta kuantitas fenomena yangdisediakan dalam setiap Lembar Kerja Siswa (LKS), sebanyak empatbuah, ternyata terlalu banyak. Fakta ini menginspirasikan bahwa dalampembelajaran dengan pendekatan berpikir kausalitik perlu didukungdengan Tugas Pendahuluan (TP) yang dimaksudkan untuk memfasilitsisiswa bereksplorasi secara mandiri konsep-konsep fisika yang akandibahas pada saat tatap muka sehingga ketika proses pengembanganberpikir kaualitik melalui kinerja yang dipandu dengan LKS merekasudah memiliki konsepsi awal.

Dalam setiap LKS terdapat dua fenomena yang umumnya berbasismulti-akibat. Fenomena multi-akibat merupakan fenomena yangbersifat terbuka, yaitu bahwa dalam fenomena itu sebuah atau lebihkomponen penyebab (cause) bersifat variabel sehingga memiliki lebihdari sebuah nilai atau kondisi. Kombinasi keadaan atau kondisi tertentudari setiap penyebab akan menghasilkan sebuah akibat (effect) tertentu.Pengkondisian sebuah atau lebih penyebab sebagai variabelmenghasilkan lebih dari sebuah kombinasi kondisi penyebab-penyebab.Akibatnya, jika penyebab-penyebab itu memiliki n kemungkinankombinasi kondisi maka akan dihasilkan n buah akibat yangberkemungkinan terjadi. Selain itu, LKS ini, untuk konsep-konseptertentu, juga menggunakan pendekatan sketsa grafik. Pendekatansketsa grafik ini sepengetahuan penulis merupakan salah satu cara yangsangat efektif dalam memfasilitasi siswa untuk menguasai konsep-konsep fisika.


Marzuki, Joni Rokhmat, dan Wahyudi | FISIKA SMA xiii

Proses pembahasan setelah kinerja LKS merupakan wahana bagi siswauntuk proses konfirmasi terhadap konsepsi-konsepsi siswa. Dalamproses ini, dosen memandu siswa untuk memperbaiki konsepsi yangkeliru dan/atau memberi penguatan terhadap konsepsi yang sudah benarsehingga pada akhirnya konsep-konsep fisika yang benar dimungkinkandikuasai siswa. Selanjutnya, dalam proses ini juga siswa dipandu untukmenentukan strategi yang perlu digunakan dalam mengaplikasikankonsep-konsep tersebut kedalam fenomena-fenomena fisika berbentukhitungan. Dengan demikian, melalui proses pembahasan inidimungkinkan siswa memiliki kompetensi pemahaman konsep danmengaplikasikannya kedalam soal hitungan.

Dalam buku ini memuat xx TP dan xx LKS yang mencakup pokokbahasan dalam mata pelajaran Fisika SMA kelas X. Pokok bahasantersebut meliputi: 1) Hakekat fisika; 2) Pengukuran; 3) Vektor; 4)Gerak lurus; 5) Gerak parabola; 6) Gerak melingkar; 7) Hukum Newtontentang gerak; 8) Hukum Newton tentang gravitasi, 9) Usaha danenergi; 10) Momentum dan impuls; dan 11) Gerak harmonis. Dengandemikian, pokok bahasan dalam buku ini meliputi seluruh pokokbahasan dalam silabus Fisika SMA kelas X, yang memuat 11 pokokbahasan.

Muara dari proses pembelajaran dengan pendekatan berpikir kausalitikadalah bahwa siswa memiliki Kemampuan Pemecahan Masalah (KPM).Rokhmat (2013, 2015, 2017) menyatakan bahwa KPM memiliki enamkomponen. Pemecahan masalah diartikan atau dimaknai sebagaikemampuan siswa calon guru fisika untuk menggunakan knowledgeyang dimilikinya dalam memilih dan/atau memprediksi, secaradeduktif, berbagai kemungkinan akibat ketika suatu fenomena awal,yang memuat sebuah atau beberapa penyebab, serta mampumengidentifikasi bagaimana sebuah atau beberapa penyebab tersebutdapat menghasilkan suatu akibat yang terpilih atau terprediksi.

Keenam komponen KPM sebagaimana dinyatakan Rokhmat (2013) diatas meliputi: (1) Pemahaman (understanding), yaitu kemampuanmemahami ide atau gagasan dalam setiap soal; (2) Pemilihan(selecting), yaiatu kemampuan memilih dan/atau penyebab-penyebabdan memprediksi berbagai kemungkinan akibat yang dapat terjadiberkenaan dengan kondisi penyebab dalam soal atau fenomena fisika;


Marzuki, Joni Rokhmat, dan Wahyudi | FISIKA SMA xiv

(3) Pembedaan (differentiating), yaitu kemampuan membedakan danmemilih penyebab-penyebab yang dapat menghasilkan suatu akibattertentu; (4) Penentuan (determining), yaitu kemampuan menentukankonsep, prinsip, teori, dan/atau hukum fisika yang dapat digunakanuntuk mendukung dalam mengidentifikasi sebuah atau beberapapenyebab sehingga menghasilkan suatu akibat; (5) Penerapan(applying), yaitu kemampuan menggunakan konsep, prinsip, teori,dan/atau hukum fisika yang diperlukan dalam mengidentifikasipenyebab-penyebab sehingga menghasilkan suatu akibat tertentu; dan(6) Pengidentifikasian (identifying), yaitu kemampuan mengidentifikasikondisi penyebab-penyebab sehingga dapat menghasilkan suatu akibattertentu.


Marzuki, Joni Rokhmat, dan Wahyudi | FISIKA SMA xv

DAFTAR GAMBARNO Halaman

1 Contoh Sketsa Grafik ……………………………………… 82 Sketsa Grafik Akibat-1 fenomena 1 LKS-1-1 …………… 313 Sketsa Grafik Akibat-1 fenomena 2 LKS-1-1 …………… 33

Marzuki, Joni Rokhmat, Wahyudi | FISIKA SMA 2 1

BAB 1PENDAHULUAN

Hingga saat ini materi fisika menjadi salah satu materi pebelajaran yangdianggap siswa sebagai materi pebelajaran yang sulit. Banyak pebelajaryang memiliki pengetahuan bahwa belajar fisika berarti berkaitandengan rumus matematik dalam jumlah yang cukup banyak. Sebagaicontoh, dalam pembahasan konversi skala suhu, ada kecenderunganbuku maupun guru selalu memperkenalkan sebuah rumus matematikuntuk setiap konversi dari satu sistem skala suhu tertentu ke satu sistemlainnya. Akibatnya, ketika kepada pebelajar dikenalkan empat sistemskala suhu, seperti Kelvin, Celcius, Fahrenheit, dan Reamur, maka akandiperoleh sebanyak 12 rumus matematis untuk konversi. Peristiwa inijelas menjadi salah satu penyebab mengapa para pebelajar berpendapatbahwa fisika melibatkan rumus matematis yang sangat banyak.

Melalui buku ini, penulis bermaksud menghapus pemikiran-pemikiranyang keliru di atas. Pembahasan dan arahan proses pebelajaran materifisika didasarkan pada penanaman konsep-konsep bukan padapenggunaan rumus-rumus fisika yang memiliki kecenderunganmenggeser pebelajaran fisika menjadi pebelajaran matematika. Sebagaicontoh, ketika seorang guru memberikan fenomena fisika untukdipecahkan kepada pebelajar, Ia seringkali berbasis suatu rumus fisikatertentu kemudian salah satu besaran dalam rumus itu ditanyakansementara besaran-besaran lainnya diketahui. Pada peristiwa ini,penulis menyatakan bahwa pebelajaran tersebut merupakan pebelajaranmatematika yang menggunakan variabel-variabel besaran fisika.

Pada contoh peristiwa konversi suhu, untuk menghindari pengenalanrumus yang cukup banyak, penulis cenderung menggunakan rumus“satu untuk semua”, yaitu cukup diberikan sebuah rumus tetapi dapatdiimplementasikan untuk semua proses konversi suhu, yaitumenggunakan persamaan (1).

Marzuki, Joni Rokhmat, Wahyudi | FISIKA SMA 22

t 0 A = 0B (1)

dengant = suhu benda menurut sistem skala thermometer A,Panjang skala = suhu titik didih dikurangi suhu titik beku,tb = nilai suhu titik beku,Ruas kanan pada persamaan (1) = suhu benda menurut sistem skalathermometer B.

Persamaan (1) memperlihatkan rumus atau formula untuk konversi suhubenda dari sistem skala menurut termometer A ke termometer B. Dalampersamaan tersebut sistem skala A dan B dapat diganti dengan sistemskala yang dikehendaki. Berdasar pada keterangan untuk persamaan diatas, secara konsep selama dalam sistem skala termometer tersebutdiketahui nilai-nilai untuk titik beku dan titik didihnya maka persamaantersebut dapat diimplementasikan untuk proses konversi suhu menurutsistem skala yang diinginkan. Jadi kepada pebelajar cukupdiperkenalkan satu rumus ini untuk proses konversi suhu dari satusistem skala ke sistem skala lainnya.

