Fenomena Gunung Es Selalu Mengapung

FENOMENA GUNUNG ES 

SELALU TERAPUNG DI LAUT

Oleh: Wahyu Ari Wijaya

    Hukum Archimedes menyatakan jika sebagian benda atau seluruhnya berada dalam fluida (zat cair/gas), maka terdapat volume zat yang dipindahkan dan sebanding bengan berat zat tersebut. Contoh jika kita mengisi gelas penuh dengan air dan memasukkan telur rebus dalam gelas, maka dipastikan terdapat air yang tumpah dan bila air yang tumpah tersebut ditimbang akan sebanding dengan berat telur. 

    Dalam persamaan F_A =ρ_z . g . V_t dimana F_A adalah gaya Archimedes (gaya angkat keatas oleh zat), ρ_z adalah massa jenis fluida (zat cair/gas dimana benda berada), g adalah percepatan gravitasi dan V_t adalah volume denda yang tercelup.

Setiap benda selalu mendapat gaya angkat ke atas (gaya Archimedes) oleh zat cair/gas tersebut, sehingga terjadi saling interaksi antara berat benda dengan gaya Archimedes:

1)jika massa jenis benda lebih besar dari massa jenis zat maka benda akan tenggelam.

2) jika massa jenis benda sama dengan massa jenis zat maka benda akan melayang.

3) jika massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat maka benda akan terapung.

    Fenomena gaya Archimedes:

1. Kapal Laut yang tersusun atas berbagai bahan paku, papan kayu, lempengan besi dapat terapung di laut dikarenakan terdapat rongga udara yang menyebabkan massa jenis benda lebih kecil dari massa jenis zat.

2. Kapal selam dapat menyesuaikan keadaan di dasar laut, melayang maupun muncul di permukaan karena gelembung udara terisi penuh air laut, sebagian dan kosong.

3. Balon udara yang diisi gas karbit/hydrogen dapat terbang karena udara di dalam balon lebih panas dan lebih ringan dari udara di luar balon (ρ_{b <} ρ_z)

        Anomali air merupakan keanehan air saat mengalami pemuaian, air dari suhu 0°C di panaskan volume akan menyusut sampai 4°C, dan akan kembali memuai kembali sampai mendidih.

Artinya bila saat air membeku volume air menjadi besar (saat padat/menjadi es) maka massa jenis es menjadi kecil (ρ_b=m/V ).

Sebagai contoh hitungan massa awal air 1000 kg pada volume 1 m³ maka massa jenis air 1000/1 = 1000 kg/m³, bila air tersebut membeku (es/padat) volume akan menjadi lebih besar lihat grafik misalkan 2 m³, maka massa jenis menjadi 1000/2 = 500 kg/m³. Tampak bahwa massa jenis es lebih kecil dari massa jenis air dan jika es batu di masukkan dalam air teh maka es akan terapung di air teh tersebut.

    Dalam fenomena Gunung es yang selalu mengapung di permukaan air laut dapat dijelaskan sebagai berikut: massa jenis es yang lebih kecil dari massa jenis air laut akan memposisikan berada di atas karena adanya gaya Archimedes dari air laut lebih besar dari berat gunung es tersebut, maka di kutub pada musim dingin air laut yang membeku menjadi gunung es selalu terapung dan saat musim panas banyak gunung es yang mencair tetap dalam kondisi gunung es mengapung di lautan.

*****

Kelenturan Tulang

Fenomena Listrik Statis

Diskripsi alat:
mesin terbuat dari logam penghantar listrk berada dalam cungkup gelas hampa udara

Prinsip alat:
Pada saat dihidupkan maka elektron akan mengumpul di bola konduksi. Ketika tangan kita menyentuh cungkup gelas, maka terjadi loncatan elektron dari bola konduksi ke tangan kita. Pada saat elektron loncat sambil memancarkan cahaya.

PjBL-STEM SMA

Pentingkah Kerja Proyek STEM untuk Siswa SMA?

Wahyu Ari Wijaya

Akhir-akhir ini pembelajaran pendekatan Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) banyak dibicarakan di dunia pendidikan dan banyak yang mengklaim bahwa STEM lebih cocok diterapkan di SMK dari pada di SMA. Pendapat ini melihat bahwa siswa SMK berorientasi ke dunia kerja sehingga pembelajarannya mendekatkan materi ke dunia kerja melalui karya proyek. Sedangkan siswa SMA berorientasi melanjutkan ke jenjang lebih tinggi maka pembelajarannya diutamakan ke materi teori. Aspek keterampilan hanya melakukan percobaan untuk membuktikan sejumlah teori yang dipelajari.

Guna mengkaji STEM di SMA perlu dilihat tujuan pendidikan di SMA yaitu meningkatkan pengetahuan siswa untuk melanjutkan pendidikan pada jenjang yang lebih tinggi dan untuk mengembangkan diri sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi serta meningkatkan kemampuan siswa sebagai anggota masyarakat dalam mengadakan hubungan timbal-balik dengan lingkungan sosial, budaya dan alam sekitar. Melihat dari elemen kurikulum bagian kompetensi, pendidikan harus meliputi; sikap, pengetahuan dan keterampilan, maka pendidikan di SMA tidak hanya penguatan satu aspek pengetahuan saja tetapi keterampilan dan sikap harus juga tercapai.

