All About Physics

Senin, 20 Juni 2011

Daya

Pernahkah kamu memperhatikan pekerja gudang beras yang selalu menurunkan beras dari truk dan memindahkannya ke gudang? Apabila setiap pekerja memindahkan 30 karung beras yang beratnya masing-masing 20 N secara satu per satu pada jarak 5 meter, maka usaha setiap pekerja adalah :
W=30 ( gaya x perpindahan)
=30 x ( 20 N x 5 m)
=3000 Nm atau 3000 joule
Bagaimana jika pekerja A memindahkan 30 karung beras dalam waktu 60 detik, sedangkan pekerja B dalam waktu 90 detik? Kecepatan melakukan usaha dari kedua pekerja tersebut berbeda. Usaha yang dilakukan oleh pekerja A lebih cepat daripada pekerja B. Kecepatan melakukan usaha disebut dengan daya.

Secara metematis, daya dirumuskan.
P= W/t
Dengan :
P = daya (watt)
W = usaha (joule)
t = waktu (sekon)
berdasarkan persamaan di atas, pekerja A memiliki daya sebesar:
P= W/t= (3000 J)/(60 s)=50 watt
Sedangkan daya pekerja B adalah :
P= W/t= (3000 J)/(90 s)=33.3 watt
Makin cepat waktu yang diperlukan dalam melakukan usaha, semakin besar daya yang dihasilkan.
Pernahkah kamu membaca tulisan yang tertera pada lampu listrik dirumahmu? Pada lampu tertulis 5 watt, 10 watt, dan seterusnya. Apa artinya? Lampu dengan daya 5 watt, artinya setiap detik lampu melakukan usaha dengan menggunakan energi listrik sebesarb5 joule. Selain pada lampu, besaran daya juga sering digunakan dalam alat-alat, seperti pada solder listrik, pemanas air listrik (heater water), alat penanak nasi listrik ( rice cooker) , mobil, dan motor listrik.

Gaya Gesekan yang Merugikan dan Menguntungkan

Dalam kehidupan sehari-hari, gesekan ada yang merugikan dan ada yang menguntungkan. Beberapa contoh gaya gesekan yang merugikan adalah sebagai berikut.
a. Gaya gesekan antara mesin mobil dan kopling menimbulkan panas yang berlebihan sehingga mobil cepat rusak karena aus.
b. Gaya gesekan antara udara dan mobil dapat menghambat gerak mobil.
c. Gaya gesekan antara ban kendaraan dan jalan mengakibatkan ban menjadi tipis.

Gesekan pada rem berguna untuk memperlambat kendaraan.


Gesekan udara dapat menghambat gerak mobil

Beberapa contoh gaya gesekan yang menguntungkan adalah sebagai berikut.
a. Gaya gesekan antara kaki dan permukaan jalan mengakibatkan kita dapat berjalan. Jika jalanan licin tanpa gesekan, kita akan tergelincir.
b. Gaya gesekan pada rem dapat memperlambat kendaraan.
c. Gaya gesekan antara ban yang dibuat bergerigi dengan permukaan jalan sehingga kendaraan tidak selip.

Minggu, 29 Mei 2011

Tegangan Listrik

Tegangan atau beda potensial antara dua titik, adalah usaha yang dibutuhkan untuk membawa muatan satu coulomb dari satu titik ke titik lainnya. Seperti digambarkan dibawah ini.

Add caption

gambar 1.6 model visual tegangan.

1.Dua bola yang bermuatan positif dan bermuatan negatif, karena muatan keduanya sangat lemah dimana beda potensial antara keduanya mendekati nol, maka kedua bola tidak terjadi interaksi, kedua bola hanya diam saja (gambar 1.6a).

2.Dua buah bola yang masing-masing bermuatan positif, dan negatif. Dengan muatan berbeda kedua bola akan saling tarik menarik. Untuk memisahkan kedua bola, diperlukan usaha F1 (gambar 1.6b).

3.Kejadian dua buah bola bermuatan positif dan negatif, dipisahkan jaraknya dua kali jarak pada contoh no.2, untuk itu diperlukan usaha F2 sebesar 2.F1 (gambar 1.6c).

4. Ada empat bola, satu bola visual tegangan bermuatan positif dan satu bola bermuatan negatif, dua bola lainnya tidak bermuatan. Jika dipisahkan seperti contoh no.3, diperlukan usaha F2 sebesar 2.F1 (gambar 1.6d).

Persamaan tegangan :

U = W/Q [U] = Nm/C = VAs/As = V

dimana;
U =Tegangan (V)
W = Usaha (Nm, Joule)
Q = Muatan (C)

Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik pada saat melakukan usaha sebesar satu joule untuk memindahkan muatan listrik sebesar satu coulomb.

Minggu, 15 Mei 2011

Teori Konstruktivisme

Sebagian para ilmuan yang menganut faham kognitif percaya kepada model konstruktivis tentang pengetahuan. Mereka berusaha untuk menjawab pertanyaan epistemologi mengenai belajar yaitu “bagaimana kita menjadi tahu tentang apa yang kita ketahui” jawaban yang diberi oleh para penganut konstruktivisme adalah menurut Bodner (1986) bahwa “pengetahuan itu dibangun dalam pikiran siswa”.

Teori konstruktivisme dianggap sebagai pandangan baru dalam pendidikan meskipun sebenarnya konstruktivisme merupakan pandangan dalam filsafat. Pandangan ini dikemukakan oleh Giambattista Vico pada tahun 1710 (Poedjiadi, 2003), yang intinya bahwa pengetahuan seseorang itu merupakan hasil konstruksi individu melalui interaksinya dengan obyek, fenomena, pengalaman dan lingkungannya. Pandangan ini memberikan pengertian pada pendidik dalam mengajarkan ilmu pengetahuan yaitu perlu dikaitkan dengan pengetahuan sebelumnya dan kejadian lain yang telah diketahuinya sehingga setiap individu dapat membangun pengetahuannya dengan lebih bermakna sesuai dengan pendapat Ausubel (Poedjiadi, 2003) “apa yang dipelajari akan bermakna bagi individu apabila bahan ajar yang dikaji dimulai dan apa yang telah diketahui peserta didik sebelumnya”.

Piaget (1979) berhasil meneliti secara ilmiah pandangan konstuktivisme dengan mengemukakan teori tentang struktur genetik. Dalam tesisnya, Piaget mengatakan bahwa organisme menyusun pengalaman dengan jalan menciptakan struktur mental dan menerapkannya dalam pengalaman. Piaget mendeteksi eksistensi struktur tersebut berdasarkan studi terhadap individu-individu. Berdasarkan studi tersebut diketahui adanya suatu proses aktif yang memungkinkan organisme atau individu yang berinteraksi dengan lingkungan dan mentransformasikan lingkungan kedalam pikirannya dengan bantuan struktur yang telah ada dalam pikirannya (Kneller, 1984). Informasi baru yang diterima siswa pada waktu ia berinteraksi dengan lingkungan akan membentuk struktur kognitif tertentu. Struktur kognitif ini disebut skemata.

Menurut Piaget struktur pikiran merupakan sumber pemahaman manusia tentang dunia realita. Piaget mengemukakan struktur kognitif atau skemata interprestasi manusia berkembang, sebagai hasil dan interaksi yang lebih kompleks dengan dunia realita.

Piaget mempelajari perkembangan pola berpikir siswa, sebab ia percaya bahwa hanya itulah yang merupakan cara praktis untuk menjawab pertanyaan “bagaimana kita memperoleh pengetahuan?”. Piaget berargumentasi bahwa pengetahuan dikonstruksi sebagai usaha keras siswa untuk mengorganisasi pengalaman-pengalaman dalam hubungannya dengan struktur kognitif yang telah ada sebelumnya. Berdasarkan penelitiannya tentang bagaimana siswa memperoleh pengetahuan. Piaget sampai pada kesimpulan bahwa pengetahuan dibangun dalam pikiran siswa. Penelitian inilah yang menyebabkan Piaget dikenal sebagai konstruktivis yang pertama (Bodner, 1986).

Sabtu, 14 Mei 2011

Struktur Intan

Intan adalah unsur karbon, C. Sehari-hari karbon yang kita jumpai berwarna hitam, tidak seperti intan yang putih berkilauan.
Arang kayu, asap kompor atau jelaga, dan karbon aktif semuanya hitam. Pernah mendengar grafit? Unsur itu juga karbon dan warnanya hitam.

Karbon memiliki nomor atom 6, konfigurasi elektron atom C (2,4). Dalam sistem periodik unsur terletak pada perioda 2 dan golongan IVA. Karbon merupakan unsur non logam. Elektron valensinya 4. Ikatan antar atom karbon dalam unsur karbon adalah ikatan kovalen non polar. Untuk mencapai kestabilan, elektronnya harus menjadi 8 (oktet). Oleh karena itu, dalam unsur karbon terbentuklah struktur tetrahedral seperti terlihat pada gambar.

Mengapa karbon memiliki struktur tetrahedral? Di sekitar atom C terdapat 4 PEI. Menurut teori VSEPR (Valence Shell Electron Pairs Repulsion), ke 4 PEI itu saling tolak menolak sejauh-jauhnya sehingga akhirnya mencapai keadaan stabil dengan energi minimum. Oleh karena itu, terbentuklah struktur simetri tetrahedral dengan sudut HCH 109,5o.

Sekarang, kita perhatikan warna intan. Mengapa tidak hitam seperti unsur karbon yang lain? Intan sangat padat dan sangat keras. Bandingkan dengan arang kayu. Arang sangat ringan, jika dipecah tampak banyak rongga. Jadi sebenarnya arang berwarna hitam. Intan keras sekali karena atom-atomnya terjejal sangat rapat, tertumpuk dan tertindih bertahun-tahun di bumi. Karena merapat, kedudukan elektron di sekitar inti juga ikut mendekat ke inti. Tingkat energi orbital-orbital atom C menurun. Perubahan kedudukan orbital ini mengakibatkan panjang gelombang spektrum tampak berubah, maka warna spektrum yang kita lihat juga berbeda, tidak lagi hitam.

Model Berkas Cahaya

Banyak bukti yang menunjukkan bahwa cahaya berjalan menempuh garis lurus pada berbagai keadaan. Sebagai contoh, sebuah sumber cahaya titik seperti Matahari menghasilkan bayangan, dan sinar lampu senter tampak merupakan garis lurus. Kenyataannya, kita menentukan posisi benda di lingkungan kita dengan menganggap bahwa cahaya bergerak dari benda tersebut ke mata kita dengan lintasan garis lurus. Seluruh orientasi kita mengenai dunia fisik berdasarkan atas anggapan ini.

Gambar A. Berkas cahaya datang dari setiap titik pada benda. Sekumpulan berkas yang meninggalkan suatu titik diperlihatkan memasuki mata manusia.

Anggapan yang masuk akal ini mengarah ke model berkas dari cahaya. Model ini menganggap bahwa cahay berjalan dalam lintasan yang berbentuk garis lurus yang disebut berkas cahaya. Sebenarnya, berkas merupakan idealisasi; dimaksudkan untuk merepresentasikan sinar cahaya yang sangat sempit. Ketika kita melihat sebuah benda, menurut model berkas, cahaya mencapai mata kita dari setiap titik pada benda; walaupun berkas cahaya meninggalkan setiap titik dengan banyak arah, biasanya hanya satu kumpulan kecil dari berkas-berkas ini yang dapat memasuki mata si peneliti, sebagaimana terlihat pada gambar A. Jika kepala orang tersebut bergerak ke satu sisi, kumpulan berkas yang lain akan memasuki mata dari setiap titik.

Telah kita ketahui sebelumnya bahwa cahaya dapat dianggap sebagai gelombang elektromagnetik. Walaupun model berkas cahaya tidak menangani aspek cahaya ini, model berkas telah berhasil dalam mendeskripsikan banyak aspek cahaya seperti, pantulan, pembiasan, dan pembentukan bayangan oleh cermin dan lensa. Karena penjelasan-penjelasan ini melibatkan berkas lurus dengan berbagai sudut, topik ini disebut sebagai optik geometri.

