"kasak-kusuk tentang IPA"
A. Pendahuluan
IPA merupakan konsep pembelajaran alam dan mempunyai hubungan yang sangat luas terkait dengan kehidupan manusia. Pembelajaran IPA sangat berperan dalam proses pendidikan dan juga perkembangan Teknologi, karena IPA memiliki upaya untuk membangkitkan minat manusia serta kemampuan dalam mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi serta pemahaman tentang alam semesta yang mempunyai banyak fakta yang belum terungkap dan masih bersifat rahasia sehingga hasil penemuannya dapat dikembangkan menjadi ilmu pengetahuan alam yang baru dan dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.
Dengan demikian, IPA memiliki peran yang sangat penting. Kemajuan IPTEK yang begitu pesat sangat mempengaruhi perkembangan dalam dunia pendidikan terutama pendidikan IPA di Indonesia dan negara-negara maju.
Pendidikan IPA telah berkembang di Negara-negara maju dan telah terbukti dengan adanya penemuan-penemuan baru yang terkait dengan teknologi. Akan tetapi di Indonesia sendiri belum mampu mengembangkannya. Pendidikn IPA di Indonesia belum mencapai standar yang diinginkan, padahal untuk memajukan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) sains penting dan menjadi tolak ukur kemajuan bangsa.
Kenyataan yang terjadi di Indonesia, mata plajaran IPA tidak begitu diminati dan kurang diperhatikan. Apalagi melihat kurangnya pendidik yang menerapkan konsep IPA. Permasalahan ini terlihat pada cara pembelajaran IPA serta kurikulum yang diberlakukan sesuai atau malah mempersulit pihak sekolah dan siswa didik, masalah yang dihadapi oleh pendidikan IPA sendiri berupa materi atau kurikulum, guru, fasilitas, peralatan siswa dan komunikasi antara siswa dan guru.
Oleh sebab itu untuk memperbaiki pendidikan IPA di SMP diperlukan pembenahan kurikulum dan pengajaran yang tepat dalam pendidikan IPA. Masalah ini juga yang mendasasri adanya kurikulum yang di sempurnakan (KYD) yang saat ini sedang di kembangkan di sekolah-sekolah, yaitu KTSP.
Dalam makalah ini penulis akan menyajikan tentang pengertian pendidikan IPA dan perkembangannya sehingga menyebabkan adanya perubahan kurikulum yang disempurnakan. Diharapkan setelah adanya penyempurnaan kurikulum maka pendidikan IPA dapat diajarkan sesuai dengan konsepnya serta dapat dikembangka dala dunia tekologi. Pendidikan IPA terpadu yang diterapkan di SMP dapat menghasilkan lulusan yang berkualitas, yang mampu berpikir logis, kreatif dan kritis dalam menanggapi isu teknologi di masyarakat.
B. Pengertian Pendidikan IPA
Pendidikan IPA merupakan disiplin ilmu yang didalamnya terkait dengan ilmu pendidikan dan IPA itu sendiri. Sebelum mengetahui lebih jelas mengenai pendidikan IPA serta ruang lingkupnya, IPA memiliki dua pengertian yaitu dari segi pendidikan dan IPA itu sendiri.
1. Pengertian Pendidikan
Pendidikan menurut Siswoyo (2007: 21) merupakan “proses sepanjang hayat dan perwujudan pembentukan diri secara utuh dalam arti pengembangan segenap potensi dalam rangka pemenuhan dan cara komitmen manusia sebagai makhluk individu dan makhluk social, serta sebagai makhluk Tuhan”.
Sugiharto (2007: 3) menyatakan bahwa “pendidikan merupakan suatu usaha yang dilakukan secara sadar dan sengaja untuk mengubah tingkah laku manusia baik secara individu maupun kelompok untuk mendewasakan manusia melalui upaya pengajaran dan latihan”.
Dari definisi di atas dapat disimpulkan bahwa pendidikan adalah suatu proses sadar dan terencana dari setiap individu maupun kelompok untuk membentuk pribadi yang baik dan mengembangkan potensi yang ada dalam upaya mewujudkan cita-cita dan tujuan yang diharapkan.
Dari definisi di atas dapat dikatakan bahwapendidikan tidak hanya menitik beratkan pada pengembangan pola piker saja, namun juga untuk mengembangkan semua potensi yang ada pada diri seseorang. Jadi pendidikan menyangkut semua aspek pada kepribadian seseorang untuk membuat seseorang tersebut menjadi lebih baik.
2. Pengertian IPA
IPA sendiri berasal dari kata sains yang berarti alam. Sains menurut Suyoso (1998:23) merupakan “pengetahuan hasil kegiatan manusia yang bersifat aktif dan dinamis tiada henti-hentinya serta diperoleh melalui metode tertentu yaitu teratur, sistematis, berobjek, bermetode dan berlaku secara universal”.
Menurut Abdullah (1998:18), IPA merupakan “pengetahuan teoritis yang diperoleh atau disusun dengan cara yang khas atau khusus, yaitu dengan melakukan observasi, eksperimentasi, penyimpulan, penyusunan teori, eksperimentasi, observasi dan demikian seterusnya kait mengkait antara cara yang satu dengan cara yang lain”.
Dari pendapat di atas maka dapat disimpulkan bahwa IPA merupakan pengetahuan dari hasil kegiatan manusia yang diperoleh dengan menggunakan langkah-langkah ilmiah yang berupa metode ilmiah dan dididapatkan dari hasil eksperimen atau observasi yang bersifat umum sehingga akan terus di sempurnakan.
Dalam pembelajaran IPA mencakup semua materi yang terkait dengan objek alam serta persoalannya. Ruang lingkup IPA yaitu makhluk hidup, energi dan perubahannya, bumi dan alam semesta serta proses materi dan sifatnya. IPA terdiri dari tiga aspek yaitu Fisika, Biologi dan Kimia. Pada apek Fisika IPA lebih memfokuskan pada benda-benda tak hidup. Pada sapek Biologi IPA mengkaji pada persoalan yang terkait dengan makhluk hidup serta lingfkungannya. Sedangkan pada aspek Kimia IPA mempelajari gejala-gejala kimia baik yang ada pada makhluk hidup maupun benda tak hidup yang ada di alam.
