Bahan Ajar Hakikat Fisika [PDF]

Citation preview

Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



1



Buku Ajar Fisika SMA



A



Kelas X Semester 1



Tujuan Pembelajaran 1. Siswa dapat menjelaskanpengertian fisika dengan benar sesuai dengan studi literatur 2. Siswa dapatmenjelaskan ruang lingkup fisika 3. Siswa dapat mengklasifikasikan hubungan keterkaitan fisika dengan ilmu lainnya dengan benar, dengan diberikan LKS 01. 4. Siswa dapat menyebutkan cabang-cabang dari ilmu fisika dengan benar 5. Siswa dapat menjelaskanpengertian metode ilmiah 6. Siswa dapat menuliskan langkah-langkah metode ilmiah 7. Siswa dapat menganalisis dua contoh fenomena alam yang berhubungan dengan konsep fisika 8. Dengan membaca studi literatur, siswa dapat menyebutkan alat-alat keselamatan kerja di laboratorium 9. Siswa dapat menjelaskan prosedur keselamatan kerja di laboratorium dengan benar 10. Siswa dapat membedakan benda yang berbahaya, mudah pecah dan benda berat 11. Siswa dapat menerapkan peranan ilmu fisika dalam kehidupan sehari hari Tujuan pada Indikator KD 4 4.1.1.1 Berdasarkan penjelasan tentangprosedur dan metode ilmiah, siswa dapat menyusun rancangan prosedur sebuah percobaan dengan alat dan bahan yang telah disediakan dengan benar.



B



Deskripsi Materi Pembelajaran A. Pengertian Fisika B. Hakikat Fisika C. Cabang Ilmu Fisika D. Perlunya Mempelajari Fisika E.Ruang Lingkup Fisika F. Metode Ilmiah G. Keselamatan Kerja di Laboratorium



2



Buku Ajar Fisika SMA



C



1



Kelas X Semester 1



Paparan Materi Pembelajaran



Pengertian Fisika



Fisika adalah cabang Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) yang mempelajari alam yang tidak hidup dalam lingkungan hidup ruang dan waktu dan semua interaksi yang menyertainya. Fisika juga disebut ilmu paling mendasar karena setiap ilmu alam lainnya (biologi,kimia,geologi dan lainnya) mempelajari jenis sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika. Produk Fisika terdiri dari konsep, hukum dan teori .Hukum kekekalan energi disebut juga hukum fisika, sementara gaya, suhu, kecepatan, momentum, massa jenis dan energi dan lain sebagainya disebut konsep Fisika.



2



Hakikat Fisika



Sebagian besar orang memahami bahwa ilmu pengetahuan alam disingkat IPA atau kata yang lain adalah sains terdiri dari fisika, biologi dan kimia. Jika ditanya lebih jauh mengenai hakekat IPA, setiap orang dapat dan akan menjawab sesuai dengan sudut pandang yang digunakannya. Hal itu benar karena memang IPA dapat diartikan secara berbeda menurut sudut pandang yang digunakan. Sebagian besar orang memandang IPA sebagai kumpulan informasi ilmiah, sedangkan para ilmuwan memandang IPA sebagai sebuah cara (metoda) untuk menguji dugaan (hipotesis), dan para ahli filsafat memandang IPA sebagai cara bertanya tentang kebenaran dari segala sesuatu yang diketahui. Masing-amasing pandangan itu adalah benar menurut sudut pandang yang digunakannya, masalahnya adalah apakah masing-masing pandangan itu sudah cukup memberikan gambaran yang komperhensip mengenai hakekat IPA.Pandangan dan pendapat para pendidik dan pengajar termasuk guru mengenai hakekat IPA termasuk fisika di dalamnya sangatlah penting. Bagaimana mungkin guru IPA dapat merencanakan, melaksanakan dan mengevaluasi pembelajaran IPA dengan baik, jika ia belum memahami hakekat IPA.



3



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



Oleh sebab itu, dalam kesempatan yang relatif pendek ini, marilah kita samakan persepsi kita mengenai hakekat IPA termasuk fisika di dalamnya, sebelum kita berbicara lebih jauh mengenai pembelajaran fisika.Collette dan Chiappetta (1994) menyatakan bahwa “sains pada hakekatnya merupakan sebuah kumpulan pengetahuan (“a body of knowledge”),cara atau jalan berpikir (“a way of thinking”), dan cara untuk penyelidikan (“a way of investigating”).Dengan mengacu kepada pernyataan ini ternyata bahwa, pandangan kebanyakan orang, pandangan para ilmuwan, dan pandangan para ahli filsapat yang dikemukakan di atas tidaklah salah, melainkan masing-masing hanya merupakan salah satu dari tiga hakekat IPA dalam pernyataan itu. Dengan demikian dapat dikatakan sebaliknya bahwa, pernyataan Collette dan Chiappetta di atas merupakan pandangan yang komprehensif atas hakekat IPA atau sains. Istilah lain yang juga digunakan untuk menyatakan hakekat IPA adalah IPA sebagai produk untuk pengganti pernyataan IPA sebagai sebuah kumpulan pengetahuan (“a body of knowledge”), IPA sebagai sikap untuk pengganti pernyataan IPA sebagai cara atau jalan berpikir (“a way of thinking”), dan IPA sebagai proses untuk pengganti pernyataan IPA sebagai cara untuk penyelidikan (“a way of investigating”). Karena fisika merupakan bagian dari IPA atau sains, maka sampai pada tahap ini kita dapat menyamakan persepsi bahwa hakekat fisika adalah sama dengan hakekat IPA atau sains, hakekat fisika adalah sebagai produk (“a body of knowledge”), fisika sebagai sikap (“a way of thinking”), dan fisika sebagai proses (“a way of investigating”). Berikut ini akan dikemukakan lebih rinci mengenai hakekat fisika itu. Sebagai bagian dari ilmu pengetahuan alam (sains), fisika pada hakikatnya dapat dipandang sebagai produk , proses, dan sikap ilmiah. Untuk memahami hakikat fisika sebagai produk, proses dan sikap ilmiah, simaklah penjelasan berikut : 1.



