Pristiadi Utomo

PEMBELAJARAN FISIKA YANG MENYENANGKAN PADA TOPIK GERAK PARABOLA DENGAN VISUALISASI BAHAN AJAR BERBANTUAN KOMPUTER

In Uncategorized on 28 April 2008 at 10:45 am

Pristiadi Utomo

SMK Negeri 11 Semarang

Tulisan ini hendak menyajikan bahan ajar fisika pada topik gerak peluru secara konsep maupun visualisasi yang dapat diajarkan kepada kelas di ruang multimedia secara network sehingga dapat diakses oleh komputer siswa. Para siswa dapat belajar interaktif bersama guru maupun secara mandiri. Bahan ajar ini harus disiapkan terintegrasi dalam rencana pembelajaran. Bahan ajar ini bukan satu-satunya media pembelajaran melainkan salah satu media pembelajaran yang di setup oleh guru sebagai fasilitator yang utama. Jadi bahan ajar ini tidak dapat menggantikan peran guru.

Bahan ajar interaktif ini dikembangkan guru menggunakan microsoft power point dengan software macromedia flash MX 2004 dan di sana sini dilengkapi animasi-animasi unduhan dari internet. Sehingga dapat diproyeksikan selama pembelajaran atau dapat diakses siswa melalui komputer.

Pembelajaran Fisika di sekolah pada topik gerak peluru memerlukan penyajian konsep teori dan visualisasi agar pemahaman pada siswa lebih konkrit. Secara konsep siswa mampu memahami lintasan gerak parabola beserta ukuran-ukuran kinematisnya seperti jarak, ketinggian yang ditempuh, kecepatan dan arahnya yang dapat ditentukan formulasinya. Visualisasi dan konsep gerak peluru sudah beberapa dibuatkan software pembelajarannya misalnya pesona fisika, physics class room, dan sebagainya di pasaran. Namun tidak semua guru fisika maupun sekolah di tempat mengajarnya dapat menyediakan sarana software tersebut.

Upaya guru untuk mengoptimalisasi visualisasi konsep kinematika gerak peluru dapat dengan jalan mengunduh dan merangkai materi animasi dari download internet. Di sana banyak juga dijumpai copy right dari para ilmuwan yang konsisten mengembangkan pembelajaran fisika interaktif. Namun hal tersebut memerlukan biaya pula. Oleh karena itu upaya terdekat guru adalah membuat bahan ajar interaktif sendiri dengan program software yang mudah diperoleh seperti power point, macro media flash, adobe premiere dan sebagainya.

Penerapan ilmu fisika pada saat ini sudah menjadi ilmu yang mengglobal dalam berbagai disiplin ilmu. Artinya ilmu ini dapat ditemukan dalam berbagai kajian fenomena kehidupan dunia. Cakupan penelaahan ilmu fisika meluas dari jagad mikro sampai jagad makro. Mulai dari benda-benda kecil sampai benda-benda besar. Ilmu fisika banyak membantu kajian-kajian disiplin ilmu seperti fisika dalam ekonomi atau ekonofisika, fisika kedokteran, fisika olah raga atau fisika sport. Konsep-konsep dasar mekanik, fluida, kinetik, kalor, optik, dan sebagainya banyak dipakai di bidang olah raga seperti atletik, badminton, bowling, dan sepak bola. Sehingga pengembangan ilmu fisika berbasis multimedia interaktif sangat perlu dioptimalkan.

Penerapan ilmu fisika pada saat ini sudah menjadi ilmu yang mengglobal dalam berbagai disiplin ilmu. Artinya ilmu ini dapat ditemukan dalam berbagai kajian fenomena kehidupan dunia. Oleh karena itu ilmu ini merupakan dasar dari pengkajian dan penelaahan berbagai fenomena kehidupan tersebut. Dengan dasar ilmu ini pula manusia di dunia sanggup menginterpretasikan kejadian atau benda yang berada di luar logika manusia atau hal-hal yang ajaib di mata masyarakat. Oleh karena itu ilmu fisika banyak diminati oleh masyarakat yang memiliki rasa keingintahuan tinggi atas peristiwa-peristiwa alam dalam kehidupan. Berkembangnya biofisika, ekonofisika, kimiafisika dan fisikasport merupakan contoh nyata dari kebutuhan disiplin ilmu-ilmu lain terhadap fisika.

Peranan ilmu fisika bagi dunia kehidupan sejak dulu memang sudah dikenal sebagai dasar penelitian para ilmuwan. Sebagai bukti mereka berhasil menemukan berbagai teknologi dalam perkembangan dunia. Mereka bisa melayang di udara, bisa membuat pesawat yang menjelajahi planet-planet, menemukan teknologi komunikasi, bahkan mereka dapat menghancurkan dunia dengan ilmu tersebut, misalnya menemukan bom atom dari rumus Einstein E = mc2, dan banyak lagi penemuan lain. Dengan demikian menunjukkan bukti kuat bahwa fisika mampu terintegrasi atau terpadu dalam bidang-bidang lain.

