Mudah Dengan Fisika Gasing Pada Materi Gerak Lurus Berubah Beraturan

Fisika adalah salah satu pelajaran yang menjadi momok bagi siswa. Ketika siswa mengetahui ada pelajaran Fisika, maka siswa sudah takut dan jadi tidak senang  terhadap pelajaran tersebut. Bayangan siswa, Fisika selalu identik dengan rumus- rumus dan angka-angka yang membuat pusing tujuh keliling. Dengan kondisi seperti ini maka ketika guru masuk ke dalam kelas, siswa sudah tidak bersemangat, bahkan sudah merasa tidak bisa. 

Ini adalah tugas berat guru untuk membuat siswa senang dan dapat menumbuhkan minat siswa untuk mengikuti pelajaran fisika dengan senang, tidak terbebani, dan merasakan bahwa fisika itu mudah. Tidak terkecuali pada materi “Gerak Lurus Berubah Beraturan”, kalau kita perhatikan, kita akan berkutat dengan persamaan yang memusingkan dan susah untuk diaplikasikan. Untuk siswa yang pandai saja susah untuk dipahami, apalagi untuk siswa yang kemampuannya sedang, dan rendah. Kesulitan yang dihadapi siswa pada materi “Gerak lurus Berubah Beraturan” antara lain:

1. Siswa kesulitan memahami persamaan yang ada.
2. Siswa kurang dapat memilih persamaan yang digunakan dengan tepat dan cepat.
3. Pada soal pengembangan, siswa kurang dapat mengkombinasikan rumus.
4. Siswa kesulitan menerapkan lebih dari dua persamaan dalam satu soal.

Dari fakta yang ada tersebut, saya mencoba menerapkan metode Fisika Gasing yang dikembangkan oleh Yohanes Surya, untuk membuat materi fisika lebih mudah dan mengasyikkan. Metode ini hanya bermodalkan kemampuan dasar hitung siswa, yaitu tambah, kurang, kali dan bagi. Dengan metode ini siswa tidak perlu menghafalkan rumus yang ada, dan siswa hanya diajari bermain logika dan hitungan. Apabila siswa sudah menguasai konsep dasar Gerak Lurus Berubah Beraturan, maka sesulit apapun soal disajikan, maka akan dengan mudah dikerjakan. Berikut ini saya sajikan contoh soal, dan penyelesaian soal dengan menggunakan persamaan serta metode gasing. Kita akan dapat membandingkan mana yang lebih mudah dipahami oleh siswa.

Contoh soal:

1.      Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Kemudian dipercepat, sehingga dalam 5 detik kecepatannya menjadi 30 m/s. Berapakah percepatan dan jarak yang ditempuh?

Penyelesaian:

Menggunakan rumus

• Diketahui:  v₀ = 10 m/s     v  =  30 m/s     t  = 5 detik
• Ditanya: a (percepatan) dan s (jarak )
• Jawab: Untuk menyelesaikan soal tersebut kita harus tahu dulu bahwa v = v₀ + a.t
• Sehingga  a = ( v – v₀ )/t = ( 30 – 10 )/5 = 20/5 = 4 m/s²
• Jarak  s = v₀. t + ½ a.t²  = 10 . 5 + ½. 4. 5² = 50  + 50 = 100 m

Metode Fisika Gasing

•  Mula-mula kecepatan 10 m/s, menjadi 30 m/s, dalam 5 detik.
• 5 detik bertambah ( 30-10 = 20 m/s)
• Berarti kalau 1 detik  kecepatannya bertambah 20/5 = 4 m/s
• Maka percepatannya a = 4 m/s²
• Untuk menghitung jarak tempuh:   S = (10 x 5 + 30 x 5 )/2 S = ( 50 + 150 )/2 = 200/2 = 100 m.

Keterangan: jarak dihitung dengan cara kecepatan awal dikalikan waktu, ditambah kecepatan akhir dikalikan waktunya dibagi dua.

2.      Motor dari keadaan diam dipercepat dengan percepatan 2 m/s, sehingga kecepatannya menjadi 12 m/s. Berapakah waktu yang diperlukan, dan berapak jarak yang ditempuh?

Penyelesaian:

a. Menggunakan rumus:

• Diketahui:v₀ = 0 m/s              v  = 12 m/s                  a  = 2 m/s²
• Ditanya: t ( waktu) dan s (jarak)
• Jawab:
• Kita harus pilih salah satu rumus yaitu: v = v₀ + a.t      
• Sehingga t = ( v – v₀)/a = (12 – 0)/2 = 6 detik.
• Jaraknya:  dari persamaan v² = v₀² + 2.a.s                 
  • S = (v² – v₀²)/2a                 
  • S = ( 12² – 0)/(2.2)                 
  • S = 144/4 = 36 meter.

b.      Metode Fisika Gasing:

•  a  = 2 m/s² artinya 1 detik kecepatan bertambah 2 m/s
• maka agar kecepatan bertambah 12 m/s, waktunya t = 12/2 = 6 detik.
• Untuk menghitung jarak tempuh:

S = (0 x 6 + 12 x 6 )/2
S = ( 0 + 72 )/2 = 72/2 = 36 meter.

Dari dua contoh soal diatas dapat kita bandingkan bahwa untuk cara yang penggunaan rumus, siswa sebelum mengerjakan soal harus tahu terlebih dahulu mana rumus yang digunakan, dan siswa juga harus mahir memindah variable, sesuai apa yang ditanyakan. Disinilah siswa akan merasakan kesulitan dan kebingungan untuk menentukan rumus yang digunakan, sesuai dengan apa yang diketahui didalam soal. 

