3+ Hakikat Fisika yang Wajib Diketahui

Daftar Isi

Hakikat fisika ada tiga, yaitu fisika sebagai produk (a body knowledge), sebagai proses (a way of investigating), dan sebagai sikap (a away of thinking).

Fisika adalah salah satu cabang ilmu pengetahuan yang kajiannya berfokus pada materi dan energi. Dari sini, kita bisa mendapatkankan gambaran bahwa fisika memiliki cakupan ilmu yang sangat luas, seluas materi dan energi itu sendiri. 

Cobalah amati materi yang ada di sekeliling kita, sejauh mata memandang semuanya adalah materi. Begitupun dengan energi, alam raya beserta isinya merupakan lautan energi. Termodinamika memberikan batasan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi bisa berubah bentuk dari satu bentuk energi, ke bentuk energi lainnya.

Mengingat begitu luasnya ruang lingkup ilmu fisika, maka penting bagi kita untuk mengetahui hakikat fisika agar bisa dijadikan sebagai landasan berpikir sebelum mempelajari ilmu fisika secara menyeluruh. Pengetahuan yang baik tentang hakikat fisika akan membantu kita memahami ilmu fisika secara lebih baik lagi.

Yuk, berikut ini pembahasan lengkapnya...

Hakikat Fisika

Telah kami kemukakan di awal bahwa hakikat fisika itu ada tiga. Namun, sebelum kami uraikan secara terperinci, ada baiknya kita mengetahui terlebih dahulu apa itu ilmu fisika.

Apa Itu Fisika?

Apa yang dimaksud dengan ilmu fisika? Banyak referensi yang menyebutkan bahwa pengertian fisika adalah cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang materi dan energi. Bahkan, fisika merupakan ilmu paling dasar dari ilmu pengetahuan. Ide atau konsep yang dikembangkan ilmu fisika dapat digunakan oleh disiplin ilmu lainnya. Misalnya, ahli fosil yang berusaha menguak bagaimana hewan purba berjalan atau ahli kimia yang sedang mempelajari struktur molekul.

Fisika adalah ilmu eksperimental, sebagian besar ide atau konsepnya ditemukan melalui serangkaian percobaan. Jika kita membaca biografi para fisikawan, ada banyak tokoh yang menemukan konsep dasar fisika melalui percobaan. Misalnya, Galileo saat merumuskan konsep gerak jatuh bebas, ia sampai harus naik ke puncak Menara Miring Pisa. Bahkan, ada juga hukum dasar fisika yang ditemukan dari percobaan tidak sengaja, contohnya Hukum Archimedes yang ditemukan saat Archimedes sedang berendam di dalam bak air.

Pengertian yang lebih lengkap tentang fisika bisa kalian baca dalam artikel ini Pengertian Fisika: Apa Itu Fisika?

Mengapa Kita Belajar Fisika?

Untuk mengetahui pentingnya belajar Fisika, coba kamu tanyakan kepada para ahli ilmu rekayasa dan teknologi. Mereka pasti akan kompak menjawab bahwa Fisika adalah ilmu yang wajib dipelajari. Seorang insinyur tidak akan mampu merancang alat atau konstruksi bangunan jika tidak memiliki pemahaman yang baik tentang Fisika.

Fisika mendasari seluruh kemajuan teknologi yang kita rasakan saat ini. Mulai dari smartphone sampai pesawat antariksa. Sifatnya sebagai ilmu paling dasar membuat Fisika dapat diterapkan di segala sendi kehidupan kita, bahkan sampai pada tingkat yang paling sederhana. Misalnya, pada saat kita berjalan atau berlari, ada konsep Fisika yang berlaku pada saat itu.

Manfaat Fisika

Beberapa manfaat mempelajari ilmu Fisika adalah sebagai berikut:

1. Kita akan memperoleh jawaban mengenai berbagai fenomena alam yang menarik
2. Kita akan ikut berada pada puncak prestasi intelektual manusia dalam upaya membahas semua gejala alam
3. Dengan konsep fisika, kita dapat mengembangkan alat yang dapat bermanfaat bagi kehidupan
4. Fisika dapat digunakan sebagai hiburan dengan mengembangkan permainan yang bekerja berdasarkan prinsip fisika 

Sebutkan Hakikat Fisika?

