BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Belajar Belajar

Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1
Pengertian Belajar
Belajar merupakan suatu kegiatan yang dilakukan oleh seseorang untuk
mendapatkan suatu pengetahuan maupun keterampilan baru yang belum pernah
diketahui. Menurut Suprijono (2010) “Belajar berarti menuju ke perkembangan
pribadi seutuhnya”. Belajar juga dapat diartikan sebagai perubahan tingkah laku
seseorang yang meliputi perubahan keterampilan, sikap, pengetahuan, dan
kemampuan daya reaksi. Belajar biasanya tidak hanya dilakukan di sekolah saja,
bahkan dizaman serba modern ini sudah banyak lembaga-lembaga yang menyediakan
berbagai jenis tempat belajar. Kegiatan belajar tersebut ada yang dilakukan di sekolah,
di rumah, dan di tempat lain.
Menurut Gagne dalam sagala (2013) yaitu:
Belajar adalah sebagai suatu proses dimana suatu organisma berubah prilakunya sebagai
akibat dari pengalaman. Sedangkan Henry E. Garretberpendapat bahwaBelajar merupakan
suatu proses yang berlngsung pada jangka waktu lamamelalui latihan maupun pengalaman
yang membawa kepada perubahan diri dan perubahan cara mereaksi terhadap suatu
perangsang tertentu.
Perubahan yang terjadi dalam diri seseorang dapat dilihat dari keadaan
internal, keadaan eksternal, proses kognitif dan hasil belajar. Menurut Dimyati dan
Mudjiono (2013) Proses kognitif tersebut menghasilkan suatu hasil belajar berupa:
•
•
informasi verbal, adalah kapabilitas untuk mengungkapkan pengetahuan dan bentuk
bahasa, baik lisan maupun tertulis.Pemilikan informasi verbal memungkinkan individu
berperandalam kehidupan.
keterampilan intelektual, adalah kecakapan yang berfungsi untuk berhubungan dengan
hidup serta mempresentasikan konsep dan lambang. Kemampuan intelek ini terdiri dari
1
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
•
•
•
2.2
diskriminasi jamak , konsep konkrit dan terdevinisi, dan prinsip.
Stategi kognitif, adalah kemampuan menyalurkan dan mengarahkan aktivitas kognitifnya
sendiri. Kemampuan ini meliputi penggunaan konsep dan kaidah dalam memecahkan
masalah.
keterampilan motorik, adalah kemampuan melakukan serangkaian gerak jasmani dalam
urusan koordinasi, sehingga terwujud otomatisme gerak jasmani.
sikap, adalah kemampuan menerima atau menolak obyek berdasarkan penilaian terhadap
obyek tersebut.
Proses Belajar Mengajar
pengertian proses belajar dapat diartikan sebagai tahapan perubahan pada
perilaku kognitif, perilaku afektif dan psikomotorik yang terjadi dalam diri siswa.
Proses belajar merupakan suatu proses yang mengandung serangkaian perbuatan guru
dan
siswa
mulai
dari
menggali
informasi,
kemudian
menganalisis
dan
mentransformasikan informasi tersebut dalam bentuk yang lebih abstrak dan
konseptual, serta melakuakan evaluasi pengetahuan yang telah diperoleh tersebut
(Nasution, 2013).
Interaksi atau hubungan timbal balik antara guru dan siswa itu merupakan
syarat utama bagi berlangsungnya proses belajar mengajar. Dalam hal ini bukan hanya
penyampaian pesan berupa materi pelajaran, melainkan penanaman sikap dan nilai
pada diri siswa yang sedang belajar. Suhana (2014) mengatakan bahwa “Proses
belajar mengajar merupakan proses yang sistematis dan integratif dimana penyajian
bahan ajar disesuaikan dengan tingkat kemampuan dan tingkat perkembangan siswa“.
Dari kedua pendapat tersebut dapat disimpulkan bahwa proses belajar
mengajar meliputi kegiatan yang dilakukan guru dan siswa, mulai dari menggali
informasi, mentransformasikan informasi tersebut, sampai evaluasi untuk mencapai
tujuan tertentu, dimana informasi yang disajikan disesuaikan dengan tingkat
kemampuan dan tingkat perembangan siswa.
