Konsep Ilmu Pengetahuan Teknologi

Konsep Ilmu Pengetahuan & Teknologi
Pertemuan ke : 06

Model dan Sistem
Ahmad Chirzun
Teknik Industri
Fakultas Sain dan Teknologi
@2011

Tujuan Pertemuan
1. Memahami apa yang dimaksud dengan model
2. Mengetahui jenis-jenis, kegunaan model, bagaimana
model itu dibentuk
3. Memahami pengertian sistem dalam peninjauan dan
usaha pemecahan masalah

3

Cerita tentang Model

Cerita Tentang Bumi

• Anda sebagai mahluk
ruang angkasa sedang
melakukan penjelajahan.
• Dalam penjelajahan tsb.
anda mendapat
informasi bila di Bumi
sedang terjadi krisis.
• Perlu pertolongan di
Bumi.

Cerita Tentang Bumi
• Direncanakan untuk
memberikan bantuan.
• Untuk memberikan
bantuan perlu di kirim
orang ke lokasi Bumi,
supaya bantuan yang
diberikan benar – benar
efektif sesuai kebutuhan.
• Dikirimlah Anda untuk

menyelidiki Bumi

Model 1
• Yang Orang Bumi
butuhkan adalah
bukan Makanan, obat
dll karena udah sehat
• Krim Peremajaan Kulit
• High Quality Protein
Shampoo
• Anda akan memecat
intelejen anda > Siapa
bilang bumi sekarat?

Model 2
• Pil Pelangsing Tubuh
• Teknologi operasi
plastik otomatis
• Makanan? Pasti! kalau
tidak kempesnya

kecepetan
• Naikkan Pangkat
Intelejen! Bumi krisis
terlalu makmur

8

Model

Mempengaruhi Sudut Padang

Gambar apakah ini ?

Gambar apakah ini ?

Ada Berapa Wajah ?

Ada berapa banyakkah kaki gajah ini ?
12


13

Helicopter View

47

Model

Model #1
• “Badu mempunyai kegemaran bermain dengan
pesawat model”
• Model = benda kecil yang mempunyai sifat seperti
yang sesungguhnya

Model #2
• “Dia bekerja sebagai
foto model”
• Model = orang yang
memperagakan
sesuatu (pakaian)

sehingga menarik
untuk ditiru atau
dibeli ( = idealisasi)

Model #3
• “Model itu sudah
kuno”
• Model =
Karakteristik
umum yang
mewakili
sekelompok
bentuk yang ada

Model (diartikan dalam Teknologi)
• Representasi
suatu
masalah
dalam
bentuk yang

lebih
SEDERHANA
dan MUDAH
DIKERJAKAN

Contoh # 1 :
• “ATOM”, bagian
terkecil unsur dan
mempunyai sifat :
− Mengandung
muatan positif dan
negatif
− Berukuran sangat
kecil 10-10 meter,
sehingga tidak
teramati

Model Atom Thomson
• Bola Pejal yang
bermuatan positif

mengandung bolabola kecil yang
bermuatan negatif
(onde-onde)

Model Atom Rutherford
• Inti yang bermuatan
positif dikelilingi
elektron-elektron
yang bermuatan
negatif

Model Atom Bohr
• Model ini
menggambarkan
atom sebagai
sebuah inti kecil
bermuatan positif
yang dikelilingi oleh
elektron yang
bergerak dalam

orbit sirkular
mengelilingi inti

Contoh # 2 :
Masalah lalu lintas di sebuah kota
• Masalahnya adalah kemacetan, kekacauan,
kemungkinan kecelakaan dsb.
• Usaha mengatasinya antara lain mengubah arah
lalulintas.
• Kesukarannya adalah dalam mencoba arah yang
dianggap betul, karena:
− Memiliki risiko keruwetan sangat besar
− Harus menunggu beberapa lama dulu sebelum dapat
menarik kesimpulan

Upaya untuk mencari Model
• Arah Lalulintas =
Jumlah kendaraan yang
lewat persatuan waktu


• Arah Listrik = Jumlah
muatan listrik yang
lewat persatuan waktu

i1 mewakili arus kendaraan 1, i2 mewakili arus kendaraan 2, dst

Contoh # 3 :
• Enam orang buta ingin mengetahui gajah
• Model merupakan pendekatan, yang dianggap perlu
dan cukup, dan dibuat berdasarkan (sejauh
mungkin) pengetahuan yang telah dimiliki

Jenis – Jenis Model :
Secara umum dikenal Jenis – Jenis Model sbb :
1. Model Ikonik


Memberikan visualisasi atau peragaan dari masalah yang
ditinjau


2. Model Analog


Didasarkan pada keserupaan gejala yang ditujukan oleh
masalah dan yang dimiliki oleh model

3. Model Simbolik Atau Matematik


Model yang digambarkan dalam bentuk simbol – simbol
atau persamaan matematika

Model Ikonik :
• Memberikan
visualisasi atau
peragaan dari
masalah yang
ditinjau

Contoh Model Ikonik-1 : Foto Udara

Masalah letak
bangunan,
pertamanan,
ruang parkir,
sistem lalulintas
dan sebagainya,
dengan
memeriksa foto
udara dapat lebih
cepat ditinjau.