Pemaparan tentang rumus konversi suhu ini menjadi contoh untukpembahasan materi fisika yang ditekankan pada buku ini. Siswa ataupebelajar pada umumnya difasilitasi untuk mengembangkanpenguasaan konsep-konsep fisika. Selanjutnya, berbekal penguasaankonsep-konsep tersebut dipandu untuk mengimplementasikannya dalamfenomena-fenomena fisika berbentuk hitungan.

Fenomena lain tentang pebelajar dalam mempelajari konsep fisikaadalah sangat jarang dari mereka menguasai konsep yang dipelajarisecara utuh. Penguasaan konsep secara utuh menjadi kompetensi targetyang sangat diperlukan oleh setiap pebelajar. Sepengetahuan penulis,tanpa pemahaman yang utuh, setelah selesai, pebelajar tetap mengalamikesulitan dalam memecahkan persoalan-persoalan terkait dengankonsep tersebut, terutama apabila dilakukan perubahan situasi meskipunperubahan itu sebenarnya sangat sedikit. Salah satu konsep fisika yang


perlu memperoleh penekanan khusus adalah gaya gesek.

Dalam buku ini, pembahasan konsep gaya gesek memperolehpenekanan serius dalam analisis syarat kemunculan gaya gesek, nilaigaya gesek dikaitkan dengan kondisi benda berdiam atau bergerak, arahgaya gesek, serta dalam penanaman paradigma bahwa gaya gesekmerupakan gaya reaksi, serta penekanan penggunaan pendekatananalogi sebagai pendukung dalam memfasilitasi pebelajar menguasaikonsep gaya gesek secara utuh. Jadi dengan tiga penekanan utama diatas (syarat kemunculan, jenis, dan paradigma gaya gesek sebagai gayareaksi), melalui analisis gaya-gaya yang berperan sebagai gaya aksiterhadap kemungkinan munculnya gaya gesek, serta penggunaanpendekatan analogi dimungkinkan pebelajar lebih mudah dalammenguasai konsep gaya gesek. Pemaparan contoh pembahasan gayagesek di atas juga diberlakukan untuk sebagian pembahasan-pembahasan fisika lainnya.

Sebagai pegangan siswa, buku ini lebih diorientasikan untukmemperlancar proses pebelajaran di kelas dengan cara menyediakantugas-tugas yang harus dikerjakan, baik sebelum maupun pada saatproses tatap muka pebelajaran, serta setelah proses tatap muka. Tugaspra-tatap muka dinamakan sebagai Tugas Pendahuluan (TP) sedangkantugas-tugas yang harus dikerjakan saat tatap muka di kelas dinamakanLembar Kerja Siswa (LKS). Selanjutnya, untuk memfasilitasipenguatan konsep, disediakan soal latihan. Jadi buku ini pada dasarnyaberisi analisis materi fisika serta kumpulan TP, LKS, dan soal latihanyang terkait dengan materi pembahasan fisika kelas XI.

Sistem satuan pengubah: Dalam buku ini juga diperkenalkanpenerapan sistem satuan pengubah dengan orientasi untuk membantusiswa dalam operasi persamaan-persamaan atau dalam melakukankonversi sistem satuan. Hal ini dimaksudkan untuk mememperlihatkanriwayat perubahan satuan ketika siswa menggunakan suatu formula ataumengubah dari satu satuan ke satuan lain. Prinsipnya adalah bahwa


angka satu merupakan identitas perkalian, yaitu bilangan dalam satuanapapun ketika dikalikan satu maka hasilnya tidak berubah. Namundemikian, bilangan satu dapat diwakili dengan rasio kesetaraan. Sebagaicontoh satu meter (1 m) setara dengan seratus senti meter (100 cm)sehingga 1 m dibagi oleh 100 cm adalah bernilai satu. Dengan analogitersebut dapat dibuat sistem satuan lainnya, seperti 1 jam dibagi 3600detik, 1 kg dibagi 1000 g, dan berlaku sebaliknya, yaitu 100 cm dibagi 1m, atau 3600 detik dibagi 1 jam, serta 1000 g dibagi 1 kg. Contohpenggunaannya akan dibahas dalam bab 2.


BAB 2PENGERTIAN UMUM

Bab ini dimaksudkan untuk menghindarkan pembaca dari kekeliruanpemahaman tentang pengertian umum yang digunakan sebagai istilahdalam buku ini, serta untuk menyampaikan seberapa penting sub-bahasan ini dimasukkan kedalam bagian dari buku ini. Namundemikian, mengingat sub-bahasan ini hanya sebagai pengantar makauraiannya hanya dilakukan secara ringkas. Pengertian tersebut meliputistrategi pebelajaran fisika, pendekatan berpikir kausalitik, fenomenamulti-akibat, kemampuan pemecahan masalah (KPM), pendekatananalogi, paradigma gaya gesek sebagai gaya reaksi, sketsa grafik dalampebelajaran fisika, dan pembahasan konsep awal pada pebelajaran.Selanjutnya, delapan istilah tersebut akan diuraikan masing-masingsecara terpisah. Selain itu, dalam bab ini diperkenalkan tata caramenuliskan bilangan-bilangan yang terlalu besar atau terlalu kecilmenggunakan metode penggunaan awalan bilangan sepuluhberpangkat, serta sedikit diperkenalkan aljabar vektor.

A. Strategi Pebelajaran Fisika

Strategi dapat diinterpretasikan memiliki empat unsur, yaitu: 1)pengidentifikasian dan penetapan, spesifikasi dan kualifikasi dari hasildan sasaran yang harus dicapai, 2) pertimbangan dan pemilihan jalanpendekatan yang efektif, 3) pertimbangan dan penetapan langkah-langkah yang perlu ditempuh, serta 4) pertimbangan dan penetapantolok ukur dan patokan capaian (Makmun, 2003). Berdasar padainterpretasi ini dan disesuaikan dengan karakteristik pebelajaran denganpendekatan kausalitik, serta fakta-fakta input siswa baru yang relatifmemiliki penguasaan konsep fisika yang sepengetahuan penulis belummemadai maka dalam buku ini ditetapkan strategi pebelajaran fisikasebagai berikut:


1. Penguasaan konsep-konsep menjadi kompetensi sasaran pokok,berikutnya dilengkapi kompetensi penerapan konsep-konseptersebut kedalam persoalan-persoalan berbentuk hitungan,

2. Berbasis pada pengembangan proses berpikir kausalitik, dalampebelajaran fisika digunakan pendekatan pemecahan masalahfenomena-fenomena multi-akibat,

3. Dengan dukungan instrumen Tugas Pendahuluan (TP) dan LembarKerja Siswa (LKS), serta soal latihan maka lima langkah utamapebelajaran dengan pendekatan kausalitik adalah: a) pengembangankonsepsi awal melalui kinerja TP, b) pengembangan berpikirkausalitik dan konstruksi pengetahuan melalui kinerja LKS, c)konfirmasi, perbaikan konsepsi yang keliru, dan penguatan konsepmelalui diskusi klasikal dengan panduan dosen, dan d) penetapanstrategi implementasi konsep-konsep fisika kedalam soal fisikaberbentuk hitungan, serta e) penguatan konsep melalui prosespenyelesaian soal-soal.

4. Pertimbangan dan penetapan standar capaian dan melakukanpengukurannya melalui kinerja evaluasi.

B. Pendekatan Berpikir Kausalitik

Pendekatan umum pebelajaran berbasis berpikir kausalitik adalahberpusat pada aktivitas siswa. Aktivitas siswa berlangsung ketika siswamenyelesaikan Tugas Pendahuluan (TP) dan Lembar Kerja Siswa(LKS), serta ketika berpartisipasi dalam kegiatan diskusi klasikal. Akhirpebelajaran dengan pendekatan ini, siswa memiliki kompetensi berpikirkausalitik (kausalitas dan analitik). Dengan kompetensi ini siswamampu menentukan komponen-komponen dari suatu persoalan fisikayang berperan sebagai penyebab (cause) dan secara deduktif mampumemprediksi berbagai akibat (effect) yang berkemungkinan terjadi,serta dengan berbekal knowledge-nya, mereka mampu mengidentifikasikondisi dari setiap penyebab sehingga suatu akibat tertentu dapat terjadi(Rokhmat, 2013 & 2015).


C. Fenomena Multi-Akibat

Secara umum, setiap Lembar Kerja Siswa (LKS) dalam buku inimemiliki dua fenomena multi-akibat. Rokhmat (2013 & 2015)mendefinisikan fenomena multi-akibat sebagai fenomena atau persoalandengan sebuah atau lebih komponen penyebab yang bersifat variabel,yaitu dapat memiliki lebih dari sebuah kondisi. Fakta ini menyebabkanfenomena tersebut dapat memiliki lebih dari sebuah kombinasi darikondisi tertentu dari komponan penyebab-penyebab. Setiap kombinasikondisi komponen penyebab akan menghasilkan sebuah akibat tertentusehingga jumlah akibat yang berpeluang terjadi sama dengan jumlahjumlah kombinasi yang berpeluang terjadi pula.