Dari uraian di atas mengenai pengertian pendidikan dan IPA maka pendidikan IPA merupakan penerapan dalam pendidikan dan IPA untuk tujuan pembelajaran termasuk pembelajaran di SMP.
Pendidikan IPA menurut Tohari (1978:3) merupakan “usaha untuk menggunakan tingkah laku siswa hingga siswa memahami proses-proses IPA, memiliki nilai-nilai dan sikap yang baik terhadap IPA serta menguasi materi IPA berupa fakta, konsep, prinsip, hokum dan teori IPA”.
Pendidikan IPA menurut Sumaji (1998:46) merupakan “suatu ilmu pegetahuan social yang merupakan disiplin ilmu bukan bersifat teoritis melainkan gabungan (kombinasi) antara disiplin ilmu yang bersifat produktif”.
Dari kedua pengertian di atas dapat disimpulkan bahwa pendidikan IPA merupakan suatu usha yang dilakukan secara sadar untuk mengungkap gejala-gejala alam dengan menerapkan langkah-langkah ilmiah serta untuk membentuk kepribadian atau tingkah laku siswa sehingga siswa dapat memahami proses IPA dan dapat dikembangkan di masyarakat.
Pendidika IPA menjadi suatu bidang ilmu yang memiliki tujuan agar setiap siswa terutama yang ada di SMP memiliki kepribadian yang baik dan dapat menerapkan sikap ilmiah serta dapat mengembangkan potensi yang ada di alam untuk dijadikan sebagai sumber ilmu dan dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.
Dengan demikian pendidikan IPA bukan hanya sekedar teori akan tetapi dalam setiap bentuk pengajarannya lebih ditekankan pada bukti dan kegunaan ilmu tersebut. Bukan berarti teori-teori terdahulu tidak digunakan, ilmu tersebut akan terus digunakan sampai menemukan ilmu dan teori baru. Teori lama digunakan sebagai pembuktian dan penyempurnaan ilmu-ilmu alam yang baru. Hanya saja teori tersebut bukan untuk dihapal namun di terapkan sebagai tujuan proses pembelajaran. Melihat hal tersebut di atas nampaknya pendidikan IPA saat ini belum dapat menerapkannya.
Perlu adanya usaha yang dilakukan agar pendidikan IPA yang ada sekarang ini dapat dilaksanakan sesuai dengan tujuan awal yang akan dicapai, karena kita tahu bahwa pendidikan IPA tidak hanya pada teori-teori yang ada namun juga menyangkut pada kepribadian dan sikap ilmiah dari peserta didik. Untuk itu maka kepribadian dan sikap ilmiah perlu ditumbuhkan agar menjadi manusia yang sesuai dari tujuan pendidikan.
C. Perkembangan Pendidikan IPA
Pemberian pendidikan IPA di sekolah menengah bertujuan agar siswa paham dan menguasai konsep alam. pembelajaran ini juga bertujuan agar siswa dapat menggunakan metode ilmiah untuk menyelesaikan persoalan alam tersebut.
Pendidikan IPA atau IPA itu sendiri memiliki peran penting dalam meningkatkan mutu pendidikan terutama dalam menghasilkan peserta didik yang berkualitas yang mepunyai pemikiran kritis dan ilmiah dalam menanggapi isu di masyarakat. Perkembangan IPA ini dapat menyesuaikan dengan era teknologi informasi yang saat ini tengah hangat di bicarakan dalam dunia pendidikan.
Menyadari hal ini maka pendidikan IPA perlu mendapat perhatian, sehingga dapat dilakukan suatu usaha yang di sebut modernisasi. Modernisasi sendiri merupakan proses pergeseran sikap, cara berpikir dan bertindak sesuai dengan tuntunan zaman. Dengan demikian modernisasi pendidikan IPA memiliki upaya untuk mengubah system menjadi lebih modern dan akan terus berjalan dinamis.
Modernisasi dalam pendidikan IPA meliputi dua hal yaitu materi IPA dan matematika, serta system penyampaian. Modernisasi pendidikan IPA telah berkembang di Negara-negara maju seperti Amerika, namun untuk Indonesia sendiri belum nampak perkembangannya
Modernisasi yang dilakukan di Indonesia terkait dengan adanya perubahan kurikulum yang dominant terlihat pada kurikulum 1975, kurikulum ini berpengaruh pada kurikulum 1984 dan 1994. selanjutnya berubah menjadi Kurikulum 2004 yang biasa dikenal dengan Kurikulum Berbasis Kompetensi (KBK) sampai akhirnya sekarang telah disempurnakan menjadi Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP).
1. Perkembangan Kurikulum
Kurikulum sendiri memiliki pengertian sebagaimana dalam UU SPN No 20 Tahun 2003 pada bab I pasal I (Muhammad. Joko,2007:82) yaitu seperangkat rencana dan pengaturan mengenai tujuan, isi dan bahan pelajaran serta cara yang digunakan sebagai pedoman penyelenggaraan kegiatan pembelajaran untuk mencapai tujuan pendidikan tertentu.Kurikulum dimulai sejak adanya kurikulum 1975 yang berpengaruh pada kurikulum 1984 dan 1994.
a. Kurikulum 1975
Pendidikan di Indonesia sudah dimulai sejak proklamasi kemerdekaan atau tepatnya tanggal 17 agusyus 1945. sejak saat itu telah terjadi beberapa kali pembaharuan kurikulum mulai dari yingkat sekolah dasar hingga menengah. Pembaharuan kurikulm tersebut dilakukan untukmembuat pendidikan di Indonesia menjadi lebih baik, menurut Jasin (1987), sudah dilakukan lima kali pembaharuan kurikulum. Pembaharuan tersebut adalah:
Pembaharuan pertamakali dilakukan pada tahun 1947. Pembaharuan tersebut dilakukan untuk mengganti seluruh sistem pendidikan kolonial Belanda yang sebelumnya telah dicanangkan di Indonesia. Pembaharuan ini sangat didukung dengan masih adanya semangat revolusi nasional dan semangat proklamasi kemerdekaan yang masih menyala-nyala. Pembaharuan yang pertama atau disebut dengan rencanapelajaran 1947 ini menekankan pada pembentukan karakter manusia.
