Pendalaman Materi Fisika

by Ai Nurjanah

Diklat Guru Sains MTsBalai Diklat Keagamaan

Bandung, 17 Juli 2012

Menjadi guru yang gembira dan antusiasBe Happy and enthusiastic teacherdalam pembelajaran sains ..keikutsertaan dan

keterlibatan memberikan penghargaan dan kepuasan hati)

In science learning…involvement & participale give reward and satisfaction

dalam pengajaran sains…sebuah demonstrasi adalah beribu kata)

In science teaching ..a demonstration is len thousand words

Gunakan alat/bahan sederhanaBerikan contoh-contoh sesuai materiTimbulkan kegembiraan

Gelas TerbangSelama bergerak, gelas dan air cenderung bergerak

lurus beraturan (bagian ke-2 Hukum Newton I). Karena gelas dan air bergerak melingkar, gelas dan air menekan nampan (gaya sentrifugal) dan gaya sama besar ke arah pusat (gaya sentripetal) yang dirasakan sebagai tegangan pada tali. Makin cepat putaran, makin kuat tegangan pada tali. Tegangan tali yang lebih kurang tetap besarnya dengan mula-mula mengayun nampan ke kiri dan ke kanan sampai nampan hampir mencapai posisi horizontal dan setelah itu lakukan putaran penuh.

(Adakan latihan dengan menggunakan batu yang diikat dengan seutas tali)

Berapa banyak ayunan bandulAktivitas ini sangat efektif untuk

mendemonstrasikan bahwa banyaknya ayunan per menit (frekuensi) bandul hanya bergantung pada panjang tali bandul dan tidak terpengaruh oleh beratnya.

Gesekan udara, gesekan pada kantruksi penggantung, pergerakan titik penggantung, dapat memperlambat gerak bandul dan mempengaruhi banyak ayunan.

Perlombaan Mengosongkan AirDengan membuat botol berotasi searah atau

berlawanan dengan arah jarum jam sebelum air ditumpahkan keluar, terbentuk pusaran air yang ditandai dengan bentuk seperti corong pada permukaan air.

Pusat pusaran air memiliki tekanan yang lebih rendah daripada daerah di luar pusaran air sehingga udara lebih mudah masuk ke dalam botol dan air dapat keluar lebih cepat.

Menjaga air tetap berputar ketika tumpah keluar akan membuatnya keluar dengan lebih teratur karena pusaran air terus dijaga tetap ada.

Lubang yang memancarkan airMemancar atau tidaknya zat cair dari dalam

kaleng bergantung pada tekanan zat cair di dalam kaleng, yang disebabkan karena :

Tingginya permukaan zat cair dihitung dari letak lubang.

Berat zat cair dan atauGaya gravitasi

Lebih Kuatkah Wanita Daripada PriaPusat berat tubuh wanita terletak pada pinggul,

sedangkan posisi pusat berat tubuh pria ada di atas pinggul, dada yang lebih bidang dan pinggul yang lebih sempit.

Ukuran kaki pria umumnya lebih besar , sehingga sebenarnya pria berdiri lebih jauh dari dinding.

Ketika pria membungkukan badannya, letak pusat beratnya bergeser melampaui kaki, tetapi pada wanita letak pusat beratnya tetap berada diatas kaki, sehingga menegakkan badan menjadi tidak masalah.

Cangkir Yang Tidak TercapaiPusat berat tubuh harus tetap berada di atas

kaki yang merupakan titik tumpu yang menyangga tubuh.

Membungkukkan badan ke arah depan menyebabkan pusat berat tubuh bergeser ke dapan titik tumpu (kaki) sehingga tubuh terjungkal dan jatuh ke arah depan.

Tidak Bisa Lepas dari DindingAgar dapat berdiri tegak dengan kaki kanan dan pundak

kanan menyentuh dinding, kaki kiri harus menekan lantai. Karena kaki harus menekan, tidaklah mungkin

mengangkat kaki kiri dari lantai. Bila kaki kiri diangkat oleh orang lain, Anda akan jatuh ke arah kiri. Alasan utamanya adalah letak pusat berat tubuh Anda yang berada disebelah kiri kaki kanan, yang merupakan satu-satunya penyangga tubuh.

Agar tidak terjatuh, posisi pusat berat tubuh harus berada tepat diatas titik tumpu-dalam kasus ini: kaki Anda. Bila kaki diangkat, tubuh harus dimiringkan ke kanan agar tidak terjatuh, namun dinding mencegah hal ini terjadi.

