MAKALAH PENERAPAN FISIKA DALAM KEHIDUPAN | Pada BAB PENGUKURAN FLUIDA DAN OPTIK

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahi Rabbil Alamin, Puji syukur kehadirat Allah Swt yang telah melimpahkan rahmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tetang “Penerapan Fisika Dalam Kehidupan” ini sebagai tugas mata kuliah instrumentasi Fisika Terapan di program studi pendidikan fisika Institut Teknologi dan Sains Nahdlatul Ulama.

Kami mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam berbagai bentuk sehingga saya dapat menyelesaikan tugas ini dengan maksimal.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kami mohon kritik dan saran dari para pembaca untuk perbaikan kami dalam pembuatan makalah-makalah selanjutnya.

Atas perhatiannya kami mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya.

 Pasuruan, 09 Maret 2021

                                                                                                                                        Penulis

DAFTAR ISI

COVER

KATA PENGANTAR ……………………………………………………………. i

DAFTAR ISI ….……………………………………………………………...….. ii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ……………………………………………….…………. 1-2

B. Rumusan Masalah …………………………………………….……….….. 2

C. Tujuan Masalah ...…………………………………………….…………… 2

BAB II PEMBAHASAN

A. Pengukuran ……..…….…………………………..……….…………….. 3-4

B. Fluida ………………………………..…………………………………... 4-8

C. Optik ……………………..………………………………...…………… 8-11

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan ……………………………………………………………… 12

B. Saran …… ………………………………………...................................... 13

DAFTAR PUSTAKA

BAB I
PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang

Manusia dan lingkungan merupakan kesatuan yang tidak bisa terpisahkan. Karena semua aktifitas manusia dalam kehidupan tidak pernah lepas dari fenomena alam. Baik secara disadari maupun tidak disadari dalam beraktifitas manusia selalu berhadapan dengan fenomena alam. Sebagian besar manusiaRumusan Masalah dalam melakukan aktifitasnya tidak memperhatikan fenomena alam yang terjadi. Kebanyakan manusia hanya memperhatikan hal-hal yang berkaitan dengan tujuan yang akan dicapai. Dalam fenomena alam terdapat fenomena fisis. Namun terkadang manusia masih kurang memperhatikan fenomena fisis tersebut yang terjadi dalam aktifitasnya, kecuali fenomena fisis yang sesuai dengan tujuan kegiatan atau fenomena fisis itu langka bagi mereka.

Fenomena fisis yaitu kejadian yang di dalamnya terdapat variabel fisis. Adapun yang dimaksud variabel fisis yaitu variabel-variabel yang dapat dinyatakan dalam angka-angka (kuantitatif). Seperti yang dikemukakan oleh (Supriyono, 2003:8) bahwa hakikat fisika yakni fisika bukan hanya sekedar kumpulan fakta dan prinsip tetapi lebih dari itu fisika juga mengandung cara-cara bagaimana memperoleh fakta dan prinsip tersebut beserta fisikawan dalam melakukannya. Konsep fisika atau ilmu fisika akan bernilaiguna bagi manusia jika ilmu fisika sudah diwujudkan dalam teknologi. Berbagai teknologi yang ada dapat digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia.

Adanya berbagai peralatan canggih yang berkembang saat ini tentunya tidak lepas dari ilmu fisika, karena dalam pembuatannya semua peralatan canggih saat ini berdasar pada ilmu fisika. Mulai dari peralatan dapur sampai peralatan industri menggunakan prinsip kerja yang ada di ilmu fisika. Ketika konsep fisika sudah diwujudkan dalam bentuk teknologi peralatan maka ilmu fisika baru berguna bagi manusia.

 

B.  Rumusan Maslah

Adapun rumusan masalah pada makalah ini yaitu apa saja penerapan ilmu fisika dalam kehidupan sehari-hari?

C.  Tujuan

Adapun tujuan pada makalah ini adalah untuk mengetahui penerapan ilmu fisika dalam kehidupan sehari-hari.

