Dokumen tersebut membahas tentang pembahasan UAS Fisika Bencana Alam yang mencakup delapan jenis bencana alam yaitu gempa bumi, tsunami, gunung meletus, banjir, kekeringan, angin topan, tanah longsor dan kejatuhan meteor. Untuk setiap bencana dijelaskan definisi, penyebab, hukum-hukum fisika yang relevan, karakteristik fisika, dan mitigasi yang dapat dilakukan sebelum,

1. PEMBAHASAN UAS FISIKA BENCANA ALAM
TAHUN AJARAN 2012-2013
Pertanyaan:
I. Jelaskanlah: (bobot 80 – 85%)
a. Defenisi
b. Penyebab
c. Hukum-hukum Fisika
d. Karakteristik Fisika
e. Mitigasi
Dar masing-masing bencana:gempa bumi, tsunami, gunung meletus, banjir, kekeringan, angin
topan, tanah longsor dan kejatuhan meteor
II. Jika saudara bertindak sebagai guru Fisika SMP/SMA/SMK, jelaskan strategi mengintegrasikan
materi FBA ke dalam mata pelajaran terkait (bobot 12-20 %)
PEMBAHASAN
A. GEMPA BUMI
1. Defenisi
Pelepasan energi seismik sebagai akibat adanya getaran yang sangat kuat disekitar area
gempabumi yang disebabkan oleh beberapa faktor, misalnya tumbukan lempeng tektonik
bumi, peledakan bom, longsor, erupsi vulkanik sehingga berdampak terhadap perubahan
bentuk permukaan bumi.
2. Penyebab
a. Gempa bumi tektonik
Gempa bumi tektonik disebabkan oleh pelepasan tenaga yang dihasilkan oleh geseran
batuan pada retakan yang memanjang di sepanjang batuan yang merupakan bagian dari
plat tektonik. Tenaga ini dihasilkan oleh tekanan antara batuan yang dikeaal sebagai
rekahan tektonik. Analogi dari kejadian ini seperti gelang karet yang ditarik kemudian
dilepaskan dengan tiba-tiba.
b. Gempa bumi vulkanik
Gempa bumi gunung berapi terjadi di wilayah yang berdekatan dengan gunung berapi,
dan memiliki cara retakan memanjang yang sama dengan gempa bumi tektonik. Gempa
bumi gunung berapi disebabkan oleh pergerakan magma ke atas, di dalam gunung berapi,
dimana geseran pada batu-batuan akan menghasilkan gempa bumi.

2. c. Gempa bumi runtuhan
Gempabumi ini biasanya terjadi pada daerah kapur ataupun pada daerah pertambangan,
gempabumi ini jarang terjadi dan bersifat lokal. Gempa runtuhan atau terban merupakan
gempa bumi yang terjadi karena adanya runtuhan tanah atau batuan. Lereng gunung atau
pantai yang curam memiliki energi potensial yang besar untuk runtuh, juga terjadi di
kawasan tambang akibat runtuhnya dinding atau terowongan pada tambang-tambang
bawah tanah sehingga dapat menimbulkan getaran di sekitar daerah runtuhan, namun
dampaknya tidak begitu membahayakan. Justru dampak yang berbahaya adalah akibat
timbunan batuan atau tanah longsor itu sendiri.
d. Gempa jatuhan
Bumi merupakan salah satu planet yang ada dalam susunan tata surya. Dalam tata surya
kita terdapat ribuan meteor atau batuan yang bertebaran mengelilingi orbit bumi.
Sewaktu-waktu meteor tersebut jatuh ke atmosfir bumi dan kadang-kadang sampai ke
permukaan bumi. Meteor yang jatuh ini akan menimbulkan getaran bumi jika massa
meteor cukup besar. Getaran ini disebut gempa jatuhan, namun gempa ini jarang sekali
terjadi. kawah terletak dekat Flagstaff, Arizona, sepanjang 1,13 km akibat kejatuhan
meteorite 50.000 tahun yang lalu dengan diameter 50 m.
e. Gempa buatan
Gempa bumi buatan adalah gempa bumi yang disebabkan oleh aktivitas dari manusia,
seperti peledakan dinamit, nuklir atau palu yang dipukulkan ke permukaan bumi. Suatu
percobaan peledakan nuklir bawah tanah atau laut dapat menimbulkan getaran bumi yang
dapat tercatat oleh seismograph seluruh permukaan bumi tergantung dengan kekuatan
ledakan, sedangkan ledakan dinamit di bawah permukaan bumi juga dapat menimbulkan
getaran namun efek getarannya sangat lokal.
3. Hukum-Hukum Dasar Fisika
a. Stress dan Strain Lempeng Bumi
Stress (tegangan) didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tiap satuan luas. Ketika batuan
diberikan tekanan yang sangat besar maka akan terjadi perubahan benntuk dan ukuran
ataupun volumenya. Pada keadaan ini batuan mengalami regangan yang disebut strain.
b. Stress dan Strain material viscoelastis akibat getaran gempa bumi
Samali ( 1995: 641) menyatakan bahwa tegangan material viscoelastis akibat getaran
gempa dalam bentuk sinusiodal sebanding dengan regangan dan sudut fase. Formulasi
regangan dalam bentuk sinusiodal dapat dinyatakan:

3. Untuk tegangannya dapat dinyatakan:
c. Tegangan geser gempa
hubungan antara gaya normal (N dalam newton), gaya geser (F dalam newton) dan sudut
geser ( ) dengan memperhitungkan faktor tekanan air ( u dalam N/m2), maka persamaan
(2.1) dapat dituliskan sebagai berikut:
F = (N – Au) tan Φ
Dimana A adalan luasan efektif dalam m2Apabila kita membagi kedua ruas pada
persamaan dengan A, maka didapatkan :
dengan
dimana τ adalah tegangan geser tanah (N/m2) dan σ adalah tegangan total (N/m2)
d. Vibration (getaran)
getaran (vibration) yang dihasilkan akibat gempabumi dapat diturunkan dari hukum
Hooke dan hukum Newton tentang gerak sebagai berikut:
Dimana m adalah massa, u adalah perpindahan lempeng,
menyatakan viscous
damping dan F(t) menyatakan gaya eksternal sebagai fungsi waktu
e. Gelombang gempa
Panjang gelombang besarnya:
f. Energi gempa
Rambatan getaran gempabumi yang terjadi dalam bentuk gelombang seismik
membawa sejumlah energi yang dapat memberikan dampak kerusakan terhadap
permukaan bumi. Besar energi yang dilepaskan sebagaimana persamaan
4. Karakteristik Fisika
a. Stress dan strain lempeng bumi,  gaya, luas penampang
b. Getaran dan gelombang seismik  cepat rambat gelombang, panjang gelombang,
periode, frekuensi, amplitudo
c. Energi gempa magnitudo gempa, skala Richter

4. 5. Mitigasi
a. Sebelum gempa bumi: Mengenali apa yang disebut gempa bumi, Kenali Lingkungan
Tempat Anda Bekerja, Persiapan Rutin pada tempat Anda bekerja dan tinggal, alat yang
harus dipersiapkan
b. Saat terjadi gempa bumi: Jika Anda berada di dalam bangunan Lindungi badan dan kepala
Anda dari reruntuhan bangunan dengan bersembunyi di bawah meja, Jika berada di luar
bangunan atau area terbuka, Jika Anda tinggal atau berada di pantai jauhi pantai untuk
menghindari bahaya tsunami, Jika Anda tinggal di daerah pegunungan apabila terjadi
gempa bumi hindari daerah yang mungkin terjadi longsoran
c. Setelah gempa bumi: jauhi bangunan, priksa lingkungan sekitar, jangan berjalan di daerah
sekitar gempa, jangan panik, hindari gempa susulan.
B. TSUNAMI
1. Defenisi
Sebuah gelombang besar di laut yang mempunyai panjang gelombang yang besar, perioda,
frekuensi, cepat rambat gelombang dan energi yang disebabkan oleh kejadian-kejadian
seismik ataupun non-seismik dengan membawa energi dalam perambatannya menuju ke
pantai. Tsunami kadangkala disebut “gelombang laut seismik”, walaupun tsunami disebabkan
oleh mekanisme selain gempa bumi. Ada juga yang menyebut tsunami dengan “gelombang
tidal”, karena terjadi di permukaan laut saat terjadinya pasang naik di Bumi.
2. Penyebab
a. Gempa bumi tektonik, yang disebabkan adanya pergeseran lempneg bumi. Merupakan
gempa bumi patahn vertikal.
b. Erupsi vulkanik, leusan gunung api yang berada di lautan.
c. Tanah longsor, volume tanah yang jatuh cukup besar dan terjadi di dasar samudera.
d. Kejatuhan meteor, hempasan meteor/benda langit yang jatuh masuk ke dalam lautan
dengan kecepatan tinggi.
3. Hukum-Hukum Dasar Fisika
a. Stress dan strain pergeseran lempeng bumi
b. Teori gelombang linear (Airy)
, teori gelombang Knoidal, teori gelombang
tunggal dan teorigelombang air dangkal.
c. Energi tsunami (
) dan hukum kekekalan energi (
)
d. Teori degenerated, yaitu teori yang memodelkan terbentuknya tsunami seperti teori
transformasi dan teori akumulasi energi.