Hakikat fisika terbagi menjadi tiga, yaitu fisika sebagai produk (a body knowledge), sebagai sikap (a away of thinking), dan sebagai proses (a way of investigating). Berikut ini akan kami jelaskan satu per satu maksud dari masing-masing hakikat ini:

1. Fisika Sebagai Produk (A Body Knowledge)

Hakikat fisika yang pertama adalah fisika sebagai produk (a body knowledge). Maksudnya adalah fisika merupakan kumpulan pengetahuan yang mempelajari kejadian-kejadian di alam. Kejadian tersebut ditangkap oleh indera manusia, misalnya ada cahaya yang ditangkap oleh mata. Adapun ringkasan untuk mendapatkan pengetahuan sebagai berikut:

Maksud dari diagram di atas adalah lingkungan memberikan beberapa kejadian. Kejadian tersebut ditangkap oleh indera manusia. Kemudian beberapa ilmuwan yang mempunyai rasa ingin tahu yang tinggi melakukan proses penyelidikan melalui pengumpulan informasi, melakukan percobaan sehingga menghasilkan bukti-bukti fisik (hasil penyelidikan) berupa data hasil percobaan. Data hasil penyelidikan/percobaan tersebut dianalisis sesama ahli sehingga menghasilkan produk. Produk tersebut berupa fakta, konsep, prinsip, hukum, rumus, teori, dan model.

2. Fisika Sebagai Proses (A Way of Investigating) 

Hakikat kedua dari fisika adalah sebagai proses (a way of investigating). Maksudnya adalah gambaran tentang cara yang digunakan ilmu fisika dalam mengumpulkan pengetahuan. Informasi dikumpulkan melalui proses percobaan dengan menggunakan metode ilmiah yang sistematis sehingga menghasilkan produk yang bisa dipertanggungjawabkan.

3. Fisika Sebagai Sikap (A Way of Thinking)

Hakikat ketiga fisika dalah sebagai sikap (a way of thinking). Maksudnya adalah untuk mewujudkan produk fisika diperlukan pemikiran dan kreatifitas para ilmuwan. Dalam proses berpikir tentu harus diiringi sikap ilmiah. Adapun sikap ilmiah yang harus dimiliki ilmuwan adalah:

• Rasa ingin tahu, yang ditunjukkan dengan suka mempertanyakan fenomena atau gejala yang sedang terjadi, kemudian melakukan penyelidikan.
• Kritis, yang ditunjukkan dengan tidak mudah menerima kesimpulan tanpa disertai dengan bukti yang kuat, serta bersedia mengubah kesimpulannya berdasarkan bukti yang diterima
• Objektif, yang ditunjukkan dengan menuliskan informasi sesuai dengan fakta yang dilihat, dirasakan, dan diamati.
• Tekun dan tidak mudah putus asa, yang ditunjukkan dengan semangat yang tinggi saat melakukan penyelidikan, tidak mudah bosan.
• Terbuka, yang ditunjukkan dengan sikap menghargai pendapat orang lain, bersedia menerima kritik dan saran.
• Bertanggung jawab, yang ditunjukkan dengan sikap mengakui kesalahan pengamatan atau percobaan yang dilakukan selama penyelidikan

Perkembangan Ilmu Fisika

Richtmyer, seorang fisikawan berkebangsaan Amerika Serikat membagi perkembangan ilmu fisika ke dalam empat periode, antara lain:

Periode Pertama

Periode pertama perkembangan ilmu fisika berada pada rentang tahun 599 SM - 1.550 M. Para ilmuwan terkemuka di periode ini antara lain Demokritos, Aristoteles, Archimedes, Eratosthenes, Ptolomeus, dan Copernicus. Perkembangan fisika di masa ini antara lain:

• Teori pertama tentang atom lahir
• Teori dan pengamatan gerak benda-benda langit
• Telah ditemukan penanggalan kalender mesir 1 tahun = 365 lahir
• Penemuan hukum Archimedes
• Telah diketahui bahwa matahari adalah pusat tata surya 