BAB II

PEMBAHASAN

A.  Pengukuran

Mengukur adalah kegiatan membandingkan suatu besaran dengan satuan. Untuk melakukan pengukuran diperlukan alat ukur. Alat ukur yang digunakan dapat berupa alat ukur baku maupun tidak baku. Sebagai contoh untuk mengukur besaran panjang digunakan alat ukur mistar dan menggunakan satuan meter atau bisa juga menggunakan jengkal atau langkah. Pengukuran dalam fisika bertujuan untuk memperoleh data empiris untuk mendukung suatu teori yang logis. Teori logis yang sesuai dengan data empiris inilah yang dimaksud dengan pengetahuan ilmiah. Dalam kehidupan sehari-hari, kegiatan mengukur sering sekali digunakan diantaranya yaitu :

1.    Pengukuran Panjang

Mengukur suatu panjang benda dapat diukur dengan menggunakan alat-alat ukur panjang diantaranya yaitu : Mistar untuk mengukur panjang meja atau dengan menggunakan jengkal. Jangka sorong untuk mengukur ketebalan suatu benda, diameter dalam maupun luar dan kedalaman. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda seperti kertas yang memiliki ketebalan yang relative kecil. Rol meter dapat digunakan untuk mengukur panjang suatu bidang tanah, ataupun panjang suatu jalan. Meteran lipat untuk mengukur panjang suatu balok kayu yang biasa digunakan para tukang bangunan.

2.    Pengukuran Massa

Mengukur massa suatu benda dapat diukur dengan menggunakan neraca atau timbangan. Pada pengukuran massa banyak digunakan oleh para pedagang untuk menimbang jualannya seperti beras, cabai, bawang, gula, dan lain sebagainya. Sering juga digunakan untuk mengukur berat badan.

3.    Pengukuran Waktu

Mengukur waktu dapat menggunakan stopwatch, jam dinding, jam tangan, ataupun jam handphone. Dalam kehidupan sehari-hari mengukur waktu sering digunakan untuk pada saat perlombaan lari, renang, ataupun pada saat ujian. Kegiatan yang kita lakukan setiap hari seperti mandi, makan, tidur, sekolah, aktivitas yang dilakukan membutuhkan waktu. Kegiatan yang dilakukan ada yang membutuhkan waktu lama dan waktu sebentar. Kita bisa membandingkan berapa lama kegiatan yang kita lakukan dengan alat ukur waktu yaitu jam, menit dan detik. 

4.    Pengukuran Suhu

Mengukur suhu dapat menggunakan thermometer. Dalam kehidupan sehari-hari pengukuram suhu banyak digunakan  dalam bidang kesehatan seperti mengukur panas badan pasien.

5.    Pengukuran Kuat Arus

Mengukur kuat arus listrik dapat menggunakan emperemeter ataupun multimeter. Dalam kehidupan sehari-hari pengukuram kuat arus listrik banyak digunakan  untuk mengukur arus yang mengalir pada lampu sehingga lampu dapat menyala dengan terang.

B.   Fluida

Fluida merupakan zat yang dapat mengalir seperti zat cair dan gas.  Beberapa sifat suatu zat adalah memiliki massa jenis dan mengalami tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatik mematuhi hukum pascal dan hukum Archimedes. Pada Fluida dinamik juga mematuhi persamaan kontinuitas dan hukum Bernoulli. Dalam kehidupan sehari-hari konsep massa jenis, hukum Pascal dan hukum Archimedes sering  digunakan, diantaranya sebagai berikut :

1.    Pada Kapal Selam 

Ketika kapal selam terapung massa jenis total kapal selam lebih kecil dari air laut dan sewaktu tenggelam massa jenis total kapal selam lebih besar dari air laut. Kapal selam memiliki tangki pemberat yang berisi air dan udara. Tangki tersebut terletak di antara lambung kapal sebelah dalam dan luar. Tangki dapat berfungsi membesar atau memperkecil massa jenis total kapal selam. Ketika air laut dipompa masuk ke dalam tangki pemberat, massa jenis kapal selam lebih besar dan sebaliknya agar massa jenis total kapal selam menjadi kecil, air laut dipompa keluar. 

2.    Pada Balon Gas 

Balon gas berisi gas helium. Gas helium memiliki massa jenis yang lebih kecil dari udara, sehingga balon gas bisa naik ke atas.

3.    Padang Bidang Pembangunan

Bahan bangunan menggunakan zat atau bahan yang bermassa jenis besar, kuat, dan tidak mudah patah. Pembangunan jalan tol dan jembatan layang menggunakan konstruksi beton dengan menggunakan rangka baja, agar kuat dan tidak roboh untuk dipakai oleh berbagai kendaraan berat.

4.    Ban Karet

Digunakan untuk berenang ataupun untuk pertolongasn pada kecelakaan angkutan air. udara yang dipompakan ke dalam ban tersebut akan menurunkan massa jenis ban sehingga ban selalu terapung pada air.

5.    Pada Bidang kesehatan

untuk membasmi jentik-jentik nyamuk di genangan air. Minyak dengan jenis tertentu yang massa jenisnya lebih kecil dari air disemprotkan ke permukaan air. Minyak tersebut akan membentuk lapisan tipis di atas permukaan air. jentik-jentik nyamuk akan mati karena tidak bisa bernafas akibat permukaan air tertutup oleh lapisan tipis tersebut.

