commit to user BAB II
LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka
1. Konsep
Para ahli psikologi menyadari pentingya konsep. Konsep belum dapat didefinisikan dengan tepat. Karena konsep merupakan penyajian internal sekelompok stimulus, konsep tidak dapat diamati, konsep harus disimpulkan dari perilaku.Menurut pendapat Rosser yang dikutip oleh Dahar mengungkapkan bahwa “konsep adalah suatu abstraksi yang mewakili suatu kelas objek-objek, kejadian-kejadian, kegiatan-kegiatan, atau hubungan-hubungan, yang mempunyai atribut-atribut yang sama: (1989: 80). Sedangkan menurut Van den Berg (1991: 8) berpendapat, “Konsep merupakan abstraksi dari ciri-ciri sesuatu yang mempermudah komunikasi antar manusia dan yang memungkinkan manusia berpikir (bahasa adalah alat berpikir)”.
Berdasarkan definisi konsep dari beberapa ahli di atas, dapat disimpulkan bahwa konsep adalah suatu abstraksi yang mempunyai ciri-ciri sesuatu yang sama yang mempermudah komunikasi dan cara berfikir manusia.
Analisis konsep merupakan suatu prosedur yang dikembangkan untuk menolong guru dalam merencanakan urutan-urutan pengajaran bagi pencapaian konsep. Menurut Dahar : “untuk melakukan analisis konsep, guru hendak memerhatikan hal-hal : (1) Nama konsep, (2) Atribuut-atribut kriteria dan atribut-atribut variabel dari konsep, (3) Definisi konsep, (4) Contoh dan noncontoh dari konsep, dan (5) Hubungan konsep dengan konsep-konsep lain” (1989: 93)
2. Miskonsepsi
Beberapa ahli mendefinisikan miskonsepsi, Menurut Suparno (2005: 4) “miskonsepsi adalah suatu konsep yang tidak sesuai dengan konsep yang diakui oleh para ahli”. Sedangkan menurut Fowler (1987) yang dikutip oleh Suparno (2005: 5) miskonsepsi yaitu pengertian yang tidak akurat akan konsep, penggunaan konsep
commit to user
yang salah, klasifikasi contoh-contoh yang salah, kekacauan konsep-konsep yang berbeda, dan hubungan hirarkis konsep-konsep yang tidak benar
Berdasarkan definisi miskonsepsi dari beberapa ahli, maka dapat disimpulkan bahwa miskonsepsi adalah suatu konsep yang tidak sesuai dengan konsep yang diakui oleh para ahli, seperti: pengertian yang tidak sesuai dengan konsep asli, penggunaan konsep yang salah, klasifikasi contoh yang salah, kekacauan konsep-konsep yang berbeda, dan hubungan hirarkis konsep-konsep yang tidak benar.
Menurut para ahli penyebab miskonsepsi ada lima kelompok, yaitu:
a. Siswa, penyebab yang dari siswa dapat terdiri dari berbagai hal, seperti prakonsepsi awal, kemampuan, tahap pengembangan, minatm cara berfikir, dan teman lain.
b. Guru, penyebab kesalahan dari guru dapat berupa ketidakmampuan guru, kurangnya penguasaan bahan, cara mengajar yang tidak tepat atau sikap guru dalam berelasi dengan siswa yang kurang baik.
c. Buku teks, penyebab miskonsepsi dari buku teks biasanya terdapat pada penjelasan atau uraian yang adalah dalam buku tersebut.
d. Konteks, penyebab miskonsepsi dari konteks seperti budaya, agama, dan bahasa sehari-hari.
e. Metode belajar, penyebab miskonsepsi dari metode belajar menekankan kebenaran dari satu segi sering munculkan salah pengertian pada siswa (Suparno, 2005: 29).
Miskonsepsi sering terjadi dalam sains, khususnya Fisika. Menurut Wandersee, Mintzes dan Novak (1994) dalam Suparno dalam artikelnya mengenai Reaserch on Alternative Conceptions in Science, menjelaskan bahwa “konsep alternative terjadi dalam sebuah bidang Fisika. Dari 700 studi mengenai miskonsepsi dalam mekanika, 259 tentan listrik, 70 tentang panas, optika dan sifat-sifat materi, 35 tentang bumi, dan antariksa, serta 10 studi mengenai Fisika Modern” (2005: 11).
Miskonsepsi banyak terjadi pada bidang mekanika. Itu karena mekanika merupakan bahan awal dan utama di SMU maupun tahun-tahun pertama perguruan tinggi, sehingga pada bidang studi mekanika banyak yang meneliti. Terdapat banyak
commit to user
contoh miskonsepsi pada bidang mekanika, seperti miskonsepsi pada materi hukum newton, gaya, gerak, fluida, dan lain-lain.
