Pemanfaatan Perangkat Lunak Video Analisis Tracker Dalam Eksperimen Fisika (Analisis Energetika untuk Kasus Tumbukan)

Transkripsi

1 Pemanfaatan Perangkat Lunak Video Analisis Tracker Dalam Eksperimen Fisika (Analisis Energetika untuk Kasus Tumbukan) Winarti Program Magister Pendidikan Fisika,PPS Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta Kampus II, Jl.Pramuka 42 Sidikan Yogyakarta 55161, Telp (0274) Ishafit Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Ahmad Dahlan Kampus III, Jl.Prof. Dr. Soepomo, Janturan Yogyakarta, Telp (0274) ABSTRAK Perkembangan teknologi komunikasi dan informasi telah mempermudah pekerjaan manusia di segala bidang, tidak terkecuali dalam eksperimen fisika. Berbagai perangkat lunak dapat digunakan dalam pengambilan data eksperimen ataupun untuk analisisnya. Salah satu perangkat video analisi adalah Tracker, dalam hal ini kelebihan Tracker mampu menganalisis gejala fisika nyata dan menyajikan berbagai representasinya (data kuantitatif, grafik, persamaan) secara simultan. Makalah ini menyajikan pemanfaatan Tracker dalam eksperimen fisika untuk kasus tumbukan. Masalah yang muncul pada tumbukan diantaranya adalah bagaimana nilai momentum dan energi dari model nyata tumbukan sebelum dan sesudah tumbukan?, bagaimana tingkat kesesuaian antara nilai teoritis dan empiris momentum dan energi pada tumbukan?. Analisis diawali dengan penyajian video tumbukan, kemudian didapatkan grafik dan data, penjelasan konsep tentang energetika, untuk kemudian dianalisis lebih lanjut menggunakan program Excel untuk memperoleh hasil atau kesimpulan tentang suatu gejala fisika. Eksperimen fisika dengan Tracker akan dapat membantu mahasiswa dalam menghubungkan representasi abstrak dari fisika dengan dunia nyata. Kata kunci : Tracker, Eksperimen Fisika ABSTRACT The technological growth of communication and information has facilitated the human work in every field, including physical experiment. Several software can be used in experiment data collecting or data analyzing. One of analysis video peripheral is Tracker. In this case, the over of Tracker can analyze the real physical phenomenon and provide its representation ( quantitative data, graphic, equation) simultaneously. This research provides the use of Tracker in physical experiment for collision case. The problem of collision are how the value, emphirical collision and the energy of collision. The analysis begins in providing the collision video, producing the graphic and data, describing the energetical concept, and deeply analyzing through using of Excel program in order to get the conclusion of physical phenomenon. The physical experiment by Tracker can help the students in connecting the abstracl representation of physics to the real world. Key Words : Tracker, Physical experiment Dipresentasikan dalam SEMINAR NASIONAL MIPA 2007 dengan tema Peningkatan Keprofesionalan Peneliti, Pendidik & Praktisi MIPA yang diselenggarakan oleh Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNY, Yogyakarta pada tanggal 25 Agustus 2007.

2 Pemanfaatan Perangkat Lunak. 1. Pendahuluan Tak dapat disangkal lagi perkembangan teknologi telah mempengaruhi seluruh pola kehidupan masyarakat bahkan budaya, pendidikan, termasuk dalam bidang eksperimen fisika. Sejalan dengan hal tersebut teknologi media pembelajaran yang berbasis computer juga semakin berkembang dan beragam. Penggunaan komputer untuk peningkatan proses dan hasil pembelajaran dalam bidang fisika telah melahirkan berbagai macam software salah satunya adalah Tracker. Tracker adalah software yang dikembangkan oleh Tim kerjasama Open Sourch Physics (OSP) Java. Tracker merupakan salah satu software dari VBL yang mempunyai keistimewaan mampu menyajikan gejala fisika secara nyata beserta representasinya baik berupa data kuantitatif dan grafiknya secara simultan. Video digital interaktif dalam VBL memberikan kesempatan pada mahasiswa untuk terlibat secara aktif dalam pembelajaran sains[1]. Menurut Beichner dan Abbot dalam Ishafit (2006) bahwa dengan melihat keduanya yaitu kejadian gerak sebenarnya dengan penyajian grafik secara abstrak dalam VBL maka siswa akan lebih mudah membuat hubungan kognitif bila dihadapkan pada munculnya miskonsepsi terhadap gerak. Melalui software yang dikembangkan untuk VBL dalam mengelola video digital secara interaktif, memungkinkan mahasiswa menengani kejadian gerak dalam video dan dapat menganalisis gerakan dengan cermat melalui grafik yang dibuat oleh microcomputer. [2] Tumbukan (tabrakan) sering diartikan sebagai kecelakaan lalu lintas, dalam arti yang luas tumbukan didefenisikan sebagai interaksi yang dahsyat antara dua benda yang berlangsung dalam waktu yang relatif singkat [4]. Dalam kehidupan sehari0hari banyak sekali contoh tumbukan antara lain kecelakaan mobil, bola bilyar yang bertumbukan, netron yang menghantam inti atom dalam reaktor nuklir, bola bowling yang menerjang pin-pinnya dan lain-lain. Jika gaya antara benda-benda lebih besar dari setiap gaya luar, seperti pada kebanyakan kasus tumbukan, maka gaya luar dapat diabaikan dan benda dapat diperlakukan sebagai sistem yang terisolasi. Dapat dikatakan momentum tumbukan itu kekal dan momentum total dari sistem mempunyai harga yang sama baik sebelum maupun sesudah tumbukan [3]. Selain Hukum kekekalan momentum, pada kasus Fisika F-374