Jembatan uang kertasPembentukkan uang kertas menjadi korugasi memanjang

membuat uang kertas menjadi penyangga yang kokoh yang menghubungkan kedua gelas. Terdapat nilai optimum korugasi untuk memberikan kekuatan yang optimal. Makin besar korugasi makin sedikit pergelombangan yang dapat dibuat dari uang kertas, dan makin banyak pergelombangan, makin kecil korugasi tersebut, dan dengan demikian makin lemah.

Pada alam, kita menemukan pergelombangan atau bentuk zig-zag sejenis pada batang seledri pada jaringan tumbuhan lain. Dalam kehidupan sehari-hari , dapat ditemukan pada struktur zig-zag jembatan, atap plastik, kotak karton-karton teridiri 2 lapis karton tebal dengan lapisan korugasi diantaranya.

Memasukkan koin ke dalam gelas (inersia 51)Kejadian ini didasarkan pada sifat umum yang dimiliki

oleh semua benda, yaitu inersia (kelembaban). Koin terletak lamban diatas kertas dan dengan mendorong kertas secara mendadak, koin tergelincir diatas kertas dan jatuh ke dalam gelas. Semakin mendadak/cepat kertas dijentik semakin mudah benda tertahan dalam keadaan diamnya. Jika kertas ditarik alih-alih dijentik, penarikan pun harus dilakukan dengan gerak mendadak/cepat.

Kasus seperti ini dapat ditemui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada saat kita berdiri diatas bus kota atau bus sekolah yang mendadak bergerak. Bus bergerak maju mendadak dan orang yang berdiri terjatuh ke belakang, karena orang yang berdiri bersifat inersia/kelembaban, yang juga disebut kecenderungan benda tetap diam. Semakin besar massa benda, semakin besar inersianya. Inersia benda berbanding lurus dengan massanya.

Meriam Tabung Reaksi (75)Dengan mendidihkan air didalam tabung reaksi yang tertutup,

uap panas akan berbentuk, dan selanjutnya tekanan didalam tabung akan membesar karena tabung ditutup rapat. Molekul-molekul air bergerak makin lama makin cepat sementara kalor terus diberikan, dan pada suatu waktu tekanan akan cukup untuk mengatasi gesekan antara sumbat karet dan tabung reaksi, dan sumbat karet akan terlempar menjauh dari tabung reaksi.

Makin besar massa sumbat (sumbat karet dibandingkan dengan sumbat gabus), makin besar jarak gerak balik tabung, karena momentum (m₁v₁) sumbat sama dengan momentum tabung reaksi (m₂v₂), m = massa dan v= kecepatan. Jika hanya m diperbesar, sedangkan variabel-variabel lain dibuat tetap, akibatnya adalah bertambah besarnya v₂.

Penggunaan tabung reaksi yang lebar berarti memperbesar massa sumbat, dan juga memperbesar massa tabung reaksi. Oleh karena itu, kemungkinan besar gerak baliknya sama. Penggunaan tabung yang lebih panjang akan mengubah massa m₂ dan jarak terlemparnya tabung akan berkurang.

Balapan Kaleng (80)Perubah yang berpengaruh pada balapan kaleng: laju

menggelinding, ukuran, isi, berat kaleng, bidang miring, dan lain-lain. Beberapa peubah yang terakhir dapat dimanipulasi. Katakan kita ingin memanipulasi ukuran kaleng, selanjutnya kita ambil dua kaleng yang berbeda ukuran dan memiliki isi yang sama. Jika kita ambil kaleng sup tomat dan kaleng daging padat (yang memiliki ukuran kaleng yang sama), maka kita memanipulasi isinya. Tanpa kecuali, kaleng dengan isi yang padat kan menjadi pemenang lomba, karena momen inersianya kecil. Kaleng yang berisi massa bongkahan, seperti buah kalengan akan bergerak lambat karena massa berkecenderungan berada pada keliling kaleng dan memiliki momen inersia yang lebih besar. Silinder berongga dan silinder pejal dapat juga digunakan untuk membandingkan laju menggelinding kaleng.

