## Analisis Free Body Diagrams pada Siswa SMA dalam Menyelesaikan Tes Uraian Terstruktur
Andinisa Rahmaniar a) , Heni Rusnayati, Asep Sutiadi
Departemen Pendidikan Fisika FPMIPA UPI, Jl. Dr. Setiabudhi No.229, Bandung, 40154
Email: a) andin25.11@gmail.com

## Abstract
Pre-study which  was done by researcher got 66.76% students in one of high  school in Garut district  didn’t  construct  free  body  diagrams  before  completing  physics  problems  particularly on the force matter. As a consequence, researcher has a purpose to analyze free body diagrams on  high  school  students  to  solve  restricted  response  items.  The  research  method  which  was used is quantitative descriptive. Through purposive sampling technique, obtained a sample of 35  students  in  one  of  high  school  in  Garut  district.  The  instrument  was  used  in  this  study  is restricted  response  items  so  that  students  are  directed  to  construct  free  body  diagrams  first before  completing  the  test.  The  data  obtained  was  processed  with  percentage  descriptive analyses.  Based  on  research  conducted,  there  are  three  types  of  constructing  free  body diagrams.  The  first  type,  about  8.57%  of  students  construct  free  body  diagrams  outside  the object  which  is  being  observed,  the  second  type  as  much  as  62.85%  students  construct  free body  diagrams  directly  on  the  object  which  is  being  observed  and  the  third  type  as  much  as 22.86%  students  construct  free  body  diagrams  outside  and  directly  on  the  object  which  is being observed.
Keywords : force, free body diagrams, restricted response items

## Abstrak
Studi  pendahuluan  yang  peneliti  lakukan  memperoleh  66,76%  siswa  di  salah  satu  SMAN  di Kabupaten  Garut  tidak  menggambar free  body  diagrams sebelum  menyelesaikan  soal  fisika khususnya pada materi gaya. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis free  body  diagrams pada  siswa  SMA  dalam  menyelesaikan  tes  uraian  terstruktur.  Metode penelitian  yang  digunakan  yaitu  kuantitatif  deskriptif.  Sampel  diambil  secara purposive sampling sebanyak  35  siswa  di  salah  satu  SMAN  di  Kabupaten  Garut.  Instrumen  yang digunakan  adalah  tes  bentuk  uraian  terstruktur,  yang  telah  dikembangkan  dalam  pennelitian sebelumnya, yang diarahkan agar siswa menggambar free body diagrams sebelum menjawab tes  secara  keseluruhan.  Data  diolah  menggunakan  analisis  deskriptif  persentase.  Hasil penelitian  menginformasikan  bahwa  terdapat  tiga  tipe  cara  menggambar free  body  diagrams . Tipe  pertama  sebanyak  8,57%  siswa  menggambar free  body  diagrams di  luar  benda  yang ditinjau, tipe kedua sebanyak 62,85% siswa menggambar free body diagrams langsung pada benda yang ditinjau dan tipe ketiga sebanyak 22,86% siswa menggambar free body diagrams di luar dan langsung pada benda yang ditinjau.
Kata-Kata Kunci : gaya,  free body diagrams, tes uraian terstruktur
Naskah diterbitkan: 30 Desember 2016 DOI: doi.org/10.21009/1.02201

## PENDAHULUAN
Dalam  proses  pembelajaran  siswa  perlu  memiliki  kemampuan  menyelesaikan  soal,  khususnya dalam pembelajaran fisika. Seperti yang dijelaskan oleh Gok (2010) bahwa setelah guru menjelaskan suatu  konsep,  siswa  harus  mengaplikasikan  konsep  tersebut  dalam  menyelesaikan  soal.  Oleh  sebab itu, siswa dalam  menyelesaikan soal perlu paham  mengenai konsep yang mereka pelajari, sehingga siswa dapat menyelesaikan soal dengan benar.
