MATERI POKOK

MATA PELAJARAN FISIKA-1 MATA PELAJARAN FISIKA-1 Modul 3Modul 3

PenyusunSUYANTO, S.Pd

DINAS PENDIDIKAN KOTA SAMARINDASMAN 10 ”MELATI” SAMARINDA

Alamat : Jl. H.A.M.M. Rifaddin RT 25 Samarinda Seberang Tlp/Fax : (0541)261829 Kode Pos 75132

website : www.sma10melati.com e-mail : smaplus@sma10melati.comSAMARINDA 2011

KATA PENGANTAR

Modul ini merupakan bahan ajar yang dipergunakan untuk membantu siswa-siswi

SMAN 10 Melati Samarinda dalam mempelajari konsep-konsep dasar ilmu fisika.

Diharapkan siswa akan lebih memahami bahwa ilmu fisika adalah ilmu yang terus

berkembang melalui pengamatan dan penyusunan teori. Modul ini berisi uraian materi

pokok yang disertai dengan bahan evaluasi berupa lembar kerja yang merupakan tugas

terstruktur dan uji pemahaman sebagai tugas mandiri siswa. Lembar Kerja Siswa atau LKS

yang terdapat dalam lampiran modul ini dipergunakan sebagai panduan dalam pelaksanaan

kegiatan praktikum di laboratorium.

Dengan mempelajari modul ini, diharapkan para siswa dapat lebih mudah mencari

bahan referensi dalam pelaksanaan proses belajar menganjar dengan sistem sks yang telah

diterapkan di SMAN 10 Melati Samarinda.

Kami menyadari bahwa modul ini belumlah sempurna. Oleh karena itu, kami

mengharapkan kritik dan saran yang sekiranya dapat kami gunakan sebagai masukan untuk

perbaikan modul ini .

Pada kesempatan ini, kami sampaikan ucapan terimakasih kepada semua pihak

khusunya Bapak Drs. Hidayat dan rekan-rekan guru yang telah memberikan dukungan

dalam pembuatan modul ini.

Akhir kata semoga segala upaya yang kita lakukan dapat memajukan pendidikan di

negara kita, khusunya dalam bidang ilmu Fisika.

Penulis

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

Mata Pelajaran Fisika 1 merupakan mata pelajaran paket di kelas X semester I yang

wajib dipelajari oleh siswa selama belajar di SMAN 10 Melati Samarinda. Mata pelajaran

ini memberikan bekal pengetahuan, ketrampilan dan sikap kepada para siswa, sehingga

mereka mampu belajar lebih lanjut di jurusan Ilmu Pengetahuan Alam.

Supaya Anda belajar lebih lancar di jurusan Ilmu Pengetahuan Alam , maka modul ini

harus dikuasai dengan betul. Anda disarankan untuk belajar secara berurutan, mulai dari

modul pertama sampai modul terakhir. Belajar dengan modul memerlukan kemandirian,

keteguhan hati dan kejujuran Anda. Apabila Anda belum menguasai sepenuhnya, perlu

Anda mengulangi bagian yang belum Anda kuasai itu, sehingga dasar belajar Anda lebih

mantap.

Dalam memperlajari modul ini diharapkan Anda :

1. Membaca dan mencermati uraian kegiatan belajar dengan seksama.

2. Mendiskusikan hasil lembar kerja dengan teman, kakak asuh maupun guru

pembimbing mata pelajaran.

3. Mengerjakan uji pemahaman.

4. Mengikuti saran dalam umpan balik dan tindak lanjut, sehingga Anda lebih siap

untuk menghadapi ujian kompetensi dasar.

Selain modul ini, Anda diharapkan membaca pula buku-buku acuan yang banyak

terdapat di perpustakaan dan sumber belajar online di internet untuk lebih meningkatkan

pemahaman dan memperluas pengetahuan Anda.

Selamat belajar!

TUJUAN UMUM PEMBELAJARAN

A. Standar Kompetensi

Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik

B. Kompetensi Dasar

1. Menganalisis besaran fisika pada gerak dengan kecepatan dan percepatan

konstan ( tetap )

KEMAMPUAN PRASARAT

Bila suatu benda berpindah kedudukannya terhadap titik acuan maka dikatakan benda

tersebut telah bergerak. Titik acuan memiliki peranan yang amat penting dalam

pembahasan tentang gerak. Karena dari titik acuan inilah perhitungan tentang gerak

dimulai. Berdasarkan titik acuan, gerak suatu benda dapat memiliki kecepatan yang

berbeda-beda, bahkan suatu benda yang bergerak bisa dikatakan tidak baergerak atau diam.

