sahabat

sahabat

Aku tahu sahabat tak pernah meninggalkanku
Walau seisi dunia ini berpaling,
Menoleh pada arah yang tak kusukai
Menengadah pada sesuatu yang tak pernah nampak untukku

Kalian sahabatku
Entah sejak kapan, Sahabat itu menjadi bagian dari kalian
Menjadi potongan-potongan pupuk yang menyuburkan kebaikan dalam diriku

Apa kalian tahu, bahwa sahabat itu hangat
Seperti sebuah selimut kumal yang tebal
Yang baunya, begitu kamu suka
Sahabat adalah musim yang tak pernah salah waktu
Mereka ada agar kita dapat selalu “berharap”
Bukan “mengharap-harap”

Mereka membuat kalian merasa pantas menerima hidup ini
“Utuh”, bukan “separuh-separuh”
Sahabat, mereka membuat kita berharga karena kelemahan kita
Mereka ada untuk mengatakan,

"betapa indahnya kamu. karena kelemahanmu membuatku tahu, bahwa sesungguhnya kemalangan itu dimiliki semua orang. Aku tak akan pernah sendiri untuk sama-sama menertawakannya sekarang."

hah?? :O

Tuhan adalah Fisika Kuantum??

 Judul buku : Menemukan Tuhan dalam Sains Kontemporer dan Agama
Penulis : Ian G. Barbour
Penerbit : Mizan
Halaman :
"Pada mulanya Tuhan menciptakan langit dan Bumi."
--Kejadian I:1
"Tetapi, tak ada seorang pun yang melihatnya."
--Steven Weinberg, (The First Three Minutes, 1977)


Setiap kejadian menuntut suatu sebab. Tidak ada rangkaian tak terhingga dari sebab, sehingga mesti ada suatu "sebab pertama" bagi sesuatu. Dan sebab itu adalah Tuhan. Samuel Clarke dalam buku A Demonstration of the Being and Attributes of God (1978) menyatakan bahwa "tak ada yang lebih absurd daripada menduga bahwa sesuatu ada, bukannya tiada."

Keyakinan bahwa jagad raya sebagai keseluruhan mesti memiliki sebab, dan sebab itu adalah Tuhan, diucapkan pertama kali oleh Plato dan Aristoteles. Pemikiran sains-religius ini selanjutnya dikembangkan oleh Thomas Aquinas serta mencapai bentuk yang meyakinkan oleh Gottfried Wilhelm van Leibniz dan Samuel Clarke pada abad ke-18. Pemikiran ini dikenal sebagai argumen kosmologis, yakni argumen kausal dan argumen kontingensi.

Argumen kosmologis dibicarakan dengan skeptisisme oleh David Hume dan Immanuel Kant, yang kemudian diserang secara sengit oleh Bertrand Russell. Sasaran argumen kosmologis berlapis dua. Pertama, menegakkan eksistensi "penggerak pertama", wujud yang menerangkan eksistensi dunia. Kedua, membuktikan bahwa wujud ini adalah Tuhan (God) sebagaimana dipahami oleh para teolog dalam doktrin Yudeo-Kristiani.

Dalam kehidupan, kita jarang meragukan bahwa seluruh kejadian alam semesta ini disebabkan dengan cara tertentu. Misalnya, sebuah jembatan ambruk karena jembatan tersebut kelebihan beban, salju mencair karena panas matahari, dan sebatang pohon tumbuh karena sebutir biji telah ditanamkan. Lalu, adakah sebuah benda tidak memiliki sebab?

Paul Davies, guru besar Fisika Teori pada Universitas New Castle-upon-Tyne, Inggris, dan penulis buku God and the New Physics (1987), menyatakan bahwa banyak ide baru bermunculan di garis depan fisika dasar: teori superstring dan pendekatan lain terhadap apa yang disebut Teori tentang Segala Sesuatu (Theories of Everything), dan kosmologi kuantum sebagai sarana untuk menjelaskan bagaimana alam semesta dapat muncul dari tiada (The Mind of God: The Scientific Basis for a Rational World, 1993).

Di samping itu, telah muncul perhatian luar biasa terhadap apa yang secara sederhana dapat dilukiskan sebagai titik-perjumpaan sains kontemporer dan agama. Pemikiran ini memperoleh dua bentuk yang berbeda. Pertama, dialog yang berkembang pesat antara ilmuwan, filsuf, dan teolog mengenai konsep penciptaan dan isu-isu terkait. Kedua, mode yang sedang berkembang dalam pemikiran mistik dan filsafat Timur, yang telah diklaim oleh beberapa komentator sebagai membuat kontak yang dalam dan bermakna dengan fisika dasar.

Kendati agama secara intrinsik memiliki unsur yang abadi, suci, dan final, pemahaman serta penafsiran atasnya bersifat terbuka dan manusiawi. Desakan untuk menafsirkan agama secara demikian itu semakin diintensifkan oleh kemajuan sains dan teknologi. Sains dan teknologi telah memunculkan tantangan serius terhadap pandangan agama. Teologi klasik akan terlihat usang jika bersikeras mempertahankan doktrinnya tanpa mengupayakan tanggapan baru yang bersifat kreatif dan progresif.

Untuk itu, Profesor Ian G. Barbour, guru besar Fisika dan juga guru besar Teologi pada Carleton College, Amerika Serikat, mengajukan "teologi proses" sebagai jalan untuk mendobrak kebekuan pemikiran keagamaan dalam berinteraksi dengan sains kontemporer. Dengan mengambil ilham dari "filsafat proses" Whitehead, Barbour melalui buku Menemukan Tuhan dalam Sains Kontemporer dan Agama berupaya mengintegrasikan konsep sains kontemporer dengan agama. Dengan cara inilah, manusia diharapkan dapat lebih mengenal Tuhannya, alam semesta, dan hakikat dirinya sendiri, juga hubungan antara ketiganya.

Kekuatan buku ini terletak pada upaya penulis dalam mengintegrasikan karakteristik teori ilmiah yang fundamental dengan model pemahaman tentang Tuhan. Barbour mencoba memetakan hubungan sains dengan agama. Menurutnya, antara sains dan agama terdapat empat varian hubungan: konflik, independensi, dialog, dan integrasi. Dalam hubungan konflik, sains menegasikan eksistensi agama dan agama menegasikan sains. Masing-masing hanya mengakui keabsahan eksistensinya. Dalam hubungan independensi, masing-masing mengakui keabsahan eksistensi yang lain dan menyatakan bahwa di antara sains dan agama tak ada irisan satu sama lain. Dalam hubungan dialog, dia mengakui di antara sains dan agama terdapat kesamaan yang dapat didialogkan antara para ilmuwan (saintis) dan agamawan (teolog).

Dalam buku ini, Barbour mengkaji apakah sains kontemporer dapat memberikan 'kunci' yang akan membuka rahasia (gaib) dari pertanyaan besar yang telah menarik perhatian umat manusia selama ribuan tahun. Ia mengeksplorasi eksistensi Allah (God) dan evolusi, genetika dan kodrat manusia, neurosains dan inteligensi buatan; serta teologi, etika, dan lingkungan.

Dengan memetakan cara bagaimana teori dari ilmuwan, seperti Charles Darwin, Stuart Kauffman, Arthur Peacocke, Alfred North Whitehead, Terrence Deacon, Claude Levi-Strauss, Paul Tillich, James Watson, dan Keith Ward, Barbour telah mengubah konsepsi kita tentang alam semesta. Ia menempatkan penemuan para ilmuwan ini ke dalam konteks bersama dengan tulisan para filsuf, seperti Plato, Rene Descartes, David Hume, dan Immanuel Kant.

Pemikiran sains kontemporer hingga teologi klasik dari para ilmuwan ini dicoba dipertemukan dan dipertentangkan satu sama lain dalam buku yang cukup memikat ini. Kesimpulannya yang mengejutkan kita adalah bahwa alam semesta bukanlah produk sampingan minor dari kekuatan tanpa pikiran dan tujuan. Kita sungguh berarti ada di sini. Dengan menggunakan sains kontemporer, kita dapat menemukan realitas Tuhan.

