Hakikat Ilmu Fisika

Hakikat Ilmu Fisika

A. Pengertian dan Hakikat Ilmu Fisika

1. Pengertian Fisika

    Fisika adalah cabang ilmu pengetahuan alam (IPA) yang mempelajari gejala alam yang tidak hiddup atau materi dalam lingkungan hidup ruang dan waktu, serta semua interaksi yang menyertainya. Fisika sering disebut sebagai ilmu paling mendasar karena setiap ilmu alam lainnya yaitu biologi, kimia, geologi, dan lain-lain mempelajari jenis sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika. Fisiks jugs berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis. Fisika juga berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam notasi matematis. Matematika yang digunakan dalam ilmu fisika biasanya lebih rumit daripada matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. ada wilayah luas penelitian yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis yang mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori fisika.
     Tujuan dari mempelajari gejala tersebut untuk memperoleh produk fisika yang bersifat khas dan dapat menjelaskan gejala alam tersebut. Produk fisika terdiri dari konsep, hukum, dan teori. Beberapa sifat yang dipelajari dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua sistem materi yang ada. Seperti hukum kekekalan energi. Sifat semacam ini sering disebut sebagai hukum fisika. Contoh :konsep fisika, misalnya gaya, suhu, kecepatan, momentum, massa jenis, dan energi. Suatu hukum selalu melibatkan konsep-konsep yang saling berhubungan, contohnya hukum archimedes yang menyatakan perilaku benda jika berada dalam fluida selalu melibatkan konsep gaya , percepatan gravitasi, volume, dan massa jenis.

2. Hakikat Ilmu Fisika

   pada hakikatnya, ilmu fisika merupakan sebuah kumpulan pengetahuan atau jalan berfikir dan cara untuk penyelidikan. Dalam penerapan ilmu fisika harus memperhatikan hakikat ilmu fisika sebagai berikut.

a. Fisika Sebagai produk

      dalam rangka pemenuhan kebutuhan manusia, terjadi interaksi antara manusia dan lingkungannya. Interaksi itu memberikan pembelajaran kepada manusia sehingga menemukan pengalaman yang semakin menambah pengetahuan dan kemampuannya serta berubah perilakunya.
     Dalam wacana ilmiah, hasil-hasil penemuan dari berbagai kegiatan penyelidikan yang kreatif dari para ilmuan di inventarisasi, dikumpulkan , dan disusun secara sistematis menjadi sebuah kumpulan pengetahuan yang kemuadian disebut sebagai produk atau  a body of knowledge. Pengelaompokan hasil-hasil penemuan itu menurut bidang kajian yang sejenis menghasilkan ilmu pengetahuan yang kemudian disebut sebagai fisika, kimia, dan biologi. Untuk fisika, kumpulan pengetahuan itu dapat berupa fakta, konsep, prinsip, hukum, rumus, teori, dan model.

b. Fisika Sebagai Proses

   Fisika sebagai proses atau juga disebut sebagai  a way of investigating memberikan gambaran mengenai bagaimana ilmuan bekerja melakukan penemuan-penemuan. Jadi, fisika sebagai proses memberikan gambaran mengenai pendekatan yang digunakan untuk menyusun pengetahuan. Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa pemahaman fisika sebagai proses sangat berkaitan dengan kata-kata kunci fenomena, dugaan, pengamatan, pengukuran, penyelidikan, dan publikasi. Pembelajaran yang merupakan tugas guru trmasuk kedalam bagian mempublikasikan. Dengan demikian, pembelajaran fisika sebagai proses hendaknya berhasil mengembangkan keterampilan proses sains pada diri siswa.

c. Fisika Sebagai Sikap

   Dari penjelasan mengenai hakikat fisika sebagai produk dan hakikat fisika sebagai proses diatas, tampak trlihat bahwa penyusunan pengetahuan fisika diawali dengan kegiatan-kegiatan kreatif seperti pengamatan, pengukuran, dan penyelidikan atau percobaan, yang ke semuanya itu memerlukan proses mental dan sikap yang berasal dari pemikiran. Jadi, dengan pemikirannya orang bertindak dan bersikap sehingga akhirnya dapat melakukan kegiatan-kegiatan ilmiah.Pemikiran-pemikiran para ilmua yang bergrak dlam 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 hakikat fisika sebagai sikap atau a way of thinking.

