ALAT PERAGA FISIKA SEDERHANA
Oleh Drs. Sutrisno, M.Pd.
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PEMGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2004
SEKILAS TENTANG ALAT PERAGA FISIKA SEDERHANA Alat-alat peraga fisika sederhana ini mungkin bukan yang pertama dan bukan satu-satunya yang pernah dikembangkan. Pengembang meyajini, sesungguhnya banyak guru, pendidik, peneliti, pakar, bahkan sampai ke pengusaha, telah menunjukkan upaya dan kerja keras, olah pikir dan karya cipta mereka dalam meniru, memodifikasi, merancang, bahkan menciptakan berbagai alat peraga pendidikan dan pembelajaran, namun tetap saja tuntutan kebutuhan terhadap alat peraga pembelajaran belum tercukupi apalagi terpenuhi dengan baik. Oleh sebab itu pengembang berkeyakinan, alat peraga fisika sederhana ini mungkin dapat menjadi salah satu dari sekian banyak pilihan.
Alat peraga ini disebut sebagai alat peraga fisika sederhana karena dibuat dengan bahan dan teknolgi sederhana, dimaksudkan uantuk menyederhanakan dan memudahkan proses pembelajaran fisika.. Kesederhanaan bahan dan teknologi pembuatan alat peraga fisika sederhana ini dimaksudkan untuk mengingatkan kembali bahwa alat peraga fisika tidak selalu harus yang terbuat dari bahan dan teknologi pembuatan yang mahal dan sulit. Dengan beberapa contoh alat peraga fisika sederhana yang sudah dikembangkan ini, mudah-mudahan para guru dan siswa di sekolah dapat termotivasi untuk membuat dan mengembangkan alat peraga pembelajaran fisika dengan bahan-bahan dan alat-alat pembuat ysng mudah diperoleh di sekitar sekolah atau tempat tinggalnya.
Alat peraga fisika sederhana ini mula-mula dikembangkan sekitar tahun 1993 di Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI (IKIP waktu itu) dalam rangka penelitian dan pengabdian pada masyarakat. Penelitian mengenai efektifitas penggunaan alat peraga fisika sederhana dalam proses permbelajaran IPA Fisika di sekolah dilaksanakan bersamaan dengan pelaksanaan pengabdian pada masyarakat Jurusan Pendidikan Fisika di Kecamatan pangandaran pada sekitar 50 sekolah dasar. Hasil penelitian dan pengamatan pada saat pengabdian itu menunjukkan bahwa guru-guru sangat antusias untuk belajar dan berlatih merancang dan
membuat alat peraga fisika sederhana serta menerapkannya di dalam proses pembelajaran di kelas. Kgiatan di atas dilaksanakan tidak kurang dari 4 tahun berturut-turut.
Alat peraga fisika sederhana yang dikembangkan ini sebagian pernah digunakan dalam berbagai kesempatan bertatap muka dengan para siswa dan guru, seperti dalam kegiatan pengabdian kepada masyarakat tahun-tahun berikutnya, PPL mahasiswa Jurusan Pendidikan Fisika, beberapa kali perkuliahan pada Progran S2 PPS UPI, kegiatan piloting, dan berbagai kegiatan layanan Jurusan Pndidikan Fisika FPMIPA UPI seperti menerima kunjungan dari sekolah, dari MGMP, melayani permintaaan demonstrasi dan praktikum, latihan dan workshop dari sekolah dan perguruan tinggi lain, berbagai kegiatan pembinaan peserta olimpiade fisika, seminar nasional pendidikan, dan kegiatan kompetisi matematika dan IPA se Jabodetabek pada bulan Mei 2003 di Bogor dan Jakarta.