Pembaharuan yang kedua terjadi dengan keluarnya rencana pendidikan 1964. Pembaharuan kurikulum ini didasarkan pada usaha untuk mengejar ketertinggalan pendidikan di Indonesia di bidang ilmu alam (science) dan matematika.
Pembaharuan yang ketiga terjadi karena dikeluarkannya kurikulum 1968. Pembaharuan ini terjadi bersamaan dengan beralihnya sistem pemerintahan dari orde lama ke orde baru. Keadaan tersebut menuntut adanya pembaharuan dalam segala aspek kehidupan yang salah satunya adalah pendidikan.
Pembaharuan yang keempat terjadi seiring dengan diterbitkannya kurikulum 1975/1976/1977. Kurikulum ini ditandai dengan adanya usha yang sistematis dalam penyusunan kurikulum tersebut. Bahan-bahan yang bersifat empiris dijadikan dasar dalam penyusunan kurikulum ini.
b. Kurikulum 1984
Kurikulum ini manggantikan kurikulum 1975 yang didasarkan pada surat keputusan menteri pendidikan dan kebudayaan nomor 0461/U/1983 tentang perbaikan kurikulum pendidikan dasar dan menengah. Kurikulum ini sudah disesuaikan dengan kebutuhan kerja industri pada masa itu.
c. Kurikulum 1994
Kurikulum 1994 berisi tentang kewenangan pengembangan yang seluruhnya beada ditanagn pusat dan daerah sehingga sekolah tidak begitu terlibat, kemudian tidak terjadi penataan materi, jam pelajaran serta struktur program siswa hanya dianggap sebagai siswa yang harus menerima semua materi dan tanpa mem[praktekannya. Pembelajaran hanya dilakukan di dalam kelas dan ketrampilan hanya dikembangkan melalui latihan soal. Mulyasa (Muhammad Joko,2007:102-104).
Dari uraian di atas erlihat bahwa kurikulum ini tidak atau kurang mengena pada siswa untuk pendidikan IPA, mengingat bahwa pendidikan IPA tidak sekedar mengajarkan konsep namun membutuhkan proses ketrampilan. Sebagai contoh meneliti, mengalami danmembuat rancangan prosedur sehingga kurikulum ini dirasa kurang baik dan akhirnya terjadi perubahan kurikulum yang disebut KBK.
d. Kurikulum 2004 (KBK)
KBK tidak ditetapka dalam UU atau Peraturan Pemerintah. Alasan dirubahnya kurikulum 1994 menjadi KBK karena mutu pendidikan di Indonesia yang kurang baik dan banyak siswa yang tidak menerapkan ilmu pengetahuan yang mereka dapatkan, selain itu mereka dituntut untuk menghapal materi tanpa memahaminya sehingga apa yang telah di ujikan maka materi itu akan dengan mudah lupa.
Oleh karena itu dengan dirubahnya kurikulum 1994 menjadi KBK diharapkan dapat menekankan kurikulum pada kompetensi yang harus dimiliki dan dikuasai siswa dalam menyelesaikan pembelajaran. Menurut Paul (2007:43) kompetensi merupakan “kemampuan yang dapat berupa keterampilan, nilai hidup siswa yang mempengaruhi cara mereka berpikir dan bertindak”.
Secara umum KBK memiliki enam karakteristik menurut Muhammad joko (2007:102) yaitu: “(1) system belajar dengan modul,(2) menggunakan keseluruhan sumber belajar, (3) pengalaman lapangan, (4) strategi individual personal, (5) kemudahan belajar dan (6) belajar tuntas”.
Dalam kurikulum KBK ini sekolah dimberi keleluasaan dalam menyusun dan mengembangkan silabus mata pelajaran sehingga dapat mengakomodasi potensi sekolah, kebutuhan dan kemampuan peserta didik serta kebutuhan masyarakat sekitar sekolah. Di samping itu kurikulum ini juga menuntut siswa untuk aktif dan diharapkan lulusan dari tingkat SMP siswa dapat berpikir logis, kritis dan inovatif serta dapat memecahkan masalah sesuai metode ilmiah.
e. Kurikulum 2006 (KTSP)
KTSP (kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan) merupakan kurikulum yang di sempurnakan dari kurikulum 2004 (KBK). Kurikulum ini disusun oleh masing-masing satuan pendidikan atau sekolah. Prinsipnya hamper sama dengan KBK. KTSP diberlakukan mulai tahun 2006/2007. Dalam kurikulum ini pemerintah hanya sebagai pengembang kompetensi sebagai standar isi dan kelulusan. Selanjutnya sekolah bebas menyusun kurikulum sesuai dengan keadaan sekolah dan siswa didik.
KTSP disusun dalam rangka memenuhi amanat yang tertuang dalam UU republic Indonesia No 20 Tahun 2003 tentang system pendidikan nasional dan permen No 19 Tahun 2005 tentang Standar Nasional Pendidikan (SNP). Dalam KTSP pendekatan balajar berbasis kompetensi dan terjadi penataan materi, jam belajar dan struktur program. (Muhammad Joko, 2007:102).
Perubahan urikulum harus beranjak pada kompetensi yang berdasar pada kebutuhan dimasyarakat. Harapannya dengan kurikulum terakhir yang lebih dikenal dengan KTSP lebih mudah diterapkan karena guru diberi kebebasan untuk mengembangkan kompetensi siswa. Keberhasilan pendidikan akan tergantung pada sekolah dan guru yang menerapkan kurikulum tersebut. Harapannya dapat meningkatkankualitas SDM.
2. Kurikulum IPA di Indonesia
Melihat dari kurikulum di atas maka kurikulum Pendidikan IPA di SMP telah dirancang sebagai pembelajaran yang berdimensi kompetensi karena IPA sangat penting sebagai Ilmu Pengetahuan dan untuk mengembangkan teknologi.
Kurikulum sebelum KTSP IPA di SMP diajarkan dengan memisahkan mata pelajaranm kedalam tiga aspek yaitu Fisika, Biologi dan Kimia. Dalam hal ini ketiga mata pelajaran ini hanya mencakup pada aspek IPA tanpa teknologi dan masyarakat. Padahal tujuan dari pembelajaran IPA buakn hanya pada konsep tetapi ketrampilan proses agar dapat berpikir ilmiah, rasional dan kritis.