Menemukan Tuhan
Sebuah majalah di Amerika pernah menyatakan dalam headline: Astronomers Discover God! (Para Astronom Menemukan Tuhan!). Subyek artikel itu adalah Big Bang (Dentuman Besar) dan kemajuan mutakhir dalam pemahaman tentang penggalan waktu dari jagad raya. Fakta penciptaan itu sendiri dipandang memadai untuk mengungkapkan makna pernyataan: Tuhan menyebabkan penciptaan? Mungkinkah memahami penciptaan tanpa Tuhan?

Model biblikal tentang Allah adalah analog yang ditarik dari satu ranah pengalaman untuk menafsirkan peristiwa di dalam ranah pengalaman lain. Dalam Alkitab (Injil), ada pelbagai ragam model Allah. Dalam Kitab Kejadian, Allah dilukiskan sebagai perancang maha tahu yang memenangkan keteraturan (cosmos) atas kekacauan (chaos).

Teks biblikal lain melukiskan-Nya sebagai seorang perajin tanah liat yang sedang membentuk sebuah barang (Yeremia 18:6; Yesaya 64:8) atau arsitek yang membangun fondasi untuk sebuah bangunan (Ayub 38:4). Allah dibayangkan sebagai Tuhan dan Raja, yang memerintah baik atas alam maupun sejarah. Dalam Perjanjian Baru, Allah mencipta melalui Firman (Yohanes 1), sebuah istilah yang menyatukan ide Ibrani akan Firman Ilahi yang aktif dalam dunia dan pandangan Yunani akan firman (logos) sebagai prinsip rasional.

Kaum muslim memahami bahwa kegaiban Allah menyangkut salah satu sifat utama dan fundamental Allah. Kitab suci Al-Quran secara tegas dan deterministis--misalnya QS.10:101--memerintahkan umat manusia untuk mengkaji secara sistematis, cermat, dan sabar terhadap fenomena alam semesta. Allah Swt. berfirman: "Allah Pencipta langit dan bumi, dan bila Dia berkehendak (untuk menciptakan) sesuatu, maka (cukuplah) Dia hanya mengatakan kepadanya: "Jadilah". Lalu jadilah ia." (QS.2:117)
Semua ini adalah variasi yang kaya dari pelbagai ragam model Allah, yang masing-masingnya merupakan analog parsial dan terbatas, yang secara imajinatif menggarisbawahi cara pandang partikular akan relasi Allah dengan dunia (hlm. 228).

Pandangan ortodoks berpendapat bahwa Tuhan itu bukan zat. Logika ilmiah--sebagaimana pernah diungkap Friedrich Nietzsche, Clarke, Leibniz, Hume, Kant, dan Russell--menyatakan hanya ada tiga jenis zat, yakni zat padat, cair, dan gas. Selain itu tidak ada lagi. Tetapi ada sesuatu yang bukan zat yang selalu digunakan untuk memikirkan sesuatu, yaitu "pikiran" itu sendiri. Adakah yang mampu menggambarkan seperti apa wujud pikiran itu? Jika tidak ada, artinya ada "zat" yang tidak terbentuk zat seperti yang kita kenal.

Menurut para teolog, kehidupan merupakan mukjizat tertinggi dan kehidupan manusia merepresentasikan pencapaian yang teranugerahkan dari rancangan induk kosmis Tuhan. Bagi ilmuwan, kehidupan adalah fenomena paling menarik dalam alam semesta. Seratus tahun yang lalu, pokok persoalan tentang asal usul dan evolusi sistem kehidupan menjadi 'medan pertempuran' bagi bentrokan terbesar antara sains dan agama sepanjang sejarah kontemporer.

Teori evolusi Charles Darwin mengguncang fondasi doktrin Kristen dan lebih dari ungkapan lain apapun sejak Nicolaus Copernicus menempatkan Matahari pada pusat sistem tata surya. Konsep ini menyadarkan orang kebanyakan terhadap konsekuensi berjangkauan jauh dari analisis ilmiah. Sains kontemporer, demikianlah tampaknya, dapat mengubah keseluruhan perspektif manusia tentang diri dan relasinya dengan jagad raya.

Bibel menyatakan secara eksplisit bahwa kehidupan merupakan akibat langsung dari aktivitas Tuhan. Ia tidak muncul secara alamiah sebagai akibat proses fisik yang ditegakkan setelah penciptaan langit dan Bumi. Sebaliknya, Tuhan memilih untuk menghasilkan--melalui kekuasaan ketuhanan--mula-mula tumbuh-tumbuhan dan binatang, kemudian manusia. Tentu saja mayoritas umat Kristiani dan Yahudi mengakui hakikat alegoris dari "Kejadian" dan tidak berupaya membela versi Bibel dari asal-usul kehidupan sebagai fakta historis.

Fisika Kuantum
Ide tentang Tuhan Sang Pencipta, yang menyebabkan jagad raya dari kehendak bebas-Nya, berakar kuat dalam budaya Yudeo-Kristiani. Namun, kita telah melihat bagaimana asumsi semacam itu memunculkan problem lebih banyak ketimbang yang dapat diselesaikannya. Kesulitannya melibatkan persoalan tentang hakikat waktu dan ruang.

Jika waktu tercakup dalam jagad raya dan tunduk pada hukum fisika kuantum (quantum physics), ia harus dimasukkan dalam jagad raya yang Tuhan diduga telah menciptakannya. Tetapi apakah artinya mengatakan bahwa Tuhan menciptakan waktu, dalam kaitan dengan pemahaman suatu sebab harus mendahului efeknya? Kausasi adalah aktivitas temporal. Waktu harus telah eksis sebelum sesuatu dapat disebabkan. Gambaran naif tentang Tuhan yang eksis 'sebelum' jagad raya jelas absurd jika waktu tidak eksis--jika tidak ada 'sebelum'.

Argumen kontingensi akan jatuh menjadi korban kesuksesannya sendiri, seandainya kita memperluas definisi "jagad raya" yang mencakup Tuhan. Lalu, apakah penjelasan untuk Tuhan secara total plus jagad raya fisik yang mencakup ruang, waktu, dan materi? Para teolog akan menjawab: "Tuhan adalah wujud 'niscaya', tanpa memerlukan penjelasan. Tuhan memuat di dalam diri-Nya penjelasan tentang eksistensinya sendiri." Jika itu demikian, mengapa kita tidak dapat menggunakan argumen yang sama untuk menjelaskan jagad raya: Jagad raya 'niscaya', ia memuat di dalam dirinya alasan bagi eksistensinya sendiri?

Alam semesta yang kompleks tetapi teratur secara mengagumkan ini pasti memiliki suatu sistem pengatur yang lebih canggih dari hukum alam semesta itu sendiri. Akan tetapi, sistem pengatur tersebut bukan suatu pribadi yang dikenal dengan sebutan "Tuhan" (atau God/ dalam definisi Yudeo-Kristiani), sebab Tuhan tidak dapat menjadi yang paling perkasa jika Dia sendiri tunduk kepada hukum fisika kuantum mengenai waktu. Jika Tuhan tidak menciptakan waktu karena waktu melahirkan dirinya sendiri, tentunya Dia juga tidak pernah menjadi pencipta alam semesta. Kedua masalah tersebut saling bergantungan.

Sebagian ahli fisika karena terilhami oleh simplisitas hukum fundamental yang dimiliki alam semesta, telah berargumentasi bahwa boleh jadi hukum tertinggi (dalam hal ini adigaya) memiliki struktur matematis yang terdefinisi secara unik sebagai satu-satunya prinsip fisika yang konsisten secara logis. Katakanlah, fisika dinyatakan 'niscaya' sama halnya dengan Tuhan dinyatakan 'niscaya' oleh para teolog. Lalu, haruskan kita berkesimpulan bahwa "Tuhan adalah fisika kuantum" sebagaimana telah dilakukan oleh para filsuf seperti Plato?