Contohnya, jika kita naik bus kemudian bus meninggalkan terminal, Kita dikatakan

bergerak bila titik acuannya terminal karena jarak kita dengan terminal berubah. Tetapi kita

dikatakan tidak bergerak jika titik acuannya sopir bus, karena jarak kita dengan sopir tidak

mengalami perubahan. Jadi gerak suatu benda bersifat reatif, tergantung titik aduan yang

digunakan.

PRETES

Kerjakan dengan singkat dan jelas.

1. Apa perbedaan jarak dan perpindahan.

2. Apa perbedaan kelajuan dan kecepatan.

3. Apa perbedaan kecepatan rata-rata dengan kecepatan sesaat

TUJUAN KHUSUS PEMBELAJARAN

Setelah pembelajaran selesai siswa dapat:

1. Membedakan gerak lurus dengankecepatan konstan dan gerak lurus dengan

percepatan kostan.

2. Melakukan percobaan gerak lurus beraturan ( GLB ) dengan menggunakan

kereta atau mobil mainan

3. Melakukan percobaan gerak lurus berubah beraturan ( GLBB ) dengan

menggunakan kereta dinamik

4. Menganalisis besaran-besaran dalamgerak lurus berubah beraturan ( GLBB ) dan

gerak jatuh bebas ( GJB )

KEGIATAN BELAJAR

GERAK LURUS

A. Kecepatan dan Percepatan

1. Kecepatan.

Bila suatui benda berpindah kedudukannya terhadap titik acuan maka dilatakan benda

tersebut telah bergerak. Titik acuan memiliki peranan yang amat penting dalam

pembahasan tentang gerak. Karena dari titik acuan inilah perhitungan tentang gerak

dimulai. Berdasarkan titik acuan, gerak suatu benda dapat memiliki kecepatan yang

berbeda-beda, bahkan suatu benda yang bergerak bisa dikatakan tidak baergerak atau diam.

Contohnya, jika kita naik bus kemudian bus meninggalkan terminal, Kita dikatakan

bergerak bila titik acuannya terminal karena jarak kita dengan terminal berubah. Tetapi kita

dikatakan tidak bergerak jika titik acuannya sopir bus, karena jarak kita dengan sopir tidak

mengalami perubahan. Jadi gerak suatu benda bersifat reatif, tergantung titik aduan yang

digunakan.

Lintasan benda yang bergrerak bisa bermacam-macam, lintasan ini juga menentukan jenis

gerak yang dialami benda. Jika lintasan benda berupa lingkaran maka benda telah

mengalami gerak melingkar. Jika lintasannya berupa parabola, maka benda telah

mengalami gerak parabola, Demikian juga bila lintasannya berupa garis lurus, maka

dikatakan benda tersebut telah mengalami gerak lurus. .

Jika benda bergerak maka akan memiliki kecepatan. Tetapi perlu diiperhatikan bahwa

kecepatan berbeda dengan kelajuan, walau di dalam kehidupan sehari-hari dianggap sama.

Di dalam fisika kaecepatan merupakan besaran vector yang nilainya merupakan hasil

perbandingan antara jarak perpindahan dengan waktu tempuh. Sedangkan kelajuan adalah

besaran sekalar yang nilainya merupakan hasil perbandingan antara panjang lintasan yang

ditempuh dengan waktu tempuh.

Dari penjelasan diatas dapat dipahami bahwa kecepatan dari suatu benda merupakan jarak

perpindahan tiap satu satuan waktu dan arahnya sama dengan arah perpindahan benda.

Besarnya kecepatan dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan : v = kecepatan (m/s)

s = jarak perpindahan (m)

t = waktu tempuh (s)

2. Percepatan.

Dalam kehidupan sehari-hari sangat sulit menemukan suatu benda bergerak dengan

kecepatan konstan. Kecepatan benda bisa jadi bertambah atau berkurang. Perubahan

kecepatan tiap satu satuan waktu yang dialami benda disebut percepatan dan dapat

dirumuskan sebagai berikut:

A

B

C Misalkan, sebuah mobil dari kota A ke kota B dengan waktu tempuh t dan dengan lintasan seperti pada gambar.

