Hakikat Fisika dan Prosedur Ilmiah

A. Pengertian dan Hakikat Ilmu Fisika

1. Pengertian Fisika

    Fisika adalah cabang ilmu pengetahuan alam (IPA) yang mempelajari gejala-gejala dan sifat-sifat fisik suatu benda. Fisika mempelajari tentang sifat-sifat dasar dari benda, seperti gerak, gaya , energi, zat, panas, bunyi, cahaya, serta struktur atom. Fisika merupakan ilmu eksperimental. Fakta-fakta yang di temukan oleh para ilmuan tidak mutlak benar. Fakta-fakta tersebut harus melalui uji ilmiah baru dapat dikatakan sebagai fakta ilmiah.

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.

Raung Lingkup Fisika

    Raung lingkup fisika merupakan ilmu yang mempelajarai tentang Mekanika Klasik, termodinamika, elektromagnetisme, dan mikanika kuantum.

 a. Mekanika Klasik

     Merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari sifat-sifat benda secara makro. Cabang ilmu fisika ini disebut juga Mekanika newtonian.

  b. Termodinamika

      Merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang kalor dan suhu hubunganya dengan usaha dan energi.

 c. Elektromagnetisme

     Merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari mendan listrik dan magnet.

 e. Mekanika Kuantum

     Merupakan cabang ilmu fisika yang mempelajari tentang tatanan atom dan subatom.

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. Dalam melakukan melakukan penelitian ilmiah ada 3 tahap yang dilakukan:

1. Merencanakan penelitian ilmiah dalam bidang fisika

   Sebelummelakukan sebuah penelitian kita hendaknya membuat konsep penelitian tersebut. Konsep dari sebuah penelitian kita berasal dari pertanyaan-pertanyaan ketika kita mengamati sebuah penelitian. sehingga dengan adanya masalah-masalah tersebut kita terpanggil untuk menjawabnya. Jawaban tersebut diperoleh dari serangkaian tahapan dalam sebuah penelitian. sebelum melakukan penelitian hendaknya kita melakukan perencanaan penelitian. Berikut ini langkah-langkah perencanaan penelitian;

a. Merumuskan tujuan penelitian

b. menentukan bentuknya penelitian

c. menentukam variabel penelitian

d menyusun hipotesis

e.menetapkan intrumen yang digunakan

f. menentukan prosedur kerja dan cara mengumpulkan data

g.menetapkan cara memperoleh data

h. menetapkan cara menganalisis data

2. Melaksanakan penelitian

  Kegiatan penelitian dapat dilaksanakan di laboatoium maupun diluar laboratorium, tergantung pada bentuk penelitian yang ada lakukan.Berikut ini merupakan langkah-langkah yang anda perhatikan selama melakukan penelitian;

a. mengidentifikasikan masalah

b. mengidentifikasi metode penelitian

c. menyiapkan alat

d. proses pengambilan data

e. mengolah data sesuai dengan jenis dan keperluan

f. menganalisis data

g. menyimpulkan hasil penelitian

h. merekomendasikan tindak lanjut hasil penelitian

3. Mengkomunkasikan hasil penelitian.

  Setelah selesai melakukan penelitian maka kita menuliskan hasil penelitian tersebut dalam bentuk karya tulis ilmiah. Karya tulis tersebut dapat disampaikan dalam 3 bentuk;

a. mendiskusikan dengan teman

b. mempresentasikan dalam kegitaan seminar

c. menerbitkan dalam majalah ilmiah

C. Keselamatan Kerja di Laboratorium

    Dalam pelajaran sains, melakukan penelitian atau pengamatan di laboratorium sangat diperlukan . Pekerjaan di laboratorium sangat membutuhkan keterampilan dan ketelitian. Ketelitian dibutuhkan agar mengurangi resiko kecelakaan saat melakukan kerja di laboratorium.
    Laboratorium sebagai tempat untuk melakukan eksperimen dalam kerja ilmiah termasuk salah satu tempat yang memiliki risiko tinggi menimbulkan kecelakaan. Percobaan dan pengalaman bisa  berjalan dengan lancar apabila memperhatikan keselamatan kerja, baik keselamatan individu maupun bahan-bahan dan alat yang digunakan. Oleh karena itu, sebelum menggunakan laboratorium harus tahu terlebih dahulu alat-alat laboratorium dan fungsinya.
    Keselamatan kerja di laboratorium IPA menyangkut keselamatan terhadap pengguna dan juga keselamatan terhadap alat-alat dan bahan yang digunakan. Dalam hal keselamatan pengguna maka perlu dibuatkan aturan atau tata tertib di laboratorium serta peringatan-peringatan terhadap bahan-bahan yang berbahaya, sedangkan keselamatan alat-alat perlu diperkenalkan bentuk-bentuk dan nama-nama alat serta bagaimana cara menggunakan dan cara menyimpannya.