Pada metode Fisika Gasing, siswa tidak perlu sama sekali menghafalkan rumus yang digunakan. Siswa hanya diajarkan perkalian, pembagian, penjumlahan dan pengurangan. Dengan cara seperti itu, maka pemahaman siswa akan lebih mudah, dan siswa tidak terbebani dengan rumus-rumus fisika yang menakutkan. Dengan metode ini siswa akan merasa enak, dan senang belajar fisika, karena tidak perlu lagi menghafalkan rumus yang banyak. Dari hasil yang dicapai siswa, sudah terbukti dari hasil ulangan yang lebih baik hasilnya dari pada siswa yang menggunakan rumus untuk menyelesaikan soal. Siswa juga senang dan cepat mengerti ketika diberi materi tentang “Gerak Lurus Berubah Beraturan”.

 

Demikian, Semoga apa yang saya tulis dapat bermanfaat, dan dapat membuat pemahaman bahwa Fisika itu sulit dan menakutkan akan dapat kita hilangkan.

KTSP : Menuntut Guru Lebih Kreatif

Penerapan kurikulum tingkat satuan pendidikan (KTSP) di setiap sekolah setingkat SD, SMP dan SMA, akan membuat guru semakin pintar, karena mereka dituntut harus mampu merencanakan sendiri materi pelajarannya untuk mencapai kompetensi yang telah ditetapkan. Kurikulum yang selama ini dibuat dari pusat, menyebabkan kreativitas guru kurang terpupuk, tetapi dengan KTSP, kreativitas guru bisa berkembang.

Demikian pendapat dari pakar kurikulum, Dr Karnadi dari Universitas Negeri Jakarta (UNJ) dan Prof Dr Ansyar dari Universitas Negeri Padang (Unan). Pendapat kedua pakar itu dilontarkan berkaitan dengan munculnya KTSP 2006 sebagai pengganti kurikulum berbasis kompetensi (KBK) 2004.

Karnadi yang ditemui Pembaruan di Jakarta, pekan lalu mengatakan, dengan semangat otonomi dan desentralisasi, KTSP memberi keleluasaan sekolah untuk mengembangkan kurikulum sendiri. KTSP sebenarnya positif, sebab sekolah diberikan otonomi untuk berdiskusi terkait dengan standar kompetensi yang dikembangkan.

Hanya saja, sebagian besar guru belum terbiasa untuk mengembangkan model-model kurikulum. Selama ini mereka diperintah untuk melaksanakan kewajiban yang sudah baku, yakni kurikulum yang dibuat dari pusat.
Karnadi menambahkan, implementasi KTSP sebenarnya membutuhkan penciptaan iklim pendidikan yang memungkinkan tumbuhnya semangat intelektual dan ilmiah bagi setiap guru, mulai dari rumah, di sekolah, maupun di masyarakat. Hal ini berkaitan adanya pergeseran peran guru yang semula lebih sebagai instruktur dan kini menjadi fasilitator pembelajaran.

“Guru dapat melakukan upaya-upaya kreatif serta inovatif dalam bentuk penelitian tindakan terhadap berbagai teknik atau model pengelolaan pembelajaran yang mampu menghasilkan lulusan yang kompeten,” tuturnya.

• Beban Bertambah

Karnadi mengakui, penerapan KTSP tersebut berimplikasi pada bertambahnya beban bagi guru. Penerapan KTSP mengandaikan guru bisa membuat kurikulum untuk tiap mata pelajaran, padahal, selama ini guru sudah terbiasa mengikuti kurikulum yang ditetapkan pemerintah.

’’Belum lagi mengingat kualitas guru yang kurang merata di setiap daerah. “Ini artinya, KTSP menghadapi kendala daya kreativitas dan beragamnya kapasitas guru untuk membuat sendiri kurikulum,” katanya.
Dikatakan Karnadi, pemberdayaan guru belum dilakukan sepenuhnya oleh pemerintah daerah (pemda). Misalnya, pemda belum melakukan evaluasi pendidikan yang baik dan benar, termasuk evaluasi guru. “Ini yang kerap terjadi, sehingga penerapan KTSP pun bisa melambat. Karena itu, pemda sebaiknya agresif dalam melakukan percepatan penerapan KTSP,” katanya.

Namun, menurut Prof Ansyar seperti dilansir Antara, Minggu (28/1), pemberdayaan guru dalam KTSP ini akan lebih baik, karena guru harus memikirkan perencanaan penyampaian materinya, setelah selama ini hanya mengajar sesuai kurikulum yang diturunkan pusat. Menurutnya, penerapan KTSP memberikan peluang bagi setiap sekolah untuk menyusun kurikulumnya sendiri, dan untuk itu tiap guru yang akan mengajar di kelas dituntut memiliki kemampuan menyusun kurikulum yang tepat bagi peserta didiknya.

KTSP yang dibuat sekolah itu, kata dia, harus tetap mengacu pada Badan Standar Nasional Pendidikan (BNSP), dan disusun sebagai kurikulum operasional sekolah berdasarkan standar isi dan kompetensi lulusan yang dikembangkan dengan prinsip diversivikasi. Kurikulum harus disesuaikan dengan satuan pendidikan, potensi daerah, dan peserta didik.

“Meski sekolah memiliki kewenangan luas, acuan tetap pada BSNP sesuai standar isi dan kompetensi lulusan,” katanya.

Lebih lanjut dijelaskannya, KTSP merupakan penyempurnaan dari Kurikulum 2004, yang sebelumnya masih disusun pemerintah pusat, dan sekolah tinggal menggunakannya. Dalam KTSP, sekolah memiliki kewenangan menentukan muatan lokal, yang dapat dijadikan satu keunggulan sekolah itu sendiri.