D. Kemampuan Pemecahan Masalah

Kemampuan Pemecahan Masalah (KPM) memiliki enam komponen.Pemecahan masalah diartikan atau dimaknai sebagai kemampuan siswacalon guru fisika untuk menggunakan knowledge yang dimilikinyadalam memilih dan/atau memprediksi, secara deduktif, berbagaikemungkinan akibat ketika suatu fenomena awal, yang memuat sebuahatau beberapa penyebab, diberikan, serta mampu mengidentifikasibagaimana sebuah atau beberapa penyebab tersebut dapat menghasilkansuatu akibat yang terpilih atau terprediksi (Rokhmat, 2013 & 2015).

Keenam komponen KPM sebagaimana dinyatakan Rokhmat (2013 &2015) di atas meliputi: (1) Pemahaman (understanding), yaitukemampuan memahami ide atau gagasan dalam setiap soal; (2)Pemilihan (selecting), yaitu kemampuan memilih penyebab-penyebabdan memprediksi berbagai kemungkinan akibat yang dapat terjadiberkenaan dengan kondisi penyebab dalam soal atau fenomena fisika;(3) Pembedaan (differentiating), yaitu kemampuan membedakan danmemilih penyebab-penyebab yang dapat menghasilkan atau menjadifaktor dari suatu akibat tertentu; (4) Penentuan (determining), yaitukemampuan menentukan konsep, prinsip, teori, dan/atau hukum fisika


yang dapat digunakan untuk mendukung dalam mengidentifikasisebuah atau beberapa penyebab sehingga menghasilkan suatu akibat;(5) Penerapan (applying), yaitu kemampuan menggunakan konsep,prinsip, teori, dan/atau hukum fisika yang diperlukan dalammengidentifikasi penyebab-penyebab sehingga menghasilkan suatuakibat tertentu; dan (6) Pengidentifikasian (identifying), yaitukemampuan mengidentifikasi kondisi penyebab-penyebab sehinggadapat menghasilkan suatu akibat tertentu.

E. Pendekatan Analogi

James Clerk Maxwell dalam Podolefsky (2004) secara eksplisitmenyatakan bahwa analogi - analogi sangat diperlukan dalampembahasan ilmu-ilmu fisika. Sementara itu, Podolefsky (2004)menyebutkan beberapa contoh pasangan analogi esensial dalam fisika,seperti hukum Coulomb dengan hukum gravitasi, medan listrik denganmedan suhu, energi yang tersimpan dalam kapasitor dengan energi yangtersimpan dalam pegas, aliran arus listrik dengan aliran air dalam pipa,dan sebagainya. Artinya, untuk memudahkan pembahasan suatu konsepdapat dilakukan dengan menganalogikan konsep itu dengan konsep lainyang sudah dikenal atau dipahami lebih baik atau dengan konsep lainyang lebih kongkrit. Kemiripan pasangan konsep yang dijadikananalogi dapat dilihat dalam Halliday & Resnick (1978), Tipler & Mosca(2008), Gordon, dan McGrew, & Serway (2010).

Dalam buku ini, pendekatan analogi untuk pebelajaran fisika diartikansebagai penggunaan objek atau cara lain yang dipandang lebih dikenaldan lebih mudah dipahami dalam menjelaskan suatu masalah.Pembahasan dalam tulisan ini, gaya aksi yang diberikan kaki orang atauroda mobil pada permukaan jalan yang semula sangat sulit atau bahkantidak mungkin dideteksi secara visual dianalogikan dengan gaya aksikaki orang atau roda mobil itu terhadap hamparan pasir yang cukuptebal. Dengan penganalogian ini, gaya aksi kaki atau roda di atas dapatdideteksi dari pergerakan butiran-butiran pasir yang bergerak atau


terlempar ketika orang berjalan (atau berlari) atau mobil itu bergerak.Dengan mengetahui arah gaya aksi yang diberikan oleh kaki orang ituatau yang diberikan roda mobil yang bergerak terhadap permukaanjalan, yaitu sama dengan arah gerak butiran pasir di atas, maka denganmudah dapat ditentukan arah gaya reaksi yang diberikan permukaanjalan terhadap kaki orang atau roda mobil tersebut, yaitu pada arah yangberlawanan dengan arah gaya aksinya (Rokhmat, 2014, 2017).

F. Paradigma Gaya Gesek sebagai Gaya Reaksi

Pembahasan konsep fisika, sepengetahuan penulis, secara umum akanmenjadi sangat mudah apabila digunakan konsep reaksi. Hampir semuaperistiwa lingkungan yang kita alami merupakan reaksi dari aktivitasyang kita lakukan terhadap lingkungan sekitar kita. Ketika suatu bendamelakukan gaya pada benda kedua maka benda kedua ini akanmemberikan gaya reaksi pada benda pertama. Secara umum, gaya yangmerupakan dorongan atau tarikan dapat dibagi kedalam dua kelompok,yaitu kelompok gaya aksi dan gaya reaksi. kemunculan gaya aksi tidakdidahului oleh gaya lain dan dalam pengertian kausalitas gaya inidikelompokkan sebagai gaya pertama atau penyebab pertama yangdapat menghasilkan akibat. Sementara itu, kemunculan gaya reaksididahului oleh gaya lain, yaitu gaya kelompok pertama (Rokhmat,2012, 2017).

Dalam konteks gaya gesek, dari hubungan kelompok gaya aksi danreaksi dapat diadopsi pengertian pasangan gaya aksi reaksi. Mengapagaya gesek dikelompokkan sebagai gaya reaksi? Ketika dua bendaberpermukaan kasar saling kontak-gaya, pada permukaan kedua bendatersebut tidak ada gaya gesek selama tidak ada gaya lain yang berupayamengeser posisi permukaan-kontak benda pertama terhadappermukaan-kontak benda kedua atau sebaliknya. Artinya, ketika salahsatu dari benda itu, sebut saja benda-1, berusaha bergeser dalam arahsejajar permukaan kedua benda yang sedang mengalami kontak gayaitu, maka muncul gaya gesek pada benda-1oleh benda-2 dan berlaku


sebaliknya. Dengan dasar ini, jelas bahwa gaya untuk menggeserbenda-1 sebagai gaya aksi sedangkan gaya gesek merupakan kelompokgaya reaksi (ibid).

G. Sketsa Grafik dalam Pebelajaran Fisika

Dalam buku ini beberapa penjelasan terjadinya akibat danpembahasannya dilengkapi dengan penyajian sketsa grafik. Sketsagrafik, bukan grafik sesungguhnya, digunakan karena grafik yangdisajikan tidak rinci. Sebagai contoh, ketika merepresentasikan gerakdipercepat yang dialami sebuah benda yang ber-Gerak Lurus BerubahBeraturan (ber-GLBB) menggunakan grafik posisi (d) terhadap waktutempuh (t) cukup digunakan garis lengkung teratur yang dari nilai tkecil ke t besar dan grafik tersebut melengkung dengan slope ataukemiringan yang semakin besar. Garis singgung pada setiap titik padagrafik tersebut adalah slope yang menggambarkan kecepatan dari bendayang sedang bergerak (Gambar 1).

Gambar 1 memperlihatkan bahwa benda A bergerak semakin cepatsedangkan benda B bergerak dengan kecepatan konstan. Fakta inididasarkan pada sketsa grafiknya, garis A pada nilai t semakin besarsemakin tegak (semakin miring atau memiliki slope semakin besar)sedangkan garis B pada setiap nilai t memiliki kemiringan atau slopeyang sama (LKS1-1).

Gambar 1. Contoh Sketsa Grafik

Grafik x(t) untukkondisi 2

Grafik x(t) untukkondisi 1

x

t

B

G

= Selisih waktu bagikedua mobil saat melewatigaris G

x

t

A

B

G

A

Keterangan:Titik potong kedua grafik (jika ada)menunjukkan keadaan kedua mobil berimpit


H. Pembahasan Konsep pada Awal Pebelajaran

Strategi pebelajaran dengan pendekatan berpikir kausalitikmenempatkan penguasaan konsep sebagai sasaran utama.Sepengetahuan penulis, pendidikan fisika sekarang memilikikecendurungan input siswa memiliki kompetensi cukup baik dalammemecahkan fenomena-fenomena fisika berbentuk hitungan tetapimemiliki pemahaman konsep yang belum memadai. Penulismemandang strategi ini, yang menempatkan penguasaan konsep sebagaisasaran utama, merupakan langkah paling efektif dalam membelajarkanfisika secara utuh kepada siswa. Kompetensi penguasaan konsep-konsep fisika yang memadai dapat memfasilitasi siswa untuk memilikikompetensi menyelesaikan fenomena fisika berbentuk hitungan secaralebih mudah. Argumentasi ini memperlihatkan bahwa pembahasankonsep pada awal pebelajaran menjadi sangat penting.

I. Sistem Satuan Pengubah (SSP)

Strategi penggunaan Sistem Satuan Pengubah (SSP) antara laindimaksudkan untuk meningkatkan derajat rasionalisasi setiap prosesperhitungan yang menggunakan formula-formula dengan variablebesaran-besaran fisika. Sebagai contoh, dalam sistem MKS, satuankecepatan atau kelajuan adalah meter (m) per detik (t) atau m/tsedangkan dalam kehidupan sehari-hari, besaran tersebut seringdinyatakan dalam satuan kilo-meter (km) per jam atau hour (h) ataukm/h. Kesetaraan dua sistem satuan tersebut adalah 36 km/h = 10 m/t.