Interferometer Michelson

Interferensi oleh film (lapisan) tipis merupakan dasar dari interferometer Michelson (gambar A). Diciptakan oleh seorang Amerika, Albert A. Michelson. Cahaya monokromatik dari satu titik pada sumber yang dipanjangkan terlihat menimpa cermin yang setengahnya dilapisi perak Ms. Cermin pembagi berkas Ms ini memiliki lapisan perak yang hanya memantulkan setengah dari cahaya yang jatuh padanya, sehingga setengah berkas akan lewat ke cermin tetap M2, dimana berkas tersebut dipantulkan kembali. Pada saat kembalinya, sebagian berkas 1 melewati Ms dan mencapai mata; dan sebagian berkas 2, pada saat kembalinya, dipantulkan oleh Ms ke mata. Jika panjang kedua lintasan sama, kedua berkas koheren yang memasuki mata akan berinterferensi konstruktif dan akan terlihat terang.

Jika cermin yang dapat digerakkan dipindahkan sejauh λ/4 , satu berkas akan menempuh jarak ekstra yang sama dengan λ/2 (karena bergerak mundur maju sepanjang jarak λ/4). Dalam hal ini kedua berkas akan berinterferensi destruktif dan akan terlihat gelap. Sementara M1 bergerak menjauhi, akan terlihat terang (ketika perbedaan lintasan sebesar λ), kemudian gelap, dan seterusnya.

Gambar A. Interferometer Michelson

Pengukuran panjang yang sangat tepat dapat dilakukan dengan inferometer. Gerakan cermin M1 menjauh λ/4 saja menghasilkan perbedaan yang jelas antara terang dan gelap. Untuk λ = 400 nm, ini berarti ketepatan 100 nm atau 10-4 mm. Jika cermin M1 dimiringkan sedikit, rangkaian titik terang dan gelap akan terlihat menggantikan serangkaian pinggiran. Dengan menghitung jumlah pinggiran, atau sebagiannya, pengukuran panjang yang sangat tepat dapat dilakukan.

Michelson melihat bahwa interferometer dapat digunakan untuk menentukan panjang meter standar untuk panjang gelombang cahaya tertentu. Pada tahun 1960, standar itu dipilih sebagai garis jingga tertentu pada spektrum kripton-86 (atom kripton dengan massa atom 86). Pengukuran berulang yang teliti dari meter standar yang lama (jarak antara dua tanda pada batang platinum-iridium yang disimpan di Paris) dilakukan untuk menetukan 1 meter sebesar 1.650.763,73 panjang gelombang cahaya ini, yang didefinisikan sebagai meter. Pada tahun 1963, meter didefenisikan kembali dalam laju cahaya.

Selasa, 10 Mei 2011

Atraksi Fisika di Udara

Perhatikan burung-burung yang terbang di udara. Atraksi burung terbang begitu indah dan menakjubkan. Bagaimana burung bisa terbang ?

Atraksi terbang burung-burung di udara ini ternyata melibatkan ilmu fisika. Ada empat jenis gaya yang terlibat dalam atraksi burung terbang.
1. Drag force (gaya hambat udara), gaya ini berasal dari tumbukan molekul-molekul udara dengan tubuh burung. Arah daya ini selalu berlawanan dengan arag gerak burung, sedangkan besar gaya ini sangat bergantung pada luas permukaan burung dan kecepatan burung. Semakin luas permukaan burung, semakin besar gaya hambatnya. Semakin cepat burung bergerak, semakin besar daya hambatnya.

2. Lift force (gaya angkat), merupakan gaya yang mengangkat burung ke atas. Ada dua hal yang dapat menimbulkan gaya angkat ini, yaitu kepakan sayap dan aliran udara yang lewat sayap. Ketika burung mengepakkan sayap ke bawah, burung menekan udara ke bawah, akibatnya udara akan menekan balik dan mendorong burung ke atas (hukum aksi-reaksi). Semakin cepat kepakan sayap, semakin besar gaya ke atasnya.
3. Thrust (gaya dorong), yaitu gaya yang mendorong burung bergerak maju. Gaya ini dihasilkan melalui kepakan sayap yang bergerak seperti agka 8 rebah (dilihat dari samping). Besar-kecilnya gaya dorong ini sangat bergantung pada kekuatan otot terbang.
4. Weight (gaya berat), yaitu gaya tarik gravitasi bumi. Besarnya bergantung pada massa burung.

Keempat gaya ini dimanfaatkan burung untuk melakukan berbagai atraksi, seperti gerak parasut, meluncur, terbang ke depan, dan membumbung.

Bagaimana sih cara kerja “Sedotan” yang biasa kita gunakan sehari-hari ? | Simak !!

Jari menjaga agar air tetap di dalam sedotan. Anda memasukkan sedotan dengan panjang L ke dalam gelas tinggi yang berisi menuman favorit Anda. Anda meletakkan jari diatas sedotan sehingga tidak ada udara yang bisa masuk atau keluar, kemudian angkat sedotan dari minuman tersebut. Anda akan melihat bahwa sedotan menahan cairan sedemikian sehingga jarak dari dasar jari ke permukaan cairan adalah h. Lihat gambar 1. Apakah udara di ruang antara jari dan cairan mempunyai tekanan P yang (a) lebih besar (b) sama dengan, atau (c) lebih kecil, dari tekanan atmosfer PA di luar sedotan ?

Mau tau jawabannya ???

Perhatikan gaya-gaya pada kolom cairan. Tekanan atmosfer di bagian luar sedotan mendorong cairan di dasar sedotan ke atas, gravitasi menarik cairan ke bawah, dan tekanan udara di dalam bagian atas sedotan mendorong cairan ke bawah. Karena cairan tersebut berada dalam kesetimbangan, gaya ke atas yang disebabkan oleh tekanan atmosfer harus mengimbangi kedua gaya ke bawah tersebut. Satu-satunya cara untuk memungkinkan hal ini adalah tekanan udara di dalam sedotan harus agak lebih kecil dari tekanan atmosfer di luar sedotan.

Meteoroid, Meteor, dan Meteorit

Meteoroid adalah anggota tata surya yang diperkirakan berasal dari potongan komet dan pecahan-pecahan asteroid. Meteoroid ini beterbangan tak beraturan di ruang angkasa. Dalam perjalanannya di ruang angkasa, meteoroid pada suatu saat dapat mendekati Bumi. Akibat adanya gravitasi bumi, Meteoroid jatuh ke Bumi dengan kelajuan tinggi menembus atmosfer dan terbakar sehingga menimbulkan nyala. Nyala tersebut tampak dari Bumi sebagai bintang jatuh. Bintang jatuh inilah yang disebut Meteor. Pada umumnya, meteor habis terbakar sebelum menyentuh Bumi.
Akan tetapi, meteor yang berukuran besar bisa saja tidak terbakar habis oleh panas akibat gesekan udara dan mencapai permukaan bumi. Meteor yang jatuh sampai ke permukaan Bumi disebut Meteorit.

Meteorit Murchison jatuh dekat sungai Murchison di Australia Barat pada tahun 1969.

Meteorit ini terdiri atas karbon.

Biasanya, meteorit yang merupakan gumpalan yang kecil, tetapi ada pula yang massanya sampai 34.000 kg seperti Meteorit Ahnighito yang ditemukan di Greenland, pada 1897. Sebuah meteor yang sangat besar pernah jatuh di Arizona sehingga membentuh kawah yang dikenal sebagai kawah Barringer (Barringer Crater) dengan diameter sekitar 1.400 m dan kedalaman sekitar 190 meter. Diperkirakan, massa meteor tersebut 50.000 ton .
Secara umum, Meteorit dibedakan atas dua macam, yaitu meteorit logam dan meteorit batuan. Meteorit logan memiliki komposisi 91% Fe, 8% Ni, dan sejumlah kecil Co, P, dan unsur-unsur lainnya. Adapun Meteorit batuan memiliki komposisi O (36%), Fe(26%), Si(18%), Mg(14%), dan sejumlah kecil unsur lainnya.

Fotovoltaik: Energi Cahaya Menjadi Energi Listrik

Fotovoltaik (FV) adalah metode untuk menghasilkan energi listrik dengan mengkonversi radiasi cahaya (energi cahaya matahari) menjadi listrik arus searah menggunakan semikonduktor. Semikonduktor yang digunakan hanya semikonduktor yang menunjukkan efek fotovoltaik. Fotovoltaik efek adalah penciptaan tegangan (atau arus listrik) pada bahan yang terpapar cahaya matahari.

Pembangkit listrik fotovoltaik mengunakan panel surya yang terdiri atas sejumlah bahan fotovoltaik. Bahan yang kini digunakan sebagai fotovoltaik terdiri atas silikon monokristalin, silikon polikristalin, silikon amorf, kadmium telurida dan tembaga indium selenida/sulfida.

Pemanfaatan Fotovoltaik

Energi cahaya matahari yang berlimpah dan “tak terbatas” membuat fotovoltaik menjadi sumber energi baru yang menjanjikan. Berikut ini adalah beberapa aplikasi fotovoltaik yang sudah ada saat ini.

• Pusat Pembangkit Listrik
Pada Desember 2010, pembangkit listrik fotovoltaik terbesar di dunia adalah Sarnia Photovoltaic Power Plant (Canada, 97 Mega Watt), Montalto di Castro Photovoltaic Power Station (Italy, 84.2 MW), Finsterwalde Solar Park (Germany, 80.7 MW), Rovigo Photovoltaic Power Plant (Italy, 70 MW), Olmedilla Photovoltaic Park (Spain, 60 MW), the Strasskirchen Solar Park (Germany, 54 MW), dan the Lieberose Photovoltaic Park (Germany, 53 MW).

• Transportasi
FV sejak dulu telah digunakan sebagai sumber listrik di luar angkasa. FV jarang digunakan untuk menghasilkan daya penggerak pada alat transportasi, tapi telah banyak digunakan sebagai penyedia daya tambahan pada perahu dan mobil. Namun, mobil bertenaga surya sudah mulai dikembangkan saat ini.

• Alat Khusus
Sampai satu dekade, FV telah sering digunakan sebagai sumber listrik bagi kalkulator dan peralatan elektronik terbaru. Pengembangan sirkuit terpadu (IC) dan layar LCD berdaya rendah menyebabkan FP memungkinkan sebagai pengganti baterai sebagai sumber listrik.
FV juga kini telah digunakan sebagai bagian dari pompa air, telepon darurat, dan remot sinyal dan penjaga pos.

• Listrik Pedesaan
Bagi negara yang luas dan berpulau-pulau serta memiliki daerah pedalaman yang secara geografis akan sulit teraliri listrik, FV adalah sebuah teknologi yang menjanjikan. Hanya dibutuhkan cahaya matahari yang cukup dan beberapa panel surya, maka listrik bisa dimanfaatkan setelah menunggu beberapa lama. Tidak memerlukan kabel beratus-ratus meter dan tiang listrik.

Apa Itu Cahaya?
Cahaya adalah bagian dari radiasi elektromagnetik yang terlihat oleh mata manusia dan berperan dalam indra penglihatan (mata bisa melihat akibat pantulan cahaya dari benda ke dalam mata).

Cahaya tampak mempunyai panjang gelombang berkisar dari 380 atau 400 nm (nanometer, setara dengan sepersemiliar meter) sampai 760 atau 780 nm dengan frekuensi berkisar antara 405 THz (Tera Hertz, setara dengan setriliun Hertz) sampai 790 THz.

Dalam fisika, terminologi cahaya bukan hanya yang terlihat oleh mata, tapi semua radiasi yang terletak antara radiasi inframerah (frekuensinya lebih rendah) dan ultraviolet (frekuensinya lebih tinggi).

Sifat-sifat utama cahaya adalah intensitas, pembelokan arah, frekuensi dan panjang gelombang, polarisasi dan fase. Cahaya mempunyai kecepatan 300.000 kilometer per detik dalam kondisi vakum.

Cahaya eksis dalam “paket-paket” kecil yang dinamakan foton, yang menunjukkan sifat gelombang dan cahaya sekaligus. Sifat ini merujuk pada sifat dualisme cahaya sebagai gelombang-partikel.