Tetapi, untuk mengoptimalkan pemberdayaan guru dalam menyusun kurikulum tersebut, harus didukung sejumlah sarana dan fasilitas seperti ketersediaan buku teks yang beragam.

“Setiap guru butuh banyak pengetahuan untuk penyempurnaan kurikulum yang disusunya, dan memerlukan banyak sumber seperti buku, dan internet,” katanya.

• Kontekstual

Karnadi juga menjelaskan, sebetulnya, keluarnya Peraturan Mendiknas Nomor 22, 23, dan 24 Tahun 2006 mengenai KTSP atau Kurikulum 2006 ini tidak hanya menyempurnakan kurikulum sebelumnya, namun memberikan peluang yang sebesar-besarnya kepada daerah untuk mengembangkan pendidikan yang kontekstual.

“Sebagai pembaruan kurikulum, KTSP coba memberi ruang lebih luas bagi otonomi sekolah. Pemerintah hanya menetapkan standar minimal kurikulum yang harus dipenuhi, selebihnya bergantung pada masing-masing sekolah,” katanya.

Sementara itu, Kepala Pusat Informasi dan Humas Bambang Wasito Adi mengatakan, KTSP memberi hak penuh pada sekolah-sekolah untuk menentukan sendiri kurikulumnya. Tujuannya adalah agar potensi tiap-tiap sekolah dapat menonjol, sehingga tercipta kompetisi antarsekolah.

“Dengan KTSP ini, masing-masing sekolah bisa membuat silabus, kurikulum, dan indikator-indikatornya sendiri,” katanya.

Meski menentukan silabus sendiri, kata Bambang, namun standar kompetensi dan isinya harus sesuai dengan yang ditetapkan pemerintah. Bambang menambahkan meski masih dibebaskan memakai kurikulum lama, namun pada 2009 seluruh sekolah harus sudah memakai KTSP.

Sumber: Suara Pembaharuan Daily

Penghasil Listrik dari Panas Knalpot

Sisa panas dari mesin internal combustion yang ada saat ini terbuang begitu saja lewat kanalpot. Padahal energi panas yang dihasilkan tersebut dapat dimanfaatkan, salah satunya untuk menghasilkan listrik. 

Pemasok exhaust system Jerman Eberspaecher berhasil memanfaatkan energi panas yang umumnya terbuang begitu saja melalui knalpot untuk menggerakkan turbin uap pembangkit listrik yang mungkin suatu saat nanti bisa menggantikan fungsi alternator. 

Konsepnya cukup sederhana. Air disalurkan ke dalam wadah yang menyelubungi bagian exhaust system/knalpot. Sisa panas dari knalpot akan memanaskan air menjadi uap bertekanan tinggi untuk menggerakkan bilah-bilah turbin miniatur. 

Turbin tersebut dihubungkan ke motor generator yang dapat difungsikan sebagai pemasok tambahan listrik atau bahkan menggantikan fungsi alternator konvensional secara penuh. 

Sebagaimana diketahui, alternator mengambil daya dari putaran mesin yang disalurkan via drive belt. Beban alternator terkadang mengambil banyak tenaga mesin sehingga selain menyita tenaga mesin juga menambah boros bahan bakar. 

Sistem turbin rancangan Eberspaecher memiliki kemampuan yang sanggup menghasilkan hingga 1.100 watt daya yang setara dengan pengurangan emisi CO2 sebesar 10%. Perusahaan ini juga tengah mengembangkan rancangan kedua untuk mamanfaatkan panas yang diubah langsung menjadi listrik. 

Sistem kedua ini memanfaatkan perbedaan suhu antara panas knalpot gas buang dengan suhu sekitarnya guna menghasilkan listrik yang dapat dimanfaatkan untuk mengurangi beban dari alternator mobil. 

Walaupun sistem ini menghasilkan daya hanya sekitar sepertiga dari sistem turbin Eberspaecher, namun ini sudah cukup berguna untuk mereduksi emisi CO2 sebanyak 5 g/km. 

Kita berharap semoga saja penemuan ini bisa segera diterapkan secara massal. Jangan sampai temuan ini hilang begitu saja tanpa kelanjutan yang mengingatkan kita pada temuan anak-anak bangsa dari ITS Surabaya lebih dari 20 tahun lalu, berupa pendingin udara (A/C) mobil yang memanfaatkan panas dari knalpot. 

Ilustrasi: Ward Auto

Sumber:

Anomali Dalam Sistem Gravitasi

Peristiwanya terjadi pada tahun 1980 saat John Anderson bertanya-tanya apakah ada yang salah dengan hukum gravitasi?

Laboratorium Propulsi mesin jet tempat fisikawan ini bekerja telah mempelajari data dari dua pesawat angkasa Pioneer 10 dan 11 yang telah menerbangi tata surya selama sepuluh tahun.

Pesawat yang seharusnya terbang dengan kecepatan tetap 40.000 kilometer per jam ke ujung tata surya ini malah melambat. Walaupun sudah memperhitungkan kemungkinan gravitasi dari matahari dan planet yang dilalui tetap saja tidak ada jawabannya.

Bagaimana mungkin?
 
Saat itu Anderson berpikir penjelasannya mudah saja. Mungkin ada kerusakan pada pesawat atau perhitungannya yang salah.

Anderson yang pemalu dan jarang berbicara tentu saja tidak mungkin mengadakan konfrensi pers yang menyatakan bahwa pesawat angkasa Amerika tidak menuruti hukum fisika.

Anderson yang kini telah berumur 70 tahun hanya bergumam "Mungkin ada sesuatu yang belum saya pahami terjadi".

