HAKIKAT FISIKA

 Oleh
Ferisha Fizalita
Guru Fisika SMA Negeri 3 Kota Jambi

Fisika merupakan cabang dari sains. Sains dalam bahasa Inggris “science” berasal dari bahasa Latin “scientia” yang berarti pengetahuan. Sains adalah suatu ilmu pengetahuan yang mempelajarai gejala alam melalui pengamatan, eksperimen, dan analisis. Oleh karena itu sains disebut sebagai ilmu pengetahuan alam (IPA).

Fisika berasal dari bahasa Yunani yang berarti “alam”. Fisika adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat dan gejala pada benda-benda di alam. Gejala-gejala ini pada mulanya adalah apa yang dialami oleh indra kita, misalnya penglihatan menemukan optika atau cahaya, pendengaran menemukan pelajaran tentang bunyi, dan

indra peraba yang dapat merasakan panas.

Mengapa kalian perlu mempelajari Fisika? Fisika menjadi ilmu pengetahuan yang mendasar, karena berhubungan dengan perilaku dan struktur benda, khususnya benda mati. Menurut sejarah, fisika adalah bidang ilmu yang tertua, karena dimulai dengan pengamatanpengamatan dari gerakan benda-benda langit, bagaimana lintasannya, periodenya, usianya, dan lain-lain. Bidang ilmu ini telah dimulai berabad-abadyang lalu, dan berkembang pada zaman Galileo dan Newton. Galileo merumuskan hukum-hukum mengenai benda yang jatuh, sedangkan Newton mempelajari gerak pada umumnya, termasuk gerak planet-planet pada sistem tata surya

Pada zaman modern seperti sekarang ini, ilmu fisika sangat mendukung perkembangan teknologi, industri, komunikasi, termasuk kerekayasaan (engineering), kimia, biologi, kedokteran, dan lain-lain. Ilmu fisika dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan mengenai fenomena-fenomena yang menarik. Mengapa bumi dapat mengelilingi matahari? Bagaimana udara dapat menahan pesawat terbang yang berat? Mengapa langit tampak berwarna biru? Bagaimana siaran/tayangan TV dapat menjangkau tempat - tempat yang jauh? Mengapa sifat-sifat listrik sangat diperlukan dalam sistem komunikasi dan industri? Bagaimana peluru kendali dapat diarahkan ke sasaran yang letaknya sangat jauh, bahkan antarbenua? Dan akhirnya, bagaimana pesawat dapat mendarat di bulan? Ini semua dipelajari dalam berbagai bidang ilmu fisika.

Fisika merupakan salah satu cabang dari sains sehingga hakikat fisika adalah sama dengan hakikat Sains yaitu Fisika sebagai produk (a body of knowledge), fisika sebagai sikap (a way of thinking), dan fisika sebagai proses (a way of investigating). Jadi dapat dikatakan bahwa hakikat fisika adalah ilmu pengetahuan yang mempelajarai materi dan energi serta interaksi antara keduanya melalui serangkaian proses yang dikenal dengan motede ilmiah. Proses tersebut dibangun atas dasar sikap ilmiah dan menghasilkan produk yang tersusun atas tiga komponen terpenting berupa konsep, prinsip, teori yang berlaku secara universal.

 

1.      Taksonomi Fisika

Bidang fisika secara garis besar terbagi atas dua kelompok, yaitu fisika klasik dan fisika modern. Fisika klasik bersumber pada gejala-gejala yang ditangkap oleh indra. Fisika klasik meliputi mekanika, listrik magnet, panas, bunyi, optika, dan gelombang yang menjadi perbatasan antara fisika klasik dan fisika modern. Fisika modern berkembang mulai abadke-20, sejak penemuan teori relativitas Einstein dan radioaktivitas oleh keluarga Curie.

Terdapat tiga cara dalam penyusunan taksonomi atau pengelompokan cabang-cabang ilmu fisika :

a)      Berdasarkan tujuannya

·         Fisika murni, bertujuan membangun teori tentang keteraturan alam

·   Fisika terapan, berupaya mempelajari cara memanfaatkan berbagai pengetahuan (teori, model, dan kaitan-kaitan fisis) untuk tujuan-tujuan khusus dan umum

 

b)      Berdasarkan perannya

·         Fisika teoritik, berupaya menyusun model (matematis) bagi keteraturan alamiah, memperkirakan hasil-hasil eksperimen dan pengamatan, serta menjelaskan hasil-hasil eksperimen dan pengamatan.