Tanpa penjelasan lain, kesetaraan di atas, bagi pebelajar sebatasmenjadi pengetahuan yang memiliki derajat kebermaknaan yangrendah. Dengan bantuan sistem satuan pengubah, kesetaraan tersebutdapat diubah menjadi suatu konsep (konsep konversi) yang bermaknasehingga pebelajar tidak harus menghafalkannya. Proses konversitersebut dapat dilakukan dengan bilangan identitas perkalitan, yaitubilangan satu tetapi bilangan satu tersebut diganti dengan 1000m/km


dan 1h/3600t. Jadi, konversi tersebut adalah:

(2)

atau

(3)

Proses konversi di atas (persamaan 2) dilakukan dengan mengalikan36km/h dengan satuan pengubah 1000m/km dan 1h/3600t. Ruas kanandalam persamaan tersebut dapat disederhanakan dengan dua langkahberikut: 1) menyederhanakan nilai, yaitu 36 kali 1000 dibagi 3600 danhasilnya 10, dan 2) membagi setiap satuan pada pembilang dengansatuan yang sama pada penyebut, yaitu satuan km dan h sehingga satuanyang tersisa adalah m pada posisi pembilang dan t pada posisi penyebut.Dengan dua proses penyederhanakan tersebut diperoleh salah satupersamaan kesetaraan antara satuan km/h dengan m/s (persamaan 3).

J. Penyederhanaan Penulisan Bilangan menggunakan AwalanBilangan Sepuluh Berpangkat

Dalam kehidupan sehari-hari kita menjumpai pernyataan besaran-besaran fisika dalam satuan dengan awalan-awalan tertentu. Contohsatuan dengan awalan tertentu adalah kilogram, satuan dasarnya grammendapat awalan kilo, centimeter dengan satuan dasar meter danmendapat awalan centi, atau nanoampere dengan satuan dasar amperedan mendapat awalan nano. Apa itu kilo, centi, dan nano? Apakah itujuga satuan? Jika itu satuan, satuan dari besaran fisika apa?

Banyak pebelajar yang beranggapan bahwa itu merupakan satuanwalaupun apabila ditanya lebih lanjut, misal centi, satuan dari besaranapa itu, Ia pada akhirnya bingung sendiri. Mula-mula adakecenderungan Ia menjawab bahwa centi merupakan satuan daribesaran panjang. Jawaban ini semata-mata diberikan karena Ia seringmenjumpai awalan centi dipasangkan dengan satuan dasar meter. Tetapiketika ditanya awalan lain yang sering dipasangkan dengan beberapa


satuan dasar yang berbeda, ia menjadi bingung sendiri. Misal, awalanmili, awalan ini sering dipasangkan dengan satuan dasar meter, ampere,volt, gram, dan sebagainya. Ketika dipasangkan dengan meter,millimeter merupakan satuan dari besaran panjang tetapi ketikadipasangkan dengan ampere, miliampere merupakan satuan besarankuat arus, dan sebagainya.

Tabel 1. Bilangan, Nama, dan Lambang Awalan Sepuluh Berpangkat

Bilangan 10-18 10-15 10-12 10-9 10-6 10-3 10-2

Awalan atto- femto- pico- nano- micro- milli- centi-

Lambang a f p n μ m c

Bilangan 10-1 103 106 109 1012 1015 1018

Awalan desi- kilo- mega- giga- tera- peta- exa-

Lambang d k M G T P E

Penulis cenderung menamakan awalan-awalan tersebut sebagailambang bilangan. Contoh, centi merupakan lambang bilangan dariseper-seratus sehingga centi = 10-2 sehingga 1 centimeter berarti samadengan 1 kali 10-2 kali meter atau 1 centimeter = 10-2 meter = 0,01meter. Dengan cara serupa, hal ini dapat diberlakukan pada awalan-awalan lainnya, seperti nano merupakan lambang bilangan dari 10-9

yang jika ditulis dalam bentuk desimal cukup panjang, yaitu0,000000001. Selanjutnya, selain penyederhanaan penulisan bilangan,sebutan awalan tersebut, centi, mili, nano, dan sebagainya, jugadisederhanakan dengan lambang tunggal. Contoh, centi dilambangkandengan c, mili dengan m, dan nano dengan n, dan sebagainya. Palingtidak, dalam fisika telah diperkenalkan 14 awalan atau lambangbilangan sepuluh berpangkat lengkap dengan lambang hurufnya (Tabel1).

Menggunakan tabel (1) penulisan panjang benda 0,000000001 meterdapat disederhanakan menjadi 10-9 meter dan lebih sederhana lagi


menjadi 1 nm (dibaca “satu nano meter”). Contoh lain, penulisanpanjang 3100000000000 meter dapat disederhanakan menjadi 3,1 Tm(dibaca “tiga koma satu tera meter”). Untuk bilangan yang sangatpanjang, misal jarak suatu bintang dari Bumi sangat panjang apabiladinyatakan menggunakan bilangan secara langsung, termasuk ketikaditulis menggunakan metoda penyederhanaan ini. Berkenaan denganhal ini, dalam dunia astronomi, sering digunakan satuan panjang tahuncahaya. Jadi jarak suatu bintang ke Bumi dinyatakan dalam satuantahun cayaha. Satu tahun cahaya apabila dinyatakan dalam meter dapatdihitung dengan cara mengalikan nilai kelajuan cahaya dengan waktusatu tahun (persamaan 4).

1 tahun cahaya = kelajuan cahaya x waktu satu tahun1 tahun cahaya = 299 792 458 m/s x 1 tahun x 365 hari/tahun x

24 jam/hari x 60 menit/jam x 60 s/menitatau

1 tahun cahaya = 9,54525 x 1015 matau

1 tahun cahaya = 9,54525 x Tm (4)Persamaan (4) menunjukkan kesetaraan satuan satu tahun cahayadengan satuan standar meter.

K. Pedoman Umum Penyelesaian TP & Fenomena dalam LKS

Dalam menyelesaikan Tugas Pendahuluan (TP) dan fenomena-fenomena dalam Lembar Kerja Siswa (LKS) paling terdapat hal-halyang harus diperhatikan. Berikut akan dipaparkan masing-masing:

1. Petunjuk Penyelesaian TP

Dalam setiap Tugas Pendahuluan (TP) diinformasikan empat halberikut: a. Pokok bahasan; b. Tujuan; c. Sifat; dan d. Deskripsi tugas.Deskripsi bagian (a) Pokok bahasan dan (b) Tujuan tetap diberikan padasetiap TP karena pokok bahasan dan tujuan ini bersifat khas.

Tujuan menggambarkan orientasi dari proses pembelelajar dalam


menyelesaikan tugas-tugas yang diberikan. Sementara sifat merupakaninformasi bahwa dalam TP menganut lima kaidah berikut: 1) Hasilkerja tugas dikumpulkan secara individu sebelum perkuliahan dimulai;2) Proses pengerjaan tugas boleh dilakukan secara individu tetapi lebihdianjurkan secara berkelompok; 3) Hasil pekerjaan ditulis tangan dalamkertas folio, TIDAK BOLEH diketik menggunakan computer; 4) Harusmenggunakan buku teks fisika SMA atau buku teks untuk pembelajaranpada jenjang pendidikan yang lebih tinggi; serta 5) Dalam hasilpekerjaan, CANTUMKAN nama Anda (dan NIS) pada sudut kananatas dan buku sumber yang digunakan pada sudut kiri atas.

Terakhir, untuk setiap TP diinformasikan bahwa setiap Siswa dimintauntuk mengerjakan setiap perintah dengan menggunakan acuan bukuteks fisika. Selanjutnya, dalam setiap jawaban, harus disertaiargumentasi yang didasarkan pada konsep, prinsip, teori, dan/atauhukum-hukum fisika yang terkait. Apabila jawaban yang dicari tidakdijumpai dalam buku sumber, Siswa diperbolehkan menggunakanpenalaran dengan menyertakan fakta-fakta yang dipandang dapatmendukung kebenaran jawaban tersebut.

2. Petunjuk Penyelesaian LKS

Dalam setiap tugas tetap dicantumkan tiga hal yang bersifat khas, yaitutujuan, standar kompetensi, dan kompetensi dasar. Namun untukpetunjuk yang bersifat umum, cukup dipaparkan dalam petunjuk ini.

Ketika Siswa menyelesaikan setiap fenomena dalam Lembar KerjaSiswa (LKS) terdapat tujuh petunjuk kerja yang wajib diikuti, yaitu: a)Bacalah setiap fenomena dengan teliti!; b) Analisis setiap fenomenasehingga Anda menemukan komponen sebagai penyebab dan akibatdari fenomena tersebut!; c) Masukkan setiap komponen penyebab danakibat kedalam tabel kausalitas!; d) Jika anda hanya menemukansebuah penyebab dan sebuah akibat, maka tabel kausalitas yang Andabuat termasuk model kausalitas sederhana (MKS), lihat model tabelkausalitas nomor 1; e) Jika Siswa menemukan lebih dari sebuah


komponen penyebab dan/atau akibat, maka tabel kausalitas yang Siswabuat termasuk model kausalitas jenis lainnya, lihat model tabelkausalitas nomor 2, 3, 4, dan 5; dan petunjuk keenam f) Padafenomena yang dilengkapi tabel kausalitas yang benar (ditandai dengantulisan “Tabel kausalitas untuk fenomena LKS-x-x No. x”), Siswadiminta melengkapi tabel tersebut dengan komponen penyebab danakibat.