6.    Sarana Transportasi

Pengiriman hasil hutan di pulau kalimantan sebagian besar memanfaatkan sungai. Biasanya hasil tersebut diangkat mengguankan kapal, rakit sampan yang terbuat dari kayu. massa jenis kayu lebih kecil daripada air sehingga kayu dapat terapung.

7.    Dongkrak Hidraulik

Prinsip kerja dongkrak hidrolik adalah penerapan dari hukum Pascal yang berbunyi “tekanan yang diberikan pada zat cair di dalam ruang tertutup diteruskan sama besar ke segala arah”.

Tekanan yang kita berikan pada pengisap yang penampangnya kecil diteruskan oleh minyak (zat cair) melalui pipa menuju ke pengisap yang penampangnya besar. Pada pengisap besar dihasilkan gaya angkat yang mampu menggangkat beban.

8.    Pompa Hidraulik Ban Sepeda

 

Prinsip dari pompa ini juga menerapkan hukum Pascal, pada pompa hidrolik ini kita memberi gaya yang kecil pada pengisap kecil sehingga pada pengisap besar akan dihasilkan gaya yang cukup besar, dengan demikian pekerjaan memompa akan menjadi lebih ringan, bahkan dapat dilakukan oleh seorang anak kecil sekalipun.

9.    Hidrometer

Hidrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur massa jenis zat cair. Nilai massa jenis zat dapat diketahui dengan membaca skala pada hidrometer yang ditempatkan mengapung pada zat cair. Hidrometer terbuat dari tabung kaca dan desainnya memiliki tiga bagian. Pada alat ini diterapkan hukum Archimedes.

Agar tabung kaca terapung tegak didalam zat cair, bagian bawah tabung dibebani dengan butiran timbal. Diameter bagian bawah tabung kaca dibuat lebih besar supaya volume zat cair yang dipindahkan ke hidrometer dapat mengapung di dalam zat cair. Tangkai tabung kaca didesain supaya perubahan kecil dalam berat benda yang dipindahkan (sama artinya dengan perubahan kecil dalam massa jenis zat cair) menghasilkan perubahan besar pada kedalaman tangkai yang tercelup di dalam zat cair. Ini berarti perbedaan bacaan pada skala untuk berbagai jenis zat cair menjadi lebih jelas

10. Sayap Pesawat Terbang

Penerapan lain dari asas Bernoulli adalah pada gaya angkat sayap pesawat terbang. Pesawat terbang dapat terangkat ke udara karena kelajuan udara yang melalui sayap pesawat. Jika tidak ada udara maka pesawat terbang tidak akan terangkat. Gaya angkat terbangkitkan karena ada perbedaan tekanan di permukaan atas dan permukaan bawah sayap. Bentuk airfoil sayap diciptakan sedemikian rupa agar tercipta karakteristik aliran yang sesuai dengan keinginan. Singkatnya, gaya angkat akan ada jika tekanan dibawah permukaan sayap lebih tinggi dari tekanan diatas permukaan sayap. Perbedaan tekanan ini dapat terjadi karena perbedaan kecepatan aliran udara diatas dan dibawah permukaan sayap. Sesuai hukum Bernoulli semakin cepat kecepatan aliran maka tekanannya makin rendah. Besarnya gaya angkat yang dibangkitkan berbanding lurus dengan Luas permukaan sayap, kerapatan udara, kuadrat kecepatan, dan koefisien gaya angkat. Jadi, untuk pesawat udara, engine berfungsi memberikan gaya dorong agar pesawat dapat bergerak maju. Akibat gerak maju pesawat maka terjadi gerakan relatif udara di permukaan sayap. Dengan bentuk geometri airfoil tertentu dan sudut serang sayap (angel of attack) tertentu maka akan menghasilkan suatu karakteristik aliran udara dipermukaan sayap yang kemudian akan menciptakan beda tekanan dipermukaan atas dan permukaan bawah sayap yang kemudian membangkitkan gaya angkat yang dibutuhkan untuk terbang.
   Penampang sayap pesawat terbang mempunyai bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian atas yang lebih melengkung daripada sisi bagian bawahnya. Bentuk ini menyebabkan garis arus seperti gambar di bawah.

Fungsi bagian "sirip hiu" tersebut untuk mengatur aliran udara di atas sayap. Coba perhatikan, bila pesawat sedang take off atau mau mendarat, sirip tadi biasanya diangkat ke atas. Diangkatnya sirip tadi akan memperkecil tekanan udara di sisi atas pesawat. Sehingga tekanan udara bagian bawah lebih besar dan pesawat akan terangkat ke atas. Ketika pesawat mau mendarat, sirip juga di naikkan karena untuk mengangkat bagian depan (moncong) pesawat sehingga yang menyentuh tanah duluan adalah ban belakang (bukan ban depan).