Selama bertahun-tahun

Walaupun sendirian dan banyak kritik yang bahkan mempertanyakan kemampuan matematikanya, 20 tahun kemudian penelitian Anderson membuahkan hasil.

Pada bulan Oktober, Badan Antariksa Eropa merekomendasikan misi khusus ke luar angkasa untuk mencoba apakah penemuan Anderson mungkin dapat membuat buku-buku teks fisika ditulis ulang. Sejumlah ilmuwan bahkan berspekulasi kalau "Anomali pesawat Pioneer" dapat menyibak misteri seperti keberadaan "dark matter" ataupun keberadaan kekuatan antar dimensi yang dikemukakan oleh teori "string".

Tetapi kepada publik kami memilih untuk tidak membesar-besarkan hal ini dahulu, kata Slava G. Turyshev, mantan ilmuwan Rusia yang ikut meneliti anomali ini.
Yah apapun yang terjadi Anderson telah memasukkan namanya kedalam sejarah.
Gravitasi adalah salah satu kekuatan alam yang sangat banyak dipelajari. Adalah Newton yang pada abad ke-17 mengatakan bahwa setiap benda di alam semesta saling tarik menarik secara proporsional.
Einsten pada tahun 1915 menyempurnakan teori ini dengan mengatakan bahwa benda-benda yang lebih kecil ditarik oleh benda-benda yang lebih besar dengan pengandaian pada trampolin untuk melompat dengan bola boling.

"Saya mulai mengamati adanya anomali percepatan saat pesawat mendekati Matahari", kata Anderson yang berarti pesawat ini melambat.

Anomalinya kecil saja, hanya 8x10 -8 cm/s2 tetapi apabila dikonversi untuk perjalanan setahun menjadi 12.800 kilometer, sebuah kesalahan kecil untuk pesawat yang mampu menempuh perjalanan sejauh 350 juta kilometer itu. Oh ya, anomalinya sepersepuluh milyar lebih lemah dari gravitasi Bumi.

Kini setelah 20 tahun pesawat ini meluncur, kesalahannya sudah mencapai 400.000 kilometer yang berarti sejarak Bumi ke Bulan.

Saat pertama kalinya fenomena ini teramati, Anderson mengira bahwa radiasi dan hawa panas Matahari-lah penyebabnya, atau mungkin juga kesalahan mekanis di pesawat. Tertuduh utama adalah kebocoran gas yang diikuti oleh pelepasan energi dari generator. Tetapi sepertinya tidak mungkin.

"Dia masih menggaruk kepalanya" saat pertemuan di Los Alamos tahun 1994 saat pembicara, Michael Martin Nieto bertanya pada acara update fisika tahunan, "Apakah ada lagi yang mau menambahkan?"

"Yah, saya ada masalah dengan pesawat Pioneer", kata Anderson.

"Saya hampir jatuh dari kursi", kata Nieto.

Saat itulah Anomali pesawat Pioneer diperdengarkan dan ikut menarik beberapa ilmuwan muda untuk menelitinya.

Pesawat Pioneer 10 terakhir kalinya mengontak Bumi pada Januari 2003.


Sumber : Fisika Asyik

Teknologi Ikan : Pembangkit Listrik Tenaga Air Arus Rendah (Low Water-Current Power Generator)

Arus pergerakan air sungai dan laut yang pelan bisa dilaporkan bisa menjadi sumber energi alternatif baru yang terjangkau dan dapat dihandalkan. Seorang insinyur dari Universitas Michigan telah membuat sebuah mesin yang bekerja selayaknya seekor ikan yang mampu mengubah getaran destruktif dari aliran fluida menjadi tenaga listrik.

Mesin tersebut dinamakan VIVACE (Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy).

VIVACE merupakan alat yang bisa memproduksi energi dari arus air di seluruh dunia karena alat tersebut bekerja pada arus air yang mengalir dengan kecepatan kurang dari 2 knot (2 mil per jam). Hampir semua arus air di bumi berkecepatan kurang dari 3 knot. Turbin dan kincir air membutuhkan kecepatan air minimal 5-6 knot untuk bisa beroperasi dengan efisien.

(http://www.vortexhydroenergy.com/)

Mesin VIVACE ini tidak tergantung pada gelombang, pasang-surut air, turbin ataupun bendungan. Dia adalah suatu sistem hidrokinetik yang sangat unik, yang mengandalkan "getaran-getaran yang diinduksi pusaran (vortex induced vibrations)".

Getaran-getaran yang diinduksi pusaran ini merupakan getaran yang dihasilkan apabila sebuah benda berbentuk bulat atau melengkung dimasukkan dalam fluida yang bergerak, yang bisa berupa air atupun udara. Adanya benda tersebut akan menimbulkan pusaran dengan kecepatan sebesar aliran fluida tersebut. Akhirnya akan terbentuk arus edy, atau pusaran, pada bagian belakang benda tersebut. Pusaran ini ternyata menggerakkan benda, mendorong dan menarik ke arah kiri-kanan atau atas-bawah, tegak lurus dengan arah arus.

Vibrasi serupa telah merobohkan jembatan Tacoma Narrows di Washington pada tahun 1940 dan tower pendingin pada pembangkit listrik Ferrybridge di England pada tahun 1965. Pada air, vibrasi seperti ini sering merusak dermaga, kilang minyak dan bangunan-bangunan pesisir.