Fisika sebagai Produk ilmiah Dalam rangka pemenuhan kebutuhan manusia, terjadi interaksi antara manusia dengan alam lingkungannya. Interaksi itu memberikan pembelajaran kepada manusia sehinga menemukan pengalaman yang semakin menambah pengetahuan dan kemampuannya serta berubah perilakunya. Dalam wacan ilmiah, hasil-hasil penemuan dari berbagai kegiatan penyelidikan yang kreatif dari pada ilmuwan dinventarisir,



dikumpulkan dan disusun secara sistematik menjadi sebuah



kumpulan pengetahuan yang kemudian disebut sebagai produk atau “a body of knowledge”. Pengelompokkan hasil-hasil penemuan itu menurut bidang kajian 4



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



yang sejenis menghasilkan ilmu pengetahuan yang kemudian disebut sebagai fisika, kimia dan biologi.Berikut ini uraian tentang kumpulan pengetahuan tentang fisika: a. Fakta Fakta adalah keadaan sesungguhnya dari suatu benda atau fenomena alam yang tertangkap oleh indera manusia dan diakui oleh umum sebagai suatu kenyataanContohnya: karet bersifat elastik, baja bersifat kaku dan keras, besi tenggelam dalam air. b. Konsep Konsep adalah abstraksi dari berbagai kejadian, objek, fenomena dan fakta.Konsep memiliki sifat-sifat dan atribut-atribut tertentu. Menurut Bruner, Goodnow dan Austin (collette dan chiappetta : 1994) konsep memiliki lima elemen atau unsur penting yaitu



nama, definisi, atribut, nilai (value), dan



contoh. Yang dimaksud dengan atribut itu misalnya adalah warna, ukuran, bentuk, bau, dan sebagainya.Sesuai dengan perkembangan intelektual anak, keabstrakan dari setiap konsep adalah berbeda bagi setiap anak.Menurut Herron dan kawan-kawan (dalam Collette dan Chiappetta 1994), konsep fisika dapat dibedakan atas konsep yang baik contoh maupun atributnya dapat diamati, konsep yang contohnya dapat diamati tetapi atributnya tidak dapat diamati, dan konsep yang baik contoh maupun atributnya tidak dapat diamati.Contohnya : kecepatan adalah perubahan posisi terhadap waktu. c. Prinsip Prinsip adalah pola umum (generalisasi) dari hubungan antara konsep-konsep yang berkaitan.Contoh : benda memuai jika dipanaskan, dan menyusun ketika didinginkan. d. Hukum Hukum adalah prinsip yang bersifat spesifik dan kebenarannya diterima karena kebenarannya telah diuji secara konsisten dan didukung oleh bukti bukti ilmiah. Contohnya: energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, akan tetapi dapat diubah bentuknya. e. Teori Teori disusun untuk menjelaskan sesuatu yang tersembunyi atau tidak dapat langsung diamati, misalnya teori atom, teori kinetik gas, teori relativitas.Teori tetaplah teori tidak mungkin menjadi hukum atau fakta.Teori bersifat tentatif sampai terbukti tidak atau benarnya dan diperbaiki. Hawking (1988) yang 5



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



dikutip oleh Collette dan Chiappetta (1994) menyatakan bahwa “kita tidak dapat membuktikan kebenaran suatu teori meskipun banyak hasil eksperimen mendukung teori tersebut, karena kita tidak pernah yakin bahwa pada waktu yang akan dating hasilnya tidak akan kontradiksi dengan teori tersebut, sedangkan kita dapat membuktikan ketidakbenaran suatu teori cukup dengan hanya satu bukti yang menyimpang.Jadi, teori memiliki fungsi yang berbeda dengan fakta, konsep maupun hukum”. Contohnya : teori atom yang tersusun atas inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh electron-elektron yang bersifat negatife. f.



Model Model adalah sebuah presentasi yang dibuat untuk sesuatu yang tidak dapat dilihat.. Model sangat berguna untuk membantu memahami suatu fenomena alam, juga berguna untuk membantu memahami suatu teori.Sebagai contoh, model atom Bohr membantu untuk memahami teori atom.



g. Rumus atau formula Rumus atau formula adalah pernyataan matematis dari suatu fakta, konsep, prinsip, hukum atau teori yang menggambarkan hubungan keterkaitan antara variabel-variabel yang menggambarkan benda atau fenomena alam tertentu Contohnya :𝐸𝑃1 + 𝐸𝐾1 = 𝐸𝑃2 + 𝐸𝐾2 2.