1. Jenis-Jenis Bahaya dalam Laboratorium

   Jenis-jenis bahaya dalam laboratorium di antaranya adalah sebagai berikut.

• Kebakaran, sebagai akibat penggunaan bahan-bahan kimia yang mudah terbakar seperti pelarut organik, asezena, etil alkohol, etil eter dan lain-lain.
• Ledakan, sebagai akibat reaksi eksplosif  dari bahan-bahan reaktif seperti oksidator
• Keracunan bahan kimia yang berbahaya, seperti arsen, timbal dan lain-lain.
• Iritasi, yaitu peradangan pada kulit atau saluran pernapasan dan juga pada mata sebagai kontak langsung dengan bahan-bahan korosif.
• Luka pada kulit atau mata akibat pecahan kaca, logam, kayu dan lain-lain.
• Sengatan listrik.

2. Usaha Pencegahan Kecelakaan di Laboratorium

   Usaha atau tindakan pencegahan kecelakaan di laboratorium  yang paling baik adalah bersikap dan bertindak hati-hati, bekrja dengan teliti dan tidak ceroboh, serta mentaati segala peraturan dan tata trtib yang berlaku. Usaha atau tindakan pencegahan kemungkinan timbulnya kecelakaan antara lain sebagai berikut.

•  Penyediaan berbagai alat atau bahan yang ditempatkan di tempat yang mudah dicapai. alat dan bahan  itu , misalnya sebagai berikut.

1.     Ember berisi pasir , untuk menanggulangi kebakaran kecil agar tidak terjadi kebakaran yang besar
2.     alat pemadam kebakaran dan selimut yang terbuat dari bahan tahan api.
3.     Kotak P3K untuk memberikan pertolongan pertama.

• Tidak mengunci pintu pada waktu laboratorium sedang dipakai dan mengunci pintunya pada waktu laboratorium tidak dipakai.
• Pada waktu di laboratorium tidak ada guru atau laboran, siswa tidak diperkenankan masuk.
• Penyimpanan bahan-bahan yang mudah terbakar di tempat yang khusus, tidak berdekatan dengan nyala api atau tempat yang ada percikan api listrik, misalkan pada alat yang memakai relay atau motor listrik.
• Penyimpanan bahan-bahan yang tergolong racun atau berbahaya (misal air raksa dan bahan kimia lain) di tempat terkunci dan aman.
• Pengadaan latihan-latihan cara mengatasi kebakaran secara periodik.
• Penggunaan tegangan listrik yang rendah dalam melakukan percobaan listrik , misalnya 12 volt atau 15 volt.
• Pengadaan sakelar pusat untuk listrik sehingga jika diperlukan semua aliran listrik di dalam laboratorium dapat diputuskan.
• Penggantian  kawat sekring pengaman harus dilakukan dengan sekring yang setara.
• Pengadaan jaringan listrik tambahan tidak diperkenankan kecuali yang dilakukan oleh instalator listrik dengan izin dari PLN.

3.Aturan di Laboratorium

  Untuk menghindari kecelakaan, para pengguna laboratorium diharapkan dapat mematuhi aturan yang berlaku . Berikut beberapa aturan yanga berlaku di laboratorium IPA.
a. Aturan-Aturan di Laboratorium

1. Siswa tidak diperbolehkan masuk tanpa izin guru
2. hendaknya memakai jas praktikum apabila mangadakan kegiatan di laboratorium.
3. Bacalah semua petunjuk untuk melakukan eksperimen. Ikuti petunjuknya, apabila masih bingung tanyakan kepada guru Anda.
4. Pada saat kegiatan praktikum berlangsung , dilarang makan dan minum.
5. Dilarang menyalakan api.
6. Gunakan alat-alat sesuai petunjuk dan seizin guru Anda.
7. Selesai melakukan kegiatan, kembalikan alat-alat ke tempat semula dalam keadaan bersih dan rapi.
8. Cucilah tangan setelah melakukan kegiatan.
9. Bersihkan meja kerja dan ruangan laboratorium setelah kegiatan selesai.
10. Kontrol lagi semua peralatan dan pastikan semua dalam keadaan aman. 

b. Aturan-Aturan Keselamatan terhadap Listrik
  Bahaya listrik dapat disebabkan oleh tegangan listrik dari PLN ataupun alat-alat yang menghasilkan tegangan listrik, misalnya generator. Cara untuk menghindari kecelakaan terhadap penggunaan listrik antara lain sebagai berikut.