"Selama 25 tahun terakhir, para insinyur - termasuk saya - telah mencoba untuk mengurangi vibrasi yang diinduksi pusaran ini. Namun, sekarang di Michigan kami melakukan hal sebaliknya. Kami memacu vibrasi dan menuai kekuatan destruktifnya yang kuat," kata pengembang VIVACE Michael Bernitsas, seorang profesor di Departemen U-M Teknik Kelautan dan Arsitektur Angkatan Laut.

Ikan telah lama diketahui memiliki kemampuan untuk memanfaatkan pusaran air yang menginduksi vibrasi ini dengan baik.

"VIVACE ini meniru teknologi ikan tersebut," kata Bernitsas. "Ikan meliukkan badannya untuk meluncur di antara pusaran-pusaran yang berada didepan badannya. Kekuatan otot mereka sendiri tidak akan mampu melontarkan badan mereka di air dengan kecepatan tersebut oleh karenanya mereka berenang pada alur ikan yang lain."

Meskipun mesin Bernitsas ini tidak mirip ikan, dia mengatakan suatu saat nanti akan menyerupainya. Prototip mesinnya saat ini di lab-nya hanya berupa satu silinder yang terhubung dengan pegas. Silinder tersebut berposisi horisontal melintang aliran air dalam sebuah tangki seukuran trailer. Air dalam tangki tersebut mengalir dengan kecepatan 1,5 knot.

Cara kerja VIVACE adalah sebagai berikut :

Adanya silinder dalam aliran air akan menyebabkan pusaran pada bagian atas dan bawah silinder. Pusaran-pusaran tersebut akan mendorong dan menarik silinder pasif tersebut ke atas dan ke bawah pada pegasnya, yang akan menimbulkan energi mekanik. Kemudian, mesin mengubah energi mekanik tersebut menjadi listrik.

Cukup beberapa silinder saja sudah mencukupi untuk menyuplai kapal yang sedang berhenti, atau mercusuar, kata Bernitsas. Silinder-silinder ini dapat disusun berderet. Dia juga mengatakan mesinnya bisa mencukupi untuk 100.000 rumah.

Oleh karena osilasi pada VIVACE ini lambat, diteorikan bahwa sistem tersebut tidak akan membahayakan kehidupan air, sebagaimana bendungan dan turbin mampu merusak.

Bernitsas mengatakan energi VIVACE akan bernilai 5,5 sen per kilowatt jam. Energi angin bernilai 6,9 sen per kilowatt jam, 4,6 sen untuk tenaga nuklir dan 16-48 sen untuk tenaga surya (tergantung tempat).

Bernitsas mengatakan, bila kita mampu mendulang 0,1% energi samudera saja, kiata akan mampu mencukupi 15 milyar orang.

Akhir-akhir ini banyak ilmuwan telah melakukan bermacam penelitian yang akhirnya menemukan sebuah alat yang mampu menciptakan tenaga listrik dari sungai Detroit. Mereka telah bekerja selama 18 bulan untuk membuat pilot projeknya.

Sumber : Fisika Asyik

Teknik Terbang Burung Walet

Pernahkah kalian melihat tornado atau pusaran angin puting-beliung? Semua benda yang berada di sekeliling tornado akan dibawa terbang masuk ke dalam pusarannya, seperti dihisap ke arah sumbu tornado. Mengapa begitu? Karena tekanan udara di dalam tornado lebih kecil dari tekanan udara di sekitarnya. Perbedaan tekanan udara yang ditimbulkan cukup besar untuk menarik benda-benda seperti drum minyak, atap rumah, dan bahkan seekor kerbau ke dalam pusaran tornado. Lalu, apa hubungannya dengan burung walet? Apakah burung walet mampu terbang menembus pusaran tornado? Begini ceritanya.

Ada jenis pesawat jet tempur yang dilengkapi dengan sepasang sayap yang dapat dilipat ke belakang dan dikembangkan lagi. Jenis sayap seperti ini disebut swept-wing, dan sayap jenis inilah yang memberikan kemampuan terbang cepat dan membelok tajam bagi pesawat jet tempur – seperti kemampuan seekor burung walet. Lucunya, para insinyur penerbangan sudah memanfaatkan keunikan burung ini, jauh sebelum para ilmuan memahami dan menjelaskannya. Bukan saja peswat jet tempur Amerika, F-14 Tomcat yang menggunakan teknik burung walet ini, tetapi pesawat jet penumpang jenis Concorde juga.

Kedua jenis pesawat terbang di atas membutuhkan kecepatan tinggi ketika terbang, tetapi juga kemampuan untuk memperlambat kecepatannya ketika hendak mendarat, tanpa kehilangan ketinggian, atau lebih baik dikatakan tanpa kehilangan kemampuan untuk mempertahankan ketinggian yang tepat, sebab mengurangi kecepatan berarti mengurangi daya dorong ke atas dari udara. Pernahkah anda memperhatikan seekor burung ketika hendak mendarat atau hinggap di cabang pohon? Itu juga adalah salah satu dari rahasia burung walet yang akan diungkap di sini.

Sejak tahun 1996, para ilmuan sudah tahu bahwa serangga menggunakan gejala tornado yang disebut vortex, yaitu aliran udara yang berputar, untuk terbang. Tetapi, menghubungkan bentuk khas sayap burung dengan vortex-nya serangga adalah sesuatu hal yang hampir mustahil untuk diperagakan dan diamati.

Sekitar tahun 2004, para ilmuan membuat model sayap burung walet dan menempatkannya di dalam lorong air yang berfungsi seperti lorong udara (air-tunnel). Air sengaja diberi warna agar aliran air yang timbul bisa lebih mudah diamati. Ternyata, model sayap walet dengan bentuk khusus ini menimbulkan semacam aliran vortex di bagian atas model sayap tersebur. Seperti pada tornado, tekanan rendah di dalam vortex seperti menghisap sayap burung walet ke atas.