Contoh Model Ikonik-2 : Maket
Maket
memberikan
gambaran bentuk
bangunan yang
akan dibuat,
Tata letak dan
hubungan
fungsional antara
bagian-bagian
bangunan

Contoh Model Ikonik-3 : Grafik
Menggambarkan
perkembangan
suatu keadaan
tertentu yang
telah terjadi dan
yang akan terjadi

Model Analog :
• Didasarkan pada
keserupaan gejala
yang ditujukan oleh
masalah dan yang
dimiliki oleh model

Contoh Model Analog-1 : Lalu

Lintas

Masalah Lalu Lintas (--) Rangkaian Listrik
Karakteristik Lalu Lintas dapat dipelajari dengan Hukum
LIstrik

Contoh Model Analog-2 : Gelombang

Suara

Masalah Suara (--) Gelombang Muka Air
Karakteristik suara (akustik) dalam ruangan dapat
dipelajari dengan membuat Model (ikonik) ruangan dan
menempatkannya dalam bak dangkal berisi air yang
digetarkan.

Model Matematika :
• Model yang digambarkan dalam bentuk
simbol – simbol atau persamaan
matematika

Contoh Model Matematika-1 : Benda Jatuh Bebas
Misalnya Persamaan gerakan benda jatuh bebas dekat
permukaan tanah .

Contoh Model Matematika-2 : Pengisian Reservoir
Pengisian reservoir oleh aliran air dengan debit q (volume/waktu)
yang tetap.

Y0= tinggi awal
A = Luas permukaan reservoir
t = waktu

Y = Y0 + (Q/A) t

Contoh Model Matematika-3 : Pertumbuhan Bakteri



Suatu jenis bakteri membelah dua setiap detik. Maka jumlah
bakteri.
Untuk mencari kapan bakteri mencapai bakteri mencapai
jumlah tertentu
Y= 2

t

Dengan t = waktu (detik)

t= log y/log2

Contoh Model Matematika-4 : Jumlah Penduduk
Jumlah penduduk suatu negara
t=waktu(tahun)
J= a (1+p) t

p=laju pertumbuhan
a=jumlah penduduk pada t=0

Contoh Model Matematika-5 : Tinggi Badan v.s
Berat Badan
Mencari hubungan antara berat badan dan tinggi badan pada
sekelompok orang, misalnya didapat persamaan :
B = Berat badan

B = 0.9T -78

T = Tinggi badan

Sifat Model Matematik
1. Merupakan bahasa yang eksak
2. Memberikan hasil kuantitatif
3. Mempunyai aturan(rumus, cara pengerjaan) yang
memungkinkan penurunan / pengembangan lebih
jauh

Pedoman Kerja dengan Model Matematik
1. Amati dan definisikan masalahnya (pembuatan model
ikonik akan sangat membantu)
2. Tuliskan persamaan matematik yang mewakili
masalah
3. Tarik interpretasi atau kerjakan lebih lanjut
persamaan tersebut.

Kegunaan Model
1. Untuk berfikir/analisis
2. Untuk berkomunikasi
3. Untuk memperkirakan/ prediksi
4. Untuk pengendalian/kontrol
5. Untuk berlatih/simulasi

Kegunaan Model
Kegunaan model untuk berfikir / melakukan analisis
CONTOH-1 :

Analisis terhadap cara kerja perangkat elektronik
dilakukan dengan bantuan diagram rangkaian.

Model rangkaian diatas membantu para teknisi elektronika untuk:
• Lebih mudah membayangkan masalah
• Memindahkan masalah ke atas kertas atau komputer

CONTOH-2 :

Perilaku gas bersuhu tinggi dalam sebuah tangki ditelusuri
berdasarkan hukum boyle- gay lusac PV = nrT

Kegunaan Model
Kegunaan model Berkomunikasi
CONTOH-1 : Masalah kependudukan dengan jelas disampaikan
melalui grafik
Penjelasan dan kalimat yang serba panjang dapat
disederhanakan oleh model
contoh-2 : karakteristik lensa diwakili oleh rumus

Kegunaan Model
Kegunaan model untuk melakukan prediksi (ramalan)
Contoh-1 : jumlah penduduk di masa datang diramalkan/
diperkirakan sejak sekarang
Contoh-2 : model yang disusun dari data temperatur, tekanan,
kelembaban udara, kecepatan angin, digunakan
untuk meramalkan cuaca

Kegunaan Model
Kegunaan model untuk kontrol/pengendalian
Contoh-1 : gedung harus dibangun sesuai dengan modelnya,
yaitu tampak samping, gambar detil dsb.