2
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
2.3
Motivasi belajar
2.3.1
Pengertian Motivasi
Menurut Ellis Ormrod (2008) “Motivasi adalah sesuatu yang menghidupkan
(energize), mengarah dan mempertahankan perilaku, motivasi membuat siswa
bergerak,menempatkan mereka dalam suatu arah tertentu, dan menjaga mereka agar
terus bergerak”. Dengan demikian, motivasi merupakan suatu sugesti atau dorongan
yang muncul karena diberikan oleh seseorang kepada orang lain atau dari diri sendiri,
dorongan tersebut bermaksud agar orang tersebut menjadi orang yang lebih baik dari
yang sebelumnya.
Menurut Paul dan Don (2012) secara umum siswa-siswa yang termotivasi
yaitu :
•
Mengolah informasi secara mendalam dan cakap di dalam pengalaman belajar
ruang kelas.
•
Gigih dalam tugas-tugas sulit dan mengalami lebih sedikit masalah-masalah
manjemen.
•
Memiliki sikap yang lebih positif terhadap sekolah dan menggambarkan sekolah
sebagai memuaskan.
Motivasi untuk belajar menggambarkan kecenderungan siswa untuk mencari
kegiatan akademis yang bermakna dan setimpal serta berusaha mendapatkan manfaat
belajar yang diniatkan dari kegiatan tersebut.
2.3.2
Fungsi Motivasi Belajar
Menurut Dimyati dan Mudjiono (2013), motivasi belajar memiliki fungsi bagi
3
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
guru dan siswa sebagai berikut:
•
•
•
Membangkitkan, meningkatkan, dan memelihara semangat belajar siswa untuk belajar
sampai berhasil, membangkitkan jika belajar siswa tidak bersemangat, meningkatkan
bila semangat belajar siswa timbul tenggelam, memelihara bila semangat belajar siswa
telah kuat untuk mencapai tujuan belajar;
Meningkatkan dan menyadarkan guru untuk memilih satu diantara bermacam-macam
pendekatan belajar yang sesuai dengan mata ajar yang menjadi tanggung jawabnya.;
Memberi peluang bagi guru untuk memantapkan unjuk kerja dalam konteks rekayasa
pedagogis sehingga guru membuat siswa berhasil dalam belajar.
Fungsi motivasi belajar bagi siswa adalah sebagai berikut:
•
Menyadarkan kedudukan awal belajar, proses, dan hasil akhir.
•
Menginformasikan tentang kekuatan usaha belajar bila dibandingkan dengan teman
sebaya.
Mengarahkan kegiatan ke arah pembelajaran yang lebih berkualitas.
Membesarkan semangat belajar bagi para siswa.
Menyadarkan tentang adanya perjalanan yang harus ditempuh dalam proses belajar.
•
•
•
Menurut Ellis Ormrod (2008) Motivasi memiliki beberapa pengaruh terhadap
pembelajaran dan perilaku siswa yaitu :
•
Motivasi mengarahkan perilaku ke tujuan tertentu.
•
Motivasi meningkatkan usaha dan energi.
•
Motivasi meningkatkan kegigihan terhadap berbagai aktivitas.
•
Motivasi mempengaruhi proses-proses kognitif.
•
Motivasi menentukan konsekuensi mana yang memberi penguatan dan
menghukum.
•
Motivasi sering meningkatkan performa.
Motivasi belajar merupakan keseluruhan daya penggerak dalam diri siswa
yang menimbulkan kegiatan belajar. Siswa belajar karena didorong oleh kekuatan
mentalnya. Kekuatan mental itu berupa keinginan, perhatian, atau cita-cita. Motivasi
4
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
dipandang sebagai dorongan mental yang menggerakkan dan mengarahkan perilaku
manusia termasuk perilaku belajar.
2.3.3 Jenis Motivasi Belajar
Dimyati dan Mudjiono (2013) menyatakan bahwa terdapat dua macam
motivasi belajar yaitu :
a. Motivasi Instrinsik
Motivasi intrinsik adalah keinginan bertindak yang disebabkan oleh faktor
pendorong dari dalam diri (internal) individu. Tingkah laku individu itu terjadi tanpa
dipengaruhi oleh faktor-faktor dari lingkungan atau dorongan dari dalam individu,
dimana dorongan tersebut menggerakkan individu atau subyek untuk memenuhi
kebutuhan,tanpa perlu dorongan dari luar.
b. Motivasi ekstrinsik
Motivasi ekstrinsik dapat juga di katakan sebagai bentuk motivasi yang di
dalamnya aktivitas belajar di mulai dan diteruskan berdasarkan dorongan dari luar
yang tidak secara mutlak berkaitan dengan aktivitas belajar.
2.3.4
Cara Membangkitkan Motivasi Belajar
Menurut Reid (2009) Motivasi belajar siswa dapat dilakukan dengan berbagai
cara yaitu:
•
Memotivasi karena tugas
•
Memotivasi karena penghargaan
•
Memotivasi sosial-pengaruh kelompok teman sebaya
•
Memotivasi karena umpan balik
•
Memotivasi karena pencapaian prestasi
5
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
Aunurrahman (2013) mengemukakan cara untuk menumbuhkan motivasi
dalam kegiatan belajar maka guru harus berusaha:
•
•
•
•
Merancang atau menyiapkan bahan ajar yang menarik.
Mengkondisikan proses belajar aktif.
Menggunakan metode dan teknik pembelajaran yang menyenangkan.
Mengupayakan pemenuhan kebutuhan siswa didalam belajar (misalnya kebutuhan untuk
dihargai, tidak merasa tertekan dsb).
• Menyakinkan siswa bahwa mereka mampu mencapai suatu prestasi.
• Mengoreksi segera mungkin pekerjaan siswa dan sesegera mungkin pula memberitahukan
hasilnya kepada siswa.
• Memberitahukan nilai dari pelajaran yang sedang dipelajari siswa dan
menghubungkannya dengan kehidupan nyata sehari-hari.
Menurut Shoimin (2014) Model pembelajaran Problem Posing Learning
sangat memotivasi siswa untuk belajar sehingga pembelajaran yang aktif akan
tercipta, siswa tidak akan mudah bosan dan lebih tanggap. Berdasarkan penelitian
yang telah dilakukan Devi (2010), mengungkapkan bahwa motivasi belajar siswa
dapat meningkat dengan menggunakan model pembelajaran Arias. Peningkatan
motivasi
belajar
siswa
dapat
dialternatifkan
dengan
menggunakan
model
pembelajaran yang lain sesuai dengan permasalahan yang ada.
2.3.5
Penilaian Motivasi Belajar
Menurut Aunurrahman (2013) adanya hubungan motivasi belajar dan hasil
belajar siswa diantaranya yaitu:
Siswa yang memiliki motivasi akan nampak melalui kesungguhan untuk terlibat didalam
proses belajar, antara lain nampak melalui keaktifan bertanya, mengungkapkan pendapat,
menyimpulkan pelajaran, mencatat, membuat resume, mempraktikkan sesuatu, mengerjakan
latihan-latihan dan evaluasi sesuai dengan tuntutan pembelajaran. Sebaliknya siswa-siswa
yang tidak atau kurang memiliki motivasi, umumnya kurang mampu bertahan untuk belajar
lebih lama, kurang sungguh-sungguh didalam mengerjakan tugas. Sikap yang kurang positif
didalam belajar ini semakin nampak ketika tidak ada orang lain (guru, orang tua) yang
mengawasinya oleh karena itu, rendahnya motivasi merupakan masalah dalam belajar, karena
hal ini memberikan dampak bagi ketercapaian hasil belajar yang diharapkan.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa siswa yang memiliki motivasi tinggi akan
berusaha menyelesaikan tugas dengan sebaik-baiknya, mengulang kembali dan
memperluas pengetahuan yang telah diperoleh dan bertanya jika terdapat hal-hal yang
6
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
tidak diketahui sehingga terjadi perubahan pada hasil belajarnya.
Menurut Hamzah dan Koni (2014) indikator motivasi belajar dapat
diklasifikasikan sebagai berikut:
•
•
•
•
•
•
Adanya hasrat dan keinginan dalam pembelajaran.
Adanya dorongan dan kebutuhan dalam belajar pada pembelajaran.
Adanya harapan dan cita-cita masa depan.
Adanya penghargaan dalam belajar.
Adanya kegiatan yang menarik dalam belajar.
Adanya lingkungan belajar yang kondusif, sehingga memungkinkan seseorang siswa
dapat belajar dengan baik.
Maka dapat dikatakan bahwa siswa melakukan aktivitas belajar dikarenakan
ada yang mendorongnya, dan motivasilah sebagai dasar penggeraknya yang
mendorong seseorang untuk belajar. Tinggi rendahnya motivasi belajar siswa dapat
terlihat dari indikator motivasi itu sendiri.
Untuk mengetahui penilaian motivasi belajar dapat menggunakan indikatorindikator motivasi
belajar yang diungkapkan oleh Ekawarna (2009) dan
dikembangkan melalui kuesioner (angket).
Adapun indikator-indikator tersebut yaitu :
•
Aktivitas belajar yang tinggi
•
Tekun dalam mengerjakan tugas
•
Ulet dalam menghadapi kesulitan
•
Adanya informasi dari guru
•
Adanya umpan balik
•
Adanya penguatan
Menurut Hamzah dan Koni (2014):
Angket merupakan instrument pengumpul data penelitian berupa sejumlah pertanyaan yang
diberikan secara tertulis yang diberikan kepada subjek peneliti. Kelebihan menggunakan
angket adalah dapat mengumpulkan data informasi yang banyak dari subjek dalam waktu
relatife singkat. Penggunaan angket dalam penelitian dapat diterapkan dalam penelitian yang
7
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
mengungkapkan variabel konseptual misalnya penelitian tentang motivasi kerja guru, sikap
siswa terhadap mata pelajaran atau minat berwiraswsta.
2.4
Pengertian Model Pembelajaran
Menurut Huda (2014) ”Model pembelajaran dirancang untuk tujuan- tujuan
tertentu, pengajaran konsep- konsep informasi, cara-cara berpikir,studi nilai- nilai
sosial, dan sebagainya dengan meminta siswa untuk terlibat aktif dalam tugas- tugas
kognitif dan sosial tertentu”. Sebagian model berpusat pada penyampaian guru,
sementara sebagian yang lain berusaha fokus pada respon siswa dalam mengerjakan
tugas dan posisi- posisi siswa sebagai partner dalam proses pembelajaran.
Menurut Paul dan Don (2012) Model pembelajaran adalah pendekatan spesifik
dalam mengajar yang memiliki tiga ciri:
•
•
•
Tujuan : Model pembelajaran dirancang untuk membantu siswa mengembangkan
kemampuan berfikir kritis dan memperoleh pemahaman mendalam tentang bentuk
spesifik materi.
Fase : Model pembelajaran mencakup seangkaian langkah-sering disebut “fase”-yang
bertujuan membantu siswa mencapai tujuan pembelajaran yang spesifik.
Fondasi : Model Pembelajaran didukung teori dan penelitian tentang pembelajaran dan
motivasi.
Secara utuh, model pembelajarn merupakan suatu rancangan untuk segala
keahlian dan kreativitasnya sendiri yang didalamnya mencakup tentang strategi
pembelajaran,
metode
pembelajaran,
teknik
pembelajaran
dan
pendekatan
pembelajaran, sehingga dapat menjadikan pembelajaran menjadi sistematis dan
efisien. Model pembelajaran juga memungkinkan tercapainya tujuan pembelajaran
yang direncanakan.
2.5 Pembelajaran Perumusan Masalah (Problem Posing Learning)
2.5.1 Pengertian problem posing learning
Menurut Shoimin (2014) “Problem posing learning merupakan model
pembelajaran yang mengharuskan siswa menyusun pertanyaan sendiri atau memecah
8
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
suatu soal menjadi pertanyaan-pertanyaan yang lebih sederhana yang mengacu pada
penyelesaian soal tersebut”. Model pembelajaran problem posing merupakan salah
satu indikator keefektifan belajar. Siswa tidak hanya menerima saja materi dari guru,
melainkan siswa juga berusaha menggali dan mengembangkan sendiri.
Sedangkan menurut Suryosubroto (2009):
Problem Posing learning diharapkan dapat memancing siswa untuk menemukan pengetahuan
yang bukan diakibatkan dari ketidaksengajaan melainkan melalui upaya mereka untuk mencari
hubungan-hubungan dalam informasi yang dipelajarinya. Semakin luas informasi yang dimiliki
akan semakin mudah pula menemukan hubungan-hubungan tersebut. Pada akhirnya,penemuan
pertanyaan serta jawaban yang dihasilkan terhadapnya dapat menyebabkan perubahan dan
ketergantungan pada penguatan luar pada rasa puas akibat keberhasilan menemukan sendiri,
baik berupa pertanyaan atau masalah maupun jawaban atas permasalahan yang diajukan.
Sehingga Problem posing learning terfokus pada upaya siswa secara sengaja
menemukan pengetahuan dan pengalaman-pengalaman baru. Selain siswa mampu
berpikir kritis ia juga telah merasa bergantung lagi pada penguatan luar melainkan
lebih pada rasa puas akibat keberhasilan memenuhi rasa keingintahuannya.
2.5.2
Langkah-Langkah Problem Posing Learning
Shoimin (2014) Menyatakan bahwa sintak model Problem Posing Learning
yaitu:
•
Guru memperkenalkan informasi dan historis yang berkaitan dengan materi
pembelajaran.
•
Guru melakukan tes awal untuk mengetahui seberapa jauh pengetahuan mereka.
•
Guru menjelaskan tentang materi pembelajaran kepada siswa.
•
Guru menugaskan setiap kelompok untuk meresume dan memahami materi yang
diajarkan sesuai dengan tata bahasa yang benar.
•
Masing-masing siswa dalam kelompok membuat pertanyaan berdasarkan hasil
resume yang telah dibuat.
9
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
•
Pertanyaan yang telah dibuat dari setiap kelompok dilimpahkan kepada kelompok
lainnya untuk didiskusikan secara internal.
•
Pertanyaan dan jawaban yang telah dikerjakan di kembalikan ke kelompok asal.
•
Perwakilan kelompok mempresentasikan hasil rangkuman dan pertanyaan yang
telah dibuat di depan kelas.
•
Menyerahkan hasil kelompok kepada guru.
Problem posing learning merupakan suatu model pembelajaran dimana siswa
terlibat langsung dalam pembuatan soal dan menyelesaikannya sesuai konsep atau
materi yang telah dipelajari. Membentuk soal sendiri akan membuat pelajaran lebih
menyenangkan dan juga membangkitkan motivasi belajar siswa.
2.5.3
Kelebihan dan kekurangan problem posing
Dengan demikian kelebihan model pembelajaran Problem Posing Learning
menurut Huda (2014) adalah sebagai berikut :
•
Memberi penguatan terhadap konsep yang diterima atau memperkaya konsepkonsep dasar.
•
Perbedaaan pendapat antara siswa dapat diketahui sehingga mudah diarahkan pada
diskusi yang sehat.
•
Diharapkan mampu melatih siswa meningkatkan kemampuan dalam belajar.
•
Pembelajaran problem posing Learning merupakan keterampilan mental, siswa
menghadapi suatu kondisi dimana diberikan suatu permasalahan dan siswa
memecahkan masalah tersebut.
Selain itu juga terdapat kekurangan dari model pembelajaran Problem Posing
Learning menurut Shoimin (2014) adalah sebagai berikut :
10
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
•
Memerlukan waktu yang cukup banyak.
•
Tidak semua siswa terampil dalam bertanya.
Dalam problem posing, siswa tidak hanya diminta untuk membuat soal atau
mengajukan suatu pertanyaan, tetapi mencari penyelesaiannya. Penyelesaiannya dari
soal yang mereka buat bisa dikerjakan sendiri, meminta bantuan teman, atau
dikerjakan secara berkelompok.
Dengan belajar kelompok suatu soal atau masalah dapat diselesaikan dengan
banyak cara dan banyak penyelesaian. Diharapkan pembelajaran dengan model
problem posing dapat meningkatkan motivasi siswa untuk belajar sehingga
pembelajaran yang aktif akan tercipta, siswa tidak akan bosan dan akan lebih tanggap.
2.6
Materi Pembelajaran Fisika
2.6.1
Perumusan Hukum Gravitasi Umum Newton
Ruwanto (2007) menjelaskan bahwa Suatu benda yang mula-mula dapat
bergerak akibat adanya gaya yang berkerja pada benda tersebut. Setiap benda yang
yang jatuh mengalami percepatan sehingga terdapat gaya yang berkerja pada benda
tersebut. Gaya ini disebut dengan gaya gravitasi.
“ Gaya gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik-menarik yang
besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya”. Seperti digambarkan di bawah ini:
m2
m2
r
Gambar 2.1 Dua Buah Benda Terpisah pada Jarak r
Sumber: Ruwanto, 2007
11
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
Besar gaya gravitasi dapat ditulis dengan persamaan matematis :
12 = 21 =
(2.1)
Keterangan:
12 = 21 =
= besar gaya tarik-menarik antara kedua benda (N)
G
= tetapan umum gravitasi
m1
= massa benda 1 (kg)
m2
= massa benda 2 (kg)
r
= jarak antara kedua benda (m)
Tiga hal yang harus diperhatikan jika menggunakan hukum gravitasi umum
Newton adalah:
•
Benda dianggap berbentuk bola seragam atau berupa partikel (titik materi)
sehingga r adalah jarak pisah antara kedua pusat benda;
•
Garis kerja gaya gravitasi terletak pada garis hubung yang menghubungkan pusat
benda m1 dan pusat benda m2.
•
12
adalah gaya gravitasi pada benda 1 yang dikerjakan oleh benda 2 (disebut aksi);
21
adalah gaya gravitasi pada benda 2 yang dikerjakan oleh benda 1 (disebut
reaksi). Jadi,
12
dan
21
adalah dua gaya yang bekerja pada benda yang berbeda,
sama besar dan berlawanan arah (termasuk pasangan aksi-reaksi).
•
Menentukan Tetapan Gravitasi G
Dengan menggunakan persamaan (2.1) kita dapat menentukan besar gaya
gravitasi antara dua benda apa saja. Tentu saja kita harus tahu berapa nilai tetapan
gravitasi G terlebih dahulu. Jika G dapat ditentukan, maka kita dapat menentukan
massa Bumi, massa Bulan, massa Matahari dan massa planet-planet lain.
12
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
Pengukuran G pertama kali dilakukan oleh ilmuan Inggris, Henry Cavendish
(1731-1810), pada tahun 1798 dengan menggunakan sebuah neraca torsi yang
diperhalus dan luar biasa peka. Peralatan ini disebut neraca Cavendish.
gambar 2.2 Neraca Cavendish
Sumber: Ruwanto, 2007
Neraca Cavendish terdiri dari sebuah batang ringan yang digantung pada
bagian tengahnya oleh seutas serat kuarsa (atau kawat halus). Pada kedua ujung
batang ringan terdapat dua bola timbal kecil identik bermassa m dan diameternya kirakira 2 inci. Dua bola timbal besar identik bermassa M dan diameternya kira-kira 8
inci, dapat digerakan sangat dekat (hampir bersentuhan) ke bola kecil m. Gaya
gravitasi (tarik-menarik) antara M dan m menyebabkan batang ringan terpuntir dan
serat kuarsa berputar. Besarnya sudut puntiran batang dideteksi dari pergeseran berkas
cahaya pada skala. Setelah system dikalibrasi sehingga besar gaya yang diperlukan
untuk menghasilkan suatu puntiran tertentu diketahui, gaya tarik antara m dan M
dapat dihitung secara langsung dari data pengamatansudut puntiran serat. Mari kita
susun persamaan (2.1) sebagai:
13
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
= G atau G =
(2.2)
Dengan nilai F telah ditentukan dari percobaan Cavendish, adalah masalah sederhana
untuk mengukur massa bola-bola timbal ( m dan M ) dan jarak antara keduanya ( r )
dari pusat ke pusat.
Dengan diketahuinya semua nilai dari besaran-besaran pada ruas kanan
Persamaan (2.2), maka nilai G dapat dihitung.
Cavendish memperoleh nilai G = 6,754
dengan keakuratan sekitar 1 persen dari
nilai yang diterima saat ini,yaitu:
G = 6,672
•
Resultan Gaya Gravitasi pada suatu Benda
Jika pada suatu benda berkerja dua buah gaya gravitasi maka besar gaya
gravitasi yang berkerja pada benda tersebut adalah resultan dari kedua gaya gravitasi.
Secara matematis dapat ditulis:
= 12 + 13
(2.3)
m3
13
m1
12
m2
Gambar 2.3 gaya gravitasi benda yang dipengaruhi benda lain yang membentuk sudut
Jika gaya gravitasi ini membentuk sudut seperti terlihat pada gambar diatas
maka besar resultan gaya gravitasi dapat dihitung dengan menggunakan rumus
cosinus:
(2.4)
14
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
2.6.1.2 Medan Gravitasi
Medan Gravitasi terdapat pada sebuah benda yang mempunyai massa sehingga
medan gravitasi dapat didefinisikan sebagai ruang disekitar benda bermassa.
Gambar 2.4 medan gravitasi disekitar benda bermassa
Sumber: Ruwanto, 2007
Kuat medan gravitasi dan percepatan sama-sama diberi lambang g, yang
membedakanya adalah:
•
ketika mempertimbangkan benda untuk jatuh bebas maka g disebut sebagai suatu
percepatan, yaitu percepatan gravitasi (9,8 m/s2).
•
ketika suatu benda bermassa diam atau tak dicepat di bumi, dan ingin diketahui
gaya gravitasi yang berkerja yang berkerja pada benda, maka g disebut sebagai
medan gravitasi (9,8 N/kg).
Percepatan gravitasi benda yang berada di permukaan bumi adalah:
(2.5)
Sedangkan percepatan gravitasi benda yang terletak pada ketinggian h di atas
permukaan bumi dapat ditentukan dengan:
(2.6)
Keterangan:
g
= percepatan gravitasi (m/s2)
mb = massa benda (kg)
r
= jari=jari bumi (6400 km)
15
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
G
= konstanta gravitasi (6,67 x 10-11Nm2/kg2)
h
= ketinggian benda dari permukaan bumi (m)
2.6.1.3 Kelajuan Benda untuk Mengorbit Planet
Suatu benda yang di lemparkan secara horizontal dari tempat- tempat yang
dekat dengan permukaan bumi akan mengikuti lintasan parabola dan suatu waktu
akan jatuh kembali kepermukaan bumi. Tetapi, jika kelajuan benda diperbesar terus
maka pada suatu kelajuan tertentu, lintasan yang ditempuh benda bisa mengikuti
kelengkungan permukaan bumi. Jika hambatan udara diabaikan, benda akan
mengorbit mengitari bumi dan benda tersebut tidak pernah jatuh ke permukaan bumi.
Berapa kelajuan benda yang di perlukan untuk mengorbit bumi? misalkan
satelit bergerak mengitari planet bumi dengan kelajuan v berlawanan arah jarum jam.
Untuk tempat yang dekat dengan permukaan bumi, jari-jari orbit r dapat diambil
mendekati jari-jari bumi R. Kita telah mengetahui bahwa pada orbitnya satelit (massa
m) ditarik oleh bumi (massa M) dengan gaya gravitasi.
G=
atau G =
(2.7)
Gaya gravitasi inilah yang berperan sebagai gaya sentripetal
SP =
(2.8)
Sehingga satelit dapat mengorbit Bumi. Jadi,
SP
= G; =
= atau =
(2.9)
Percepatan gravitasi tempat-tempat yang dekat dengan permukaan planet dapat
dinyatakan sebagai berikut:
g = atau GM = g
16
(2.10)
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
Jika GM dari (2.9) disubstitusi ke (2.10) diperoleh
= atau =
(2.11)
Dengan g adalah percepatan gravitasi dekat dengan permukaan planet dan R adalah
jari-jari planet.
2.6.1.4 Hukum Keppler dan gravitasi Newton
Hukum I Keppler berbunyi:
“ Semua planet bergerak pada lintasan elips mengintari matahari dengan matahari
berada di fokus elips”.
Hukum II Keppler berbunyi:
“ Semua garis khayal yang menghubungkan matahari dengan planet
menyapu luas juring yang sama dalam selang waktu waktu yang sama” Hal ini dapat
dilihat dari gambar di bawah ini:
Gambar 2.5 Hukum Kepler Luas Area Sama
Sumber: Ruwanto, 2007
Dalam Gambar 2.5 dapat kita lihat bahwa laju revolusi planet terbesar adalah
ketika garis khayal (vektor radius) terpendek, yaitu ketika planet berada paling dekat
ke Matahari (perihelium). Kelajuan revolusi planet terkecil terjadi ketika garis khayal
(vektor radius) terpanjang, yaitu ketika planet berada paling jauh dari Matahari
17
Dicetak pada tanggal 2017-07-18
Id Doc: 589c899b81944d3410494132
(aphelium).
Hukum III Keppler berbunyi:
“ Perbandingan kuadrat periode terhadap pangkat tiga dari setengah sumbu panjang
elips adalah sama untuk semua planet”. Secara matematis dapat ditulis:
(2.9)
Newton menjelaskan secara matematis persamaan diatas dengan menyamakan
gaya sentripetal (orbit lingkaran) benda dan gaya gravitasi yang dialami planet dari
matahari. Maka diperoleh bahwa gaya sentripetal akan sama besarnya dengan gaya
gravitasi dengan arah yang berlawanan ( Fs = F). sehingga dengan menyelesaikan
persamaan tersebut maka akan diperoleh hubungan antara hukum newton dan hukum
Keppler:
(2.10)
18