Vortex yang terlihat di dalam percobaan water-tunnel tersebut menghasilkan dua hal, masing-masing daya angkat yang besar dan hambatan yang besar untuk semua kecepatan. Ketika terbang cepat, baik burung maupun pesawat jet dengan swept-wings akan melipat sayapnya ke belakang. Ketika akan tinggal landas atau mendarat, sayap dibentangkan kembali untuk mendapatkan daya angkat udara yang lebih besar.

Sama halnya, baik F-14 Tomcat maupun burung walet mampu membelok tajam ke atas dengan mengatur sayapnya untuk menghasilkan tornado yang menariknya ke atas. Kemampuan maneuver semacam inilah yang memampukan burung walet untuk menyambar serangga di udara. Ketika burung walet hendak mendarat, hambatan udara yang dihasilkan memperlambat terbangnya, tetapi daya angkat udara yang dihasilkan menahannya untuk tidak jatuh ke tanah karena kecepatan yang rendah, tetapi bisa mencapai dahan pohon yang ditujunya. Hal ini juga memberikan penjelasan, bagaimana kira-kira burung yang lain mendarat.

Lebih dari sayap serangga atau sayap pesawat jet tempur, sayap burung terdiri dari dua bagian. Bagian yang dekat ke badannya adalah arm-wing yang berfungsi untuk menghasilkan tekanan udara ke atas secara konvensional seperti layaknya sayap pesawat terbang. Bagian sebelah luar disebut hand-wing, yang memiliki sisi depan yang tajam, sehingga mampu menghasilkan tornado dalam posisi sedikit miring. Sementara sayap serangga harus membentuk kemiringan sebesar 25^o untuk menghasilkan vortex, sayap burung walet hanya membutuhkan kemiringan 5 – 10^o saja.

Selain burung albatross dan burung laut raksasa (giant petrel), semua burung memiliki konstruksi sayap yang kurang-lebih-sama. Oleh sebab itu, teknik terbang burung walet ini dapat diterapkan ke burung-burung tersebut juga.

Penjelasan di atas ini pasti akan mengubah pengertian banyak orang dalam hal bagaimana burung terbang. Tetapi haruslah diingat bahwa alam selalu berada di depan para insinyur/teknisi dan ilmuan. Di dalam hal penggunaan teknik tornado atau vortex di dalam tebang akrobatik burung walet, para ilmuan hanya baru mengupas bagian permukaan dari keseluruhan rahasia alam burung-burung. Ada banyak hal yang masih harus diungkap dan salah satunya adalah, bagaimana burung walet mengatur sayapnya untuk meningkatkan kemampuan terbangnya. Dengan terungkapnya ‘kontrol terbang burung walet’, mungkin saja terjadi bahwa di masa depan nanti, para insinyur akan dapat menciptakan semacam alat terbang dengan kecepatan, kelincahan, efisiensi dan jarak lepas-landas dan mendarat yang pendek seperti yang dimiliki serangga dan burung. Siapa tahu?

Sumber : Fisika Asyik

Agar Belajar Fisika Lebih Mudah dan Menyenangkan

Lagi-lagi pertanyaan ini. “Gimana sih, supaya bisa fisika?” atau “Fisika kok susah ya?” Pertanyaan yang hampir selalu dilontarkan oleh peserta didik, ketika saya mengajar fisika. Mungkin sudah takdir bagi saya sebagai guru fisika. Atau mungkin karena saya saja yang kurang pandai mengajarnya. Dan atas pertanyaan itu sampai saat ini belum ada jawaban yang saya lontarkan paling cuma berkomentar sedikit, tapi saya pikir belum sampai kepada inti permasalahannya. Paling cuma jawaban klise begini: “fisika itu nggak sulit, asal….”

Nah di sinilah letak masalahnya, saya menganggap bahwa keadaan, kemampuan dan bakat peserta didik itu sama, padahal sulit dan mudahnya itu kan relatif. Fisika itu bisa dianggap sulit, dan bisa juga dianggap mudah. Terlalu banyak faktor yang mempengaruhinya. Tidak percaya? Coba saja tanyakan kepada teman kita yang waktu ujian kemarin dapat nilai 100,00. Meski mereka mendapatkan nilai sempurna, tetap saja ada sebagian dari mereka menjawab bahwa fisika itu tetap sulit. Jadi relatif kan?


Karena serba relatif itulah, saya sampai sekarang juga sulit menentukan kadar kesulitan fisika. Entah sulit, entah tidak. Karena saya tidak mau dianggap berbohong ketika mengatakan fisika itu mudah, padahal fisika itu adalah pelajaran yang sulit! Lha? Yup, fisika itu memang pelajaran yang sulit. Kenapa mesti dikatakan mudah? Tapi kalau saya katakan fisika itu sulit, kadang saya juga dianggap sombong dan sekaligus berbohong, habis untuk beberapa soal yang ditanyakan ke peserta didik, saya terkadang kelihatan mudah saja menjawab. Nah, bingung kan?