5. e. Teori tanah longsor jatuhan.
4. Karakteristik Fisika
a. Panjang Gelombang
Adalah jarak antara dua titik gelombang (antara puncak gelombang dan lembah
gelombang). Gelombang laut normal mempunyai panjang gelombang sekitar 100 m.
Tsunami mempunyai panjang gelombang terpanjang yaitu sampai 500 km.
b. Tinggi Gelombang
Menyatakan jarak antara lembah gelombang dengan puncak gelombang.
c. Amplitudo Gelombang
Menyatakan tinggi gelombang diukur dari permukaan laut, biasanya besarnya sebanding
dengan ½ tinggi gelombang. Tinggi dan amplitudo gelombang tsunami tergantung kepada
kedalaman laut.
d. Periode dan Frekuensi Gelombang
Periode adalah jumlah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu gelombang penuh
melalui titik keseimbangan. Sementara frekuensi adalah banyaknya gelombang yang
terjadi dalam satu sekon.
e. Kecepatan Gelombang
Adalah kecepatan gelombang dalam merambat. Kecepatan gelombang laut secara normal
sekitar 90 km/jam, sedangkan kecepatan tsunami dapat mencapai 950 km/jam. Kecepatan
gelombang sebanding dengan panjang gelombang tiap satuan waktunya.
5. Mitigasi
a. Sebelum tsunami: Hindari bertempat tinggal di daerah tepi pantai yang landai kurang dari
10 meter dari permukaan laut. Berdasarkan penelitian, daerah ini merupakan daerah yang
mengalami kerusakan terparah akibat bencana Tsunami, badai dan angin ribut, disarankan
untuk menanam tanaman yang mampu menahan gelombang seperti bakau, palem,
ketapang, waru, beringin atau jenis lainnya, ikuti tata guna lahan yang telah ditetapkan
oleh pemerintah setempat, buat bangunan bertingkat dengan ruang aman di bagian atas,
bagian dinding yang lebar usahakan tidak sejajar dengan garis pantai
b. Saat tsunami: Membangun pondasi rasa aman yang segala kegiatannya mendorong untuk
ketercukupan kebutuhan dasar, membangun berbagai perangkat pengurangan risiko
bencana (PRB) dan kegiatan-kegiatan yang dapat mengurangi risiko bencana melalui
mencegah dan memitigasi bahaya, serta meredam kerentanan dari ancaman, seluruh
kemampuan komunitas digunakan untuk menangani ancaman. Sehingga tidak diperlukan