Apakah yang dapat menjelaskan struktur ruang-waktu dan hukum fisika kuantum yang bahkan dapat menghasilkan suatu dunia yang cocok untuk hidup dan daya inteligensi? Keberatan utama Ian Barbour atas argumentasi ini lebih bersifat teologis daripada ilmiah. Walaupun argumen itu diterima, ia toh hanya mengarah ke Allah versi deisme, yang merancang-bangun alam semesta ini, lalu meninggalkannya berjalan sendiri-dan bukan Allah versi teisme yang terlibat secara aktif dalam dunia dan hidup manusia (hlm. 35).

Kalau kita mengandaikan bahwa "Allah mengendalikan semua ketidaktentuan," kita dapat mempertahankan ide tradisional tentang predestinasi. Ini lebih merupakan determinisme teologis daripada fisikal, sebab tidak ada sesuatu apa pun yang terjadi secara kebetulan.

Sebuah pendapat alternatif mengatakan bahwa sebagian besar peristiwa kuantum terjadi secara kebetulan, tetapi "Allah memengaruhi beberapa di antaranya" tanpa melanggar hukum statistik dari fisika kuantum. Pandangan ini pun sesuai dengan bukti ilmiah (hlm. 83).

Sayangnya, pemikiran genial dari penulis buku Menemukan Tuhan ini dibatasi hanya pada teologi Kristen. Karena itu, buku ini dilengkapi pula dengan Pengantar dari sudut pandang (konsepsi) keimanan Islam yang ditulis Armahedi Mahzar, ilmuwan ITB Bandung.

Keimanan Islam kepada Tuhan sebagaimana ditegaskan Nabi SAW: "Dia (Allah SWT) satu; Dia nyata sekaligus gaib, pertama sekaligus terakhir, tak ada bandingan dan tak ada yang menyamai." Dan Al-Quran menegaskan, "Tuhan kami adalah Tuhan yang telah memberikan kepada tiap-tiap sesuatu bentuk kejadiannya, kemudian memberinya petunjuk." (QS.20:50)

Konsepsi tentang Allah adalah inti dari seluruh keimanan, ajaran, dan praktik dalam doktrin keislaman. Pilar penyangga segenap bangunan Islam. Dengan konsepsi ini, kita dapat mengukur apakah dalam kehidupan ini pandangan, pemahaman, penilaian, dan sikap kita tentang kejadian alam semesta sudah benar atau masih menyimpang dari kebenaran. Konsepsi ini juga menetapkan batas kualitas kemanusiaan kita. Setidaknya upaya menyeimbangkan dengan konsepsi Islam--memadukan sains kontemporer dan agama ala Ian Barbour--melalui buku ini telah diupayakan, walaupun sangat sedikit dan dangkal.

Buku ini, selain merupakan dialog sains kontemporer dengan agama, diharapkan dapat membuka arah baru bagi dialog lintas-agama. Melalui buku ini, kita diajak berekreasi bersama logika dan nalar untuk mengetahui dan memahami eksistensi Tuhan yang sebenarnya. Tidak berlebihan jika karya Profesor Ian Barbour ini menjadi rujukan penting dalam menemukan konsepsi Tuhan, dan memandu pembaca mencapai puncak ilmu.

Temuan Fisika

Temuan yang membawa jendela bagi fisika baru...

Fisikawan-fisikawan yang berasal dari 11 institusi dari Amerika Serikat, Rusia, Jepang dan Jerman yang tergabung dalam kolaborasi Muon (g - 2) di Laboratorium Nasional Brookhaven, New York, pada bulan Februari 2001 lalu mengumumkan temuan baru yang sangat boleh jadi akan menjadi tonggak baru dalam perkembangan fisika partikel. Lee Robets, dari universitas Boston, salah satu pimpinan kolaborasi tersebut mengatakan: "Hasil ini dapat membuka suatu eksplorasi dunia yang sama sekali baru bagi fisikawan-fisikawan yang tertarik pada teori-teori baru, seperti misalnya supersimetri yang memperluas Model Standar. Model Standar adalah teori yang memformulasikan partikel-partikel elementer penyusun materi dengan menyertakan 3 interaksi fundamental, yaitu kuat, lemah, dan elektromagnetik. Teori ini telah bertahan kokoh tak tergoyahkan menghadapi berbagai uji laboratorium dengan ketelitian yang sangat tinggi selama lebih dari 30 tahun. Penemuan partikel-partikel yang diramalakan eksistensinya oleh teori Model Standar, di antaranya top quark pada Mei 1995 dan tau neutrino pada Juli 2000, keduanya di Fermilab, menambah panjang daftar kesuksesan teori Model Standar. Penemuan di Brookhaven ini - suatu pengukuran presisi terhadap anomali momen magnetik muon - menunjukkan penyimpangan yang signifikan terhadap harga yang diramalkan oleh teori Model Standar. Hal ini dapat menjadi suatu petunjuk akan adanya teori fisika lain sehingga sekarang permasalahan di luar asumsi-asumsi teori Model Standar terbuka bagi eksplorasi eksperimen. 

Setiap partikel elementer seperti electron dan muon mempunyai besaran fisis intrinsik yang salah satunya adalah rasio momen magnetik (g) dengan nilai tertentu yang berkaitan dengan spin partikel. Harga anomali momen magnetik atau (g - 2) suatu partikel menggambarkan pengaruh gaya-gaya kuat, lemah, dan elektromagnetik pada spin partikel yang bersangkutan. Dengan menggunakan teori Model Standar fisikawan teori dapat melakukan perhitungan dengan ketelitian yang sangat tinggi, bagaimana spin dari sebuah muon akan terpengaruh jika muon tersebut melintasi suatu medan magnet. Dengan teknologi saat ini g dapat diukur dengan ketepatan yang sangat tinggi Hasil pengukuran anomali momen magnetik pada muon di berbagai laboratorium terkemuka di dunia sebelumnya selalu cocok dengan ramalan teori Model Standar dan merupakan suatu sukses besar teori Model Standar. 

Ilmuwan-ilmuwan di Brookhaven yang melakukan pengukuran anomali momen magnetik pada muon telah mengumpulkan data sejak tahun 1997. Sampai seminggu terakhir sebelum pengumuman temuan tersebut mereka belum mengetahui apakah hasil pengukuran yang mereka lakukan akan sesuai dengan ramalan teori Model Standar. Gary Brunce, manajer proyek eksperimen tersebut, menyatakan "Sekarang kami 99% yakin bahwa perhitungan teori Model Standar tidak dapat menggambarkan data yang kami miliki."

Para ilmuwan di Brookhaven dengan menggunakan suatu sumber muon dengan intensitas tinggi, magnet superkonduktor terbesar di dunia, dan detector-detektor yang sangat tepat dan teliti telah mengukur anomali momen magnetik muon dengan hasil yang secara signifikan lebih tinggi daripada ramalan teori Model Standar. Terhadap perbedaan yang cukup signifikan dalam temuan ini, Vernon Hughes - pimpinan kolaborasi Muon (g - 2) yang lain - menyatakan, "Ada tiga kemungkinan untuk menginterpretasikan hasil ini. Pertama, fisika baru di luar teori Model Standar, seperti misalnya supersimetri, sedang terlihat. Kedua, ada probabilitas statistik kecil bahwa pengukuran eksperimental dan harga teoretik Standar Model masih konsisten. Ketiga, meskipun kecil kemungkinannya, sejarah ilmu pengetahuan telah mengajarkan kepada kita bahwa selalu ada kemungkinan kesalahan dalam eksperimen dan teori." 

Banyak fisikawan partikel percaya bahwa penemuan supersimetri, teori yang meramalkan adanya pasangan supersimetri untuk semua partikel yang dikenal dalam teori Model Standar, hanyalah tinggal menunggu waktu. Partikel-partikel supersimetri diyakini terbentuk pada saat awal terciptanya alam semesta (peristiwa big bang) dan karena ketidak stabilannya telah meluruh menjadi partikel-partikel lain yang kita kenal sekarang ini. Dengan kata lain partikel supersimetri sudah tidak dapat kita jumpai di alam. Namun demikian, dengan teknologi masa kini, melalui tumbukan yang sangat dahsyat di akselerator partikel, partikel-partikel yang sudah tidak ditemui di alam tersebut dapat direkonstruksi. Metode ini telah berhasil digunakan dalam proses penemuan partikel top quark di Fermilab.