Pengembangan dan pembuatan alat peraga fisika ini dilakukan oleh beberapa orang dosen di Jurusan Pendidikan Fisika FPMIPA UPI berdasarkan kepada telah kurikulum fisika Sekolah Dasar, SMP dan SMA dan silabis perkulian laboratorium fisika sekolah di Jurusan Pnedidikan Fisika. Alat peraga fisika sederhana ini dibuat di workshop FPMIPA UPI yang sampai kini bahkan pernah melayani berbagai kegiatan pelatihan pembuatan alat peraga fisika sederhana bagi guru-guru di kota Bandung, bahkan pernah melaksanakan pelatihan pembuatan alat peraga fisika sederhana kepada guru IPA SMP dari Nusa Tenggara Barat dan Nusa Tenggara Timur.
Kita semua akan sangat merasa senang jika makin banyak yang peduli terhadap alat peraga fisika khususnya, pendidikan fisika pada umumnya, dan pendidikan nasionalpada akhirnya.
1. PERANGKAT MAGNETISASI
Perangkat ini dimaksudkan untuk menjelaskan proses magnetisasi bahan seperti membuat magnet sementara dengan cara menggosok, cara induksi, dan elektromagnetisasi.
Untuk menunjukkan cara memagnetkan bahan dengan gosokan, paku digosok ke satu arah dengan magnet, maka paku akan bersifat sebagai magnet sementara. Paku lain yang didekatkan dengan magnet juga jadi dapat menarik paku-paku kecil lainnya, yang berarti paku itu diinduksi menjadi sebuah magnet. Untuk melakukan elektromagnetisasi maka digunakan kabel yang dililitkan ke paku baru lain lagi. Kabel dihubungkan dengan baterai, dan paku akan menjadi magnet juga.
2. MOTOR LISTRIK
Alat dimaksudkan terutama untuk menjelaskan prinsip kerja sebuah motor listrik, namun dalam penjelasan itu akan terkait konsep gaya magnetik dan momen gaya magnetik. Alat ini dapat dan mudah dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran.
Alat ini terdiri dari satu buah kumparan dari kebel spoel dengan beberapa lilitan. Salah satu ujung kumparan dikelupas emailnya seluruhnya dan ujung yang lainnya dikelupas sebelah saja. Kumparan disangga dengan konduktor dan dibawah kumparan diletakkan magnet. Jika kedua penyangganya dihubungkan dengan kutub-kutub sebuah baterai maka arus akan mengalir dalan kumparan. Arus yang mengalir dalam kumparan itu menyebabkan kumparan mendapat gaya magnetik sehingga ia mengalami momen gaya magnetik terhadap sumbunya. Momen gaya magnetik inilah yang menyebabkan kumparan berputar.
3. MODEL ARUS EDDY
Alat ini dimaksudkan untuk menunjukkan gejala arus Eddy. Alat ini terdiri dari sebuah plat logam yang tidak tertarik oleh magnet, tetapi berupa bahan konduktor. Plat digantung dengan benang di atas sebuah magnet dan magnet itu disimpan diatas sebuah pemutar. Ketika magnet diputar ternyata bahwa plat yang tidak bersentuhan dengan magnet itu juga ikut berputar. Itu berarti bahwa pada plat harus ada gaya yang memutarkannya. Gaya itu adalah gaya magnetik yang ditimbulkan oleh medan magnet yang diputar terhadap plat. Itu berarti bahwa di dalam plat terjadi arus listrik. Arus listrik itulah yang disebut sebagai arus Eddy.
4. KOTAK KONVEKSI
Alat ini berupa sebuah kotak yang pada dinding atasnya terdapat dua buah cerobong, dinding bagian depannya terbuat kaca yang dapat dibuka ditutup. Di bawah salah satu cerobongnya, di dalam kotas dinyalakan lilin dan dinding kaca di tutup. Diatas cerobong yang lainnya dibakar sesuatu yang berasap. Akan tampak bahwa asap pembakaran akan masuk ke dalam kotak melalui cerobong yang berada tepat dibawahnya, masuk ke dalam kotak dan keluar lagi melalui cerobong ayang satu lagi yang dibawahnya dipasang lilin yang menyala. Dapatkah anda mencoba menarik kesimpulan sendiri ? Silakan di coba dulu alatnya !