·         Fisika eksperimental/observasional, berupaya melakukan eksperimen dan pengamatan terkait dengan pengkajian teori atau model-model matematis yang diusulkan, mengumpulkan data-data, dan melakukan eksplorasi gejala-gejala alamiah.

 

c)      Berdasarkan objek material

Dalam hal ini terdapat berbagai cabang, yaitu fisika partikel, fisika bumi (geofisika), fisika atom, fisika nuklir, fisika plasma, fisika komputasi, fisika material, ekonofisika, biofisika, dan ilmu lain yang masih berkaitan dengan objek material.

 

2.      Hubungan ilmu fisika dengan ilmu pengetahuan lain

Tujuan mempelajari ilmu fisika adalah agar kita dapat mengetahui bagian-bagian dasar dari benda dan mengerti interaksi antara benda-benda, serta mampu menjelaskan mengenai fenomena-fenomena alam yang terjadi. Walaupun fisika terbagi atas beberapa bidang, hukum fisika berlaku universal. Tinjauan suatu fenomena dari bidang fisika tertentu akan memperoleh hasil yang sama jika ditinjau dari bidang fisika lain. Selain itu konsep-konsep dasar fisika tidak saja mendukung perkembangan fisika sendiri, tetapi juga perkembangan ilmu lain dan teknologi. Ilmu fisika menunjang riset murni maupun terapan. Ahli-ahli geologi dalam risetnya menggunakan metode-metode gravimetri, akustik, listrik, dan mekanika. Peralatan modern di rumah sakit-rumah sakit menerapkan ilmu fisika. Ahli-ahli astronomi memerlukan optik spektografi dan teknik radio. Demikian juga ahli-ahli meteorologi (ilmu cuaca), oseanologi (ilmu kelautan), dan seismologi memerlukan ilmu fisika.

 

3.      Produk Ilmiah

a)   Fakta, adalah keadaan atau kenyataan yang sesungguhnya dari segala peristiwa yang terjadi di alam

b)      Konsep, adalah abstraksi dari berbagai kejadian, objek, fenomena, dan fakta

c)      Rumus, adalah pernyataan matematis dari suatu fakta, konsep, prinsip, hukum, dan teori

d)  Prinsip/hukum fisika, adalah suatu aturan dasar yang menyimpulkan pengamatan berkaitan untuk menjelaskan suatu pola kejadian alam.

e)   Teori fisika, adalah suatu penjelasan berdasarkan pada berbagai pengamatan yang didukung oleh hasil-hasil eksperimen

f)   Model, adalah suatu ide, struktur, atau sistem dapat dipresentasikan untuk memodelkan fenomena yang tidak dapat dilihat yang coba dijelaskan oleh ilmuwan.

 

4.      Sikap Ilmiah

Dalam melakukan kerja ilmiah, Anda harus memiliki sikap ilmiah atau sikap yang sesuai dengan kaidah ilmu pengetahuan. Berikut ini beberapa sikap ilmiah yang perlu dimiliki :

a)      Membedakan Fakta dan Opini

Dapat membedakan antara fakta dan opini adalah salah satu sikap yang perlu dimiliki oleh seorang saintis. Fakta adalah kenyataan, sedangkan opini adalah pendapat. Fakta dapat dikenali oleh alat indra dan dapat diukur secara kualitatif. Pernyataan dalam bidang IPA haruslah berupa pernyataan eksak, yaitu tepat dan spesifik. Adapun opini merupakan tanggapan atau tafsiran seseorang. Berikut ini contoh fakta dan opini.

b)      Berpikir Kritis

Ketika Anda menilai dan menyaring suatu informasi yang diterima, Anda berarti telah berpikir kritis. Berpikir kritis berarti mengombinasikan apa yang telah Anda ketahui dengan fakta baru yang diberikan, setelah itu baru Anda putuskan untuk mempercayainya atau tidak. Berpikir kritis ini sangat penting karena tidak semua informasi yang kita terima itu benar. Kita perlu menyaringnya dan melihat dari berbagai sudut pandang sebelum mempercayainya. Berpikir kritis sangat penting ketika sedang melakukan kerja ilmiah. Dengan demikian, Anda akan mendapatkan data penelitian yang akurat dan dapat dipertanggungjawabkan.