6. bantuan eksternal karena kemampuan yang ada dapat menanganinya, mengidentifikasi,
mengevaluasi, & memonitor risiko-risiko bencana dan meningkatkan pemanfaatan
peringatan dini, menggunakan pengetahuan, inovasi, dan pendidikan untuk membangun
suatu budaya aman dan ketahanan pada semua tingkatan.
c. Setelah tsunami: Hindari instalasi listrik bertegangan tinggi dan laporkan jika menemukan
kerusakan kepada PLN, hindari memasuki wilayah kerusakan kecuali setelah dinyatakan
aman, jauhi reruntuhan bangunan, upayakan penampungan sendiri kalau memungkinkan.
Ajaklah sesama warga untuk melakukan kegiatan yang positif.
C. GUNUNG MELETUS
1. Defenisi
Peristiwa yang terjadi akibat endapan magma di dalam perut bumi yang didorong keluar oleh
gas bertekanan tinggi. Proses erupsi adalah ketika magma naik, banyak gas yang dilepaskan
dan tekana gas menimbulkan semburan material vulkanik.
2. Penyebab
Meningkatnya tekanan gas di dalam perut bumi yang disebabkan oleh laju produksi gas dari
magma dan kekuatan sumbat kawat yang menahan gas. Erupsi diawali dengan proses yang
panjang yaitu bentukan kubah, geseran lava pijar, aliran panas.
3. Hukum-Hukum Dasar Fisika
a. Gas ideal dan gas nyata
b. Hukum Boyle (P1V1 = P2V2)
c. Hukum Charles (
V1
V2
T1
T2
d. Hukum Gay Lussac (
)
P1
P2
T1
T2
)
e. Gabungan hukum Boyle-Charles-Gay Lussac (
PV
1 1
T
1
P V
2 2
T
2
f. Kalor (Q=m.c. ∆T)
g. Tekanan gas ideal (
)
4. Karakteristik Fisika
a. Suhu gunun g meletus mengeluarkan suhu tinggi 1000 K
b. Energi kalor
c. Jenis zat (fluida) cair dan gas
d. Tekanan
)

7. e. Volume material
f. Kecepatan aliran gas/magma
5. Mitigasi
a.
Menerbitkan peta wilayah rawan bencana alam gunung meletus.
b.
Memasang rambu–rambu peringatan bahaya dan larangan di wilayah rawan bencana
alam gunung meletus.
c.
Mengembangkan
sumber
daya
manusia
satuan
pelaksana, contohnya
dengan
dibentuknya Bakornas PBP, Satkorlak PBP.
d.
Mengadakan pelatiahan penanggulangan bencana kepada warga di wilayah rawan
bencana alam gunung meletus.
e.
Mengadakan penyuluhan atas upaya peningkatan kewaspadaan masyarakat di wilayah
rawan bencana alam gunung meletus.
f.
Menyiapkan tempat penampungan sementara di jalur–jalur evakuasi jika terjadi bencana.
g.
Memindahkan masyarakat yang tinggal di wilayah bencana ke tempat yang aman.
h.
Membuat bangunan untuk mengurangi dampak bencana, misalnya tanggul penahan
erosi, terasering dll.
i.
Membentuk pos–pos siaga bencana.
D. BANJIR
1. Defenisi
Genangan air sebagian atau seluruh lahan yang biasanya disebabkan oleh curah hujan yang
tinggi, pasangnya air laut, daya serap tanah yang rendah dan longsor di daerah hulu sungai.
2. Penyebab
Curah hujan tinggi, fisiografi, erosi dan sedimentasi, kapasitas sungai, kapasitas drainase dan
pengaruh air pasang.
3. Hukum-Hukum Dasar Fisika
j. Persamaan kontinuitas/Debit (
)
k. Azas Bernoulli (
)
4. Karakteristik Fisika
a. Aliran air, banjir adalah aliran turbulen dengan kecepatan yang tinggi
b. Debit air
5. Mitigasi
a. Sebelum banjir: membuat sumur resapan, menanam pohon besar, membangun sistem