Kamis, 05 Mei 2011

Prinsip Kerja Turbin Uap

Pada dasarnya prinsip kerja turbin uap sama dengan mesin uap tipe bolak balik. Bedanya mesin uap tipe bolak balik menggunakan piston, sedangkan turbin uap menggunakan turbin. Pada mesin uap tipe bolak balik, kalor diubah terlebih dahulu menjadi energi kinetik translasi piston. Setelah itu energi kinetik translasi piston diubah menjadi energi kinetik rotasi roda pemutar. Nah, pada turbin uap, kalor langsung diubah menjadi energi kinetik rotasi turbin.

Turbin bisa berputar akibat adanya perbedaan tekanan. Suhu uap sebelah atas bilah jauh lebih besar daripada suhu uap sebelah bawah bilah (bilah tuh lempeng tipis yang ada di tengah turbin). Ingat ya, suhu berbading lurus dengan tekanan. Karena suhu uap pada sebelah atas bilah lebih besar dari suhu uap pada sebelah bawah bilah maka tekanan uap pada sebelah atas bilah lebih besar daripada tekanan uap pada sebelah bawah bilah. Adanya perbedaan tekanan menyebabkan si uap mendorong bilah ke bawah sehingga turbin berputar. Arah putaran turbin tampak seperti gambar di bawah:

Perlu diketahui bahwa prinsip kerja mesin uap didasarkan pada diagram perpindahan energi yang telah dijelaskan di atas. Dalam hal ini, energi mekanik bisa dihasilkan apabila kita membiarkan kalor mengalir dari benda atau tempat bersuhu tinggi menuju benda atau tempat bersuhu rendah. Dengan demikian, perbedaan suhu sangat diperlukan pada mesin uap.
Btw, apabila dirimu perhatikan cara kerja mesin uap tipe bolak balik, tampak bahwa piston tetap bisa bergerak ke kanan dan ke kiri walaupun tidak ada perbedaan suhu (tidak ada kondensor dan pompa). Piston bisa bergerak ke kanan akibat adanya pemuaian uap bersuhu tinggi atau uap bertekanan tinggi. Dalam hal ini, sebagian kalor pada uap berubah menjadi energi kinetik translasi piston. Energi kinetik translasi piston kemudian berubah menjadi energi kinetik rotasi roda pemutar. Setelah melakukan setengah putaran, roda akan menekan piston kembali ke kiri. Ketika roda menekan piston kembali ke kiri, energi kinetik rotasi roda berubah lagi menjadi energi kinetik translasi piston. Ketika piston bergerak ke kiri, piston mendorong uap yang ada dalam silinder.
Pada saat yang sama, katup pembuangan terbuka. Dengan demikian, uap yang didorong piston tadi akan mendorong temannya ada di sebelah bawah katup pembuangan. Nah, apabila suhu uap yang berada di sebelah bawah katup pembuangan = suhu uap yang didorong piston, maka semua energi kinetik translasi piston akan berubah lagi menjadi energi dalam uap. Energi dalam berbanding lurus dengan suhu. Kalau energi dalam uap bertambah maka suhu uap meningkat. Suhu berbanding lurus dengan tekanan. Kalau suhu uap meningkat maka tekanan uap juga meningkat. Dengan demikian, tekanan uap yang dibuang melalui katup pembuangan = tekanan uap yang masuk melalui katup masukan. Piston akan tetap bergerak ke kanan dan ke kiri seterusnya tetapi tidak akan ada energi kinetik total yang bisa dimanfaatkan (tidak ada kerja total yang dihasilkan). Jadi energi kinetik yang diterima oleh piston selama proses pemuaian (piston bergerak ke kanan) akan dikembalikan lagi kepada uap selama proses penekanan (piston bergerak ke kiri). Pahami perlahan-lahan ya…
Dari penjelasan panjang lebar dan bertele-tele sebelumnya, kita bisa menyimpulkan bahwa perbedaan suhu dalam mesin uap tetap diperlukan. Perbedaan suhu dalam mesin uap bisa diperoleh dengan memanfaatkan kondensor. Ketika suhu dan tekanan uap yang berada di sebelah bawah katup pembuangan jauh lebih kecil dari pada suhu dan tekanan uap yang berada di dalam silinder, maka ketika si piston bergerak kembali ke kiri, besarnya tekanan (P = F/A) yang dilakukan piston terhadap uap jauh lebih kecil daripada besarnya tekanan yang diberikan uap kepada piston ketika si piston bergerak ke kanan.
Dengan kata lain, besarnya usaha alias kerja yang dilakukan piston terhadap uap jauh lebih kecil daripada besarnya kerja yang dilakukan uap terhadap piston (W = Fs). Jadi hanya sebagian kecil energi kinetik piston yang dikembalikan lagi pada uap. Dengan demikian akan ada energi kinetik total atau kerja total yang dihasilkan. Energi kinetik total ini yang dipakai untuk menggerakan sesuatu (membangkitkan listrik dkk…) Pembangkitan energi listrik akan dibahas secara mendalam pada pokok bahasan listrik dan magnet.

Prinsip Kerja Mesin Uap

Mesin uap menggunakan uap air sebagai media penghantar kalor. Uap biasa disebut sebagai zat kerja mesin uap. Terdapat dua jenis mesin uap, yakni mesin uap tipe bolak balik dan mesin uap turbin (turbin uap). Rancangan alatnya sedikit berbeda tetapi kedua jenis mesin uap ini mempunyai kesamaan, yakni menggunakan uap yang dipanaskan oleh pembakaran minyak, gas, batu bara atau menggunakan energi nuklir.

Mesin uap tipe bolak balik

Air dalam wadah biasanya dipanaskan pada tekanan yang tinggi. Karena dipanaskan pada tekanan yang tinggi maka proses pendidihan air terjadi pada suhu yang tinggi (ingat pembahasan mengenai pendidihan – Teori kinetik gas). Biasanya air mendidih (air mendidih = air berubah menjadi uap) sekitar suhu 500 oC. Suhu berbanding lurus dengan tekanan. Semakin tinggi suhu uap, semakin besar tekanan uap. Uap bersuhu tinggi atau uap bertekanan tinggi tersebut bergerak melewati katup masukan dan memuai terhadap piston.
Ketika memuai, uap mendorong piston sehingga piston meluncur ke kanan. Dalam hal ini, sebagian kalor alias panas pada uap berubah menjadi energi kinetik (uap melakukan kerja terhadap piston — W = Fs). Pada saat piston bergerak ke kanan, roda yang dihubungkan dengan piston berputar (1). Setelah melakukan setengah putaran, roda menekan piston kembali ke posisinya semula (2).
Ketika piston bergerak ke kiri, katup masukan dengan sendirinya tertutup, sebaliknya katup pembuangan dengan sendirinya terbuka. Uap tersebut dikondensasi oleh kondensor sehingga berubah menjadi embun (embun = air yang berasal dari uap). Selanjutnya, air yang ada di dalam kondensor dipompa kembali ke wadah untuk dididihkan lagi. Demikian seterusnya. Karena prosesnya terjadi secara berulang-ulang maka piston bergerak ke kanan dan ke kiri secara terus menerus. Karena piston bergerak ke kanan dan ke kiri secara terus menerus maka roda pun berputar secara terus menerus. Putaran roda biasanya digunakan untuk menggerakan sesuatu.
Proses perubahan bentuk energi dan perpindahan energi pada mesin uap tipe bolak balik di atas bisa dijelaskan seperti ini : Bahan bakar fosil (batu bara/minyak/gas) memiliki energi potensial kimia. Ketika bahan bakar fosil dibakar, energi potensial kimia berubah bentuk menjadi kalor alias panas. Kalor alias panas yang diperoleh dari hasil pembakaran bahan bakar fosil digunakan untuk memanaskan air (kalor berpindah menuju air dan uap).
Selanjutnya sebagian kalor pada uap berubah bentuk menjadi energi kinetik translasi piston, sebagian lagi diubah menjadi energi dalam air. Sebagian besar energi kinetik translasi piston berubah menjadi energi kinetik rotasi roda pemutar, sebagian kecil berubah menjadi kalor alias panas (kalor alias panas timbul akibat adanya gesekan antara piston dengan silinder). Jika digunakan untuk membangkitkan listrik maka energi kinetik rotasi roda pemutar bentuk menjadi energi listrik. Dan seterusnya.

Senin, 02 Mei 2011

Erosi Angin dan Gelombang

Pada iklim kering, angin menerbangkan pasir dan tanah, kemudian butiran pasir yang tajam itu akan mengikis batu-batu. Di pesisir, angin mendorong gelombang yang akan membentuk karang dan pantai.

Erosi Angin
Angin hanya dapat mengikis endapan yang halus, seperti pasir, lempung, dan tanah liat, tetapi angin juga dapat menimbulkan pengaruh ke daerah-daerah yang lebih luas. Angin kencang yang merupakan ciri-ciri padang pasir, membawa butiran pasir lalu mendorongnya dengan kekuatan yang besar menerjang batu yang permukaannya terbuka. Karena beratnya, pasir jarang sekali dapat melayang lebih dari 1 m ( 3 kaki) diatas permukaan yang datar sehingga terjangan pasir akibat tiupan angin biasanya terjadi di dekat permukaan tanah.

Kekuatan gelombang
Batu-batu di pesisir pecah berkeping-keping oleh kekuatan besar gelombang yang menghempaskan kerikil dan batu-batu ke tepi pantai. Batu-batu seperti batu kapur juga dapat dilarutkan oleh unsur-unsur kimia yang dikandung air laut. Erosi gelomban menghasilkan tampilan seperti teluk, tanjung, karang, gua laut, pilar, dan busur karang.

Meteorit dari Ruang Angkasa

Batu-batuan yang melayang di ruang angkasa terkadang terperangkap oleh gaya gravitasi bumi dan jatuh ke permukaan bumi. Batu-batu yang dinamakan meteorit itu memberikan informasi tentang sistem tata surya kita.

Sebuah Meteroit Menabrak Bumi

Berapa banyak meteorit?
Setiap tahun, sekitar 26000 meteorit jatuh ke permukaan bumi. Kebanyakan jatuh di laut dan hanya 5 atau 6 meteorit yang biasanya diketahui. Kebanyakan kawah meteorit telah tertutup oleh tumbuh-tumbuhan atau menghilang akibat pelapukan karena cuaca serta erosi. Beberapa kawah raksasa bekas meteorit raksasa masih tetap utuh. Dampak dari meteorit raksasa itu adalah punahnya dinosaurus 65 juta tahun lalu.

Terbuat dari apa meteorit?
Meteorit dibagi menjadi meteorit batu, besi, dan besi-berbatu. Meteorit batu atau aerolit terbentuk terutama dari mineral berbatu (silikat) dan sebagian besar tersusun atas piroksin dan olivin. Meteorit besi atau siderit terbuat dari nikel dan besi, sedangkan meteorit besi-berbatu terbentuk dari silikat dan metal.

Meteorit Besi

Dari mana datangnya meteorit ?
Beberapa meteorit datang dari sabuk asteroid, yang berada di antara orbit Mars dan Jupiter. Meteorit lainnya mungkin berupa serpihan-serpihan Bulan, Mars, dan mungkin juga komet-komet. Ilmuan berpendapat bahwa semua meteorit datang dari suatu tempat di dalam sistem tata surya.

Gelombang Seismik

Pada saat terjadi gempa, Anda merasakan Bumi dan benda-benda yang ada disekitar Anda berguncang. Bagaimana gempa Bumi terjadi? Jika suatu gempa mengguncang lapisan kerak Bumi, guncangan itu akan diteruskan oleh getaran yang disebut gelombang seismik. Gelombang ini merambat ke segala arah dan berasal dari sumber gempa di bawah permukaan tanah.