Pada tabel kausalitas ini dapat terjadi beberapa kemungkinan: (1)Seluruh akibat sudah tertulis; (2) Sebagian akibat sudah tertulis danSiswa diminta menentukan akibat lainnya tetapi jumlah akibat tersebuttidak diberikan; (3) Sebagian akibat sudah tertulis dan Siswa dimintamenentukan akibat lainnya yang jumlahnya sudah diberikan; dan (4)Sebagian akibat kemungkinan sudah dilengkapi dengan penjelasan danSiswa diminta untuk memberi penjelasan akibat lainnya.

Petunjuk ketujuh: g) Buatlah penjelasan untuk mengaitkan setiap akibatdengan penyebab menggunakan konsep, prinsip, teori, dan/atau hukumfisika yang terkait, yaitu dengan membuat kriteria suatu atau sejumlahpenyebab sehingga menimbulkan akibat yang bersangkutan ataudengan membuat penjelasan mengapa sebuah atau sejumlah penyebabitu menimbulkan akibat tersebut!

Namun demikian, di luar tujuh petunjuk di atas terdapat catatan, yaitu:Diluar petunjuk (f), tabel kausalitas sebagaimana disebutkan padapetunjuk kerja (c) disediakan dalam bentuk umum, Siswadiperbolehkan mengubah sesuai dengan penyebab dan akibat yangditemukan sehingga terbentuk salah satu dari lima model tabelkausalitas, yaitu MKS, MKD, MKK, MKR, atau MKG.


MODEL UMUM TABEL KAUSALITASPENGEMBANGAN BERPIKIR KAUSALITIK (PBK)

1. Tabel kausalitas untuk Model Kausalitas Sederhana (MKS)Penyebab Akibat

1. ________________________ 1. _______________________

Penjelasan:Penyebab atau akibat 1: ______________________________________2. Tabel kausalitas untuk Model Kausalitas Divergen (MKD)

Penjelasan:Akibat 1: ______________________________________________Akibat 2: _______________________________________________Akibat 3: _________________________________________________Dst.

3. Tabel kausalitas untuk Model Kausalitas Konvergen (MKK)Penyebab Akibat

1. _________________________

1. _____________________2. _________________________

3. _________________________

4. Dst.Penjelasan:Penyebab 1: _______________________________________________Penyebab 2: _______________________________________________Penyebab 3: _______________________________________________Dst.

Penyebab Akibat

1. _______________________

1. _______________________

2. _______________________

3. _______________________

Dst.


4. Tabel kausalitas untuk Model Kausalitas Rantai (MKR)

Penyebab Akibat I Akibat II Dst.

_______ _______ _______ Dst.

Penjelasan:Akibat I : _________________________________________________Akibat II: _________________________________________________Dst.

5. Tabel kausalitas untuk Model Kausalitas Gabungan (MKG)Model tabel ini sebagai gabungan dari empat model di atas denganjumlah variasi tak hingga bergantung dari jumlah komponenpenyebab, akibat 1, akibat 2, dan seterusnya.

Penjelasan: (Sesuaikan dengan jumlah penyebab atau akibat yang adaserta dengan model kausalitas kombinasi yang dihasilkan).


BAB 3HAKEKAT FISIKA

A. Hakekat fisika dan tujuan mempelajari fisika

Fisika sebagai salah satu bagian dari IPA, pada hakikatnya merupakansuatu kumpulan pengetahuan (a body of knowledge), cara penyelidikan(a way of investigating), dan cara berpikir (a way of thinking). Fisikamerupakan kumpulan pengetahuan yang mempelajari sifat dan gejalapada benda-benda di alam. Gejala-gejala ini mulanya ditangkap olehindera manusia, misalnya mata sebagai alat optik dapat digunakanuntuk melihat karena adanya cahaya; petir menggelegar dapat ditangkapoleh indera pendengaran; indra peraba seperti kulit, dapat merasakanpanas.

Melalui proses interaksi antara manusia dengan alam, manusia akanmenemukan suatu pengetahuan. Hasil penemuan manusia maupunpenyelidikan yang dilakukan oleh para ilmuan, selanjutnya disusunmenjadi sebuah kumpulan pengetahuan (a body ofknowledge) yangdisebut sebagai produk. Kumpulan pengetahuan tersebut, dapat berupafakta, konsep, prinsip, hukum, ramus, teori, dan model.

1. Tujuan mempelajari fisika.

Tujuan mempelajari fisika adalah agar manusia mengenal bagian-bagian dasar dari benda dan memahami interaksi antar benda sehinggamenimbulkan gejala-gejala di alam maupun lingkungan. Selain itu, agarmanusia mampu menjelaskan fenomena-fenomena alam yang terjadi.Fisika juga menjadi ilmu pengetahuan yang mendasar, karenaberhubungan dengan perilaku dan struktur benda, khususnya bendamati. Fisika tidak hanya berlaku untuk benda-benda berukuran besarseperti planet dan matahari. Benda-benda kecil pun seperti muon,elektron, proton, bahkan foton, dapat dijelaskan melalui ilmu fisika.


2. Bidang kajian fisika

Telah disebutkan sebelumnya, bahwa fisika merupakan ilmu yangpaling mendasar dari semua cabang sains (IPA) dan berhubungandengan perilaku dan struktur materi. Banyak bidang yang dapat dikajidalam fisika, misalnya mekanika, gelombang dan optik, listrik danmagnet, termodinamika, relativitas, dan sebagainya. Mekanikamisalnya, merupakan ilmu fisika tertua yang mempelajari tentanggerak, penyebab dan akibatnya.

Fisika terbagi menjadi fisika klasik dan fisika modem. Fisika klasikadalah Fisika yang didasari pada prinsip-prinsip yang dikembangkansebelum bangkitnya teori kuantum, misalnya, mekanika, optika,termodinamika, dan magnet. Sedangkan fisika modern merupakan salahsatu bagian dari ilmu fisika yang mempelajari perilaku materi danenergi pada skala atomik, serta partikel-partikel subatomik ataugelombang. Fisika modern berkembang pesat pada abad ke-20 dan ke-21 sejak penemuan teori relativitas Einstein dan radioaktivitas olehpasangan suami istri Pierre Currie dan Marie Currie.

3. Fisika sebagai cara penyelidikan.

Fisika sebagai cara penyelidikan (a way of investigating), merupakanproses yang memberikan gambaran tentang berbagai kegiatanpenemuan yang dilakukan para ilmuan, untuk menyusun suatu ilmupengetahuan. Sebagai dasar dari semua cabang sains (IPA), prosespengamatan atau penyelidikan menjadi kegiatan penting dalam fisika.Fisika tidak akan berkembang tanpa adanya pengamatan yang dikemasdalam rangkaian kegiatan percobaan atau eksperimen. Kegiatan ilmiahtersebut dilakukan untuk membuktikan kebenaran suatu teori, atauuntuk menciptakan teori baru.

Selain itu, yang tidak kalah penting adalah kegiatan pengukuran dalamfisika. Dalam kegiatan pengukuran, kesesuaian alat-alat ukur yang


digunakan untuk memperoleh data pengukuran harus diperhatikan. Alatukur harus digunakan sesuai fungsinya. Misalnya, ketika kamumenggunakan multimeter, kamu harus menggunakan alat tersebut untukmengukur tegangan atau hambatan. Karenanya, tidak tepat kamumenggunakan multimeter untuk mengukur suhu badanmu.

Teori dalam Fisika akan berkembang seiring perkembangan percobaanyang dilakukan para ilmuan. Namun, tidak selamanya teori dirumuskanmelalui kegiatan pengamatan. Kehebatan dalam berimajinasi oleh parailmuwan, ternyata mampu menghadirkan teori baru yang dapatdigunakan untuk menjelaskan suatu pengamatan. Teori relativitas, teorielektromagnetik tentang cahaya, dan hukum gravitasi universalNewton, merupakan sederetan hasil imajinasi cerdas para ilmuwan.

4. Fisika sebagai cara berpikir

Untuk mewujudkan suatu produk fisika, diperlukan pemikiran dankreatifitas pada proses pengamatan atau penyelidikan fisika, oleh parailmuan fisika (a way of thinking). Dalam proses berpikir dan berkreasi,tentu harus diiringi dengan sikap-sikap ilmiah yang harus diterapkanseperti jujur, rasa ingin tahu, bertanggungjawab, disiplin, dansebagainya.Kegiatan pemikiran para ilmuwan fisika, dipandang sebagai kegiatankreatif karena ide-ide dan penjelasan-penjelasan dari suatu gejala alam,dianalisis dalam pikiran. Karenanya, pemikiran para ilmuwan sangatberkaitan dengan hakikat fisika sebagai sikap.Sumber: FISIKA Peminatan Matematika dan Ilmu Alam untukSMA/MA X. Sufi Ani Rufaida dan Sarwanto. Penerbit Mediatama.2013.