Periode Kedua

Periode kedua perkembangan ilmu fisika berada pada rentang tahun 1550 M - 1800 M. Ilmuwan terkemuka di periode ini adalah Kepler, Galileo, dan Newton. Perkembangan fisika di masa ini antara lain:

1. Ditemukannya hukum yang mengatur gerak planet oleh Johannes Kepler
2. Galileo mulai menggunakan teleskop untuk mengamati astronomi
3. Hukum tentang gerak dan gravitasi ditemukan oleh Newton  

Periode Ketiga

Periode ketiga perkembangan ilmu fisika berada pada rentang tahun 1800 M - 1890 M. Ilmuwan terkemuka di masa ini adalah Ohm, Faraday, dan Maxwell. Di masa ini, teori tentang gelombang, kelistrikan, dan kemagnetan berkembang pesat. Pencapaian ilmuwan di periode ketiga antara lain:

• Ditemukannya hukum Ohm tentang arus listrik
• Ditemukannya hukum faraday tentang elektromagnetisme
• Maxwell merumuskan teorinya tentang gelombang elektromagnetik 

Periode Keempat

Periode keempat perkembangan ilmu fisika dimulai pada tahun 1890 M - Sekarang. Era ini disebut juga dengan era fisika modern. Ilmuwan terkemuka di masa ini adalah Einstein, Planck, Bohr, dan Hawking. Perkembangan ilmu fisika di masa ini antara lain:

• Teori relativitas ditemukan Einstein
• Teori-teori atom telah berada pada tingkat yang mapan
• Ilmuwan telah berhasil melakukan percobaan nuklir
• Teori lubang hitam ditemukan oleh Hawking

Tujuan Mempelajari Fisika

Apa sih tujuan mempelajari ilmu fisika? Ada banyak tujuan mempelajari ilmu fisika. Berikut ini telah kami rangkum 7 di antaranya:

1. Fisika bertujuan untuk membentuk sikap positif terhadap fisika dan alam semesta
2. Dengan belajar fisika, diharapkan akan terbentuk kesadaran tentang keteraturan dan keindahan alam semesta ciptaan Tuhan Yang Maha Esa
3. Dengan belajar fisika, akan terbentuk sikap ilmiah yang terdiri dari jukur, objektif, terbuka, ulet, kritis, dan mau bekerja sama dengan orang lain
4. Mengasah kemampuan untuk merumuskan masalah, merancang dan melakukan percobaan, mengolah dan menyimpulkan hasil percobaan, serta merumuskan teori fisika.
5. Dengan belajar fisika, daya nalar akan berkembang, termasuk kemampuan untuk melakukan analisis, baik secara induktif, maupun deduktif
6. Dapat mengaplikasikan prinsip fisika untuk memecahkan masalah sehari-hari
7. Mampu membuat peralatan yang bekerja berdasarkan prinsip fisika 

Cabang Ilmu Fisika

Ilmu fisika terbagi ke dalam beberapa cabang, antara lain sebagai berikut:

1. Mekanika
2. Fisika Kuantum
3. Mekanika Fluida
4. Fisika Listrik dan Magnet
5. Termodinamika
6. Optika Geometris
7. Fisika Medis
8. Fisika Radiasi
9. Fisika Lingkungan
10. Fisika Bumi
11. Fisika Ekonomi 
12. Astronomi

Semua cabang di atas bisa kamu baca penjelasannya pada cabang-cabang ilmu fisika.

Hubungan Fisika dengan Ilmu Pengetahuan Lainnya

Ada kaitan erat antara ilmu fisika dengan jenis ilmu pengetahuan lainnya. Sifatnya sebagai ilmu dasar membuat fisika bisa digunakan pada cabang ilmu pengetahuan apa saja. Ada banyak bidang ilmu yang menggunakan konsep fisika saat melakukan kajian dan pengembangan keilmuan. Berikut ini adalah beberapa contoh hubungan ilmu fisika dengan ilmu pengetahuan lainnya:

• Hubungan antara ilmu fisika dan astronomi melahirkan cabang Astrofisika, yaitu ilmu yang mempelajari benda-benda langit.
• Hubungan antara ilmu fisika dan biologi melahirkan cabang biofisika, yaitu ilmu yang mempelajari proses-proses biologis yang melibatkan konsep fisika. Misalnya, pengukuran diastole dan sistole.
• Hubungan antara ilmu fisika dan ilmu kedokteran melahirkan cabang fisika medis, yaitu ilmu yang mempelajari kesehatan dengan pendekatan fisika
• Hubungan antara ilmu fisika dan ilmu bahan melahirkan cabang fisika material, yaitu ilmu yang mempelajari tentang karakteristik suatu bahan sampai ke tingkat atom.
• Hubungan antara ilmu fisika dan geologi melahirkan cabang geofisika, yaitu ilmu yang mempelajari sifat-sifat bumi menggunakan konsep fisika
• Hubungan antara ilmu fisika dan ilmu optik melahirkan cabang fisika optik, yaitu ilmu yang mempelajari tentang sifat-sifat cahaya dan interaksinya dengan materi 

Peran Fisika dalam Kehidupan Manusia

Sekurang-kurangnya, ada tujuh bidang kehidupan manusia yang telah banyak menerapkan prinsip-prinsip fisika, antara lain: energi, industri, kedokteran, pertanian, telekomunikasi, transportasi, dan kelautan. Berikut ini penjelasannya secara terperinci:

1. Peran Fisika dalam Bidang Energi

Beberapa contoh peran fisika dalam bidang energi adalah sebagai berikut:

1.1. Penggunaan Radioaktif Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Hasil kerja fisikawan yang diaplikasikan dalam bidang energi adalah radioaktif sebagai pembangkit listrik tenaga nuklir. Radioaktif adalah unsur-unsur yang mengandung inti tidak stabil. Fisikawan yang berjasa dalam bidang ini adalah Henry Becquerel, Marie Curie, dan Pierre Curie. Mereka berhasil mengungkap keberadaan zat-zat radioaktif yang bisa memancarkan energi, yaitu uranium, polonium, dan radium.

Sekarang ini, zat-zat temuan mereka digunakan sebagai bahan pembangkit listrik tenaga nuklir. Energi tinggi yang tersimpan dalam bahan tersebut mampu memenuhi kebutuhan listrik suatu negara. Contohnya saja Perancis dan Jepang yang menempati urutan pertama dan kedua sebagai negara penghasil energi listrik nuklir terbesar di dunia.

1.2. Penggunaan Panel Surya Sebagai Penghasil Listrik

Satu lagi temuan ilmu fisika yang digunakan dalam bidang energi adalah panel surya. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip efek fotolistrik yang ditemukan oleh Albert Einstein. Efek fotolistrik adalah peristiwa terpentalnya elektron dari permukaan logam ketika disinari oleh seberkas sinar. Prinsip ini kemudian diaplikasikan pada panel surya, alat yang bisa menghasilkan listrik ketika disinari cahaya matahari.

1.3. Generator Penghasil Listrik

Peran fisika selanjutnya dalam bidang energi adalah generator penghasil listrik. Alat ini diciptakan oleh fisikawan berkebangsaan Amerika Serikat bernama Robert Jemison Van de Graff. Dalam menghasilkan listrik, generator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Dengan generator, manusia bisa menghasilkan listrik yang digunakan untuk menyalakan berbagai jenis peralatan.

2. Peran Fisika dalam Bidang Industri

Beberapa contoh peran fisika dalam bidang industri adalah sebagai berikut:

2.1. Industri Pembuatan Garam

Garam dihasilkan dari air laut dengan memanfaatkan prinsip penguapan. Sebagaimana yang diketahui, penguapan adalah salah satu topik kajian dalam ilmu fisika. Proses pembuatan garam didahului dengan menjemur air laut di atas sebuah bidang. Sinar matahari akan memulai proses penguapan. Hasil akhir dari penguapan tersebut adalah kristal-kristal garam yang tertinggal di atas bidang. Kristal garam inilah yang diolah lebih lanjut menjadi garam dapur.

2.2. Industri Pengolahan Minyak Bumi

Fisika juga berperan dalam bidang industri minyak bumi. Prinsip fisika yang digunakan pada industri ini adalah termodinamika. Sebelum digunakan, minyak mentah yang berasal dari dalam tanah harus dimurnikan terlebih dahulu dengan pemanasan. Pemurnian ini bertujuan untuk memisahkan zat-zat penyusun minyak mentah berdasarkan perbedaan titik didih saat dipanaskan. Proses ini disebut juga dengan penyulingan. Hasilnya adalah bensin, solar, oli, dan gas.