B. Metode Ilmiah

     Ilmu fisika adalah bagian dari ilmu pengetahuan sains yang tergolong ke dalam ilmu pengetahuan alam (IPA). Ilmu fisika berkembang dari adanya suatu hasil pengamatan yang dilakukan oleh para ilmuan. Hasil pengamatan inilah yang kemudian menjadi dasar dari beberapa eksperimen yang akan dilakukan hingga akhirnya terlahir sebuah hukum fisika. Proses inilah yang nantinya dinamakan sebagai metode ilmiah.
    Pengatahuan dapat dikatakan ilmiah jika memenuhi 4 syarat yaitu objektif, metodik, sistematik, dan berlaku umum.

1. Objektif, yaitu sesuai dengan objeknya yang dapat dibuktikan dengan pengamatan, tidak didasarkan atas persepsi peneliti atau orang lain.
2. Metodik, yaitu pengetahuan itu didapatkan dengan melakukan cara-cara tertentu yang teratur dan terkontrol.
3. Sistematik, yaitu tersusun dalam sistem (tidak berdiri sendiri) yang saling berkaitan dengan pengetahuan lain sehingga dapat menjelaskan sesuatu secara menyeluruh.
4. Berlaku umum, yaitu pengetahuan itu berlaku untuk semua orang dan dapat dibuktikan oleh siapapun langkah-langkah yang sama.

     Dalam pengamatan terhadap gejala alam diperlukan sebuah penelitian. Penelitian dalam ilmu sains harus menerapkan metode ilmiah. Metode ilmiah atau proses ilmiah (scientific method)  merupakan proses ilmuan untuk memperoleh  pengetahua secara sistematis berdasarkan bukti fisis. Ilmuan melakukan pengamatan serta membentuk hipotesis dalam usahanya untuk menjelaskan fenomena alam. Prediksi yang dibuat berdasarkan hipotesis tersebut diuji dengan melakukan eksperimen. Jika suatau hipotesis lulus uji berkali-kali, hipotesis tersebut dpat menjadi suatu teori ilmiah. Metode ilmiah adalah cara menerapkan prinsip-prinsip logis terhadap penemuan, pengesahan dan penjelasan tentang suatu kebenaran.

1. Unsur-Unsur Metode Ilmiah

   Unsur utama metode ilmiah adalah pengulangan lima langkah berikut.

1.     Karakteristik (pengamatan dan pengukuran).
2.     Hipotesis (penjelasan teoretis yang merupakan dugaan atas hasil pengamatan dan pengukuran).
3.     Prediksi (deduksi logis dari hipotesis).
4.     Eksperimen (pengujian atas semua hal di atas).
5.     Evaluasi dan pengulangan.

2. Kriteria Metode Ilmiah

   Kriteria metode ilmiah antara lain sebagai berikut.

• Berdasarkan fakta. Keterangan yang ingin diperolehdalam penelitian yang akan dianalisis harus berdasarkan fakta-fakta yang nyata , tidak berdasarkan daya khayal , legenda atau sejenisnya.
• Bebas dari prasangka. Harus mempunyai sifat bebas prasangka , bersih dan jauh dari pertimbangan subjektif.
• Menggunakan prinsip analisis. Semua masalah harus dicari sebab musabab serta pemecahannya menggunakan analisis yang logis . Semua kejadian harus dicari sebab akibat menggunakan analisis yang tajam.
• Perumusan masalah, antara lain dengan menyusun hipotesis. Hipotesis digunakan untuk memandu jalan pikiran ke arah tujuan yang ingin dicapai sehingga hasil yang ingin diperoleh akan mengenai sasaran yang tepat.
• Menggunakan ukuran objektif. Ukuran yang digunakan tidak boleh dengan mengandalkan perasaan atau menurut hati nurani. Pertimbangan-pertimbangan harus dibuat secara objektif dengan pikiran waras.
• Menggunakan teknik kuantitatif dan atau kualitatif. Data yang didapat menggunakan data ukuran kuantitatif.

3. Karakteristik Metode Ilmiah

   Karakteristik metode ilmiah antara lain sebagai berikut.