3 Winarti, Ashafit tumbukan juga dikenal hukum kekekalan energi dimana nillai energi kinetik sebelum tumbukan akan bernilai sama dengan setelah tumbukan. Jika gaya antara benda-benda kekal, maka tidak ada energi mekanik yang hilang atau bertambah pada tumbukan. Tumbukan seperti ini dinamakan tumbukan elastik (elastic collision)[4]. Tracker juga memberikan kemudahan kepada mahasiswa dalam melakukan eksperimen fisika karena sangat tidak mungkin untu mengukur tumbukan secara langsung. Oleh karena itulah penulis terdorong untuk melakukan analisis tumbukan dengan menggunakan tracker, sebagai alternatif dalam eksperimen fisika. Masalah yang muncul pada tumbukan diantaranya adalah bagaimana nilai momentum dan energi dari model nyata tumbukan sebelum dan sesudah tumbukan?, bagaimana tingkat kesesuaian antara nilai teoritis dan empiris momentum dan energi pada tumbukan? 2. Metode Eksperimen Proses analisis kasus tumbukan dengan Tracker diawali dengan menyajikan video tumbukan. Secara garis besar proses analisis dengan tracker adalah sebagai berikut: 1) Mengaktifkan perangkat lunak Tracker 2) Mengaktifkan menu window, right view dan mengaktifkan video tumbukan melalui file dan import, sehingga muncul tampilan video tumbukan. 3) Menjalankan video dengan melakukan traking gerakan benda dengan menggunakan track, new dan point mass untuk mendapatkan data dan grafik. Dari langkah 1 sampai 3 menghasilkan tampilan di monitor seperti terlihat pada gambar 1. 4) Selanjutnya melakukan traking pada kedua benda maka akan didapatkan data sebelum dan sesudah tumbukan 5) Langkah selanjutnya adalah menganalisis lebih lanjut data-data yang diperoleh dengan menggunakan Microsoft Excel. F-375 Seminar Nasional MIPA 2007

4 Pemanfaatan Perangkat Lunak. Gambar 1. Tampilan video di layar aktif Tracker Gambar 2. Tampilan hasil tracking saat tumbukan Gambar 3. Tampilan hasil tracking setelah tumbukan 3. Hasil dan Pembahasan Jika ditinjau dari momentumnya nilai momentum kearah sumbu x sebelum tumbukan adalah 9,95 kg m/s sedangkan nilai momentum setelah tumbukan adalah 9,46 kg m/s dengan tingkat perbedaan 0,048 %, begitu pula momentum kearah sumbu y untuk momentum sebelum tumbukan bernilai 2399,6 dan momentum setelah tumbukan 384,55 dengan tingkat perbedaan 0,98% dari hasil tersebut dapat dikatakan momentum sebelum tumbukan sama dengan momentum setelah tumbukan artinya pada kasus ini berlaku hokum kekekalan momentum. Jika meninjau energi kinetiknya, dari hasil perhitungan diperoleh nilai-nilai energi kinetik seperti terlihat pada tabel 1 Fisika F-376

5 Winarti, Ashafit Tabel 1. Tabel Energi Kinetik benda sebelum dan sesudah tumbukan Benda Ek Ek' a 1212,31 778,42 b 786,11 532,55 Dari tabel tersebut didapatkan grafiknya adalah sebagai berikut: Ek Benda a sebelum tumbukan Benda a setelah tumbukan Benda b sebelum tumbukan Benda b setelah tumbukan Benda Grafik 1. Grafik Energi kinetic dua benda sebelum dan sesudah tumbukan Dari tabel dan grafik terlihat sangat jelas bahwa pada kedua benda energi kinetiknya tidak sama atau terjadi penurunan. Pada kasus tumbukan dua benda bermassa 48 gram dalam makalah ini terdapat terdapat perbedan nilai energi sebelum dan sesudah tumbukan, berarti dapat dikatakan tumbukan dalam kasus ini tidak lenting sempurna 4. Kesimpulan Perangkat lunak Tracker mampu menyajikan gejala fisika secara nyata beserta representasinya baik berupa data kuantitatif beserta grafiknya dan mempermudah dalam melakukakan eksperimen fisika (pengambilan data dan penganalisisan). Berdasarkan analisis ternyata untuk kasus tumbukan dua benda yang sama-sama bergerak berlaku F-377 Seminar Nasional MIPA 2007

6 Pemanfaatan Perangkat Lunak. Ucapan Terima Kasih Penulis menyadari makalah ini terwujud atas bantuan dari berbagai pihak. Dalam kesemptan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada pimpinan universitas ahmad dahlan (UAD) dan kepala program studi pendidikan fisika UAD yang telah memberikan banyak pengetahuan dan kebebasan pada penulis dalam memanfaatkan semua fasilitas yang ada. Daftar Pustaka Escalda, L.T., et al Aplication for Interactive Digital Video in a Physics Classroom, Journal of Educational Multimedia and Hypermedia. Ishafit Inovasi Pembelajaran Fisika dengan Video Based Laboratory (VBL) Untuk Contoh Pembelajaran Gerak Harmonik Sederhana. (makalah) disampaikan pada Seminar Nasional Pembelajaran MIPA Universitas Kristen Satya Wacana. Salatiga. Paul. A.Tipler Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: PT. Gelora Aksara Pratama. D.Young, Roger A. Freedman Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga. Fisika F-378