Wawasan pendidikan fisika pada tingkat SD adalah terpadu dalam pembelajaran sains, tingkat SMP adalah terpadu namun terpisah dari pembelajaran biologi dan kimia, pada tingkat SMA terpisah namun masih bersifat umum, dan di tingkat Perguruan Tinggi adalah terpisah dan sudah bersifat spesialisasi. Pembelajaran Sains terpadu sebenarnya belum dijumpai, yang di SD hanya memadukan pengetahuan Sains saja, di SMP masih terpisah tidak berani memadukan. Jadi pendekatan pembelajaran Sains terpadu sulit dilaksanakan. Ada upaya mengaitkan Sains, Teknologi, Masyarakat, Lingkungan yang dapat dipandang sebagai tantangan dan ada peluangnya.

Tempo dulu pembelajaran cenderung materi sentris sehingga terpisah dengan kenyataan di lapangan. Pembelajaran fisika siswa mendapat nilai 9, namun di rumah bila lampu mati, kabel setrika putus, siswa tidak bisa berbuat apa-apa. Jika siswa disuapi saja, maka kreativitasnya tidak muncul. Tidak ada minat, rasa tertarik, kreativitas dalam pembelajaran. Wawasan siswa terpotong-potong atau mati atau menjadi dead knowledge. Langkah kita sebagai guru harus menghindari dead knowledge. Dead knowledge juga masih banyak di masyarakat kita. Tempe misalnya di sini paling lama tiga hari lalu membusuk. Di Jepang ada tempe kaleng, asli seperti tempe di Indonesia, pelaut-pelaut yang kangen tempe dapat menemukannya di kapal. Tempe kaleng juga dikembangkan di Afrika (Simbabwe, Afrika Selatan) karena diyakini ada zat yang dihasilkan tempe dapat mencegah kanker.

Guru semestinya mengembangkan pembelajaran terpadu tanpa meninggalkan alokasi waktu, dan jangan bertele-tele/nggladrah. Praktek harus diadakan dan tidak harus di dalam kelas, bisa juga dalam bentuk tugas, atau proyek. Dalam teori kontruktivisme konsep dibentuk oleh siswa sendiri. Dalam kontruktivisme diperkenankan siswa membuat konsep yang salah, namun banyak guru yang tidak rela hal itu. Kesalahan-kesalahan dalam sains tidak selalu membawa kesengsaraan.

Untuk meminimalisasi kesalahan konsep, guru dapat mengembangkan media bahan ajar yang di dalamnya terdapat konsep dan visualisasi bahan ajar sehingga mudah dipahami siswa dengan benar. Optimalisasi penggunaan bahan ajar berbasis multimedia semacam ini akan menyenangkan siswa dan berpeluang mendatangkan hasil belajar yang meningkat baik kognitif, afektif maupun psikomotorik. Para Guru dapat membuat evaluasi dalam ketiga aspek itu, tidak melulu kognitif saja. Permasalahan yang diangkat pada makalah ini adalah dapatkah media bahan ajar menghasilkan keterampilan proses selama pembelarajan fisika. Makalah ini membahas tentang pembelajaran fisika yang menyenangkan pada topik gerak parabola dengan visualisasi bahan ajar berbantuan komputer.Kinematika adalah mengkaji gerak benda tanpa memperhitungkan gaya-gaya yang bekerja pada benda itu. Beberapa asumsi penyederhanaan yang digunakan dalam membahas gerak parabola dalam kajian ini adalah bahwa gesekan udara dan rotasi bumi tidak mempengaruhi selama benda bergerak

  1. Gerak Parabola dalam Bidang Vertikal tanpa Percepatan Gravitasi Bumi

Gerak parabola dalam bidang vertikal dalam pembahasan ini dianggap terjadi pada ruang hampa, tanpa adanya pengaruh percepatan gravitasi atau planet-planet yang lain. Jika sebuah benda melakukan gerak lurus beraturan ke arah sumbu x dan gerak lurus berubah beraturan tanpa kecepatan awal ke arah sumbu y, maka lintasan benda tersebut akan berbentuk suatu parabola terbuka ke atas.

Gerak beraturan:

Pada arah mendatar berlaku gerak beraturan dengan kecepatan Vx konstan.