• Bersifat kritis dan analitis, artinya metode menunjukan adanya proses yang tepat untuk mengindetifikasi masalah dan menentukan metode untuk memecahkan masalah.
• Berisfat logis, artinya dapat memberikan argumentasi ilmiah kesimpulan yang dibuat secara rasional berdasarkan bukti-bukti yang tersedia.
• Bersifat objektif, artinya dapat dicontoh oleh ilmuan lain dalam study yang sama dengan kondisi yang sama pula.
• Bersifat empiris, artinya metode yang dipakai didasarkan pada fakta di lapangan.
• Bersifat konseptual, artinya proses penelitian dijalankan dengan pengembangan konsep dan teori agar hasilnya dapat dipertanggungjawabkan.

4. Langkah-Langkah metode Ilmiah

  Metode ilmiah merupakan suatu prosedur (urutan langkah) yang harus dilakukan untuk melakukan suatu proyek ilmiah (science project). Secara umum metode ilmiah meliputi langkah-langhkah berikut.
a. Observasi Awal
   Setelah topik yang akan diteliti dalam proyek ilmiah ditentukan , langkah pertama untuk melakukan proyek ilmiah adalah melakukan observasi awal untuk mengumpulkan informasi segala sesuatu yang berhubungan dengan topik tersebut melalui pengalaman berbagai sumber ilmu pengetahuan, dan berkonsultasi dengan ahli yang sesuai

1.     Gunakan semua referensi (buku, jurnal, majalah, koran, internet, interview, dan lainnya).
2.     Kumpulkan informasi dari ahli (instrukutur, peneliti, insinyur, dan lainnya).
3.     Lakukan eksplorasi lain yang berhubungan dengan topik

b. Mengidentifikasi Masalah
  Permasalahan merupakan pertanyaan ilmiah yang harus diselesaikan. Permasalahan dinyatakan dalam pernyataan terbuka yaitu pertanyaan dengan jawaban berupa suatu pertanyaan bukan jawaban YA atau TDAK. Sebagai contoh : Bagaimana cara menyimpan energi surya dirumah?

1.     Batasi permasalahan seperlunya agar tidak terlalu luas
2.     Pilih pemasalahan yang penting dan menarik untuk diteliti
3.     Pilih permasalahan yang dapat diselesaikan secara eksperimen

c. Merumuskan atau Menyatakan Hipotesis
  Hipotesis merupakan suatu ide atau dugaan sementara tentang penyelesaian masalah yang diajukan dalam proyek ilmiah. Hipotesis dirumuskan atau dinyatakan sebelum penelitian yang seksama atas topik ilmiah dilakukan. Oleh karena itu kebenaran hipotesis ini perlu diuji lebih lanjut melalui penelitian yang seksama. perlu diingatkan bahwa jika menurut hasil pengujian ternyata hipotesis  tidak benar bukan berarti penelitian yang dilakukan salah

1.     Gunakan pengalaman atau pengamatan sebelumnya sebagai dasar hipoteris
2.     Rumuskan hipotesis sebelum memulai proyek eksperimen

d. Melakukan Ekperimen
    Ekperimen dirancang dan dilakukan untuk menguji hipotesis yang diajukan. Perhitungkan semua variabel , yaitu semua yang berpengaruh pada eksperimen. Ada tiga jenis variabel yang perlu diperhatikan pada eksperimen, yaitu varibel bebas, variabel terikat dan variabel kontrol.
    Variabel bebas merupakan vaariabel yang dapat diubah secara bebas. Variabel terikat adalah variabel yang diteliti, yang perubahannya bergantung pada variabel bebas. Variabel kontrol adalah variabel yang selama eksperimen dipertahankan tetap.

1.     Usahakan hanya satu variabel bebas selama eksperimen.
2.     Pertahankan kondisi yang tetap pada variabel-variabel yang disumsikan konstan.
3.     Lakukan eksperikan berulang kali untuk memvariasi hasil.
4.     Catat hasil eksperimen secara lengkap dan seksama.

e. Menyimpulkan Hasil Eksperimen
  Kesimpulan proyek merupakan ringkasan hasil  proyek eksperimen dari pernyataan bagaimana hubungan antara hasil eksperimen dan hipotesis. Alasan-alasan untuk hasil eksperimen yang bertentangan dengan hipotesis termasuk didalamnya. Jika dapat dilakukan , kesimpulan dapat diakhiri dengan memberikan pemikiran untuk penelitian lebih lanjut. Jika hasil eksperimen tidak sesuai dengan hipotesis:

1.     jangan ubah hipotesis,
2.     jangan abaikan hasil eksperimen,
3.     berikan alasan yang masuk akal mengapa tidak sesuai ,
4.     berikan cara-cara yang mungkin dilakukan selanjutnya untuk menemukan penyebab ketidaksesuaian
5.     apabila cukup waktu lakukan eksperimen sekali lagi atau susun ulang eksperimen.