C.  Optik

Konsep fisika optik sangat berperan penting dalam kehidupan dan sangat sering kita gunakan. Berikut akan dibahas beberapa alat optik yang sering kamu temui dalam kehidupan sehari-hari.

1.    Kamera 

Kamera merupakan salah satu alat optik yang besar manfaatnya. Kamera terdiri atas tiga bagian utama, yaitu lensa, diafragma, dan film. Meskipun jenis dan teknologinya beraneka macam, tetapi pada prinsipnya sama, yaitu menggunakan pembiasan dan pemantulan cahaya dengan cermin atau lensa. Cara kerja kamera adalah sebagai berikut : Benda yang akan diambil gambarnya diletakkan di depan kamera. Cahaya yang berasal dari objek tersebut akan diterima oleh lensa cembung dan akan dibiaskan sehingga membentuk bayangan nyata di film. Kedudukan lensa terhadap film dapat diubah-ubah. Hal ini dimaksudkan agar bayangan yang terbentuk jatuh tepat di atas film. Pada film, terdapat zat kimia yang peka terhadap cahaya. Cahaya gelap dan cahaya terang masing-masing akan meninggalkan jejak yang berbeda pada kamera. Dari film, gambar tersebut dapat dicuci dan dicetak.

2.    Mata

Prinsip kerja antara kamera dan mata kita adalah sama. Mata kita menangkap bayangannya di retina yang akan diolah oleh otak melalui saraf, sedangkan pada kamera, bayangan yang ditangkap lensa dibentuk pada film. Telah kamu ketahui bahwa bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung bersifat nyata dan terbalik. Bayangan yang dibentuk pada film kamera bersifat nyata, terbalik, dan diperkecil seperti ditunjukkan pada di bawah ini.

3.    Lup (Kaca Pembesar) 

Lup adalah alat optik yang menggunakan lensa cembung untuk melihat benda-benda kecil. Lup biasa digunakan untuk melihat nama-nama jalan di peta yang tercetak sangat kecil, melihat gambar di perangko, dan melihat komponen-komponen jam tangan yang kecil.  Agar benda terlihat, maka benda diletakkan di antara titik pusat (O) dan titik fokus (F) sehingga terbentuk bayangan yang bersifat maya, tegak, dan diperbesar. Saat bayangan terbentuk di titik dekat mata, maka mata berakomodasi maksimum. Jika ingin mengamati benda dengan lup tanpa berakomodasi, maka benda diletakkan tepat di titik fokus lensa sehingga yang masuk ke mata berupa sinar sejajar. Ini dikatakan mengamati dengan mata tidak berakomodasi. Sketsa pembentukan bayangan oleh lup ditunjukkan pada gambar berikut.

4.    Mikroskop 

Para peneliti biasanya menggunakan mikroskop untuk melihat-benda-benda kecil yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Mikroskop terdiri atas dua buah lensa cembung yang berfungsi untuk memperbesar bayangan benda. Lensa ini dinamakan lensa objektif dan lensa okuler. Lensa objektif adalah lensa yang diletakkan dekat dengan objek yang akan diamati, sedangkan lensa okuler adalah lensa yang diletakkan dekat mata. Jarak fokus lensa objektif lebih kecil dari jarak fokus lensa okuler (f_ob < f_ok).  Benda yang diamati diletakkan di depan lensa objektif di antara F_ob dan 2F_ob. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif bersifat nyata, terbalik dan diperbesar. Bayangan yang dibentuk oleh lensa objektif akan menjadi benda bagi lensa okuler. 

Bila diamati dengan mata berakomodasi, maka benda (bayangan dari lensa objektif) diletakkan di antara titik pusat lensa okuler (O_ok) dan titik fokus okuler (F_ok). Sedangkan jika diamati dengan mata tanpa berakomodasi, maka benda (bayangan dari lensa objektif) diletakkan di titik fokus lensa okuler (F_ok). 

Lebih jelasnya perhatikan Gambar (a) dan Gambar (b) di bawah ini. Bayangan yang dibentuk oleh lensa okuler bersifat maya, tegak, dan diperbesar. Bayangan akhir yang dibentuk adalah maya, terbalik dan diperbesar. Bayangan ini dapat dilihat mata pengamat. Bayangan ini telah mengalami perbesaran beberapa kali lipat sehingga benda yang sangat kecil akan tampak besar.