Untuk sekarang ini, saya mencoba memposisikan diri dikelompok yang mayoritas, yaitu mazhab yang mengatakan bahwa fisika itu sulit. Tetapi, perlu diingat! Bahwa tidak semua yang sulit itu tidak menyenangkan. Tidak semua yang sulit itu tidak menarik. Tidak semua yang sulit itu tidak bertaburkan keindahan. Tidak semua yang sulit itu tidak bisa dicapai. Karena biasanya sesuatu yang diperoleh dengan sedikit bersulit-sulit, akan memperoleh kepuasan yang lebih. Seperti hadist tentang puasa, dari Abu Hurairah radhiallahu `anhu, dia bercerita, Rasulullah shallallhu `alayhi wasallam bersabda, “Setiap amal anak Adam akan dibalas berlipat ganda. Kebaikan dibalas sepuluh kali lipatnya sampai 700 kali lipat. Allah Ta`ala berfirman, `Kecuali puasa, di mana puasa itu adalah untuk diri-Ku dan Aku akan membalasnya. Dia meninggalkan nafsu syahwat dan makanan demi diri-Ku. Dan orang yang berpuasa itu memiliki dua kegembiraan; kegembiraan saat berbuka dan kegembiraan saat berjumpa dengan Rabbnya. Dan sesungguhnya bau mulut orang yang berpuasa itu lebih harum di sisi Allah daripada bau minyak kesturi” (HR. al-Bukhari dan Muslim, lafazh di atas bagi Muslim)).

Seperti kegembiraan yang tiba-tiba muncul dan menyeruak ketika selesai ujian kemarin kita mendapatkan nilai tinggi setelah bertungkus lumus belajar fisika. Begitulah….


Seorang dosen saya pernah bertutur begini, “belajar Fisika itu, sama saja dengan belajar yang lainnya. Yang membedakan hanyalah bidang yang dipelajarinya!” Percaya dengan teori ini? Sama, saya juga nggak percaya. Belajar kimia ya berbeda dengan belajar fisika, apalagi belajar seni budaya dengan belajar fisika (gaya dalam seni budaya kan style, sedang dalam fisika kan force, berbeda kan? Karena itu, tips-tips dibawah ini, bisa jadi hanya dipakai untuk belajar fisika, atau sebagian bisa dipakai untuk belajar yang lain. Kalau untuk tips belajar yang lain, mudah-mudahan saya sempat menuliskan dan menguploadnya.

Dalam tulisan ini, ada sedikit tips-tips (dibuat 8 agar sesuai dengan sekolah kita), bagaimana fisika yang sulit ini, jadi ‘kelihatan’ mudah. Ingat, ‘kelihatan’. Bukan aslinya. Karena ukuran mudah disini adalah ukuran mudah untuk orang umum. Bukan mudah untuk orang perorang. Dan tips ini hanya berkaitan dengan yang bersifat teknis, sedangkan untuk psikisnya itu berbeda.

1.   Pahami terlebih dahulu pokok bahasan atau materi yang akan dipelajari
Artinya, pahami terlebih dahulu, apa sih yang akan dipelajari? Apa gunanya? Ada tidak relevansinya dengan kehidupan kita? Jika itu belum terjawab, tanyakan terlebih dahulu kepada guru; karena bisa jadi ada yang terlupa disampaikan. Atau bisa juga mencari informasi dari buku-buku atau bacaan lain. Karena, ibarat perang; masa kita nggak tahu kayak apa musuh yang akan kita hadapi. Karena semakin banyak kita mendapatkan informasi tentang musuh kita, kita akan mudah menundukannya, dan menjadikannya sebagai mitra kita untuk berkoalisi untuk menghadapi musuh lain. (hm, bukan bermaksud mengajari berpolitisi).

2. Hubungkan materi yang akan dipelajari dengan materi pendukungnya yang sudah diketahui
Terkadang beberapa guru (lagi-lagi guru), sering lupa menghubungkan materi yang baru dengan materi yang lama; padahal keduanya ada berhubungan cukup erat. Seolah-olah materi yang akan dipelajari ini terlepas dari materi yang sudah-sudah. Jadi, jika ada materi baru, tanyakan kepada guru, kira-kira apa kaitannya dengan masa lalu. Hal ini akan memudahkan kita menarik benang merah hubungan antara keduanya.

3. Jangan menghafal rumus, tapi pahami dari mana rumus itu berasal (konsepnya).
Dimengertilah dahulu alur rumus dari konsep awal sampai menjadi rumus akhir. Tujuannya adalah supaya kita mengerti darimana rumus-rumus itu berasal, semenjak konsep yang mendasarinya sampai menjadi rumus akhir, kecuali beberapa rumus yang sudah merupakan definisi dan rumus ini biasanya sangat sederhana. Setelah kita mengerti rumus tersebut, adalah hal yang sangat mudah untuk menghapal rumus tersebut. Bahkan, based on my experience, kita bahkan nantinya tidak perlu menghapal rumus tersebut lagi, karena akan terhapal dengan sendirinya. Ingat, sebaiknya kita jangan terburu menghafal rumus, apapun itu. Memang kadang beberapa orang guru tidak menjelaskan konsep fisika dengan baik, tapi hanya disodorkan rumus. Secara tidak langsung kita disuruh menghafal rumus. Terkadang lagi mereka menamakan rumus superlah, rumus raja, rumus ini itu, dengan nama yang keren-keren agar menarik. Ini gawat! mereka menjebak kita. Serius… kita akan sering terjebak ketika menemukan soal yang tidak cocok dengan satu rumus pun. Padahal kita punya hafalan banyak koleksi rumus.

Rumus yang dihafal dan dimengerti darimana ia berasal akan mudah untuk selalu diingat dan dipanggil dari memori kita saat kita terlupa; berbeda jika menghafal rumus itu dengan membabi buta, akan terbolak-bali begitu kita akan mengingat-ngingat kembali.
Keindahan fisika sebenarnya terletak pada konsep, yang selama ini sering ditelantarkan. Dengan memahami konsep secara baik (dan benar), kita dapat menjelaskan berbagai hal dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan ilmu fisika. Dengan memahami konsep secara baik dan benar, rumus-rumus yang sulit dengan sendirinya akan terpahami dengan mudah.
Yakinlah, jika kita telah mengerti konsep dengan baik dan benar; serta paham dengan penurunan dan aplikasi rumus itu, insya Allah pelajaran fisikan adalah sesuatu yang selalu kita rindukan setiap hari.