2.3. Industri Pembuatan Kayu Plywood

Pada industri pembuatan kayu Plywood, prinsip fisika yang digunakan adalah tekanan. Kayu ini dibuat dengan cara menyusun beberapa lembaran tipis kayu yang dibuat menyatu dengan menggunakan tekanan besar. Hasilnya adalah kayu Plywood dengan ketebalan tertentu yang tahan terhadap resiko pecah atau retak.

3. Peran Fisika dalam Bidang Kedokteran

Beberapa contoh peran fisika dalam bidang kedokteran atau kesehatan adalah:

3.1. Penggunaan Sinar Rontgen untuk Diagnosa Pasien

Rontgen atau sinar X adalah salah satu temuan fisikawan yang diterapkan dalam bidang kedokteran. Berkat alat ini, dokter bisa mengetahui struktur jaringan pasien tanpa dilakukan pembedahan. Rontgen menggunakan radiasi gelombang elektromagnetik untuk menampilkan citra bagian dalam tubuh. Alat ini mengikuti nama penemunya yaitu seorang fisikawan berkembangsaan Jerman bernama Wilhelm Conrad Röntgen.

3.2. Tensimeter untuk mengukur tekanan darah

Satu lagi peran fisika dalam bidang kedokteran bisa kita lihat pada alat tensimeter. Alat ini berfungsi untuk mengukur tekanan darah pasien. Konsep fisika yang mendasari tensimeter adalah hukum Pascal.

3.3. Sterilisasi Alat Kesehatan

Alat-alat kesehatan sangat rentan terkenal virus atau bakteri setelah digunakan. Oleh karena itu, diperlukan tindakan sterilisasi kepada seluruh alat tersebut sebelum digunakan kembali. Salah satu metode yang bisa digunakan adalah gelombang elektromagnetik.

4. Peran Fisika dalam Bidang Pertanian

Beberapa contoh peran fisika dalam bidang pertanian, adalah sebagai berikut:

4.1. Pengairan dengan sistem gravitasi

Pertanian membutuhan pengairan untuk menghidupi segala jenis tanaman pada lahan. Salah satu metode yang sering digunakan adalah pengairan dengan sistem gravitasi. Metode ini sangat hemat energi karena hanya menggunakan tenaga dari gravitasi. Air dialirkan dari tempat yang tinggi menuju ke tempat yang rendah dengan bantuan gravitasi.

4.2. Pemberantasan Hama Pertanian

Salah satu masalah yang sering dihadapi oleh petani adalah hama. Jika tidak diberantas, maka hama akan mengganggu pertumbuhan tanaman, bahkan beberapa di antaranya bisa mematikan tanaman. Akibatnya, produksi pertanian menjadi berkurang. Salah satu metode yang bisa digunakan untuk memberantas hama adalah memanfaatkan sinar lampu. Sinar dari lampu akan menarik hama, kemudian mati karena terkena arus listrik dari kasanya.

5. Peran Fisika dalam Bidang Telekomunikasi

Fisika telah banyak menginspirasi kemajuan teknologi yang sangat berguna bagi kehidupan manusia. Berikut ini adalah beberapa contoh teknologi yang bekerja berdasarkan prinsip fisika:

5.1. Penggunaan Serat Optik pada Jaringan Internet

Serat optik adalah salah satu contoh teknologi yang bekerja berdasarkan prinsip fisika. Teknologi ini berkerja berdasarkan prinsip cahaya, yang ditransmisikan melalui bahan bernama serat optik. Cahaya digunakan sebagai media pembawa informasi sehingga bisa sampai dengan sangat cepat, secepat kecepatan cahaya. Deretan fisikawan yang berperan dalam meletakkan dasar-dasar serat optik, antara lain: Albert Einstein, Arthur Schawlow, Theodore Maiman, dan Herbert Kroemer.