Di Fermilab, penulis tergabung dalam kolaborasi D-Zero yang beranggotakan sekitar 450 fisikawan dari berbagai institusi dari 10 negara telah melakukan pencarian langsung terhadap partikel-partikel supersimetri sejak tahun 1994. Metode yang kami lakukan adalah dengan cara merekonstruksi partikel supersimetri melalui tumbukan. Sejauh ini belum diperoleh titik terang tentang keberadaan partikel-partikel tersebut. Temuan baru di Brookhaven, melalui pendekatan yang berbeda, telah mengisyaratkan adanya fisika baru di luar teori Model Standar. Salah satu interpretasi hasil temuan ini adalah terbukanya jendela yang menghubungkan fisika yang kenal ke dunia yang belum tereksplorasi sebelumnya, salah satu di antaranya adalah eksistensi supersimetri. 

Apakah fisika baru di luar teori Model Standar tersebut konsisten dengan teori supersimetri masih belum dapat kita jawab saat ini. Tampaknya kita masih harus bersabar menunggu sampai terkumpul data yang lebih banyak dan bukti yang lebih meyakinkan sebelum kita dapat menjawab lebih pasti, fisika baru apa yang bertanggung jawab pada temuan baru yang termati di Brookhaven. Namun dengan kemajuan teknologi saat ini sangat boleh jadi waktu itu tidak akan lama lagi.

Berita seputar fisika medis

Peran Fisika Medis Mengembangkan Radioterapi

Radioterapi adalah sebuah teknik terapi bagi para penderita kanker yang cukup populer. Radioterapi telah mengalami teknik radiasi yang berkembang dari sejak pertama kali diperkenalkan sampai saat ini. Indonesia mengenal adanya radioterapi sudah cukup lama dengan didirikannya fasilitas radioterapi di RSCM. Sampai saat ini, tersedia beberapa pusat radioterapi yang tersebar di beberapa provinsi di Indonesia dengan sebagaian besar terpusat di pulau jawa. Dengan perhitungan matematis apakah sudah cukup fasilitas yang ada dengan jumlah penduduk 220 juta jiwa?

Kembali ke pokok bahasan, radioterapi adalah secara harfiah adalah melakukan sebuah terapi kanker atau tumor dengan sebuah radiasi. Radiasi yang dimanfaatkan pada terapi ini adalah radiasi pengion, yang mempunyai sifat daya rusak terhadap sel makhluk hidup. Dengan daya rusak sel inilah, radiasi pengion dimanfaatkan untuk membunuh sel kanker. Tentunya ada sebuah pertanyaan bagaimana dengan sel jaringan normal ? Ya tentu saja sel di jaringan normal mati juga, namun dari sebuah konsep radiobiologi, respon sel kanker dan normal mempunyai respon yang berbeda terhadap radiasi pengion ini yang dikenal dengan therapeutic ratio. Dengan hasil penelitian inilah, logika pemanfaatan radioterapi menjadi berkembang menjadi teknologi cangging dengan aksesoris yang rumit.

Dalam perkembangannya, teknik radioterapi mengalami teknik radiasi ” pisang goreng” dalam artinya sumber radiasinya tetap dan pasienya yang disesuaikan. Dengan penalaran yang logis akhirnya didesainlah sebuah perangkat pesawat teleterapi dengan teknik pasien tetap dan sumber radiasi yang disesuaikan terhadap pasien. Dengan perkembangan teknologi yang semakin mapan berkembang teknik radioterapi juga berkembang dari konvesional, 3D conformal, IMRT, IGRT, dan teknik dengan desain sumber radiasi yang cukup spektakuler seperti tomoterapi.

Apa sebenarnya yang dibisa dilihat dari perkembangan teknik radioterapi ini? Teknik konvensional ke 3D CRT adalah mengubah pandangan dari teknik radiasi konvensional anterior posterior atau box system yang setidaknya perhitunganya dapat dihitung dengan tangan mejadi keharusan menggunakan fasilitas komputer untuk menghitung dosis radiasi sebelum dilakukan penyinaran pasien. Teknik 3D CRT memdesain sedemikian hingga dosis membentuk distrubusi dosis mengikuti kontur tumor target . Tentu saja perhitungan manual sangat sulit memprediksi ini.

Sekarang sudah menjadi program IAEA yaitu transisi 3D CRT ke Intensity Modulation Radiation Therapy (IMRT), walaupun teknik IMRT sudah diperkenalkan penggunaanya pada tahun 90-an. Apa yang dikembangkan dari teknik ini? IMRT adalah membuat sebuah konsep yang tadinya kita membuat perencanaan berkas radiasi dari beberapa lapangan dan dapat dihitung distribusi dosisnya dibalik menjadi kita menentukan telebih dahulu dosis target dan organ at risk (OAR)-nya kemudian dihitung balik berapakah intensitas radiasi yang harus diberikan pada masing-masing segmen target radiasi yang dikenal dengan invers planning.

Akuratkah perhitungan yang dilakukan dengan komputer? Kita mempercayai bahwa komputer dengan algoritmanya mengeksekusi perintah yang diberikan adalah benar. Namun seperti halnya dalam sebuah pengadilan, vonis benar atau salah haruslah adalah sebuah saksi atau bukti. Oleh karena itu, bergunalah para fisikawan dan ilmuwan mendesain ionization chamber yang dapat menunjukkan berapakah dosis radiasi yang dipancarkan oleh sumber radiasi. Hasil pengukuran dengan instrumen IC dan alat pencacahnya menjadi sebuah saksi dan bukti kebenaran sebuah ekseskusi program komputer.

Dilihat dari semua di atas, peranan para fisikawan dan ilmuwan lain yang mendedikasikan dirinya untuk membangun radioterapi yang aman sangat besar. Aman dalam artian adalah membuat sebuah tatalaksana terapi dengan radiasi dengan tingkat akurasi yang tinggi dan sebisa mungkin menghidari dosis berlebih di jaringan normal dan jaringan/organ beresiko. Para ilmuwan telah berusaha membuat sebuah perangkat, teknik, dan perhitungan dosis yang akurat untuk mencapai tujuan aman.

DDP

Keterampilan Proses Sains vs Keterampilan Generik Sains

Kegiatan pembelajaran dimaksudkan agar tercipta kondisi yang memungkinkan terjadinya belajar pada diri siswa. Dalam suatu kegiatan pembelajaran dapat dikatakan terjadinya belajar, apabila terjadi proses perubahan perilaku pada diri siswa sebagai suatu hasil dari suatu pengalaman.

Tujuan pokok penyelenggaraan kegiatan pembelajaran di sekolah haruslah “membelajarkakn siswa bagaimana belajar”. Tujuan pokok penyelenggaraan kegiatan pembelajaran ini mengandung makana untuk meletakkan landasan bagi belajar seumur hidup. Tujuan ini harus tercapai, kalau kita ingin memenuhi tuntutan percepatan perubahan yang belangsung terus menerus. Pada masa sekarang ini, bukanlah waktunya lagi bagi guru untuk menjadi orang pertama-tama yang bertindak sebagai komunikator “fakta-fakta, konsep, dan prinsip-prinsip yang mantap”. Adanya berbagai penemuan penelitian, menyebutkan “fakta, konsep, prinsip” seringkali beerumur “pendek”. Oleh karena itu, tujuan pokok penyelenggaraan kegiatan pembelajaran di sekolah secara operasional adalah membelajarkan siswa agar mampu memproses dan memperoleh pengetahuan, keterampilan, dan sikap bagi dirinya sendiri. Bertolak dari hal ini, hal-hal pokok yang hendaknya menjadi pengalaman siswa adalah berupa cara-cara penting untuk memproses dan memperoleh pengetahuan, keterampilan, dan sikap yang menjadi kebutuhannya.

Berdasarkan uraian tentang kegiatan pembelajaran yang ideal dan realitas penyelenggaraan kegiatan di sekolah, timbul pertanyaan “ apakah yang bisa dilakukan untuk mengidealkan kegiatan pembelajaran di sekolah?” salah satu jawaban atas pertanyaan tersebut adalah penerapan model pembelajaran dengan pendekatan keterampilan proses.