Dalam  penyelesaian  soal  fisika,  siswa  perlu  memiliki  kemampuan  multirepresentasi  yang  terdiri dari verbal, gambar, diagram, dan matematik, (Yusup, 2009). Pada penelitian ini lebih dikhususkan pada  kemampuan  menggambar  diagram  atau free  body  diagrams pada  materi  gaya.  Kemampuan menggambar free  body  diagrams sangatlah  dibutuhkan  oleh  siswa  dalam  menyelesaikan  soal  fisika khususnya pada materi gaya.
Berdasarkan  hasil  studi  pendahuluan  yang  peneliti  lakukan  dengan  memberikan  tes  uraian terstruktur yang menuntut siswa untuk menggambar free body diagrams sekitar 66,67 % siswa tidak menggambarkan free  body  diagrams sebelum  mereka  menyelesaikan  soal  dan  49,99  %  siswa menggambarkan free body diagrams sebelum menyelesaikan soal. Siswa yang tidak menggambarkan free body diagrams terlebih dahulu tidak bisa menyelesaikan tes dengan benar, sedangkan siswa yang menggambarkan free  body  diagrams terlebih  dahulu  hampir  benar  dalam  menyelesaikan  tes, walaupun  gambarnya  masih  belum  seratus  persen  benar.  Dapat  dikatakan  bahwa  kemampuan menggambar free body diagrams sangatlah diperlukan dalam menyelesaikan soal fisika. Kemampuan  siswa  menggambar free  body  diagrams dapat  dilatih  dengan  memberikan pembelajaran  mengenai  langkah-langkah  menggambar free  body  diagrams secara  terperinci. Langkah  demi  langkah  guru  ajarkan  kepada  siswa,  sehingga  siswa  memahami  bagaimana menggambar free  body  diagrams dengan  benar.  Menurut  Rosengrant,  dkk.  (2009)  terdapat  enam langkah  dalam  menggambar free  body  diagrams .  Berikut  langkah-langkah  menggambar free  body diagrams .
GAMBAR 1 . Langkah-langkah menggambar free body diagrams
Pertama, menggambarkan keadaan benda sesuai dengan soal  yang ada. Selanjutnya, benda yang akan  ditinjau  dilingkari,  sehingga  dapat  dibedakan  dalam  sistem  benda  tersebut.  Lalu,  asumsikan benda adalah sebuah partikel dan digambarkan di luar benda yang dilingkari agar lebih terlihat gaya- gaya  yang  bekerja  pada  benda.  Langkah  berikutnya,  menganalisis  gaya-gaya  yang  bekerja  pada benda.  Setelah itu, setiap gaya yang  bekerja pada benda digambarkan pada diagram sumbu x dan y dengan  menggunakan  anak  panah.  Arah  dan  panjang  anak  panah  disesuaikan  dengan  apa  yang diketahui.  Langkah  terakhir,  setia  gaya  yang  bekerja  pada  benda  diberi  nama  sesuai  dengan  gaya hasil  interaksi  benda  dengan  benda  lain  seperti adalah  gaya yang bekerja  pada  benda  dua  akibat benda satu. Apabila siswa sudah memahami keenam langkah tersebut, maka siswa akan menggambar free body diagrams dengan benar.
Namun,  keenam  langkah  tersebut  belum  tentu  bisa  dipahami  oleh  seluruh  siswa  karena  setiap siswa memiliki batas kemampuan belajar  masing-masing. Hal ini mengakibatkan tidak semua siswa
bisa  dipaksakan  untuk  menggambar free  body  diagrams menurut  langkah-langkah  yang  dipaparkan oleh Rosengrant, dkk.