Sesuai dengan adanya isi materi yang kurang mengena pada teknologi maka ketiga aspek tersebut dirangkum dalam satu mata pelajaran yaitu pendidikan IPA terpadu yang saat ini telah diterapkan dalam kurikulum KTSP.
D. Penutup
Pendidikan IPA merupakan disiplin ilmu yang di dalamnya terkait antara pendidikan dengan IPA. Pendidikan merupakan suatu proses sadar dan terencana dari setiap individu maupun kelompok untuk membentuk pribadi yang baik dalam mengembangkan potensi yang ada dalam upaya mewujudkan cita-cita dan tujuan hidup yang diharapkan. IPA sendiri merupakanpengetahuan dari hasil kegiatan manusia yang dipeoleh dengan menggunakan langkah-langkah ilmiah yang berupa metode ilmiah yang didapatkan dari hasil eksperimen atau observasi yang bersifat umum sehingga akan terus disempurnakan.
Dari dua pengertian di atas dapat disimpulkan bahwa pendidikan IPA merupakan suatu usaha yang dilakukan secara sadar untuk mengungkap gejala-gejala alam dengan meerapkan langkah-langkah ilmiah serta untuk membentuk kepribadian atau tingkah laku siswa sehingga siswa dapat memehami proses IPA yang kemudian dapat dikembangkan di masyarakat.
Pendidikan IPA di SMP memiliki tujuan agar peserta didik dapat mempelajari diri sendiri dan alam sekitar yang kemudian dapat dikembangkan menjadi suatu ilmu yang baru.
Perkembangan IPA ditandai dengan pesatnya perkembangan teknologi yang berpengaruh dalam kehidupan di masyarakat. Oleh sebab itu pendidikan IPA sangat diperlukan, melalui pembelajaran IPA ini, diharapkan peserta didik dapat menggali pengetahuan melalui kerja ilmiah dan terus mengembangkan sikap ilmiah.
DAFTAR PUSTAKA
- Abdullah Aly & Eny Rahma. (1998). Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Bumi Aksara
- Dwi Siswoyo, dkk. (2007). Ilmu Pendidikan. Yogyakarta. UNY Press
- Djohar.(1990).Pendidikan Sains.Yogyakarta:FMIPA UNY
- Hermana Soemantri. (1993). Perekayasaan Kurikulum Pendidikan Dasar dan Menengah Berdasarkan Undang- Undang Nomor 2 Tahun 1989 Tentang Sistem Pendidikan Nasional (pengembangan dan penilaian). Bandung: Angkasa. Mulyasa. (2006). Kurikulum yang Disempurnakan: Pengambangan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar. Bandung: PT Remaja Rasdakarya
- Masnur Muslich. (2007). KTSP Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan. Jakarta:PT Bumi Aksara
- Muhammad Joko Susilo. (2007). Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan: Manajemen Pelaksanaan dan Kesiapan Sekolah Menyongsongnya. Yogyakarta: Pustaka Pelajar
- Mulyasa. (2006). Kurikulum yang Disempurnakan: Pengambangan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar. Bandung: PT Remaja Rasdakarya
- Mulyasa. (2006). Kurikulum Berbasis Kompetensi, Konsep, Karakteristik dan Implementasi. Bandung: Remaja Rasdakarya
- Moh. Amien. (1984). Hakekat Science. Yogyakarta: IKIP
- Paul Suparno. (2007). Kajian dan Pengantar Kurikulum IPA SMP & MTS. Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma
- Sugiharto, Kartika N.F. Farida Harahap. dkk. (2007). Psikologi Pendidikan. Yogyakarta. UNY Press
- Sumaji, Soehakso, Mangun Wijaya, dkk. (1998). Pendidikan Sains yang Humanistis. Yogyakarta: Kanisus
- Suyoso, Suharto dan Sujoko. (1998). Ilmu Alamiah Dasar. Yogyakart: IKIP
- Thohari Mustamar. (1978). Program Pengajaran Ilmu Pengetahuan Alam. Yogyaka
Jenis Jenis Ilmu
Jenis-jenis ilmu sangat beragam. Ada ilmu yang membahas tentang tubuh manusia, hubungan antar manusia, kesehatan manusia, alam semesta, komunikasi antara individu, tumbuhan, binatang, spiritual, dan lain-lain. Kesemuanya memberikan sumbangan yang sangat berharga bagi kehidupan manusia.
Pengelompokan jenis-jenis ilmu secara umum
Jenis-jenis ilmu secara umum diklasifikasikan menjadi lima kelompok, yaitu:
Ilmu kerohanian, ilmu yang mempelajari hal-hal yang bersifat spiritual.
Ilmu matematika, ilmu yang mempelajari tentang hitungan, bilangan, himpunan, logaritma, aritmetika, dan lain-lain.
Ilmu pengetahuan alam, ilmu yang mempelajari tentang alam, yaitu makhluk hidup (hayati) dan fisika (bukan hayati).
Ilmu behavior, ilmu tentang perilaku hewan (animal behavior) dan perilaku manusia (human behavior). Human behavior sering dikenal dengan ilmu sosial.
Ilmu bahasa, ilmu yang mempelajari alat komunikasi agar memudahkan berinteraksi.
Penyusunan jenis-jenis ilmu dari segi terapan
Adapun Bierstedt menyusun ilmu dari segi terapan ke dalam dua bagian, yaitu:
Ilmu murni (Pure science), ilmu yang bertujuan untuk mengembangkan dan membentuk pengetahuan secara abstrak sehingga meningkatkan kualitas ilmu itu sendiri tanpa menggunakannya dalam masyarakat.
Misalnya: seorang ahli fisika (ilmu alam) tidak bertugas membangun jembatan, seorang ahli kimia bukan untuk membuat obat-obatan, ahli sosiologi membantu petugas administrasi pembentuk peraturan dengan gagasan-gagasannya.
Jenis-jenis ilmu yang termasuk kelompok ilmu murni, yaitu:
Ilmu Pasti
Ilmu Kimia
Ilmu Hukum
Astronomi
Ilmu Hewan
Ilmu Tumbuh-tumbuhan
Ilmu Faal
Ilmu Ekonomi
Ilmu Sejarah
Ilmu Alam
Geologi
Sosiologi
Ilmu Manajemen
Ilmu Politik
Ilmu terapan atau terpakai (Applied science), ilmu yang ditujukan untuk membantu masyarakat dengan menggunakan dan menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.