A.  Pengertian

Pendekatan keterampilan proses dapat diartikan sebagai wawasan atau anutan pengembangan keterampilan- keterampilan intelektual, sosial dan fisik yang bersumber dari kemampuan- kemampuan mendasar yang prinsipnya telah ada dalam diri siswa (DEPDIKBUD, dalam Dimyati dkk, 2002:138)

Menurut Semiawan, dkk (http://makalahkumakalahmu.wordpress.com) menyatakan bahwa keterampilan proses adalah keterampilan fisik dan mental terkait dengan kemampuan- kemampuan yang mendasar yang dimiliki, dikuasai dan diaplikasikan dalam suatu kegiatan ilmiah, sehingga para ilmuan berhasil menemukan sesuatu yang baru.

Dimyati dan Mudjiono (Dimyati, 2002:138) mengungkapkan bahwa pendekatan keterampilan proses bukanlah tindakan instruksional yang berada diluar jangkauan kemampuan peserta didik. Pendekatan ini justru bermaksud mengembangkan kemampuan- kamampuan yang dimiliki peserta didik.

Pendekatan keterampilan proses pada pembelajaran sains lebih menekankan pembentukan keterampilan untuk memperoleh pengetahuan dan mengkomunikaskan hasilnya. Mukminan (dalam http://umifatmawati.blog.uns.ac.id/2009/07/17/8) menyatakan bahwa pendekatan yang sekarang dikenal dengan keterampilan proses dan cara belajar siswa aktif (CBSA) masih belum banyak terwujud, serta pembelajaran kurang memperhatikan ketuntasan belajar secara individual.

Dimyati dan Mudjiono (2002:138) memuat ulasan pendekatan keterampilan proses yang diambil dari pendapat Funk (1985) sebagai berikut:

Ø  Pendekatan keterampilan proses dapat mengembangkan hakikat ilmu pengetahuan siswa. Siswa terdorong untuk memperoleh ilmu pengetahuan dengan baik karena lebih memahami fakta dan konsep ilmu pengetahuan;

Ø  Pembelajaran melalui keterampilan proses akan memberikan kesempatan kepada siswa untuk bekerja dengan ilmu pengetahuan, tidak hanya menceritakan, dan atau mendengarkan sejarah ilmu pengetahuan;

Ø  Keterampilan proses dapat digunakan oleh siswa untuk belajar proses dan sekaligus produk ilmu pengetahuan. Pendekatan Keterampilan Proses sains memberikan kesempatan kepada siswa untuk secara nyata bertindak sebagai seorang ilmuwan (Dimyati dan Mudjino, 2002:139).

            Dari uraian di atas dapat diutarakan bahwa dengan penerapan pendekatan keterampilan proses menuntut adanya keterlibatan fisik dan mental-intelektual siswa. Hal ini dapat digunakan untuk melatih dan mengembangkan keterampilan intelektual atau kemampuan berfikir siswa. Selain itu juga mengembangkan sikap-sikap ilmiah dan kemampuan siswa untuk menemukan dan mengembangkan fakta, konsep, dan prinsip ilmu atau pengetahuan.

            Selanjutnya dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam kehidupan sehari-hari secara obyektif dan rasional. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa keterampilan proses sains merupakan kegiatan intelektual yang biasa dilakukan oleh para ilmuwan dalam menyelesaikan masalah dan menghasilkan produk-produk sains. Keterampilan proses dalam pengajaran sains merupakan suatu model atau alternatif pembelajaran sains yang dapat melibatkan siswa dalam tingkah laku dan proses mental, seperti ilmuwan.

B. Jenis-jenis Keterampilan Dalam Keterampilan Proses

            Funk (1985) dalam(Dimyati dkk, 2002: 140) mengutarakan bahwa berbagai keterampilan proses dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu: keterampilan proses dasar (basic skill) dan keterampilan terintegrasi (integarted skill).

Ø  Keterampilan Proses Dasar

Keterampilan proses dasar terdiri atas enam keterampilan yakni mengamati (observasi), mengklasifikasikan, mengkomunikasikan, memprediksi, mengukur dan menyimpulkan. Berikut ini penjelasan lebih lanjut mengenai keterampilan dasar dalam keteramilan proses.

1. Observasi ( Mengamati )

Melalui kegiatan mengamati, siswa belajar tentang dunia sekitar yang fantastis. Manusia mengamati objek-objek dan fenomena alam dengan melibatkan indera penglihat, pembau, pengecap, peraba, pendengar. Informasi yang diperoleh itu, dapat menuntut interpretasi siswa tentang lingkungan dan menelitinya lebih lanjut. Kemampuan mengamati merupakan keterampilan paling dasar dalam proses dan memperoleh ilmu serta hal terpenting untuk mengembangkan keterampilan proses yang lain. Mengamati merupakan tanggapan terhadap berbagai objek dan peristiwa alam dengan pancaindra. Dengan obsevasi, siswa mengumpulkan data tentang tanggapan-tanggapan terhadap objek yang diamati. Dengan kata lain, melalui observasi kita mengumpulkan data tentang tanggapa-tanggapan kita. Mengamati memiliki dua sifat utama yakni:

a.       sifat kualitatif

Mengamati bersifat kualitatif apabila dalam pelaksanaannya hanya menggunakan panca indera untuk memperoleh informasi. Contohnya kegiatan menentukan warna (penglihatan).

b.      sifat kuantitif

Mengamati bersifatb kuantatif  apabila dalam pelaksanaannya sealin mengguankan pancaindera juga menggunakan peralatan lain yang memberikan informasi khusus dan tepat. Contohnya menghitung panjang ruang kelas dengan satuan tegel.

2. Mengklasifikasikan

Sejumlah besar objek, peristiwa, dan segala yang ada dalam kehidupan di sekitar, lebih mudah dipelajari apabila dilakukan dengan cara menentukan berbagai jenis golongan. Menggolongkan dan mengamati persamaan, perbedaan dan hubungan serta pengelompokan objek berdasarkan kesesuaian dengan berbagai tujuan. Mengklasifikasikan merupakan keterampilan proses untuk memilah berbagai objek peristiwa berdasarkan sifat-sifat khususnya, sehingga didapatkan golongan/kelompok sejenis dari objek peristiwa yang dimaksud.

3. Mengkomunikasikan

Manusia mulai belajar pada awal-awal kehidupan bahwa komunikasi merupakan dasar untuk memecahkan masalah. Keterampilan menyapaikan sesuatu secara lisan maupun tulisan termasuk komunikasi. Mengkomunikasikan dapat diartikan sebagai penyampaikan dan memperoleh fakta, konsep, dan prinsip ilmu pengetahuan dalam bentuk suara, visual, atau suara dan visual (Dimyati dan Mudjiono, 2002: 143). Contoh membaca peta, tabel, garfik, bagan, lambang-lambang, diagaram, demontrasi visual.

4. Mengukur

Mengukur dapat diartikan sebagai membandingkan yang diukur dengan satuan ukuran tertentu yang telah ditetapkan sebelumnya. Keterampilan dalam menggunakan alat dalam memperoleh data dapat disebut pengukuran. Contohnya mengukur panjang garis, mengukur berat badan dan lain sebagainya.

5.  Memprediksi

Dimyati dan Mudjiono (2002: 144) menyatakan bahwa memprediksi dapat diartikan sebagai mengantisipasi atau membuat ramalan tentang segala hal yang akan terjadi pada waktu mendatang, berdasarkan perkiraan pada pola atau kecenderungan tertentu, atau hubungan antara fakta, konsep, dan prinsip dalam pengetahuan.

6.  Menyimpulkan ( Inferensi)

Melakukan inferensi adalah menyimpulkan. Ini dapat diartikan sebagai suatu keterampilan untuk memutuskan keadaan suatu objek atau peristiwa berdasarkan fakta, konsep dan prinsip yang diketahui.

Ø  Keterampilan Proses Terintegrasi

Keterampilan terintegrasi merupakan perpaduan dua kemampuan keterampilan proses dasar atau lebih. Keterampilan terintegrasi terdiri atas: mengidentifikasi variabel, tabulasi, grafik, diskripsi hubungan variabel, perolehan dan proses data, analisis penyelidikan, menyusun hipotesis, mendefenisikan variabel, merancang penelitian dan berekperimen. Berikut penjelasan mengenai keterampilan proses terintegrasi.

1. Identifikasi Variabel (Mengenali Varibel)

Menurut Sangarimbun ( dalam Dimyati, 2002:145) varabel dapat diartikan sebagai nilai atau konsep yang diberi nilai lebih dari satu nilai. Menurut Funk (dalam Dimyati, 2002:145) variabel juga merupakan ”...something that can be vary or change in a situation ”. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa varibel merupakan konsep yang mempunyai nilai atau segala sesuatu yang dapat berubah/berganti dalam satu situasi. eterampilan mengenal ciri khas dari faktor yang ikut menentukan perubahan. Kegiatan yang dapat dilaksanakan untuk mengembangkan keterampilan mengenali variabel diantaranya adalah menentukan variabel yang ada dalam suatu pernyataan, membedakan suatu pernyataan sebai vaiabel bebas atau terikat dan memberikan contoh variabel.

2. Tabulasi ( Membuat Tabel Data)

Keterampilan penyajian data dalam bentuk tabel, untuk mempermudah pembacaan hubungan antarkomponen (penyusunan data menurut lajur-lajur yang tersedia). Keterampilan membuat tabel data perlu dibelajarkan kepada siswa karena fungsinya yang penting untuk menyajikan data yang diperlukan penelitian.

3.  Membuat Grafik

Keterampilan membuat grafik adalah kemampuan mengolah data untuk disajikan dalam bentuk visualisasi garis atau bidang datar dengan variabel bebas pada sumbu datar dan variabel terikat selalu ditulis pada  sepanjang sumbu vertikal (Dimyati dkk, 2002:147). Keterampilan penyajian dengan garis tentang turun naiknya sesuatu keadaan

4.  Menggambarkan (Deskripsi) hubungan variabel

Keterampilan membuat sinopsis/pernyataan hubungan faktor-faktor yang menentukan perubahan. Keterapilan menggambarkan hubungan antar variabel bebas dengan variabel terikat/hubungan antara variabel-variabel yang sama. Hubungan antar variabel ini perlu digambarkan karena merupakan inti penelitian ilmiah ( singarimbun, dalam Dimyati 2002:147).

5. Mengumpulkan Dan Mengolah Data  

Keterampilan mengumpulkan dan mengolah data adalah kemapuan memperoleh informasi/ data dari orang atau sumber informasi lain dengan cara lisan, tertulis atau pengamatan dan mengkajinya lebih lanjut secara kualitatif dan kuantatif sebagai dasar pengujian hipotesis atau penyimpulan.

6. Analisis Penelitian

Merupakan kemampuan menelaah laporan penelitian orang lain untuk meningkatkan pengenalan terhadap unsur-unsur penelitian. Keterampilan menguraikan pokok persoalan atas bagian-bagian dan terpecahkannya permasalahan berdasarkan metode yang konsisten untuk mencapai pengertian tentang prinsip -prinsip dasar.

7. Menyusun Hipotesis

Keterampilan menyusun hipotesis dapat diartikan sebagai kemampuan untuk menyatakan”dugaan yang dianggap benar” mengenai adanya suatu faktor yang terdapat dalam satu situasi, maka akan ada akibat tertentu yang dianggap akan timbul. Keterampilan ini akan menghasilkan rumusan dalam bentuk kalimat pernyataan.

8.  Mendefenisikan Variabel

Keterampilan mendefenisikan variabel secara operasional dapat diartikan sebagai kemampuan mendeskripsikan variabel beserta atribut sehingga tidak menimbulkan penafsiran ganda.

9.  Merancang Penelitian

Merancang penelitian dapat diartikan sebagai suatu kegiatan untuk mendeskripsikan variabel-variabel yang dimanipulasi dan direspons dalam penelitian secara operasional, kemungkinan dikontrolnya variabel hipotesis yang diuji dan cara mengujinya    , serta hasil yang diharapkan dari penelitian yang akan dilaksanakan.

10. Ekperimen

Merupakan keterampilan melakukan percobaan untuk membuktikan suatu teori/penjelasan berdasarkan pengamatan dan penalaran. Bereksperimen dapat  diartikan sebagi keterampila unmtuk mengadakan pengujian terhadap ide-ide yang bersumber dar fakta, konsep dan prinsip ilmu pengetahuan sehingga dapat diperoleh informasi yang menerima atau menolak ide-ide itu.

C. Langkah-Langkah Pelaksanaan Keterampilan Proses

1. Pemanasan

            Tujuan kegiatan ini untuk mengarahkan siswa pada pokok permasalahan agar siswa siap. Baik secara mental, emosional maupun fisik.

Kegiatan ini antara lain dapat berupa :

1. pengulasan langsung pengalaman yang pernah dialami siswa ataupun guru
2. pengulasan bahan pengajaran yang pernah dipelajari pada waktu sebelumnya
3. kegiatan-kegiatan yang mengugah dan mengarahkan perhatian siswa antara lain meminta pendapat/saran siswa, menunjukkan gambar, slide, film, atau benda lain.

2. Proses Belajar Mengajar

            Proses belajar hendaknya selalu mengikutkan siswa secara aktif guna mengembangkan kemampuan-kemampuan siswa, antara lain kemempuan siswa.

1. Pengamatan

Tujuan kegiatan ini untuk melakukan pengamatan yang terarah entang gejala/fenomena sehingga mampu membedakan yang sesuai dan yang tidak sesuai dengan pokok permasalahan. Yang dimaksud pengamatan disini adalah penggunaan indra secara optimal dalam rangka memperoleh informasi yang memadai.

2. interpretasi hasil pengamatan

tujuan kegiatan ini adalah untuk menyimpulkan hasil pengamatan yang telah dilakukan berdasarkan pada pola hubungan antara hasil pengamatan yang satu dengan yang lainnya.

3. Peramalan

Hasil interpretasi dari suatu pengamatan kemudian digunakan untuk meramalkan atau memperkirakan kejadian yang belum diamati/akan datang.

4. aplikasi konsep

yang dimaskud dalam hal ini adalah menggunakan konsep yang telah diketahui/dipelajari dalam situasi  baru atau dalam menyelesaika masalah.

5. perencanaan penelitian

penelitian bertitik tolak dari seperangkat pertanyaan antara lain untuk menguji kebenaran hipotesis tertentu perlu perencanaan penelitian lanjutan dalm bentuk percobaan selanjutnya.

6. pelaksanaan penelitian

tujuan dari kegiatan ini adalah agar siswa lebih memahami pengauh variabel yang satu pada variabel yang lain. Cara belajar yang mengasyikkan akan terjadi dan kreativitas akan terlatihkan.

7. Komunikasi

Kegiatan ini bertujuan untuk mengomunikasikan proses dan hasil penelitian kepada pihak yang berkaitan baik dalam kata-kata maupun bagan, grafik ataupun tertulis.

C. Penerapan Keterampilan Proses Dalam Pembelajaran

Penerapan keterampilan proses dalam pembelajaran bukanlah merupakan hal yang mengada-ada, akan tetapi yang wajar dan harus dilaksanakan oleh setiap guru dalam pembelajarannya. Untuk dapat menerapkan keterampilan proses ini perlu mempertimbangkan dan memperhatikan karakteristik siswa dan karakteristik mata pelajaran/bidang studi. Penerapan keterampilan dasar pada keterampilan proses pada semua jenjang pendidikan diperlukan untuk mendukung penerapan keterampilan terintegrasi keterampilan proses  Dalam penerapan keterampilan dasar keterampilan proses tidak diperlukan lagi teorinya bagi siswa SLTP dan sekolah menengah, yang dianggap telah mampu melakukannya.

Mengingat keterampilan terintegrasi dalam keterampilan proses ini merupakan keterampilan melaksanakan suatu  kegiatan penelitian, maka penerapannya dalam pembelajaran hendaknya dilakukan dengan urutan yang hierarkis. Dengan kata lain, sebelum satu keterampilan dikuasai siswa jangan berpindah kepada keterampilan lainnya.