Contoh-2 : lintasan pesawat ruang angkasa harus sesuai dengan
modelnya, yaitu perhitungan komputer yang telah
disusun dengan sangat teliti dan melibatkan banyak
sekali faktor

Kegunaan Model
Kegunaan model Berlatih/Simulasi
Contoh-1 : calon astronot berlatih dengan model pesawat ruang
angkasa

Contoh-2 : latihan pendaratan pesawat di malam hari dilakukan
dengan seperangkat model

Pembuatan Model
Pembuatan model dipengaruhi oleh latar belakang dan alam
fikiran si pembuah. Satu masalah yang diwakili oleh beberapa
model, seperti cerita seekor gajah yang diterka oleh 6 orang buta.
Ketepatan model dalam pendekatan masalah ini dapat
ditunjukkan oleh skema berikut :
Masalah &
Model

Bukan ini

Masalah

Model

Atau ini

Masalah

Model

Tapi ini

Ketepatan model harus diuji dengan perbandingan dengan
kenyataan ada kesesuaian karakteristik sampai suatu besaran
tertentu yang bermanfaat

Tahapan Pembentukan Model

Masalah/
Kenyataan

1

3

2

5

4

Tahapan Pembentukan Model
1. Berdasarkan observasi masalah, pilihlah atau bentuklah suatu
Model. Pada awal pembentukan model ini dilakukan upaya
penyerdehanaan dengan cara linierisasi atau variabel tententu
dianggap sangat kecil pengaruhnya.
2. Melakukan pengamatan atau pengukuran untuk
membandingkan kenyataan dengan apa yang digambarkan
atau diramalkan oleh Model.
3. Dari pembandingan atau penyimpangan antara model dan
kenyataan lalu diputuskan apa memilih tahap 4 atau tahap 5.
4. Menghentikan penyempurnaan model, karena tidak ekonomis
atau karena ketelitian sudah mencukupi
5. Mengulangi proses dengan anggapan bahwa akan lebih
ekonomis atau masih dapat diproses lebih teliti lagi.

Contoh Pembentukan Model : Perilaku
Hukum Gay Lusac
Hukum Van Der Waals
Rumusan Dengan
Koevisien Verbal

Gas

PV=RT
(P + a/V2) (V – b) = R T

Ketelitian Model
Untuk memperoleh ketelitian yang semakin tinggi ada
“harga” yang harus dibayar, yaitu :
• Kebutuhan data yang semakin banyak
• Pekerjaan yang semakin rumit
• Biaya yang semakin besar

86

Sistem

Sistem
• Sistem = Jalinan dari berbagai bagian yang saling
berinteraksi

Sistem

• Sistem ditandai dengan masukan dan keluaran

Sistem
Contoh 1 :

Masukan

Sistem

Keluaran

Penekanan
Pedal Gas

Mobil

Kecepatan

Sistem = Mobil
Contoh 2 :
Suhu Air
Makanan Ikan
Ikan muda dari
pembibitan

Peternakan
Ikan

Sistem = Peternakan Ikan

Ikan Untuk Dijual

Sistem

Sistem

Sistem

Sistem

Pertanyaan :
1. Dalam cerita 6 orang buta ingin mengetahui gajah
dengan persepsinya masing – masing, apa yang
sebenarnya telah dibuat yang tak disebutkan dalam
cerita diatas ?
2. Paramater apa yang paling penting untuk masukan
model pertumbuhan jumlah penduduk suatu negara,
Jelaskan

Tugas V
Pilih salah satu teknologi yang ada di sekitar kita.
• Nyatakan sistem tersebut adalah sistem apa.
• Nyatakan Input (Variabel Bebas)
• Nyatakan Output (Variabel Terikat, Parameter)
• Nyatakan sistem tersebut dalam bentuk diagram.
• Nyatakan dalam bentuk grafik salah satu perilaku dari
sistem tersebut.
• Tuliskan referensi yang digunakan untuk tugas ini.

Tugas V
Ketentuan :
• Tugas kelompok maksimal 5 orang
• Dikerjakan pada kertas ukuran A4.
• Dikumpulkan Senin, 24 Oktober 2011 sebelum
dimulainya perkuliahan Konsep Iptek
Penilaian :
• Keruntutan dalam penjelasannya.
• Kejelasan dan kerapihan penampilannya.
• Ketidaksamaan dari teknologi yang dipilih, makin
banyak yang sama makin kecil nilainya.

96

End