Sekarang ini, serat optik banyak digunakan dalam jaringan internet menggantikan kabel tembaga. Saat menggunakan kabel tembaga kecepatan internet hanya beberapa Mbps, dengan serat optik kecepatan internet meningkat ribuan kali lipat, bisa mencapai 100 Gbps.

5.2. Penggunaan Gelombang Elektromagnetik pada Radio, TV, dan Handphone

Satu lagi temuan fisika yang berperan dalam bidang telekomunikasi, yaitu gelombang elektromagnetik. Fisikawan yang berjasa dalam bidang ini adalah James Clerk Maxwell sebagai orang yang pertama kali menemukan gelombang elektromagnetik pada tahun 1873. Selanjutnya, gelombang ini digunakan oleh Guglielmo Marconi untuk mengirim suara pada tahun 1899.

Pemanfaatan gelombang elektromagnetik terus berkembang, bukan hanya untuk mengirim suara tetapi juga digunakan untuk mengirim gambar. Inilah yang dilakukan oleh John Logie Baird sebagai orang yang pertama kali mengirimkan gambar dari London ke Glasgow pada tahun 1927, sekaligus mencatatkan dirinya sebagai penemu televisi.

Selain Radio dan TV, teknologi komunikasi yang juga menggunakan gelombang elektromagnetik adalah handphone. Alat komunikasi tanpa kabel ini menggunakan gelombang elektromagnetik sebagai media pembawa informasi dua arah. Berkat handphone, kita bisa melakukan komunikasi dari jarak jauh.

6. Peran Fisika dalam Bidang Transportasi

Beberapa contoh peran fisika dalam bidang transportasi adalah sebagai berikut:

6.1. Pembuatan Sayap Aerodinamis Pesawat Terbang 

Ada banyak penerapan fisika pada industri pesawat terbang, salah satu di antaranya adalah pada proses pembuatan sayap pesawat terbang. Pesawat bisa lepas landas dan melayang di udara karena peran penting sayap. Dengan modifikasi tertentu menggunakan prinsip-prinsip fisika, sayap dapat menghasilkan gaya angkat sehingga dapat menahan pesawat di udara. Prinsip fisika yang mendasari cara kerja pesawat terbang adalah Hukum Bernoulli.

6.2. Kereta api levitasi magnetik

Jenis transportasi lainnya yang menggunakan prinsip fisika adalah kereta api levitasi magnetik. Sesuai dengan namanya, kereta api ini menggunakan magnet sebagai tenaga pengangkat dan pendorong kereta. Dengan memanfaatkan gaya tolak magnet, kereta akan mengambang tidak menyentuh rel, sehingga gaya gesek dapat dikurangi. Dengan begitu, kereta ini dapat melaju dengan sangat cepat sampai 600 km/jam.

7. Penerapan Fisika dalam Bidang Kelautan

Berikut ini adalah beberapa contoh peran fisika dalam bidang kelautan:

7.1. Penggunaan Sonar untuk Mengukur Kedalaman Laut

Mungkin, kamu pernah berpikir, bagaimana caranya mengukur kedalaman laut. Apakah kita harus menyelam sampai ke dasar lautan? Wah, pasti sangat merepotkan. Namun, untungnya saja fisika menyediakan satu metode yang bisa diterapkan untuk menentukan kedalaman lautan, yaitu menggunakan Sonar. Prinsip fisika yang mendasari alat ini adalah pemantulan gelombang. Sonar akan membangkitkan gelombang yang akan merambat sampai ke dasar laut, kemudian menerima pantulannya. Lama penerimaan pantulan tersebut digunakan untuk menentukan kedalaman lautan.

7.2. Pemanfaatkan Gelombang Suara untuk Menarik Ikan

Fisika juga mendasari pembuatan teknologi pemanggil ikan dengan memanfaatkan gelombang suara. Ikan mampu merespon suara dengan frekuensi tertentu. Alat ini akan mengeluarkan gelombang suara yang bisa menarik perhatian ikan untuk berkumpul di sekitar alat. Dengan cara ini, hasil tangkapan ikan akan meningkat.

Demikianlah penjelasan tentang Hakikat Fisika. Bagikan materi ini agar orang lain juga bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat.

Referensi:

• Ainiyah, Kurrotul. 2018. Bedah Fisika Dasar. Yogyakarta: Deepublish.