5. Pembelajaran Fisika.

Pembelajaran Fisika adalah bagian dari pelajaran ilmu alam. Ilmu alamsecara klasikal dibagi menjadi dua bagian, yaitu (1) ilmu-ilmu


fisik (physical sciences) yang objeknya zat, energi, dan transformasi zatdan energi, (2) ilmu-ilmu biologi (biological sciences)yang objeknyaadalah makhluk hidup dan lingkungannya. (Kemble, 1966: 7)

Belajar merupakan upaya memperoleh pengetahuan dan pemahamanmelalui serangkaian kegiatan yang melibatkan berbagai unsur yang ada.Siswa yang belajar sebenarnya di dalam otak terdapat banyak konsep,terutama konsep awal tentang alam yang ada di sekitarnya. Melaluiproses pembelajaran yang sistematis, maka konsep awal tersebut akanmenghasilkan konsep yang benar dan tepat serta terarah.

Dalam belajar fisika, yang pertama dituntut adalah kemampuan untukmemahami konsep, prinsip maupun hukum-hukum, kemudiandiharapkan siswa mampu menyusun kembali dalam bahasanya sendirisesuai dengan tingkat kematangan dan perkembangan intelektualnya.Belajar fisika yang dikembangkan adalah kemampuan berpikir analitis,induktif dan deduktif dalam menyelesaikan masalah yang berkaitandengan peristiwa alam sekitar, baik secara kualitatif maupun kuantitatifdengan menggunakan matematika, serta dapat mengembangkanpengetahuan, keterampilan dan sikap percaya diri. (Depdiknas, 2003: 1)

Selanjutnya secara garis besar pembelajaran Fisika seperti yangdiungkapkan oleh Abu Hamid(sulistyono,1998:12), adalah sebagaiberikut:a. Proses belajar Fisika bersifat untuk menentukan konsep, prinsip,

teori, dan hukum-hukum alam, serta untuk dapat menimbulkanreaksi, atau jawaban yang dapat dipahami dan diterima secaraobjektif, jujur dan rasional.

b. Pada hakikatnya mengajar Fisika merupakan suatu usaha untukmemilih strategi mendidik dan mengajar yang sesuai dengan materiyang akan disampaikan, dan upaya untuk menyediakan kondisi-kondisi dan situasi belajar Fisika yang kondusif, agar murid secarafisik dan psikologis dapat melakukan proses eksplorasi untuk


menemukan konsep, prinsip, teori, dan hukum-hukum alam sertamenerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.

c. Pada hakikatnya hasil belajar Fisika merupakan kesadaran muriduntuk memperoleh konsep dan jaringan konsep Fisika melaluieksplorasi dan eksperimentasi, serta kesadaran murid untukmenerapkan pengetahuannya untuk memecahkan masalah yangdihadapi dalam kehidupannya sehari-hari.

Pembelajaran merupakan proses pengembangan pengetahuan,keterampilan, atau sikap baru pada saat individu berinteraksi denganinformasi dan lingkungan. Menurut Corey (Yusufhadi Miarso, 1986 :195) pembelajaran adalah suatu proses dimana lingkungan seseorangsecara sengaja dikelola untuk memungkinkan ia turut serta dalamtingkah-laku tertentu dalam kondisi-kondisi khusus atau menghasilkanrespon terhadap situasi tertentu

Pembelajaran fisika dipandang sebagai suatu proses untukmengembangkan kemampuan memahami konsep, prinsip maupunhukum-hukum fisika sehingga dalam proses pembelajarannya harusmempertimbangkan strategi atau metode pembelajaran yang efektif danefisien. Pembelajaran fisika di sekolah menengah pertama merupakansalah satu mata pelajaran IPA yang dapat menjadi wahana bagi siswauntuk mempelajari diri sendiri dan alam sekitar. Dalam pembelajaranfisika, pengalaman proses sains dan pemahaman produk sains dalambentuk pengalaman langsung akan sangat berarti dalam membentukkonsep siswa. Hal ini juga sesuai dengan tingkat perkembangan mentalsiswa SMP yang masih berada pada fase transisi dari konkrit ke formal,akan sangat memudahkan siswa jika pembelajaran Sains mengajak anakuntuk belajar merumuskan konsep secara induktif berdasar fakta-faktaempiris di lapangan.

6. Komunikasi dalam Pembelajaran.

Dalam pembelajaran akan ada komunikasi antara guru dengan siswa.


Seperti yang dikemukakan Latuheru (1988: 1) bahwa segala sesuatuyang menyangkut pembelajaran merupakan proses komunikasi.Komunikasi dalam pembelajaran merupakan komunikasi timbal balik(interaksi edukatif) yang terjadi tidak dengan sendirinya tetapi harusdiciptakan oleh guru dan siswa.

Unsur-unsur dalam proses komunikasi meliputi : sumber pesan, pesan,transmisi/saluran, dan penerima pesan. Proses komunikasi yaitu prosespenyampaian pesan dari sumber pesan, melalui saluran/media tertentuke penerima pesan. Pesan, sumber pesan, saluran/ media dan penerimapesan adalah komponen–komponen proses komunikasi. Pesan yangakan dikomunikasikan adalah isi ajaran ataupun didikan yang adadalam kurikulum, sumber pesannya bisa guru, siswa, orang lain ataupunpenulis buku dan produser media, salurannya media pendidikan danpenerima pesannya adalah siswa atau juga guru. (Sadiman dkk, 2003:11)

Message (pesan) secara tradisional berupa tanda/ pola yang digunakanuntuk komunikasi antara pengirim dan penerima. Desain pesan lebihbanyak berhubungan dengan level mikro melalui unit-unit kecil sepertivisual, urutan penyajian, halaman dan layar. Karakteristik lain desainpesan ialah bahwa disain haruslah bersifat spesifik baik dalammedianya maupun dalam tugas belajarnya. Hal ini berarti bahwaprinsip-prinsip desain pesan akan tergantung pada apakah medianyabersifat statis, dinamis, atau paduan keduanya (misalnya foto, film, ataugrafis komputer), apakah tugasnya melibatkan pembentukan konsepatau sikap, keterampilan atau pengembangan strategi belajar, dan upayamengingat.

Ada beberapa faktor yang menjadi penghambat atau penghalang proseskomunikasi yang disebut dengan barriers, atau noises. Hambatantersebut antara lain:a. hambatan psikologis seperti minat, sikap, pendapat, kepercayaan,

inteligensi, pengetahuan,


b. hambatan fisik seperti misalnya kelelahan, sakit, keterbatasan dayaindera, dan cacat tubuh,

c. hambatan kultural seperti misalnya perbedaan adat-istiadat, norma-norma sosial, kepercayaan dan nilai-nilai kepanutan, dan

d. hambatan lingkungan yaitu hambatan yang ditimbulkan oleh situasidan kondisi keadaan sekitar (Sadiman dkk, 2003: 13).

Selain hal tersebut hambatan-hambatan komunikasi yangmengakibatkan gangguan proses komunikasi yaitu gangguan berasaldari saluran (misal pesan yang disajikan dalam bentuk saluran visual,tetapi disampaikan dengan ceramah), dan gangguan dari penerimapesan (disebabkan oleh daya tangkap penerima yang rendah, tiadanyamotivasi, rasa lelah dan mengantuk) (Nana Sudjana dan Ahmad Rivai,2003: 33).

7. Media Pembelajaran

Karena adanya berbagai jenis hambatan tersebut baik dalam diri gurumaupun siswa, baik sewaktu meng-encode pesan maupun men-decode-nya, proses komunikasi belajar mengajar seringkali berlangsung secaratidak efisien dan efektif. Media pembelajaran sebagai salah satu sumberbelajar yang dapat menyalurkan pesan dapat membantu mengatasi haltersebut. Perbedaan gaya belajar, minat, intelegensi, keterbatasan dayaindera, cacat tubuh atau hambatan jarak geografis, jarak waktu, danlain-lain dapat dibantu dengan pemanfaatan media pembelajaran(Sadiman dkk, 2003: 13).

Latuheru (1988: 2), mengemukakan bahwa dalam komunikasi interaksiedukatif terasa bahwa media pembelajaran sangat penting apabila dalamusaha meningkatkan mutu pendidikan secara kualitas dan kuantitas.Dari beberapa pendapat di atas dapat disimpulkan bahwa pembelajaransebagai proses komunikasi memerlukan media pembelajaran untukmenyampaikan pesan dan untuk meningkatkan mutu pendidikan.