 

c)      Berani dan Santun dalam Mengajukan Pertanyaan

Berani dan santun dalam mengajukan pertanyaan adalah sikap ilmiah yang perlu kita miliki. Terutama ketika kita bekerja sama dengan orang lain. Anda harus menjaga kekompakan dan kerja sama yang baik. Ketika menganalisis suatu penjelasan, mungkin ada hal-hal yang tidak dimengerti atau hal-hal yang dirasa janggal. Untuk itu, Anda perlu mengajukan pertanyaan untuk mendapatkan keterangan lebih lanjut. Jangan takut untuk bertanya, tetapi ingat pula untuk mengajukan pertanyaan secara santun. Mengapa? Karena seorang saintis yang baik adalah seseorang yang dapat menghargai orang lain.

 

d)        Memiliki Rasa Ingin Tahu

Dasar dari perkembangan Ilmu Pengetahuan Alam adalah rasa ingin tahu terhadap alam semesta. Ahli sains selalu ingin tahu apa, bagaimana, mengapa, atau di mana terhadap segala sesuatu. Anda harus memiliki sikap ini sehingga timbul keinginan untuk melakukan kegiatan ilmiah. Dari sikap ingin tahu, akan timbul permasalahan yang mungkin membawa Anda pada penelitian yang berguna bagi masyarakat. Dengan memiliki rasa ingin tahu, kita akan berusaha menemukan jawaban dari berbagai permasalahan yang muncul di muka bumi ini.

 

e)      Tekun dan Peduli Lingkungan

Dalam melakukan penelitian, ketekunan merupakan salah satu prasyarat dalam keberhasilan penelitian. Jangan Anda putus asa dalam melakukan penelitian, kegagalan merupakan bagian dari keberhasilan. Tidak sedikit penelitian yang gagal, namun akhirnya berhasil. Tidak sedikit juga penyelidik yang berhasil setelah mempelajari kegagalan dirinya sendiri maupun orang lain.

Sikap peduli lingkungan juga harus tertanam dalam jiwa saintis karena suatu penelitian akan sia-sia jika ternyata proses maupun hasilnya merusak lingkungan. Manusia sebagai makhluk ciptaan Tuhan yang memiliki akal, diberi kemampuan untuk memanfaatkan dan memelihara lingkungan. Oleh karenanya, sikap peduli terhadap lingkungan harus tetap dilakukan di manapun berada.

 

      5.    Metode Ilmiah

Metode ilmiah merupakan cara sistematis yang dilakukan para ilmuwan untuk memecahkan

masalah secara ilmiah. Secara sederhana, metode ilmiah dapat dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut :

a)      Melakukan observasi

Tahapan observasi dilakukan untuk menemukan masalah. Dalam tahapan observasi ada dua cara yang dapat dilakukan yaitu pengamatan kuantitatif dan kualitatif. Pengamatan kuantitatif yaitu pengamatan dengan mengamati data berupa angka-angka sedangakan pengamatan kualitatif adalah prngamatan yang dilakukan menggunakan indera kita.

 

b)      Merumuskan Masalah

Masalah merupakan pertanyaan apa, mengapa, atau bagaimana (ABDIKASIM: apa, bagaimana, di mana, kapan, siapa, mengapa) tentang objek yang akan diteliti. Masalah yang akan kamu teliti harus jelas batasannya. Sebaiknya masalah juga harus spesifik agar mempermudah dalam pelaksanaan penelitian dan melakukan kontrol.

