## RANCANG BANGUN MEDIA PRAKTIKUM FISIKA ROBERVAL BALANCE DENGAN MEMANFAATKAN LIMBAH KAYU
R. Zakwandi 1* , R.D Agustina 1 , W. Setya 1 , T. Gumilar 1
1 Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Tarbiyah dan Keguruan Universitas Islam Negeri (UIN) Sunan Gunung Djati JL. A. H Nasution No. 105. Bandung, 40614, Indonesia r.zakwandi@gmail.com

## Abstrak
Pelaksanaan praktikum ditingkat sekolah dasar dan menengah sangat dibutuhkan untuk menumbuhkan jiwa saintis peserta didik.  Keterbatasan  laboratorium  yang  merupakan  kendala  harus  segera  diatasi  agar  terciptanya  suasana  belajar  yang optimal. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan alat praktikum fisika Roberval  balance dengan memanfaatkan limbah  kayu  dari  industri  mebel.  Pengembangan  alat  praktikum  melalui  empat  tahap  proses  yaitu  perancangan, pembuatan,  perakitan,  uji  coba  dan  pengkalibrasian  alat.  Proses  pengukuran  pada  penelitian  ini  digunakan  untuk menentukan tingkat presisi dan akurasi dari peralatan. Pengukuran yang dilakukan adalah membandingkan massa jenis cairan x hasil pengukuran dengan data literasi. Cairan yang digunakan pada percobaan ini yaitu minyak tanah, minyak goreng, glukosa 30%, spirtus dan larutan gula jenuh . Dari uji kalibrasi diperoleh nilai eror terbesar pengukuran adalah 8,98%  dan  nilai  eror  terkecil  mencapai  3%  dengan  rata-rata  eror  pada  uji  kualitatif  sebesar  5,845%  dan  pada  uji kuantitatif  sebesar  7,312%.  Tingkat  kepresisian  alat  ditunjukan  dengan  nilai  standar  deviasi  yang  cukup  kecil  yaitu 0,0248. Secara umum penelitian ini mengindikasikan bahwa peralatan praktikum Roberval balace dapat dibangun dari barang bekas/limbah kayu.
Kata kunci : Limbah kayu; media praktikum fisika; Roberval balance

## Abstract
[ Titel : Design Building Experiment Physics Roberval Balance By Using Wood Waste] The confine of experiment tools at the schools may be obstacle the learning proses. limited equipment in the school labs will be barring for optimal learning implementation process. The aim of this research is to expand the experiment tools of physics Roberval balance  using  wood  waste  by  furniture  industrion.  The  methods  including  design,  manufacture,  assembly,  testing  and calibration. Measure process in this research is use to calibration the tool to define the precission and acuuration of the tool. Measure process included comparing the dencity of X sample and the literarture result. Sample in this research are several liquids  are  kerosene,  cooking  oil,  30%  of  glucose,  spirt  and  sugar  liquid.  From  the  calibration  test  data  showed  that maximum value of the mearusement error is 8,98% and the smallest error is 3% with average error in qualitative testing 5,845% and 7,312% in quantitative testing. The precision tool indicated by vtlue of standar deviation is small enough 0,0248. Generally, this research indicating experiment tools Roberval balance can be manufacture by waste materials of the wood.
Keywords : wood wastes; physics experiment tool; Roberval balance