5. KOTAK RADIASI
Alat ini dapat digunakan untuk menunjukkan gejala radisasi kalor dan absorbsi kalor. Alat ini berupa sebuah kotak yang dinding bagian depannya terbuat dari kaca yang dapat ditutup pada saat alat digunakan dan dibuka bila diperlukan. Dua buah lampu bekas dibuang filamennya, salah satu diberi cat hitam dan yang lain dicat putih, ditutup dengan penyumbat karet dan diberi termometer. Kedua lampu bekas bertermometer itu dipasang di dalam kotak pada dinding atasnya. Pada alas kotak itu dipasang juga sebuah lampu sebagai sumber kalor.
Pada saat lampu sumber kalor itu dinyalakan, kalor akan merambat darinya menuju ke kedua bola lampu bekas, sehingga suhu di dalam kedua bola lampu bekas itu akan naik. Setelah beberapa saat lamanya akan tampak bahwa termometer yang sebelumnya menunjukkan angka berubah naik dengan kenaikan yang berbeda. Hal itu berarti bahwa kedua bola lampu bekas itu memiliki kemampuan menyerap kalor yang berbeda juga.
6. TABUNG PEMUAIAN GAS
Sebuah botol diisi dengan air kira-kira sepertiganya, kemudian ditutup dengan sumbat karet yang sudah dilengkapi dengan sebuah pipa kapiler, sebuah termometer dan sebuah kawat filamen. Posisi pipa kapiler pada sumbat karet adalah sedimikian rupa sehingga ketika sumbat karet ditutupkan ke dalam botol, bagian bawah pipa kapiler itu tercelup ke dalam air di dalam botol dan tidak menyentuh dasar botol. Akan tampak bahwa permukaan air di dalam pipa kapiler lebih tinggi dari permukaan air di dalam botol di luar pipa kapiler.
Bila kawat filamen dihubungkan dengan sebuah sumber ggl misalnya baterai, maka filament itu akan dialiri arus listrik dan lama kelamaan menjadi panas. Panas kawat filament itu akan menyebabkan suhu udara di dalam botol naik. Kenaikan suhu udara dalam botol tertutup ini menyebabkan tekanannya menjadi lebih besar sehingga menekan permukaan air dan permukaan air di dalam pipa kapiler akan naik juga. Bila botolnya tidak terlalu besar, cukup dengan dipegang saja sudah akan tampak kenaikan permukaan air di dalam pipa kapiler. Selamat mencoba !
7. BEJANA BERHUBUNGAN DENGAN PIPA KAPILER
Alat ini dimaksudkan untuk menunjukkan bahwa prinsip bejana berhubungan tidak berlaku lagi jika bejana berhubungan itu salah satu bejananya adalah sebuah pipa kapiler. Untuk maksud itu, alat ini dibuat terdiri dari sebuah bejana berhubungan yang memiliki empat buah bejana yang luas permukaannya berbeda dan salah satunya adalah pipa kapiler. Bila alat ini diisi air, maka permukaan air pada tiga bejana yang permukaannya lebar akan sama tinggi, sedangkan pada pipa kapiler permukaan airnya akan lebih tinggi. Untuk membuangb air setelah percobaan, alat ini dilengkapi dengan sebuah kran air.
8. PESAWAT HARTL
Alat ini dimakasudkan untuk menunjukkan tekanan hidrostatis zat cair misalnya air di dalam sebuah bejana. Alat ini terdiri dari sebuah manometer terbuka atau pipa U, yang diisi zat cair, dipasang pada sebuah dudukan tegak. Salah satu kaki pipa U dihubungkan dengan sebuah slang plastik ke sebuah corong yang permukaannya ditutup dengan dinding tipis berupa balon yang mudah di tekan. Bila balon di tekan, permukaan air dalam kaki pipa U yang terhubung dengannya akan turun dan permupaan air pada kaki yang lainnya akan naik. Selisih tinggi permukaan air pada kedua kaki pipa U itu sebanding dengan besarnya tekanan yang diberikan pada balon.