Menarik Kertas ( Inersia 52) Demonstrasi ini dapat dibuat oleh lebih mengesankan dengan pada

awalnya menempatkan gelas 50cm dari bibir meja dan selanjutnya menariknya berada kira-kira 2cm dari tepi meja. Hal ini memperlihatkan kepada siswa bahwa dengan menarik kertas, gelas juga akan tertarik bersamanya. Tarikan yang perlahan-lahan memberikan gaya gesekan antara gelas dan kertas yang cukup besarnya sehingga gelas tetap berada diatas kertas. Air didalam gelas untuk menambah massa pada gelas. Makin besar massa benda makin besar inersianya dan makin besar kecenderungannya untuk tetap diam atau bergerak lurus beraturan. Tambahan air ini membuat percobaan lebih mudah berhasil. Permukaan meja dan dasar gelas perlu licin dan kering, sehingga terdapat gesekan minimum ketika kertas ditarik dari bawah gelas.

Contoh bagian pertama hukum Newton pertama dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika memindahkan kerikil atau material berat lain dengan sekop dari suatu tempat ke tempat lain: kita tarik sekop dengan mendadak atau memasukkan sekop ke dalam tumpukkan kerikil.

Benar-benarkah kita menggunakan Kedua Mata Kita?Prosedur: Letakkan kedua halaman koran di atas meja di

hadapan andaPegang setiap tabung dengan tiap mata anda

sehingga anda dapat melihat salah satu halaman koran dengan salah satu mata dan halaman yang lain dengan mata yang lain

Buka terus kedua mata, dapatkah anda membaca kedua halaman itu pada saat yang bersamaan> halaman yang mana yang lebih mudah dibaca?

PenjelasanMeskipun kedua mata terbuka, kita hanya

memperhatikan salah satu halaman pada suatu saat, sesuai dengan keinginan kita.

Orang lebih cenderung lebih suka menggunakan mata yang satu dibandingkan dengan mata yang lain, jika terdapat pilihan. Atas dasar ini dapat dibedakan 2 kelompok manusia, orang yang lebih suka memakai mata kiri dan orang yang lebih suka melihat mata kanan.

Mengapa Kita Memerlukan Dua Mata?Prosedur:Berdirikan pensil pada lilin mainan di atas

permukaan mejaDekati pinsil dari jarak 3-4 cm dengan salah satu

mata tertutup (tutup dengan tangan), sambil merentangkan salah satu tangan ke depan dengan telunjuk menunjuk ke bawah. Seteleh diperkirakan jarak ke pensil cukup, cobalah menyentuh ujung atas dengan ujung telunjuk tersebut. Jika tidak berhasil, ulangi percobaan ini sampai berhasil. Kemudian ulangi sekali lagi dengan kedua mata terbuka.

PenjelasanKebanyakan tidak berhasil menyentuh pensil pada

percobaan pertama karena kita tidak dapat memperkirakan jarak di depan mata hanya dengan menggunakan satu mata.

Seseorang tidak dapat memeperkirakan kedalaman dan jarak dengan memakai satu mata sebaik bila memakai dua mata.

Dengan satu mata,orang melihat semua benda dalam bidang yang sama. Dengan kata lain semua benda menjadi terlihat dalam dua dimensi, bukan tiga dimensi

Dengan sedikit latihan, seseorang menjadi semakin ahli memperkirakan jarak dengan menggunakan satu mata.

Setengah butakah kita?Prosedur: Gambarlah sebuah lingkaran

kecil dan sebuah segitiga kecil berjarak 15 cm.

Pegang kertas tsb kira-kira 30 cm di depan kedua mata dan perlahan dekatkan ke mata.

Lihat dan fokuskan mata kiri pada segitiga atau mata kanan pada lingkaran

Bila tidak mengamati ada sesuatu yang terjadi pada gambar yang lain, cobalah menempatkan kertas sedikit lebih tinggi atau lebih rendah sambil mendekatkannya ke mata.

PenjelasanRetina mata manusia dapat dibandingkan

dengan film kamera analog. Perbedaan besar antara keduanya adalah pada mata manusia terdapat sel-sel syaraf yang menyampaikan rangsangan listrik ke otak ketika cahaya jatuh pada retina. Sekumpulan saraf ini masuk ke mata melalui lokasi tertentu yang disebut bintik buta. Bintik ini tidak peka terhadap cahaya sehingga bayangan gambar kecil seperti lingkaran pada kertas yang jatuh pada bintik buta tidak akan terdeteksi.