## PENDAHULUAN
Pembelajaran  dengan  metode  eksperimen merupakan salah satu bagian dari hakikat sains yaitu proses sains. Pada proses pembelajaran peserta didik diarahkan  bagaimana  menjadi  seorang  saintis  yang diaktualisasikan dengan bekerja dan berfikir layaknya seorang saintis. Proses sains yang terkandung dalam pembelajaran  eksperimen  mulai  dari  pengamatan, bertanya, mencoba, menganalisis dan mengkomunikasikan  hasil  temuan  atau  pembuktian yang  mereka  peroleh.  Proses  mencoba  berarti peserta  didik  melakukan  kegiatan  mengenai pembelajaran  yang  mereka  pelajari.  Pelaksanaan eksperimen  disekolah  sering  kali  terkendala  akibat terbatasnya  peralatan  yang  ada,  akibatnya
pembelajaran  IPA  tidak  berlangsung  sebagaimana mestinya.  Berdasarkan  hasil  penelitian  yang dilakukan  sari  (Sari  &  Yunita,  2015)  menunjukkan hasil bahwa keberadaan laboratorium  di Jawa Barat untuk tingkat sekolah menengah atas baru mencapai 73,79%  sedangkan  untuk  tingkat  madrasah  aliyah baru  57,17%.  Keberadaan  laboratorium  meliputi kelengkapan  peralatan  dan  bahan  yang  digunakan untuk praktikum bagi peserta didik.
Penelitian ini bertujuan untuk menyelesaikan permasalahan  diatas  dengan  membuat  suatu rancangan  peralatan  laboratorium  dari  barang- barang  sederhana  dan  bertajuk  ramah  lingkungan. Barang  bekas  atau  limbah  yang  potensial  untuk dimanfaatkan  sebagai  bahan  pembuatan  alat
percobaan  adalah  limbah  kayu  atau  limbah  industri mebel.  Keberadaan  industri  mebel  sendiri  sangat banyak  baik  di  daerah  pedesaan  ataupun  di  daerah perkotaan.  Mebel menjadi suatu industri produktif dikarenakan  tingginya  nilai  artistik  yang  terdapat pada barang-barang kayu sehingga mengundang para kolektor untuk memesan berbagai barang dari bahan kayu.  Tingginya  tingkat  produksi  mebel  tidak diimbangi dengan pengolahan limbah kayu yang juga produktif  sehingga  rata-rata  limbah  kayu  hasil industri  mebel  hanya  menjadi  tumpukan  sampah. Pemanfaatan  limbah  kayu  menjadi  barang-barang bernilai  guna  juga  pernah  dilakukan  sebelumnya diantaranya  dibuatkan  sebagai  alat  peraga  (Yuhesti, Siswanto,  Manurung,  Permana, &  Yuniarti,  2013), balok  papan  (Purwanto,  2011),  papan  partikel (Cahyandari, 2007) dan (Sulaeman & Yoza,  2010). Selain  itu  juga  terdapat  beberapa  bentuk pemanfaatan  limbah  kayu  lainnya  yang  sebagian besar terkait dengan kesenian. Potensi limbah kayu di Indonesia sendiri sangat berpotensi apabila dapat dimanfaatkan  untuk  menyokong  proses  pendidikan yakni  dengan  memanfaatkan  limbah  kayu  sebagai media pembelajaran seperti alat peraga atau apabila memungkinkan  dapat  dijadikan  sebagai  media praktikum.
Salah satu alat peraga dan alat percobaan yang mungkin  dibuat  dari  bahan  limbah  kayu  adalah Roberval balance .  Pemilihan  alat  Roberval balance dikarenakan  ingin  memperkenalkan  alat  yang ditemukan oleh  Gilles Persone de Roberval (1602- 1675).  Roberval balance merupakan  mekanisme kesetimbangan  pada  neraca  dua  lengan  dengan keuntungan  yaitu    penempatan  objek  pada  kedua lengan  dari  bagian  tengah  neraca  tidak mempengaruhi  nilai  torsi  dari  masing-masing lengan, artinya panjang lengan selalu dianggap tetap atau
2 1 l l  (1)
Hal  ini  menjadi  suatu  keuntungan  tersendiri  ketika melaksanakan  praktikum  karena  dapat  mengurangi kesalahan  pembacaan  hasil  pengukuran  yang disebabkan oleh perbedaan posisi benda/objek yang diukur. (Castro, 2002).
Gambar 1. Roberval balance
Kosep  dasar  pada  Roberval balance adalah momen gaya/ torque dimana
  sin . F l  (2)
Dengan l merupakan  panjang  lengan  dan F sebagai gaya  kuasa  yang  diberikan  serta θ mengindikasikan sudut  yang  dibentuk  antara  lengan  dengan  gaya. Penggunaan  fungi  sinus  mengisyaratkan  bahwa antara gaya dan lengan gaya harus saling tegak lurus.
Sistem  gaya  pada  Roberval balance memungkinkan  untuk  menjadikan  penempatan posisi  secara  bebas  tanpa  mempengaruhi  hasil pengukuran  selama  gaya  disimpan  pada  sumbu tengah lengan.