Keterampilan proses seperti yang diutarakan oleh Funk merupakan keterampilan proses yang harus diaplikasikan pada pendidikan di sekolah oleh guru. Pembelajaran sains menekankan pada pembentukan keterampilan memperoleh pengetahuan dan mengembangkan sikap ilmiah. Hal ini bisa tercapai apabila dalam pembelajaran menggunakan pendekatan keterampilan proses baik keterampilan proses dasar maupun keterampilan proses terintegrasi (terpadu) seperti terungkap di atas.

Pendekatan keterampilan proses dapat diartikan sebagai wawasan atau anutan pengembangan keterampilan- keterampilan intelektual, sosial dan fisik yang bersumber dari kemampuan- kemampuan mendasar yang prinsipnya telah ada dalam diri siswa (DEPDIKBUD, dalam Moedjiono, 1992/ 1993 : 14). Pendekatan keterampilan proses dimaksudkan untuk mengembangkan kemampuan-kemampuan yang dimiliki oleh individu siswa.

Keterampilan proses dasar terdiri atas enam keterampilan yakni mengamati (observasi), mengklasifikasikan, mengkomunikasikan, memprediksi, mengukur dan menyimpulkan.

Keterampilan terintegrasi merupakan perpaduan dua kemampuan keterampilan proses dasar atau lebih. Keterampilan terintegrasi terdiri atas: mengidentifikasi variabel, tabulasi, grafik, diskripsi hubungan variabel, perolehan dan proses data, analisis penyelidikan, menyusun hipotesis, mendefenisikan variabel, merancang penelitian dan berekperimen.

Pembelajaran sains menekankan pada pembentukan keterampilan memperoleh pengetahuan dan mengembangkan sikap ilmiah. Hal ini bisa tercapai apabila dalam pembelajaran menggunakan pendekatan keterampilan proses baik keterampilan proses dasar maupun keterampilan proses terintegrasi (terpadu) seperti terungkap di atas.

Keterampilan memperoleh pengetahuan yang ingin dibentuk adalah daya pikir dan kreasi. Daya pikir dan daya kreasi merupakan indikator perkembangan kognitif. Para ahli psikologi pendidikan menemukan bahwa pekembangan kognitif bukan merupakan akumulasi kepingan informasi atau kepingan perubahan informasi yang terpisah, tetapi merupakan pembentukan oleh anak suatu kerangka atau jaringan mental untuk memahami lingkungan.

Hukum Newton

Contoh Soal dan Pembahasan tentang Dinamika Gerak, Materi Fisika kelas 2 (XI) SMA dengan melibatkan gaya gesek dalam beberapa kasus dinamika, variasi menentukan nilai gaya normal, gaya kontak dan penguraian gaya-gaya.

Rumus – Rumus Minimal

Hukum Newton I
Σ F = 0
→ benda diam atau
→ benda bergerak dengan kecepatan konstan / tetap atau
→ percepatan gerak benda nol atau
→ benda bergerak lurus beraturan (GLB)

Hukum Newton II
Σ F = ma
→ benda bergerak dengan percepatan tetap
→ benda bergerak lurus berubah beraturan (GLBB)
→ kecepatan gerak benda berubah

Gaya Gesek
Gaya Gesek Statis → f_s = μ_s N
Gaya Gesek Kinetis → f_k = μ_k N
dengan N = gaya normal, μ_s = koefisien gesek statis, μ_k = koefisien gesek kinetis

Gaya Berat
W = mg

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal No. 1
Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 12 N ke arah kanan. Jika koefisien gesekan statis antara benda dan lantai adalah 0,2 dengan koefisien gesekan kinetis 0,1 tentukan besarnya :
a) Gaya normal
b) Gaya gesek antara benda dan lantai
c) Percepatan gerak benda

Soal No. 2 
Benda mula-mula dalam kondisi rehat!

Benda bermassa m = 10 kg berada di atas lantai kasar ditarik oleh gaya F = 25 N ke arah kanan. Jika koefisien gesekan statis antara benda dan lantai adalah 0,2 dengan koefisien gesekan kinetis 0,1 tentukan besarnya :
a) Gaya normal
b) Gaya gesek antara benda dan lantai
c) Percepatan gerak benda
d) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekon

Soal No. 3 
Benda 5 kg mula-mula dalam kondisi tidak bergerak!

Jika sudut yang terbentuk antara gaya F = 25 N dengan garis mendatar adalah 37^o, koefisien gesek kinetis permukaan lantai adalah 0,1 dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s² tentukan nilai:
a) Gaya normal
b) Gaya gesek
c) Percepatan gerak benda
(sin 37^o = 0,6 dan cos 37^o = 0,8)

Soal No. 4
 Balok 100 kg diluncurkan dari sebuah bukit!

Anggap lereng bukit rata dan memiliki koefisien gesek 0,125. Percepatan gravitasi bumi 10 m/s² dan sin 53^o = 0,8, cos 53^o = 0,6. Tentukan nilai dari :
a) Gaya normal pada balok
b) Gaya gesek antara lereng dan balok
c) Percepatan gerak balok

Soal No. 5
Balok A massa 40 kg dan balok B massa 20 kg berada di atas permukaan licin didorong oleh gaya F sebesar 120 N.

Tentukan :
a) Percepatan gerak kedua balok
b) Gaya kontak yang terjadi antara balok A dan B

Soal No. 6
Balok A(40 kg) dan B(20 kg) terletak pada permukaan bidang miring licin dengan sudut 37^o didorong oleh gaya F sebesar 480 N

Tentukan :
a) Percepatan gerak kedua balok
b) Gaya kontak antara balok A dan B

Soal No. 7

Balok A beratnya 100 N diikat dengan tali mendatar di C . Balok B beratnya 500 N. Koefisien gesekan antara A dan B = 0,2 dan koefisien gesekan antara B dan lantai = 0,5. Besarnya gaya F minimal untuk menggeser balok B adalah….newton
A. 950
B. 750
C. 600
D. 320
E. 100
(Sumber Soal : UMPTN 1993)

Soal No. 8
Benda pertama dengan massa m₁ = 6 kg dan benda kedua dengan massa m₂= 4 kg dihubungkan dengan katrol licin

Jika lantai licin dan m₂ ditarik gaya ke kanan F = 42 Newton, tentukan :
a) Percepatan benda pertama
b) Percepatan benda kedua
c) Tegangan tali T

Soal No. 9
Massa A = 4 kg, massa B = 6 kg dihubungkan dengan tali dan ditarik gaya F = 40 N ke kanan dengan sudut 37^o terhadap arah horizontal!

Jika koefisien gesekan kinetis kedua massa dengan lantai adalah 0,1 tentukan:
a) Percepatan gerak kedua massa
b) Tegangan tali penghubung antara kedua massa

Soal No. 10
Massa balok A = 6 kg, massa balok B = 4 kg. Koefisien gesekan kinetis antara balok A dengan B adalah 0,1 dan koefisien gesekan antara balok A dengan lantai adalah 0,2. Tentukan besar gaya F agar balok A bergerak lurus beraturan ke arah kanan, abaikan massa katrol!

Soal No. 11
Sebuah elevator bermassa 400 kg bergerak vertikal ke atas dari keadaan diam dengan percepatan tetap 2 m/s². Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s² , maka tegangan tali penarik elevator adalah….
A. 400 newton
B. 800 newton
C. 3120 newton
D. 3920 newton
E. 4720 newton
(Sumber Soal : Proyek Perintis I 1981)

Soal No. 12

Dari soal nomor 12, tentukan tegangan tali penarik elevator jika gerakan elevator adalah ke bawah!

Soal No. 13

Balok m bermassa 10 kg menempel pada dinding kasar dengan koefisien gesekan kinetis 0,1. Balok mendapat gaya horizontal F₂ = 50 N dan gaya vertikal F₁ .

Tentukan besar gaya vertikal F₁ agar balok bergerak vertikal ke atas dengan percepatan 2 m/s² !

