Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Pegas, Ringan dengan Bekerja Sama: Belajar Karakter dari Konsep Fisika

Hai sobat pembelajar, masihkah kalian menganggap fisika itu sulit? Yuk, mulai belajar dengan kesungguhan hati agar sesuatu yang sulit pun akan mudah dimengerti. Kini saatnya kalian mengubah mindset karena ternyata fisika itu asyik dan menyenangkan. Tuhan telah menitipkan pesan melalui berbagai ilmu alam yang sering kita temui dalam kehidupan. Di majalah 1000guru edisi sebelumnya, kita telah belajar tentang konsep gerak lurus, sikap gigih dan pantang menyerah dari sesosok ban hitam yang banyak digunakan pada alat transportasi sehari-hari. Bukankah sobat pembelajar adalah insan yang gigih dan pantang menyerah dalam menggapai mimpi dan cita-cita?

Sebelum masuk ke materi utama, perlu diketahui alasan mengapa kita wajib belajar pendidikan karakter. Salah satu alasannya seperti yang disebutkan dalam artikel media daring Kompas (https://nasional.kompas.com) berjudul “Analogi Kehidupan dalam Konsep Fisika” yang terbit pada 18 April 2018, menyebutkan bahwa salah satu visi Indonesia dalam pembangunan bangsa adalah upaya peningkatan mutu pendidikan.

Pada masa sekarang, pendidikan Indonesia memiliki dua sisi utama dalam peningkatan ilmu pengetahuan dan pendidikan karakter. Hal ini sesuai dengan UU Nomor 20 Tahun 2003 tentang sistem pendidikan nasional pada pasal 3, yang menyatakan bahwa pendidikan nasional berfungsi mengembangkan kemampuan dan membentuk karakter serta peradaban bangsa yang bermartabat dalam rangka mencerdaskan kehidupan bangsa. Penguatan pendidikan karakter juga ditegaskan dalam Peraturan Presiden Republik Indonesia (Perpres) Nomor 87 Tahun 2017 tentang Penguatan

Pendidikan karakter sangat penting dijalani sobat pembelajar generasi milenial dalam menghadapi kehidupan era modern seperti sekarang ini.  Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas konsep fisika lainnya tentang sebuah benda yang dapat merenggang dan kembali ke bentuk semula, yaitu pegas. Karakter apakah yang bisa kita ambil dari benda ini?

Pasti kita sudah tidak asing lagi dengan pegas. Kita bisa menemui benda ini di dalam pulpen atau pensil mekanik yang biasa kita gunakan untuk menulis maupun neraca pegas untuk menimbang. Pegas merupakan salah satu contoh benda elastis. Artinya, benda itu jika diberi gangguan (gaya) akan kembali ke bentuk semula. Di sisi lain ada sifat benda yang apabila diberi gangguan tidak bisa kembali ke bentuk semula, yang disebut plastis. Berikut ilustrasi yang menggambarkan benda elastis.

Keadaan bahan sebelum diberi gaya, b. Keadaan bahan setelah diberi gaya F.

Gambar di atas menunjukkan mula-mula  (gambar a) sebuah benda memiliki panjang L0 dan luas penampang A. Setelah ditarik dengan gaya F (gambar b), benda itu akan mengalami pertambahan panjang sebesar ∆L. Ketika gaya atau gangguan tersebut dilepaskan, benda tersebut akan kembali ke bentuk semula.

Jika sebuah pegas digantungkan dan diberi beban (m), pegas tersebut akan bertambah panjang (DL). Semakin besar beban (m), semakin besar pula perubahan panjang (DL) yang dialami pegas. Perbandingan antara beban terhadap perubahan panjang bernilai tetap. Nilai yang tetap ini disebut dengan konstanta pegas (k). Perhatikan ilustrasi berikut.

(a) Pegas sebelum diberi beban, (b) Pegas setelah diberi beban akan mengalami pertambahan panjang.

Mari kita telusuri lebih dalam konsep fisika tentang pegas dengan simbol. Beban (m) yang digantungkan memiliki gaya berat sebesar w = m.g, dengan w adalah gaya berat, m adalah beban atau massa benda, dan g adalah percepatan gravitasi bumi. Perbandingan antara gaya berat (w) dengan perubahan panjang (DL) pegas dapat disimbolkan sebagai konstanta pegas (k), yang bisa kita tuliskan dalam rumus

 k = \frac{w}{\Delta L} = \frac{m.g}{\Delta L}

Berikut ini beberapa keterangan besaran dan satuan:

  •  k = konstanta pegas  (N/m)
  •  w = gaya berat  (N)
  •  m = massa benda  (kg)
  •  g = percepatan gravitasi bumi  (m/s^2)
  •  \Delta L = L - L_O = perubahan panjang  (m)
  • simbol  \Delta (dibaca: delta) merupakan simbol yang memiliki makna perubahan atau kondisi akhir dikurangi kondisi awal.