## Gambar 2 Analisis gaya pada Roberval balance
Sistem  pada  Roberval balance menyebabkan gaya F dari sisi kiri akan diseimbangkan oleh gaya F’ dari sisi kanan meskipun panjang lengan antara F dan F’ tidak  sama  akan  tetapi  akan  menghasilkan  gaya dorong yang sama (Chagnon, 1992). Hal ini terjadi karena  titik  tumpu  yang  dimiliki  oleh  Roberval balance sebanyak  dua  buah  yang  akan  menyebabkan rotasi  gaya  torsi  pada  dudukan  diabaikan.  Faktor selanjutnya yang menyebabkan hal ini adalah sistem Roberval yang fleksibel. Disetiap titik persambungan terjadi  gerak  secara  leluarsa  sehingga  torsi  antara titik  gaya  dengan  lengan  vertikal  akan  tetap  berada pada kondisi normal.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilaksanakan  dengan  empat tahap  yaitu  tahap  persiapan,  pembuatan,  pengujian secara kualitatif dan pengujian lapangan ke sekolah. Pada tahap persiapan dilakukan perancangan alat dari segi  ukuran.  Tahap  selanjutnya  adalah  tahap pembuatan  yaitu  membuat  Roberval balance sesuai dengan  desain  yang  telah  dirancang.  Selama  tahap pembuatan juga dilakukan tahap pengecekan ukuran agar menghasilkan ukuran yang ideal sebagai media praktikum.  Tahap  ketiga  yaitu  pengujian  secara kualitatif.  Pengujian  dilakukan  di  laboratorium pendidikan  fisika  UIN  Sunan  Gunung  Djati Bandung. Tahap pengujian meliputi uji validitas dan reliabilitas  alat dengan mem-bandingkan berat jenis objek  di  lengan  kiri  dan  lengan  kanan.  Terdapat empat  kali  pengujian  dengan  objek  yang  memiliki berat  jenis  bervariasi.  Tahap  terakhir  yaitu  dengan
l 1 l 2
uji  coba  lapangan  yaitu  mencobakan  alat  ke  siswa sekolah  sebagai  bahan  pertimbangan  media praktikum.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembuatan  alat  Roberval balance mendekati ukuran  yang  ideal  sebagai  alat  praktikum  dengan ukuran sebagai berikut:
Gambar 3. Roberval balance dari limbah kayu
Hasil  uji  coba  alat  Roberval balance dengan memanfaatkan  limbah  industri  mebel  menunjukan kestabilan  alat  pada  saat  digunakan.  Pengujian  alat dengan membandingkan berat jenis cairan di sisi kiri dan kanan lengan. Secara matematis penentuan nilai berat jenis menggunakan persamaan berikut:
        3 cm gr V V V V fluida aquades fluida fluida fluida aquades aquades   
(3)
% 100 %    referensi referensi ukur eror    (4)
Dengan  menggunakan  pnenentuan    nilai  eror melalui persamaan (4) maka diperoleh hasil pegujian sebagai berikut:
Tabel 2. Hasil Pegujian Alat kualitatif No Bahan Persen berat jenis Eror 1 Minyak Goreng 86,2 % 6,12 % 2 Spirtus 75,5 % 5,36 % 3  Glukosa 30% 107% 8,98% 4 Minyak Tanah 78,69% 3,00%

## Grafik 1Nilai eror uji kuantitative.
Berdasarkan  data  hasil  pengujian  yang  dilakukan dengan  menggunakan  empat  bahan  penguji diperoleh nilai eror rata-rata yang diberikan oleh alat sebesar  5,845%  dan  standar  deviasi  alat  sebesar 0,0248.  Pengujian  selanjutnya  yaitu  pelaksanaan bentuk  praktikum  berat  jenis  kepada  peserta didik. Pengujian  ini  dilaukan  untuk  melihat  bagaimana tingkat  kemudahan  siswa  dalam  menggunakan Roberval balance. Sebagai  eksperimen  uji  kelayakan peserta didik diarahkan untuk mencoba menemukan nilai dari massa jenis minyak goreng dan larutan gula jenuh  yang  telah  diuji  sebelumnya  di  laboratorium sebagai  uji  terbatas  dengan  menggunakan  Roberval balance .  Hasil  percobaan  yang  dilakukan  siswa  dari lima  kelompok  yang  dipilih  acak  adalah  sebagai berikut:
Tabel 3. Hasil Percobaan Siswa
No  Kelompok Persen berat jenis Eror Minyak Goreng Larutan Gula Jenuh 1 A - 124% 4,37% 2 B - 109% 13,44%
6.12% 5.36%
8.98% 3% 0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% Minyak Goreng Spirtus Glukosa 30% Minyak Tanah N il ai E ror
Tabel 1 Bentuk dan Ukuran Alat Roberval balance
No Bentuk dan Ukuran Alat 1 Panjang : Lebar : Tebal    = 25: 1,5: 0,8 2 Batang Pink :  Panjang  : Lebar : Tebal   =  15 : 0,8 : 3 Papan Biru :   Panjang  : Lebar : Tinggi = 8: 4: 0,8
Segitiga hitam : Tinggi : Lebar :  Tebal = 4 : 3 :
0,8 3 Alas : Panjang  : Lebar : Tebal = 10 : 8 : 5
Tiang : Tinggi  : Lebar :
Tebal = 25 : 3 : 0,8 4 Diameter : 0,8 Tampak Samping Tampak Atas Tampak Atas Tampak Depan ALAS T IA N G
3 C 94% - 10,62% 4 D - 122% 3,24% 5 E 90% - 4,89%
Berdasarkan  data  hasil  percobaan  siswa dengan  menggunakan  media  praktikum  Roberval balance  memberikan  rerata  eror  sebesar  7,312%. Kumulatif  hasil  pengujian  secara  kualitatif  dan kuantitatif  memiliki  rerata  eror  sebesar  6,5785%. Hasil  pengujian  yang  dilakukan  mengindikasikan bahwa Roberval balance yang dibuat memiliki akurasi yang  tinggi  karena  rata-rata  eror  yang  diberikan sama-sama di bawah 20% (Bruns, 2012)