Dengan menggunakan alat pencatat gempa, yaitu seismograf, para ahli geologi telah mengelompokkan tiga jenis gelombang seismik. Gelombang pertama yang akan terdeteksi oleh seismograf adalah gelombang primer (P). Gelombang ini merupakan gelombang longitudinal yang bergerak melalui batuan, dengan cara merapatkan dan merenggangkan batuan-batuan yang dilaluinya. Gelombang berikutnya yang akan terdeteksi oleh seismograf adalah gelombang sekunder (S). Gelombang ini merambat menembus batuan dengan arah getaran tegak lurus terhadap arah perambatannya sehingga dapat menaikkan atau menurunkan batuan-batuan yang dilaluinya.

Gelombang P dapat merambat dengan mudah melalui medium padat maupun medium cair, sedangkan gelombang S hanya dapat merambat melalui medium padat. Gelombangnya akan teredam jika melalui medium cair dan energi gelombang S akan berubah menjadi kalor pada saat terjadi peredaman. Pada umumnya, semakin padat suatu batuan, semakin cepat perambatan gelombang P. Jika gelombang P dan gelombang S ini telah mencapai permukaan Bumi, kedua gelombang ini berubah menjadi gelombang seismik jenis ketiga, yaitu gelombang permukaan. Gelombang permukaan ini dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu gelombang Love yang menggetarkan permukaan tanah dalan arah bolak-balik mendatar dan gelombang Rayleigh yang bergerak bolak-balik naik turun, seperti pada gelombang air laut.
Meskipun gelombang P dan gelombang S merambat meninggalkan sumber gempa pada saat yang bersamaan, tetapi gelombang P akan mencapai seismograf terlebih dahulu karena kecepatan perambatan gelombangnya lebih cepat. Beda waktu antara kedatangan gelombang P pertama dan gelombang S pertama ini dikenal sebagai panjang waktu getaran pendahuluan atau waktu SP. Beda waktu ini merupakan petunjuk yang penting untuk mengetyang bergerak bolak-balik naik turun, seperti pada gelombang air laut.
Meskipun gelombang P dan gelombang S merambat meninggalkan sumber gempa pada saat yang bersamaan, tetapi gelombang P akan mencapai seismograf terlebih dahulu karena kecepatan perambatan gelombangnya lebih cepat. Beda waktu antara kedatangan gelombang P pertama dan gelombang S pertama ini dikenal sebagai panjang waktu getaran pendahuluan atau waktu SP. Beda waktu ini merupakan petunjuk yang penting untuk mengetahui lokasi sumber gempa. Waktu SP dapat mencapai orde sekon ataupun menit bergantung pada jarak sumber gempa ke stasiun pencatat. Akan tetapi, waktu SP selalu dapat mengungkap jarak stasiun pencatat ke episentruum, yaitu suatu titik yang terletak di permukaan Bumi tepat di atas sumber gempa (hiposentrum).
Untuk mengetahui posisi episentrum sebenarnya, dibutuhkan lebih dari satu stasiun pencatat. Untuk mengetahui posisi episentrum, ahli seismologi membutuhkan sedikitnya tiga stasiun pencatat. Kemudian, diatas peta disekitar stasiun dibuat lingkaran dengan radius sepanjang jarak stasiun ke episentrum sehingga akan didapatkan episentrum gempa yang terletak didaerah sekitar irisan ketiga lingkaran tersebut.

Jumat, 29 April 2011

Langkah - langkah Menyelesaikan Rangkaian Arus dengan Hukum Kirchoff

1. Menentukan arah arus permisalan pada Loop

2.

positif I1 R1

3.

negatif -I2 R4

4.

negatif ( - E1)

5.

positif ( E2)

6. Apabila arus yang didapatkan negatif, berarti arah permisalan yang kita buat terbalik dengan arah arus sebenarnya.

Rabu, 27 April 2011

Aplikasi Gelombang Bunyi

Jika suatu saat Anda menyusuri suatu jalan desa di tengah musim kemarau, Anda akan mendengar bisikan lembut dari lebah, belalang, atau jangkrik. Bahkan jika lebih cermat, Anda dapat mendengarkan bunyi yang lebih lemah dan halus. Selain dapat mengeluarkan bunyi yang didengar manusia, serangga-serangga juga dapat memperdengarkan bunyi lain yang tidak tertangkap oleh telinga manusia. Bunyi tersebut dinamakan bunyi ultrasonik. Telinga manusia normal hanya dapat menangkap bunyi yang mempunyai frekuensi 20 Hz hingga 20.000 Hz. Perbedaan antara gelombang ultrasonik dan gelombang bunyi biasa adalah frekuensinya. Bunyi ultrasonik yang akan kita bahas mempunyai frekuensi di atas 20.000 Hz.

Gelombang ultrasonik dimanfaatkan oleh para ahli dalam sistem pengujian tidak merusak (NDT – non destructive testing). Sistem pengujian itu banyak digunakan dalam dunia industri dan medis.

1. Penggunaan dalam industri

Suatu alat yang bernama reflektoskop digunakan untuk mendeteksi cacat yang terkandung dalam besi tulang. Cacat pada pelek ban mobil diperiksa dengan menggunakan alat ini. Gelombang ultrasonik juga digunakan untuk mempercepat beberapa reaksi kimia. Getaran kuat pada gelombang ultrasonik juga digunakan untuk menggugurkan ikatan antara partikel kotoran dan bahan kain serta menggtarkan debu yang melekat hingga lepas.

Gambar . Reflektoskop Ultra

2. Penggunaan dalam medis

Ultrasonik digunakan untuk mengamati cacat-cacat dalam jaringan hidup. Sifat reflektif jaringan normal dan jaringan abnormal cukup jelas untuk dibedakan secara ultrasonik. Alat diagnosis dengan ultrasonik digunakan untuk menemukan beberapa penyakit berbahaya di dada atau payudara, hati, otak, dan beberapa organ lainnya. Pengamatan ultrasonik pada seorang wanita hamil memperlihatkan janin di uterus.

Gambar. Janin dalam perut ibunya

3. Menduga kedalam laut

Selain digunakan pada dunia industri dan medis, gelombang ultrasonik digunakan pada dunia kelautan. Untuk menduga kedalaman laut digunakan alat yang dinamakan sonar. Sonar menghasilkan gelombang suara yang dikirim dari suatu piranti dan dipantulkan kembali oleh dasar samudra. Alat ini juga digunakan untuk menemukan letak suatu benda yang berada dibawah permukaan laut.

Gambar . Menduga kedalaman laut

Pemusingan | Dinamika Rotasi

Suatu alat yang berguna dalam menggambarkan dengan baik aspek dinamika dan gerak melingkar adalah mesin pemusing , atau pemusing ultra dengan laju yang sangat tinggi. Alat ini digunakan untuk mengendapkan materi dengan cepat atau untuk memisahkan berbagai materi dengan karakteristik yang berbeda-beda. Tabung uji atau wadah lainnya dipasang pada baling-baling pemusing; yang dipercepat sampai laju rotasi yang sangat tinggi; lihat Gambar . 1 , dimana satu tabung uji ditunjukkan dengan dua posisi yang menggambarkan partikel yang kecil, mungkin sebuah makromolekul, pada tabung uji yang dipenuhi dengan fluida. Ketika tabung berada pada posisi A baling – baling berputar, partikel ini mempunyai kecendrungan untuk bergerak pada garis lurus dengan arah tanda panah yang terputus-putus pada gambar. Tetapi fluida, yang menahan gerak partikel, memberi gaya sentripetal yang mempertahankan

Gambar. 1 : Tabung uji rotasi dalam sebuah mesin pemusing (tampak atas). Tabung digambarkan pada dua posisi. Pada A, titik kecil menyatakan sebuah makro molekul atau partikel lainnya yang diendapkan. Partikel itu cendrung akan bergerak sepanjang garis terputus-putus menuju dasar tabung tetapi cairan menahan gerak ini dengan memberikan gaya pada partikel sebagaimana ditunjukkan pada titik B.

agar partikel tetap bergerak dalam jalur yang hampir berupa lingkaran. Biasanya, hambatan fluida (yang mungkin merupakan cairan, gas, atau gel, bergantung pada jenis aplikasi) tidak sama persis dengan mv2/r , dan partikel itu pada akhirnya mencapai dasar tabung. Jika partikel-partikel mengendap dalam medium yang semi-keras seperti gel, dan rotasi diberhentikan sebelum partikel mencapai dasar tabung, partikel-partikel itu akan dipisahkan menurut ukuran atau faktor-faktor lain yang mempengaruhi mobilitasnya. Jika partikel-partikel mencapai dasar tabung, maka dasar tabung memberikan gaya yang mempertahankan gerak partikel dalam lingkaran. Bahkan, dasar tabung harus memberikan gaya pada seluruh fluida dalam tabung, untuk membuatnya tetap bergerak dalam lingkaran. Jika tabung tidak cukup kuat untuk memberikan gaya ini, tabung itu akan pecah.

Jenis bahan yang ditempatkan dalam mesin pemusing adalah yang tidak mengendap atau terpisah dengan cepat di bawah pengaruh gravitasi. Tujuan dipakainya mesin pemusing adalah untuk memberikan “gravitasi efektif” yang lebih besar daripada gravitasi normal karena laju rotasi yang tinggi, sehingga partikel-partikel bergerak ke bagian bawah tabung dengan lebih cepat.

Minggu, 24 April 2011

Pengertian Variabel dan Jenis - jenis Variabel

Pengertian
Perhatian utama penelitian pendidikan terletak pada pembahasan dan analisis terhadap hasil-hasil pengukuran. Pembahasan hasil penelitian ini akan menjadi lebih efektif apabila peneliti memiliki kriteria yang tepat terhadap hasil. Kriteria ini berupa batasan operasional tentang hasil. Batasan operasional ini adalah suatu bukti tentang variabel-variabel yang diteliti dan akan diterima oleh peneliti.
Variabel atau faktor penelitian memiliki peranan sangat penting dalam suatu penelitian pendidikan. Variabel adalah segala sesuatu yang akan menjadi objek pengamatan dalam penelitian. Ada juga yang menganggap variabel sebagai gejala sesuatu yang bervariasi.

Variabel penelitian dibedakan menjadi:
1. Variabel bebas atau variabel penyebab (independent variables)
Variabel bebas adalah variabel yang menyebabkan atau memengaruhi, yaitu faktor-faktor yang diukur, dimanipulasi atau dipilih oleh peneliti untuk menentukan hubungan antara fenomena yang diobservasi atau diamati.

2. Variabel terikat atau variabel tergantung (dependent variables).
Variabel terikat adalah faktor-faktor yang diobservasi dan diukur untuk menentukan adanya pengaruh variabel bebas, yaitu faktor yang muncul, atau tidak muncul, atau berubah sesuai dengan yang diperkenalkan oleh peneliti.
Contoh:
Jika seorang peneliti ingin mengkaji hubungan antara dua variabel, misalnya variabel waktu untuk belajar (A) dan prestasi belajarnya (B), maka pertanyaan atau masalah yang diajukan , “Bagaimanakah prestasi belajar yang dicapai apabila waktu yang dipakai untuk belajar lebih banyak atau lebih sedikit?”
Banyak sedikitnya waktu belajar yang dipakai oleh pebelajar diidentifikasikan sebagai variabel bebas, sedangkan prestasi belajar sebagai variabel terikat. Variabel ini (waktu belajar) dimanipulasi atau diubah untuk menyebabkan terjadinya perubahan pada variabel lainnya (prestasi belajar).

3. Variabel Moderator
Variabel moderator adalah faktor-faktor atau aspek-aspek yang diukur, dimanipulasi, atau dipilih oleh peneliti untuk menentukan apakah variabel tersebut mengubah hubungan antara variabel bebas dan variabel terikat.
Contoh:
Hipotesis : Kecermatan membaca siswa perempuan lebih baik daripada siswa laki-laki setelah mereka mendapat pembelajaran membaca cepat dan lambat.
Variabel bebas : pembelajaran membaca cepat dan lambat
Variabel moderator : siswa perempuan dan laki-laki
Variabel terikat : kecermatan

4. Variabel Kontrol
Variabel yang dinetralisasi yang diidentifikasi sebagai variabel kontrol atau kendali, atau variabel kontrol adalah variabel yang diusahakan untuk dinetralisasi oleh peneliti. Dalam penelitian di samping strategi pembelajaran dan tingkat kecerdasan, peneliti juga mempertimbangkan tingkat usia, misalnya kelompok umur tertentu, maka umur dalam penelitia ini dianggap sebagai variabel kendali.