1. Pastikan tangan dan meja kerja dalam keadaan kering agar tidak terjadi sengatan listrik.
2. Pastikan keadaaan listrik telah terputus dari sumber listrik saat melakukan penyetelan dan pengubahan rangkaian listrik.
3. Jangan menggunakan steker yang bertumpuk-tumpuk di stopkontak karena dapat menyebabkan kelebihan beban sehingga menimbulkan panas dan memicu kebakaran.

4.  Jenis Kecelakaan yang Mungkin Terjadi daan Penanganannya
  Kecelakaan yang mungkin terjadi di laboratorium fisika adalah kebakaran dan adanya kejutan listrik. Kedua jenis kecelakaan ini tidak akan terjadi jika terdapat usaha pencegahan dan penanggulangan yang tepat.
a. Pencegahan dan Penanggulangan Kejutan Listrik
    Kecelakaan akibat kejutan listrik dapat dicegah dengan cara sebagai berikut.

1. Menyediakan pemutus arus yang dekat dengan jangkauan.
2. Mengetahui letak kabel yang terhubung dengan sumber tegangan utama saat berfungsi.
3. Mengetahui kesesuaian tegangan yang akan digunakan dengan kemampuan alat yang akan dipakai.
4. Menyediakan saklar penyambung dan pemutus stopkontak masing-masing.
5. Memastikan semua kabel terhubung sempurna.
6. Memberikan petunjuk pada pengguna laboratorium sebelum melakukan kegiatan yang berkaitan dengan arus listrik.

   Jika terjadi kejutan listrik, putuskan aliran listrik dengan langkah-langkah sebagai berikut.

1. Melakukan hubungan pendek.
2. Melepaskan steker dari stopkontak.
3. Memutus arus melalui sakelar yang tersedia
4. Menarik bagian tubuh penderita yang terkena dengan isolator.

b. Pencegahan dan Penanggulangan Kebakaran
   Pemicu kebakaran sering disebut dengan istilah segitiga api, antara lain unsur oksigen, panas, dan bahan bakar. Pencegahan kebakaran dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut.

1. Menjauhkan bahan yang mudah terbakar dari sumber panas.
2. Memastikan selalu tersedia sumber air, selimut api, dan pemadam yang siap dipakai.
3. Mematikan segera bunsen jika sudah tidak digunakan.
4. Nyala pembakar bunsen mungkin tidak kelihatan dalam cahaya terang. Jika alat ini tidak digunakan hendaknya dikecilkan dan ditutup jalan udaranya.
5. Botol yang berisi zat yang mudah terbakar hendaknya jangan disimpan atau dibuka dekat nyala api.
6. Nyala pembakar spirtus mungkin tidak kelihatan dalam cahaya terang . Jika alat ini tidak digunakan hendaknya api dipadamkan dan sumbunya ditutup dengan tutup khusus.
7. Sisa fosfor sebaiknya dibakar sampai  habis sebelum  alat yang digunakan dibersihkan.
8. Yakinlah bahwa Anda meninggalkan laboratorium setelah mematikan api, lampu dan lain-lai yang mungkin bisa menimbulkan kebakaran.
9. Jangan buang sisa bahan yang masih panas ke tempat sampah.
10. Periksa dahulu jika akan membuang bahan yang msih ada ke tempat sampah.
11. Sebelum meninggalkan laboratorium, yakinkan diri bahwa semua api/pembakar dan listrik telah dipadamkan.

    Penanggulangan kebakaran antara lain sebagai berikut.

1. Apabila api membesar harus segera dipadamkan.
2. Api yang baru timbull segera dipadamkan dengan kain atau karung basah atau selimut api.
3. Menggunakan pemadam kebakaran 

D. 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.