8. peringatan banjir, menjega kebersihan sungai.
b. Saat banjir: jauhi banjir, selamatkan diri ke tempat yang lebih tinggi, memantau
ketinggian air, evaluasi ke tempat yang aman.
c. Setelah banjir: pemberian bantuan, membersihkan tempat tinggal, menghindari wilayah
yang rusak.
E. KEKERINGAN
1. Defenisi
merupakan berkurangnya kelembaban/ kelengasan tanah sehingga tidak mampu memenuhi
kebutuhan air tanaman tertentu pada periode tertentu akibat dari ketidak seimbangan yang
cukup signifikan antara recipitation dan evaporation dalam keadaan yang berkepanjangan
dimana berkurangnya curah hujan dari biasanya (keadaan normal) yang dapat mengganggu
sistem dan produksi pertanian.
2. Penyebab
a. Lapisan tanah yang tipis
b. Air tanah yang jatuh ke dalam  ketidakmampuan ranah menyimpan air dalam waktu
yang lama
c. Tekstur tanah kasar  tidak mampu menahan longsor
d. Iklim kemarau
e. Vegetasi  tanaman bambu yang mengurangi kandungan air tanah
f. Topografi  daerah yang rendah akan memiliki kandungan air tanah yang lebih banyak
3. Hukum-Hukum Dasar Fisika
a. Evaorasi/penguapan (menurut Dalton, besarnya: E = C ( ew – ea ) f (u))
b. Transpirasi  penguapan melalui sel stomata, parameternya berhubungan dengan
evaporasi yaitu suhu, kalor, kelembaman dan tekanan udara.
F. Karakteristik Fisika
a. Kalor
b. Kalor laten (Q=mL)
c. Suhu
d. Tekanan (p=ρgh)
e. Massa
G. Mitigasi
a. Sebelum kekeringan: memanfaatkan sumber air yang ada dengan efisien, membuat
waduk, memperbanyak resapan air.
b. Saat kekeringan: pembuatan sumur bor, menyediakan pompa air

9. c. Setelah kekeringan: bantuan sarana pertanian, konservasi air secara hemat dan efisien,
mengadakan tangkapan hujan di daerah yang sumber airnya banyak
F. ANGIN TOPAN
1. Defenisi
Angin siklon tropis yang berbentuk spiral yang bergerak dengan kecepatan 30 m/s
menimbulkan pusaran air jika terjadi di lautan.
2. Penyebab
Perbedaan tekanan udara yang dipengaruhi oleh penyinaran matahari. Udara panas yang lebih
ringan darpada udara dingin akan naik ke atas sehingga tekannanya menjadi rendah,
akibatnya udara dingin akan mengalir ke daerah panas. Selain itu, angin topas disebabkan
penurunan massa udara dingin yang berasal dari utara dan kenaikan massa udara panas dari
selatan.
3. Hukum-Hukum Dasar Fisika
a. Hukum Archimedes  analog dengan kerapatan fluida dan tekana fluida dengan Ph=ρgh
b. Hukum kekekalan momentum sudut (
)
c. Gaya Coriolis  menyebabkan arah angin berubah karena perbedaan pola tekanan.
d. Prinsip Bernoulli (
)
4. Karakteristik Fisika
a. Siklon  berdasarkan perbedaan tekana di kutub bumi
b. Sistem tekanan rendah
c. Kecepatan angin
d. Tekanan di pusat
5. Mitigasi
a. Sebelum angin topan: mengenali sifat-sifat angin topan, menyiapkan P3K.
a. Saat angin topan: menghindari jendela, berlindung di bawah meja, gunakan lengan untuk
melindungi leher dan kepala.
b. Setelah angin topan: memberi pertolongan, mencari informasi, meninggalkan bangunan
jika ada kebocoran gas.

10. G. TANAH LONGSOR
1. Defenisi
Pergerakan suatu material penyusun lereng berupa massa batuan, tanah, atau bahan rombakan
material (yang merupakan percampuran tanah dan batuan) menuruni lereng, yang terjadi
apabila gaya pendorong pada lereng lebih besar dari pada gaya penahan. Proses tersebut
melalui tiga tahapan, yaitu pelepasan, pengangkutan/pergerakan, dan pengendapan.
2. Penyebab
a. Hujan  akibat meningkatnya intesitas hujan yang menimbulkan pori-pori/rongga tanah.
b. Lereng yang terjal  akan memperbesar gaya pendorong
c. Tanah yang kurang padat
d. Gerakan yang diakibatkan oleh gempa bumi, ledakan dan getaran mesin.
e. Susut muka air danau
f. Akibat beban tambahan
3. Hukum-Hukum Dasar Fisika
a. Hukum Newton
1) Hukum I Newton  kestabilan lereng (∑F = 0)
2) Hukum II Newton  gerak material (translasi dan rotasi)
3) Hukum III Newton  aksi reaksi material dengan bidang gelincir
b. Hukum kekekalan energi mekanik
1) Pada bidang miring
mgh1 + ½ mv12 = mgh2 + ½ mv22
2) Pada bidang lengkung

