Materi dan Soal Ruang Lingkup Fisika - Konsep Fisika SMA

Mengenal Fisika dan Ruang Lingkup Fisika

A. Mengenal Fisika

Ilmu Fisika sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Sebagai contoh saat memompa ban. Ban tidak hanya diisi udara secara penuh, tetapi harus diukur pula tekanannya. Tekanan ban harus tepat sehingga mobil terasa nyaman saat dikendarai. Alat untuk mengukur tekanan dalam ban disebut tyre-pressure gauge dengan satuan psi atau kJ/kg.

Peristiwa memompa ban melibatkan cabang ilmu Fisika yaitu mekanika Fluida. Adakah cabang ilmu Fisika yang lain? Pada materi kali ini kita akan membahas ruang lingkup ilmu Fisika. Tapi sebelum kita bahas kita harus mengenal terlebih dahulu apa itu FISIKA.

Fisika berasal dari bahasa Yunani yang berarti "alam". Fisika adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari sifat dan gejala pada benda-benda di alam. Gejala-gejala ini pada mulanya adalah segala sesuatu yang dialami oleh indra, misalnya pengelihatan sebagai dasar menemukan ilmu tentang optika dan cahaya, pendengaran menemukan ilmu tentang bunyi, dan indra peraba yang menggiring untuk menemukan ilmu tentang suhu dan kalor.

Mengapa perlu mempelajari Fisika? Fisika menjadi ilmu pengetahuan yang mendasar karena berhubungan dengan perilaku dan struktur benda, khususnya benda mati. Bidang ilmu ini telah dimulai berabad-abad yang lalu dan berkembang pada zaman Galileo dan Newton yang mempelajari tentang hukum-hukum mekanika (mekanika adalah ilmu tertua dalam Fisika). Jadi itulah sekilas mengenal Fisika dan mengapa kita perlu mempelajari Fisika.

B. Ruang Lingkup Fisika

Fisika merupakan ilmu yang sangat luas pembahasannya. Banyak aspek dalam kehidupan manusia yang dapat dibahas melalui ilmu Fisika. Fisika memiliki banyak cabang dan materi yang harus dipelajari. Fisika juga memiliki ruang lingkup cukup luas. Adapun ruang lingkup Fisika sebagai berikut.

1. Ruang Lingkup antara Aktivitas Makhluk Hidup dan Makhluk Tak Hidup

Ruang lingkup ini mempelajari kejadian antara makhluk hidup dan makhluk tak hidup. Dalam ruang lingkup ini kalian akan mempelajari hubungan antara besaran-besaran dan kejadian yang terjadi. Adapunn contoh penerapan Fisika pada makhluk hidup seperti perpindahan posisi seseorang ketika melakukan perjalanan, sedangkan contoh penerapan Fisika pada makhluk tak hidup seperti menentukan kecepatan bola pada gerak parabola saat ketinggian maksimum.

2. Ruang Lingkup Kondisi Fisik Makhluk Hidup dan Makhluk Tak Hidup

Ruang lingkup ini mempelajari kondisi fisika pada makhluk hidup dan makhluk tak hidup. Contoh ruang lingkup fisik pada makhluk tak hidup seperti peristiwa meletusnya ban sepeda yang terpapar sinar mataharii pada siang yang terik dalam waktu lama. Pada siang hari, panas matahari dapat menyebabkan tekanan gas di dalam ban meningkat sehingga ban sepeda meletus. Contoh kondisi fisik pada makhluk hidup seperti perlombaan tarik tambang. Dalam perlombaan tarik tambang memperlihatkan adanya perbedaan arah vektor gaya.

Dalam mempelajari ruang lingkup Fisika. Kalian dapat mempelajari Penerapan Fisika, Metode Ilmiah, dan Keselamatan Kerja.

a. Penerapan Fisika

Peneliti banyak menggunakan peralatan yang berhubungan dengan fisik seperti mikroskop, neraca, dan multimeter. Berbagai peralatan tersebut akan membantu dalam memahami Fisika. Selain itu, kalian juga dapat memahami penerapan Fisika dengan mempelajari hakikat Fisika, ciri-ciri Fisika, dan manfaat Fisika. Penjelasannya sebagai berikut.

1) Hakikat Fisika

Fisika merupakan bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam yang lebih dikenal dengan sains. Sains merupakan ilmu yang mempelajari fenomena alam yang diperoleh dari hasil pemikiran dan penyelidikan melalui keterampilan bereksperimen dengan penerapan metode ilmiah. Pada dasarnya sains disusun atas pengamatan, klasifikasi data, dan verifikasi dalam hukum yang bersifat kuantitatif melalui analisis data dan perhitungan matematis. Dengan demikian, hakikat Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang mempelajari kejadian alam berdasarkan fakta, konsep, prinsip, dan hukum yang telah teruji kebenarannya melalui pendekatan ilmiah.