C. Peran Fisika dalam Kehidupan

   Mempelajari fisika mempunyai banyak manfaat. Mulai awal dipelajarinya ilmu fisika, fisika telah terbukti mampu membantu memudahkan manusia dalam menjalani aktivitas  kehidupan sehari-hari.
Beberapa manfaat mempelajari fisika antara lain sebagai berikut.

1. Melalui fisika dapat menyingkap rahasia alam.
2. Fisika berperan besar dalam penemuan-penemuan teknologi.
3. Fisika berada di depan dalam perkembangan teknologi.
4. Fisika sebagai ilmu dasar mempunyai andil dalam pengembangan ilmu-ilmu lain.
5. Fisika melatih kita untuk berfikir logis dan sistematis.
6. Fisika dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.

 Peranilmu fisika dalam beberapa bidang kehidupan antara lain sebagai berikut.

1. Bidang Industri

  Peranan fisika dalam bidang industri sangat banyak dari dahulu hingga saat ini. Banyak sekali penemuan-penemuan baru dalam dunia industri yang melaui penelitian fisika. Penemuan bahan semikonduktor, penemuan peralatan optik, bahan polimer, penemuan mesin-mesin industri juga memanfaatkan konsep fisika. Fisika juga sangat berperan dalam industri otomotif. Penemuan AC sebagai pendingin ruangan juga memanfaatkan hukum termodinamika.

2. Bidang Teknologi

  Dalam perkembangan teknologi, fisika sangat berperan besar. Banyak sekali peralatan dengan teknologi canggih yang menggunakan konsep dasar hukum fisika, misalnya teknologi digital yang banyak berkembang saat ini menggunakan konsep gelombang elektromagnetik. Penggunaan lampu TL, monitor komputer, layar LCD, dan lain-lain juga menggunakan konsep fisika.

3. Bidang Transportasi

  Peralatan transportasi tradisional hingga modern menggunakan konsep fisika. Dari penggunaan  delman, gerobak atau alat transportasi tradisional lain yang memanfaatkan gaya dorong dan gaya tarik. Peralatan transportasi darat, laut maupun udara semuanya  menggunakan konsep dasar hukum fisika. Peralatan transportasi darat menerapkan konsep hukum kecepatan , transportasi laut sperti kapal rapkan hukum-hukum fisika tentang fluida. Begitu juga dengan transportasi udara seperti pesawat terbang juga memanfaatkan hukum fisika tentang fluida. Penemuan LIft sebagai salah satu alat transportasi di dalam gedung dan penemuan motor listrik juga memanfaatkan konsep fisika.

4. Bidang Telekomunikasi

  Penemuan berbagai peralatan telekomunikasi dari telepon, telegraf, faksimile, internet, dan handphone juga memanfaatkan hukum fisika tentaang gelombang.

5. Bidang Pertanian

  Dalam bidang pertanian, sistem pengairan menggunakan pompa juga memanfaatkan hukum fisika. Penggunaan teknologi radiasi memang sangat berguna karena salah satu aplikasi ini dapat digunakan untuk mengatasi bebagai masalah dalam bidang pertanian Indonesia. Penggunaan radiasi dalam bidang pertanian memang ada banyak sekali contonya, salah satu contoh aplikasi ini adalah untuk mengatasi serangnan hama pengganggu tanaman pertania yang dapat menurunkan kuantitas dan kualitas dari hasil pertanian.

6. Bidang Kedokteran

  Dalam bidang kedokteran fisika juga berperan sangat penting, diantaranya ditemukannya peralatan kedokteran seperti endoskopi, CT scan, X-ray, radioterapi, dan elektromiogram.

7. Bidang Energi

  Peranan fisika dalam bidang energi antara lain sebagai berikut.
Penemuan energi listrik memanfaatkan konsep energi dalam fisika.
Penemuan energi listrik memanfaatkan konsep energi dalam fisika.
Penemuan pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) yang mengubah energi cahaya menjadi listrik.
Penemuan energi radioaktif sebagai radioaktif sebagai salah satu sumber energi alternatif.