Pembahasan

1.Pembahasan
Gaya-gaya pada benda

a) Gaya normal
Σ F_y = 0
N − W = 0
N − mg = 0
N − (10)(10) = 0
N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantai
Cek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:
f_smaks = μ_s N
f_smaks = (0,2)(100) = 20 N
Ternyata gaya gesek statis maksimum masih lebih besar dari gaya yang menarik benda (F) sehingga benda masih berada dalam keadaan diam. Sesuai dengan hukum Newton untuk benda diam :
Σ F_x = 0
F − f_ges = 0
12 − f_ges = 0
f_ges = 12 N

c) Percepatan gerak benda
Benda dalam keadaan diam, percepatan benda NOL

2. Pembahasan
Gaya-gaya pada benda:

a) Gaya normal
Σ F_y = 0
N − W = 0
N − mg = 0
N − (10)(10) = 0
N = 100 N

b) Gaya gesek antara benda dan lantai
Cek terlebih dahulu gaya gesek statis maksimum yang bisa terjadi antara benda dan lantai:
f_smaks = μ_s N
f_smaks = (0,2)(100) = 20 N
Ternyata gaya yang gesek statis maksimum (20 N) lebih kecil dari gaya yang menarik benda (25 N), sehinggga benda bergerak. Untuk benda yang bergerak gaya geseknya adalah gaya gesek dengan koefisien gesek kinetis :
f_ges = f_k = μ_k N
f_ges = (0,1)(100) = 10 N

c) Percepatan gerak benda
Hukum Newton II :
Σ F_x = ma
F − f_ges = ma
25 − 10 = 10a
a = ¹⁵/₁₀ = 1,5 m/s²

d) Jarak yang ditempuh benda setelah 2 sekon
S = V_o t + ¹/₂ at²
S = 0 + ¹/₂(1,5)(2²)
S = 3 meter

3. Pembahasan
Gaya-gaya pada benda:

a) Gaya normal
Σ F_y = 0
N + F sin θ − W = 0
N = W − F sin θ = (5)(10) − (25)(0,6) = 35 N

b) Gaya gesek
Jika dalam soal hanya diketahui koefisien gesek kinetis, maka dipastikan benda bisa bergerak, sehingga f_ges = f_k :
f_ges = μ_k N
f_ges = (0,1)(35) = 3,5 N

c) Percepatan gerak benda

Σ F_x = ma

F cos θ − f_ges = ma
(25)(0,8) − 3,5 = 5a
5a = 16,5
a = 3,3 m/s²

4. Pembahasan
Gaya-gaya pada balok

a) Gaya normal pada balok
Σ F_y = 0
N − W cos θ = 0
N − mg cos 53^o = 0
N − (100)(10)(0,6) = 0
N = 600 Newton

b) Gaya gesek antara lereng dan balok
f_ges = μ_k N
f_ges = (0,125)(600) = 75 newton

c) Percepatan gerak balok
Σ F_x = ma
W sin θ − f_ges = ma
mg sin 53^o − f_ges = ma
(100)(10)(0,8) − 75 = 100a
a = ⁷²⁵/₁₀₀ = 7,25 m/s²

5. Pembahasan
a) Percepatan gerak kedua balok
Tinjau sistem :
Σ F = ma
120 = (40 + 20) a
a = ¹²⁰/₆₀ m/s²

b) Gaya kontak yang terjadi antara balok A dan B
Cara pertama, Tinjau benda A :

Σ F = ma
F − F_kontak = m_A a
120 − F_kontak = 40(2)
F_kontak = 120 − 80 = 40 Newton

Cara kedua, Tinjau benda B :

Σ F = ma
F_kontak = m_B a
F_kontak = 20(2) = 40 Newton

6. Pembahasan
a) Percepatan gerak kedua balok
Tinjau Sistem :
Gaya-gaya pada kedua benda (disatukan A dan B) :

Σ F = ma
F − W sin 37^o = ma
480 − (40 + 20)(10)(0,6) = (40 + 20) a
a = ¹²⁰/₆₀ = 2 m/s²

b) Gaya kontak antara balok A dan B

Cara pertama, tinjau balok A

Σ F = ma
F − W_A sin 37^o − F_kontak = m_A a
480 − (40)(10) (0,6) − F_kontak = (40)(2)
480 − 240 − 80 = F_kontak
F_kontak = 160 Newton

Cara kedua, tinjau benda B

Σ F = ma

F_kontak − W_B sin 37^o = m_B a
F_kontak − (20)(10)(0,6) =(20)(2)
F_kontak = 40 + 120 = 160 Newton

7. Pembahasan

f_AB → gaya gesek antara balok A dan B
f_BL → gaya gesek antara balok B dan lantai

f_AB = μ_AB N
f_AB = (0,2)(100) = 20 N

f_BL = μ_BL N
f_BL = (0,5)(100 + 500) = 300 N

Tinjau benda B

Σ F_x = 0
F − f_AB − f_BL = 0
F − 20 − 300 = 0
F = 320 Newton

8. Pembahasan
a) Percepatan benda pertama
Hubungan antara percepatan benda pertama (a₁) dan percepatan benda kedua (a₂) adalah:
a₁ = 2a₂
atau
a₂ = ¹/₂a₁

Tinjau m₂

F − 2T = m₂a₂
42 − 2T = 4a₂
42 − 2T = 4(¹/₂)a₁
42 − 2T = 2a₁     (Pers. 1)

Tinjau m₁

T = m₁a₁
T = 6 a₁    (Pers. 2)

Gabung Pers. 1 dan Pers. 2
42 − 2T = 2a₁
42 − 2(6a₁) = 2a₁
42 = 14 a₁
a₁ = ⁴²/₁₄ = 3 m/s²

b) Percepatan benda kedua
a₂ = ¹/₂a₁
a₂ = ¹/₂(3) = 1,5 m/s²

c) Tegangan tali T
T = 6a₁ = 6(3) = 18 Newton

9. Pembahasan
Tinjauan massa B :

Nilai gaya normal N :
Σ F_y = 0
N + F sin 37^o = W
N + (40)(0,6) = (6)(10)
N = 60 − 24 = 36 N

Besar gaya gesek :
f_gesB = μ_k N
f_gesB = (0,1)(36) = 3,6 N

Hukum Newton II:
Σ F_x = ma
F cos 37^o − f_gesB − T = ma
(40)(0,8) − 3,6 − T = 6 a
28,4 − T = 6 a → (persamaan 1)

Tinjauan gaya-gaya pada massa A

Σ F_x = ma
T − f_gesA = ma
T − μ_k N = ma
T − μ_k mg = ma
T − (0,1)(4)(10) = 4 a
T = 4a + 4 → Persamaan 2

Gabung 1 dan 2
28,4 − T = 6 a
28,4 − ( 4a + 4) = 6 a
24,4 = 10a
a = 2,44 m/s²

b) Tegangan tali penghubung antara kedua massa
T = 4a + 4
T = 4(2,44) + 4
T = 13,76 Newton

10. Pembahasan
Tinjau B

Benda bergerak lurus beraturan → a =0
Σ F_x = 0
T − f_BA =0
T = f_BA = μ_BA N = μ_BA mg= (0,1)(4)(10) = 4 N

Tinjau A

Σ F_x = 0
F − T − f_AB − f_AL = 0
dengan f_AL = μ_AL N = (0,2)(10)(10) = 20 N
(Gaya normal pada A adalah jumlah berat A ditambah berat B, karena ditumpuk)
Sehingga :
F − 4 − 4 − 20 = 0
F = 28 Newton

11. Pembahasan

Σ F_y = ma
T − W = ma
T − (400)(9,8) =(400)(2)
T = 800 + 3920 = 4720 Newton

12. Pembahasan
Elevator bergerak ke bawah :
Σ F_y = ma
W − T = ma
(400)(9,8) − T = (400)(2)
T = 3920 − 800 = 3120 Newton

13. Pembahasan

Tinjauan gaya yang bekerja pada m :

Σ F_x = 0
N − F₂ = 0
N − 50 = 0
N = 50 Newton

Σ F_y = ma
F₁ − W − f = ma
F₁ − mg − μ_k N = ma
F₁ − (10)(10) − (0,1)(50) = 10(2)
F₁ = 20 + 100 + 5 = 125 Newton