2) Ciri-Ciri Fisika

Sebagai bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam, Fisika mempunyai beberapa ciri berikut:

• Objek yang dikaji merupakan benda konkret (nyata dan ada). Kajian yang dilakukan berupa tingkah laku secara fisik dari benda tersebut. Contoh kejadian berupa tingkah laku adalah kejadian mendorong  benda. Adapun contoh kejadian berupa kondisi fisik adalah pemuaian benda akibat pemanasan.
• Pengamatan dan penelitiannya dilakukan secara sengaja.
• Penelitiannya dikerjakan secara sistematis.
• Menggunakan cara berfikir logis dan konsisten.
• Hasil kajiannya bersifat objektif.
• Hukum-hukum Fisika yang dihasilkan dari berbagai percobaan berlaku umum namun dengan beberapa ketentuan yang mendukung.

3) Cabang-Cabang Fisika

Fisika mempunnyai ruang lingkup pembahasan yang cukup luas. Fisika tidak hanya mempelajari benda tak hidup, tetapi tingkah laku benda-benda hidup pun menjadi objek pembahasan Fisika. Oleh karena itu, Fisika perlu didukung oleh cabang IPA atau ilmu lain sehingga bermanfaat bagi kehidupan. Berbagai cabang ilmu yang merupakan perluasan Fisika diuraikan dalam tabel berikut.

Tabel 1. Cabang-Cabang Fisika

No	Cabang Ilmu Fisika	Definisi	Objek Keilmuan
1.	Mekanika	Cabang Fisika yang mempelajari pergerakan benda. Mekanika klasik dibagi menjadi dinamika dan kinematika. Dinamika mempelajari pergerakan dengan menyelidiki penyebabnya. Kinematika mempelajari gerak benda tanpa menyelidiki penyebabnya.	Benda makroskopik solid yang bergerak.
2.	Mekanika Fluida	Cabang Fisika yang mempelajari gerak pergerakan fluida.	Zat cair dan gas.
3.	Fisika Kuantum	Cabang Fisika yang menggantikan mekanika klasik dan mempelajari tatanan atom dan subatom.	Benda mikroskopis berupa atom dan sub atom.
4.	Elektronika	Cabang Fisika yang mempelajari pemancaran, perilaku, serta dampak muatan listrik.	Partikel/benda bermuatan listrik.
5.	Elektrolisis	Cabang Fisika yang mempelajari listrik diam.	Partikel bermuatan dengan muatan diam (tidak mengalir).
6.	Elektrodinamis	Cabang Fisika yang mempelajari listrik dinamis.	Partikel bermuatan dengan muatan mengalir.
7.	Bioelektrodinamis	Cabang Fisika yang mempelajari fenomena listrik dengan magnetikyang muncul pada jaringan makhluk hidup.	Jaringan makhluk hidup.
8.	Termodinamika	Cabang Fisika yang berhubungan dengan sifat termal. Sifat termal  akan memengaruhi perubahan energi, perubahan keadaan, maupun kesetimbangan antarpartikel sehingga mengalami perubahan wujud.	Zat padat, cair, dan gas yang diberikan kalor.
9.	Fisika atom	Cabang Fisika struktur atom, sifat-sifat penyusun atom, dan interaksi atom.	Atom.
10.	Fisika inti	Cabang Fisika yang mempelajari inti atom.	Inti atom.
11.	Fisika nuklir	Cabang Fisika yang mempelajari karakteristik, struktur internal, dan penggunaan inti atom.	Energi inti atom.
12.	Fisika modern	Cabang Fisika yang mempelajari tentang materi dalam skala atomik hingga subatomik dengan pergerakan berkecepatan tinggi.	Atom.
13.	Fisika plasma	Cabang Fisika yang mempelajari gas terionisasi yang lebih dikenal dengan nama plasma.	Gas terionisasi.
14.	Fisika gelombang	Cabang Fisika yang mempelajari tentang gelombang.	Energi perambatannya.
15.	Fisika optik	Cabang Fisika yang mempelajari tentang cahaya.	Cahaya, gelombang elektromagnetik.
16.	Fisika medis	Cabang Fisika yang mempelajari penerapan fisika di bidang kesehatan.	Tubuh manusia, peralatan medis.
17.	Fisika radiasi	Cabang Fisika yang mempelajari pergerakan energi yang dipancarkan dan diserap suatu benda.	Gelombang elektromagnetik.
18.	Astronomi	Cabang Fisika yang mempelajari perbintangan dan benda-benda angkasa lain.	Benda angkasa.
19.	Fisika lingkungan	Cabang Fisika yang mempelajari kejadian Fisika terhadap lingkungan.	Lingkungan.
20.	Geofisika	Cabang Fisika yang mempelajari bumi dengan prinsip-prinsip Fisika.	Lapisan-lapisan bumi.
21.	Ekonomifisika	Cabang Fisika yang mempelajari Fisika dalam bidang ekonomi.	Permasalahan ekonomi.
22.	Fisika komputasi	Cabang Fisika yang mempelajari gabungan Fisika, komputer sains, dan matematika terapan.	Persamaan Fisika.
23.	Fisika akustik	Cabang Fisika yang mempelajari bunyi dan penerapannya.	Gelombang bunyi.
24.	Fisika zat padat	Cabang Fisika yang mempelajari struktur zat padat.	Zat padat.

