BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Penyelesaian masalah fisika pada dasarnya adalah pemahaman berbagai materi yang berhubungan dengan fenomena-fenomena alam dari sains fisika. Adapun untuk memudahkan pemahaman materi tersebut diperlukan suatu media peraga atau alat penunjang. Beberapa materi yang memerlukan media peraga diantaranya seperti gerak suatu benda. Gerak suatu benda jatuh dipengaruhi oleh percepatan gravitasi yang ada juga gaya gesekan. Eksperimen merupakan salah satu metode yang biasa digunakan untuk memudahkan pemahaman, tetapi dalam kenyataannya metode ini mengandung beberapa kendala diantaranya peralatan yang kurang memadai dan juga mahal. Oleh karena itu, diperlukan pengembangan dari segi fasilitas untuk media penyelesaian masalah fisika yakni menggunakan media virtual dengan memanfaatkan aplikasi komputer. Penggunaan aplikasi visual dengan komputer merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk meggambarkan fenomen fenomena fisika secara jelas atau secara visual sehingga mudah untuk diamati dan dipahami. Oleh karena itu diperlukan software yang dapat membantu pemahaman secara jelas dan singkat. Dalam hal ini bahasa pemrograman Reduce dapat mengambil peran yang besar. Saat ini kita dapat merasakan kemudahan dan memanfaatkan komputer karena sudah didukung oleh sistem operasi dan software yang mudah digunakan (user-friendly). Demikian juga dengan game yang kini semakin mengasyikkan untuk dimainkan. Namun, pernahkah kita membayangkan bagaimana jerih payah para programmer dalam membuatnya? Dalam membuat software, seorang programmer berbekal logika dan konsep yang dia miliki, harus membuat alur logika (skema) dari software yang akan dia buat. Misalnya, mau seperti apa software yang dia buat, apa saja kemampuan yang dia miliki, dan beragam faktor lainnya. Kemudian, dengan sebuah bahasa pemrograman, dia akan berusaha 1

2 menyusun pernyataan-pernyataan yang dapat dimengerti dan dijalankan oleh prosesor untuk menghasilkan sebuah output. Semakin pintar software yang dia buat, maka semakin rumit dan panjang pernyataan/perintah yang harus dia buat dalam bahasa pemrograman. Bersyukurlah kita dengan perkembangan bahasa pemrograman saat ini, yang sudah didukung dengan bahasa pemrograman yang high-level. Seorang programmer lebih dipermudah dalam membuat pernyataan/perintah sehingga dia dapat lebih memikirkan bagaimana membuat software yang dibuat semakin komplet dan pintar. Kondisi itu berbeda dengan zaman dahulu. Kala itu, komputer dijalankan dengan pemrograman manual, yang menggunakan instruksi binary dan hex. Untuk membuat dan menjalankan program tersebut, dibutuhkan waktu yang lama dan sering dijumpai banyak kesalahan. Program kemudian menjadi sangat sulit untuk dibaca dan dimodifikasi. Begitu susah dan rumitnya, pada saat itu tidak banyak orang yang tertarik untuk menjadi programmer komputer. Jadi, hanya segelintir orang yang menekuninya. Ini diperparah lagi dengan masih mahalnya harga komputer kala itu. Bayangkan, sebuah software harganya bisa mencapai dua sampai empat kali harga komputer. Fenomena itulah yang kemudian memacu orang membuat bahasa pemrograman yang semakin mudah digunakan. Maka, sejak tahun 1957 terus dikembangkan dan bermunculan berbagai bahasa pemrograman. Tidak kurang 150 bahasa pemrograman dirilis sejak tahun 1957 sampai sekarang (Deky, 2011). Bagi masyarakat menengah ke atas, komputer di zaman sekarang bukanlah merupakan barang mewah lagi, bahkan ada kampung melek internet. Bahasa pemrogaman Reduce merupakan bahasa pemrogaman baru yang bisa digunakan secara interaktif (sebagai kalkulator) dan bisa sebagai progam. Penyelesaian masalah fisika selain bersifat kualitatif juga bersifat kuantitatif, dimana matematika sangat diperlukan. Dalam hal ini komputer berperanan mempercepat proses perhitungan tanpa membuat kesalahan. Komputer berperan dalam pengembangan bahasa pemrogaman baik yang bersifat numerik maupun simbolik, seperti bahasa pemrogaman Reduce. Bahasa pemrogaman Reduce berlaku umum, yakni dapat diaplikasikan untuk menyelesaikan persoalan matematika secara sederhana (yang juga dapat diselesaikan dengan metode analitik secara manual) 2