Fisika sebagai Proses ilmiah Fisika sebagai proses ilmiah akan memberikan gambaran mengenai pendekatan yang digunakan untuk menyusun pengetahuan. IPA sebagai proses atau juga disebut sebagai “a way of investigating”mememberikan gambaran mengenai bagaimana para ilmuwan bekerja melakukan penemuan-penemuan, jadi IPA sebagai proses memeberikan gambaran mengenai pendekatan yang digunakan untuk menyusun pengetahuan. Dalam IPA dikenal banyak metoda yang menunjukkan usaha manusia untuk menyelesaikan masalah. Para ilmuwan astronomi misalnya, menyusun pengetahuan mengenai astronomi dengan berdasarkan kepada observasi dan prediksi.Ilmuwan lain banyak yang menyusun pengetahuan dengan berdasarkan kepada kegiatan laboratorium atau eksperimen yang terfokus pada hubungan sebab akibat. Sampai pada tahap ini kiranya cukup jelas bahwa, untuk memahami fenomena alam dan 6



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



hukum-hukum yang berlaku, perlu dipelajari objek-objek dan kejadian-kejadian di alam itu. Objek-objek dan kejadian-kejadian alam itu harus diselidiki dengan melakukan eksperimen dan observasi serta dicari penjelasannya melalui proses pemikiran untuk mendapatkan alas an dan argumentasinya. Jadi pemahaman fisika sebagai proses adalah pemahaman mengenai bagaimana informasi ilmiah dalam fisika diperoleh, diuji, dan divalidasikan. Dari uraian di atas kiranya dapat disimpulkan bahwa pemahaman fisika sebagai proses sangat berkaitan dengan kata-kata kunci fenomena, dugaan, pengamatan, pengukuran, penyelidikan, dan publikasi. Pemebelajaran yang merupakan tugas guru termasuk ke dalam bagian mempublikasikan itu. Dengan demikian pembelajaran fisika sebagai proses hendaknya berhasil mengembangkan keterampilan proses sain pada diri siswa. Jenis keterampilan proses yang dimaksud adalah seperti yang terdapat dalam tabel1.1 berikut ini : Kegiatan 1. Mengamati (observasi)



Indikator         



2. Mengklasifikasi/ Kategorisasi/Seriasi



      



Menggunakan alat indera yang sesuai Memberi penjelasan apa yang diamati Memilih bentuk pengamatan yang sesuai. Mencatat persamaan, perbedaan, keteraturan. Membandingkan (lebih banyak) Membuat pengamatan dalam perioda tertentu Mencatat kekecualian/atau hal yg tak diharapkan. Menjelaskan suatu pola. Menemukenali (identifikasi menurut pola tertentu) Memberi urutan pada peristiwa yang terjadi. Mencari persamaan dan perbedaan. Menentukan kriteria pengelompikkan. Menempatkan pada kelompok tertentu berdasarkan kriteria. Memilih (memisahkan dengan jumlah kelompok tertentu). Mengelompokkan berdasarkan ciri-ciri tertentu yang ditemukan dalam pengamatan Memisahkan dengan berbagai cara



7



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



Kegiatan 3. Mengukur/ pengukuran



Melakukan



4. Mengajukan pertanyaan



Indikator         



5. Merumuskan hipotesis



 







6. Merencanakanpenyelidikan/ percobaan



      



7. Menginterpretasi/ Menafsirkan informasi



     



Melakukan pengukuran Memilih alat ukur uang sesuai Memperkirakan dengan lebih tepat Menggunakan alat ukur dengan ketepatan tertentu Menemukan ketidak pastian pengukuran Mengajukan sebanyak mungkin pertanyaan. Mengidentifikasi pertanyaan yang dapat dijawab dengan penemuan ilmiah. Mengubah pertanyaanh menjadi bentuk yang dapat dijawab dengan percobaan. Merumuskan pertanyaan berlatang belakang hipotesis (jawab dapat dibuktikan). Merncoba menjelaskan pengamatan dalam terminologi konsep dan prinsip. Menyadari fakta bahwa terdapat terdapat beberapa kemungkinan untuk menjelaskan suatu gejala. Menggunakan penjelasan untuk membuat prediksi dari sesuai yang dapat diamati atau dibuktikan Merumuskan masalah. Menemukenali variabel kontrol. Membandingkan variabel bebas dan variabel terikat. Merancang cara melakukan pengamatan untuk memecahkan masalah. Memilih alat dan bahan yang sesuai. Menentukan langkah-langkah percobaan. Menentukan cara yang tepat untuk mengumpulkan data Menarik kesimpulan. Menggunakan kunci atau klasifikasi. Menyadari bahwa kesimpulan bersifat tentatif Menggeneralisasi. Membuat dan mencarti pembenaran dari kesimpulan sementara Membuat prediksi berdasarkan pola atau patokan tertentu



8



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



Kegiatan 8. Berkomunikasi



3.



Indikator  Mengikuti penjelasan secara verbal.  Menjelaskan kegiatan secara lisan, menggunakan diagram.  Menggunakan tabel, grafik, model, dll, untuk menyajikan informasi.  Memilih cara yang paling tepat untuk menyajikan informasi.  Menghargai adanya perbedaan dari audiens, dan memilih metoda yang tepat.  Mendengarkan laporan, menanggapi dan memberikan saran.  Memberi sumbangan saran pada kelompok diskusi.  Menggunakan sumber tidak langsung untuk memperoleh informasi.  Menggunakan teknologi informasi yang tepat. Tabel 1.1. Jenis Keterampilan Proses