Itulah cabang-cabang Ilmu Fisika. Jika kalian ada cabang ilmu Fisika lain yang kalian ketahui silahkan tulis di kolom komentar :)

4) Manfaat Fisika

Fisika memiliki banyak manfaat dalam kehidupan manusia. Fisika sangat mendukung dalam perkembangan teknologi. Teknologi yang menerapkan Fisika seperti kedokteran, pertanian, transportasi, industri komunikasi, dan energi. Berbagai penerapan Fisika dalam kehidupan dijelaskan sebagai berikut.

a) Bidang kedokteran dan kesehatan

(1) Sinar rontgen untuk mendeteksi pada tulang

(2) Sinar laser untuk memecahkan batu ginjal

(3) USG untuk mendeteksi kondisi bayi dalam rahim

(4) Sinar gamma untuk proses sterilisasi alat bedah

b) Bidang pertanian

(1) Penemuan bibit unggul dari proses rekayasa genetika

(2) Penciptaan peralatan pertanian yang membantu kerja petani

c) Bidang transportasi

(1) Pembuatan kereta Maglev menggunakan superkonduktor

(2) Pembuatan kapal selam yang menerapkan hukum Archimedes

d) Bidang industri

(1) Penggunaan sonar dalam industri kelautan

(2) Penggunaan gelombang akustik untuk mendeteksi kandungan gas atau minyak bumi

(3) Penggunaan scanning ultrasonik untuk mendeteksi retak dalam struktur logam.

e) Bidang komunikasi

(1) Penggunaan gelombang elektromagnetik pada telepon genggam

(2) Penggunaan fiber optik untuk jaringan internet

(3) Prinsip pengiriman dan melalui satelit

f) Bidang energi

(1) Penggunaan generator sebagai penghasil energi listrik

(2) Penggunaan unsur radioaktif sebagai bahan bakar reaktor nuklir

(3) Penggunaan sel surya sebagai pembangkit energi listrik.

b. Metode Ilmiah

Metode Ilmiah adalah langkah kerja yang dilakukan para peneliti dalam menjawab masalah. Kriteria metode ilmiah adalah berdasarkan fakta dan bersifat objektif, bebas dari prasangka, berdasarkan prinsip-prinsip analisis, melalui proses hipotesis, berdasarkan teknik kuantitatif.

Langkah-Langkah Metode Ilmiah:

1) Identifikasi Masalah dan Studi Pendahuluan

2) Perumusan Masalah

3) Pengumpulan Informasi

4) Pengajuan Hipotesis

5) Melakukan Eksperimen

6) Analisis Data

7) Pengambilan Kesimpulan

Berikutnya adalah  sikap ilmiah yang harus diterapkan dalam metode ilmiah, diantara lain adalah, mampu membedakan opini dan fakta, memiliki rasa ingin tahu, berani mencoba, jujur terhadap fakta, terbuka dan fleksibel, berpendapat secara ilmiah dan kritis, peduli lingkungan, bertanggung jawab, ulet dan gigih, bekerja sama.

c. Keselamatan Kerja

Keselamatan kerja di laboratorium sangat penting bagi semua pihak. Keselamatan kerja di laboratorium menyangkut semua unsur yang terkait, baik subjek (praktikan) ataupun objek (peralatan dan ruang praktikum). Tujuan penerapan keselamatan kerja sebagai berikut.

1) Melindungi praktikan dalam melaksanakan praktikum.

2) Menjamin keselamatan bagi setiap orang yang berada di laboratorium

3) Menjamin sumber-sumber produksi dan peralatan praktikum di laboratorium supaya terjaga, terawat, dan aman.

4) Mencegah dan mengurangi kecelakaan di laboratorium.

5) Memberikan pertolongan pertama pada kecelakaan sebagai langkah awal untuk penanggulangan.