Pada materi hukum Newton, miskonsepsi diungkapkan dalam penilitian Brown (1989) yang dikutip oleh Suparno. Brown mengungkapkan bahwa
Banyak siswa memahami gaya sebagai suatu sifat yang ada dalam suatu benda, suatu sifat yang melekat pada benda tersebut. Oleh karena itu, siswa mudah percaya bahwa benda yang berat akan jatuh lebih cepat daripada benda yang ringan, jika terjadi gerak jatuh bebas karena benda yang berat mempunyai gaya yang lebih besar daripada yang ringan. Padahal dalam konsep Newton, gaya muncul dari interaksi antara benda-benda itu (2005:16).
Miskonsepsi pada materi Gaya oleh Arons yang dikutip oleh Suparno yang mengungkapakan bahwa “beberapa siswa memandang gaya sebagai suatu dorongan atau tarikan yang harus dikerjakan oleh kegiatan otot. Bagi siswa, suatu benda yang tidak bergerak atau diam, tidak mempunyai gaya yang bekerja padanya” (2005: 15).
3. Buku Ajar
Buku teks (buku pelajaran) berperan penting dalam upaya meningkatkan mutu pendidikan dasar dan menengah, sehingga perlu ada kebijakan pemerintah mengenai buku teks pelajaran bagi peserta didik. Berdasakan permendiknas no 11 tahun 2005 (2005: 1) menjelaskan bahwa
buku teks (buku pelajaran) adalah buku acuan wajib untuk digunakan di sekolah yang memuat materi pelajaran dalam rangka peningkatan keimanan dan ketakwaan, budi pekerti dan kepribadian, kemampuan penguasaa ilmu pengetahuan dan teknologi, kepekaan dan kemampuan estetis, potensi fisik dan kesehatan yang disusun berdasarkan standar nasional pendidikan.
Berdasarkan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional nomor 41 tahun 2007, buku teks (buku pelajaran) merupakan salah satu persyaratan pelaksanaan pembelajaran yanng meliputi:
a. Buku ajar pelajaran yang akan digunakan oleh sekolah/madrasah dipilih melalui rapat guru dengan pertimbangan komite sekolah/madrasah dari buku-buku teks pelajaran yang ditetapkan oleh menteri.
b. Rasio buku ajar pelajaran untuk peserta didik adalah 1:1 tiap mata pelajaran. c. Selain buku teks pelajaran, guru menggunakan buku panduan guru, buku
pengayaan, buku referensi dan sumber belajar lainnya.
d. Guru membiasakan peserta didik menggunakan buku-buku dan sumber belajar lain yang ada di perpustakaan sekolah/madrasah.
commit to user
Buku teks (buku pelajaran) memuat materi mengenai suatu bidang ilmu pengetahuan tertentu yang menjadi sumber belajar siswa. Dalam memilih buku harus memerhatikan materi yang dimuat oleh buku.
Menurut Sitepu (2005:120) yang perlu diperhatikan dalam menilai materi buku pelajaran ialah ; (1) Kesesuaian dengan kurikulum, (2) Kebenaran konsep, (3) Urutan konsep, (4) Contoh, dan (5) Bahan evaluasi.
Di dalam materi terdapat konsep-konsep beserta penjelasan. Sehingga konsep-konsep di dalam buku ajar tersebut harus sesuai dengan konsep para ahli. Oleh karena itu perlu dilakukan analisis konsep di dalam buku ajar.
Menurut Sitepu hal-hal yang perlu dianalisis berkaitan dengan kebenaran konsep dalam buku ajar antara lain:
a. Apakah sesuai dengan cakupan (ontologi) disiplin ilmu yang bersangkutan? b. Apakah lengkap untuk mencapai kompetensi yang dikehendaki?
c. Apakah kebenaran konsep dapat dipertanggungjawabkan dari ilmu yang bersangkutan?
d. Apakah konsep-konsep yang disampaikan masih relevan dengan keadaan sekarang? (2005: 121)
Suparno menyatakan ada beberapa pertanyaan dan hal yang perlu diperhatikan dalam menganalisis miskonsepsi buku ajar Fisika SMA. Beberapa pertanyaan itu antara lain:” (a) Apakah konsep utamanya benar?, (b) Apakah rumus-rumus ditulis secara benar?, (c) Apakah gambar, tabel, ilustrasi, dan skema yang digunakan benar?, (d) Apakah satuan, ketepatan, dan ketentuan-ketentuan lain ditulis secara benar?” (2009: 114).
4. Dinamika Rotasi Benda Tegar a. Momen Gaya dan Momen Inersia
Momen gaya dapat dianggap sebagai suatu besaran vektor yang dinyatakan sebagai perkalian vektor
𝝉�⃗=𝒓�⃗×𝑭��⃗ (2.1)
commit to user
Jika sebuah partikel bermassa m berputar di sebuah lingkaran berjari-jari r pada ujung sebuah senar atau batang yang massanya dapat kita abaikan. Kemudian gaya tunggal 𝑭��⃗ bekerja tegak lurus terhadap r, seperti pada Gambar 2. sehingga momen gaya yang menaikkan percepatan sudut adalah 𝝉�⃗=𝒓�⃗×𝑭��⃗. Jika menggunakan hukum newton kedua untuk besaran linier𝑭��⃗=𝑚𝒂��⃗, dan kemudian dikaitkan dengan 𝒂��⃗𝑇 =𝒂��⃗ = ���⃗𝜶×𝒓�⃗, sehingga diperoleh
𝑭��⃗=𝑚𝒂��⃗ = m(𝜶��⃗×𝒓�⃗) (2.2) Kemudian subtitusikan persamaan (2.2) ke dalam persamaan 𝝉�⃗ =𝒓�⃗×𝑭��⃗, sehingga
𝝉�⃗= 𝒓�⃗×𝑚(𝜶��⃗×𝒓�⃗) =𝑚(𝒓�⃗× (𝜶��⃗×𝒓�⃗) )
=𝑚((𝒓�⃗ ∙ 𝒓�⃗) ���⃗ −𝜶 (𝒓�⃗ ∙ 𝜶��⃗)𝒓�⃗)
= 𝑚�(𝑟2𝑐𝑜𝑠 0) ���⃗ −𝜶 (𝑟𝛼𝑐𝑜𝑠 900)𝒓�⃗� Karena 𝑐𝑜𝑠 0 = 1 dan 𝑐𝑜𝑠 900 = 0 sehingga dihasilkan
𝝉�⃗= 𝑚𝑟2𝜶��⃗ (2.3) Kemudian menerapkan persamaan 𝝉�⃗=𝑚𝑟2𝜶��⃗ ke tiap partikel benda, dan kemudian menjumlahkan semua partikel tersebut. Jumlah berbagai momen total. Sehingga didapatkan momen total
∑ 𝝉�⃗= (∑ 𝑚𝑟2)𝜶��⃗ (2.4) Gambar 2.1 Massa m Berputar dalam Lingkaran
Berjari-jari r sekitar Titik Tetap (Giancoli, D. C., 2001 :260)
commit to user
∑ 𝝉�⃗= (∑ 𝑚𝑟2)𝜶��⃗ menyatakan penjumlahan massa tiap partikel dari benda dikalikan dengan kuadrat jarak partikel tersebut dari sumbu perputaran. Besaran ini disebut dengan momen inersia atau momen kelembaman rotasi yang biasa disimbolkan dengan I.
𝐼 =∑ 𝑚𝑟2 (2.5) Gabungkan ∑ 𝝉�⃗= (∑ 𝑚𝑟2)𝜶��⃗dan 𝐼 =∑ 𝑚𝑟2sehingga didapatkan,
∑ 𝝉�⃗=𝐼𝜶��⃗ (2.6) Ini merupakan padanan memutar hukum newton kedua. Ini berlaku untuk perputaran benda kaku sekitar sumbu tetap, sehingga momen kelembaman (I) merupakan sebuah ukuran kelembaman rotasi benda memainkan peranan yang sama untuk gerakan rotasi dengan yang massa lakukan untuk gerakan translasi. Kelembaman rotasi benda tidak hanya tergantung pada massanya, tetapi juga pada cara massa disebarkan dengan acuan ke sumbu.
Contohnya, silinder bergaris tengah besar akan memiliki kelembaman rotasi lebih daripada silinder bermassa sama tetapi bergaris-garis lebih kecil (dan selanjutnya panjang lebih besar) seperti pada gambar. Gambar pertama akan lebih sulit untuk memutar, dan lebih sulit berhenti. Bila massa dikumpulkan lebih jauh dari sumbu putar, kelembaman memutar lebih besar. Untuk gaya rotasi, massa benda tidak dapat dipandang sebagai terkumpul pada pusat massa.
Gambar 2.2 Roda Bergaris-tengah Besar Mempunyai Kelembaman Rotasi Lebih Besar daripada yang Bergaris Tengah Lebih Kecil tetapi Massa Sebanding (Giancoli, D. C., 2001: 261)
commit to user
Tabel 2.1 Momen Kelembaman untuk Bermacam Benda dengan Komposisi Sama Rata (Giancoli, D. C., 2001: 263)
Benda Lokasi Sumbu Momen inersia
a Lingkaran tipis dengan radius R Melalui pusat 𝑀𝑅2 b Lingkaran tipis dengan radiius R dan lebar W Melalui diameter pusat 1 2𝑀𝑅2 +121 𝑀𝑊 c Silinder padat dengan radius R Melalui pusat 1 2𝑀𝑅2 d Silinder berongga dengan radius dalam R1 dan radius luar R2 Melalui pusat 1 2𝑀(𝑅22+𝑅212 ) e Bola serba sama
dengan radius R
Melalui pusat 2
3𝑀𝑅2
f Batang serba sama panjang dengan panjang L
Melalui pusat 1
12𝑀𝑅2
g Batang serba sama panjang dengan panjang L Melalui ujung 1 3𝑀𝐿2 h Lempengan persegi panjang tipis dengan panjang L dan lebar W Melalui pusat 1 12𝑀(𝐿2 +𝑊2) 14
commit to user b. Energi Kinetik Rotasi
Besaran 1
2𝑚𝑣2 merupakan energi kinetik benda yang mengalami gerak
translasi. Benda yang berotasi sekitar sumbu disebut mempunyai energi kinetik rotasi. Dengan kesamaan 𝐸𝑘R translasi , kita mengharapkan ini akan diberikan oleh 1
2𝐼𝜔2 dengan I momen kelembaman benda dan 𝜔 kecepatan sudutnya. Ini
sesungguhnya menunjukkan bahwa ini benar. Perhatikan seuatu benda kaku berputar yang dibuat dari banyak partikel mungil, masing-masing bermassa m. Jika kita misalkan setiap satu partikel dari sumbu perputaran, maka kecepatan liniernya adalah���⃗𝒗=𝑟𝝎���⃗. Energi kinetik total seluruh benda menjadi jumlah energi kinetik seluruh partikelnya.
Benda yang berputar sementara pusat massanya mengalami gerak translasi akan memnyai dua 𝐸𝑘 yaitu 𝐸𝑘 translasi dan 𝐸𝑘 rotasi. Pada persamaan 𝐸𝑘 = 1
2𝐼𝜔2memberika 𝐸𝑘 rotasi jika sumbu perputaran tetap. Jika benda bergerak (seperti roda berguling menuruni bukit), persamaan ini akan tetap berlaku selama sumbu perputaran arahnya tetaparahnya. Maka energy totalnya adalah
𝐸𝑘 =1
2𝑀𝑣𝑃𝑀2 + 1
2𝐼𝑃𝑀𝜔2 (2.7) dengan 𝒗PM merupakankecepatan linier pusat massa,𝐼PM merupakan momen kelembaman sekitar sumbu melalui pusat massa,𝝎 merupakan kecepatan sudut sekitar sumbu ini dan M merupakan massa total benda
c. Momentum Sudut dan Kekekalannya
Momentum linier juga mempunyai padanan untuk rotasi yang disebut dengan momentum sudut. Untuk benda berputar sekitar sumbu tetap didefinisikan sebagai
𝑳��⃗= 𝐼𝝎���⃗ (2.8)
commit to user
dengan I momen kelembaman partikel terhadat sumbu yang melaui pusat lingkaran dan tegak lurus bidang gerak dan arah 𝑳��⃗= 𝐼𝝎���⃗ sama dengan arah���⃗𝑳= 𝐼𝝎���⃗. Utuk gerakan yang berlawanan dengan arah jarum jam , 𝑳��⃗= 𝐼𝝎���⃗dan 𝑳��⃗=𝐼𝝎���⃗ biasanya diambil positif, sehingga untuk gerakan searah jarum jam, nilai besaran adalah negatif.
Hukum newton dua dapat ditulis tidak hanya ∑ 𝑭��⃗=𝑚𝒂��⃗ ,tetapi juga lebih umum dalam suku-suku momentum ∑ 𝑭��⃗=∆𝒑��⃗�∆𝑡.. Dengan jalan sama, padanan rotasi hukum newton dua dapat dituliskan ∑ 𝝉= 𝐼𝛼, dapat juga dituliskakn dalam suku suku momentum sudut :
∑ 𝝉�⃗=∆𝑳��⃗
∆𝑡 (2.9) d. Vektor Momentum Sudut ; Roda Berputar
Momentum sudut merupakan besaran vektor (seperti roda, silinder, simpai, bola) yang berputar sekitar sumbu tertangkupvektor kecepatan sudut dan 𝑳
���⃗berputar ke arah yang sama yaitu menuju sepanjang sumbu perputaran ke arah yang diberikan oleh aturan tangan kanan.
Sifat dasar momentum sudut dapat digunakan untuk menjelaskan sejumlah gejala menarik. Sebagai contohnya, seorang yang berdiri pada panggung lingkaran yang diam yang dapat berputar melalui pusatnya. Jika orang sekarang mulai berjalan
Gambar 2.3 Orang Berdiri di Panggung
Melingkar (Giancoli, D. C., 2001: 272)
commit to user
sepanjang tepi panggung. Panggung mulai berputar ke arah berlawanan. Mengapa? Pertama-tama karena kaki bawah orang mendesakkan gaya padanya, tetapi juga karena ini merupakan contoh kekekalan momentum sudut. Jika orang mulai berjalan berlawanan arah jarum jam, momentum sudut orang akan menuju ke atas sepanjang sumbu perputaran. Besarnya momentum sudut orang akan,𝑳��⃗= 𝐼𝝎���⃗. Panggung berputar ke arah yang berlawanan, sehingga momentum sudutnya menuju ke bawah. Jika momentum sudut total awal nol (orang dan panggung diam), ia akan terus nol setelah orang mulai berjalan. Jadi momentum sudut ke atas orang tepat mengimbangi arah berlawanan. Momentum sudut ke bawah panggung, sehingga vektor momentum sudut total terus nol. Meskipun orang mendesak gaya ke panggung, dan sebaliknya, ini merupakan momen internal (internal ke sistem yang mengandung panggung plus orang). Tidak ada momen luar (anggap pemikul panggung bebas gesekan), sehingga dari persamaan ∑ 𝝉�⃗=∆𝑳��⃗∆𝑡 = 0 yang berarti momentum sudut tetap.
e. Syarat Benda dalam Kesetimbangan
Syarat yang diperlukan partikel untuk tetap diam adalah bahwa gaya neto yang bekerja pada partikel itu nol.pada kondisi ini, partikel tidak dipercepat, dan jika kecepatan awalnya nol, maka partikel tetap diam. Karen percepatan pusat massa sebuah benda sama dengan gaya neto yang bekerja pada benda dibagi dengan massa total benda, maka sysrat ini juga belaku untuk benda tegar yang berada dalam kesetimbangan. Namun, walaupun pusat massa sebuah benda diam, benda dapat berputar. Jadi, jugalah perlu bahwa torsi neto terhadap pusat massa sama dengan nol. Jika pusat massa sebuah benda diam dan tidak ada torsi mengelilinginya, maka tidak akan ada rotasi mengelilingi titik manapun. Jadi, agar kesetimbangan statik terjadi, torsi neto yang bekerja pada sebuah benda harus nol terhadap setiap titik. Sehingga syarat benda dalam kesetimbangan adalah
commit to user
a) Gaya eksternal yang bekerja pada benda tersebut harus nol
����⃗𝑭𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 =𝟎 (2.10) b) Torsi eksternal neto terhadap setiap titik harus nol
𝝉�⃗𝑛𝑒𝑡𝑡𝑜 =𝟎 (2.11) f. Titik Berat
Bila dua atau lebih gaya sejajar bekerja pada sebuah benda, maka mereka dapat digantikan oleh sebuah gaya tunggal ekivalen yang sama dengan jumlah gaya-gaya itu dan dikerjakan pada sebuah titik sedemikian sehingga torsi yang dihasilkan gaya ekivalen tunggal tunggal itu sama dengan gaya neto yang dihasilkan oleh gaya-gaya semula. Gambar 6 menunjukkan gaya𝑭��⃗1 yang bekerja pada sebuah batang dititik 𝑥1 dan gaya kedua 𝑭��⃗2 yang bekerja pada titik𝑥2. Gaya neto ∑ 𝑭��⃗= 𝑭��⃗1+𝑭��⃗2 akan menghasilkan torsi yang sama terhadap O jika gaya itu bekerja pada jarak 𝑥𝑟, yang diberikan oleh
𝑥,∑ 𝑭��⃗= 𝑭��⃗1𝑥1+𝑭��⃗2𝑥2 (2.12) Hasil tersebut dapat digunakan untuk menunjukkan bahwa gaya gravitasi yang dikerjakan pada berbagai bagian benda dapat digantikan oleh gaya tunggal, berat total yang bekerja pada sebuah titik yang dinamakan titik berat.
Gambar 2.4 Kedua Gaya Sejajar 𝑭��⃗1 dan 𝑭��⃗2 Dapat Diganti Oleh Gaya Neto Tunggal ∑ 𝑭��⃗ yang Mempunyai Pengaruh yang Sama
Z Y X O 𝐹⃗1 𝐹⃗ 2 ∑ 𝐹⃗ 18
commit to user
Pada Gambar 7 benda telah dibagi menjadi berapa benda yang lebih kecil. Jika pembagian itu dibuat cukup kecil, maka benda-benda yang lebih kecil itu dapat dipandang sebagai partikel-partikel. Berap tiap partikel adalah wi dan
berat total benda itu adalah 𝑾=∑ 𝒘𝑖. Dengan padanan persamaan 𝑥,∑ 𝑭��⃗= 𝑭��⃗1𝒙1+𝑭��⃗2𝒙2 untuk kasus banyak gaya sejajar dan dengan menggunakan 𝑾= ∑ 𝒘𝑖. Maka didapatkan untuk titik tangkap gaya neto Xpb
𝑋𝑝𝑏𝑾=∑ 𝒘𝑖 𝑖𝑥𝑖. (2.13) Persamaan (2.13) di atas dapat didefinisikan koordinat 𝑥 pusat berat. Titik berat adalah titik dimana berat total sebuah benda bekerja sehingga torsi yang dihasilkannya terhadap sembarang titik sama dengan torsi yang dihasilkan oleh berat masing-masing partikel yang membentuk benda tersebut. Jika percepatan gravitasi tidak berbeda diseluruh benda itu, kita dapat menulis 𝑤𝑖 = 𝑚𝑖𝑔 dan 𝑊𝑀𝑔R dan mencoret faktor yang sama 𝑔, maka
𝑋𝑝𝑏𝑀𝑔= ∑ 𝑚𝑖 𝑖𝑔𝑥𝑖 (2.14) 𝑋𝑝𝑏𝑀 =∑ 𝑚𝑖 𝑖𝑥𝑖 (2.15) Persamaan (2.15) di atas memberikan koordinat 𝑥 untuk pusat massa. Jadi, bila percepatan gravitasi tidak berbeda di seluruh benda, maka pusat berat dan pusat massa berimpit. Bila titik asal dipilih berada di titik berat, Xpb = 0, dengan
demikian
Gambar 2.5 Berat Semua Partikel Sebuah Benda Dapat Digantikan Oleh Berat Total 𝑾 Benda yang Bekerja pada Pusat Berat
commit to user
∑ 𝒘𝑖 𝑖𝑥𝑖 = 0 (2.16) Jadi, kita dapat berfikir tentang pusat berat sebuah benda sebagai titik yang terhadapnya gaya-gaya berat bekerja pada semua partikel benda itu yang menghasilkkan torsi nol. Kita dapat menggunakan cara ini untuk menentukan letak pusat massa .
g. Kopel
Penggantian sekumpulan gaya dengan gaya tunggal yang sama dengan jumlah gaya-gaya sejajar tersebut, yang bekerja pada suatu titik sedemikian sehingga menghasilkan torsi rotasi yang sama seperti gaya-gaya sejajar tadi terhadap sembarang titik. Selanjutnya penggantian gaya-gaya yang berat yang bekerja pada berbagai agian dari benda dengan sebuah gaya tunggal, yaitu berat gaya tersebut, yang bekerja pada pusat berat. Namun, dua gaya yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan dan mempunyai garis kerja yang berbeda tidak dapat diganti oleh gaya tunggal. Pasangan gaya semacam itu, dinamakan gaya kopel, berusaha menghasilkan torsi, tetapi gaya netonya nol.perhatikan Gambar kopel . torsi yang dihasilkan oleh gaya-gaya ini terhadap titik O adalah
𝜏 =𝐹𝑥2−𝐹𝑥1 =𝐹(𝑥2− 𝑥1) =𝐹𝐷 (2.17) dengan 𝐹 adalah besar salah satu gaya dan D adalah jarak antara gaya-gaya tersebut. Hasil ini tidak bergantung pada pemilihan titik O.
h. Stabilitas Kesetimbangan
Kesetimbangan sebuah benda dapat diklasifikasikan menurut tiga kategori : stabil, tak stabil dan netral. Kesetimbangan takstabil bila gaya-gaya atau torsi yang muncul karena perpindahan kecil dari benda yang memaksa benda menjauhi posisi kesetimbangannya. Kesetimbangan netral jika sebuah sistem diganggu sedikit dari posisi kesetimbangannya maka tidak ada torsi atau gaya yang menggerakkannya ke salah satu arah. Kesetimbangan stabil terjadi bila torsi atau gaya yang muncul karena perpindahan kecil dari benda tersebut memaksa benda itu kembali kearah posisi kesetimbangannya.
commit to user
A. Penelitian yang Relevan
Penelitian tentang analisis miskonsepsi telah dilakukan oleh beberapa ahli. Penelitian yang relevan dengan penelitian ini adalah:
1. Andi Desy Yuliana Mukti, Trustho Raharjo, dan Edy Wiyono pada tahun 2010 melakukan penelitian buku ajar dengan judul ” Identifikasi Miskonsepsi dalam Buku Ajar Fisika SMA Kelas X Semester Gasal” oleh. Penelitian ini menyimpulkan bahwa ada konsep-konsep yang berpotensi terjadi miskonsepsi dalam buku ajar Fisika (Fisika 1 SMA kelas X karangan Purwoko dan Fendi H. Cetakan kedua tahun 2010 yang diterbitkan Yudistira) dengan besar prosentase konsep-konsep yang berpotensi terjadi miskonsepsi dalam buku ajar tersebut adalam materi: (a) pengukuran 7,2 % ;(b) vektor 00,8 %; (c) kinematika gerak lurus 7,25 %: (d) kinematika gerak melingkar 1,6 %; (e) dinamika gerak lururs 7,2 % : (f) dinamika gerak melingkar 2,4 %.
2. Elya Nusantari pada tahun 2011 melakukan penilitian buku ajar dengan judul ” Analisis dan Penyebab Miskonsepsi pada Materi Genetika Buku SMA Kelas XII”. Penelitian ini menyimpulkan bahwa ditemukannya miskonsepsi pada konsep genetik seperti miskonsepsi pada konsep arti dan ruang lingkup genetika; materi genetik; gen, DNA, dan kromosom; hubungan gen, DNA-RNA-polipeptida dan proses sintesis protein; prinsip hereditas dan mekanisme pewarisan sifat ; penentuan jenis kelamin; Hubungan pembelahan mitosis dan meiosis dengan pewarisan sifat; mutasi.
3. Nurul Fitrianingrum, Widha Sunarno, dan Dewanto Harjunowibowo pada tahun 2013 melakukan penilitian buku ajar dengan judul ” Analisis dan Penyebab Miskonsepsi Gerak Melingkar pada Buku Sekolah Elektronik (BSE) Fisika SMA Kelas X Semester I”. Penelitian ini menyimpulkan bahwa tidak ada miskonsepsi Gerak Melingkar pada buku-buku BSE cetakan pertama tahun 2009 yang
commit to user
diterbitkan oleh Pusat Perbukuan Kemendiknas, besar persentase miskonsepsi pada buku-buku tersebut 0 %.
4. Tyas Utami pada tahun 2013 melakukan penilitian buku ajar dengan judul ” Analisis Miskonsepsi Sistem Pernafasan dalam Buku Ajar Biologi SMA di Kotamadya Yogyakarta”. Penelitian ini menyimmpulkan bahwa teridentifikasi adanya miskonsepsi sistempernafasan pada buku ajar Biologi SMA kela XI semester II di Kotamadya Yogyakarta tahun ajaran 2012/2013.
5. Yusuf Hilmi A dan Oom Romlah pada tahun 2007 melakukan penelitian buku ajar dengan judul “Identifikasi Kesalahan dan Miskonsepsi Buku Teks Biologi SMU”, menyimpulkan bahwa dari tujuh topik Biologi (struktur tumbuhan, struktur dan fungsi sel,sistem koordinasi, metabolisme sel, bioteknologi, reproduksi sel, dan biogeografi) yang terdapat di dalam buku teks Biologi SMU yang diteliti memiliki kesalahan sebesar 17 %, miskonsepsi 11 %, dan memerlukan konsep alternatif sebesar 25 % dari seluruh konsep. Sebagian kecil siswa (< 25%) terpengaruh oleh kesalahan dan miskonsepsi yang terdapat di dalam buku teks.
6. Derya Kaltakҫi Gürel dan Ali Eryilmaz pada tahun 2013 melakukan penelitian dengan judul “A Content Analysis of Physics Textbooks as a Probable Source of Misconceptions in Geometric Optics”. Pada penelitian ini ditemukan keterangan yang berpotensi menimbulkan miskonsepsi pada buku ajar fisika tersebut yang sebagian besar terjadi pada submateri pembentukan bayangan pada cermin,
Observer’s Eye in Virtual Image Case, Observer’s Eye in Real Image Case, dan
Refraction on Observer’s Eye
7. Elif Omca Cobanoglu dan Birgul Sahin pada tahun 2009 melakukan penelitian dengan judul “Underlining the Problems in Biology Textbook for 10th Grades in
High School Education Using the Suggestions of Practicing Teachers”,
menyimpulkan bahwa buku teks Biologi yang diteliti mengandung miskonsepsi, sehingga dapat mempengaruhi pembelajaran. Tipe pertanyaan yang digunakan tidak mengandung penyelidikan. Disamping itu, buku teks menekankan pada
commit to user
guru agar mendorong peserta didik untuk mengingat, sehingga harus ditinjau kembali.
8. Narendra D. Deshmukh dan Veena M. Deshmukh pada tahun 2011 melakukan penelitian dengan judul “Textbook: A Source of Students’ Misconceptions at The Secondary School Level”. Penelitian ini menyimpulkan bahwa banyak penulis buku teks, guru, dan siswa tidak menyadari miskonsepsi yang terdapat dalam buku teks. Peneliti menyarankan penulis buku untuk menghapus miskonsepsi yang terdapat pada buku teks, karena buku teks yang beredar dianggap oleh guru dan siswa sebagai buku yang tidak memiliki kesalahan konsep.
B. Kerangka Berfikir
Sumber belajar tidak lepas dalam kegiatan pembelajaran. Sumber belajar terdiri dari berbagai jenis, seperti pesan, manusia, alat, bahan, dan teknik. Salah satu contoh dari sumber belajar berjenis bahan adalah buku ajar. Buku ajar dalam proses pembelajaran sangat penting peranannya, karena buku merupakan sumber utama dalam kegiatan pembelajaran. Permasalahan yang sering terjadi dalam buku adar yang digunakan dalam pembelajaran ialah Miskonsepsi, terlebih lagi pada sains terutama Fisika. Miskonsepsi pada Fisika yang paling banyak terjadi adalah pada bidang mekanika yang merupakan materi awal dan utama dalam pembelajaran Fisika pada Sekolah Menengah Atas. Sehingga pada awal pembelajaran seharusnya dihindari terjadinya miskonsepsi. Mekanika terdiri dari beberapa pokok bahasan yang dipelajari dimana salah satunya adalah Dinamika Rotasi Benda Tegar.
Berdasarkan uraian kerangka berfikir di atas, maka dapat dibuat suatu paradigma penelitian yang ditunjukkan pada Gambar 2.6.
commit to user
Gambar 2.6. Diagram Paradigma Penelitian
C. Pertanyaan Penelitian
Dalam penelitian ini, penulis meneliti tiga buku ajar sebagai objek penelitian. Tiga buku ajar yang diteliti ini adalah :
1. Buku ajar berjudul Fisika untuk SMA Kelas XI karangan Marthen Kanginan yang diterbitkan oleh penerbit Erlangga pada tahun 2006,
2. Buku ajar berjudul Terpadu Fisika untuk SMA/ MA Kelas XI Semester 2 karangan Bob Foster yang diterbitkan oleh Erlangga pada tahun 2012,
3. Buku ajar berjudul Fisika untuk SMA dan MA Kelas XI karangan Sri Handayani dan Ari Damari yang diterbitkan oleh Departemen Pendidikan Nasional pada tahun 2009.
Berdasarkan uraian kerangka berfikir penelitian, dapat diperoleh pertanyaan-pertanyaan peelitian sebagi berikut :
Bahan Buku merupakan sumber informasi utama dalam pembelajaran Sumber belajar Permasalahan yang sering terjadi dalam Buku ajar adalah
miskonsepsi Miskonsepsi dalam Fisika Mekanik Dinamika Rotasi Benda Tegar Analisis Miskonsepsi Dinamika Rotasi benda Tegar pada Buku Ajar Fisika SMA
commit to user
1. Apakah ada miskonsepsi pada materi Dinamika Rotasi Benda Tegar pada tiga buku yang diteliti?
2. Berapa persen miskonsepsi pada materi Dinamika Rotasi Benda Tegar pada tiga buku yang diteliti?
3. Apakah ada indikasi keterangan lainya (kesalahan kalimat, gambar, penulisan perumusan, dll) yang berpotensi menimbulkan miskonsepsi pada materi Dinamika Rotasi Benda Tegar pada tiga buku yang diteliti?