Penggunaan media pembelajaran baik berupa modul tercetak, modulinteraktif, ataupun e-learning dimaksudkan untuk membantu terjadinyaproses belajar mengajar yang lebih efektif dan efisien. Salah satu mediatersebut adalah program komputer dalam bentuksoftware pembelajaranberbantuan komputer untuk fisika. Program tersebut dibuat bukan untukmengganti peran guru fisika atau mengganti kegiatan eksperimen fisikatetapi sebagai alat bantu guru dalam mengajar. Program tersebut dapatmembantu memperjelas pemahaman siswa mengenai gejala alam danperistiwa-peristiwa fisika yang masih abstrak sehingga tidak terjadimiskons

Ilmu pengetahuan alam dapat diartikan sebagai cabang ilmu yangmempelajari gejala alam melalui kegiatan pengamatan, eksperimen, dananalisis. Kegiatan eksperimen itu sendiri mencakup kegiatan

8. Metode pembelajaran

Metode pembelajaran adalah prosedur, urutan, langkah-langkah dancara yang digunakan pendidik dalam pencapaian tujuan pembelajaran.Metode pembelajaran merupakan jabaran dari pendekatan. Satu metodedapat dijabarkan ke dalam berbagai teknik pembelajaran.

Masing-masing model pembelajaran tersebut memiliki urutan langkahkerja tersendiri, yang dapat diuraikan sebagai berikut.a. Model Pembelajaran Penyingkapan (Discovery Learning)

Model pembelajaran penyingkapan adalah memahami konsep, arti, danhubungan, melalui proses intuitif untuk akhirnya sampai kepada suatukesimpulan (Budiningsih, 2005:43). Discovery terjadi bila individuterlibat, terutama dalam penggunaan proses mentalnya untukmenemukan beberapa konsep dan prinsip.

Adapun sintak model Discovery Learning adalah sebagaiberikut:1) Pemberian rangsangan (Stimulation);


2) Pernyataan/Identifikasi masalah (Problem Statement);3) Pengumpulan data (Data Collection);4) Pembuktian (Verification), dan5) Menarik simpulan/generalisasi (Generalization).

b. Model Inquiry Learning Terbimbing

Model pembelajaran Inkuiri ini merupakan kegiatan pembelajaran yangmelibatkan secara maksimal seluruh kemampuan siswa untuk mencaridan menyelidiki sesuatu secara sistematis kritis dan logis sehinggamereka dapat merumuskan sendiri temuannya.

Sintak/tahap model inkuiri meliputi:1) Orientasi masalah;2) Pengumpulan data dan verifikasi;3) Pengumpulan data melalui eksperimen;4) Pengorganisasian dan formulasi eksplanasi, dan5) Analisis proses inkuiri.

c. Model Pembelajaran Problem Based Learning (PBL)

Merupakan pembelajaran yang menggunakans berbagai kemampuanberpikir dari peserta didik secara individu maupun kelompok sertalingkungan nyata untuk mengatasi permasalahan sehingga bermakna,relevan, dan kontekstual (Tan On Seng, 2000).

Tujuan PBL adalah untuk meningkatkan kemampuan dalammenerapkan konsep-konsep pada permasalahan baru/nyata,pengintegrasian konsep High Order Thinking Skills (HOT’s), keinginandalam belajar, mengarahkan belajar diri sendiri dan keterampilan(Norman and Schmidt).

Sintak model Problem Based Learning dari Bransford and Stein (dalamJamie Kirkley, 2003:3) terdiri atas:


1) Mengidentifikasi masalah;2) Menetapkan masalah melalui berpikir tentang masalah dan

menyeleksi informasi-informasi yang relevan;3) Mengembangkan solusi melalui pengidentifikasian alternatif-

alternatif, tukar-pikiran dan mengecek perbedaan pandang;4) Melakukan tindakan strategis, dan5) Melihat ulang dan mengevaluasi pengaruh-pengaruh dari solusi

yang dilakukan.

Proses pembelajaran yang mengacu pada pendekatan saintifik, meliputilima langkah sebagai berikut.a. Mengamati, yaitu kegiatan siswa mengidentifikasi melalui indera

penglihat (membaca, menyimak), pembau, pendengar, pengecapdan peraba pada waktu mengamati suatu objek dengan ataupuntanpa alat bantu. Alternatif kegiatan mengamati antara lainobservasi lingkungan, mengamati gambar, video, tabel dan grafikdata, menganalisis peta, membaca berbagai informasi yang tersediadi media masa dan internet maupun sumber lain. Bentuk hasilbelajar dari kegiatan mengamati adalah siswa dapatmengidentifikasi masalah;

b. Menanya, yaitu kegiatan siswa mengungkapkan apa yang ingindiketahuinya baik yang berkenaan dengan suatu objek, peristiwa,suatu proses tertentu. Dalam kegiatan menanya, siswa membuatpertanyaan secara individu atau kelompok tentang apa yang belumdiketahuinya. Siswa dapat mengajukan pertanyaan kepada guru,narasumber, siswa lainnya dan atau kepada diri sendiri denganbimbingan guru hinggasiswa dapat mandiri dan menjadi kebiasaan.Pertanyaan dapat diajukan secara lisan dan tulisan serta harus dapatmembangkitkan motivasi siswa untuk tetap aktif dan gembira.Bentuknya dapat berupa kalimat pertanyaan dan kalimathipotesis. Hasil belajar dari kegiatanmenanya adalah siswa dapatmerumuskan masalah dan merumuskanhipotesis;

c. Mengumpulkan data, yaitu kegiatan siswa mencari informasisebagai bahan untuk dianalisis dan disimpulkan. Kegiatan


mengumpulkan datadapat dilakukan dengan cara membaca buku,mengumpulkan data sekunder, observasi lapangan, uji coba(eksperimen), wawancara, menyebarkan kuesioner, dan lain-lain. Hasil belajar dari kegiatan mengumpulkan data adalah siswadapat menguji hipotesis;

d. Mengasosiasi, yaitu kegiatan siswa mengolah data dalam bentukserangkaian aktivitas fisik dan pikiran dengan bantuan peralatantertentu. Bentuk kegiatan mengolah data antara lain melakukanklasifikasi, pengurutan (sorting), menghitung, membagi, danmenyusun data dalam bentuk yang lebih informatif, sertamenentukan sumber data sehingga lebih bermakna. Kegiatan siswadalam mengolah data misalnya membuat tabel, grafik, bagan, petakonsep, menghitung, dan pemodelan. Selanjutnya siswamenganalisis data untuk membandingkan ataupun menentukanhubungan antara data yang telah diolahnya dengan teori yang adasehingga dapat ditarik simpulan dan atau ditemukannya prinsip dankonsep penting yang bermakna dalam menambah skema kognitif,meluaskan pengalaman, dan wawasanpengetahuannya. Hasil belajar dari kegiatan menalar/mengasosiasiadalah siswa dapat menyimpulkan hasil kajian dari hipotesis;dan

e. Mengomunikasikan, yaitu kegiatan siswa mendeskripsikan danmenyampaikan hasil temuannya dari kegiatan mengamati,menanya, mengumpulkan dan mengolah data, serta mengasosiasiyang ditujukan kepada orang lain baik secara lisan maupun tulisandalam bentuk diagram, bagan, gambar, dan sejenisnya denganbantuan perangkat teknologi sederhana dan atau teknologiinformasi dan komunikasi. Hasilbelajar darikegiatanmengomunikasikan adalah siswa dapatmemformulasikan dan mempertanggungjawabkan pembuktianhipotesis.

Sumber: Materi Pelatihan Implementasi Kurikulum 2013 Tahun 2016,Kemdikbud


B. Ruang lingkup fisika

Fisika adalah salah satu ilmu pengetahuan alam dasar yang banyakdigunakan sebagai dasar dar ilmu-ilmu yang lain. Fisika adalah ilmuyang mempelajari gejala alam secara keseluruhan. Fisika mempelajarimateri, energi dan fenomena atau kejadian alam, baik yang bersifatmakroskopik (berukuran besar, seperti gerak Bumi mengelilingiMatahari) maupun yang bersifat mikroskopik (berukuran kecil, sepertigerak elektron mengelilingi inti atom) yang berkaitan dengan perubahanzat atau energi.

Fisika menjadi dasar pengembangan berbagai ilmu dan teknologi.Kaitan antara fisika dan disiplin ilmu lain membentuk disiplin ilmuyang baru, misalnya dengan ilmu astronomi membentuk ilmuastrofisika, dengan biologi membentuk biofisika, dengan ilmukesehatan membentuk fisika medis, dengan ilmu bahan membentukfisika material, dengan geologi membentuk geofisika, dan lain-lain

(Sumarsono. Joko, Fisika untuk SMA/MA kelas X, Depdiknas, 2009).Mata pelajaran Fisika di SMA merupakan pengkhususan IPA di SMPyang menekankan pada fenomena alam dan pengukurannya denganperluasan pada konsep abstrak yang meliputi aspek-aspek sebagaiberikut.1. Pengukuran berbagai besaran, karakteristik gerak, penerapan

hukum Newton, alat-alat optik, kalor, konsep dasar listrikdinamis, dan konsep dasar gelombang elektromagnetik

2. Gerak dengan analisis vektor, hukum Newton tentang gerak dangravitasi, gerak getaran, energi, usaha, dan daya, impuls danmomentum, momentum sudut dan rotasi benda tegar, fluida,termodinamika

3. Gejala gelombang, gelombang bunyi, gaya listrik, medan listrik,potensial dan energi potensial, medan magnet, gaya magnetik,induksi elektromagnetik dan arus bolak-balik, gelombangelektromagnetik, radiasi benda hitam, teori atom, relativitas,


radioaktivitas (https://teguhsasmitosdp1.wordpress.com/lks/ruang-lingkup-fisika-sma/).

