ALIRAN FILSAFAT YANG MEMPENGARUHI KONSEP FISIKA (MEKANIKA)

SEJARAH ALIRAN FILSAFAT KONSEP FISIKA (MEKANIKA)

2.1 Hukum Archimedes (287 – 212 SM)

A. Sejarah Konsep Fisika Ditemukan

Archimedes lahir di kota Sirakusa di Pulau Sisilia, sebelah selatan Italia, pada tahun 287 SM. Ia belajar di kota Alexandria, Mesir. Kemudian ia kembali ke Mesir. Ayahnya ahli bintang namanya Phidias. Archimedes adalah ilmuan terbesar sebelum Newton. Ia adalah ahli matematika Yunani (terutama geometri), ahli fisika (terutama mekanika , statistika, dan hidrostatika), ahli optika, ahli astronomi, warga Negara Sisilia, pengarang , dan penemu. Ia mendapat julukan bapak IPA eksperimental karena mendasarkan penemuannya pada eksperimen. Kebenaran penemuan-penemuannya telah ia buktikan dengan eksperimen. Konsep pelambungan (air mendorong objek keatas sama dengan berat air yang digantikan objek) dan pengungkit (gaya mendorong kebawah pada satu sisi dari pengungkit menciptakan gaya mengangkat pada sisi lain yang proposional pada panjang dua sisi pengungkit) mendasari semua ilmu kuantitatif dan teknik. Prinsip ini mewakili pemahaman manusia yang paling awal mengenai hubungan dalam dunia fisika di sekitar kita dan merumuskan secara matematika kejadian fisika di dunia. Berbagai kemajuan ilmu dan teknik bergantung pada penemuan 2 prinsip ini. Seperti teknologi kapal (konvensional) dan kapal selam (submarine).

Pada waktu itu yang jadi raja di Sirakusa adalah Hieron II,sahabat Archimedes. Pada suatu hari Hieron II menyuruh seorang pandai emas membuat mahkota.Hieron merasa bahwa pandai emas itu curang. Mahkota itu tidak terbuat dari emas murni tapi dari campuran emas dan perak. Maka Hieron menyuruh Archimedes membuktikan kecurangan pandai emas itu tanpa merusak mahkota tersebut. Berhari-hari Archimedes berpikir keras. Ia tidak tahu cara membuktikan kecurangan pandai emas. Waktu itu belum ada alat elektronik yang dapat mendeteksi apakah sebuah benda terbuat dari emas murni atau emas campuran. Ketika kepala Archimedes terasa panas karena terlalu banyak berpikir,ia masuk ke tempat mandi umum. Ia membuka pakaian dan masuk ke bak mandi yang penuh dengan air. Archimedes menyadari lengannya terapung diatas air. Sebuah ide kemudian terbesit di benaknya. Dia menarik tangannya kedalam air dan dia merenggangkan lengannya. Lengannya dengan sendiri mengapung kembali ke atas. Kemudian dia mencoba berdiri dari bak, level air menjadi menyusut, kemudian dia duduk kembali, level air meningkat kembali. Dia berbaring, air naik lebih tinggi lagi, dan dia merasa lebih ringan. Dia berdiri, level air menurun dan dia merasa dirinya lebih berat. Air harusnya telah mendorong dia keatas sehingga dia merasa ringan.

Tiba-tiba ia bangkit, lupa mengenakan pakaian, sambil telanjang bulat lari sepanjang jalan menuju rumahnya. Kepada istrinya ia berteriak, Eureka! Eureka! Artinya, Sudah kutemukan! Sudah Kutemukan! Apa yang ia temukan? Ia menemukan nama hukum Archimedes ,yang bunyinya: “Sebuah benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalam zat cair akan mendapat gaya keatas seberat zat cair yang didesak oleh benda itu”. Dengan hukum itu ia bermaksud membuktikan kecurangan pandai emas.

Dirumahnya ia melakukan percobaan selanjutnya. Dia kemudian mengambil sebuah batu dan sebalok kayu yang memiliki ukuran sama ke dalam bak dan merendamkan mereka kedua-duanya. Batu tenggelam tetapi terasa ringan. Dia harus menekan kayu supaya tenggelam. Itu artinya air harus menekan ke atas dengan gaya yang relatif terhadap jumlah air yang tergantikan oleh ukuran objek daripada berat dari objek. Seberat apa objek itu dirasakan di air mempengaruhi kepadatan objek. Ini membuat Archimedes mengerti bagaimana memecahkan masalah raja. Dia kembali ke raja. Kuncinya adalah kepadatan. Jika mahkota ini terbuat dari logam bukan emas, dia dapat memiliki berat yang sama tetapi akan memiliki kepadatan yang berbeda sehingga akan menumpahkan jumlah air yang berbeda. Mahkota dan sebuah emas yang beratnya sama di masukkan ke sebuah mangkok berisi air. Mahkotanya ternyata menumpahkan air lebih banyak sehingga terbukti mahkota itu adalah palsu.

Raja Hiero II kala itu terikat perjanjian dengan bangsa Romawi. Syracuse harus mengirimkan gandum dalam jumlah yang besar pada bangsa Romawi, agar mereka tidak diserang. Hingga pada suatu ketika Hiero II tidak mampu lagi mengirim gandum dalam jumlah yang ditentukan. Karena itu Archimedes ditugaskan merancang dan membuat kapal jenis baru untuk memperkuat angkatan laut raja Hiero II.

Pada masa itu, kapal yang dibuat oleh Archimedes adalah kapal yang terbesar. Untuk dapat mengambang, kapal ini harus dikeringkan dahulu dari air yang menggenangi dek kapal. Karena besarnya kapal ini, jumlah air yang harus dipindahkanpun amat banyak. Karena itu Archimedes menciptakan sebuah alat yang disebut "Sekrup Archimedes". Dengan ini air dapat dengan mudah disedot dari dek kapal. Ukuran kapal yang besar ini juga menimbulkan masalah lain. Massa kapal yang berat, menyebabkan ia sulit untuk dipindahkan. Untuk mengatasi hal ini, Archimedes kembali menciptakan sistem katrol yang disebut "Compound Pulley". Dengan sistem ini, kapal tersebut beserta awak kapal dan muatannya dapat dipindahkan hanya dengan menarik seutas tali. Kapal ini kemudian diberi nama Syracusia, dan menjadi kapal paling fenomenal pada zaman itu.

B. Aliran Filsafat yang Mempengaruhi

Berdasarkan temuan konsep fisika yang dilakukan oleh Archimedes aliran filsafat yang mempengaruhi adalah aliran filsafat empirisme dan realisme. Aliran filsafat empirisme mencoba memaparkan bahwa pengetahuan bersumber dari pengalama. Oleh karena itu pengalaman Archimedes menjadi sumber pengetahuan juga yaitu menemukan konsep Archimedes tersebut. Sedangkan, aliran filsafat realisme anggapan bahwa obyek indera kita adalah real, benda-benda ada, adanya itu terlepas dari kenyataan bahwa benda itu kita ketahui, atau kita persepsikan atau ada hubungannya dengan pikiran kita. Karena itu fenomena yang terjadi pada air ketika Archimedes mencelupkan badannya dan berubah ketinggian merupakan suatu keadaan yang real.

Ada tiga kajian filsafat pada konsep Archimedes:

1. Dasar ontologi hukum Archimedes

Ontologi adalah analisis tentang objek materi dari ilmu pengetahuan, yaitu hal-hal atau benda-benda empiris. Ontologis membahas tentang apa yang ingin diketahui. Ontologi menganalisa tentang objek apa yang diteliti ilmu? Bagaimana wujud yang sebenar-benarnya dari objek tersebut? bagaimana hubungan antara objek tadi dengan daya tangkap manusia (misalnya: berpikir, merasa dan mengindera) yang menghasilkan pengetahuan?. Berdasarkan penjelasan diatas, dapat dijelaskan bahwa hukum archimedes memiliki objek telaah yang menjadikannya sebagai bagian dari ilmu fisika. Hubungan antara hukum archimedes seperti penjelasan pada bagian sebelumnya dengan dasar ontologi akan dijabarkan dalam beberapa paragraf-paragraf selanjutnya.

Objek telaah dari hukum archimedes ada dua yaitu objek material dan objek formal. Obyek material adalah sesuatu yang dijadikan sasaran penyelidikan, seperti fluida, dan massa jenis adalah obyek material hukum archimedes. Adapun obyek formalnya merupakan metode untuk memahami obyek material tersebut, seperti pendekatan induktif dan deduktif. Dalam perspektif ini dapat penulis uraikan bahwa hukum Archimedes pada prinsipnya memiliki dua obyek substantif (Fakta dan kebenaran)

a. Fakta

Objek kajian dalam hukum Archimedes merupakan fakta. Fakta adalah pengamatan yang telah diverifikasi secara empiris. Fakta dalam prosesnya kadang kala dapat menjadi sebuah ilmu namun juga sebaliknya. Fakta tidak akan dapat menjadi sebuah ilmu manakala dihasilkan secara random saja. Namun bila dikumpulkan secara sistematis dengan beberapa system serta dilakukan secara sekuensial, maka fakta tersebut mampu melahirkan sebuah hukum atau bahkan ilmu. Fakta atau kenyataan memiliki pengertian yang beragam, bergantung dari sudut pandang filosofis yang melandasinya. Contoh fakta yang dikaji atau dibahas dalam hukum Archimedes adalah seperti tumpahnya air dalam baskom yang penuh ketika dimasukkan suatu benda.

b. Kebenaran

"Kebenaran/keadaan benar itu berupa kesesuaian antara arti yang dimaksud oleh sebuah pendapat dengan apa yang sungguh merupakan halnya/faktanya". Menurut teori ini dinyatakan bahwa, kebenaran atau keadaan benar itu berupa kesesuaian [correspondence] antara arti yang dimaksud oleh suatu pernyataan dengan apa yang sungguh-sungguh terjadi merupakan kenyataan atau faktanya. Ada berbagai macam kebenaran, beberapa diantaranya adalah:

1. Kebenaran korespondensi

2. Kebenaran koherensi/konsistensi

3. Kebenaran performatif

4. Kebenaran pragmatic

5. Kebenaran proposisi

Kebenaran hukum Archimedes sudah terbukti secara korespondensi, koherensi, performatif, pragmatic, dan proposisi. Hukum Archimedes merupakan suatu kebenaran karena bunyi hukum tersebut/teori Archimedes telah tebukti secara ilmiah dan sesuai dengan keadaan alamiah sutau benda.

Berikutnya keterhubungan antar objek kajian Archimedes dengan hukum Archimedes itu sendiri adalah dapat dilihat pada penjelasan bagian A dimana pada bagian A telah dijelaskan bahwa antara gaya apung, massa jenis, volume zat cair yang dipindahkan dan percepatan gravitasi dapat dihubungkan melalui persamaan F_a=ρ g v.

2. Dasar Epistimologi Hukum Archimedes

Epistemologi atau teori pengetahuan ialah cabang filsafat yang berurusan dengan hakikat dan lingkup pengetahuan, pengendalaian-pengendalian, dan dasar-dasarnya serta pengertian mengenai pengetahuan yang dimiliki mula-mula manusia percaya bahwa dengan kekuatan pengenalanya ia dapat mencapai realitas sebagaimana adanya. Epistemologi dapat didefenisikan juga sebagai cabang filsafat yang mempelajari asal mula atau sumber, struktur, metode dan sahnya (validitas) pengetahuan.

Persoalan-persoalan dalam epistemology hukum archimedes adalah:

1) Apakah hukum archimedes itu ?

2) Bagaimanakah Archimedes dapat menemukan hukum Archimedes ?

3) Bagaimanakah validitas Hukum Archimedes itu dapat dinilai ?

Langkah dalam epistemologi hukum Archimedes antara lain berpikir deduktif dan induktif. Berpikir deduktif memberikan sifat yang rasional kepada pengetahuan ilmiah dan bersifat konsisten dengan pengetahuan yang telah dikumpulkan sebelumnya Secara sistematik dan kumulatif pengetahuan ilnilah yang disusun setahap demi setahap dengan menyusun argumentasi mengenai sesuatu yang baru berdasarkan pengetahuan yang telah ada. Secara konsisten dan koheren maka ilmu mencoba memberikan penjelasan yang rasional kepada objek yang berada dalam fokus penelaahan.

Berikut akan dijawab keempat pertanyaan diatas, sehingga dasar epistimologi hukum Archimedes dapat ditunjukkan secara jelas:

1) Hukum Archimedes adalah hukum yang membahas tentang perilaku suatu benda yang mengalami gaya ketas ketika berada dalam suatu fluida.

2) Berdasarkan kisah yang diabadikan sejarah, Archimedes menemukan hukum gaya apung/Archimedes ketika ia diperintahkan oleh raja untuk menguji mahkota kebesaran raja, apakah terbuat dari emas atau tidak. Arhimedes secara alami akhirnya mengetahui penyelesaian permasalahan tersebut dengan kembali ke alam. Ia berpikir secara alami dengan berendam disebuah bak yang penuh dengan air kemudian terlihatlah olehnya ada beberapa air yang tertumpah. Perilaku air yang seperti ini merupakan perilaku alami yang dapat dipahami oleh Archimedes bahwa air yang tumpah tersebut tidak lain adalah sama dengan volume tubuhnya. Dan pada akhirnya menarik kesimpulan secara matematis bahwa F_a=ρ g v.

3) Untuk validitas hukum Archimedes dapat dilakukan dengan prinsip konfirmasi dengan penjelasana lengkap sebagai berikut:

Fungsi Ilmu adalah untuk menjelaskan, memprediksi proses dan produk yang akan datang atau memberikan pemaknaan. Pemaknaan tersebut dapat ditampilkan sebagai konfirmasi absolute dengan menggunakan landasan : asumsi, postulat atau axioma yang sudah dipastikan benar. Pemaknaan juga dapat ditampilkan sebagai konfirmasi probabilisti dengan menggunakan metode induktif, deduktif, reflektif. Dalam Ontologi dikenal pembuktian a priori dan a posteriori.

Untuk memastikan kebenaran penjelasan atau kebenaran prediksi Archimedes, dapat didasarkan pada dua aspek yaitu Aspek kuantitatif dan aspek kualitatif. Dalam hal konfirmasi, sampai saat ini dikenal ada tiga teori konfirmasi, yaitu :

1. Decision Theory,

Teori ini menerapkan kepastian berdasar keputusan apakah hubungan antara hipotesis dengan evidensi memang memiliki manfaat actual

2. Estimation Theory

Menetapkan kepastian dengan memberi peluang benar – salah dengan menggunakan konsep probabilitas.

3. Reliability Analysis

Menetapkan kepastian dengan mencermati stabilitas evidensi (yang mungkin berubah-ubah karena kondisi atau karena hal lain) terhadap hipotesis. Hukum Archimedes telah melewati tahapan konfirmasi, dan terbukti bahwa hukum Archimedes merupakan suatu hukum yang valid dan merupakan hukum fisika dan bagian dari ilmu pengetahuan.

3 . Dasar Aksiologi Hukum Archimedes

Aksiologi membahas tentang manfaat yang diperoleh manusia dari pengetahuan yang didapatkannya. Aksiologi ilmu terdiri dari nilai-nilai yang bersifat normatif dalam pemberian makna terhadap kebenaran atau kenyataan seperti yang dijumpai dalam kehidupan, yang menjelajahi berbagai kawasan, seperti kawasan sosial, kawasan simbolik ataupun fisik material. Aksiologi sebagai ilmu pengetahuan yang menyelediki hakekat nilai yang umumnya ditinjau dari sudut pandang kefilsafatan.

Aksiologi menjawab, untuk apa hukum archimedes yang berupa ilmu itu di pergunakan? Bagaimana kaitan antara cara penggunaan tersebut dengan kaidah-kaidah moral? Bagaimana penentuan objek yang ditelaah berdasarkan pilihan-pilihan moral? Bagaimana kaitan antara teknik prosedural yang merupakan operasionalisasi metode ilmiah dengan norma-norma moral?

Ada banyak dasar aksiologi dari hukum archimedes yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia, karena tujuan diciptakannya hukum archimedes ini adalah untuk memberikan manfaat dan kemudahan dalam kehidupan manusia. Beberapa diantara aplikasi hukum archimedes yang mempermudah manusia antara lain: pembuatan kapal selam dan kapal laut. Kesemuanya itu merupakan nilai aksiologi hukum archimedes. Hukum archimedes bukan hanya sebua teori kontekstual namun memiliki banya nilai aplikatif yang menjadikan alasan yang kuat bahwa pernyataan archimedes merupakan suatu hukum dan bagian dari ilmu penegetahuan yang telah terbukti secara empiris.

C. Implikasi dalam Pembelajaran Fisika

Aliran filsafat yang mempengaruhi konsep Archimedes adalah aliran filsafat realisme dan empirisme. Karena itu dalam pelaksanaan pembelajran fisika yang berkaitan dengan materi hukum Archimedes tentunya melalui pendekatan realistis dan pendektan empiris. Adapun imlikasi dalam pembelajaran fisika adalah sebagai berikut:

1. Metode pembelajaran yang sesuai adalah metode ekperimen atau demonstrasi.

2. Guru hanya sebagai pembimbing saat proses pembelajaran berlangsung

3. Sumber pengetahuan/informasi dalam mempelajari hukum Archimedes adalah “pengalaman” siswa serta dibuktikan melaui ekperimen secara langsung oleh mereka sendiri.

4. Buku sumber hanya sebagai pendukung dari hasil percobaan yang siswa buktikan, artinya ada pembuktian secara real oleh siswa.

5. Pembelajaran fisika berlangsung secara aktif oleh aktifitas siswa dan siswa diberikan keempatan seluas-luasnya untuk

2. 2 Hukum Blaise Pascal (1623-1662)

A. Sejarah Konsep Fisika Ditemukan

Blaise Pascal (1623-1662) terlahir di Clermont Ferrand pada 19 June 1623. Pada tahun 1631 keluarganya pindah ke Paris. Blaise Pascal adalah anak Etienne Pascal, seorang ilmuwan dan matematikawan lahir di Clermont. Etienne Pascal, juga merupakan penasehat kerajaan yang kemudian diangkat sebagai presiden organisasi the Court of Aids di kota Clermont. Ibu Pascal, Antoinette Bigure, meninggal saat umur Pascal berumur empat tahun tidak lama setelah memberinya seorang adik perempuan, Jacqueline. Ia mempunyai kakak perempuan yang bernama, Gilberte. Pascal juga pernah melakukan studi hidrodinamik dan hidrostatik, prinsip-prinsip cairan hidraulik (hydraulic Fluida). Penemuannya meliputi hidraulik tekan (press Hydraulic) dan tentang jarum suntik (syringe).

Umur 18 tahun, tubuhnya lemah dan mengalami kelumpuhan tungkai atas membuat Pascal harus tinggal di tempat tidur. Harus menelan cukup makanan agar tetap hidup, meskipun selalu merasa sakit kepala. Umur 24 tahun, dia dan Jacqueline pergi ke Paris untuk pemeriksaan medis dengan peralatan yang lebih canggih. Ternyata dia diharuskan tinggal di rumah sakit. Saat ini banyak ilmuwan datang menyambangi yang tertarik dengan eksperimen kehampaan (vakum) yang sedang dikerjakannya. Descartes datang untuk berdiskusi. Akhir tahun, kesehatan tubuhnya memungkinkan dia meneruskan pekerjaan, menguji teori kehampaan.

Ia memiliki sebuah replika percobaan yang berupa tabung sepanjang 31 inci (78,7 cm) yang diisi air raksa yang diposisikan terbalik dalam sebuah mangkok mercuri. Pascal ingin mengetahui kekuatan apa yang menjaga mercuri dalam tabung, dan apa yang mengisi ruang kosong dibagian atas dalam tabung mercuri tersebut. Apakah berisi: udara? uap air raksa? kehampaan? Pada waktu itu, kebanyakan ilmuwan berpendapat bahwa ruang kosong ditabung atas mercuri tersebut adalah tak lebih daripada vacuum ( kosong ), dan beberapa kejadian yang dianggap tak mungkin oleh ilmuwan sebelumnya, telah terlihat saat percobaan itu dilakukan. Hal ini berdasarkan pemikiran Ariestoteles, bahwa “ penciptaan “ sesuatu yang bersifat “ subtansi “, apakah terlihat atau tidak terlihat, dan “zat / subtansi “ selamanya bergerak. Hukum Ariestoteles adalah sebagai berikut : “ Segala sesuatu yang bergerak, harus digerakan oleh sesuatu (Everything that is in motion must be moved by something) “. Oleh karena itu para ilmuwan penganut Ariestoteles menyatakan, bahwa vacuum ( tenaga isap ) itu adalah hal yang mustahil. Bagaimana bisa begitu ? Maka bukti itu ditunjukan :

v Cahaya yang melewati itu di sebut “ vacuum ( kosong ) ” dalam tabung kaca.

v Ariestoteles menulis, segala sesuatu bergerak, harus digerakan oleh sesuatu yang lain

Oleh karenanya, disana harus ada “sesuatu” yang tak terlihat untuk memindahkan cahaya melalui tabung kaca, maka dari itu tidak ada vacuum ( tenaga isap atau tekan ) di tabung itu. Tidak di tabung kaca maupun, dimanapun. Vacuum itu tidak ada dan sesuatu yang mustahil.

Pada saat itu timbul ide membawa tabung ke puncak gunung dengan praduga: jika ada selisih tinggi air raksa, maka hal itu menunjuk ada tekanan udara. Ketika tabung dibawa turun gunung, ketinggian air raksa kembali normal. Meningkat. Hal ini membuktikan bahwa udara mempunyai berat dan berat ini berperan mendorong air raksa naik atau turun.

Setelah melakukan percobaan mendalam di vena ini, di tahun 1647 Pascal mengeluarkan risalah Experiences nouvelles touchant le vide (“New Experiments with the Vacuum – Percobaan baru dengan Vacuum”), dia menjelaskan dengan rinci aturan dasar, bahwa derajat variasi cairan ( liquid ) bisa didukung oleh tekanan udara. Hal ini memberikan alasan atau bukti, bahwa memang ada vacuum pada kolom diatas cairan tabung barometer. Dan, pernyataan Ariestoteles dipatahkan oleh Pascal. Vacuum itu ada ! Bukan sesuatu yang mustahil. Pembuktian – pembuktian ini membuat Pascal konflik dengan para ilmuwan lainnya, terutama para ilmuwan terkemuka sebelum dia, apalagi para penganut Ariestoteles, termasuk berkonflik dengan Descartes. Dan pada saat itu muncul tuduhan Descartes bahwa pascal mencuri idenya.

Kecerdasan otak Pascal tidak perlu diragukan lagi, tapi sejak lahir fisiknya sangat lemah dan mudah terserang sakit. Tahun 1661, adiknya, Jacqueline meninggal. Pascal menunjukkan bela sungkawa kepada kakaknya, Gilberte dan kepada biarawati-biarawati teman Jacqueline. Satu tahun kemudian, kondisi kesehatan Pascal makin parah dan menolak semua bantuan yang datang atau hal apapun dapat meringankan sakitnya. Dia ingin meninggal di rumah sakit - seperti halnya orang miskin (orang kaya selalu meninggal di rumah), tapi maksudnya itu tidaklah kesampaian. Tanggal 19 Agustus 1662, dini hari, Pascal meninggal setelah lama tidak sadarkan diri. Penyebab kematian Pascal tidak diketahui dengan jelas. Beberapa orang menyebut karena TBC; lainnya menyebut karena keracunan logam atau terkena dyspepsia yang melemahkan fungsi otak. Pascal meninggalkan karya yang berjudul Pensees dan Provincial Letters yang sama sekali tidak berhubungan dengan matematika.

Pascal juga menulis tentang hidrostatik, yang menjelaskan eksperimennya menggunakan barometer untuk menjelaskan teorinya tentang Persamaan Benda Cair (Equilibrium of Fluids), yang tak sempat dipublikasikan sampai satu tahun setelah kematiannya. Makalahnya tentang Persamaan Benda Cair mendorong Simion Stevin melakukan analisis tentang paradoks hidrostatik dan dan meluruskan apa yang disebut sebagai hukum terakhir hidrostatik: “Bahwa benda cair menyalurkan daya tekan secara sama-rata ke semua arah” yang kemudian dikenal sebagai Hukum Pascal. Hukum Pascal dianggap penting karena keterkaitan antara Teori Benda Cair dan Teori Benda Gas, dan tentang Perubahan Bentuk tentang keduanya yang kemudian dikenal dengan Teori Hidrodinamik. Hukum Pascal (1658) "Jika suatu zat cair dikenakan tekanan, maka tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya". Hukum Pascal menyatakan bahwa Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar.

B. Aliran Filsafat yang Mempengaruhi

Berdasarkan temuan konsep fisika yang dilakukan oleh Pascal dipengaruhi aliran filsafat yang mempengaruhi adalah aliran filsafat empirisme, realisme dan idelisme.

Ada tiga kajian filsafat pada konsep pascal:

1. Dasar ontologi Hukum Pascal

Objek telaah dari hukum pascal ada dua yaitu objek material dan objek formal. Obyek material adalah sesuatu yang dijadikan sasaran penyelidikan, seperti fluida. Adapun obyek formalnya merupakan metode untuk memahami obyek material tersebut, seperti pendekatan induktif dan deduktif. Dalam perspektif ini dapat penulis uraikan bahwa hukum pascal pada prinsipnya memiliki dua obyek substantif (Fakta dan kebenaran)

a. Fakta

Objek kajian dalam hukum pascal merupakan fakta. Fakta adalah pengamatan yang telah diverifikasi secara empiris. Fakta dalam prosesnya kadang kala dapat menjadi sebuah ilmu namun juga sebaliknya.

b. Kebenaran

Kebenaran hukum pascal sudah terbukti secara korespondensi, koherensi, performatif, pragmatic, dan proposisi. Hukum pascal merupakan suatu kebenaran karena bunyi hukum tersebut/teori pascal telah tebukti secara ilmiah dan sesuai dengan keadaan alamiah sutau benda.

2. Dasar Epistimologi Hukum pascal

Persoalan-persoalan dalam epistemology hukum archimedes adalah:

1) Apakah hukum pascal itu ?

2) Bagaimanakah pascal dapat menemukan hukum pascal ?

3) Bagaimanakah validitas Hukum pascal itu dapat dinilai ?

Langkah dalam epistemologi hukum pascal antara lain berpikir deduktif dan induktif. Berpikir deduktif memberikan sifat yang rasional kepada pengetahuan ilmiah dan bersifat konsisten dengan pengetahuan yang telah dikumpulkan sebelumnya Secara sistematik dan kumulatif pengetahuan ilnilah yang disusun setahap demi setahap dengan menyusun argumentasi mengenai sesuatu yang baru berdasarkan pengetahuan yang telah ada. Secara konsisten dan koheren maka ilmu mencoba memberikan penjelasan yang rasional kepada objek yang berada dalam fokus penelaahan.

Berikut akan dijawab keempat pertanyaan diatas, sehingga dasar epistimologi hukum Archimedes dapat ditunjukkan secara jelas:

1) Hukum pascal s adalah hukum yang membahas tentang perilaku fluida dalam ruangan tertutup bila diberi tekanan.

2) Berdasarkan kisah yang diabadikan sejarah, pascalmemiliki sebuah replika percobaan yang berupa tabung sepanjang 31 inci (78,7 cm) yang diisi air raksa yang diposisikan terbalik dalam sebuah mangkok mercuri. Pascal ingin mengetahui kekuatan apa yang menjaga mercuri dalam tabung, dan apa yang mengisi ruang kosong dibagian atas dalam tabung mercuri tersebut. Apakah berisi: udara? uap air raksa? kehampaan? Pada waktu itu, kebanyakan ilmuwan berpendapat bahwa ruang kosong ditabung atas mercuri tersebut adalah tak lebih daripada vacuum ( kosong ), dan beberapa kejadian yang dianggap tak mungkin oleh ilmuwan sebelumnya, telah terlihat saat percobaan itu dilakukan. Hukum Pascal (1658) "Jika suatu zat cair dikenakan tekanan, maka tekanan itu akan merambat ke segala arah dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya". Hukum Pascal menyatakan bahwa Tekanan yang diberikan zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke segala arah dengan sama besar.

3) Untuk validitas hukum pascal dapat dilakukan dengan prinsip konfirmasi dengan penjelasana lengkap sebagai berikut:

Untuk memastikan kebenaran penjelasan atau kebenaran prediksi pascal, dapat didasarkan pada dua aspek yaitu Aspek kuantitatif dan aspek kualitatif. Hukum pascal telah melewati tahapan konfirmasi, dan terbukti bahwa hukum pascal merupakan suatu hukum yang valid dan merupakan hukum fisika dan bagian dari ilmu pengetahuan.

3 . Dasar Aksiologi Hukum Pascal

Aksiologi menjawab, untuk apa hukum pascal yang berupa ilmu itu di pergunakan? Bagaimana kaitan antara cara penggunaan tersebut dengan kaidah-kaidah moral? Bagaimana penentuan objek yang ditelaah berdasarkan pilihan-pilihan moral? Bagaimana kaitan antara teknik prosedural yang merupakan operasionalisasi metode ilmiah dengan norma-norma moral?

Ada banyak dasar aksiologi dari hukum pascal yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia, karena tujuan diciptakannya hukum pascal ini adalah untuk memberikan manfaat dan kemudahan dalam kehidupan manusia. Beberapa diantara aplikasi hukum pascals yang mempermudah manusia antara lain: dongkrak hidrolik dan pompa hidrolik. Kesemuanya itu merupakan nilai aksiologi hukum pascal. Hukum pascal bukan hanya sebua teori kontekstual namun memiliki banya nilai aplikatif yang menjadikan alasan yang kuat bahwa pernyataan pascal merupakan suatu hukum dan bagian dari ilmu penegetahuan yang telah terbukti secara empiris.

C. Implikasi dalam Pembelajaran Fisika

Aliran filsafat yang mempengaruhi konsep Pascal adalah aliran filsafat realism, empirisme dan idealisme. Karena itu dalam pelaksanaan pembelajran fisika yang berkaitan dengan materi hukum Pascal tentunya melalui pendekatan realistis, idealis, dan pendektan empiris. Adapun imlikasi dalam pembelajaran fisika adalah sebagai berikut:

1. Metode pembelajaran yang sesuai adalah metode ekperimen atau demonstrasi.

2. Salah satu model pembelajaran yang susai adalah problem solving

2. Guru hanya sebagai pembimbing saat proses pembelajaran berlangsung

3. Sumber pengetahuan/informasi dalam mempelajari hukum Pascal adalah ide-ide siswa yang didapatnya dari “pengalaman” dan dibuktikan melaui ekperimen secara langsung oleh mereka sendiri.

4. Buku sumber hanya sebagai pendukung dari hasil percobaan yang siswa buktikan, artinya ada pembuktian secara real dan kesimpulan percobaan.

5. Pembelajaran fisika berlangsung secara aktif oleh aktifitas siswa dan siswa diberikan keempatan seluas-luasnya untuk berpikir atau mengeluarkan ide-ide pada saat proses pembelajaran fisika berlangsung.

2.3 Hukum Gravitasi Umum Newton

A. Sejarah Konsep Fisika Ditemukan

Suatu Pagi di bawah langit yang cerah, Newton melihat keponakannya bermain bola. Bola ini diikat pada tali dan anak itu memegang ujung tali dengan erat. Dia mengayun bola, awalnya pelan, tetapi semakin lama semakin cepat sampai talinya menegang.
Melihat itu Newton mulai menyadari bahwa bola itu sama persis dengan bulan. Dua gaya yang bekerja pada bola- pergerakannya(menuju keluar) dan gaya tarik tali (yang menarik kedalam). Dua gaya bekerja pada bulan. Gaya geraknya dan gaya tarik gravitasi). Untuk pertama kalinya, Newton memperhitungkan kemungkinan bahwa gravitasi merupakan sebuah gaya menarik universal, tidak hanya planet maupun bintang bahkan Gravitasi menarik apel ke tanah (Lampiran Gb.3). Dalam pekerjaannya, Newton membandingkan antara besar gaya gravitasi bumi yang menarik bulan dan menarik benda-benda pada permukaan bumi. Percepatan gravitasi yang dialami setiap benda di permukaan bumi adalah 9,8 m/s². Jarak bulan dari pusat bumi atau jari-jari orbit bulan = 3,84×108 m, dan jarak permukaan bumi dari pusat bumi atau jari-jari bumi = 6,4×106 m. Ini berarti jarak bulan dari pusat bumi adalah 60 × jarak permukaan bumi dari pusat bumi. Akhirnya Newton menyimpulkan bahwa besar gaya gravitasi bumi pada suatu benda F, berkurang dengan kuadrat jaraknya, r, dari pusat bumi. Newton menyadari bahwa gaya gravitasi tidak hanya bergantung pada jarak, tetapi juga bergantung pada massa benda. Hukum III Newton menyatakan bahwa ketika bumi mengerjakan gaya gravitasi pada suatu benda (missal bulan), maka benda itu akan mengerjakan gaya pada bumi yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Newton terus berlanjut dalam menganalisis gravitasi. Dari kumpulan data ini dan data pendukung dia mendapatkan bahwa gaya gravitasi yang dikerjakan matahari pada planet yang menjaga planet tetap pada orbitnya mengitari matahari ternyata juga berkurang secara kuadrat terbalik terhadap jarak planet-planet itu dari matahari. Oleh karena kesebandingan kuadrat terbalik ini, maka Newton menyimpulkan bahwa gaya gravitasi matahari pada planetlah yang menjaga planetplanet tersebut tetap pada orbitnya mengitari matahari. Selanjutnya Newton mengajukan hukum gravitasi umum Newton, yang berbunyi :

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.

Besarnya gaya gravitasi dapat ditulis dengan persamaan matematis :

Dengan :

F₁₂ = F₂₁ = F = 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)

Maka, adalah keberhasilan yang besar dari pemikiran Newton dapat menurunkan hukum-hukum Kepler dari hukum gerak Newton dan dari hukum gravitasi Newton. Hukum gravitasi Newton di dalam kasus ini mengharuskan setiap planet ditarik menuju matahari dengan sebuah gaya yang sebanding dengan massa planet dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari planet ke matahari.

Dengan cara ini Newton mampu menerangkan gerak planet di dalam tata surya dan gerak benda jatuh di dekat permukaan bumi dengan sebuah konsep bersama. Pentingnya karya copernicus, secara ilmiah sebenarnya terletak di dalam kenyataan bahwa teroi berpusat surya telah membuka jalan bagi penyatuan ini. Secara berturutan, berdasarkan anggapan bahwa bumi melakukan rotasi dan berputar mengelilingi matahari, maka kita menjadi mungkin menerangkan fenomena yang bermacam-macam seperti itu seperti gerak sehari-hari dan gerak yang nyata setiap tahun dari bintang-bintang, yang perataan bumi dai sebuah bentuk sferis, sifat angin pasat, dan banyak hal lain yang tak dapat dipersatukan begitu sederhananya di dalam teori yang menggunakan bumi sebagai titik pusat.

B. Aliran Filsafat yang Mempengaruhi

Jika dilihat dari bagaimana cara menggabungkan realitas apel, mainan yang dilakukan keponakannya serta konsep yang dibangun oleh galileo galilee maka nampaka sekali perpaduan antara realitas materi dan ide yang dipakai oleh newton dalam membangun konsep grafitasi, maka aliran empirisme sangat cocok dengan penemuan ini.

C. Implikasi dalam Pembelajaran Fisika

Siswa digiring pada pemahaman bahwa gaya grafitasi tidak hanya dimiliki bumi, tetapi semua benda bermassa memiliki gaya gravitasi. Kekuatan grafitasi bergantung pada ukuran massanya, makin besar medan grafitasinya, sehingga benda dengan ukuran yang lebih kecil akan “ketarik” ke arah benda yang ukuran yang lebih besar. Pemahaman tentang gravitasi bumi sampai sekarang berkembang. Bahkan ada yang membuat teori tentang jarring semesta, dengan ilustrasi alam semesta ibarat jika kita taru benda diatasnya maka akan terbentuk lengkungan alam semesta yang sesuai dengan ukuran volume dan massanya. Maka logis ketika benda yang kecil akan “ketari” menuju arah yang berukuran besar.