METODE FISIKA

EKSPERIMEN

Bab 1 PENDAHULUAN

Ali Warsito

Prodi Fisika, FST Undana

2015

INTERAKSI ENERGI

Dalam fisika dipelajari interaksi energi dan

materi mulai skala kecil sampai yang paling

besar: seperti mekanika kuantum,untuk

mengetahui bentukan makro molekul menjadi

tubuh kita; teori relativitas umum, untuk

mengerti tentang bintang-bintang dan revolusi

galaksi.

VISI FISIKA

Membongkar, mengungkap dan

mendokumentasikan rahasia alam semesta

secara ilmiah dan berkesinambungan mengenai

energi dalam segala perwujudannya yaitu

bentuk terpendam sebagai materi, bentuk

kinetik serta bentuk interaksinya.

HUKUM GRAVITASI NEWTON

• Cerita mengenai Newton yang terkena

sebuah apel dan muncullah gravitasi

Newton melihat apel jatuh

dari pohon dan berpikir:

• Apel mengalami percepatan

• Terdapat gaya yg bekerja

pada apel sehingga timbul

percepatan

• Menyebut gaya “gravitasi”,

dan percepatannya adalah

“percepatan gravitasi”

F = G.M.m/r^2

HIPOTESIS PEMBENTUKAN TATA SURYA

Hipotesis Catastrophic

Sebuah bintang melewati

Matahari cukup dekat sehingga

materi Matahari tertarik keluar

dan membentuk planet

Teori Catastrophic memprediksi:

bintang yang memiliki planet hanya sedikit

Hipotesis Nebula Laplace

Materi cincin terpisah dari awan

yg berotasi, membawa

momentum sudut awan awan

akan berkontraksi selanjutnya

membentuk Matahari Teori Nebula Laplace: hampir

semua bintang akan memiliki

planet

HIPOTESIS NEBULA MATAHARI

Dasar teori modern dari

pembentukan planet.

Planet terbentuk pada saat

yang sama dari awan yang

sama dengan Matahari.

Matahari dan Sistem Tata

Surya terbentuk ~ 5 milyar

tahun yang lalu.

Tempat pembentukan planet

teramati sebagai piringan

debu dari bintang T-Tauri.

Contoh Eksperimentasi Fisika di

Laboratorium untuk

Membongkar Fenomena Fisis

Lab pendulum…coba !

MISI FISIKA

Fisika sebagai sains eksperimental numeratif,

misinya meliputi eksplorasi gejala-gejala alam

aktual secara kualitatif maupun kuantitatif, baik

yang belum diketahui maupun yang muncul

sebagai ramalannya, melakukan berbagai

klarifikasi, penataan dan dokumentasi,

mengidentifikasi dan menyelesaikan masalah

serta mengekstrapolasi solusinya, dan akhirnya

melakukan implementasi dan aplikasi secara

berkesinambungan untuk mencapai visi.

TEORI DAN EKSPERIMEN

Ada kontinuitas menarik pada sains

yaitu selalu ada koreksi diri untuk

mencari kebenaran dalam keilmuan

(amat dibutuhkan dalam aktivitas

Eksperimen).

Fisika menjelaskan berbagai gejala

alam dengan menggunakan teori

sehingga dapat dibuat suatu

hipotesis, yaitu pernyataan tentang

hubungan antara dua besaran fisis

dalam bentuk fungsi matematik,

yang dapat diuji dengan eksperimen

MENCARI LANDASAN HUBUNGAN

Sering kali juga hal sebaliknya yang terjadi, yaitu suatu gejala berupa hubungan antara dua besaran yang ditemukan secara tidak sengaja perlu diberi penjelasan.

Contoh : angin dan suhu lingkungan, tinggi benda dan gaya, kadar garam dan konduktivitas, atap seng lebih baik dari atap liat cetak

Maka dibuat teori atau model berdasar pada teori fisika lain yang sudah diterima kemudian dibuat perhitungan yang dapat menjelaskan gejala tersebut secara teliti.

MODEL 3-CELL

Model 1-Cell

Model 3-Cell

CONTOH KASUS HUBUNGAN ANTARA

KAPASITAS KALOR KRISTAL CV DENGAN SUHU T

(DALAM KELVIN

Lingkaran-lingkaran kecil menyatakan hasil

pengukuran, dan lengkung Cv(T) menyatakan

fungsi matematis yang diturunkan dari teori.

Cp

Cv

( T )

T

Teori ini diturunkan oleh Albert Einstein pada

tahun 1905, yang dikenal sebagai teori kapasitas

kalor Einstein.. Di sini fungsi Cv(T) yang

menyatakan hubungan antara kapasitas kalor

dan suhu merupakan hipotesis yang harus

diperiksa dengan eksperimen.

Tampak bahwa pada daerah suhu rendah

prediksi teori Einstein tidak didukung oleh hasil

pengukuran. Apakah teori Einstein

seluruhnya salah?

Debye kemudian membuat teori yang dapat

menghasilkan prediksi teori dalam bentuk fungsi

matematis yang cocok dengan hasil eksperimen

untuk seluruh daerah suhu.

JADI….

Kebenaran TEORI selalu diuji oleh

EKSPERIMEN

Jika ada perbedaan antara Teori dan

Eksperimen, Nilai EKSPERIMEN yang diacu,

dengan ketentuan :

1. dilakukan dengan METODE dan PROSEDUR

yang tepat

2. ALAT UKUR yang digunakan STANDAR dan

bekerja dengan baik

LANGKAH METODE ILMIAH

JENIS PENGUKURAN

Pengukuran LANGSUNG

Diperoleh dari pembacaan Skala Alat ukur

( mis : suhu termometer, arus

amperemeter, diameter mikrometer

sekrup )

Pengukuran TAK LANGSUNG

Diperoleh dengan Perhitungan yang tidak terbaca

langsung dari Alat.

( mis : penggunaan formulasi untuk mencari Konstanta pegas , Daya listrik,Konduktivitas }

MANA yang LEBIH SULIT ??

Pengukuran TUNGGAL

Dilakukan satu kali saja, dan tidak mungkin didapatkan data ulang setelah kejadian.

( mis : suhu udara di jam 08.00 hari senin 30 oktober 2015, intensitas bunyi petir

Pengukuran BERULANG

Bisa dilakukan lebih dari satu kali, pada objek yang sama dengan alat ukur yang sama atau berbeda.

MANA yang lebih teliti ??

HAL YANG HARUS DIPERHATIKAN

Pengambilan Data harus BENAR

Pengukuran BERULANG

Penggunaan ALAT AKURAT dan TELITI

KALIBRASI alat secara periodik

DOKUMENTASI data pengukuran

Penyebab Hasil Pengukuran kurang Akurat dan

Teliti, diantaranya :

Alat Tidak Terkalibrasi

Human Error ( Sophisticated, Parallax error )

Faktor Lingkungan

ALAT UKUR

PANJANG :

Mistar, ketelitian 0,05 cm ( dari mana ?)

Jangka Sorong, Micrometer Sekrup

WAKTU :

Stopwatch, Timer, Jam

MASSA :

Balance, Timbangan dll

LISTRIK :

Amperemeter, Voltmeter, Ohmmeter, Galvanometer

Model (Lab EM, jembatan Wheatstone ? ), E