Oleh  sebab  itu,  untuk  melihat  bagaimana  siswa  menggambarkan free  body  diagrams dalam menyelesaikan  soal,  peneliti  menggunakan  tes  uraian  terstruktur.  Tes  uraian  terstruktur  digunakan karena  pada  tes  uraian  terstruktur  terdapat  sub  soal  yang  mengarahkan  siswa  untuk  menjawab pertanyaan  dengan  benar.  Dalam  penelitian  ini,  tes  uraian  terstruktur  digunakan  agar  siswa  terarah untuk  menggambarkan free  body  diagrams sebelum  menyelesaikan  soal.  Rumusan  masalah  dalam penelitian ini yaitu “Bagaimana siswa SMA menggambar free body diagrams untuk menyelesaikan Tes Uraian Terstruktur”.

## METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan  yaitu  metode  kuantitatif  dekriptif.  Sukmadinata  (2012) menjelaskan bahwa penelitian dekriptif yaitu penelitian yang menggambarkan subjek penelitian apa adanya  tanpa  memberikan  perlakuan  khusus  pada  subjek  penelitian.  Alur  penelitian  yang dilaksanakan,  sebagai  berikut:  (1)  studi  pendahuluan  dengan  melakukan  studi  pustaka  dan  studi lapangan,  (2)  menyusun  rencana  pelaksanaan  pembelajaran,  (3)  melaksanakan  pembelajaran,  (4) melakukan tes dengan menggunakan tes uraian terstruktur, (5) wawancara siswa secara acak setelah pelaksanaan tes, (6) mengolah data, dan (7) membuat laporan penelitian.
Populasi  penelitian  ini  adalah  salah  satu  SMAN  di  kabupaten  Garut  dengan  sampel  diambil menggunakan  teknik purposive  sampling. Sampel  diambil  berdasarkan  tujuan  dari  penelitian  yang dilakukan dan sampel berdasarkan rekomendasi guru fisika sebanyak 35 siswa.
Data  hasil  penelitian  akan  diolah  dengan  menganalisis  jawaban  siswa  khususnya  dalam penggambaran free  body  diagrams berdasarkan  rubrik  yang  sudah  ada  yang  diklasifiasikan  oleh Rosengrant, dkk. (2009) yang terdiri dari empat level, yaitu: (0) no evidence  of (sangat kurang) yang berarti  siswa  tidak  menggambarkan free  body  diagrams, (2) inadequate (kurang  memadai) dimana siswa  menggambarkan free  body  diagrams tetapi  belum  bisa  menentukan  gaya-gaya  yang  bekerja pada  benda  dengan  benar, (2) needs  improvement (butuh peningkatan)  dimana  siswa  sudah  mampu menggambarkan free  body  diagrams dan  menentukan  gaya-gaya  yang  bekerja  pada  benda  tetapi belum mampu menentukan panjang vektor gaya dan penamaan gaya-gaya  yang bekerja pada setiap benda  dan  (3) adequate dimana  siswa  sudah  mampu  menggambarkan free  body  diagrams dengan benar. Hasil analisis data penelitian akan diperkuat dengan hasil wawancara terhadap siswa. Setelah itu hasil  penyelesaian siswa diklasifikasikan menjadi tiga tipe penggambaran free body diagramms , yaitu  tipe  pertama  siswa  menggambar free  body  diagrams di  luar  benda  yang  ditinjau,  tipe  kedua siswa  menggambar free  body  diagrams langsung  pada  objek  yang  ditinjau  dan  tipe  ketiga  siswa menggambar free body diagrams di luar dan langsung pada objek yang ditinjau.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil tes yang dilaksanakan kepada siswa, terdapat tiga tipe dalam menggambarkan free body diagrams sebelum menyelesaikan tes.  Tiga tipe tesebut yaitu: (1) siswa menggambarkan free  body  diagrams di  luar  benda  yang  ditinjau,  (2)  siswa  menggambarkan free  body  diagrams langsung pada benda yang ditinjau dan (3) siswa menggambarkan free body diagrams langsung pada benda dan di luar benda yang ditinjau.
Terdapat 8,57 % siswa termasuk ke dalam tipe 1 yang mengambarkan free body diagrams di luar benda yang ditinjau. Selain itu, sebanyak 62,85 % siswa termasuk tipe 2 yang menggambarkan free body  diagrams langsung  pada  benda  yang  ditinjau.  Sedangkan  siswa  yang  termasuk  tipe  3  yaitu sebanyak    22,86  %  siswa  menggambarkan free  body  diagrams langsung  dan  di  luar  benda  yang ditinjau.
Pada tipe 1 siswa menggambarkan free body diagrams di luar benda yang ditinjau. Pada tipe ini siswa sudah mampu membayangkan secara abstrak bagaimana keadaan benda pada soal, sehingga ia menggambarkan free  body  diagrams di  luar  objek  sesuai  dengan  langkah-langkah  yang  dipaparkan oleh Rosengrant, dkk (2009).
GAMBAR 2 . Tipe 1 siswa menggambar free body diagrams diluar benda yang ditinjau
Pada  GAMBAR  2  siswa  termasuk  pada  tingkat adequate yang  mana  siswa  sudah  mampu menggambar free body diagrams dengan benar Selain itu siswa termasuk tipe 1 dalam meenggambar free  body  diagrams .  Hal  ini  dikarenakan  siswa  sudah  mampu  membayangkan keadaan  benda  tanpa harus digambar langsung pada bendanya. Ciri-ciri perkembangan kognitif remaja yang berumur dari 12-20  tahun  dimana  pada  tahap  ini  remaja  sudah  mampu  membedakan  hal-hal  yang  abstrak  dan konkret, sehingga siswa mampu membayangkan hal-hal secara abstrak (Hariyanto, 2011).
Selain itu juga, dengan menggambarkan free body diagrams di luar benda yang ditinjau membuat siswa    lebih  jelas  melihat  gaya-gaya  yang  bekerja  pada  benda  yang  ditinjau.  Hal  ini  terlihat  pada jawaban  siswa, walaupun siswa masih kurang benar dalam menentukan panjang vektor gaya normal yang  seharusnya  sama  panjang  dengan  vektor  gaya  berat  dan  siswa  masih  belum  mampu membedakan koefisien gesek statis dan dinamis, sehingga siswa salah dalam perhitungannya.
Pada tipe 2 yaitu siswa menggambarkan free body diagrams langsung pada benda yang ditinjau. Siswa tidak bisa membayangkan keadaan benda secara abstrak sehingga untuk mempermudah siswa menyelesaikan soal siswa langsung menggambarkan free body diagrams pada benda yang ditinjau.
Berdasarkan  GAMBAR  3  siswa  termasuk  dalam  tingkat needs  improvement yang  mana  siswa sudah  mampu  menggambar free  body  diagrams tetapi  siswa  belum  mampu  membedakan  panjang vektor  gayanya.  Selain  itu  siswa  termasuk  dalam  tipe  2  dalam  penggambaran free  body  diagrams. Siswa  yang  termasuk  dalam  tipe  ini  lebih  jelas  menggambarkan free  body  diagrams langsung  pada gambarnya.  Siswa  tidak  dapat  membayangkan  keadaan  benda.  Dilihat  dari  penyelesaiannya  siswa sudah  benar  dalam  menyelesaikan  soal,  walaupun  siswa  terdapat  kesalahan  dalam  menentukan panjang vektor gaya normal yang seharusnya sama panjang dengan vektor gaya berat.
Pada  tipe  yang  terakhir  yaitu  tipe  3  siswa  menggambarkan free  body  diagrams langsung  pada benda dan juga menggambarkan free body diagrams di luar benda yang ditinjau.
GAMBAR 4 . Tipe 3 siswa menggambar free body diagrams langsung dan di luar benda yang ditinjau
Berdasarkan GAMBAR 4 siswa termasuk dalam tingkat adequate yang mana siswa sudah mampu menggambarkan free  body  diagrams dengan  benar.  Siswa  termasuk  dalam  tipe  3  dalam penggambaran free  body  diagrams .  Hal  ini  dikarenakan  siswa  yang  termasuk  dalam  tipe  ini  sulit membayangkan  keadaan  benda  secara  abstrak,  sehingga  siswa  membayangkan  keadaan  benda dengan  cara  menggambarkan  langsung free  body  diagrams pada  benda.  Setelah  mereka membayangkan  keadaan  benda,  siswa  menggambarkan free  body  diagrams di  luar  benda  yang ditinjau. Hal ini siswa lakukan agar gaya-gaya yang bekerja pada benda terlihat jelas.
Siswa  yang  termasuk  dalam  tipe  ini  dapat  menyelesaikan  soal  dengan  benar.  Mereka  merasa terbantu dengan menggambar free body daigrams seperti yang mereka lakukan.
Seperti  yang  dijelaskan  sebelumnya,  walaupun  pada  usia  12-20  tahun  seharusnya  siswa  sudah mampu membayangkan hal-hal secara abstrak, tetapi tidak semua remaja mengalami perkembangan intelektual  yang  sama.  Perkembangan  intelektual  seseorang  dipengaruhi  oleh  faktor  hereditas  dan faktor  lingkungan  (Dahlan, 2014).
Selain  itu,  faktor  hereditas  seseorang  yaitu  sejak  di  dalam  kandungan  dimana  kemampuan intelektual seseorang bergantung pada gen yang dimiliki dan kemampuan intelektual seseorang dapat berkembang  atau  tidaknya  bergantung  pada  lingkungan  di  sekitar  yang  membatasi  atau  tidak perkembangan  intelektual  seseorang    (Dahlan,  2014).  Faktor  lingkungan  yang  dimaksud  yaitu lingkungan keluarga dan sekolah.
Ketiga  tipe  menggambar free  body  diagrams dapat  siswa  gunakan  dalam  menyelesaikan  suatu soal  pada  materi  gaya,  tetapi  seperti  yang  telah  diketahui  bahwa  kemampuan  siswa  beranekaragam sehingga guru tidak bisa memaksakan kehendaknya agar siswa mengikuti apa yang dijelaskan guru. Namun, guru dapat memberikan arahan bagaimana menggambar free body diagrams yang benar.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisis  dari  data  yang  diperoleh  dari  penelitian,  didapatkan  tiga  tipe  dalam menggambar free  body  diagrams yaitu  tipe  pertama  sebanyak  8,57%  siswa  menggambar free  body diagrams di luar benda yang ditinjau, tipe kedua sebanyak 62,85% menggambar free body diagrams langsung  pada  benda  yang  ditinjau  dan  tipe  ketiga  sebanyak  22,86%  siswa  menggambar free  body diagrams di luar dan langsung pada benda yang ditinjau. Ketiga tipe tersebut dapat digunakan siswa dalam menyelesaikan soal, tetapi disesuaikan dengan kemampuan intelektual siswanya.

## REFERENSI
Dahlan, A., 2014. Faktor- Faktor yang mempengaruhi Intelek Kognitif. [Online] Available at: http://www.eurekapendidikan.com/2014/11/faktor-faktor-yang-mempengaruhi.html [Accessed April 2016].
Gok, T., 2010. The General Assesment of Problem Solving Processes and Metacognition in Physics Education. Eurasian Journal of Physiscs and Chemistry Education.
Hariyanto, 2011. Perkembangan Psikologis Remaja. [Online] Available at: http://belajarpsikologi.com/perkembangan-psikologis-remaja/ [Accessed April 2016].
Rosengrant, D., Heuvelen, A. V. & Etkina, E., 2009. Do Students uUse and Understand Free Body Diagrams?. Physical Review Special Topics.
Sukmadinata, N. S., 2012. Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: PT. Remaja Rosdakarya.
Yusup, M., 2009. Multirepresentasi dalam Pembelajaran Fisika. Palembang: s.n.