11. 3) Pada bidang lingkaran
c.
Hukum kekekalan momentum  tumbukan material dengan rumah
( m Av A
mBvB
m Av A ' m B vB ')
4. Karakteristik Fisika
a. Gaya grafitasi  mempengaruhi kelerengan lahan
b. Peranan air  penambahan air hujan akan menambah massa material tanah longsor
c. Material pengganggu seperti pori-pori butiran tanah
d. Struktur dan material yang lemah
e. Peristiwa pemicu.
5. Mitigasi
a. Pemetaan  informasi tentang tingkat kemerengan lahan
b. Pemeriksaan  penyelidikan pada saat dan setelah terjadi tanah longsor
c. Pemantauan  mendeteksi kemungkinan longsor di bukit
d. Sosialisasi kepada masyarakat
e. Pemeriksaan bencana
f.
Tanggap darurat, rehabilitasi, rekonstruksi
H. KEJATUHAN METEOR
1. Defenisi
Jatuhnya benda langit yang memasuki atmosfer bumi degan kecepatan tinggi dan
menimbulkan gesekan dengan atmosfer bumi yang menghasilkan panas dan pijar.
2. Penyebab
Gaya grafitasi bumi dan interaksi gaya sentral pada linatsan meteorid terhadap bumi yang
berpotongan dengan atmosfer bumi
3. Hukum-Hukum Dasar Fisika
a. Hukum I Keppler  lintasan orbit meteor umumnya berbentuk irisan kerucut berupa
eksentrisitas yang menyatakan ½ (jarak aphelium-perihelium)/jarak rata-rata.
b. Hukum II Kepler  menyatakan konsekuensi laju revolusi planet terbesar pada garis
khayal terpendek (benda paling dekat ke matahari) dan terkecil (paling jauh dari

12. matahari).
c. Hukum III Kepler  Perbandingan kuadrat periode terhadap pangkat tiga dari setengah
sumbu panjang elips adalah sama untuk semua planet (
d. Hukum grafitasi Newton (
=
=F=G
= k).
)
e. Kuat medan grafitasi (g = )
f. Radius grafitasi (
=R
)
4. Karakteristik Fisika
a. Massa meteor dan massa bumi
b. Kelajuan orbit meteor
c. Jarak meteor ke bumi
d. Suhu meteor
5. Mitigasi
e. Civil defense (pertahanan sipil)  mengevakuasi wilayah yang berdampak kejatuhan
meteor
f. Slow-push  merubah arah orbit untuk meghindari tabrakan
g. Kinetic impact  memberikan seumlah besar momentum dan energi dimana orbit target
akan berubah degan mengirimkan pesawat ruang angkasa.
a. Nuclear detonation (ledaakn nuklir)  pada beberapa kilometer di angkasa luar
II.
Strategi mengintegrasikan materi FBA ke dalam materi Fisika SMA
1. Gempa bumi
a. Strategi Problem Based Instruction dalam pembelajaran langsung
b. Materi: Elastisitas dan Getaran (kelas XI Sem. 1)
2. Tsunami
a. Strategi Pembelajaran Induktif dalam pembelajaran Cooperative dan berbasis riset
b. Materi: gelombang (kelas XII sem. 1)
3. Gunung meletus
a. Strategi: pembelajaran Critical Thingking dalam pembelajaran elaboratif
b. Materi: suhu dan kalor, gas ideal (kelas X sem. 2)
4. Banjir
a. Strategi: Problem Solving dalam pembelajaran langsung
b. Materi: Fluida (kelas XI sem. 2)

13. 5. Kekeringan
a. Strategi: Pemebelajaran Creative Thingking dalam pembelajaran colaboratif
b. Materi: tekanan fluida, konveksi kalor (kelas X, XI sem. 2)
6. Angin topan
a. Strategi: genius learning
b. Materi: Hukum Bernoulli (Kelas XI sem. 2)
7. Tanah longsor
a. Strategi: Natural Disaster Problem Solving
b. Materi: Hukum Newton tentang gerak translasi dan rotasi (kelas X sem. 1)
8. Kejatuhan meteor
a. Strategi: pembelajaran Problem Based Learning
b. Materi: Hukum Newton tentang grafitasi (Kelas XI sem. 1)