4. Pelajari mulai dari tingkat paling dasar dari materi yang dipelajari.
Biasanya (terutama dalam pelajaran SMA), rumus-rumus fisika di buku yang kelihatannya sangat rumit sebenarnya berasal dari konsep yang sederhana. Misalnya konsep tentang gaya, atau tentang energi, yang diturunkan menjadi rumus akhir yang dibutuhkan. Pelajari konsep2 tersebut dahulu, sebelum pergi ke rumus akhir. Nah, beberapa guru (maaf tidak semua) sering menerangkan atau mengajarkan materi mulai dari yang mudah, yang biasanya ada relevansi dengan materi yang sebelumnya atau selanjutnya, baru kemudian ke materi yang tingkat tinggi.

5. Latihlah pemahaman dengan mengerjakan soal, dan mulailah dari soal yang paling mudah
 

Ketika menghadapi musuh, kita perlu yang namanya keberanian. Bagi yang penakut, maka dia dikatakan sudah kalah sebelum bertempur. Karena itu coba jurus-jurus (pemahaman) yang telah diberikan oleh sang guru untuk mencoba menaklukan beberapa soal. Cobalah berani. Mulai dari soal-soal yang kita anggap atau kelihatan mudah. Jika kita ragu, minta pilihkan dengan guru, soal mana yang sebaiknya terlebih dahulu kita kerjakan. Kemenangan demi kemenangan dalam menaklukan beberapa soal menjadikan suatu pengalaman yang sulit terlupakan. Dan ini akan menjadi suatu ekstase yang mencandukan.

6. Kembangkan ke soal yang lebih sulit agar pengetahuan lebih mendalam.
Jangan selalu terbuai dengan kemenangan-kemenangan menghadapi lawan yang lebih lemah. Kemenangan yang seperti itu, meski berguna untuk meningkatkan motivasi; namun tidak menguji kita dengan sebenarnya. Cobalah, mulai berkenalan dengan soal-soal yang lebih sulit, atau bervariasi. Keberhasilan kita menaklukan soal dengan tingkat kesulitan yang lebih tinggi akan membawa suatu kenikmatan yang berbeda.
Perlu kita ingat, bahwa ada lima kompetensi yang sebaiknya kita miliki untuk melihat kepahaman kita dalam mempelajari fisika, yaitu mengerjakan soal-soal fisika dalam satu langkah; mengerjakan soal dalam beberapa langkah; menggambar sketsa; menggambar grafik dan mengubah variabel.

 

7. Seringlah berlatih dengan mengerjakan banyak soal, semakin banyak soal yang dikerjakan maka semakin mengerti kita tentang materi fisika.
Mengapa mengerjakan latihan soal sesering mungkin ? Kalau kita sering mengerjakan soal fisika, dengan sendirinya rumus diingat, dan akan terhapal dengan sendirinya. Kita juga semakin memahami konsep fisika. Ingat waktu pertama kali belajar makan, bolak-balik makanan itu berlepotan di mulut kita (dan alhamdullillah ibu kita mengajari dengan kesabaran yang luar biasa), tapi karena itu berulang-ulang akhirnya kita mahir makan dan tidak akan pernah akan ketinggalan jika diajak makan. Ketika kita belajar naik sepeda? rasanya sangat sulit sekali dan menakutkan. Kita bahkan mungkin jatuh berulangkali, tapi kemdian? Sama saja dengan fisika. Jika kita sering latihan soal, kepiawaian kita makin tinggi.

8. Katakan “Itu Sulit, Tapi Insya Allah Saya Bisa”; bukan kata “Itu Saya Insya Allah Bisa, Tapi Sulit”.
Lha apa bedanya dari dua kalimat itu? Jelas Beda. Pada kalimat pertama ada sedikit optimisme dan keyakinan. Sedangkan kalimat kedua ada perasaan pesimisme yang dibalut dengan keraguan; kalimat ini seolah-olah sudah membuat dinding pembatas bagi kita untuk berbuat; kalimat ini seolah-olah memberati kaki kita untuk melangkah. Sedangkan kata-kata Itu Sulit, Tetapi Insya Allah Saya Bisa akan memotivasi kita untuk selalu berbuat dan berusaha. Kata-kata ini kan menjelaskan bahwa fisika itu sifatnya memang sulit, tapi insya Allah kita bisa.

Begitulah kira-kira, sedikit sumbang saran. Apakah masih berpendapat bahwa fisika itu mudah? Eh, sulit maksudnya? Jika demikian, bagaimana jika kita saling membantu untuk membuat agar fisika itu kelihatan mudah? Seperti dahulu, ketika pertama kali saya akan mendaki gunung, melihat gunung yang sedemikian tinggi, rumit, malam-malam lagi perjalanannya. Setelah didaki, ternyata memang gunung tersebut tinggi, sukar, dingin, mengerikan, tapi….. setelah dipuncaknya sungguh menyenangkan! Kita belajar dan ternyata kita mampu untuk bisa menaklukan ego diri agar tidak cepat patah semangat, kita bisa berlatih tolong menolong, kita bisa menikmati dan mentadaburi keindahan ciptaan-Nya, kita bisa….!

Begitulah, sedikit tips, jika ada yang mau menambah, atau nggak setuju, silakan saja dikomentari. Mudah-mudahan bermanfaat. Selamat belajar fisika!