 

c)      Mengajukan Hipotesis

Hipotesis menunjukkan kemungkinan-kemungkinanjawaban dari masalah yang sedang diteliti. Jadi hipotesis merupakan dugaan sementara yang didukung oleh pengetahuan dan teori relevan yang telah dimiliki. Hipotesis inilah yang harus kamu uji kebenarannya melalui observasi atau eksperimen. Ada dua jenis hipotesis dalam penelitian yaitu hipotesis kerja dan hipotesis nol. Hipotesis kerja atau hipotesis alternatif berisi dugaan yang menyatakan bahwa perlakuan yang kamu berikan dalam penelitian berpengaruh terhadap variabel yang kamu amati. Contoh: kalor mempengaruhi suhu air. Sedangkan hipotesis nol merupakan kebalikan dari hipotesis kerja yaitu dugaan yang menyatakan tidak ada pengaruh. Contoh: kalor tidak mempengaruhi suhu air .

 

d)      Melakukan Eksperimen

Hipotesis harus diuji dengan mengumpulkan berbagai fakta-fakta dan data yang relevan untuk mengetahui apakah fakta-fakta dan data itu mendukung hipotesis yang kamu ajukan atau tidak. Fakta dapat berupa observasi atau pengamatan, misalnya pengamatan secara langsung atau dengan mikroskop. Data dapat kamu peroleh melalui percobaan/eksperimen baik di lapangan maupun di laboratorium. Sebelum melaksanakan penelitian kamu harus memahami pedoman keselamatan kerja di laboratorium dan mengerti tahapan-tahapan yang akan dilaksanakan, termasuk variabel bebas, variabel terikat, dan variabel kontrol, serta parameter-parameter yang akan diamati. Variabel adalah faktor-faktor yang berpengaruh dalam percobaan dan memiliki nilai yang dapat berubah atau diubah. Variabel yang muncul dalam penelitian adalah variabel bebas, variabel terikat, variabel kontrol, dan variabel pengganggu (galat atau kesalahan). Variabel bebas atau variabel percobaan merupakan variabel yang sengaja dibuat tidak sama untuk menunjukkan pengaruhnya terhadap variabel terikat. Variabel terikat adalah variabel yang mengalami perubahan karena perlakuan variabel bebas. Variabel kontrol merupakan variabel yang dibuat sama dalam suatu penelitian, biasanya faktor lain diluar perlakuan yang dikenakan pada objek penelitian. Sedangkan variabel pengganggu adalah variabel yang tidak diharapkan tetapi dapat mempengaruhi hasil percobaan. Data yang diambil harus relevan dengan permasalahan yang dihadapi. Dalam pengumpulan data ini kamu harus menjunjung tinggi kejujuran dan objektivitas agar hasil penelitian sesuai dengan kenyataan yang ada.

 

e)      Mengolah dan Menganalisis Data

Data yang kamu peroleh dapat berupa data kuantitatif (berupa angka-angka, misalnya tinggi, berat, panjang, luas, kandungan zat, dan sebagainya) maupun data kualitatif (misalnya warna, tekstur, bentuk, dan sebagainya). Kamu harus menggunakan alat ukur yang tepat dan standar sehingga diperoleh data kuantitatif yang akurat. Data yang telah diperoleh kemudian dianalisis, ditafsirkan, dan jika perlu diuji secara statistik sebagai dasar untuk menolak atau menerima hipotesis yang telah diajukan.

 

f)       Penarikan Kesimpulan

Kesimpulan diambil berdasarkan data-data yang telah dianalisis dan diuji untuk menerima atau menolak hipotesis yang diajukan. Hipotesis diterima bila data-data yang dikumpulkan sesuai/mendukung pernyataan dalam hipotesis. Sebaliknya bila data-data tidak sesuai maka hipotesis harus ditolak. Hipotesis yang diterima menjadi pengetahuan yang diperoleh secara ilmiah dan menjadi bagian dari ilmu pengetahuan.Sedangkan hipotesis yang ditolak bukan berarti penelitian itu gagal. Mungkin ada beberapa hal yang dibenahi misalnya parameter yang diamati tidak tepat, pengaturan variabel kurang sesuai, atau memang kenyataan bahwa hipotesis yang diajukan harus ditolak. Jadi segala sesuatu perlu dikaji ulang atau bahkan dilaksanakan penelitian ulang. Langkah-langkah dalam metode ilmiah harus ditempuh secara bertahap dan berurutan karena langkah yang satu merupakan landasan untuk mengerjakan langkah berikutnya.