C. Metode dan prosedur ilmiah

Hasil pemikiran ilmuwan tersebut yang diperoleh melalui pengamatandan penelitian yang menjadi dasar beberpa eksperimen yang akandilakukan hingga akhirnya lahir sebuah hukum Fisika. Proses tersebutdinamakan metode ilmiah.Pengetahuan dapat disebut Ilmiah harus memenuhi syarat sebagaiberikut:1. Obyektif, sesuai dengan obyek bukan persepsi peneliti atau orang

lain;2. Metodik, pengetahuan yang diperoleh melalui cara-cara tertentu

secara teratur dan terkontrol;3. Sistematik, yang tersusaun dalam sistem yang saling berkaitan

dengan pengetahuan lain sehingga dapat menjelaskan sesuatusecara menyeluruh; dan

4. Berlaku umum, pengetahuan tersebut berlaku untuk semuamanuasia dan dapat dibuktikan dengan langkah langkah yang sama.

Ilmuwan melakukan pengamatan serta membentuk hipotesis dalamusahanya untuk menjelaskan fenomena alam. Prediksi yang dibuatberdasarkan hipotesis tersebut diuji dengan melakukan eksperimen .Jika suatu hipotesis benar atau lolos diuji berkali kali maka hipotesistersebut dapat menjadi teori Ilmiah.

Metode ilmiah adalah cara menerapkan prinsip prinsip logis terhadappenemuan , pengesahan dan penjelasan tentang suatu kebenaran.Langkah-langkah metode ilmiah adalah suatu prosedur /urutan yangharus dilakukan untuk melakukan suatu proyek ilmiah (science project)yaitu :1. Observasi Awal, untuk mengumpulkan informasi yang berkaitan

dengan topik tersebut melalui konsultasi dengan pakar ahli


dibidangnya, pengalaman dan berbagai sumber ilmu pengetahuan,yaitu: gunakan referensi, kumpulkan informasi dari ahli, danlakukan eksplorasi;

2. Mengidentifikasi masalah, permasalahan merupakan pertanyaanilmiah yang harus diselesaikan, dengan cara :batasi permasalahanagar tidak meluas, pilih permasalahan yang penting, dan pilihpermasalahan yang dapat diselesaikan secara eksperimen;

3. Merumuskan Hipotesis, hipotesis merupakan dugaan sementaradalam suatu proyek ilmiah yang perlu diuji kebenarannya melaluipenelitian ilmiah dengan cara seksama;

4. Melakukan Eksperimen, eksperimen dirancang dan dilakukanuntuk menguji hipotesis yang diajukan. Dalam eksperimen usahakan menggunakan variabel bebas Pertahankan kondisi yang tetap pada variabel variabel yang

diasumsikan konstan Lakukan eksperimen berkali kali untuk variasi hasil Catat hasil Eksperimen secara lengkap; dan

5. Menyimpulkan Hasil Eksperimen; kesimpulan proyek merupakanringkasan hasil proyek eksperimen dan pernyataan bagaimanahubungan antara hasil eksperimen dan hipotesis.

(https://www.artikelbelajar.com/jelaskan-hakikat-fisika-dan-prosedur-alamiah pengertianmetode-ilmiahkeselamatan-kerja/#)

D. Keselamatan kerja di laboratorium

Laboratorium sebagai tempat untuk melakukan eksperimen dalam kerjailmiah termasuk salah satu tempat yang memiliki resiko tinggimenimbulkan kecelakaan . Percobaan dan pengamatan dapat berjalanlancar apabila memperhatikan keselamatan kerja, baik keselamatanindividu maupun bahan dan alat alat yang digunakan.

Kesehatan dan keselamatan kerja (K3) tidak hanya diberlakukan diperusahaan atau industri, di sekolah pun K3 sangat penting untukdiperhatikan. Adapun K3 di ruamg laboratorium meliputi:


1. Ruang laboratorium perlu dibangun sedemikian rupa sehinggaaman dan nyaman untuk melakukan kegiatan;

2. Di ruang laboratorium tersedia alat keselamatan kerja, misalnyatabung pemadam kebakaran;

3. Di ruang laboratorium tersedia tempat pembuangan sampahorganik, sampah anorganik, dan limbah kimia;

4. Laboratorium perlu mempunyai tempat penyimpan alat dan bahanyang aman;

5. Laboratorium perlu mempunyai kotak obat yang berisi obat-obatanuntuk pertolongan pertama saat terjadi kecelakaan kerja; dan

6. Laboratorium perlu mempunyai tata tertib yang jelas tentangpenggunaan alat, bahan, dan ruang laboratorium.


BAB 4PENGUKURAN

Membahas pengukuran tidak dapat lepas dari pembicaraan mengenaibesaran dan satuan. Dalam fisika, konsep besaran dan satuan menjadidua hal yang tidak dapat dipisahkan. Setiap besaran memiliki pasangansatuan tertentu. Besaran fisika menjadi lebih bermakna ketikadinyatakan dalam suatu satuan yang terkait. Berdasarkan hal tersebut,uraian pengukuran dan ketidakpastian pengukuran akan didahuluidengan pembahasan besaran dan satuan.

A. Besaran dan satuan

Besaran dalam bahasa Inggris quantity dapat diartikan sebagai sesuatuyang dapat diukur dan memiliki satuan. Satuan itu sendiri merupakansesuatu yang dapat dijadikan sebagai dasar ukuran yang telah disepakatioleh sekelompok orang. Dalam fisika, sepengetahuan penulis, palingtidak terdapat dua cara mengelompokkan besaran, yaitu: 1)pengelompokkan besaran menjadi besaran pokok dan turunan, dan 2)pengelompokkan besaran menjadi besaran vektor dan skalar.Seperti besaran, satuan juga dapat dibagi kedalam beberapa kelompok.Secara ilmiah, terdapat dua sistem pengelompokkan, yaitu: 1) satuanMeter-Kilogram-Second (sistem satuan MKS), dan 2) Centimeter-Gram-Second (sistem satuan CGS). Namun demikian, terdapatpenggunaan sistem satuan yang lebih diorientasikan pada kepentingantertentu, misal berbasis pada benda-benda yang ada di sekitar kita,berbasis pada kepentingan pemasaran, atau berbasis pada kepentingansekelompok orang tertentu.

B. Besaran pokok, besaran turunan, dimensinya

Sepengetahuan penulis, besaran pokok tidak memiliki definisi yangbaku. Sebagian dapat diartikan sebagai besaran tunggal, yaitu besaran


yang bentukannya tidak didasarkan pada besaran lain tetapi sebagianlainnya tidak dapat didefinisikan sebagai besaran tunggal. Namundemikian, dalam dunia fisika, besaran pokok disepakati sebagai besaranyang memiliki satuan dasar. Besaran pokok disepakati ada tujuh, yaitu:panjang, massa, waktu, kuat arus listrik, kuat cahaya, suhu, dan jumlahzat. Dalam sistem MKS, satuan masing-masing besaran tersebut adalahmeter, kilogram, second atau detik, ampere, candela, kelvin, dan mol.Dalam bentuk tabel, besaran pokok dan satuannya dapat dilihat dalamTabel 2.

Tabel 2. Tujuh besaran pokok beserta satuan dan lambangnyaNo Besaran Nama Satuan (MKS) Lambang Satuan1 Panjang meter M2 Massa kilogram Kg3 Waktu second atau detik s4 Kuat arus listrik ampere A5 Kuat cahaya candela Cd6 Suhu kelvin K7 Jumlah zat mol mol

Besaran turunan dapat diartikan sebagai kombinasi dari beberapabesaran pokok. Jadi besaran turunan tersusun atas dua atau lebihbesaran pokok sehingga memiliki satu kesatuan makna. Dalam fisikacontoh besaran turunan antara lain kecepatan, kelajuan, percepatan,massa jenis, gaya, tekanan, energi, daya. Satuan dari besaran turunanpada dasarnya tersusun atas satuan-satuan dari besaran pokokpenyusunnya. Namun demikian, beberapa besaran turunan memilikisatuan yang penamannya telah dilebur menjadi satu kesatuan tersendiri.Sebagai contoh, besaran energi, dari analisis satuan besaran pokok,dapat tersusun atas besaran pokok massa, panjang, dan waktu tetapiperpaduan tiga besaran pokok tersebut dilebur menjadi satu kesatuan,yaitu joule. Contoh besaran turunan lain dengan satuan dalam satukesatuan seperti daya bersatuan watt, gaya bersatuan newton, tekananbersatuan paskal, dan sebagainya.

FISIKA SMA - eprints.unram.ac.ideprints.unram.ac.id/9752/1/Dreskripsi Buku Fisika SMA dg...

Documents

Transcript of FISIKA SMA - eprints.unram.ac.ideprints.unram.ac.id/9752/1/Dreskripsi Buku Fisika SMA dg...