5. Variabel intervening
Adalah yang tidak pernah diamati dan hanya disimpulkan berdasarkan pada variabel terikat dan bebas.
Contoh:
Hipotesis: Pada siswa yang memiliki minat yang meningkat terhadap tugas yang diberikan, unjuk kerja terhadap tugas yang diukur meningkat.
Variabel bebas : minat terhadap tugas
Variabel intervening : belajar
Variabel terikat : unjuk kerja tugas

Rabu, 20 April 2011

Menghitung Laju Cahaya

Usaha serius pertama untuk mengukur laju cahaya dilakukan oleh Galileo dengan mencoba mengukur waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh lintasan tertentu antara dua puncak bukit, yang jaraknya telah diketahui. Ia mendapatkan seorang asisten di satu puncak, dan dia sendiri berada di puncak yang lain, dan memerintahkan asistennya untuk mengangkat tutup lampu pada saat ia melihat cahaya dan saat ia menerima cahaya dari lampu asistennya. Waktu yang terukur demikian singkat sehingga Galileo menyimpulkannya lebih sebagai waktu reaksi manusia,dan bahwa laju cahaya pasti sangat tinggi.

Keberhasilan pertama dalam memastikan bahwa laju cahaya itu berhingga dibuat oleh seorang astronom Denmark, Ole Roemer (1644-1710). Roemer mencatat bahwa pengukuran yang seksama terhadap periode Io, salah satu satelit Jupiter (periode rata-ratanya 42,5 jam untuk mengorbit Jupiter 1 kali), mengalami perubahan kecil, tergantung pada gerakan relatif antara Bumi dan Jupiter. Ketika bumi begerak menjauhi Jupiter, periode satelit tersebut sedikit lebih panjang, dan ketika bumi bergerak mendekati Jupiter, periode satelit tersebut sedikit memendek. Ia mencatat perbedaan ini sebagai tambahan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh pertambahan waktu yang dibutuhkan untuk menempuh pertambahan waktu tempuh cahaya ketika kedua planet tersebut saling mendepat. Roemer menyimpulkan bahwa laju cahaya itu – walaupun sangat besar – terhingga.

Sejak itu sejumlah teknik digunakan untuk mengukur laju cahaya. Yang terpenting di antaranya adalah yang digunakan oleh ilmuan Amerika, Albert A. Michelson (1852-1931). Michelson menggunakan perangkat cermin putar yang tergambar di gambar A untuk melakukan serentetan eksperimen berketelitian tinggi yang dilakukaknnya dari tahun 1880 hingga 1920-an. Cahaya dari suatu sumber diarahkan ke salah satu permukaan carmin-putar bersegi delapan. Cahaya pantul merambat menuju cermin diam yang berada pada jarak yang jauh dan kembali lagi seperti terlihat pada gambar. Jika cermin putar berputar dengan kelajuan yang tepat, berkas sinar baliknya akan dipantulkan oleh salah satu permukaan cermin menuju teleskop kecil tempat pengamat. Jika kecepatan putaran berbeda sedikit saja, cahaya akan menyimpang dan tidak terlihat oleh pengamat. Dari kecepatan yang diperlukan oleh cermin putar dan jarak terhadap cermin diam, laju cahya dapat dihitung. Di tahun 1920-an, michelson memasang cermin putar tersebut di puncak gunung Wilson di Kalifornia Selatan dan cermin diamnya di gunung Baldy (gunung San Antonio) yang berjarak 35 km. Kemudian ia mengukur laju cahaya di dalam ruang hampa dengan menggunakan tabung hampa yang panjang.
gambar A :

Nilai yang diterima saat ini untuk laju cahaya c , diruang hampa adalah c = 2,99792458 x 108 m/s.
Kita bisa membulatkan nilai ini menjadi c = 3 x 108 m/s.
Jika kita tidak membutuhkan hasil dengan ketelitian ekstrim. Di udara, kecepatannya hanya berkurang sedikit sekali.

Alat Pacu Jantung

Penggunaan yang menarik dari rangkaian RC (Resistor Kapasitor) adalah pada pacu jantung elektronik, yang bisa membuat jantung yang berhenti mulai berdetak kembali dengan memberikan rangsangan listrik melalui elektroda yang dipasang didada. Rangsangan dapat diulang dengan kecepatan jantung normal jika diperlukan.

Jantung itu sendiri berisi pacu jantung, yang mengirimkan pulsa listrik kecil dengan kecepatan 60 sampai 80 per menit. Pulsa ini merupakan sinyal yang menyebakan mulainya setiap detak jantung. Dalam beberapa bentuk penyakit jantung, sel-sel pacu jantung gagal berfungsi dengan baik, dan jantung kehilangan detaknya. Orang yang menderita penyakit ini sekarang umumnya menggunakan pacu jantung elektronik. Peralatan ini menghasilkan pulsa tegangan reguler yang memulai dan mengendalikan frekuensi detak jantung. Jenis “kecepatan tetap” menghasilkan sinyal secara kontinu. Jenis “tuntutan” hanya bekerja jika pacu jantung asli gagal. Elektroda dipasang di dalam atau di dekat jantung dan rangkaian biasanya berisi sebuah kapasitor dan sebuah resistor. Muatan pada kapasitor bertambah sampai suatu nilai tertentu dan kemudian melepaskan muatannya. Kemudian pemuatan dimulai lagi. Kecepatan pulsa bergantung pada nilai R dan C. Umumnya, sumber daya berupa baterai yang harus diganti atau dimuati kembali, bergantung pada jenisnya. Beberapa pacu jantung mendapatkan energi dari panas yang dihasilkan oleh elemen radioaktif, energi panas diubah menjadi listrik oleh termokopel.

Penerapan Prinsip Bernoulli

1. Kebocoran pada tangki

dengan :
v = kecepatan semburan air (m/s)
h1 = ketinggian air dari permukaan tanah (m)
h2 = ketinggian lubang dari permukaan tanah (m)
h = h1 - h2
x = jarak mendatar semburan (m)

2. Gaya angkat pesawat
Sayap pesawat menggunakan prinsip kerja Bernoulli. Kecepatan udara di atas pesawat lebih besar dari kecepatan pesawat dibawah sayap sehingga tekanan di bawah sayap lebih besar dari tekanan di atas sayap. Hal ini menyebabkan ada gaya angkat ke atas sehingga pesawat dapat mengudara.

3. Venturimeter
Venturimeter adalah alat yang dipasang dalam suatu pipa aliran untuk mengukur volume zat cair yang melalui pipa tiap detik. Venturimeter terdiri dari venturimeter tanpa manometer dan venturimeter dengan manometer. Manometer adalah tabung U yang diisi dengan zat cair yang berbeda dengan zat cair yang mengalir melalui vanturimeter.

4. Pipa pitot
Pipa pitot digunakan untuk mengukur kecepatan zat cair di sutu titik pada zat tersebut.

5. Penyemprot parfum dan racun serangga
Semburan udara yang bergerak cepat di atas mulut tabung akan menurunkan tekanan di tempat tersebut sehingga tekanan zat cair dalam tabung akan menekan zat cair keluar melalui tabung dan zat cair tersembur ke udara.

Isaac Newton

Sir isaac Newton adalah seorang fisikawan, matematikawan, ahli astronomi, filsuf alam, dan teolog yang berasal dari Inggris. Ia merupakan pengikut aliran heliosentris dan ilmuwan yang sangat berpengaruh sepanjang sejarah, bahkan dikatakan sebagai bapak ilmu Fisika klasik. Karya bukunya Philosophie Naturalis Principia Mathematica yang diterbitakan pada 1687 dianggap sebagai buku paling berpengaruh sepanjang sejarah sains. Dalam karyanya ini, Newton menjabarkan hukum gravitasi dan tiga hukum gerak yang mendominasi pandangan sains mengenai alam semesta selama tiga abad. Newton berhasil menunjukkan bahwa gerak benda di Bumi dan benda-benda luar angkasa lainnya diatur oleh sekumpulan hukum-hukum alam yang sama. Ia membuktikannya dengan menunjukkan konsistensi antara hukum gerak planet Kepler dengan teori gravitasinya. Karyanya ini akhirnya menyirnakan keraguan para ilmuan akan heliosentris dan memajukan revolusi ilmiah.

Selasa, 19 April 2011

Ciri-ciri batuan beku, sedimen, dan malihan

Menurut proses terjadinya batuan dapat digolongkan menjadi 3 yaitu, batuan beku, batuan endapan, dan batuan malihan.

1. Batuan Beku
Bstuan beku adalah batuan cair pijar atau magma dari dalam bumi yang membeku. Berdasarkan tempat prosesmembekunya batuan-batuan beku tersebut terdiri atas :
- Batuan dalam, membeku secara perlahan-lahan di dalam
- Batuan korok, membeku di daerah korok
- Batuan leleran, membeku secara tiba-tiba di permukaan bumi

Batuan beku dibedakan berdasarkan sifat kimiawinya yaitu :
- Batuan asam, mengandung banyak asam salisilat merupakan senyawa silikon dan oksida, mengandung kwarsa berwarna keputih-putihan
- Batuan basa, kadar asam salisilatnya rendah banyak mengandung magnesium dan besi, warnanya gelap/hitam

Batuan dalam yang asam disebut granit,

batuan dalam yang basa disebut diabas. Batuan dalam yang kadar asam salisilatnya sedang (batuan menengah) disebut diorit, batuan leleran yang asam disebut liparit, dan batuan leleran yang basa disebut basal. Batuan leleran yang kadar asam salisilatnya sedang disebut andesit.

2. Batuan endapan
Batuan endapan (sedimen)terjadi dari perombakan batua lain atau proses kimia. Batuan endapan dapat mengalami proses pengerasan sehingga terbentuk bahan endapan (sedimen) yang membatu. Proses pengerasan ini dapat terjadi karena adanya zat perekat berupa asam salisilat, kalsium karbonat, atau oksida besi.
Macam-macam batuan endapan adalah sbb :
- Konglomerat, bahan pembentuknya butir-butir kasar
- Rampit, sebutan konglomerat oleh rakyat didaerah pertambangan intan Kalimantan Selatan
- Breksi, butir-butir bahan pembentuk tidak bundar, melainkan bersudut
- Batu pasir, pasir yang telah membatu
- Batu lanau, lanau yang telah membatu
- Batu lempung/serpih, lempung yang telah membatu
- Kapur, sejenis batu gamping yang lunak bahan pembentuk dari cangkang binatang protozoa (globigerina)
- Travertin, batu gamping yang terjadi dari pengendapan secara kimia di dekar mata air panas. Travertin yang terkenal terdapat di Karipan kabupaten Tangerang.

3. Batuan Malihan atau metamorfosis
Batuan yang mengalami perubahan bentuk dan jenis atau mengalami metamorfosis, karena adanya tekanan berat, bertambahnya suhu dan waktu yang cukup lama. Contoh batuan malihan adalah pualam (marmer) yang berasal dari batu gamping yang mengalami proses malihan, sabak atau batu tulis berasal dari serpih, dan grafit berasal dari karbon.

Prinsip Kerja Radio

Dulu, radio sering disebut "si tanpa kabel" karena memakai gelombang tak tampak untuk mengirim berita ke tempat lain. Selain digunakan pada radio, gelombang radio digunakan pula pada remote control. Pada radio kontrol, gelombang radio membawa pulsa penggerak mobil dan pesawat model. Di antariksa juga ada gelombang radio alami yang digunakan oleh astronom untuk meneliti galaksi, supernova dan objek lain yang jauh dari bumi.

Pada rangkaian radio pemancar, variasi yang cepat pada arus listrik menimbulkan gelombang radio yang merambat ke radio penerima. Ketika mengenai antena logam radio, gelombang radio menghasilkan osilasi arus listrik kecil dalam antena. Menyetel radio berarti memilih frekuensi tertentu dari arus tersebut pada rangkaian elektronik, sesuai dengan saluran radio yang dipilih. Sinyal ini diperkuat dan disalurkan ke pengeras suara yang mengubahnya menjadi gelombang suara.