Simbol-Simbol Keselamatan Kerja di Laboratorium

SOAL RUANG LINGKUP FISIKA

1. Hakikat Fisika merupakan ilmu pengetahuan yang mempelajari kejadian alam berdasarkan hal-hal berikut, kecuali . . .

A. fakta

B. hipotesis

C. prinsip fisika

D. konsep fisika

E. hukum yang teruji

2. Bidang Fisika sangat berperan dalam ilmu kedokteran. Alat-alat kedokteran seperti radioterapi dan ekokardiograf menerapkan ilmu-ilmu Fisika. Bidang Fisika yang mempelajari bidang tersebut adalah . . .

A. fisika komputasi

B. fisika radiologi

C. fisika kuantum

D. fisika modern

E. fisika medis

3. Menurut Badan Penerbangan dan Antariksa Amerika Serikat, gerhana matahari hibrid pada tahun 2049 akan dimulai dan diakhiri dengan gerhana matahari cincin dan memuncak dalam bentuk gerhana matahari total. Simulasi eclipse.star.gs menunjukan gerhana matahari cincin akan dimulai di wilayah timur Afrika. Puncak gerhana, dalam bentk gerhana matahari total, akan terjadi di Samudra Hindia barat Sumatra. Sementara itu, gerhana akan berakhir di Pasifik (Kompas.com)

Cabang Fisika yang mempelajari fenomena seperti wacana di atas adalah . . .

A. fisika modern

B. fisika energi

C. astronomi

D. geofisika

E. mekanika

4. Cabang ilmu Fisika yang mempelajari cara kerja pendingin ruangan adalah . . . 

A. elektronika

B. aerodinamika

C. termodinamika

D. mekanika fluida

E. elektrodinamika

5. Perhatikan beberapa penerapan Fisika berikut!

1) Penggunaan sinar gamma untuk sterilisasi alat bedah

2) Penggunaan sonar dalam industri kelautan

3) Penggunaan fiber optik untuk jaringan internet

4) Penggunaan gelombang akustik untuk mendeteksi kandungan gas atau minyak bumi

5) Pembuatan kereta maglev menggunakan superkonduktor

Berdasarkan pengamatan tersebut, yang merupakan penerapan Fisika dalam bidang industri ditunjukkan oleh nomor . . .

A. (1) dan (2)

B. (2) dan (3)

C. (2) dan (4)

D. (3) dan (4)

E. (4) dan (5)

6. Aldo menuliskan hasil pengukuran menggunakan angka dan satuan. Tindakan yang dilakukan Aldo merupakan kriteria metode ilmiah yaitu . . .

A. berdasarkan fakta dan bersifat objektif

B. berdasarkan prinsip-prinsip analisis

C. melalui proses teknik kualitatif

D. berdasarkan teknik kuantitatif

E. bebas dari prasangka

7. Perhatikan langkah-langkah metode ilmiah berikut!

1) Perumusan masalah

2) Pengajuan hipotesis

3) Identifikasi masalah dan studi pembelajaran

4) Pengumpulan informasi

5) Pengambilan kesimpulan

6) Analisis data

7) Melakukan eksperimen

Urutan langkah-langkah metode ilmiah yang tepat ditunjukan oleh pilihan . . .

A. (1)-(2)-(3)-(4)-(5)-(6)-(7)

B. (2)-(4)-(6)-(1)-(3)-(5)-(7)

C. (3)-(1)-(4)-(2)-(7)-(6)-(5)

D. (4)-(2)-(1)-(3)-(5)-(6)-(7)

E. (5)-(7)-(1)-(4)-(2)-(6)-(5)

8. Dalam sebuah praktikum menghitung percepatan gravitasi menggunakan pendulum diperoleh beberapa data. Dari data tersebut dihubungkan sehingga diperoleh gradien yang menyatakan nilai percepatan gravitasi. Ternyata hasil yang diperoleh tidak sesuai teori. Sikap yang harus diambil oleh praktikum yang tepat adalah . . .

A. memanipulasi sedikit data sehingga mendekati teori

B. memberikan opini terhadap kesalahan dalam praktikum

C. mengolah data sehingga menghasilkan nilai sesuai teori

D. tetap jujur pada hasil praktikum dan mempertahankan data apa adanya

E. mengulangi praktikum sampai diperoleh data sesuai dengan teori yang ada di buku

9. Perhatikan ciri-ciri berikut!

1) Pengamatan dan penelitiannya dilakukan secara tidak sengaja

2) Penelitiannya dikerjakan secara sistematis

3) Menggunakan cara berfikir logis dan konsisten

4) Hasil kajiannya bersifat subjektif

Berdasarkan pernyataan di atas yang merupakan ciri-ciri Fisika ditunjukan oleh angka . . .

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (3)

D. (2) dan (4)

E. (3) dan 4)

10. Perhatikan gambar berikut!

Simbol keselamatan kerja yang umum di laboratorium ini menunjukkan bahwa bahaya berasal dari . . .

A. bahan peledak

B. air panas

C. sinar laser

D. listrik

E. api

Bagikan Artikel ini