5.    Teleskop (Teropong) 

Teropong merupakan alat optik yang digunakan sebagai alat untuk melihat benda yang letaknya jauh. Teropong dibedakan menjadi dua yaitu teropong bias (tersusun atas beberapa lensa) dan teropong pantul (tersusun atas beberapa cermin dan lensa). Teropong bias antara lain teropong bintang (astronomi), teropong bumi, dan teropong panggung (teropong Galileo). Teropong ini terdiri atas dua buah lensa cembung yaitu lensa objektif dan lensa okuler. Lensa objektif digunakan untuk menangkap cahaya dari benda-benda yang jauh. Karena jaraknya jauh, benda dapat dianggap diletakkan di luar 2F. Dengan demikian bayangan yang dibentuknya adalah nyata, terbalik, dan diperkecil. Bayangan dari lensa objektif ini menjadi benda bagi lensa okuler. Oleh lensa okuler, bayangan ini dibiaskan lagi sehingga membentuk bayangan yang maya, tegak, dan diperbesar dan dapat dilihat dengan mata. Dengan demikian benda-benda langit yang jaraknya jauh akan tampak dekat dan jelas jika dilihat menggunakan teropong bintang. Bayangan yang dihasilkan teropong bintang adalah terbalik.

6.    Periskop 

Periskop adalah alat optik yang digunakan pada kapal selam untuk melihat permukaan laut. Kapal selam perlu melihat keadaan permukaan laut sebelum kapal selam tersebut muncul mengapung di permukaan. Periskop terdiri atas dua buah lensa cembung dan dua buah prisma siku-siku sama kaki.

BAB III

PENUTUP

 

A.    Kesimpulan

Ilmu fisika merupakah salah satu ilmu yang sangat erat kaitanyya dengan kehidupan manusia. Ilmu fisika akan berguna bagi manusia apabila sudah diwujubkan dalam bentuk hasil teknologi. Dengan ilmu fisika semua pekerjaan menjadi ringan karena adanya penerapan ilmu fisika yang di implikasikan dalam teknologi yang canggih. Beberapa konsep fisika dapat tergabung dalam satu bentuk peralatan sebagi hasil teknologi. Dalam arti ada peralatan yang hanya menggunakan satu konsep fisika dan ada yang lebih dari satu konsep fisika. Ilmu fisika akan mendasari perkembangan peralatan yang digunakan manusia. Penemuan- penemuan terbaru dalam bidang fisika akan memperbaiki teknologi yang sudah ada.

Baik disadari maupun tidak pada hakikatnya setiap manusia membutuhkan ilmu pengetahuan dan mengikuti perkembangan teknologi agar dapat menjalani kehidupan ini secara harmonis. Dimana perkembangan teknologi itu tentu merupakan implikasi dari ilmu fisika yang telah di pelajari oleh para pakar yang ahli di bidangnya. Mempelajari fisika mempunyai banyak manfaat. Mulai awal dipelajarinya ilmu fisika, fisika telah terbukti mampu membantu memudahkan manusia dalam menjalani aktivitas kehidupan sehari-hari. Tanpa adanya ilmu fisika semua peralatan canggih yang dapat meringankan pekerjaan manusia tidak dapat terwujud. Sehingga dapat disimpulkan bahwa dengan belajar fisika berbagai manfaat yang didapatkan.

B.     Saran

Berdasarkan kesimpulan di atas, penyusun menyarankan agar sebelum melakukan penelitian sebaiknya harus mengetahui hakikat penelitian terlebih dahulu agar lebih memahami arti penelitian yang sebenarnya.

DAFTAR PUSTAKA

 

Abdullah, M. 2016. Fisika Dasar I. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Giancoli, Douglas C. 2008. Fisika. Jakarta: Erlangga.

Hugh D. Young dan Roger A. Freedman. 2002. Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga.

Ishaq, Muhammad, 2007. Fisika Dasar. Yogyakarta: Graha Ilmu. Prasetyo Zuhdan K. 2013. Pembelajaran Sains Berbasis Kearifan Lokal. Prosiding Seminar Nasional Fisika dan Pendidikan Fisika. Surakarta: FKIPUNS.

Suparno,          Paul, 2007.      Metodologi      Fisika  Konstruktivitas            dan Menyenangkan, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Supriyono, K. H. 2003. Common Textbook (Edisi Revisi) Strategi Pembelajaran Fisika. Malang: FMIPA Universitas Malang.

Sutrisno. 1979. Seri Fisika Dasar Gelombang dan Optik. Bandung: Penerbit ITB.

Tippler, Paul A. 1998. Fisika. Jakarta: Erlangga.