Kajian Fisika Kontekstual: Payung dan Koefisien Hambatan Udaranya

Abstract

Hal yang urgent dalam pembelajaran fisika kontekstual adalah menggeser pendekatan ideal menjadi pendekatan riil. Penyampaian materi pembelajaran mekanika di sekolah tingkat SMP atau SMA serta buku-buku fisika biasanya materi gerak dibahas berdasarkan konsep idealisasi yaitu hambatan udara diabaikan sehingga cenderung tidak kontekstual. Tujuan penelitian ini adalah mengkaji fisika kontekstual dengan fokus payung dan koefisien hambatan udaranya. Produk akhir dari penelitian ini berupa rancangan pembelajaran yang dapat digunakan sebagai contoh pembelajaran kontekstual di sekolah terkait dengan hambatan udara. Penelitian dilakukan pada pengukuran koefisien hambatan udara terhadap 4 buah payung yang memiliki luasan berbeda dengan menggunakan sepeda motor sebagai penggerak payung. Speedometer sepeda motor untuk menunjukkan nilai kecepatan payung, dan neraca pegas yang dipasang pada sepeda motor untuk menunjukkan nilai gaya hambat udara pada payung. Nilai gaya hambat udara setiap kecepatan tertentu didapatkan melalui video rekaman speedometer dan neraca pegas selanjutnya diperoleh data yang disajikan dalam grafik f(v) dan difitting ke dalam persamaan linear. Gradien dari grafik f(v) yang merupakan nilai koefisien hambatan udara b pada payung didapatkan memenuhi persamaan Fs = − b v sehingga percobaan pada penelitian ini layak digunakan sebagai contoh untuk pembelajaran fisika kontekstual tentang gerak dengan memperhitungkan gaya hambat udara. Koefisien hambatan udara b didapatkan berbanding linear dengan luas penampang payung A. Rancangan pembelajaran untuk digunakan sebagai contoh pembelajaran kontekstual di sekolah terkait hambatan udara telah dapat diujicoba terbatas dan layak untuk digunakan.

The urgent thing in contextual physics learning was to shift the ideal approach to a realistic approach. In the process of submission and discussion in physics books of mechanics topic in junior or senior high school, particularly in this study was the learning of motion concept, are usually discussed by the concept of idealization that nullifies the air barriers so that it tends to be not contextual. The purpose of this study was to examine the contextual physics with the main focus on the umbrella and its coefficient of air resistance. The final result of this research was a learning design related to air resistance that can be used as an example of contextual learning in schools. The research was conducted by measuring the coefficient of air resistance of 4 umbrellas which have a different area that mounted on a moving motorcycle with a spring balance. The motorcycle speedometer shows the umbrella speed, whether the spring’s balance shown the magnitude of air drag force on the umbrella. The magnitude of air drag force at any given speed was obtained through video recording on speedometer and spring balance that showed in graph f(v) and fitted into linear equations. The gradient of the graph was the value of the air resistance coefficient (b) on the umbrella. The obtained coefficient was used to solve the equation Fs = - b v so that the experiment in this study can be used as a proper example for contextual physics learning about the motion that taking into account the air drag force. The result shows that air resistance coefficient b was linearly proportional to the area of the umbrella cross section A. The learning design was qualitatively tested and can be used as a proper example of contextual learning in schools related to air barriers.