Komponen jarak tempuh mendatar :

X = Vx . t

Gerak berubah beraturan :

Pada arah vertikal berlaku gerak berubah beraturan dengan kecepatan awal nol Vo = 0

Komponen jarak tempuh mendatar :

Y = ½ at2

Kecepatan benda di titik seberang setelah selang waktu t dihitung dengan menghitung Vx yang merupakan kecepatan arah sumbu X (konstan / GLB) dan Vy yang merupakan kecepatan arah sumbu Y dengan Vo = 0 (GLBB).

  1. Gerak Parabola pada Bidang Vertikal dengan Percepatan Gravitasi

Jika sebuah bola dilemparkan ke atas dari titik 0 dengan sudut α dan dengan kecepatan awal Vo, maka bola dapat dianggap mengalami dua gerakan pada sumbu X dan Y yang saling tegak lurus.

- arah sumbu X : gerak beraturan dengan kecepatan Vox

- arah sumbu Y : gerak berubah beraturan dengan kecepatan awal Voy dan sepanjang perjalanan bola, bola memperoleh perlambatan g.m/s2

Beberapa persamaan yang berhubungan dengan gerak bola adalah :

Sumbu X :

Vox = Vo . cos θ

Sumbu Y :

Voy = Vo . sin θ

Jarak mendatar yang ditempuh bola pada t sembarang :

X = Vocos a.t

Ketinggian pada t sembarang :

Y = Vosin a.t – ½ gt2

Persamaan kecepatan dan arah gerakan partikel :

Vx = Vo . cos θ

Vy = Vo . sin θ – g . t

Kecepatan total bola menggunakan teorema Phitagoras.

Arah lintasan bola terhadap horizontal adalah:

tan α = Vy/Vx

Keterangan :

Vo = kecepatan awal (m/s)

Vox = kecepatan awal pada sumbu x (m/s)

Voy = kecepatan awal pada sumbu y (m/s)

Vx = kecepatan pada sumbu x (m/s)

Vy = kecepatan pada sumbu y (m/s)

V = kecepatan pada suatu saat (m/s)

x = kedudukan atau posisi pada sumbu x (m)

y = kedudukan atau posisi pada sumbu y (m)

α = arah gerakan partikel (°)

θ = sudut elevasi (°)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)

  1. Dinamika Benda yang Bergerak Parabola

Pada umumnya gerak sebuah benda tegar, misalnya bola sepak bola, dapat diuraikan atas gerak pusat massa benda terhadap suatu acuan yang diam, misalnya permukaan tanah dan gerak benda terhadap suatu garis atau sumbu yang melewati pusat massa benda. Jika gaya berat (gaya gravitasi) adalah satu-satunya gaya yang bekerja pada bola maka pusat bola bergerak dalam lintasan parabolik pada sebuah bidang vertikal. Gerakan ini merupakan gerakan melengkung tetapi dalam arah vertikal ke bawah, tidak menyamping. Untuk selang waktu yang sangat pendek dan kecepatan yang besar lengkungan parabolik tersebut mendekati bentuk garis lurus.

Gerakan kedua berupa gerak spin, yaitu gerak melingkar terhadap suatu sumbu putar. Kombinasi kedua gerak ini yang memungkinkan bola membelok ke arah samping kiri atau kanan. Jadi contoh tendangan pisang dari pemain-pemain bola terkenal seperti Carlos atau Beckam merupakan tendangan yang membuat bola memiliki kedua macam gerak di atas.

Pada saat bola ditendang dan melayang di udara dengan spin/putaran bola, maka selama melawan aliran udara, menurut prinsip Bernoulli pada kedua sisi bola terjadi tekanan yang berbeda. Perbedaan tekanan ini menghasilkan gaya yang dikenal sebagai gaya Magnus, atau kadang dikenal juga sebagai gaya angkat/lift.

Bola, yang berputar dengan arah berlawanan dengan arah jarum jam di udara, akan mengalami gaya Magnus ke arah kiri. Fenomena ini terjadi akibat tekanan udara di kiri bola lebih rendah dari sisi yang lain.

Keterangan :

Vn = arah aliran udara

FM = gaya magnus

A = Titik pada bola yang mengalami tekanan rendah

B = Titik pada bola yang mengalami tekanan tinggi

Oleh karena kecepatan udara di sekitar bola relatif terhadap bola sama besar tetapi berlawanan arah dengan kecepatan titik-titik pada bola yang dekat dengan udara tersebut maka besar kecepatan udara di sekitar titik A lebih besar daripada besar kecepatan udara di sekitar titik B. Dengan memandang bahwa kerapatan udara di sekitar kedua titik sama maka menurut hukum Bernoulli untuk fluida tekanan udara di sekitar titik A lebih rendah daripada tekanan udara di sekitar titik B. Dengan kata lain bola mendapatkan tekanan udara yang lebih besar pada bagian di sekitar B daripada bagian di sekitar A. Karena tekanan adalah gaya per satuan luas maka bola mengalami gaya dorong, yang dinamakan gaya Magnus, dari arah B ke A.

