Suka atau Tidak, Belajar Fisika butuh Matematika


(Pustaka Fisika). Bagaimanapun juga, matematika telah menjadi bagian dari disiplin ilmu fisika. Matematika adalah bahasa yang digunakan dalam mempelajari fisika. Fisika yang merupakan cabang ilmu yang mempelajari materi dan energi, dalam usahanya untuk menghubungkan fakta-fakta yang telah terlebih dahulu dituangkan dalam bentuk simbolisasi, simbol-simbol ini selanjutnya dihubungkan satu sama lain melalui rumusan persamaan matematis untuk memperoleh bangunan teori yang utuh.

Sedikitnya, ada beberapa cabang dalam ilmu matematika yang harus dikuasai karena penggunaannya yang sangat intens dalam memecahkan persoalan fisika, diantaranya:

Aljabar

Aljabar berfungsi untuk memberikan penjelasan tentang penggunaan variabel dan konstanta, memanipulasi dan memecahkan variabel fisika dalam bentuk persaman linear  y = ax + b dan juga persamaan kuadrat y = ax² + bx + c.

Geometri

Geometri yang dimaksud disini adalah geometri dua dimensi (Geometri Euclidean). Khusus untuk penggunaan dalam bidang fisika, diharuskan memperdalam penguasaan tentang konsep simetris, kesamaan dan keselarasan, yang digunakan untuk memahami sifat dari bentuk geometri ruang datar dua dimensi.

Trigonometri

Pemahaman yang baik mengenai teorema Pythagoras tentang segitiga siku-siku sangat berguna untuk mendukung kelancaran study fisika. Sangat disarankan untuk menguasai besaran sudut-sudut istimewa sin, cos, dan tan. Manfaatnya akan terasa sangat jelas ketika digunakan untuk membahas permasalahan besaran vektor dan juga bahasan lain yang melibatkan besaran sudut tertentu.

Kalkulus

Kalkulus berfungsi untuk menangani persolaan turunan (diferensial) maupun integral. Ada banyak variabel-variabel dalam fisika yang bekerja dengan menggunakan perangkat ini. Contoh yang paling baik adalah ketika kita berusaha untuk mendapatkan pemecahan rumus persoalan kecepatan benda yang diturunkan dari fungsi jarak terhadap waktu.

Geometri Analitis

Cabang matematika ini merupakan perpaduan antara aljabar dengan geometri. Cabang ini sangat berguna untuk menangani persoalan koordinat, baik cartesian maupun yang berbentuk bola.

Aljabar Linear

Dalam aljabar linear, kita akan terbiasa untuk memecahkan sistem persamaan linear dalam bentuk aix1 + x²Ai² +…..+ Ai^nx^n = ci dan mengubah persamaan ini dalam bentuk matriks dan vektor.

Persamaan Diferensial Sederhana

Dibagian inilah fisika dimulai. Sebagian besar variabel fisika dipecahkan menggunakan persamaan diferensial. Contoh yang paling baik mengenai ini adalah pada penggunaannya dalam persamaan osilator harmonik.

Persamaan Diferensial Parsial

Diferensial parsial dalam fisika sangat berguna untuk memberikan solusi atas permasalahan gerak arus panas dalam satu dimensi seperti yang terjadi pada berbagai bahan. Dengan persamaan ini, kita dapat membuat model-model tertentu untuk menjelaskan prilaku arus panas pada bahan.

Metode Pendekatan (approximation)

Ada banyak masalah dalam fisika yang penyelesaiannya tidak menggunakan sistem tertutup seperti yang sering kita gunakan. Oleh karena itu, kita diharuskan untuk membuat perkiraan cerdas dalam mendekati persoalan. Walaupun hanya dengan pendekatan saja, namun terkadang sudah cukup memadai dalam memberikan solusi. Metode ini kadang dibantu dengan perangkat komputer.

Statistik dan Probabilitas

Dalam fisika, kita terkadang dituntut untuk menentukan posisi dari benda pada waktu tertentu. Untuk benda-benda makroskopik, persoalan ini sudah cukup memadai dipecahkan dengan menggunakan mekanika klasik. Tetapi lain halnya jika kita menangani persolaan posisi dari benda mikroskopis, elektron misalnya. Para ilmuwan belum bisa secara pasti untuk menetukan posisi dari partikel ini pada waktu tertentu. Yang dapat dilakukan adalah menghitung peluang terdapatnya elektron di posisi tertentu pada selang waktu tertentu.

Gambar: loscochescreekmathematicsdept.com

Bacaan menarik lainnya:

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s