Fisika sebagai Sikap ilmiah Dari penjelasan mengenai hakekat fisika sebagai produk dan hakekat fisika sebagai proses di atas, tampak terlihat bahwa penyusunan pengetahuan fisika diawali dengan kegiatan-kegiatan kreatif seperti pengamatan, pengukuran dan penyelidikan atau percobaan, yang kesemuanya itu memerlukan proses mental dan sikap yang berasal dan pemikiran. Jadi dengan pemikirannya orang bertindak dan bersikap, sehingga akhirnya dapat melakukan kegiatan-kegiatan ilmiah itu. Pemikiran-pemikiran para ilmuwan yang bergerak dalam bidang fisika itu menggambarkan, rasa ingin tahu dan rasa penasaran mereka yang besar, diiringi dengan rasa percaya, sikap objektif, jujur dan terbuka serta mau mendengarkan pendapat orang lain. Sikap-sikap itulah yang kemudian memaknai hakekat fisika sebagai sikap atau “a way of thinking”. Oleh para ahli psikologi kognitif, pekerjaaan dan pemikian para ilmuwan IPA termasuk fisika di dalmnya, dipandang sebagai kegiatan kreatif, karena ide-ide dan penjelasan-penjelasan dari suatu gejala alam disusun dalam fikiran. Oleh sebab itu, pemikiran dan argumentasi para ilmuwan dalam bekerja menjadi rambu-rambu penting dalam kaitannya dengan hakekat fisika sebagai sikap.



9



Buku Ajar Fisika SMA



3 1.



Kelas X Semester 1



Cabang Ilmu Fisika



Ilmu Fisika terbagi dalam beberapa cabang sebagai berikut: Mekanika Mekanika adalah satu cabang fisika yang mempelajari tentang gerak.Mekanika



klasik terbagi atas 2 bagian yakni Kinematika dan Dinamika. a. Kinematika membahas



bagaimana



suatu



bagaimana



suatu



objek



yang



bergerak



tanpa



menyelidiki. b. Dinamika mempelajari



objek



yang



bergerak



dengan



menyelidiki penyebab. 2.



Mekanika klasik Ini adalah cabang tertua dari fisika yang menggambarkan gerak analitis dari semua



objek pada skala makroskopik. Ini menggambarkan segala sesuatu dari, mengapa benda-benda besar seperti bola memantul, pendulum ayunan mengapa mengapa planetplanet berputar mengelilingi Matahari! Ini menggambarkan 'mekanik' dari semua jenis pada skala besar dan klasik, karena itu tidak bisa menjelaskan gerak pada tingkat atom. Mekanika fluida adalah salah satu sub-cabang khusus mekanika klasik, yang menggambarkan fisika dari semua jenis cairan. 3.



Elektrodinamika klasik Bidang ini adalah yang paling luas diterapkan dari semua cabang fisika.



Elektrodinamika klasik didasarkan pada hukum elektromagnetisme Maxwell, yang menjelaskan segala macam fenomena elektromagnetik dari atom untuk skala global. Ini adalah dasar teori optik, telekomunikasi dan banyak lainnya sub-bidang. Domainnya meluas atas semua alam, sebagai 'Gaya elektromagnetik' adalah semua melingkupi alam ini dan kita hidup di dunia elektromagnetik. 4.



Mekanika kuantum Cabang ini menggambarkan jenis baru mekanik, yang dapat menjelaskan fenomena



di tingkat sub-atom, mekanika klasik yang gagal untuk menjelaskan. Ini memberikan gambaran jelas alam pada skala sub-atom. Fisika kuantum, didasarkan pada prinsip ketidakpastian, dan memprediksi semua fenomena dalam hal probabilitas. Ini menggambarkan dunia sub-atom yang unik, yang sama sekali berbeda dari dunia pada skala makroskopik. Belajar fisika kuantum memerlukan sedikit keahlian matematika



10



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



dan merupakan dasar teoritis dari semua cabang fisika, yang menggambarkan fenomena pada skala atom atau sub-atom. 5.



Elektronika Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan



dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. 6.



Zat Terkondesasi Fisika Benda terkondensasi Fisika adalah cabang sub-fisika kuantum dan mekanika



statistik, yang menggambarkan semua fenomena yang terjadi dalam materi, dalam bentuk kental. Ini mencakup segala sesuatu jenis benda,yaitu cairan, padat dan gas. Perangkat fisika semikonduktor, yang dengan perangkat tersebut membuat zaman teknologi informasi sekarang menjadi mudah, adalah hasil dari perkembangan penelitian dalam fisika benda terkondensasi. Ini menggambarkan semua fenomena dalam berbagai aspek seperti ferromagnetism, superfluiditas dan superkonduktivitas. 7.



Astronomi dan Astrofisika Astronomi adalah studi pengamatan alam semesta dalam semua perwujudannya dan



astrofisika (sebuah penyatuan dari semua cabang fisika), merupakan dasar teoritis, yang dapat menjelaskan semua fenomena dalam alam semesta. Cabang ini adalah yang paling mencakup semua dari semua cabang fisika, yang memiliki tujuan tunggal untuk menjelaskan setiap fenomena yang terjadi di alam semesta. 8.



Bidang Teori Kuantum Cabang ini adalah yang menggambarkan partikel fisika, yang sangat kecil dan



sangat cepat. Juga sebagai fisika partikel. Cabang fisika ini didasarkan pada tiga dasar teoritis mekanika kuantum, teori relativitas khusus dan konsep bidang. Penyatuan dari semua tiga fondasi ini adalah untuk menggambarkan fisika partikel dasar materi. Ini adalah salah satu cabang fisika yang paling sulit, yang menggambarkan system dari penciptaan utama dari alam semesta. 9.