## SIMPULAN DAN SARAN
Pembuatan  Roberval balance dari  limbah industri  mebel  sebagai  media  praktikum  fisika merupakan salah satu alternatif dalam menanggulangi  keterbatasan  alat  praktiukum.  Salah satu desain praktikum yang dapat dikembangkan dari Roberval balance adalah  pada  konsep  fluida  statis terutama  pada  pembahasan  massa  jenis  dan  berat jenis.  Dari  hasil  uji  coba  alat  baik  secara  kualitatif maupun  kuantitatif  menunjukkan  nilai  akurasi  yang tinggi  dengan  eror  yang  rendah  yaitu  sebesar 5,845%  dan  7,312%.  Dari  data  pengamatan diperoleh  nilai  standar  deviasi  sebesar  0,0248  yang mengindikasikan peralatan tersebut presisi. Optimalisasi  dari  Roberval balance masih  sangat dibutuhkan  terutama  pada  sektor  penggunaan  alat yang  mewakilkan  desain  praktikum  yang  berkaitan dengan fisika.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Para  peneliti  mengucapkan  banyak  terima kasih  kepada  pihak-pihak  yang  telah  membantu dalam  pelaksanaan  eksperimen  dan  penulisan makalah  ini  khususnya  kepada  pihak  Laboratorium Prodi  Pendidikan  Fisika  Universitas  Islam  Negeri (UIN)  Sunan  Gunung  Djati  bandung  serta  MTs Miftahul Falah.

## DAFTAR PUSTAKA
Bruns,  N.  (2012). Introduction  to  Error  Analysis. University Basel: Departement of Chemie. Cahyandari,  D.  (2007).  Pemanfaatan  limbah  kayu sebagai  bahan  dasar  pembuatan  papan partikel. Traksi, V (1), 26-34. Castro,  G.  (2002). Basic  Weighing  and  Measuring.
Tranining Module,4-5. Division
of Measurement Standards. Chagnon,  P.  (1992). The  Roberval  Balance. Departemen  of  Physics,  University  of Notre Dame.
Purwanto,  D.  (2011).  Pembuatan  balok  dan  papan dari  limbah  industri  kayu. Jurnal  Riset Industri, V (1), 13-20.
Sari,  &  Yunita.  (2015).  Profil  Laboratorium Madrasah  Aliah  dan  Sekolah  Menengah Atas  di  Jawa  Barat. Prosiding  Simposium Nasional  Inovasi  dan  Pembelajaran  Sains (pp. 533-536).  Bandung:  Institut  Teknologi Bandung.
Sulaeman,  R.,  &  Yoza,  D.  (2010).  Pemanfaatan limbah  industri  mebel  dan  kusen  sebagai bahan  baku  papan  partikel  konvensional. Jurnal Teknobiologi, I (1), 62-71.
Yuhesti,  Siswanto,  Manurung,  I.  F.,  Permana,  N., &  Yuniarti,  H.  (2013).  Menumbuhkan minat  dan  motivasi  siswa  SMP  terhadap materi  fisika melalui  pembelajaran menggunakan  alat  peraga  sederhana. Seminar  Nasional  Fisika (pp.  157-162). Semarang: Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Semarang.