Jenis-jenis ilmu yang termasuk kelompok ilmu terapan, yaitu:
Pertanian
Teknologi
Kedokteran
Navigasi
Politik
Perundang-undangan
Pertambangan
Jurnalistik
Akuntansi
Farmasi
Pencangkokan
Perusahaan
Manajemen
Hukum II Newton
* Monday Sep 8,2008 07:25 PM
* By san
* In Dinamika
Pengantar
Dalam Hukum I Newton, kita telah belajar bahwa jika tidak ada gaya total yang bekerja pada sebuah benda, maka benda tersebut akan tetap diam, atau jika benda tersebut sedang bergerak maka benda tersebut tetap bergerak dengan laju tetap pada lintasan lurus. Apa yang terjadi jika gaya total tidak sama dengan nol ? Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, apakah anda sudah memahami pengertian gaya total ? Jika belum, silahkan pahami penjelasan gurumuda berikut ini. Selamat belajar Hukum II Newton, semoga sukses sampai di tempat tujuan ;) semoga Hukum Newton semakin dekat di hati anda :)
Pengertian Gaya Total
Seperti apakah gaya total itu ? Misalnya kita mendorong sekeping uang logam di atas meja; setelah bergerak, uang logam yang didorong tersebut berhenti. Ketika kita mendorong uang logam tadi, kita memberikan gaya berupa dorongan sehingga uang logam begerak. Nah, selain gaya dorongan kita, pada logam tersebut bekerja juga gaya gesekan udara dan gaya gesekan antara permukaan bawah uang logam dan permukaan meja, yang arahnya berlawanan dengan arah gaya dorongan kita. Apabila jumlah selisih antara kekuatan dorongan kita (Gaya dorong) dan gaya gesekan (baik gaya gesekan udara maupun gaya gesekan antara permukaan logam dan meja) adalah nol, maka uang logam berhenti bergerak/diam. Jika selisih antara gaya dorong yang kita berikan dengan gaya gesekan tidak nol, maka uang logam tersebut akan tetap bergerak. Selisih antara gaya dorong dan gaya gesekan tersebut dinamakan gaya total. Semoga ilustrasi sederhana ini bisa membantu anda memahami pengertian gaya total.
HUKUM NEWTON I
HUKUM NEWTON I disebut juga hukum kelembaman (Inersia).
Sifat lembam benda adalah sifat mempertahankan keadaannya, yaitu keadaan tetap diam atau keaduan tetap bergerak beraturan.
DEFINISI HUKUM NEWTON I :
Setiap benda akan tetap bergerak lurus beraturan atau tetap dalam keadaan diam jika tidak ada resultan
gaya (F) yang bekerja pada benda itu, jadi:
S F = 0 a = 0 karena v=0 (diam), atau v= konstan (GLB)
HUKUM NEWTON II
a = F/m
S F = m a
S F = jumlah gaya-gaya pada benda
m = massa benda
a = percepatan benda
Rumus ini sangat penting karena pada hampir semna persoalan gerak {mendatar/translasi (GLBB) dan melingkar (GMB/GMBB)} yang berhubungan dengan percepatan den massa benda dapat diselesaikan dengan rumus tersebut.
HUKUM NEWTON III
DEFINISI HUKUM NEWTON III:
Jika suatu benda mengerjakan gaya pada benda kedua maka benda kedua tersebut mengerjakan juga gaya pada benda pertama, yang besar gayanya = gaya yang diterima tetapi berlawanan arah. Perlu diperhatikan bahwa kedua gaya tersebut harus bekerja pada dua benda yang berlainan.
F aksi = - F reaksi
N dan T1 = aksi reaksi (bekerja pada dua benda)
T2 dan W = bukan aksi reaksi (bekerja pada tiga benda)
gaya gesek
Gaya gesek adalah gaya yang bekerja pada benda dan arahnya selalu melawan arah gerak benda. Gaya gesek hanya akan bekerja pada benda jika ada gaya luar yang bekerja pada benda tersebut.
BENDA DIAM AKAN BERGERAK MULAI BERGERAK
fs = gaya gesek statis
ms = koefisien gesek statis
fk = gaya gesek kinetis
mk = koefisien gesek kinetis
P = Resultan gaya reaksi yang mengimbangi gaya aksi F dan W
Nilai fs antara nol sampai maksimum (nilai fs = 0 jika tidak ada gaya luar F yang bekerja pada benda, dan nilai fs mencapai maksimum pada saat benda akan bergerak). fs maksimum ini tergantung pada sifat permukaan benda dan lantai yang bersinggungan serta tergantung pada gaya normal.
gaya sentripetal
Fs adalah gaya yang bekerja pada sebuah benda yang bergerak melingkar dimana arah F. selalu menuju ke pusat lingkaran.
Fs = m as
Fs= m v2/R = m w2 R
as = v2/R = percepatan sentripetal
Reaksi dari gaya sentripetal disebut gaya sentrifugal, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan dengan arah gaya sentripetal.
usaha (kerja) & energi
Jika sebuah benda menempuh jarak sejauh S akibat gaya F yang bekerja pada benda tersebut maka dikatakan gaya itu melakukan usaha, dimana arah gaya F harus sejajar dengan arah jarak tempuh S.
USAHA adalah hasil kali (dot product) antara gaya den jarak yang ditempuh.
W = F S = |F| |S| cos q
q = sudut antara F dan arah gerak
Satuan usaha/energi : 1 Nm = 1 Joule = 107 erg
Dimensi usaha energi: 1W] = [El = ML2T-2
Kemampuan untuk melakukan usaha menimbulkan suatu ENERGI (TENAGA).
Energi dan usaha merupakan besaran skalar.
Beberapa jenis energi di antaranya adalah:
1. ENERGI KINETIK (Ek)
Ek trans = 1/2 m v2
Ek rot = 1/2 I w2
m = massa
v = kecepatan
I = momen inersia
w = kecepatan sudut
2. ENERGI POTENSIAL (Ep)
Ep = m g h
h = tinggi benda terhadap tanah
3. ENERGI MEKANIK (EM)
EM = Ek + Ep
Nilai EM selalu tetap/sama pada setiap titik di dalam lintasan suatu benda.