Teori Relativitas Umum dan Kosmologi Teori relativitas umum adalah teori yang tepat, untuk menjelaskan gravitasi di



semua skala. Ini menafsirkan gravitasi bukan sebagai gaya, tetapi sebagai konsekuensi dari kelengkungan ruang-waktu. Ruang di sekitar benda besar benar-benar mendapat bengkok dan bungkuk. Gravitasi adalah hasil dari warping dari ruang waktu. Relativitas 11



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



khusus menyatukan ruang dan waktu untuk 'ruang-waktu' dan relativitas umum membuat 'ruang-waktu' berinteraksi dengan materi. Berapa banyak warps ruang, tergantung pada konten materi dan energi di dalamnya. 10. Termodinamika dan Fisika statistika Termodinamika dan fisika statistik adalah salah satu cabang fisika inti, yang memberikan mekanisme teoritis untuk menggambarkan gerak dan fenomena dalam sistem multi-partikel. Meskipun gerak partikel tunggal dapat dianalisis oleh mekanika kuantum, tetapi tidak dapat menjelaskan sistem multi-partikel analitis, karena variabel perhitungan terlalu banyak. Jadi, pendekatan statistik yang diperlukan yang menggambarkan gerak materi dalam jumlah besar. Termodinamika adalah pendahulu dari mekanika statistik. Mekanika statistik dikombinasikan dengan mekanika kuantum, menjadi mekanika kuantum bentuk statistik. 11. Fisika nuklir Fisika nuklir menjelaskan semua fenomena yang terjadi pada tingkat inti atom. Ini berkaitan dengan dan menjelaskan fenomena seperti radioaktivitas, fisi nuklir dan fusi nuklir. Perkembangan fisika nuklir menyebabkan produksi senjata nuklir seperti bom atom, bom Hidrogen dan membuat sumber energi nuklir tersedia bagi umat manusia.



5



Perlunya Mempelajari Fisiaka



1. Peran Fisika Dalam Kehidupan Fisika telah terbukti mampu membantu memudahkan manusia dalam menjalani aktivitas keidupan manusia sehari hari. 2. Manfaat mempelajari Fisika a) Dapat menyingkap rahasia alam b) Fisika berada didepan dalam perkembangan energi c) Berperan besar dalam penemuan penemuan teknologi d) Sebagai ilmu dasar dalam andil pengembangan teknologi e) Melatih berfikir logis dan sistimatis f)



5



Dapat diaplikasikan di kehidupan sehari hari Ruang Lingkup Fisika



12



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



1. Bidang industri Banyak penemuan penemuan baru dalam dunia industri yang melalui penelitian fisika penemuan bahan semikonduktor,peralatan optik,bahan polimer,penemuan mesin mesin industri ,dalam bidang industri otomotif AC sebagai pendingin ruangan yang menerapkan hukum termodinamika.



Gambar 1.1.Penerapan Fisika Dalam Bidang Industri http://ramliyana-fisika.blogspot.co.id/2013/04/penerapan-konsepfisika-dalam-berbagai.html 2. Bidang Teknologi Banyak peralatan teknologi canggih yang menerapkan konsep dasar hukum fisika misal



teknologi



digital



menerapkan



konsep



gelombang



elektromagnetik



,penggunaan lampuTL,monitor komputer, layar LCD dll.



Gambar 1.2. penerapan fisika dalam bidang teknologi 3. Bidang Transportasi Penerapan transportasi tradisionil hingga modern menggunakan konsep fisika ,yaitu delman atau gerobak yang menggunakan gaya dorong. Peralatan transportasi darat menggunakan konsep kecepatan ,transpotasi laut dan udara menerapkan hukum hukum fisika tentang fluida.



13



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



Gambar 1.3.penerapan fisika dalam bidang transportasi http://pakgurufisika.blogspot.co.id/2015/09/prinsip-prinsip-fisikadalam-pesawat.html 4. Bidang Telekomunikasi Penemuan peralatan telemunikasi menggunakan hukum fisika tentang gelombang.



Gambar 1.4.penerapan fisika dalam bidang telekomunikasi https://aezakmiblog.wordpress.com/2016/03/30/modernisasi-dibidang-teknologi/



5. Bidang Pertanian Sistem pengairan menggunakan pompa menerpakan hokum fisika,penggunaan teknologi Radiasi dalam pertanian contohnya untuk mengatasi serangan hama pengganggu tanaman pertanian yang dapat menurunkan kuantitas maupun kualitas.



14



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



Gambar 1.5.penerapan fisika dalam bidang pertanian http://fiskadiana.blogspot.co.id/2015/04/peran-bioteknologi-dalambidang_81.html



6.



Bidang Kedokteran Ditemukannya peralatan kedokteran seperti Endoskopi,CT scan, X -ray , radio terapi,dan elektromiogram.



Gambar 1.6.penerapan fisika dalam bidang kedokteran http://gitadwisetiawati.blogspot.co.id/2014/03/penerapan-komputasimodern-di-berbagai.html



7.



Bidang energi yaitu penemuan



energi



listrik,penemuan



pembangkit



listrik



tenaga



surya,(PLTS) yang mengubah energi cahaya menjadi listrik penemuan energi radioaktif sebagai salah satu sumber energi alternatif.