Dari penjelasan di atas dapat diketahui bahwa setiap pegas memiliki konstanta pegas sendiri-sendiri. Misalkan sebuah pegas memiliki konstanta  100 \rm{N/m} , artinya ketika pegas tersebut diberi beban seberat  100 \rm{N} (sekitar  10 \rm{kg} , jika   g = 10 \rm{m/s^2} ), pertambahan panjangnya akan sebesar  1 \rm{m} .

Perlu diketahui bahwa setiap pegas memiliki batas beban maksimal. Jika pegas tersebut diberi beban yang melebihi batas beban maksimal, sifat elastisnya akan rusak sehingga pegas tidak bisa kembali ke bentuk semula secara sempurna. Misalnya pegas dari pulpen atau pensil mekanik dengan batas maksimal beban bermassa  0,05 \rm{kg} kita gunakan untuk mengangkat bola basket bermassa  0,5 \rm{kg} . Apa yang terjadi? Mula-mula sifat elastisnya akan terganggu. Pegas akan meregang, memanjang dan rusak. Apabila diberi beban yang lebih besar lagi, besar kemungkinan pegas tersebut akan putus.

Lalu, bagaimana jika dalam kegiatan pembelajaran, kita diminta untuk menggantungkan beban sebesar  1,2 \rm{kg} menggunakan pegas? Misalkan tersedia dua macam pegas dengan maksimal beban  0,8 \rm{kg} dan  0,6 \rm{kg} . Maka, untuk dapat menahan beban tersebut, kita bisa merangkai kedua pegas dan menggantungkannya secara paralel sehingga batas maksimal beban menjadi  1,4 \rm{kg} . Jika pegas dirangkai paralel, beban akan terbagi secara adil pada setiap pegas, dan menanggung beban sesuai dengan kemampuannya. Perlakuan ini tentu saja tidak akan membuat pegas rusak.

(a) Dua buah pegas yang disusun secara paralel, (b) Sebuah pegas pengganti susunan paralel.

Karakter yang bisa dipelajari dari pegas dalam kehidupan sehari-hari ini terkait saat kita diberikan beban yang melebihi kemampuan kita. Apakah kita akan mampu jika mengerjakannya sendiri? Tentu tidak, tetapi kita dapat menerapkan konsep pegas untuk bekerja sama dalam mencapai tujuan yang sama.

Untuk mencapai tujuan yang diluar batas kemampuan, kita bisa berkolaborasi dengan orang lain untuk mencapai tujuan. Lakukan yang terbaik sesuai dengan kemampuan kita, dan belajarlah bekerja sama dengan orang lain. Berbagai pekerjaan dan tanggung jawab yang melebihi kemampuan kita dapat diselesaikan dengan bekerja sama sehingga akan terasa lebih ringan. Sebuah pepatah terkenal dari Afrika mengiaskan penting dan berharganya kerja sama, If you want to go fast, go alone. If you want to go far, go together.Jika kamu ingin pergi cepat, lakukan sendirian. Jika ingin pergi jauh, lakukan bersama-sama.

Contoh di atas menunjukkan bahwa kita dapat mengambil karakter dari gejala fisika yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Diharapkan selain sobat pembelajar memahami konsep fisika dengan benar, sobat juga dapat mengambil pelajaran dari nilai-nilai kehidupan yang berguna untuk menjalani kehidupan di lingkungan masyarakat. Pada akhirnya, tujuan pendidikan nasional dapat terwujud.

Bahan bacaan:

Penulis:

  1. Ediyanto, Dosen Universitas Yudharta Pasuruan, Mahasiswa S-3 di Graduate School for International Development and Cooperation, Hiroshima University, Jepang. Kontak: ediace09(at)yahoo.co.id
  2. Ardiana P. Konita, Guru SD, Mahasiswa S-2 di Graduate School for International Development and Cooperation, Hiroshima University, Jepang. Kontak: ardianakonita(at)gmail.com
  3. Iva Nandya Atika, Mahasiswa S-2 di Graduate School for International Development and Cooperation, Hiroshima University, Jepang.