Pemecahan soal fisika, khususnya dalam mekanika, pada umumnya didasarkan pada HUKUM KEKEKALAN ENERGI, yaitu energi selalu tetap tetapi bentuknya bisa berubah; artinya jika ada bentuk energi yang hilang harus ada energi bentuk lain yang timbul, yang besarnya sama dengan energi yang hilang tersebut.
Ek + Ep = EM = tetap
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2
PRINSIP USAHA-ENERGI
Jika pada peninjauan suatu soal, terjadi perubahan kecepatan akibat gaya yang bekerja pada benda sepanjang jarak yang ditempuhnya, maka prinsip usaha-energi berperan penting dalam penyelesaian soal tersebut
W tot = DEk ® S F.S = Ek akhir - Ek awal
W tot = jumlah aljabar dari usaha oleh masing-masing gaya
= W1 + W2 + W3 + .......
D Ek = perubahan energi kinetik = Ek akhir - Ek awal
ENERGI POTENSIAL PEGAS (Ep)
Ep = 1/2 k D x2 = 1/2 Fp Dx
Fp = - k Dx
Dx = regangan pegas
k = konstanta pegas
Fp = gaya pegas
Tanda minus (-) menyatakan bahwa arah gaya Fp berlawanan arah dengan arah regangan x.
2 buah pegas dengan konstanta K1 dan K2 disusun secara seri dan paralel:
seri paralel
1 = 1 + 1
Ktot K1 K2
Ktot = K1 + K2
Note: Energi potensial tergantung tinggi benda dari permukaan bumi. Bila jarak benda jauh lebih kecil dari jari-jari bumi, maka permukaan bumi sebagai acuan pengukuran. Bila jarak benda jauh lebih besar atau sama dengan jari-jari bumi, make pusat bumi sebagai acuan.
Contoh:
1. Sebuah palu bermassa 2 kg berkecepatan 20 m/det. menghantam sebuah paku, sehingga paku itu masuk sedalam 5 cm ke dalam kayu. Berapa besar gaya tahanan yang disebabkan kayu ?
Jawab:
Karena paku mengalami perubahan kecepatan gerak sampai berhenti di dalam kayu, make kita gunakan prinsip Usaha-Energi:
F. S = Ek akhir - Ek awal
F . 0.05 = 0 - 1/2 . 2(20)2
F = - 400 / 0.05 = -8000 N
(Tanda (-) menyatakan bahwa arah gaya tahanan kayu melawan arah gerak paku ).
2. Benda 3 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s pada sebuah bidang datar kasar. Gaya sebesar 20Ö5 N bekerja pada benda itu searah dengan geraknya dan membentuk sudut dengan bidang datar (tg a = 0.5), sehingga benda mendapat tambahan energi 150 joule selama menempuh jarak 4m.
Hitunglah koefisien gesek bidang datar tersebut ?
Jawab:
Uraikan gaya yang bekerja pada benda:
Fx = F cos a = 20Ö5 = 40 N
Fy = F sin a = 20Ö5 . 1Ö5 = 20 N
S Fy = 0 (benda tidak bergerak pada arah y)
Fy + N = w ® N = 30 - 20 = 10 N
Gunakan prinsip Usaha-Energi
S Fx . S = Ek
(40 - f) 4 = 150 ® f = 2.5 N
3. Sebuah pegas agar bertambah panjang sebesar 0.25 m membutuhkan gaya sebesar 18 Newton. Tentukan konstanta pegas dan energi potensial pegas !
Jawab:
Dari rumus gaya pegas kita dapat menghitung konstanta pegas:
Fp = - k Dx ® k = Fp /Dx = 18/0.25 = 72 N/m
Energi potensial pegas:
Ep = 1/2 k (D x)2 = 1/2 . 72 (0.25)2 = 2.25 Joule
daya (power)
DAYA adalah usaha atau energi yang dilakukan per satuan waktu.
P = W/t = F v (GLB)
P = Ek/t (GLBB)
Satuan daya : 1 watt = 1 Joule/det = 107 erg/det
Dimensi daya : [P] = MLT2T-3
Contoh:
Seorang bermassa 60 kg menaiki tangga yang tingginya 15 m dalam waktu 2 menit. Jika g = 10 m/det2, berapa daya yang dikeluarkan orang tersebut?
Jawab:
P = W/t = mgh/t = 60.10.15/2.60 = 75 watt.
momentum & impuls
1. MOMENTUM LINIER (p)
MOMENTUM LINIER adalah massa kali kecepatan linier benda. Jadi setiap benda yang memiliki kecepatan pasti memiliki momentum.
p = m v
Momentum merupakan besaran vektor, dengan arah p = arah v
2. MOMENTUM ANGULER (L)
MOMENTUM ANGULER adalah hasil kali (cross product) momentum linier dengan jari jari R. Jadi setiap benda yang bergerak melingkar pasti memiliki momentum anguler.
L = m v R = m w R2
L = p R
Momentum anguler merupakan besaran vektor dimana arah L tegak lurus arah R sedangkan besarnya tetap.
Jika pada benda bekerja gaya F tetap selama waktu t, maka IMPULS I dari gaya itu adalah:
t1
I = ò F dt = F (t2 - t1)
t2
I = Perubahan momentum
Ft = m v akhir - m v awal
Impuls merupakan besaran vektor. Pengertian impuls biasanya dipakai dalam peristiwa besar dimana F >> dan t <<. Jika gaya F tidak tetap (F fungsi dari waktu) maka rumus I = F . t tidak berlaku.
Impuls dapat dihitung juga dengan cara menghitung luas kurva dari grafik gaya F vs waktu t.
hukum kekekalan momentum
HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM
Hukum kekekalan momentum diterapkan pada proses tumbukan semua jenis, dimana prinsip impuls mendasari proses tumbukan dua benda, yaitu I1 = -I2.
Jika dua benda A dan B dengan massa masing-masing MA dan MB serta kecepatannya masing-masing VA dan VB saling bertumbukan, maka :
MA VA + MB VB = MA VA + MB VB
VA dan VB = kecepatan benda A dan B pada saat tumbukan
VA dan VB = kecepatan benda A den B setelah tumbukan.