15



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



Gambar 1.7.Penerapan Fisika dalam Bidang energi http://www.engineering.sdsu.edu/sdsu_newscenter/news_story.aspx? sid=73162



6



Metode Ilmiah



1. Pengertian Metode Ilmiah Hasil pemikiran ilmuwan tersebut yang diperoleh melalui pengamatan dan penelitian yang menjadi dasar beberapa eksperimen yang akan dilakukan hingga akhirnya lahir sebuah hukum Fisika.Proses tersebut dinamakan metode ilmiah. Pengetahuan dapat disebut Ilmiah harus memenuhi syarat sebagai berikut : a. Obyektif, sesuaI dengan obyek bukan persepsi peneliti atau orang lain. b. Metodik, pengetahuan yang diperoleh melalui cara cara tertentu secara teratur dan terkontrol. c. Sistematik, yang tersusaun dalam sistem yang saling berkaitan dengan pengetahuan lain sehinggadapat menjelaskan sesuatu secara menyeluruh. d. Berlaku umum, pengetahuan tersebut berlaku untuk semua manuasia dan dapat dibuktikan denganlangkah langkah yang sama. Ilmuwan melakukan pengamatan serta membentuk hipotesis dalam usahanya untuk menjelaskan fenomena alam. Prediksi yang dibuat berdasarkan hipotesis tersebut diuji dengan mmelakukan eksperimen. Jika suatu hipotesis benar atau lolos diuji berkali kali, maka hipotesis tersebut dapat menjadi teori Ilmiah. 2. Kriteria Metode Ilmiah Kriteria Metode ilmiah sebagai berikut: a. Berdasarkan Fakta



16



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



Berdasarkan fakta maksudnya adalah berdasarkan keadaan sesungguhnya dari suatu benda atau fenomena alam yang tertangkap oleh indera manusia dan diakui oleh banyak orang (umum) sebagai suatu kenyataan. b. Bersifat Empiris Sesuatu yang dilakukan dapat damati oleh alat indera manusia, sehinga dapat diamati oleh orang lain juga. c. Menggunakan Prinsip prinsip analisis Prinsip Analisis berarti semua kegiatan metode ilmiah memuat sejumlah kegiatan seperti mengurai, membedakan, memilah sesuatu untuk digolongkan dan dikelompokkan kembali menurut kriteria tertentu kemudian dicari kaitannya dan ditafsirkan maknanya d. Menggunakan Ukuran Obyektif Kerja penelitian dan analisa harus dinyatakan dengan ukuran yang objektif. Ukuran tidak boleh dengan merasa-rasa atau menuruti hati nurani. Pertimbangan-pertimbangan harus dibuat secara objektif dan dengan menggunakan pikiran yang waras. e. Menggunakan teknik Kuantitatif dan Kualitatif Tekhnik kuantitatif merupakan pengumpulan data informasi yang berupa simbol angka atau bilangan. Berdasarkan simbol-simbol angka tersebut, perhitungan secara kuantitatif dapat dilakukan untuk menghasilkan suatu kesimpulan yang berlaku umum di dalam suatu parameter. Nilai data bisa berubah-ubah atau bersifat variatif. data informasi yang berbentuk kalimat verbal bukan berupa simbol angka atau bilangan. Teknik kualitatif merupakan pengumpulan data kualitatif didapat melalui suatu proses menggunakan teknik analisis mendalam dan tidak bisa diperoleh secara langsung. Dengan kata lain untuk mendapatkan data kualitatif lebih banyak membutuhkan waktu dan sulit dikerjakan karena harus melakukan wawancara, observasi, diskusi atau pengamatan.



17



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



F.Langkah-langkah Metode Ilmiah Diperlukan langkah – langkah yang sistematis didalam metode ilmiah, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 1.8 sebagai berikut: Merumuskan Masalah (Asking Question)



Mempelajari Penelitian Terdahulu (Doing Background Research)



Merumuskan Hipotesis (Construction Hypotesis)



Melakukan Percobaan (Doing Experimen)



Apakah Prosedur bekerja? Mengecek ulang prosedur dan menyusun langkah-langkah baru



Tidak



Ya



Menganalisis Data & Menarik kesimpulan



(Analyzing Data & drawing Conclusion)



Hasil sesuai dengan hipotesis



Hasil tidak sesuai dengan hipotesis atau hanya sebagian yang sesuai dengan hipotesis



Mengkomunikasikan Hasil (Comunicating Results) Gambar 1.8. Langkah-langkah Metode Ilmiah (Sumber: http:www.sciencebuddies.org)



18



Data hasil eksperimen menjadi bahan rujukan untuk percobaan atau penyelidikan selanjutnya



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



Berdasarkan gambar 1.1 langkah-langkah metode ilmiah dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Merumuskan masalah Rumusan masalah dimulasi dari rasa ingin tahu seseorang pada suatu fenomena yang diamatinya, yang dinyatakan dalam 5W+1H (what, when, who, which, why, + how) yaitu apa, kapan, siapa, manakah, mengapa, dan bagaimana. 2. Mempelajari Penelitian Terlebih Dahulu Seorang ilmuwan harus mempelajari sesuatu yang diamatinya dengan melakukan studi pustaka dan mencari sumber-sumber yang menjadi dasar penelitiannya. 3. Merumuskan Hipotesis Hipotesis adalah jawaban sementara terhadap masalah penelitian yang masih bersifat praduga karena masih harus dibuktikan atau diujikan kebenarannya.Hipotesis dirumuskan sedemikian rupa dalam bentuk pernyataan, sehingga seorang ilmuwan dapat memperoleh jawaban pasti atas pertanyaanpertanyaan penelitian yang telah ditetapkan sebelumnya. 4. Menguji Hipotesis dengan melakukan percobaan Untuk menguji suatu hipotesis, seorang imuan seringkali dengan sengaja menciptkan gejala-gejala tertentu melalui kegiatan eksperimen atau percobaan ilmiah, sehingga seorang ilmuwandapat dapat memperoleh data-data atau informasi yang diperlukan untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan penelitian. Dalam hal ini hipotesis yang teruji kebenarannya disebut Teori 5. Mengalisis Data dan Menarik kesimpulan Ketika sejumlah data atau informasi hasil percobaan telah diperoleh, kemudian seorang ilmuwan melakukan analisis data untuk mengetahui apakah data tersebut sudah cukup mendukung hipotesis atau belum.Hasil analisis data seringkali tidak atau kurang cukup mendukung hipotesis, sehingga pada keadaan ini seorang ilmuwan bisa saja merumuskan hipotesis baru berdasarkan analisis data tersebut dan mengulang kembali percobaan. Akan tetapi, ketika hasil analisis data sudah cukup mendukung hipotesis, seorang ilmuwan dapat langsung menarik kesimpulan atau bisa saja kembali menguji hipotesisnya dengan melakukan percobaan baru dan kemudian menarik kesimpulan. 6. Menkomunikasikan Hasil Setelah melakukan penelitian seorang imuan harus menyampaikan hasil penelitiannya agar hasil penelitiannya dapat bermanfaat, hasil penelitian tersebut hendaknya disampaikan kepada masyarakat melalui berbagai forum ilmiah seperti seminar, lokakarya, dan symposium.Selain itu dapat dipublikasikan dalam bentuk buku dan jurnal ilmiah.



19



Buku Ajar Fisika SMA



7



Kelas X Semester 1



Keselamatan Kerja di Laboratorium Laboratorium sebagai tempat untuk melakukan eksperimen dalam kerja ilmiah termasuk salah satu tempat yang memiliki resiko tinggi menimbulkan kecelakaan . Percobaan dan pengamatan dapat berjalan lancar apabila memperhatikan keselamatan kerja ,baik keselamatan individu maupun bahan dan alat alat yang digunakan.



1. Jenis jenis Bahaya dalam Laboratorium a. Kebakaran , akibat penggunaan bahan bahan kimia yang mudah terbakar b. Ledakan , akibat reaksi eksplosif dari bahan bahan reaktif (oksidator) c. Keracunan bahan kimia yang berbahaya d. Iritasi , peradangan pada kulit atau saluran pernafasan dan juga mata e. Luka pada kulit atau mata akibat pecahan kaca , logam ,kayu dan lain lain. f. Sengatan Listrik. 2. Usaha Pencegahan Kecelakaan di Laboratorium Usaha atau tindakan pencegahan kecelakaan dilaboratorium yang paling baik adalah bersikap dan bertindak hati hati , bekerja dengan baik dan teliti, tidak ceroboh serta mentaati segala peraturan dan tata tertib yang berlaku.Usaha pencegahannya sebagai berikut : a. Penyediaan berbagai alat atau bahan ditempat yang mudah dicapai b. Ember berisi pasir untuk mencegah kebakaran kecil c. Alat pemadam kebakaran d. Kotak PPPK e. Tidak mengunci pintu waktu laboratorium sedang dipakai f.



Penyimpanan bahan bahan yang mudah terbakar dan berbahaya ditempat yang khusus.



g. Pengadaan latihan latihan cara menanggulangi kebakaran h. Penggunaan teangan listrik yang rendah 3. Aturan di Laboratorium a) Beberapa Aturan aturan umum di laboratorium, 1. Siswa tidak diperbolehkan masuk tanpa seizin guru 2. Memakai jas praktikum waktu mengadakan kegiatan dilaboratorium 3. Baca semua petunjuk untuk melakukan eksperimen



20



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



4. Dilarang makan atau minum saat ada kegiatan praktikum 5. Dilarang menyalakan api 6. Selesai kegiatan ,kembalikan alat alat seperti semula 7. Cuci tangan setelah melakukan kegiatan 8. Setelah selesai bersihkan meja kerja dan ruangan laboratorium 9. Cek kembali semua peralatan dan pastikan semua dalam keadaan aman. b) Aturan aturan Keselamatan terhadap Listrik 1. Pastikan tangan dan meja kerja dalam keadaan kering 2. Pastikan keadaan listrik telah terputus dari sumber listrik saat melakukan pengubahan rangkaia listrik 3. Jangan menggunakan steker yang bertumpuk tumpuk distopkontak karena dapat menyebabkan kelebihan beban yang dapat menimbulkan panas dan memicu kebakaran 4. Jenis Kecelakaan yang Mungkin Terjadi dan Penanganannya a) Pencegahan dan penanggulangan kejutan listrik 1) Kecelakaan yang mungkin terjadi di laboratorium Fisika adalah kebakaran dan adanya kejutanlistrikdan penanggulangannya : a. Menyediakan pemutus arus yang dekat dengan jangkauan b. Mengetahui letak kabel yang terhubung dengan sumber tegangan utama saat berfungsi c. Mengetahui



kesesuian



tegangan



yang



akan



digunakan



dengan



kemampuan alat yang akan digunakan. d. Menyediakan saklar penyambung dan pemutus ke stop kontak masing masing e. Memastikan semua kabel terhubung sempurna f. Memberikan petunjuk pada pengguna laboratorium sebelum melakukan kegiatan yang berkaitandengan arus listrik 2. Jika terjadi kejutaa listrik, putuskan aliran listrik dengan langlah langkah sebagai berikut: a. Melakukan hubungan pendek b. Melepaskan steker dari stopkontak c. Memutus arus dari sakelar yang tersedia d. Menarik bagian tubuh penderita yang terkena dengan isolator 21



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



b) Pencegahan dan penanggulangan kebakaranPemicu Kebakaran Sering disebut dengan istilah segitiga api antara lain unsur oksigen, panas dan bahan bakar pencegahannya: 1. Menjauhkan bahan yang mudah terbakar 2. Memastikan selalu tersedia sumber air,selimut api dan pemadam. 3. Bunsen segera dimatikan bila sudah digunakan . 4. Botol yang berisi zat yang mudah terbakar jauhkan dari api 5. Nyala pembakar spirtus jika tak digunakan dipadamkan 6. Sisa fosfor segera dibakar 7. Meninggalkan laboratorium matikan dulu api,lampu,listrik dan lainnya yang bisa menimbulkan kebakaran 8. Jangan buang sisa yang masih panas ketempat sampah c) Penanggulangan kebakaran di laboratorium yaitu dengan cara : 1. Apabila spimembesar segera dipadamkan 2. Api yang baru timbul segera dipadamkan dengan karung basah atau selimut api 3. Menggunakan pemadam kebakaran



22



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



LATIHAN 1.Yang dimaksud dengan ilmu fisika adalah... a. yang mempelajari materi beserta gerak dan perilakunya dalam lingkup ruang dan waktu b. yang mempelajari kajian tentang kehidupan, dan organisme hidup, termasuk struktur, fungsi, pertumbuhan, evolusi, persebaran, dan taksonominya c. yang mempelajari tentang susunan, struktur, sifat, dan perubahan materi d. yang mempelajari tentang lokasi serta persamaan, dan perbedaan (variasi) keruangan atas fenomena fisik, dan manusia di atas permukaan bumi e. yang mempelajari bumi, komposisinya, struktur, sifat-sifat fisik, sejarah, dan proses pembentukannya 2. Pemikiran-pemikiran para ilmuwan yang bergerak dalam ilmu fisika menggambarkan rasa ingin tahu yang diiringi dengan rasa percaya diri terhadap suatu fenomena fisis menunjukan bahwa... a. fisika sebagai proses b. fisika sebagai produk c. fisika sebagai sikap d. fisika sebagai kompetensi e. fisika sebagai metode 3. Berikut ini yang termasuk contoh konsep fisika adalah... a. gaya, suhu, kecepatan, momentum b. molekul, suhu, temperatur, neraca massa c. neraca massa, energi, oksidasi d. reduksi, kecepatan, momentum, ikatan molekul e. jangka sorong, ketidakpastian, angka penting 4. Berikut ini yang tidak termasuk tujuan metode ilmiah adalah... a. mengorganisasikan suatu fakta b. upaya pencairan kebenaran yang diatur dengan pertimbangan logis c. mengaitkan fakta yang manjadi kajian d. membenarkan suatu pendapat pribadi e. mencari pemecahan masalah 5. Berikut ini yang tidak termasuk unsur utama dalam metode ilmiah adalah... a. deduksi logis dari pernyataan seseorang b. pengamatan c. hipotesis d. eksperimen e. pengukuran 6. berikut ini yang bukan merupakan langkah-langkah metode ilmiah adalah... a. melakukan eksperimen



23



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



b. merumuskan hipotesis c. menyelesaikan masalah d. melakukan observasi e. menyimpulkan hasil eksperimen 7. maksud dari simbol di samping ini adalah... a. bahan mudah meledak b. bahan mudah terbakar c. bahan beracun d. bahan menyebabkan iritasi e. bahan tegangan tinggi 8. Efek samping yang ditimbulkan dari bahan praktikum yang mempunyai simbol berikut adalah... a. kerusakan kronis b. gangguan pernapasan c. iritasi kulit d. gatal-gatal pada kulit e. iritasi mata 9. Berikut ini yang tidak termasuk teknologi yang menerapkan ilmu fisika dalam kehidupan sehari-hari adalah.. a. Laser yang digunakan dalam CD player b. Transistor dan IC c. Perahu dan kapal laut d. Mesin pengangkat hidrolik e. Pupuk kandang dari kotoran hewan 10. Pemanfaatan bendungan air dengan menggunakan generator adalah pemanfaatan teknologi yang tepat adalah... a. Bidang kedokteran b. Bidang pertanian c. Bidang energi d. Bidang transportasi e. Bidang telekomunikasi



24



Buku Ajar Fisika SMA



Kelas X Semester 1



Daftar Pustaka



Sunardi, dkk. 2016. Fisika untuk SMA/MA kelas X. Yrama Widia: Bandung Sarwono, dkk. 2009. Fisika 2 Mudah dan Sederhana untuk SMA/MA Kelas XI. Pusat perbukuan depdiknas: Jakarta Zaelani, Ahmad. 2006. 1700 Bank Soal Bimbingan Pemantapan Fisika. Yrama Widya: Bandung Sunardi,Retno P, dan Darmawan. Fisika untuk Siswa SMA kelas X. Bandung: Yrama Widya htpp: www.sciencebuddies.org, diunduh 12-03-2017 pada pukul 23.00 WIB http://ramliyana-fisika.blogspot.co.id/2013/04/penerapan-konsep-fisika-dalamberbagai.html



25