Senin, 18 April 2011

Magnetically Levitated (MagLev)

Dalam superkonduktor tidak terdapat hambatan yang menghalangi aliran muatan listrik. Oleh karena itu, tidak ada energi yang terbuang meskipun arus sangat besar. Elektromagnet yang menggunakan gulungan superkonduktor dapat menghasilkan medan magnet yang sangat kuat dan juga ekonomis. Di Fermilab dekat Chacigo, elekromagnet telah memberikan keuntungan bagi labolatoriumtersebut karena penggunaan listrik yang sebelumnya boros dan mahal menjadi murah dan efisien.
Aplikasi dari elektromagnet superkonduktor adalah penemuan kendaraan maglev atau "magnetically levitated".

Pada gambar diperlihatkan bentu dari kendaraan maglev. Maglev memanfaatkan komponen superkonduktor dan medan magnet. Kendaraan ini akan bergerak sekitar 6 inci atau 15cm di atas rel.

Kapasitansi Kapasitor dan Keyboard

Sepuluh atau lima belas tahun yang lalu, kapasitansi kapasitor sebesar 1 µF adalah hal biasa. Sekarang ada kapasitor yang kapasitansinya 1 F atau 2 F. Secara fisik bentuknya kecil, hanya beberapa centimeter. Contohnya, pada rangkaian power supply di komputer atau VCR yang digunakan untuk mengatur waktu dan penanggalan.Kapasitor digunakan karena dapat mengganti peran baterai bahkan 100000 kali lebih baik sehingga waktu dan tanggal yang tertera tidak akan mengalami kesalahan. Bagaimanakah cara mebuat kapasitor dengan kapasitas yang besar ? Caranya adalah dengan menggunakan bahan karbon yang memiliki daya serap tinggi sehingga akan mengakibatkan luas plat menjadi besar. Sepersepuluh gram karbon memiliki luas area 100 m2. Selanjutnya, terdapat muatan yang besarnya sama, tetapi berlawanan dimana muatan positif berada di plat karbon dan muatan negatif berada di plat sama sulfur dengan jarak sekitar 10^-9 m sehingga besar kapasitansi dari 0,1 gr karbon adalah 0,885 F.
Keyboard pada komputer juga menggunakan konsep kapasitansi kapasitor.

Setiap tombol dihubungkan dengan plat bagian atas kapasitor. Ketika plat bagian atas ditekan, mengakibatkan jarak kapasitor berkurang sehingga akan meningkatkan kapasitansinya. Perubahan kapasitansi ini akan menjadi sinyal listrik sehingga akan terdeteksi oleh rangkaian listrik dalam komputer.

Berupa Apakah Inti Bumi Itu ?

Gelombang transversal dan gelombang longitudinal dihasilkan ketika terjadi getaran gempa Bumi. Gelombang transversal bergerak di dalam kerak Bumi dan disebut sebagai gelombang S. Adapun gelombang longitudinal disebut gelombang P. Kedua gelombang tersebut (gel transversal dan gel longitudinal) dapat bergerak dalam zat padat. Hal inidisebabkan atom atau molekul dalam zat padat bergetar dalam setiap posisi atom atau molekul. Akan tetapi, pada zat cair hanya gelombang longitudinal yang dapat menyebar. Hal ini karena sifat zat cair yang mengalir sehingga zat cair tidak dapat memberikan gaya balik yang dibutuhkan oleh gelombang transversal untuk bergetar. Gelombang transversal akan menghilang ketika zat cair berubah bentuk. Fakta inilah yang digunakan para ahli Geofisika untuk menyimpulkan bahwa inti Bumi adalah berupa cairan. Hal tersebut merupakan kesimpulan dari beberapa percobaan, yaitu ketika dua buah gelombang (longitudinal dan trasversal) dilewatkan pada inti Bumi, hanya gelombang longitudinal yang terdeteksi.

Minggu, 17 April 2011

Mengapa Gelombang Laut Tidak Menyebabkan Banjir pada Daerah Pantai ?

Gelombang laut (ombak) bergerak menuju pantai, satu gelombang disusul oleh gelombang lainnya, siang dan malam terus-menerus. Mengapa daerah pantai tidak banjir ? Seperti yang kita tahu bahwa materi-materi dalam medium tidak ikut merambat bersama gelombang. Karena itulah gelombang laut secara nyata tidak membawa air laut (sebagai medium) untuk merambat bersamanya. Selama gelombang laut merambat ke pantai, walau tampak seolah-olah air laut itu sendiri yang bergerak maju ke pantai, tetapi sesungguhnya tidak. Air laut hanya bergerak naik turun, sehingga air laut tidak menyebabkan banjir pada daerah pantai. Mengapa kadang-kadang kita melihat kertas atau plastik terbawa oleh gelombang laut (ombak) ke tepi pantai ? Gerak mendatar dari kertas atau plastik di sini tidak disebabkan oleh gelombang laut, tetapi oleh tiupan angin yang memberi resultan gaya pada kertas yang berarah mendatar ke tepi pantai.

G.A Siwabessy: Bapak Atom Indonesia

Gerrit Augustinus Siwabessy terlahir sebagai bungsu dari empat bersaudara pada 19 Agustus 1914 di Pulau Saparua. Sepak terjangnya memberikan kontribusi yang nyata bagi perkembangan ilmu pengetahuan dari ujung barat hingga timur Nusantara. Siwabessy muda mendalami ilmu radiologi yang merupakan perpaduan cabang ilmu Kedokteran dan Ilmu Fisika. Bidang yang dikuasainya antara lain radiologi, radioterapi, dan pengetahuan dasar bidang atom. Ia lalu memperoleh beasiswa dari British Council, Universitas London. Sekembalinya dari London Siwabessy mendirikan Lembaga Radiologi Departemen Kesehatan Republik Indonesia dan dipercaya memegang tugas penting lainnya sebagai Guru Besar UI dan konsultan Rumah Sakit Pusat Angkatan Darat Gatot Subroto.

Sementara itu, serangan bom Atom di Hiroshima dan Nagasaki pada agustus 1945 membuat Jepang bertekuk lutut AS. Dahsyatnya energi atom ini membuat negara-negara maju berlomba-lomba mengembangkan senjata atom. Aktivitas ini tentu menimbulkan kekhawatiran negara lain, termasuk Indonesia. Pasalnya debu radioaktif dikhawatirkan akan menimbulkan bahaya bagi lingkungan. Presiden Soekarno lalu menunjuk Lembaga Radiologi Departemen Kesehatan yang dipimpin oleh Siwabessy untuk mengatasi masalah ini. Dan pada tahun 1958 Siwabessy ditunjuk untuk memimpin Lembaga Tenaga Atom yang meneruskan penelitian radioaktif di Indonesia. Selain itu negara juga memandang perlu agar didirikan fakultas yang mempelajari ilmu dasar di bidang Fisika, Kimia, dan Matematika untuk menghasilkan tenaga ahli. Tahun 1965 Presiden Soekarno meresmikan berdirinya Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN), dan Siwabessy sebagai Direktur jenderal BATAN pertama. Atas jasanya, nama Siwabessy dijadikan sebagai nama reaktor penelitian terbesar di Asia Tenggara, terletak di kawasan BATAN-Puspiptek Serpong yang mulai beroperasi sejak 1987.

Begini Caranya Memilih Mana Telur Busuk dan Telur Baru!

Telur busuk dan telur baru jika ditenggelamkan dalam air segar, maka telur busuk akan mengapung karena massa jenis telur busuk lebih kecil dari air disebabkan bagian putih dan kuning telurnya mengering sehingga lebih ringan, sedangkan telur baru, massa jenisnya lebih besar dari air sehingga akan tenggelam jika dicelupkan kedalam air.

Mengapa Air di Gunung Lebih Cepat Mendidih Dibandingakn di Pantai?

Hal ini dipengaruhi oleh tekanan udara. Titik didih air 1000C adalah pada tekanan 1 atm. Tekanan udara didaratan rendah lebih tinggidibanding tekanan udara di pegunungan.
Tekanan udara dipengaruhi oleh kerapatan udara juga. Jika tekanan udara besar maka kerapatan udara menjadi besar pula. Jadi air akan cepat mendidih di daerah pegunungan daripada di pantai dikarenakan titik didih di pengunungan < 1000C.

Komet Halley

Komet Halley adalah suatu komet yang terlihat dari bumi setiap 75-76 tahun, Komet ini ditemukan oleh Edmund Halley. Komet ini merupakan komet paling terkenal di antara komet-komet periodik lainnya. Walaupun pada setiap abad banyak komet berperiode panjang yang muncul dengan lebih terang dan dahsyat, Halley adalah satu-satunya komet dengan periode pendek yang tampak dengan mata telanjang, dan karenanya merupakan komet yang tampak dengan mata telanjang yang pasti kembali dalam rentang umur manusia. Komet Halley terakhir muncul di tata surya pada tahun 1986, dan akan muncul kembali pada pertengahan 2061.

Mengapa Astronot Mengapung di Pesawat Luar Angkasa ?

Pecepatan gravitasi bumi berbanding terbalik dengan jarak benda terhadap pusat massa bumi sehingga semakin jauh suatu benda terhadap bumi maka percepatan gravitasinya semakin kecil. Oleh karena itu, astronot akan mengapung jika berada di pesawat luar angkasa.

Mengapa Lampu Neon Lebih Terang dan Lebih Hemat dari Lampu Bohlam ?

Jika lampu bohlan dan lampu neon dengan daya yang sama menyala maka lampu neon akan menyala lebih terang dari lampu bohlam. Hal ini karena bohlan memakai daya listrik lebih besar dibandingkan neon karena cara kerja bohlam adalah memanaskan filament di dalam bohlam sampai berpijar dan menghasilkan cahaya. Sehingga energi yang dipancarkan kembali oleh bohlam selain energi cahaya, juga berupa energi panas yang sebenarnya tidak diperlukan. Hal inilah yang menyebabkan bohlam menjadi boros energi. Sedangkan lampu neon bekerja dengan cara memancarkan elektron ke dalam tabung yang menyebabkan atom-atom media gas di dalam tabung berpendar dan melepaskan energi cahaya. Lampu neon lebih hemat energi karena tidak terjadi hubungan langsung antara kutub positif dan negatif untuk membuat filament berpijar dan menghasilkan cahaya, tidak seperti yang terjadi pada cara kerja lampu bohlam. Cahaya yang dihasilkan oleh lampu neon juga lebih terag dibandingkan dengan cahaya lampu pijar.

Roket

Pada awal perkembangannya, roket digerakkan dari hasil pembakaran bahan bakar minyak gas dan oksigen cair untuk menghasilkan gas panas yang meledak ke bawah dan mendorong roket ke atas. Berdasarkan prinsip hukum kekekalan momentum, gerak roket terjadi karena roket memperoleh momentum dengan arah yang berlawanan terhadap arah semburan gas.

Pembangkit Listrik Tenaga Air

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah pembangkit yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut sebagai hidroelektrik. Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari air. Namun, secara luas, pembangkit listrik tenaga air tidak hanya terbatas pada air dari sebuah waduk atau air terjun, melainkan tenaga air dalam bentuk lain seperti tenaga ombak.

Mengapa Es Terapung di Dalam Air ?

Kerapatan es sekitar 0,92 gr/ml dan kerapatan air sekitar 1,00 gr/ml pada 0 derajat C. Ini berarti es lebih ringan dibandingkan dengan air sehingga es akan terapung jika berada dalam air.

Mengapa Kita Terpeleset di Lantai Licin ?

Jika kita berjalan di atas lantai kasar, akan ada gaya gesek antara permukaan lantai dengan kaki sehingga kita bisa berjalan tanpa terpeleset. jika lantai licin gaya gesek akan sangat kecil sekali atau hampir tidak ada. oleh karena itulah, di lantai kita jadi gampang terpeleset.