Dalam penyelesaian soal, searah vektor ke kanan dianggap positif, sedangkan ke kiri dianggap negatif.
Dua benda yang bertumbukan akan memenuhi tiga keadaan/sifat ditinjau dari keelastisannya,
a. ELASTIS SEMPURNA : e = 1
e = (- VA' - VB')/(VA - VB)
e = koefisien restitusi.
Disini berlaku hukum kokokalan energi den kokekalan momentum.
b. ELASTIS SEBAGIAN: 0 < e < 1
Disini hanya berlaku hukum kekekalan momentum.
Khusus untuk benda yang jatuh ke tanah den memantul ke atas lagi maka koefisien restitusinya adalah:
e = h'/h
h = tinggi benda mula-mula
h' = tinggi pantulan benda
C. TIDAK ELASTIS: e = 0
Setelah tumbukan, benda melakukan gerak yang sama dengan satu kecepatan v',
MA VA + MB VB = (MA + MB) v'
Disini hanya berlaku hukum kekekalan momentum
Contoh:
1. Sebuah bola dengan massa 0.1 kg dijatuhkan dari ketinggian 1.8 meter dan mengenai lantai, kemudian dipantulkan kembali sampai ketinggian 1.2 meter. Jika g = 10 m/det2.
Tentukanlah:
a. impuls karena beret bola ketika jatuh.
b. koefisien restitusi
Jawab:
a. Selama bola jatuh ke tanah terjadi perubahan energi potensial menjadi energi kinetik.
Ep = Ek
m g h = 1/2 mv2 ® v2 = 2 gh
® v = Ö2 g h
impuls karena berat ketika jatuh:
I = F . Dt = m . Dv
= 0.1Ö2gh = 0.1 Ö(2.10.1.8) = 0.1.6 = 0,6 N det.
b. Koefisien restitusi:
e = Ö(h'/h) = Ö(1.2/1.8) = Ö(2/3)
2. Sebuah bola massa 0.2 kg dipukul pada waktu sedang bergerak dengan kecepatan 30 m/det. Setelah meninggalkan pemukul, bola bergerak dengan kecepatan 40 m/det berlawanan arah semula. Hitung impuls pada tumbukan tersebut !
Jawab:
Impuls = F . t = m (v2 - v1)
= 0.2 (-40 - 30)
= -14 N det
Tanda berarti negatif arah datangnya berlawanan dengan arah datangnya bola.
3. Sebuah peluru yang massanya M1 mengenai sebuah ayunan balistik yang massanya M2. Ternyata pusat massa ayunan naik setinggi h, sedangkan peluru tertinggal di dalam ayunan. Jika g = percepatan gravitasi, hitunglah kecepatan peluru pada saat ditembakkan !
Jawab:
Penyelesaian soal ini kita bagi dalam dua tahap, yaitu:
1. Gerak A - B.
Tumbukan peluru dengan ayunan adalah tidak elastis jadi kekekalan momentumnya:
M1VA + M2VB = (M1 + M2) V
M1VA + 0 = (M1 + M2) V
VA = [(M1 + M2)/M1] . v
2. Gerak B - C.
Setelah tumbukan, peluru dengan ayunan naik setinggi h, sehingga dapat diterapkan kekekalan energi:
EMB = EMC
EpB + EkB = EpC + EkC
0 + 1/2 (M1 + M2) v2 = (M1 + M2) gh + 0
Jadi kecepatan peluru: VA = [(M1 + M2)/M1] . Ö(2 gh)
d. ELASTISITAS KHUSUS DALAM ZAT PADAT
Zat adalah suatu materi yang sifat-sifatnya sama di seluruh bagian, dengan kata lain, massa terdistribusi secara merata. Jika suatu bahan (materi) berupa zat padat mendapat beban luar, seperti tarikan, lenturan, puntiran, tekanan, maka bahan tersebut akan mengalami perubahan bentuk tergantung pada jenis bahan dan besarnya pembebanan. Benda yang mampu kembali ke bentuk semula, setelah diberikan pembebanan disebut benda bersifat elastis.
Suatu benda mempunyai batas elastis. Bila batas elastis ini dilampaui maka benda akan mengalami perubahan bentuk tetap, disebut juga benda bersifat plastis.
hukum hooke
s = E e
E = F/A : DL/L = F L/A DL
s = tegangan = beban persatuan luas = F/A
e = regangan = pertambahan panjang/panjang mula-mula = DL/L
E = modulus elastisitas = modulus Young
L = panjang mula-mula
c = konstanta gaya
DL = pertambahan panjang
Contoh:
1. Sebuah kawat baja (E = 2 x 1011 N/m2). Panjang 125 cm dan diameternya 0.5 cm mengalami gaya tarik 1 N.Tentukan:
a. tegangan.
b. regangan.
c. pertambahan panjang kawat.
Jawab:
a. Tegangan = F/A ; F = 1 N.
A = p r2 = 3.14 (1/4 . 10-2)2
A = 1/(3.14 . 1/16 . 10-4) = 16 . 10-4/3.14 = 5.09 . 104 N/M2
b. Regangan = e = DL/L = (F/A)/E
= 5.09. 104/2.1011 = 2.55.10-7
c. Pertambahan panjang kawat: DL = e . L = 2.55 . 10-7 . 125 = 3.2 . 10-5 cm
pusat massa & titik berat
STATIKA adalah ilmu kesetimbangan yang menyelidiki syarat-syarat gaya yang bekerja pada sebuah benda/titik materi agar benda/titik materi tersebut setimbang.
PUSAT MASSA DAN TITIK BERAT
Pusat massa dan titik berat suatu benda memiliki pengertian yang sama, yaitu suatu titik tempat berpusatnya massa/berat dari benda tersebut. Perbedaannya adalah letak pusat massa suatu benda tidak dipengaruhi oleh medan gravitasi, sehingga letaknya tidak selalu berhimpit dengan letak titik beratnya.