Kemahiran membuat ‘tendangan pisang’ (swing) bola secara fisika dapat diperhitungkan dengan tepat dan akurat. Dapat diandaikan bahwa suatu tendangan bebas misalnya berjarak 25 m dari gawang, dan bola ditendang dengan kecepatan 25 m/s, dalam hal ini menyebabkan spin bola pada frekuensi 10 putaran/s. Dengan mengandaikan kerapatan udara 1,2 kg/m3 dan diameter bola menurut ketentuan FIFA 0,22 m, dengan mengasumsi koefisien lift sebesar 1,23 maka gaya angkat (lift) atau gaya magnus dapat dihitung sebagai berikut.

FM = CL . r. D3.f . v = 1,23 x 1,2 x 0,223 x 10 x 25 = 3,93 N

Percepatan bola dapat dihitung dari rumus F = m.a.

Standar massa bola oleh FIFA antara 0,410 kg – 0,450 kg atau dirata-rata 0,430 kg.

F = m.a maka a = F/m = 3,93 / 0,430 = 9,14 m/s2

Waktu terbang bola diperkirakan 1 detik maka kurva belokan (swing) bola dapat dihitung sebagai berikut.

s = vo.t + ½ at2 = 0 + ½ x 9,14 x 12 = 4,57 m

Dalam peristiwa tumbukan antara kaki dengan bola diperoleh bahwa kecepatan bola tergantung pada massa kaki pemain, dan massa bola serta koefisien restitusi. Rumus untuk menentukan kecepatan bola adalah sebagai berikut.

vbola = vkaki

Dimana v adalah kecepatan, M adalah massa kaki, m adalah massa bola, e adalah koefisien restitusi dengan perkiraan realistis e = 0,5.

Jika 1 + e = 1,5 dan = 0,8 maka bentuk sederhana dari kecepatan bola adalah

vbola = 1,2 vkaki

Hal inilah yang akan diperhitungkan Pemain untuk menendang dengan kecepatan kaki 20,8 m/s agar mendapatkan kecepatan bola 25 m/s.

Untuk mencapai tujuan optimalisasi multimedia interaktif digunakan metode penelitian studi pustaka dan pembuatan media ajar menggunakan software Microsoft power point maupun macromedia flash MX 2004 dan Dreamweaver . Pengintegrasian bahan ajar ini dengan bahan ajar pendukung lain ke dalam rencana pembelajaran (RP).

Untuk menguji coba bahan ajar tersebut diujicobakan di satu kelas dan dikonsultasikan ke guru fisika yang lain untuk mendapat masukan guna perbaikan-perbaikan yang perlu.

Dengan penyajian pembelajaran yang dikemas dengan bantuan multimedia interaktif dapat mendatangkan pembelajaran yang lebih menyenangkan bagi siswa, lebih menarik minat dan motivasi para siswa terbukti dari munculnya interaksi siswa dengan media pembelajaran, komunikasi yang intens antara siswa dengan guru dan antar siswa selama diadakannya diskusi.

Namun demikian keterampilan proses dan problem solving terhadap aplikasi permasalahan masih memerlukan proses perhitungan dalam pengawasan guru. Pada akhirnya diharapkan diperoleh hasil belajar siswa yang lebih meningkat. Sedangkan manfaat bagi guru akan lebih memudahkan penyampaian materi pembelajaran karena disertai dengan presentasi yang mendukung materi sehingga siswa akan lebih mudah memahami secara konkrit konsep-konsep fisika yang disampaikan sekaligus siswa dapat lebih mengaktualisasi konsep sains dengan teknologi serta lingkungan dan masyarakatnya.

KESIMPULAN

  1. Media bahan ajar fisika ini dibuat bukan untuk melepaskan tanggung jawab guru mengajar namun teknologi multimedia dapat mempunyai potensi besar dalam memfasilitasi proses pembelajaran siswa.

  2. Media bahan ajar fisika ini membuktikan bahwa guru bukan sumber belajar satu-satunya, dan dapat menyegarkan guru akan prinsip-prinsip pembelajaran yang efektif dan menyenangkan.

  3. Media pembelajaran ini pemanfaatannya harus tunduk pada rencana pelaksanaan pembelajaran (RPP).

  4. Media pembelajaran ini bersifat komplementer dengan sumber-sumber belajar lain.

About these ads
  1. Ini tulisan pertama saya… sudah sore..jadi terburu-buru..
    nah ada yang mau kasih komentar..ayo buruan.

  2. saya dikiri donk

  3. Boleh di kiri atau di kanan..boleh juga

  4. kasi skrin syut hasil animasinya ada nggak ?

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 31 other followers

%d bloggers like this: