Hakikat Ilmu Fisika, Metode Ilmiah dan Keselamatan Kerja

Hallo sobat Fisika, bagaimana kabarnya nih? Semoga di tengah pandemi ini kita tetap mampu menjaga kesehatan ya 🙂

Oh ya sobat, siapa sih yang tidak kenal dengan Archimedes. Ahli matematika dan penemu asal Yunani ini terkenal dengan kisahnya yang unik dan inspiratif tentang penemuan hukum hidrostatik atau sering disebut hukum Archimedes. Raja Hieron II merasa mahkotanya lebih ringan dari emas biasa. Oleh karena itu, Archimedes diminta Raja Hireon II untuk membuktikan apakah mahkotanya terbuat dari emas asli atau dicampur dengan bahan lain.

Pertanyaannya, bagaimana cara mengetahui apakah itu dibuat dari emas murni atau campuran? Nah, coba kamu pikir-pikir dulu. Jika kamu menjadi Archimedes, hal apa yang akan kamu lakukan?

Mulai bingung? Hehe. Karena Archimedes sudah tahu konsep massa jenis, maka dia sebenarnya tinggal mencari massa mahkota dan volumenya. Nah, untuk mencari massa mahkota mudah saja, tinggal ditimbang. Tapi pertanyaannya, bagaimana mencari volumenya? Bentuk mahkota kan tidak beraturan, tidak semudah mencari volume kubus.

Archimedes memikirkan masalah tersebut sungguh-sungguh. Karena merasa letih, akhirnya dia menceburkan dirinya ke bak mandi yang penuh dengan air. Lalu dia melihat air tumpah dari bak mandi, seketika itu dia menemukan jawabannya. Dia sadar bahwa volume air yang tumpah sama dengan volume badannya yang masuk ke bak mandi. Akhirnya dengan menggunakan konsep massa jenis, Archimedes dapat membuktikan bahwa mahkota Raja Hieron dicampur dengan bahan lain.

Dari kasus yang dialami Archimedes, di mana sebenarnya peran Fisika? Pada hakikatnya, Archimedes telah menerapkan hakikat Fisika sebagai sikap dan proses. Sikap Archimedes yang sungguh-sungguh, rasa ingin tahu yang besar, jujur, dan juga kreatif. Lalu, apa sebenarnya hakikat Fisika itu?

Pengertian Fisika

Fisika merupakan cabang ilmu pengetahuan alam yang membahas tentang materi dan perilakunya dalam ruang dan waktu. Ilmu Fisika sering dianggap sebagai ilmu dasar setelah matematika, karena kerap kali digunakan sebagai perhitungan dan dasar dari ilmu pengetahuan lainnya seperti Biologi dan Kimia. Gejala atau fenomena yang dipelajari dalam Fisika digunakan untuk memperoleh produk Fisika yang dapat menjelaskan gejala tersebut.

Hakikat Ilmu Fisika

Hakikatnya, Fisika merupakan kumpulan pengetahuan, cara berpikir dan cara penyelidikan. Menurut para ilmuwan, hakikat ilmu Fisika dibagi menjadi tiga yaitu:

1. Fisika sebagai produk -> kumpulan pengetahuan (body of knowledge)  yang dapat membentuk fakta, konsep, prinsip, hukum, rumus, teori, dan model. Kumpulan pengetahuan ini diperoleh dari keingintahuan manusia terhadap beberapa hal di sekitarnya, baik interaksi dengan sesama maupun dengan alam. Misalnya produk keingintahuan tentang gravitasi dan energi listrik dalam kehidupan sehari-hari. Hal tersebut dapat menambah pengalaman, pengetahuan, kemampuan serta perubahan perilaku pada dirinya. 
2. Fisika sebagai proses -> cara penyelidikan (a way of investigating)  yang menggambarkan para Ilmuwan bekerja dan melakukan penemuan. Fisika sebagai proses memberikan gambaran tentang pendekatan untuk menyusun pengetahuan serta berkaitan dengan fenomena, dugaan, pengamatan, pengukuran, penyelidikan dan publikasi.
3. Fisika sebagai sikap -> setiap langkah dan proses membutuhkan sikap ilmiah dan cara berpikir (a way of thinking) yang baik, antara lain rasa ingin tahu, rasa penasaran yang besar, rasa percaya diri, jujur dan terbuka. Jadi, dengan pemikirannya seseorang bersikap dan bertindak, sehingga menghasilkan penemuan melaui kegiatan ilmiah.

Cabang-Cabang Ilmu Fisika

1. Mekanika merupakan ilmu Fisika yang mempelajari tentang gerak. Mekanika terdiri dari kinematika dan dinamika. Kinematika membahas suatu benda yang bergerak, tanpa menyelidiki penyebabnya. Sedangkan dinamika membahas gerak suatu benda beserta penyebabnya.
2. Fisika kuantum merupakan cabang fisika dasar yang menggantikan mekanika klasik dan mempelajari tentang atom dan sub atom.
3. Mekanika fluida merupakan cabang Fisika yang mepelajari fluida (cairan atau gas).
4. Elektronika merupakan cabang Fisika yang mempelajari aliran elektron dalam suatu alat kelistrikan.
5. Elektrostatis merupakan ilmu yang mempelajari listrik statis.
6. Elektrodinamika merupakan ilmu yang mepelajari listrik dinamis atau muatan yang bergerak.
7. Termodinamika merupakan ilmu Fisika yang mempelajari tentang energi panas dan perpindahannya.
8. Fisika inti merupakan ilmu Fisika yang mengkaji bagian-bagian atom.
9. Fisika gelombang merupakan cabang ilmu Fisika yang mempelajari tentang gelombang.
10. Optika geometris merupakan cabang ilmu Fisika yang mempelajari tentang cahaya serta alat optik yang membantu penglihatan manusia.
11. Fisika modern mempelajari sumber materi dan sumber partikel yang bergerak dengan kecepatan tinggi.
12. Astronomi merupakan cabang ilmu Fisika yang mepelajari tentang benda-benda angkasa dan perbintangan.

Baca juga: Yuk Mengenal Teori Atom

Hubungan Fisika dengan Ilmu Lain

• Astrofisika, yaitu gabungan antara ilmu Fisika dan Astronomi yang mempelajari interaksi benda-benda langit.
• Biofisika, yaitu gabungan antara Fisika dan Biologi. Ilmu ini mempelajari proses-proses biologis yang melibatkan konsep Fisika, contohnya pengukuran sistole dan diastole.
• Fisika Medis, yaitu gabungan antara Fisika dan ilmu kedokteran. Ilmu ini mempelajari tentang kesehatan dalam konsep Fisika.
• Fisika Material, yaitu gabungan antara Fisika dan ilmu bahan. Ilmu ini mempelajari tentang karakteristik suatu bahan secara fisis, misalnya titik didih bahan, bentuk kristal bahan, kelenturan, dan sebagainya.
• Geofisika, yaitu gabungan antara Geologi dan Fisika. Ilmu ini mempelajari tentang sifat-sifat Bumi.
• Fisika Optik, yaitu gabungan antara Fisika dan ilmu optik. Ilmu ini mempelajari tentang sifat-sifat cahaya dan interaksinya dengan materi.

Peran Fisika dalam Kehidupan

1. Bidang Industri dan Energi -> pengembangan pembangkit listrik, pesawat ulang alik, pemindaian ultrasonik, dan penggunaan sonar dalam industri kelautan.
2. Bidang Komunikasi ->  gelombang elektromagnetik pada telepon genggam, serat optik  untuk jaringan internet, dan pengiriman data melalui internet.
3. Bidang Kedokteran dan Kesehatan -> penemuan sinar laser untuk memecah batu ginjal dan sinar gamma untuk proses sterilisasi peralatan bedah.
4. Bidang Pertanian -> penemuan bibit unggul dari rekayasa genetika dan penemuan mesin peralatan pertanian.
5. Bidang Transportasi ->  penemuan mesin berbahan bakar minyak serta pembuatan mobil dan motor.

Pengertian Metode Ilmiah

Metode ilmiah adalah langkah kerja yang dilakukan oleh para peneliti dalam menjawab masalah yang ada yang dilakukan secara sistematis dan berurutan.

Kriteria Metode Ilmiah

1. Berdasarkan fakta dan bersifat objektif -> Keterangan yang diperoleh melalui penelitian berupa fakta-fakta, bukan khayalan atau sejenisnya.
2. Bebas dari prasangka -> Jauh dari pertimbangan subjektif.
3. Berdasarkan prinsip-prinsip analisis -> Semua masalah dicari sebab akibat dan pemecahannya dengan analisis yang logis.
4. Melalui proses hipotesis -> Hipotesis digunakan untuk memandu cara berpikir ke tujuan yang ingin dicapai, sehingga diperoleh hasil yang tepat.
5. Berdasarkan teknik kuantitatif -> Data yang diperoleh menggunakan data ukuran kuantitatif.

Langkah-Langkah Metode Ilmiah 

Melakukan pengamatan atau observasi

Untuk menemukan masalah melalui pengamatan kuantitatif atau kualitatif, langkah awal yang harus dilalukan adalah melakukan pengamatan atau observasi.

Merumuskan masalah

Masalah merupakan pertanyaan apa, siapa, kapan, di mana, mengapa, atau bagaimana tentang objek yang diteliti.

Mengumpulkan data atau informasi

Data dapat diperoleh dari literatur, buku atau informasi yang ada di internet yang sesuai dan mendukung teori dalam penelitian.

Membuat hipotesis

Hipotesis merupakan  dugaan sementara tentang masalah yang diselidiki. Jika setelah diuji hipotesis tidak diterima, kita harus mengubah hipotesis tersebut sehingga dapat ditarik kesimpulan.

Melakukan percobaan atau eksperimen

Percobaan atau eksperimen dilakukan untuk menguji kebenaran hipotesis.  Ada tiga jenis variabel yang perlu diperhatikan pada suatu percobaan yang meliputi:

• Variabel Bebas : Variabel yang dapat diubah bebas.
• Variabel Terikat : Variabel yang diteliti dan bergantung pada variabel bebas.
• Variabel Kontrol : Variabel yang selama percobaan dipertahankan tetap.

Menganalisis Data

Analisis data merupakan pekerjaan yang cukup rumit. Data yang diperoleh dapat dianalisis secara kualitatif ataupun kuantitatif. Tampilan data dapat berupa grafik batang, pie, histogram, gambar, maupun skema.

Menarik Kesimpulan

Kesimpulan merupakan penilaian apakah dalam sebuah hipotesis yang diajukan dapat diterima atau ditolak. Apabila dalam proses pengujian terdapat fakta yang cukup mendukung hipotesis, maka hipotesis itu diterima. Sebaliknya, jika dalam proses pengujian tidak terdapat cukup fakta yang mendukung hipotesis, maka hipotesis itu ditolak. Hipotesis yang telah diterima kemudian dianggap menjadi bagian dari pengetahuan ilmiah. Hal ini karena hipotesis telah memenuhi syarat keilmuan. Syarat itu ialah hipotesis harus memiliki kerangka penjelasan yang konsisten dengan pengetahuan ilmiah sebelumnya, serta kebenarannya telah teruji.

Alat Keselamatan Kerja di Laboratorium

• Jas laboratorium
• Sarung tangan tahan panas
• Kacamata pelindung
• Masker
• Kain lap tahan panas
• P3K
• Alat pemadam api ringan

Tujuan Keselamatan Kerja di Laboratorium

1. Melindungi praktikan dalam melaksanakan praktik.
2. Menjamin keselamatan setiap orang di laboratorium.
3. Menjamin sumber-sumber produksi dan peralatan praktik di laboratorium agar tetap terjaga dan aman.
4. Mencegah dan mengurangi kecelakaan di laboratorium.
5. Memberi pertolongan pertama pada kecelakaan di laboratorium.

Aturan Keselamatan Kerja

1. Baca semua petunjuk kegiatan eksperimen.
2. Gunakan alat keselamatan kerja.
3. Jangan melakukan eksperimen tanpa seizin guru.
4. Jangan menggunakan peralatan laboratorium tanpa seizin guru.
5. Jangan makan di laboratorium.
6. Cuci tangan sebelum dan sesudah eksperimen.
7. Jaga tangan selalu kering untuk terhindar dari sengatan listrik.
8. Jangan mencium bau gas langsung dari mulut tabung.
9. Jangan mengembalikan zat sisa eksperimen ke dalam botol stok.
10. Jangan menuangkan zat-zat beracun ke tempat sampah.
11. Bersihkan area kerja dalam eksperimen.
12. Kembalikan semua peralatan ke tempat semula.
13. Padamkan semua pembakar sebelum meninggalkan area kerja.
14. Selalu berhati-hati dalam menggunakan alat dan bahan laboratorium.

Baca juga: Besaran, Satuan dan Pengukuran

Pemahaman Akhir

Dalam kisah Archimedes yang terkenal, kita dapat melihat peran penting Fisika dalam mencari pemecahan masalah dan menjelaskan fenomena alam. Fisika merupakan cabang ilmu pengetahuan alam yang mempelajari materi dan perilakunya dalam ruang dan waktu. Ilmu Fisika memberikan pengetahuan tentang fakta, konsep, prinsip, hukum, rumus, teori, dan model yang digunakan untuk menjelaskan gejala dan fenomena alam.

Hakikat Fisika dapat dilihat dari tiga aspek, yaitu Fisika sebagai produk, Fisika sebagai proses, dan Fisika sebagai sikap. Fisika sebagai produk mencakup pengetahuan yang telah dikembangkan melalui penelitian dan pengamatan terhadap fenomena alam. Fisika sebagai proses menggambarkan cara ilmuwan bekerja dan melakukan penemuan melalui metode ilmiah yang sistematis dan logis. Fisika sebagai sikap melibatkan sikap ilmiah yang mencakup rasa ingin tahu, kreativitas, ketelitian, dan kejujuran dalam mempelajari dan menjelaskan fenomena alam.

Dalam kehidupan sehari-hari, Fisika memiliki peran yang penting dalam berbagai bidang. Dalam industri dan energi, Fisika digunakan dalam pengembangan pembangkit listrik, transportasi, dan teknologi. Dalam bidang komunikasi, Fisika digunakan dalam pengembangan telekomunikasi dan internet. Dalam bidang kedokteran dan kesehatan, Fisika digunakan dalam peralatan medis seperti sinar laser dan sinar gamma. Fisika juga memiliki hubungan dengan ilmu lain seperti Astronomi, Biologi, Geologi, dan ilmu material.

Metode ilmiah merupakan pendekatan yang digunakan dalam penelitian Fisika. Langkah-langkah dalam metode ilmiah meliputi pengamatan, merumuskan masalah, mengumpulkan data, membuat hipotesis, melakukan percobaan atau eksperimen, menganalisis data, dan menarik kesimpulan. Metode ilmiah memungkinkan ilmuwan untuk menguji hipotesis dan memperoleh pengetahuan yang valid dan terpercaya.

Selain itu, keselamatan kerja di laboratorium juga sangat penting dalam praktik Fisika. Menggunakan alat keselamatan kerja, mengikuti aturan keselamatan, dan menjaga kebersihan dan kerapihan laboratorium adalah langkah-langkah yang harus diikuti untuk melindungi diri sendiri dan orang lain, serta menjaga peralatan dan lingkungan tetap aman.

Dengan pemahaman tentang Fisika dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari, kita dapat menghargai peran ilmu ini dalam menjelaskan fenomena alam, memecahkan masalah, dan memajukan teknologi.

Nah begitulah hakikat ilmu fisika, metode serta keselamatan di laboratorium. Semoga dapat bermanfaat.

Sumber:

https://id.wikipedia.org/wiki/Fisika

Buku Pintar Belajar Fisika untuk SMA/MA. 2019. Sagufindo Kinarya