1. PUSAT MASSA
Koordinat pusat massa dari benda-benda diskrit, dengan massa masing-masing M1, M2,....... , Mi ; yang terletak pada koordinat (x1,y1), (x2,y2),........, (xi,yi) adalah:
X = (å Mi . Xi)/(Mi)
Y = (å Mi . Yi)/(Mi)
2. TITIK BERAT (X,Y)
Koordinat titik berat suatu sistem benda dengan berat masing-masing W1, W2, ........., Wi ; yang terletak pada koordinat (x1,y1), (x2,y2), ............, (xi,yi) adalah:
X = (å Wi . Xi)/(Wi)
Y = (å Wi . Yi)/(Wi)
LETAK/POSISI TITIK BERAT
1. Terletak pada perpotongan diagonal ruang untuk benda homogen berbentuk teratur.
2. Terletak pada perpotongan kedua garis vertikal untuk benda sembarang.
3. Bisa terletak di dalam atau diluar bendanya tergantung pada homogenitas dan bentuknya.
TITIK BERAT BEBERAPA BENDA
Gambar
Nama
Letak Titik Berat
Keterangan
Garis lurus yo = 1/2 AB z = di tengah-tengah AB
Busur lingkaran yo = AB/AB . R AB = tali busur
AB = busur AB
R = jari-jari lingkaran
Busur setengah lingkaran yo = 2.R/p R = jari-jari lingkaran
Juring lingkaran yo = AB/AB.2/3.R AB = tali busur
AB = busur AB
R = jari-jari lingkaran
Setengah lingkaran yo = 4.R/3 p R = jari-jari lingkaran
Selimut setengah bola yo = 1/2 R R = jari-jari lingkaran
Selimut limas yo = 1/3 t t = tinggi limas
Selimut kerucut yo = 1/3 t t = tinggi kerucut
Setengah bola yo = 3/8 R R = jari-jari bola
Limas yo = 1/4 t t = tinggi limas
Kerucut yo = 1/4 t t = tinggi kerucut
Dalam menyelesaikan persoalan titik berat benda, terlebih dahulu bendanya dibagi-bagi sesuai dengan bentuk benda khusus yang sudah diketahui letak titik beratnya, kemudian baru diselesaikan dengan rumusan yang ada.
Contoh:
Dua silinder homogen disusun seporos dengan panjang dan massanya masing-masing: l1 = 5 cm ; m1 = 6 kg ; l2 = 10 cm ; m2 = 4 kg.
Tentukan letak titik berat sistem silinder tersebut !
Jawab:
Kita ambil ujung kiri sebagai acuan, maka:
x1 = 0.5 . l1 = 2.5 cm
x2 = l2 + 0.5 . l1 = 5 + 5 = 10 cm
X = (å mi . xi)/(mi)
X = (m1.x1) + (m1.x1)/(m1 + m2)
X = (6 . 2.5 + 4 . 10)/(6 + 4)
X = (15 + 40)/(10) = 5.5 cm
Jadi titik beratnya terletak 5.5 cm di kanan ujung m1
rotasi benda tegar
Dalam penyelesaian seal rotasi benda tegar perlu diperhatikan dua hal yaitu:
1. GAYA sebagai penyebab dari perubahan gerak translasi (åF = m.a)
2. MOMEN GAYA atau MOMEN KOPEL sebagai penyebab dari perubahan gerak rotasi (å t = I . a)
MOMEN GAYA ( t ) adalah gaya kali jarak/lengan. Arah gaya dan arah jarak harus tegak lurus.
Untuk benda panjang:
t = F . l
Untuk benda berjari jari:
t = F . R = I . a
F = gaya penyebab benda berotasi
R = jari-jari
I = lengan gaya terhadap sumbu
I = m . R2 = momen inersia benda
a = percepatan sudut / angular
tA = Fy . l = F . sin q . l
Gbr. Momen Gaya
MOMEN INERSIA BEBERAPA BENDA
No.
Gambar
Nama
Momen Inertia
1.
Batang silinder, poros melalui pusat
I = M.l2/12
2.
Batang silinder, poros melalui ujung
I = M.l2/3
3.
Pelat segi empat, poros melalui pusat
I = M.(a2 + b2)/2
4.
Pelat segi empat tipis, poros sepanjang tepi
I = M.a/3
5.
Silinder berongga
I = M (R12 + R22)/2
6.
Silinder pejal
I = M.R2/2
7.
Silinder tipis berongga
I = M.R2
8.
Bola pejal
I = 2 M.R2/5
9.
Bola tipis berongga
I = 2 M.R2/3
HUBUNGAN GERAK TRANSLASI DENGAN GERAK ROTASI
Gerakan Rotasi
Gerak Rotasi
Hubungannya
Pergeseran Linier
S
Pergeseran Sudut
q
S = q . R
Kecepatan Linier
v = ds/dt
Kecepatan Sudut
w = dq/dt
v = w . R
Percepatan Linier
a = dv/dt
Percepatan Sudut
a = dw/dt
a = a . R
Gaya
F = m.a
Momen Gaya (Torsi)
t = I a
t = F . R
Energi Kinetik
Ek = ½ m v2
Energi Kinetik
Ek = ½ I w2
-
Daya
P = F.v
Daya
P = t w
-
Momentum Linier
P = m.v
Momentum Sudut
L = P R
L = P R
Usaha
W = F.s
Usaha
W = t q
-
keseimbangan
Benda dikatakan mencapai kesetimbangan jika benda tersebut dalam keadaan diam/statis atau dalam keadaan bergerak beraturan/dinamis.
Ditinjau dari keadaannya, kesetimbangan terbagi dua, yaitu:
1.
Kesetimbangan Translasi (a = 0)
v = 0 (statis)
v = konstan (dinamis
å F = 0
å Fx = 0 ; å Fy = 0
2. Kesetimbangan Rotasi (alpha = 0)
w = 0 (statis)
w = konstan (dinamis)
å t = 0 ® pilih pada suatu titik dimana gaya-gaya yang bekerja terbanyak
Macam Kesetimbangan Statis :
1. Kesetimbangan Stabil : setelah gangguan, benda berada pada posisi semula
2. Kesetimbangan Labil : setelah gangguan, benda tidak kembali ke posisi semula
3. Kesetimbangan Indiferen (netral) : setelah gangguan, titik berat tetap benda tetap pada satu garis lurus seperti semula
Bersambunk……………..
Tunggu Episode Selanjutnya ...........
Tidak ada komentar:
Posting Komentar