Bila corong dimasukkan ke dalam air di dalam sebuah bejana, maka gejala di atas juga akan terjadi lagi. Dengan alat ini dapat ditunjukkan bahwa tekanan hidrostatis zat cair pada sebuah kedalaman tertentu sama besar ke segala arah, sebanding dengankedalaman zat cair, dan sebanding dengan massa jenis zat cair.
9. PENYELAM CARTESIAN
Alat ini sangat sederhana, terdiri dari sebuah pipet yang diidi air sedemikian rupa sehingga dapat melayang dalam air. Pipet yang telah diisi air sedemikian rupa itu dimasukkan ke dalam sebuah botol yang diisi air lebih tinggi dari panjang pipet dan masih mengandung rongga udara di atasnya ketika botol ditutup dengan dinding membrane berupa balon..
Jika balon tutup botol di tekan perlahan-lahan dan maik kuat, misalnya dengan telapak tangan, akan tampak bahwa pipet yang semula meyang menjadi lebih tenggelam. Dapatkah anda menjelaskan mengapa terjadi demkian. Silakan mencoba, lalu pikirkan dan kemudian baru jelaskan !
10.
BIDANG MIRING
Bidang miring merupakan salah satu contoh dari pesawat sederhana. Alat ini berupa sepasang papan panjang yang disambung dengan engsel pada salah satu ujungnya. Antara kedua bilah papan itu di pasang penyangga yang dapat digesergeser sehingga kemiringan bidang biring dapat diatur.
Dengan neraca pegas dapat ditunjukkan besar gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat vertical ke atas sebuah benda (pada set alat ini adalah sebuah balok), dan berapa besar gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat balok pada ketinggian yang sama melalui bidang miring dengan kemiringan yang berbeda-beda.
Dengan alat ini penjelasan mengenai konsep pesawaty sederhana dan keuntungan mekanik akan menjadi lebih mudah dan lebih lama diingat.
11.
MODEL HUKUM BERNOULLI
Alat ini dimaksudkan untuk menunjukkan bahwa udara yang bergerak lebih cepat memiliki tekanan yang lebih kecil, seperti yang dijelaskan dalam hukum Bernoulli. Alat ini terdiri dari sebuah corong dari kaca atau gelas, sebuah bola pingpong dan sebuah alat yang terdiri dari dua bilah logam tipis dan ringan yang dapat berotasi pada sebuah sumbu tegag dan sebuah slang plastik untuk meniup.
Bila bola pingpong dipegang dan kemudian dilepaskan dibawah corong yang terbalik, bola pingpong akan jatuh karena pengaruh gaya beratnya. Tapi bila dipegang dan ditiup cukup kuatr, bola pingpong tidak jatuh ketika pegangan dilepaskan. Itu berarti ada gaya yang menahan bola pingpong itu agar tidak jatuh. Dapatkah anda menjeskannya ?
Kedua bilah logam tipis ringan akan menyimpang saling merapat kalau diantara keduanya ditiupkan udara cukup kuat melalui slang plastik. Mengapa demikian ?
12.
PERISKOP
Periskop ini menggunakan dua buah cermin sebagai reflector atau pemantul cahaya, dan oleh sebab itu sering disebut sebagai periskop cermin. Kedua cermin dipasang berhadapan, sejajar dan 45O terhadap sumbu periskop.
Sinar datang pada cermin pertama atau cermin objektif akan dipantulkan sejajar sumbu periskop menuju ke cermin kedua atau cermin okuler. Bila kita mengamati melalui cermin kedua atau cermin okuler, kita dapat melihat benda-benda pada arah di depan cermin objektif. Periskop biasa digunakan untuk melihat benda benda yang ada dibalik penghalang tanpa harus menaiki penghalang itu, melainkan cukup dengan mengatur panjang periskop sehingga melampaui tinggi penghalang itu. Jaman dulki peeriskop digunakan di dalam kapal selam, untuk mengamati oblek yang berada di atas permukaan air.