Besaran dan Satuan Massa

Massa adalah besaran pokok yang menyatakan kuantitas zat yang dikandung. Satuan SI massa adalah kilogram (kg) yang pada awalnya didefinisikan sebagai volume sejumlah air. Namun, sekarang 1 kg dinyatakan dengan satuan standar berbentuk silinder dan terbuat dari logam platina iridium dan disimpan di Sevres, Paris bersama dengan standar panjang 1m.

Trik Membaca Skala Jangka Sorong dan Mikrometer Sekrup:

Tentukan angka yang ditunjukkan skala utama yang tepat terbaca sebelum angka nol skala nonius untuk Jangka sorong atau sebelum batas antara skala utama dengan nonius untuk Mikrometer sekrup
Tentukan angka dari skala nonius yang berimpit atau segaris dengan skala utama, kemudian kalikan dengan angka ketelitian alatnya
Jumlahkan angka yang diperoleh dari skala utama dan skala nonius

MASALAH, MERUMUSKAN MASALAH, dan CONTOH RUMUSAN MASALAH

A. MASALAH
Seperti telah dikemukakan bahwa pada dasarnya penelitian itu dilakukan dengan
tujuan untuk mendapatkan data yang antara lain dapat digunakan untuk memecahkan masalah. Untuk itu setiap penelitian yang akan dilakukan harus selalu berangkat dari masalah. Seperti dinyatakan oleh Emory ( 1985 ) bahwa, baik penelitian murni maupun terapan, semuanya berangkat dari masalah, hanya untuk penelitian terapan hasilnya langsung dapat digunakan untuk membuat keputusan.
Jadi setiap penelitian yang akan dilakukan harus selalu berangkat dari masalah, walaupun diakui bahwa memilih masalah penelitian sering merupakan hal yang paling sulit dalam proses penelitian ( Tuckman, 198 ).
Masalah adalah kesenjangan (discrepancy) antara apa yang seharusnya (harapan) dengan apa yang ada dalam kenyataan sekarang. Kesenjangan tersebut dapat mengacu ke ilmu pengetahuan dan teknologi, ekonomi, politik, sosial budaya, pendidikan dan lain sebagainya. Penelitian diharapkan mampu mengantisipasi kesenjangan-kesenjangan tersebut. Masalah yang perlu dijawab melalui penelitian cukup banyak dan bervariasi misalnya masalah dalam bidang pendidikan saja dapat dikategorikan menjadi beberapa sudut tinjauan yaitu masalah kualitas, pemerataan, relevansi dan efisiensi pendidikan (Riyanto, 2001:1) Salah satu jenis penelitian dalam bidang pendidikan adalah peneltian tindakan, yang dilakukan dengan menerapkan metode-metode pengajaran ketika proses belajar berlangsung di kelas dengan harapan meningkatkan prestasi belajar siswa.
Peneliti dalam penelitian tindakan ialah melakukan identifikasi dan membuat perumusan masalah yang memungkinkan diteliti lewat penelitian tindakan (Depdikbud, 1999:11). Lebih lanjut dikemukakan bahwa kedudukan perumusan atau formulasi masalah penelitian merupakan suatu langkah awal yang menentukan keberhasilan langkah-langkah selanjutnya. Orang menyatakan bahwa jika peneliti berhasil merumuskan masalah penelitian dengan baik dan benar, berarti ia telah melampaui separo jalan. Dengan rumusan masalah yang jelas dan tajam, maka peneliti akan mampu meletakkan dasar teori dan atau kerangka konseptual pemecahan masalah, hipotesis tindakan akan dapat dirumuskan karena berdasarkan rumusan masalah dapat diidentifikasi dan ditetapkan alternatif solusinya atau tindakan tepat yang perlu dilakukan. Demikian pula data apa yang harus dikumpulkan untuk mengkaji atau sebagai bahan refleksi atas tindakan yang telah dan sedang dilakukan untuk memperbaiki, meningkatkan dan melakukan perubahan ke arah yang lebih baik sesuai dengan apa yang diharapkannya dalam penelitian tindakan.

Perlu disadari bahwa masalah penelitian tindakan mempunyai ciri atau karakteristik yang berbeda dengan penelitian konvensional yang biasa dilakukan para peneliti pendidikan di perguruan tinggi. Peneliti tidak berada di luar apa yang diteliti, tetapi berada di dalamnya (as an inquiry on practice from within), di mana guru sebagai peneliti terlibat langsung dalam pelaksanaan penelitian tindakan. Oleh karena itu, diharapkan dengan memilih masalah yang tepat, guru sebagai peneliti selain dapat melakukan perbaikan, peningkatan dan atau perubahan proses pembelajaran yang lebih baik, berdampak pula terhadap diri guru, yaitu menumbuhkan sikap dan kemauan untuk selalu berupaya memperbaiki, meningkatkan dan melakukan perubahan atau timbulnya budaya berdinamika dan menimbulkan budaya untuk meneliti atau menjadikan dirinya sebagai guru peneliti (teacher as researcher in his/ her classroom).

B. SUMBER MASALAH
Masalah dapat diartikan sebagai penyimpangan antara yang seharusnya dengan
apa yang benar – benar terjadi, antara teori dengan praktek, antara aturan dengan pelaksanaan, antara rencana dengan pelaksanaan. Stonner ( 1982 ) mengemukakan bahwa masalah-masalah dapat diketahui atau dicari apabila terdapat penyimpangan antara pengalaman dengan kenyataan, antara apa yang direncanakan dengan kenyataan, adanya pengaduan, dan kompetensi.
Jika masalah penelitian konvensional peneliti dapat diperoleh dari bahan bacaan, laporan penelitian, makalah, diskusi dan lain sebagainya, dan pencarian dilakukan secara induktif-deduktif, maka masalah penelitian tindakan harus bersumber dari guru sendiri. Harus merupakan hasil refleksi atau masalahnya sendiri dan bukan berasal dan orang lain, misalnya lembaga riset.
Hopkins (dalam Wiriaatmadja, 2007:80), mengemukakan pertanyaan-pertanyaan berikut untuk menolong mencari fokus permasalahan.
• Apa yang sekarang sedang terjadi?
• Apakah yang sedang berlangsung itu mengandung permasalahan?
• Apa yang dapat saya lakukan untuk mengatasinya?
• Saya ingin memperbaiki . . .
• Saya mempunyai gagasan yang ingin saya cobakan di kelas . ..
• Apa yang dapat saya lakukan dengan hal semacam itu?
Apabila pertanyaan-pertanyaan di atas diperhatikan, dan guru atau dosen menemukan pertanyaan tentang apa yang sebenarnya terjadi di kelas, maka benarlah guru atau dosen telah menemukan fokus permasalahan untuk penelitian kelas. Bersiap-siaplah untuk melakukan langkah-langkah selanjutnya. Sebagai contoh, ada beberapa kemungkinan dalam permasalahan yang ditemukan terjadi dalam aspek-aspek pembelajaran seperti:
• Suasana kelas yang kurang mendukung kelancaran proses belajar mengajar.
• Metode pembelajaran yang kurang tepat untuk membahas pokok kajian.
• Buku teks yang tidak mendukung.
• Media pembelajaran yang tidak ada atau kurang.
• Sistem penilaian yang tidak sesuai, dan aspek lain yang mungkin dinilai kurang.
Sebagai contoh, salah satu masalah yang disebutkan di atas ialah sistem penilaian yang kurang tepat sehingga mengganggu proses belajar peserta didik. Hal ini perlu dipikirkan sebagai suatu permasalahan yang mungkin dapat diperiksa melalui tindakan karena memang hal itu tercakup dalam bidang Penelitian Tindakan Kelas, dan guru berpendapat juga bahwa sistem penilaian itu perlu diperbaiki.
Untuk lebih menjelaskan bagaimana mengidentifikasi dan mencari permasalahan dan kemudian dipilih guru atau dosen sebagai fokus masalah yang akan dijadikan bidang penelitian, berikut ini beberapa contoh:
1. Pengembangan model teknik non-tes bentuk inkuiri dalam evaluasi hasilbelajar bahasa Indonesia di kelas 5 SD.
2. Upaya meningkatkan keterampilan menulis paragraf induktuf melalui pendekatan cooperative learning
3. Mengembangkan kemampuan berpikir kritis siswa dalam berbicara melalui pembelajaran isu-isu kontroversial
4. Pendekatan inkuiri dalam pembelajaran membaca pemahaman sebagai upaya untuk menigkatkan proses belajar mengajar dan prestasi akademik mahasiswa
Banyak hal dalam aspek-aspek yang disebut di atas yang dapat secara terinci terus dikembangkan menjadi fokus permasalahan.

Sumber masalahnya dari mana datangnya? Sumber masalah penelitian bisa muncul dari tiga hal (Ranjit Kumar, 1996):
1. Masalah Yang Ada di Manusianya Sendiri (People and Problem)
Kita harus hati-hati supaya tidak terjebak ke masalah di sekitar manusia yang bukan penelitian. Tapi juga jangan "saklek”, karena masalah manusia yang tadinya bukan masalah penelitian bisa kita "goyang sedikit" menjadi masalah penelitian. Contoh, mahasiswa punya masalah pokok yaitu "kekurangan uang". Ini bisa kita "konversi" menjadi masalah penelitian misalnya menjadi :
• Mendeteksi raut muka mahasiswa bokek dengan face recognition system
• Model bisnis di Internet dengan modal kecil untuk mahasiswa
2. Masalah di Cara, Teknik dan Struktur Kerja (Program)
Teknik dan struktur kerja yang bermasalah tentu juga bisa menjadi masalah penelitian. Contoh, dosen-dosen saking sibuknya ternyata kesulitan menemukan satu waktu yang pas untuk meeting bulanan di universitas. Nah ini jadi masalah penelitian, approachnya nanti kita bisa kembangkan satu aplikasi scheduling dengan sedikit sistem pakar didalamnya yang secara otomatis memberikan beberapa alternatif waktu meeting yang pas untuk semua. Masalah lain misalnya, sistem informasi manajemen di universitas kita ada masalah. Nggak bisa online bekerjanya dan nggak sesuai dengan business process sebenarnya yang dilakukan oleh para staff dalam mengelola administrasi sekolah. Nah software dan sistem ini kita perbaiki supaya sesuai dengan yang dibutuhkan. Sistem parkir di Mal yang tidak bisa mendeteksi mana area parkir yang kosong, bisa jadi masalah penelitian yang menarik juga.
3. Fenomena yang Terjadi (Phenomenon)
Fenomena yang ada di sekitar kita juga bisa menjadi masalah penelitian yang menarik. Contoh, fenomena bahwa situs portal yang dikembangkan di perusahaan-perusahaan ternyata sepi pengunjung. Nah ini adalah sebuah fenomena, untuk meningkatkan traffic, misalnya bisa dengan memainkan bebrapa teknik supaya search engine mau menengok situs kita, ini sering disebut dengan Search Engine Optimization. Nah dari sini kita sudah dapat judul: "Mengembangkan situs portal traffic tinggi dengan teknik Search Engine Optimization (SEO)”. Fenomena lain lagi, proses pendeteksian golongan darah untuk skala besar (massal) misalnya untuk seluruh mahasiswa universitas yang mencapai 5000 orang ternyata memakan waktu yang sangat lama. Ini sebuah fenomena, kita beri solusi dengan software sistem yang menggunakan beberapa teknik artificial intelligence yang memungkinkan pendeteksian golongan darah ini. Sehingga 5000 orang bisa kita proses dalam beberapa jam misalnya.

C. RUMUSAN MASALAH
Rumusan masalah berbeda dengan masalah. Kalau masalah merupakan kesenjangan antara yang di harapkan dengan yang terjadi, maka rumusan masalah itu merupakan suatu pertanyaan yang akan dicarikan jawabannya melalui pengumpulan data. Namun demikian terdapat kaitan erat antara masalah dengan rumusan masalah, karean setiap rumusan masalah penelitian harus didasarkan pada masalah.

