## ANALISIS KESULITAN MAHASISWA DALAM MEMAHAMI KONSEP VEKTOR GAYA PADA HUKUM NEWTON
1
2
Jeffry Handhika , Erawan Kurniadi
1,2 IKIP PGRI MADIUN
Jeffry.handhika@yahoo.com

## Abstract
Vector  is  an  important  subject    in  physics.  Application  of  Newton's  laws  will  be difficult, if not understand the basic concept of vectors. At the time of completing the equation of Newton's laws, students have difficulty in identifying problems, more specifically students can not understand the concept vectors correctly. Based on the results of the analysis of errors made, from six students, only one student who answered correctly. Student errors are caused by the use of language dominance intuition and do not understand the concept of a vector.

## Keywords: Vector Concept, Newton's laws

## 1. PENDAHULUAN
Fisika  dasar  merupakan  matakuliah wajib  yang  harus  dikuasai  mahasiswa  IKIP PGRI  Madiun.  Penguasan  konsep  fisika  dasar sangat  menentukan  kemampuan  materi  kuliah lain  baik  mekanika,  termodinamika,  maupun fisika  modern.  Kemampuan  menguasai  materi fisika  juga menentukan kualitas mengajar calon guru  fisika.  Hukum  newton  merupakan  pokok bahasan  yang  juga  diajarkan  di  SMP  maupun SMA,  dengan demikian harusnya lebih mudah bagi  dosen  untuk  mengajarkan  konsep  hukum newton,  karena  mahasiswa  sudah  memiliki kemampuan  awal  sebelumnya.  Dalam menyelesaikan  permasalahan  fisika,  tiga tahapan penting, (1) identifikasi permasalahan, (2) menentukan persamaan/ metode yang sesuai, (3)  menyelesaikan  permasalahan  matematis. Ketiga  tahapan  tersebut,  jika  dipahami  dan
dilakukan  dengan  benar,  maka  permasalahan fisika dapat terselesaikan. Data tes awal tentang pemahaman  konsep  fisika  hukum  newton menunjukkan  bahwa  kesalahan  mahasiswa dalam menyelesaikan penerapan hukum newton disebabkan karena mahasiswa tidak memahami konsep  vektor,  hukum  newton,  dan  pengaruh bahasa intuisi.
Handhika  J.,  Kurniadi  E.,  Muda  I (2014),  menemukan  bahwa  mahasiswa  masih mengalami  kesulitan  dalam  menggambarkan diagram gaya pada gerak parabola. Mahasiswa menggambar  kecepatan,  pengetahuan  awal m a h a s i s w a   t e n t a n g   v e k t o r   k e c e p a t a n m e m p e n g a r u h i   m a h a s i s w a   d a l a m menyelesaikan permasalahan tersebut (Gambar 1).  Pengetahuan  konsep  vektor  juga  tidak dikuasai  mahasiswa,  3  orang  mahasiswa  tidak menggambar sama sekali.
J. Handhika, E. Kurniadi, I. Muda (2014)
Gambar 1. Kesalahan Siswa dalam Menggambarkan Vektor Gaya
Pada  gambar  1,  diidentifikasi  intuisi  juga  ikut mempengaruhi  kesalahan  mahasiswa  dalam menggambarkan  vektor  gaya,  mahasiswa merasa bahwa setiap ada gaya kebawah, selalu terdapat gaya keatas. Berdasarkan latar belakang diatas,  penelitian  tentang  analisis  kesalahan mahasiswa dalam memahami vektor gaya sangat diperlukan.

## 2. METODE PENELITIAN
P e n e l i t i a n   i n i   m e r u p a k a n   p e n e l i t i a n pendahuluan  ( elementary  research )  yang
dilaksanakan  pada  mata  kuliah  Fisika  Dasar. Subyek yang dikaji sebagai sumber data adalah mahasiswa  semester  3  orang  semester  4  dan  3 orang  semester  VI  sebanyak  6  orang. Pengumpulan  data  menggunakan  teknik  tes dengan  soal  yang  didesain  khusus  mengarah pada  kajian  permasalahan  secara  hirarki. Sebelum  pelaksanaan  tes,  mahasiswa  diberi tugas  untuk  mempelajari  materi  Hukum Newton. Analisis data dilakukan dengan teknik interaktif (Gambar 3).
Sutopo (2006) Gambar 2. Model Analisis Interaktif pengumpulan data reduksi data penarikan kesimpulan verifikasi sajian data

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian  dilakukan  dengan  memberikan tes pemahaman tentang penjumlahan vektor,
Soal tes yang diangkat sebagai berikut:
Jika ,  F = 0 Gambarkan Vektor yang ketiga?
Gambar 3. Soal Vektor
Jawaban Mahasiswa
Gambar 4. Jawaban Mahasiswa Tipe 1
Gambar 5. Jawaban Mahasiswa Tipe 2
Gambar 4 menunjukkan bahwa mahasiswa tidak memahami  konsep  vektor,  mahasiswa  hanya memberikan  argumentasi  bahwa  F  mengalami perubahan.  Wawancara  dengan  mahasiswa sebagai berikut:

## Wawancara I
Dosen
:  F   apa  sebuah  titik  atau 3
bagaimana di gambar anda? Mahasiswa :  karena F nya Nol pak 3 Dosen :  Simbol sigma dimaknai sebagai apa dalam persamaan? Mahasiswa :  Penjumlahan gaya pak Dosen :  kalau sigma penjumlahan gaya, kenapa F  Nol 3 Mahasiswa :  ya karena F  dan F  mengalami 1 2 perubahan Dosen :  apa di soal F  dan F   mengalami 1 2
perubahan?
Mahasiswa :  ya Pak... kyaknya gtu Gambar  5.  Menunjukkan  bahwa  mahasiswa menggambar  F sebagai  hasil  resultan  gaya  F 3 1 dan F .   Mahasiswa mengabaikan resultan gaya 2 sama  dengan  nol,  mahasiswa  terpengaruh  oleh pengetahuan awal sebelumnya tentang resultan gaya.    Hasil  wawancara  dengan  mahasiswa
sebagai berikut:

## Wawancara II
Dosen : Apakah  F itu  resultan  gaya  F1 3 dan F2? Mahasiswa  : ya pak kan cara mengerjakannya seperti itu Dosen :  Maksudnya? Mahasiswa :  Ve k t o r   F   d a n   F   d a p a t 1 2 dijumlahkan  dengan  jajaran genjang dan poligon Dosen :  yang  anda  kerjakan  pakai  cara apa? Mahasiswa  :  jajaran genjang, pak
Wawancara  (1)  menunjukkan  pengaruh  intuisi dalam  mengerjakan  permasalahan  fisika. Mahasiswa  menggunakan  perasaannya  dalam mengambil  kesimpulan  adanya  perubahan  F 1 dan F . Dalam mengerjakan soal hukum newton, 2 kedua mahasiswa tersebut mengalami kesulitan dalam  menggambarkan  diagram  gaya,  ketika soal diubah koordinatnya (dirotasi), mahasiswa tersebut  salah  dalam  memproyeksikan  vektor gaya (gambar 6).
Gambar 6. a. Rotasi Gambar Proyeksi b. Jawaban Mahasiswa
Gambar  6.  Menunjukkan  bahwa hirarki  penyelesaikan  soal  fisika,  poin  1 mengidentifikasi  masalah  dialami  oleh
kedua  mahasiswa  tersebut.  Mahasiswa mengalami  kesulitan  dalam  memahami konsep  simbol  matematis =  0 ,  dan F r
School   Social/Cultural/Historical Everyday life epistemological contextual conceptual procedural Complex Simple Conceptions Fact Relations Conceptual structure ontological motivational
proyeksi vektor.  Cari (2014) mengungkapkan bahwa  kesulitan  memahami  konsep  fisika disebabkan oleh representasi bahasa (1) bahasa matematika,  (2)  bahasa  intuisi  (3)  bahasa komunikasi,  (4)  bahasa  definisi,  (5)  bahasa komunikasi. Dalam kasus permasalahan simbol = 0 , dalam bahasa komunikasi dan intuisi, 0 diartikan sebagai tidak ada (bisa diartikan tidak ada  gaya  yang  bekerja).  Dalam  bahasa matematika, =  0    berarti  penjumlahan seluruh  gaya  sama  dengan  nol.  Hukum  I Newton. “In the absence of external forces and when viewed from an inertial reference frame, an object  at  rest  remains  at  rest  and  an  object  in motion  continues  in  motion  with  a  constant velocity  (that  is,  with  a  constant  speed  in  a straight  line)  “ (Serwey,  Jewet:  2014), merupakan  bahasa  definisi.  Dalam  bahasa matematika           = 0 ,   Hukum newton yang kedua        = m. dalam  bahasa  matematika, agar        = 0 , nilai m = 0 atau a = 0, dalam bahasa fisika, m tidak boleh sama dengan nol, jika m = 0, berarti m tidak memiliki massa dan nilai tak hingga.  Interepetasi  bahasa  belum  dipahami secara  komprehensif  oleh  mahasiswa.  Bahasa matematis, intuisi, dan bahasa komunikasi lebih berperan daripada bahasa fisika.
M a h a s i s w a   m e l a k u k a n   b e r b a g a i intepretasi  bahasa  sehingga  menyebabkan konflik  kognitif  dalam  dirinya.  Pengetahuan awal  merupakan  informasi  awal  yang  dimiliki mahasiswa. Informasi baru (eksternal stimulus) dari  lingkungan  masuk  ke  memori  jangka pendek.  Pengetahuan  sebelumnya  sangat mempengaruhi  cara  menyajikan,  membuat informasi dan mengambil informasi (Santrock, 2010). Informasi dapat hilang, kecuali informasi tersebut  diulang  atau  di  proses  lebih  lanjut (bermakna)  dan  diteruskan  ke  momori  jangka panjang  berinteraksi  dengan  informasi  yang telah tersimpan di momori (pengetahuan awal), jika  memori  yang  masuk  koheren  dengan pengetahuan  awal,  maka  tidak  terjadi  konflik kognitif, sebaliknya konflik kognitif akan terjadi apabila  informasi  yang  masuk  berbeda (inkoheren)  dengan  pengetahuan  awal  yang dimiliki  mahasiswa.  Pada  proses  ini,  potensi salah  konsep  dapat  muncul  jika  terjadi rekonsiliasi, atau sebaliknya melakukan proses akomodasi  dengan  menerima  informasi  baru yang  valid.  Wawancara  (2)  menunjukkan pengaruh  pengetahuan  awal  sangat  berperan. Mahasiswa  terbiasa  dihadapkan  pada  masalah menggambar  dan  menghitung  ressultan  kedua
F r F r F r F r a r F r F r
vektor,  ketika  dihadapkan  pada  permasalahan tersebut,  maka  mahasiswa  menyelesaikannya dengan  menggambarkan  resultan  kedua  vektor tersebut.
Bahasa  intuisi  dan  bahasa  matematika banyak  mempengaruhi  pemahaman  konsep mahasiswa.      =  0,  diintepretasikan  dengan gambar titik merupakan salah satu bentuk intuisi mahasiswa  bahwa  nilai  nol  tidak  ada.  Dalam fisika,  nilai  nol  memiliki  entitas,  kita  ambil contoh  suhu  dalam  termometer.  Mahasiswa berasumsi  bahwa,  sigma  gaya  bernilai  nol, berarti  tidak  ada  gaya,  padahal  bahasa matematika  menunjukkan  bahwa  sigma merupakan  penjumlahan  gaya,  karena  gaya besaran  vektor  dapat  bernilai  positif  maupun negatif.
Gambar 7. Kerangka kerja Pengetahuan dan Keyakinan, diadaptasi dari Lee (2007) Gambar  7  memberikan  informasi  bahwa kerangka  kerja  pengetahuan  dan  keyakinan dipengaruhi  oleh  lingkungan.  Kerangka  kerja pengetahuan  prosedural,  konseptual  dan kontekstual  di  alami  mahasiswa  dalam  belajar fisika.  Contoh  yang  paling  sederhana  adalah hukum  newton  I  secara  konseptual  merupakan kondisi yang ideal, dimana sistem dalam keadan inersia,  namun  secara  kontekstual  kondisi tersebut  berbeda  jika  dihadapkan  pada kehidupan sehari-hari. Sulit menciptakan suatu sistem  dimana  gaya  eksternal  ditiadakan. Disinilah  muncul  konflik  kognitif,  dimana intuisi  mahasiswa  juga  ikut  mewarnai  proses memperoleh pengetahuan.
4. KESIMPULAN
a. Kesulitan mahasiswa dalam memahami konsep  vektor  gaya  pada  Hukum Newton  yang  berhasil  diidentifikasi meliputi: 1) Kesulitan dalam memahami konsep simbol matematis, 2) Kesulitan dalam memahami proyeksi vektor. b. Penyebab  kesulitan  mahasiswa  dalam

## F
r
memahami  konsep  vektor  gaya  pada Hukum  Newton  yaitu:  1)  Dominasi penggunaan  bahasa  intuisi,  2)  Tidak memahami konsep vektor.
c. Dari  enam  mahasiswa  yang  dijadikan responden, hanya satu mahasiswa yang menjawab  pertanyaan  tentang  vektor dengan benar.

## 5. REFERENSI
Cari.  (2014). Peranan  Quantum  Optik  Dalam Teknologi .  Pidato  Pengukuhan  Guru
Besar UNS 2014.
Handhika  J.,  Kurniadi  E.,  &  Muda  I.  (2014). Pengembangan  Media  Pembelajaran Bermuatan  Konflik  Kognitif  Untuk Mengurangi Dugaan Miskonsepsi Pada Matakuliah Fisika Dasar. Jurnal Materi dan  Pembelajaran  Fisika  (JMPF) Volume 4 Nomor 2 2014 ISSN : 2089- 6158
Lee,  G.  (2007).  Why  do  students  have difficulties  in  learning  physics? Toward  a  structural  analysis  of student difficulty via a framework of knowledge and belief. New Physics (The  Journal  of  Korean  Physical Society,) 54, 284–295.
Sutopo H. B. (2006). Metodologi Penelitian Kualitatif. UNS Press.
Santrock, J.W. (2010). Educational Psychology . New York: McGraw-Hill Company.
Serway R. A., Jewett, Jr. J. W. (2014). Physics for Scientists  and  Engineers  with  Modern Physics.  Cengage  Learning.  ISBN-13: 978-1-133-95405-7.