Pembelajaran pada Kurikulum 2013  melalui pendekatan saintifik dengan model pembelajaran Discovery Learning, Inkuiri,  Project Based Learning (PjBL) maupun Problem Based Learning (PBL). Project Based Learning merupakan langkah pembelajaran dengan menganalisis masalah, merencanakan waktu dan membuat desain proyek, proses membuat, mengevaluasi meliputi mencoba proyek dan perbaikan serta mengkomunikasikan dalam bentuk presentasi proyek dan laporan karya tulis. Sehingga melalui PjBL dengan menghasilkan kreativitas proyek (aspek keterampilan) siswa mampu membangun teori sendiri melalui literasi (aspek pengetahuan) dengan sikap kolaboratif. Dengan demikian ketiga aspek pada kompetensi siswa dapat tercapai sekaligus.

Salah satu bentuk pelaksanaan dari PjBL adalah Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM). Pembelajaran STEM dapat mengkolaborasikan empat bidang yaitu sains, teknologi, permesinan dan matematika dalam satu rangkaian pembelajara. Metode ini telah diterapkan negara-negara maju diantaranya Amerika Serikat, Jepang, Finlandia, Australia dan Singapura.

Diharapkan melalui STEM siswa mampu menganalisis permasalahan yang ada mengaitkan teknologi permesinan dengan sains,  membuat rencana baik waktu pelaksanaan maupun mendesain proyek dengan memperhatikan perhitungan secara matematis. Langkah selanjutnya siswa mampu membuat proyek, mengujicoba dan perbaikan. Diakhiri menyusun laporan dalam karya tulis dan mengkomunikasikan. Beberapa penelitian tentang pembelajaran STEM ternyata siswa mampu meningkatkan penguasaan pengetahuan, mengaplikasikan pengetahuan di produk teknologi bahkan mampu mencipta karya teknologi baru dengan keterampilannya.

Pengalaman belajar kerja proyek sangat diperlukan bagi siswa SMA karena banyak lulusan SMA yang melanjutkan ke jenjang lebih tinggi pada jurusan teknik di sebuah perguruan tinggi maupun politeknik. Metode perkuliahan di jurusan teknik pada umumnya melalui pendekatan PjBL. Apabila siswa tidak pernah melakukan kerja proyek saat belajar di SMA maka dapat mengalami kesulitan dalam perkuliahan. Akan tetapi jika siswa terbiasa melakukan kerja proyek saat di SMA maka diharapkan akan lancar dalam menempuh mata kuliah di jurusan teknik. Oleh karena itu penting pada jenjang SMA dilatih bekerja proyek agar mereka mempunyai pengalaman dan terampil dalam menganalisis masalah, merencanakan, membuat, mengevaluasi dan mengkomunikasikan hasil kerja proyek.

Berikut tiga  contoh materi fisika yang dapat dilakukan melalui STEM-PjBL yaitu;  pertama Listrik Dinamis dengan proyek merangkai paralel lampu “lombok” dan diseri dengan stater lampu Tube Lamb kemudian dihubungkan ke sumber listrikAC maka nyala lampu dapat berkedip.  Proyek ini untuk memberi pengalaman belajar siswa yang akan melanjutkan ke teknik elektro/elektronika. Kedua Hukum Archimedes dengan proyek membuat prototype kapal laut dari botol bekas mineral dilengkapi layar. Proyek ini untuk memberi pengalaman belajar siswa yang akan melanjutkan ke teknik perkapalan dan Ketiga Kesetimbangan Benda Tegar dengan membuat prototype kuda-kuda rumah dari kayu stik es krim untuk menentukan titik berat. Proyek ini memberi pengalaman belajar siswa yang akan melanjutkan ke teknik sipil.

Dari paparan di atas dapat disimpulkan pembelajaran berbasis proyek (PjBL) melalui STEM sangat bermanfaat bagi siswa SMA. Banyak yang diperoleh dari pembelajan STEM antara lain untuk jangka pendek memberikan pengalaman belajar secara langsung pada siswa, artinya siswa melakukan sendiri proses pembelajaran. Maka dari esensi belajar, siswa memperoleh pengalaman selama proses belajar dengan mencoba membuat proyek maka pengalaman belajar siswa tercapai.. Tiga aspek kompetensi pada kurikulum; aspek sikap, pengetahuan dan keterampilan dapat tercapai sekaligus. Untuk jangka panjang sebagai bekal siswa pada saat melanjutkan ke jenjang yang lebih tinggi terutama kuliah di jurusan teknik. Oleh karena itu sebaiknya guru melakukan pembelajaran STEM pada kompetensi dasar yang relevan.

Guru Fisika SMAN 3 MALANG

waw.fisok@gmail.com