Exploring Physical Science Concepts and Relations with Measurable Quantities

1. CONTENT OF PHYSICAL SCIENCE • CONCEPTS : Main ideas, definitions. mass, density, speed etc. • RELATIONS BETWEEN CNCEPTS : Laws, Principles, Postulates, Hypotheses. • GRAMMAR for expressing, verbally or mathematically : logic of language and logic of mathematics.

2. WHAT IS PHYSICS • Fisikamempelajarisusunan, sifatdangejalapadabenda-bendaalamsecarakuantitatif, sertahukum-hukum yang mengaturnya ,danmenyajikanyasecara (denganbahasa) matematik. Contoh : Cairanbersifatkentalviskositas. Benda bergerakkecepatan Gaya pegassebandingdengansimpangan : F = - kx.

3. teruskan • VisiFisika : Membongkar, membeberkandanmendokumentasikanrahasiaalamsemestasecarailmiahsehinggadapatmemberimanfaatgunameningkatkankesejahteraandanmemantapkanimanumatmanusia. • ObyekFisika : semuabendaalam • Partikelelementerhinggabendaterbesar • Partikeltunggalhinggasistemjagatraya

4. CONCEPTS • Konsep (dalamsains) mustidipahamisecarasamaolehsemuasaintis. Agar terjamindapatdipahamisecarasamaolehsemuasaintis, konsepharusjelasdansejauhmungkinbersifatunikdanumum.

5. Physical Concepts • Filosofis, kualitatif (intelligent human) : ObservasidanPerenungan. (kuno) • Operasional, kuantitatif (scientific) : PengukurandanDefinisi/Perumusan. (modern) Contoh : Pengukuranpanjangpensil: A: 15,01 cm. B: 15 cm. C: 14,99 cm. D: 15,1 cm. Bukanbertengkardalamketakcocokan, melainkan bersepakat, Panjangsisimeja : (15,00 ± 0,01) cm denganmenolak (wajibmengulangbagi) 15,1 cm. Atau : Panjangsisimeja : 15,03 ± 0,04 cm.

6. PROSEDUR METODE PENGEMBANGAN ILMIAH • Pengamatan (obsevasi), kebanyakansecaratakdisengaja/diharapkan (unexpectedly). Mungkinlebihtepatsebagai “penemuangejala” Contoh : Falling stone, Deflecting magnetic bar, Cathod rays, X – ray, Bohr’s postulates, de Broglie’s hypotheses, Plack’s old quantum theory, etc.

7. LANJUTAN • Penjelasan : • Filosofis (kuno), yaknidenganperenungandanpenalaran. Inibersifatkualitatif. Polademikianmemunculkanberbagaipaham/aliran. Contoh : benda-bendamemiliki “ruh”, merekapunyarumahdanselalu “inginpulang” kerumahnya. Benda padat “massif” selalujatuhkebumi, rumahnyadiperutbumi. Api, udarakeatas.

8. lanjutan • MetodeIlmiah/sains(modern), penalaran , berlogikamemanfaatkanapa-apa (teori) yang sudahdiketahuidandikembangkanuntukmeramalkankemungkinangejala/peristiwabaru. (hipotesa). Pengujian/verifikasiterhadappenalarandanramalandenganrealitasalam (eksperimen). Data-data dianalisissecarakuantitatif. Hasilanalisis data (eksperimen) sebagaikesimpulan (teori) berupakonsepatauhukum. observasihipotesaujieksperimenanalisiskesimpulan (konsep/hukum/prinsip)

9. MEASURABLE AND QUATITATIVE • I often say that when you can measure what you are speaking about and express it in numbers you know something about it; but when you cannot measure it, when you cannot express it in numbers, your knowledge is of a meagre and unsatisfactory kind; it may be the beginning of knowledge, but you have scarcely, in your thoughts, advanced to the stage of Science, whatever the matter may be. (Lord Kelvin)

10. KETAKPASTIAN (RALAT, ERRORR) • Operasi manual (langsung) : panjangbatang. • Operasimatematis (tidaklangsung) : Kecepatan/kelajuansesaat = slope ataugradiengrafikjarakvswaktu, • Ketakpastianinimerupakansifatalamidarioperasionalkonsep. Konsepdapatditentukandandiukur “hanya” denganketakpastian (ralat) tertentu. • Kualitaspengukuran : presisidanakurasi(ditentukanolehfaktor-faktoralat, metode, …). • RKE menyadarkanperansifatopersionalkonsep. • MenimbulkankontradiksiseriusdlmFisikaTepri.

11. SCIENTIFIC METHOD • What happen ? (Observation) • What you want to know (hypothesis) • What you do (Verifikasi, Experiment, mesurement) • What you find [Result(s) : (Law, value(s)]

12. CONSTANCIES IN CHANGE • Sain/Fisikaselaluberkembang, selaluberubah, tidakpernahberhentidariide/pertanyaandanpenemuanfakta, membangunhubunganantarafakta-fakta yang merupakanhukum-hukum yang mengaturkeberadaandan “perjalanan” alam (world) ini. PerkembanganFisikaberupasiklus. • Albert Einstein : “The objects of all sciences is to coordinate our experiences and to bring them into a logical system”. • Niels Bohr : “The task of sicience is both to extend the range of our experience and to reduce it into order”.

13. SIMBOL DAN UNGKAPAN MATEMATIS • Konsep-konsep, besaranFisika (kuantitatif), Observabel, dinyatakandengansimbol. • Hukum-hukumFisikamerupakanhubunganantarabesaran-besaran, yang berlakupadasistemalamtertentu, diungkapkansecaramatematik, sehinggamudahdikenalidandipahamisecarakuantitatif. Contohlagi : F = ma. dW = F.ds. P = VI. I = V/R.

14. “PRIVATE” AND “PUBLIC” SCIENCE • Konsep/hukum yang sedangdalamproses “penemuan”, baru “dinikmati” pahit-manisnyaolehsaintis yang menggelutinya, disebut “private science” (biasajugadisimbolkandengan S1) • Barusetelahdiperolehkonsepatauhukum yang diyakinikebenarannyamelaluiuji yang memadai, laludipublikasidan “dinikmati” olehorangbanyak, disebut “public science” atau S2.

15. HUKUM EMPIRIS DAN TEORITIS • Hukum (hubunganmatematis) yang diturunkandari data-data pengukurandisebuthukumempiris. Contoh : Hukum-hukumKeplerditurunkandari data-data (yang dikumpulkanolehTaicho Brahe). • Hukum yang dijabarkandarikonsep-konsepmaupunhukum-hukium yang telahdiketahuisebelumnya, disebuthukumteoritis. Sebagaicontoh, Hukumlintasandanhukumluasangerak planet (hukumempirisKepler) cdapatdisebuthukumteoritisdenganmenurunkannyamelaluihukumgravitasi Newton.

16. PERSYARATAN SAINS • Suatukonsepataupunasas/hukumdapatdimasukkandalam (diterimasebagaibagiandari) sainsharusmemenuhisyaratsains : • Observabel (meskitidaklangsung, sepertielektron) • Measurable (dinyatakansecarakuantitatif) • Reproducible (dapat/mudahdiulangolehsiapapun, kapanpun, dimanapundenganhasil yang reasonable/acceptable).

17. DUALITIES • Filosofis – operasional-analitis • Kualitatif – kuantitatif • Kuno – “modern” (baru) • Private science – public science • Classical – quantum Physics • Partikel – gelombang • Empiris – teoritis

18. SISTEMITIKA FISIKA • BesaranFisikacukupbanyak, dengansifat yang tidaksemuanyasama. Ada yang berupaskalar, adavektor, ada tensor dst. • Antarabesaran-besaranFisikasalingterkaitsatudengan yang lain melaluiaturan, hukum yang bermacam-macamdanvariatiftingkat “keruwetannya”. • Berbagaiupayapengelompokansudahdilakukanorang, dengansisipandang yang beragam. Antara lain :