Fisika dan Ruang Lingkupnya

jadi rumus untuk cepat rambat bunyi dalam gas adalah

2.4.3 Fisika dan Ruang Lingkupnya

2.4.3.1 Arti Fisika 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 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 pengamatan-pengamatan dari gerakan benda-benda langit, bagaimana lintasannya, periodenya, usianya, dan lain-lain. Bidang ilmu ini telah dimulai berabad-abad yang 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? mengapa laut berwarna biru? Mengapa burung tidak tersengat listrik saat hinggap pada rentangan kawat listrik bertegangan tinggi? Bagaimana siarantayangan TV dapat menjangkau tempattempat 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. 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 abad ke-20, sejak penemuan teori relativitas Einstein dan radioaktivitas oleh keluarga Curie. 2.4.3.2 Hubungan Fisika dan 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. Teknologi adalah seni meningkatkan nilai tambah suatu benda. Peningkatan nilai tambah ini, sering memanfaatkan produk-produk fisika, baik itu hukum, konsep, maupun teori. Oleh karena itu, semakin akrab anda dengan fisika, semakin besar peluang anda untuk bisa mengetahui rahasia- rahasia dibalik alat- alat berteknologi canggih tersebut. Lebih dari itu, besar pula peluang anda untuk bisa meningkatkan nilai tambah suatu benda karena ilmu fisika dan teknologi merupakan dua hal yang saling berhubungan. Teknologi tidak akan bisa berkembang tanpa adanya ilmu fisika, dan sebaliknya ilmu fisika membutuhkan teknologi untuk menyediakan fasilitas dan peralatan penelitian yang tepat, contohnya mesin uap tidak akan ditemukan tanpa adanya penelitian di bidang ilmu fisika, di lain pihak keberhasilan pembuatan mesin uap ini mendorong penelitian lebih lanjut dalam bidang ilmu murni yang berkaitan dengan teori panas dan termodinamika. Dua puluh lima tahun pertama dari abad ke dua puluh ini ditandai oleh penelitian di bidang mekanika kwantum yang sangat berpengaruh terhadap struktur suatu atom. Studi mengenai hubungan antara elektron dan atom tersebut merupakan dasar bagi industry elektronika pada saat ini. Setelah diketahui bahwa struktur molekul sangat ditentukan oleh sifat mekanika kwantum dari atom dan molekulnya, maka prinsip dasar dari logam, kristal, dan material sejenis dengan mudah dapat dijelaskan. Kemajuan di bidang fisika dan mekanika kwantum ini mendorong timbulnya industry kimia untuk mengembangkan jenis material baru dan mendorong kepada penemu transistor, semikonduktor, dan IC yang merupakan awal dari industri komputer saat ini. 2.4.3.3 Pengukuran Mengukur adalah membandingkan suatu besaran dengan besaran sejenis yang dijadikan acuan. Misalnya mengukur panjang tongkat dengan mistar, yang dibandingkan adalah panjang tongkat dengan mistar dan yang dijadikan acuan adalah mistar. Pengukuran dapat dilakukan secara langsung dan tidak langsung. Mengukur panjang tongkat dengan mistar, mengukur waktu dengan stopwatch merupakan pengukuran secara langsung. Kebanyakan pengukuran dalam fisika menggunakan pengukuran secara tidak langsung. Contoh : 1 mengukur massa dilakukan dengan cara mengukur perubahan panjang pegas pada dynamometer, 2 mengukur temperatur dilakukan dengan mengukur perubahan volume air raksa atau alkohol pada termometer, 3 mengukur laju aliran cairan dilakukan dengan mengukur beda tekanan di dua tempat pada venturimeter. Pengukuran yang baik adalah pengukuran yang tepat akurat dan teliti. Ketepatan dan ketelitian yang tinggi hanya dapat diperoleh melalui pengukuran dengan alat ukur yang tepat dan pengamatan yang cermat. Contohnya : mengukur tebal kertas menggunakan jangka sorong, maka alat ukur yang digunakan tidak tepat. Hasil pengukuran tidak ada yang benar-benar tepat. Sekecil apapun pasti mengandung kesalahan. Sebab-sebab kesalahan pengukuran dapat dibedakan menjadi kesalahan acak dan kesalahan sistematis. Kesalahan acak adalah kesalahan yang sebab dan terjadinya tidak dapat diprediksi. Kesalahan acak dapat dikurangi dengan mengulang-ulang pengukuran. Kesalahan sistematis dapat terjadi terus-menerus sepanjang alat ukur dan orang yang mengukur sama. Contoh : meteran seorang penjahit setiap kali dipakai akan ditarik-tarik. Lambat laun panjang bertambah sehingga penunjukkan skalanya menyimpang. Semakin lama dipakai, pengukuran panjang oleh penjahit makin menyimpang dan makin tidak tepat. Dapat dikatakan pengukuran tepat jika kesalahan sistematiknya relative kecil. Sumber kesalahan sistematik dapat dibedakan menjadi tiga macam. a. Kesalahan alami, yaitu yang timbul karena faktor alam seperti pembiasan cahaya, pemuaian benda karena panas, pengaruh kelembaban dan tekanan udara yang dapat mempengaruhi hasil pembacaan alat ukur. b. Kesalahan alat, yaitu pengaruh ketidaksempurnaan alat. Misalnya kesalahan kalibrasi, kesalahan letak titik nol,dll. c. Kesalahan perorangan yang bergantung pada keterbatasan jasmani seperti pendengaran dan penglihatan dan juga kebiasaan pengamat membaca yang salah. Kesalahan akibat cara pembacaan yang salah disebut kesalahan paralaks.

2.4.4 Besaran Pokok dan Satuan Standar