Keterangan : a = percepatan (m/s2)

Δv = perubahan kecepatan (m/s)

Δt = selang waktu (s)

B. Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Benda yang bergerak dengan lintasan berupa garis lurus dan kecepatannya tetap/konstan

maka benda tersebut dikatakan melakukan gerak lurus beraturan (GLB). Jadi dengan

demikian, kecepatan benda pada setiap saat adalah sama besar, dengan demikian pada

gerakannya tidak memiliki percepatan ( a = 0).

Grafik hubungan antara v dan t :

C. Gerak Lurus Berubah Beraturan.

Suatu benda dikatakan melakukan gerak lurus berubah beraturan jika lintasannya berupa

garis lurus dan kecepatannya berubah secara teratur. Perubahan kecepatan ini bisa

bertambah besar maupun semakin lambat. Bila kecepatannya bertambah maka

percepatannya bernilai positif, sebaliknya bila kecepatannya berkurang maka

percepatannya bernilai negatif.

v

t t (s)

V (m/s)Jarak yang ditempuh benda sama dengan luas daerah grafik, yaitu:

s = v.tKeterangan:s = jarak tempuh (m)v = kecepatan benda (m/s)t = waktu tempuh (s)

Grafik hubungan v dan t

Kecepatan benda pada saat t dapat kita cari berdasarkan persamaan percepatan yang sudah

dibahas di atas, yaitu:

Keterangan: vt = kecaepatan benda pada saat t (m/s)

v0 = kecepatan awal benda (m/s)

a = percepatan yang dialami benda (m/s2

t = lama waktu benda bergerak (s)

Jarak yang ditempuh benda yang bergerak lurus berubah beraturan sama dengan luas

daerah grafik, yaitu:

v (m/s)

t t (s)

vo

vt

vt – v0

GLBB dipercepat

v (m/s)

t t (s)

vo

vt

vt – v0

GLBB diperlambat

Keterangan: st = jarak yang ditempuh pada saat t (m)

v0 = kecepatan awal benda (m/s)

vt = kaecepatan benda pada saat t (m/s)

a = percepatan yang dialami benda (m/s2)

t = waktu tempuh (s)

Hubungan antara jarak perpindahan, kecepatan dan percepatan.

Dari pembahasan sebelumnya kita ketahui bahwa persamaan kecepatan pada saat t adalah:

Dari persamaan ini kita masukkan ke dalam persamaan jarak tempuh:

D. Gerak Vertical.

Gerak vertical yang dimaksud dalam pembahasan ini adalah gerak benda-benda yang ada

di permukaan bumi dan arahnya tegak lurus terhadap permukaan bumi.Semua benda yang

mengalami gerak vertical selalu memiliki percepatan yang disebut percepatan gravitasi (g).

Percepatan yang dialami benda tidak tergantung pada massa benda tetapi tergantung pada

tempat dimana kejadian itu berada. Di daerah kutub misalnya, memiliki percepatan

gravitasi yang lebih besar dari pada di daerah katulustiwa. Jadi dengan demikian, bila kita

menjatuhkan sebuah kelereng dan bola golf secara bersamaan dari ketinggian yang sama

maka akan samapai di tanah dalam waktu yang sama pula.

Gerak vertikal termasuk gerak lurus berubah beraturan, karena lintasannya berupa garis

lurus dan kecepatannya berubah secara teratur. Benda yang bergerak vertikal ke abawh

kecepatannya bertambah besar, sedangkan benda yang bergerak vertikal ke atas

kecepattanya selalu berkurang. Sebagaimana gerak lurus berubah beraturan pada umumnya,

bila kecepatannya bertambah maka percepatannya bernilai positif (g) dan jika kecepatannya

berkurang maka percepatannya bernilai negative (-g)..

1. Gerak vertikal ke atas.

Benda yang bergerak vertikal ke atas kecepatannya berkurang secara teratur karena

gerakannya berlawanan arah dengan arah percepatan gravitasi. Akibatnya, pada saat benda

mencapai ketinggian maksimum kecepatannya berubah menjadi 0 (vt = 0) dan selanjutnya

benda akan berbalik arah ke bawah.