3 maupun persoalan matematika yang tergolong rumit (yang metode analitikpun belum tentu dapat menyelesaikannya). Hasil eksperimen selalu harus dinyatakan beserta ralatnya sedangkan hasil perhitungan teoretik biasanya dinyatakan tanpa ralat. Padahal dalam perhitungan teoretik ada ralat yang berasal dari aproksimasi dalam metode numerik (yang disebut ralat pemotongan) dan ralat yang berasal dari kalkulator atau komputer (yang disebut ralat pembulatan). Jika hasil perhitungan teoretik tidak disertai ralatnya dan kemudian dibandingkan dengan hasil eksperimen yang selalu disertai ralat, maka dapat timbul miskonsepsi bahwa perhitungan teoretik adalah eksak sedangkan eksperimen selalu mengandung ralat.(hermanto, 2012 a ) Penelitian sebelumnya dihasilkan bahwa penentuan ralat komputasi penting karena perbedaan antara dua nilai menjadi kabur oleh besarnya ralat. Dalam kasus yang kita ditinjau misalnya adanya gaya penghambat dan faktor relativistik dianggap sebagai koreksi (karena nilai k dan v(0) yang relatif kecil), maka dibandingkan hasil komputasi dengan nilai posisi benda seandainya tidak ada penghambat dan faktor relativistik. Bahasa pemrograman yang mampu melakukan komputasi bilangan rasional dan polinomial (di sini dicontohkan UBASIC) mempunyai potensi sangat besar dalam penyelesaian persamaan diferensial yang dijumpai dalam semua bidang fisika.(hermanto, 2012 b ) Perumusan Masalah Berdasarkan uraian dalam latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan beberapa masalah, diantaranya adalah sebagai berikut : Bagaimanakah komputasi gerak benda jatuh relativistik dengan variasi percepatan gravitasi dan gesekan dengan metode deret Taylor Bagaimanakah perhitungan ralat komputasi gerak benda jatuh relativistik dengan metode deret Taylor Berapakah perbedaan antara gerak jatuh non-relativistik dengan yang dikoreksi relativistik dengan variasi percepatan gravitasi dan gesekan 3

4 1.3. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah menjawab masalah dengan metode deret Taylor dan bahasa Reduce Batasan Masalah Penelitian yang dilakukan terutama untuk menunjukkan metode komputasinya. Kita tidak terikat pada gerak benda di permukaan Bumi. Tidak dibahas aplikasi dari komputasi ini Manfaat Penelitian Manfaat yang didapatkan dari pembuatan aplikasi ini adalah : Memberikan kontribusi pada materi fisika kuantitatif baik yang bersifat numerik maupun simbolik Diharapkan mampu memberikan kontribusi pada dunia pendidikan, sehingga akan lebih mudah memahami materi fisika Praktikum fisika yang sulit dan bahannya mahal dapat diganti dengan aplikasi komputer yang lebih murah, lebih jelas, dan lebih cepat mendapatkan hasil yang benar Sistematika Penelitian Tugas Akhir ini terdiri dari beberapa bab dan masing masing bab dipecah dalam beberapa sub sub dengan memperinci pokok-pokok permasalahan, sehingga penyajian Tugas Akhir ini dapat dilakukan secara sistematis. Bab I : berisi uraian mengenai latar belakang masalah, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penelitian. Bab II : berisi uraian mengenai tinjauan pustaka tentang penelitian yang membahas tentag bahasa pemrogaman. 4

5 Bab III : berisi uraian mengenai teori teori pokok yang diperlukan dalam penelitian. Bab IV : berisi uraian mengenai komputasi dan pembahasan dari analisis teori, beberapa penggunaan metode deret dengan bilangan rasional, penggunaan program reduce hukum Newton relativistik, dan ralat pemotongan. Bab V : berisi uraian mengenai kesimpulan dan saran 5