Hakikat Matematika dalam Pembelajaran Fisika

Kesan pertama ketika siswa belajar fisika adalah adalah sulit. Alasannya pun bervariasi, karena banyak hitungan, karena banyak rumus dan masih banyak lagi alasan yang lainnya. Oleh karena itu, fisika dikategorikan dalam bidang studi yang tergolong sulit.

Tidak heran jika sebagian orang menganggap belajar fisika sama halnya kita harus belajar matematika. 

Belajar fisika tanpa memahami matematika itu sama halnya bohong. Sebab, banyak hal yang dipelajari dalam fisika akan selalu membutuhkan matematika.

Penulis mendefenisikan fisika sebagai ilmu yang mematematikan beberapa fenomena dan aktivitas kehidupan di alam raya. Tujuan mematematikan fenomena dan aktivitas tersebut agar manusia mudah mempelajarinya. Bukan malah sebaliknya yang menyulitkan para siswa.

Mutlak dalam pembelajaran fisika, kemampuan matematis harus dimiliki siswa. Sebab, untuk memahami konsep fisika membutuhkan matematika sebagai pemecahan masalah. Di sinilah letak keruwetan itu mulai timbul bagi siswa termasuk juga bagi guru.

Dalam fisika, matematika bukan tujuan namun hanya sekeder instrumen

Ilustrasi belajar matematika (Sumber: Shutterstock)

Di dalam fisika, matematika hanyalah alat agar mempelajari fisika lebih mudah. Siswa diarahkan untuk memahami konsep fisika melalui matematika. Sebab, hanya dengan cara ini semua konsep fisika dapat disedehanakan.

Tidak heran jika fisika banyak rumus, banyak hitung-hitungan. Satu rumus fisika mengandung konsep-konsep fisika yang kompleks. 

Jadi, jika tanpa rumus maka fisika akan menjadi ilmu bahasa yang mendeskripsikan seluruh fenomena dan aktivitas kehiduan yang berada di alam semesta ini. Bukankah itu akan menyulitkan kita untuk belajar fisika?

Tujuan belajar fisika adalah memahami konsep fisika secara utuh. Bukan hanya sekadar belajar perhitungan matematis. Perhitungan matematis tersebut harus mengantarkan siswa pada pemahaman konsep.

Sebagai contoh siswa menghitung  jarak dan perpindahan yang hasilnya sama yaitu 5 meter. Secara matematis, angka 5 meter pada jarak dan perindahan tersebut sama. Namun secara konsep fisika angka 5 meter tersebut memiliki makna yang berbeda.

Jarak 5 meter berarti total panjang lintasan yan dilewati oleh seseorang atau benda seperti kendaran. Perpindahan 5 meter merupakan angka ukuran perubahan posisi suatu benda dari posisi awal ke posisi akhir. Dalam suatu aktivitas perjalanan misalnya, ukuran jarak dan perpindahan bisa saja sama, bisa saja berbeda.

Sama apa bila lintasan tempuh yang dilalui saat melakukan perjalan tersebut adalah lurus tanpa berkelok. Sebaliknya bila jalan berkelok maka sudah pasti ukuran jarak dan perpindahan berbeda. Namun ukuran perpindahan tidak akan lebih besar dari pada jarak.

Tentu masih banyak lagi makna angka 5 meter pada perpindahan tersebut. Termasuk pembuktian perpindahan sebagai besaran vektor yang memiliki nilai dan arah. 

Tanda plus dan minus pada nilai perpindahan statusnya hanya sebagai pemberi keterangan arah bukan nilai. Tanda tersebut hanya menujukan arah ke kiri atau ke kanan dan sebagainya.

Ilustrasi kajian ilmu fisika (Sumber: pendidikan.co.id)

Rumus fisika yang memuat hitungan matematika juga sebenarnya ingin menyederhanakan konsep fisika dalam berbagai simbol-simbol. 

Berikut ini penulis menguraikan salah satu contoh konkrit rumus fisika yang sederhana namun mengandung konsep dan pemahaman yang luas.

Ilustrasi rumus Hukum III Newton (sumber: 99.co)

Gambar di atas merupakan rumus Hukum ke 3 Newton yang lebih dikenal hukum aksi reaksi. 

Satu rumus yang sederhana tersebut terdapat banyak konsep yang diperoleh. Sehingga konsep tersebut tak harus ditulis secara keseluruhan.

Bagi yang belajar fisika, bermodalkan rumus yang sederhana itu dapat mengetahui beberapa konsep fisika, yaitu:

1. Terdapat dua gaya yang bekerja

Dari rumus yang ada, kita tahu bahwa ada dua gaya yang bekerja. Misalnya: seorang menggunakan tangan mendorong tembok yang kokoh. 

Dua gaya tersebut adalah gaya aksi (tangan) dan gaya reaksi (tembok). Kondisi tersebut disimbolisakan dalam bentuk rumus hukum III Newton. Untuk kedua gaya tersebut  dapat diketahui dari simbol F aksi dan F reaksi.

2. Dua gaya yang bekerja saling berlawan arah

Gaya aksi dan gaya reaksi bekerja secara berlawan. Dengan kata lain, kerja kedua gaya tersebut saling dorong. 

Hal ini dapat dilihat dari tanda negatif (-) pada -F reaksi (memberi tanda berlawan arah dengan F aksi).

3. Besar kedua gaya sama

Gaya aksi dan gaya reasi besarnya sama. Akibatnya kedua gaya tersebut bekerja sama besar sehinga reaultan gaya (R) sama dengan 0. Hal ini dapat dilihat dari tanda sama dengan (=) pada rumus.

4. Terjadi dalam waktu bersamaan

Kedua gaya tersebut terjadi dalam waktu bersamaan. Walaupun ada kesan konseptual yang melakat pada siswa yaitu aksi dan reaksi. Namun dalam hukum III Newton tidak bisa dikatakan ada aksi ada reaksi. 

Sebab, aksi dan reaksi berlangsung dalam waktu bersamaan. Tidak aksi dulu baru terjadi reaksi. Semua terjadi dalam waktu bersamaan.

Oleh. Eduardus Fromotius Lebe
(Penulis, Konsultan Skripsi dan Dosen)