Benda yang bergerak vertikal keatas seperti halnya gerak lurus berubah beraturan

diperlambat, sehingga persamaan yang berlaku dapat ditirunkan dari persamaan gerak lurus

berubah beraturan diperlambat juga..

v0

hmax

vt = 0

Kecepatan benda setelah t (vt):vt = v0 + a.tvt = v0 + (-g).tKetinggian benda setelah t (h):st = v0.t + ½ at2

h = v0.t + ½ (-g)t2

Pada saat mencapai ketinggian maksimum(hmax) kecepatan benda (vt) = 0, maka:

- Waktu untuk mencapai tinggi maksimum (tmax):

- Tinggi maksimum yang dicapai benda (hmax):

2. Gerak vertikal ke bawah.

Benda yang mengalami gerak vertikal ke bawah kecepatannya akan bertambah secara

teratur, karena arah gerakan benda searah dengan arah percepatan gravitasi. Pada keadaan

khusus, dimana benda dijatuhakan tanpa kecepatan awal (v0 = 0) dikatakan benda

mengalami gerak jatuh bebas.

Gerak vertikal he bawaj seperti halnya gerak lurus berubah beraturan dipercepat, sehingga

persamaan yang berlaku dapat diturunkan dari gerak lurus berubah beraturan dipercepat

juga.

vt = v0 – g.t

h = v0.t – ½ gt2

Untuk benda yang mengalami gerak jatuh bebas (v0 = 0), maka persmaan di atas akan

menadi seperti di bawah ini.

Kecepatan benda setelah t :

Panjang lintasan yang ditempuh setelah t:

RANGKUMAN

1. Jarak merupakan besaran scalar, sedangkan perindahan merupakan besaran vektor.

2. Kelajuan suatu benda hanya ditentukan oleh jarak tempuh dan selang waktu yang

dibutuhkan untuk menempuh jarak tersebut tanpa memperhatikan arah

perpindahannya.

h

v0

Benda dilempar vertikal ke bwah.Kecepatan benda setelah t (vt):vt = v0 + atvt = v0 + gtPanjang lintasan yang ditempuh benda setelah t (h):st = v0.t + ½ at2

h = v0.t + ½ gt2

vt = gt

h = ½ gt2

3. Kecepatan merupakan besaran vektor karena arah geraknya ikut diperhitungkan.

Kecepatan rata-rata adalah perpindahan dalam suatu selang waktu, sedang

kecepatan sesaat adalah kecepatan yang besarnya sama dengan laju sesaat yaitu

kecepatan rata-rata yang di ambil selama jangka waktu singkat

4. Kecepatan rata-rata: v =

5. Kecepatan sesaat: v = , untuk ∆t mendekati nol

6. Percepatan adalah perubahan kecepatan. Percepatan rata-rata sebagai perubahan

kecepatan dalam selang waktu, sedangkan percepatan sesat sebagai percepatan

benda pada waktu tertentu

7. Percepatan rata-rata: v =

8. Percepatan sesaat: v = , untuk ∆t mendekati nol

9. Suatu benda melakukan glb, jika lintasan benda berupa garis lurus dan lajunya tetap

10. Suatu benda melakukan glbb, jika kecepan benda berubah secara beraturan terhadap

waktu dan lintasan benda berupa garis lurus ( percepatan tetap ) .

11. Suatu benda dikatakan bergerak vertikal keatas ataupun ke bawah memiliki

percepatan a yang besarnya sama dengan percepatan grafitasi.

TEST

Kerjakan dengan singkat dan jelas.

1. Panggih mengunjungi sahabatnya dengan naik sepeda. Letak rumah sahabatnya ke

arah utara sejauh 600 m kemudian berbelok kea rah timur 800 m. Bila Panggih

dapat seluruh perjalanannya kea rah utara dalam waktu 6 menit. Dan kea rah timur

dalam waktu 14 menit, tentukanlah:

a. Kelajuan rata-rata Panggih mengendarai sepeda.

b. Kecepatan rata-rata Panggih mengendarai sepeda.

2. Sebuah mobil bergerak lurus beraturan dan menempuh jarak 6 km dalam waktu 4

menit. Berapa waktu yang diperlukan mobil tersebut untuk menempuh jarak 42 km?

3. Andung dan Yuni masing-masing naik sepeda bergerak saling mendekati pada saat

yang bersamaan dengan kecepatan 20 m/menit dan 30 m/menit. Jika mula-mula

terpisah pada jarak 200 m, kapan dan dimana Andung dan Yuni bertemu?

