12 Bab III Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan metode penelitian kuantitatif dengan jenis desain penelitian eksperimen numerik. III.1 Set Peralatan Penelitian Penelitian secara numerik pada benda yang bergerak di udara dilakukan pada aplikasi Visual Studio Code versi 1.85 dengan bahasa Python serta Anaconda Prompt. Pelaksanaan penelitian ini menggunakan komputer pribadi dengan spesifikasi sebagai berikut: x Sistem operasi Windows 11 Pro 64-bit x Motherboard B450M GAMING x Prosesor AMD Ryzen 5 3600-6 Core x DDR4 RAM 16 GB x SSD PNY CS2241 M.2 4x4 NVME 1TB x VGA NVIDIA GeForce GTX 1650 III.2 Diagram Alir Penelitian Penelitian yang dilakukan akan mengarah pada dua hal, yaitu proses konstruksi program numerik untuk menampilkan lintasan benda dengan hambatan udara yang akan menghasilkan dinding aerodinamika dan juga untuk mengamati pola gerakan bola baseball yang mengalami goyangan atau efek knuckle saat bergerak di udara. Diagram alir dapat dilihat pada Gambar III.1. 13 Langkah pertama dalam penelitian ini yaitu menyiapkan peralatan berupa komputer pribadi dengan spesifikasi yang dapat dilihat pada sub bab III.1. Integrator Runge-Kutta orde ke-4 didefinisikan oleh fungsi ‘def’ pada Python sebelum memasukkan inisiasi benda untuk simulasi aerodynamics wall dan knuckle effect. Fungsi posisi sumbu-x dan sumbu-y pada simulasi aerodynamics wall didapatkan dengan mengintegrasikan Persamaan (II.4) dan (II.5). Fungsi posisi untuk benda yang bergoyang arah kanan dan kiri pada simulasi efek knuckle diturunkan dari set Persamaan (II.9). Kedua simulasi benda yang telah selesai dan tidak ditemukan error kemudian dibentuk menjadi sebuah program dengan bantuan aplikasi Qt Designer 5 untuk mendesain interface GUI yang akan memudahkan pengguna dalam melakukan simulasi. III.3 Konstruksi Program untuk Aerodynamics Wall Benda yang bergerak di udara memiliki dua kondisi fungsi percepatan, kondisi pertama untuk nilai percepatan yang bergantung hanya pada percepatan gravitasi Bumi saja dan kondisi yang juga bergantung pada nilai kecepatan benda tersebut. Kondisi kedua inilah yang dianalisis dengan persamaan gaya hambat model kuadratik. Langkah pertama yang dilakukan berupa pembuatan program solusi persamaan gerak dengan RK orde ke-4. Solusi tersebut digunakan untuk menyatakan persamaan posisi benda Gambar III. 1 Diagram alir penelitian 14 sampai perulangan yang telah ditentukan pada tahap einisiasi awal benda. Inisiasi benda untuk program numerik aerodynamics wall dapat dilihat pada Tabel III.1. Tabel III. 1 Inisiasi benda pada program aerodynamics wall Parameter Nilai Percepatan gravitasi 9,8 m/s 2 Massa benda 0,8 kg Kecepatan awal benda sumbu-x: 20 m/s ; sumbu-y: 20 m/s Posisi awal benda sumbu-x: 0 m ; sumbu-y: 15 m Koefisien hambat 0,1 Implementasi dari fungsi numerik RK orde ke-4 yang telah disebutkan pada Persamaan (II.11) dan (II.12) pada bahasa Python dapat dibentuk pada aplikasi Visual Studio Code dengan kondisi sebagaimana terlihat pada Persamaan (III.1). Nilai h pada Persamaan (III.1) menyatakan timestep atau ketelitian perulangan program sampai ke- n, atau dapat dipahami sebagai selang waktu antara nilai iterasi posisi ke-(i + 1) dengan posisi ke-i. Nilai tersebut juga menentukan nilai tingkat akurasi posisi benda per step yang dilakukan. Simulasi gerakan dari benda akan semakin akurat ketika nilai timestep yang diberikan semakin kecil. Banyaknya iterasi yang diberikan saat program numerik sedang dijalankan akan menentukan hasil simulasi yang semakin bagus, artinya tingkat stabilitas dari program simulasi yang dijalankan sangat baik (Ouala et al., 2021). U:PEP;LU:P;E s x kG 5ìEtG 6ìEtG 7ìEG 8ìoD (III.1) Hasil yang diperoleh dari Persamaan (II.11) berupa array yang kemudian di plot pada grafik posisi horizontal terhadap posisi vertikal. Grafik ini menjadi luaran awal yang kemudian akan dianalisis dengan memberikan variasi pada nilai koefisien hambat benda dengan udara, b. Grafik ini juga akan ditampilkan pada GUI. 15 III.4 Konstruksi Program Knuckle Motion Program yang dikonstruksi pada efek knuckle pada bola baseball gerakannya akan disimulasikan berdasarkan set Persamaan (II.9) dengan inisiasi kode numerik pada bola baseball mengikuti set Persamaan (III.2) (Fitzpatrick, 2013). Inisiasi bola baseball dapat dilihat pada Tabel III.2. T:PLr;Lr U:PLr;Lr V:PLr;Lr R ë :PLr;LR 4…‘• à R ì :PLr;LR 4•‹� à R í :PLr;Lr � :PLr;L� 4 � :PLr;L� 4 (III.2) Tabel III. 2 Inisiasi benda pada program efek knuckle Parameter Nilai Percepatan gravitasi 9,8 m/s 2 Laju awal bola 29,06 m/s Sudut � 4 derajat Sudut � 0 derajat Laju sudut 2,09 rad/s III.5 Desain Aplikasi Interaktif GUI Python Kode numerik dari setiap program yang telah berjalan dan tidak ditemukan error kemudian di-export pada GUI Pyton dengan bantuan aplikasi Qt Designer 5 dan Visual Studio Code sebagai terminal program yang dijalankan. Desain dibuat sederhana dan 16 menarik agar users tidak mengalami kesulitan saat memasukkan inisiasi benda yang sudah disediakan pada interface aplikasi. Langkah membuat GUI dapat dilakukan sesuai yang tertera pada diagram alir di Gambar III.2. Langkah awal desain dilakukan dengan memilih salah satu fitur form yang disediakan oleh Qt Designer 5. Opsi ‘main window’ dipilih sebagai template umum mendesain GUI sesuai yang terlihat pada Gambar III.3. Sumber: Dokumentasi penulis Gambar III. 2 Diagram alir pembuatan GUI Gambar III. 3 Tampilan awal aplikasi Qt Designer 5.0 17 Proses selanjutnya yaitu mendesain tampilan untuk user sesuai pada Gambar III.4.