Sebelum diuraikan bagaimana merumuskan masalah penelitian, terlebih dahulu akan dibahas apa yang dimaksud dengan masalah. Masalah adalah kesenjangan (gap) antara harapan dengan kenyataan, antara apa yang diinginkan atau yang dituju dengan apa yang terjadi atau faktanya. Kembali kepada contoh judul penelitian tersebut diatas, itu bersumber kepada masalah penelitian yang ada, yakni kesenjangan antara harapan (imunisasi polio pada anak akan selalu berkesinambungan memperoleh imunisasi polio I, polio II dan polio III), tetapi kenyataannya atau yang terjadi tidak demikian (sebagian besar dari anak balita hanya memperoleh imunisasi polio I saja). Contoh lain adalah penyuluhan dan kampanye tentang posyandu di Indonesia telah meluas. Berbagai media dan cara telah dilakukan baik oleh instansi kesehatan maupun diluar kesehatan, baik oleh petugas maupun masyarakat sendiri.
Dengan upaya-upaya tersebut diharapkan posyandu menjadi milik masyarakat dan dimanfaatkan, dikembangkan dan dipelihara oleh masyarakat. Tetapi dari hasil penelitian Jurusan Pendidikan Kesehatan dan Ilmu Perilaku FKM-UI pada tahun 1990, baru sekitar 40% masyarakat mengembangkan, memelihara dan memanfaatkan posyandu. Disinilah adanya kesenjangan atau gap dan inilah masalah penelitian. Mengenai bagaimana memilih masalah penelitian yang baik, pada uraian-uraian sebelumnya telah dijelaskan. Memilih masalah penelitian yang baik dan yang akan digunakan untuk kepentingan program maupun untuk kepentingan penulisan ilmiah dapat digunakan kriteria-kriteria yang akan diuraikan dalam bab lain. Merumuskan masalah penelitaian ini dapat dilakukan dalam bentuk pernyataan (problema statement) dan juga dalam bentuk pertanyaan (research question). Contoh : Posyandu di wilayah Kabupaten Bogor sudah merata, hampir tiap RW telah mempunyai posyandu. Penyuluhan-penyuluhan tentang imunisasi telah berjalan dengan baik di posyandu-posyandu. Namun angka drop out imunisasi polio masih tinggi, sekitar 75%. Hal ini berarti, kesinambungan imunisasi polio bagi anak balita di Kabupaten Bogor tersebut rendah.
Dari pernyataan penelitian ini kemudian dapat dilanjutkan dengan pertanyaan penelitian : a. Mengapa kesinambungan imunisasi polio bagi anak balita di Kabupaten Bogor rendah (mengapa angka drop out imunisasi polio tinggi) ?
b. Faktor-faktor apa yang menyebabkan atau mempengaruhi ketidaksinambungan
imunisasi polio bagi anak balita di Kabupaten Bogor ?

D. BENTUK-BENTUK RUMUSAN MASALAH PENELITIAN
Seperti telah dikemukakan bahwa rumusan masalah itu merupakan suatu pertanyaan yang akan dicarikan jawabannya melalui pengumpulan data. Bentuk-bentuk rumusan masalah penelitian ini di kembangkan berdasarkan penelitian menurut tingkat eksplanasi. Bentuk masalah dapat dikelompokkan kedalam bentuk masalah deskriptif, komparatif, dan asosiatif.

a. Rumusan masalah Deskriptif
Rumusan masalah deskriptif adalah suatu rumusan masalah yang berkenaan dengan pertanyaan terhadap keberadaan variable atau lebih ( variable yang berdiri sendiri ). Jadi dalam penelitian ini penelitian tidak membuat pernamdingan variable itu pada sampel yang lain, dan mencari hubungan variable itu dengan variable yang lain. Penelitian semacam ini untuk selanjutnya dinamakan penelitian deskriptif.

Contoh rumusan masalah deskriptif :
1. Seberapa baik kinerja Departemen Pendidikan Nasional ?
2. Bagaimanakah sikap masyarakat terhadap perguruan tinggi negri Berbadan Hukum ?
3. Seberapa tinggi efektivitas kebijakan Manajemen Berbasis Sekolah di Indonesia ?
4. Seberapa tinggi tingkat kepuasan masyarakat terhadap pelayanan pemerintah daerah di bidang pendidikan ?
5. Seberapa tinggi tingkat produktivitas dan keuntungan financial Unit Produksi pada Sekolah-sekolah Kejuruan ?
6. Seberapa tinggi minat baca dan lama belajar rata-rata per hari murid-murid sekolah di Indonesia ?

Dari beberapa contoh di atas terlihat bahwa setiap pertanyaan penelitian berkenaan dengan satu variable atau lebih secara mandiri ( bandingkan dengan masalah komparatif dan asosiatif ).

Peneliti yang bermaksud mengetahui kinerja Departemen Pendidikan Nasional, sikap masyarakat terhadap perguruan tinggi berbadan hokum, efektifitas kebijakan MBS, tingkat produktivitas dan keuntungan financial Unit Produksi pada Sekolah-sekolah Kejuruan, minat baca dan lama belajar rata-rata per hari murid-murid sekolah di Indonesia adalah contoh penelitian deskriptif.

b. Rumusan Masalah Komparatif
Rumusan komparatif adalah rumusan masalah penelitian yang membandingkan keberadaan suatu variable atau lebih pada dua atau lebih sampel yang berbeda, atau pada waktu yang berbeda.

Contoh rumusan masalah komparatif :
1. Adakah perbedaan prestasi belajar antara murid dari sekolah negeri dan swasta ? ( variable penelitian adalah prestasi belajar pada dua sampel yaitu sekolah negeri dan swasta )
2. Adakah perbedaan disiplin kerja guru antara sekolah di Kota dan di Deasa ?
( satu variable dua sampel )
3. Adakah perbedaan, motivasi belajar dan hasil belajar antar murid yang berasal dari keluarga Guru, Pegawai Swasta, dan Pedagang ? ( dua variable tiga sampel )
4. Adakah perbedaan kompetensi professional guru dan kepala sekolah antara SD, SMP, dan SLTA ? ( satu variable untuk dua kelompok, pada tiga sampel )
5. Adakah perbedaan daya tahan berdiri pelayan took yang berasal dari Sekolah Menengah Kejuruan dan Sekolah Menengah Atas ? ( satu variable dua sampel )
6. Adakah perbedaan produktivitas karya ilmiah antara Perguruan Tinggi Negeri dan Swasta ? ( satu variable dua sampel )

c. Rumusan Masalah Asosiatif
Rumusan masalah asosiatif adalah rumusan masalah penelitian yang bersifat menanyakan hubungan antara dua variable atau lebih. Terdapat tiga bentuk hubungan yaitu :

1. Hubungan Simetris
Hubungan simetris adalah suatu hubungan antara dua variable atau lebih yang kebetulan munculnya bersamaan. Jadi bukan hubungan kausal maupun interaktif.
Contoh rumusan masalah adalah sebagai berikut :
a. Adakah hubungan antara jumlah es yang terjual dengan jumlah kejahatan terhadap murud sekolah ? ( variable pertama adalah penjual es dan ke dua adalah kejahatan ). Hal ini berarti yang menyebabkan jumlah kejahatan bukan karena es yang terjual . mungkin logikanya adalah sebagai berikut : pada saat es banyak terjual itu pada musim liburan sekolah, pada saat murid-murid banyak yang piknik ke tempat wisata. Karena banyak murid yang piknik maka di situ banyak kejahatan.
b. Adakah hubungan anatara rumah yang dekat rel kereta api dengan jumlah anak ?
c. Adakah hubungan antara jumlah payung yang terjual dengan jumlah murid sekolah ?

2. Hubungan Kausal
Hubungan kausal adalah hubungan yang bersifat sebab akibat. Jadi disini ada variabel independen t(variabel yang mempengaruhi) dan dependen (dipengaruhi), contoh :
a. Adakah pengaruh pendidikan orang tua terhadap prestasi belajar anak ? (pendidikan orang tua variabel independen dan prestasi belajar variabel dependen)
b. Seberapa besar pengaruh kepemimpinan kepala SMK terhadap kecepatan lulusan memperoleh pekerjaan? (kepemimpinan variabel independen dan kecepatan memperoleh pekerjaan variabel dependen)
c. Seberapa besar pengaruh tata ruang kelas terhadap efisiensi pembelajaran di SMA ?

3. Hubungan interaktif/resiprocal/timbal balik
Hubungan interaktif adalah hubungan yang saling mempengaruhi. Di sini tidak diketahui mana variabel independen dan dependen. Contoh :
a. Hubungan antara mativasi dan prestasi belajar anak SD di Kecamatan A. Di sini dapat dinyatakan motivasi mempengaruhi prestasi tetapi juga prestasi dapat mempengaruhi motivasi.
b. Hubungan anatara kecerdasan dengan kekayaan. Kecerdasan dapat menyebabkan kaya, demikian juga orang yang kaya dengan meningkatkan kecerdasan karena gizi terpenuhi.

E. CARA MERUMUSKAN MASALAH
1. Permasalah adalah kesenjangan (gap) antara das sollen (apa yang seharusnya) dan das sein ( apa yang ada)
2. Uraikan pendekatan konsep untuk menjawab masalah yang diteliti, hipotesis yang akan diuji atau dugaan yang akan dibuktikan. Dalam perumusan masalah dapat dijelaskan defenisi, asumsi, dan lingkup yang menjadi batasan penelitian.
3. Telah memunculkan konsep-konsep tertentu. Misal: attitudes, social distence, effectiveness, credibility, dll.
4. Sumber permasalahan dapat diperoleh dari :
a. Bacaan : jurnal, laporan hasil penelitian, skripsi, tesis, disertasi, buku teks, internet, dll.
b. Seminar, lokakarya, diskusi, dll.
c. Pernyataan pemegang otoritas
d. Pengamatan
e. Pengalaman
f. Intuisi, dll

Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam memilih permasalahan :
1. Masalah harus memberi sumbangan pada pengembangan ilmu atau untuk kepentingan praktis
2. Biaya, waktu, tenaga, sarana dan prasarana yang tersedia
3. Bekal kemampuan teknis
4. Penguasaan metode yang diperlukan

Rumusan masalah disusun dengan memperhatikan :
1. Sebaiknya dalam bentuk kalimat tanya
2. Hendaknya informasi (pada makna)
3. Memberi petunjuk untuk pengumpulan datanya
Dalam memformulasikan atau merumuskan masalah, kiranya peneliti perlu memperhatikan beberapa ketentuan yang biasanya berlaku yaitu dengan memperhatikan:
1. aspek substansi;
2. aspek formulasi; dan
3. aspek teknis.
Dari sisi aspek substansi atau isi yang terkandung, perlu dilihat dari bobot atau nilai kegunaan manfaat pemecahan masalah melalui tindakan seperti nilai aplikatifnya untuk memecahkan masalah serupa/mirip yang dihadapi guru, kegunaan metodologik dengan diketemukannya model tindakan dan prosedurnya, serta kegunaan teoritik dalam memperkaya atau mengoreksi teori pembelajaran yang berlaku. Sedang dari sisi orisinalitas, apakah pemecahan dengan model tindakan itu merupakan suatu hal baru yang belum pernah dilakukan guru sebelumnya. Jika sudah pernah berarti hanya merupakan pengulangan atau replikasi saja.
Pada aspek formulasi, seyogyanya masalah dirumuskan dalam bentuk kalimat interogatif (pertanyaan), meskipun tidak dilarang dirumuskan dalam bentuk deklaratif (pernyataan). Hendaknya dalam rumusan masalah tidak terkandung masalah dalam masalah, tetapi lugas menyatakan secara eksplisit dan spesifik tentang apa yang dipermasalahkan.
Dan aspek teknis, menyangkut kemampuan dan kelayakan peneliti untuk melakukan penelitian terhadap masalah yang dipilih. Pertimbangan yang dapat diajukan seperti kemampuan teoritik dan metodologik pembelajaran, penguasaan materi ajar, kemampuan metodologi penelitian tindakan, kemampuan fasilitas untuk melakukan penelitian seperti dana, waktu, tenaga, dan perhatian terhadap masalah yang akan dipecahkan. Oleh karena itu, disarankan untuk berangkat dari permasalahan sederhana tetapi bermakna, guru dapat melakukan di kelasnya dan tidak memerlukan biaya, waktu, dan tenaga yang besar.

Label