SUMBER MEDIA YANG DIGUNAKAN

Penggaris, busur, neraca, karet gelang , Pesona edukasi dan Internet

TEST AKHIR

Kerjakan dengan cara memilih salah satu jawaban yang ada anggap benar dengan

menggunakan cara

1. Pernyataan berikut mengenai kelajuan:

1) merupakan besaran vector

2) nilainya terbaca pada speedometer

3) sama dengan kecepatan jika geraknya lurus

4) merupakan hasil bahi antara panjang lintasan yang ditempuh dengan waktu

tempuh

Pernyataan yang benar adalah …

a. 1,2,3

b. 1,3

c. 2,4

d. 4

e. 1,2,3,4

2. Pernyataan berikut mengenai kecepatan:

1) merupakan besaran vector

2) memiliki arah

3) nialai rata-ratanya bisa nol

4) haril nagi antara perpindahan dengan waktu

Pernyataan yang benar adalah …

a. 1,2,3

b. 1,3

c. 2,4

d. 4

e. 1,2,3,4

3. Benda A dikatakan bergerak terjadap B jika:benda A …

a. memiliki kecepatan

b. memiliki kelajuan

c. memiliki percepatan

d. panjang lintasannya tetap

e. jaraknya berubah

4. Sebuah mobil bergerak ke selatan sejauh 40 km dalam waktu 50 menit kemudian

berbalik ke utara sejauh 60 km dalam waktu 70 menit. Besar dan arah kecepatan

mobil dari awal hingga akhir adalah ..

a. 10 km/jam ke utara

b. 20 km/jam ke selatan

c. 30 km/jam ke utara

d. 40 km/jam ke selatan

e. 50 km/jam ke utara

5. Seseorang naik sbuah mobil berangkat darim kota A ke kota B pada pukul 09.45

WITA dengan kecepatan rata-rata 70 km/jam. Jika jarak kota A ke kota B 175 km,

maka orang tersebut akan samapi di kota B pada pukul …

a. 10.50 WITA

b. 11.15 WITA

c. 11.30 WITA

d. 11.45 WITA

e. 12.15 WITA

6. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 90 km/jam. Jarak yang ditempuh mobil

selama 40 menit adalah …

a. 15 km

b. 20 km

c. 25 km

d. 50 km

e. 60 km

7. Sebuah truk berada di puncak bukit dan truk meluncur ke bawah. Jika kecepatan

awalnya 0 km/jam, kecepatan mobil di lembah adalah 4 km/jam. Jika kecepatan

awalnya 3 km/jam, kecepatannya di lembah adalah …

a. 7 km/jam

b. 5 km/jam

c. 6 km/jam

d. 4 km/jam

e. 12 km/jam

(Sipenmaru tahun 1986 kode 38)

8. Seseorang mengendarai sepefa motor dengan kecepatan awal 10 m/s. Setelah

menempuh jarak 16 m kecepatannya menjadi 14 m/s. Percepatan sepeda motor

tersebut adalah …

a. 2 m/s2

b. 3 m/s2

c. 4 m/s2

d. 5 m/s2

e. 6 m/s2

UMPAN BALIK

Setelah anda selesai menjawab pertanyaan pada evaluasi periksalah jawaban anda

setelah divalidasi bersama-sama dengan guru di kelas, atau melihat kembali materi

pada modul ini. Gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui ketuntasan belajar anda.

skor yang anda peroleh

Target penguasaan = x 100 %

skor maksimal

Tingkat penguasaan yang anda peroleh:

90 % - 100 % baik sekali

80 % - 89 % baik

70 % - 79 % cukup

< 69 % kurang

Apabila anda mencapai tingkat penguasaan 80 % atau lebih, anda telah tuntas

mempelajari kegiatan belajar dan dapat mempelajari kegiatan belajar selanjutnya. Jika

tingkat penguasaan anda kurang dari 80 % anda harus mempelajari kembali kegiatan

belajar ini, terutama bagian yang belum anda kuasai.

RANCANAN REMIDIAL

Remidial dirancang ketika siswa yang sudah melakukan test akhir belum memenuhi

KKM wajib mengikuti remidial disamping tugas yang diberikan yang digali melalui

media internet

DAFTAR PUSTAKA

1. Badan Standar Nasional pendidikan. 2006. Kurikulum 2006 KTSP: Mata Pelajaran

Fisika untuk Sekolah Menengah Atas dan Madrasah aliyah. Jakarta: Departemen

Pendidikan Nasional

2. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Dirjen Pendidikan Tinggi. Soal-soal Ujian

Masuk Perguruan Tinggi Negeri tahun 1987 sesuai dengan tahun 1998.

3. Alonso, M. Dan E.D. Finn.1980. Fundamental University Physics. New Cork: Addison

Wesley Longmen.

4. Halliday and Resnick. 1991. Fisika Jilid 1 ( Terjemahan ). Jakarta: Penerbit Erlangga.