Analisis Gerak Melingkar - myfisika.net Gerak Melingkar.pdf · a. Nama Mata Pelajaran b. Kelas /...

Analisis Gerak Melingkar

UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

1. Identitas

a. Nama Mata Pelajaran

b. Kelas / Semester

c. Kompetensi Dasar

3.6. Menganalisis besaran fisis pada gerak melingkar dengan

laju konstan (tetap) dan penerapannya dalam kehidupan

sehari-hari

4.6. Melakukan percobaan berikut presentasi hasilnya tentang

gerak melingkar, makna fisis dan pemanfaatannya

d. Materi Pokok

e. Alokasi Waktu

f. Pertemuan ke

g. Tujuan Pembelajaran

Melalui langkah pembelajaran dengan model 5E yaitu dimulai dari

Engagement, Exploration, Explanation, Elaboration/Extension

Evaluation, maka Anda diharapkandapat

pengetahuan yaitu memahami, menerapkan, menganalisis, dan

mengevaluasi, dan diharapkan pula Anda memiliki keterampilan

(mengamati, mencoba, meny

tanggungjawab, dan peduli), serta Anda dapat mengembangkan

kemampuan berpikir kritis, Anda dapat berkomunikasi dan

berkolaborasi dengan sesama teman. Pada akhirnya Anda diharapkan

dapat menguasai kompetensi dasar yang d

mencapai kemampuan secara optimal dalam menyelesaikan persoalan

dalam Gerak Melingkar

UKBM Fis


Nama Mata Pelajaran : FISIKA

: X / satu

:

KOMPETENSI DASAR

Menganalisis besaran fisis pada gerak melingkar dengan


hari

Melakukan percobaan berikut presentasi hasilnya tentang

gerak melingkar, makna fisis dan pemanfaatannya

: Besaran Fisis pada Gerak Melingkar

: 3 pertemuan ( 9 JP)

: 1, 2 dan 3(@ 3JP)

Tujuan Pembelajaran :


, Exploration, Explanation, Elaboration/Extension

maka Anda diharapkandapat mencapai kompetensi



(mengamati, mencoba, menyaji, dan menalar), dan sikap (jujur,




dapat menguasai kompetensi dasar yang diberikan serta dapat


dalam Gerak Melingkar

UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

1

Menganalisis besaran fisis pada gerak melingkar dengan


Melakukan percobaan berikut presentasi hasilnya tentang

Besaran Fisis pada Gerak Melingkar


, Exploration, Explanation, Elaboration/Extension dan

mencapai kompetensi



aji, dan menalar), dan sikap (jujur,




iberikan serta dapat



UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

h. Materi Pembelajaran

Agar konsep dan teori yang akan Anda pelajari pada UKB

dengan baik, maka terlebih dahulu bacalah Buku Teks Pelajaran (BTP) berikut:

o Sri Handayani,

dan MA kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan

Nasional.

o Ketut Kamajay

X. Jakarta: Grafindo Media Pratama edisi Revisi 2016

o Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) Gerak

konstan (tetap)

o Nuracmandayani, S. 2009. Fisika 1 : Untuk SMA/MA Kelas X. Jaka

Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

o Sumarsono, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat

Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

dan buku lain yang sekiranya Anda temukan berkaitan dengan materi

Melingkar, dan tidak

internet.

2. Peta Konsep

UKBM Fis

Materi Pembelajaran

Agar konsep dan teori yang akan Anda pelajari pada UKBM ini dapat Anda kuasai


Sri Handayani, Ari Damari, Buku Sekolah Elektronik, Fisika untuk SMA


Ketut Kamajaya, Buku Siswa Aktif dan Kreatif Belajar Fisika: Untuk kelas


Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) Gerak Melingka

konstan (tetap)

Nuracmandayani, S. 2009. Fisika 1 : Untuk SMA/MA Kelas X. Jaka


Sumarsono, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat

Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.

dan buku lain yang sekiranya Anda temukan berkaitan dengan materi

dan tidak tertutup kemungkinan Anda juga dapat mencarinya di

UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

2

ini dapat Anda kuasai


Buku Sekolah Elektronik, Fisika untuk SMA


a, Buku Siswa Aktif dan Kreatif Belajar Fisika: Untuk kelas


Melingkar dengan laju

Nuracmandayani, S. 2009. Fisika 1 : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta:


Sumarsono, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat

dan buku lain yang sekiranya Anda temukan berkaitan dengan materi Gerak

tertutup kemungkinan Anda juga dapat mencarinya di


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

3. Kegiatan Pembelajaran

a. Pendahuluan

Sebelum Anda memulai untuk

sudah memahami tentang

permasalahan dan metode penyelesaiannya.

Coba Anda ingat dan pahami kembali materi tersebut melalui pertanyaan

pertanyaan berikut!

1. Apakah yang dimaksud dengan gerak lurus?

2. Mengapa disebut gerak lurus?

3. Apakah yang dimaksud dengan titik acuan?

4. Apakah yang Anda pahami tentang kecepatan?

5. Metode apa saja yang dapat digunakan untuk menyelesaikan

gerak lurus?

6. Coba pikirkan adakah hubungan antara putaran roda dan

7. Apakah yang dimaksud dengan gerak melingkar?

Setelah Anda bisa menjawab pertanyaan di atas, silahkan

belajar berikutnya

untuk membimbing kembali terkait

Amatilah gambar-gambar berikut:

Sepeda gunung dirancang dengan gir

yang dapat diubah-ubah kecepatannya

a

Bianglala perlu diatur kecepatannya agar penumpang tetap aman, ketika di posisi

bawah atau atas

c

UKBM Fis

Kegiatan Pembelajaran

memulai untuk mengikuti kegiatan belajar

sudah memahami tentang Kinematika dan Dinamika Gerak Lurus beserta

permasalahan dan metode penyelesaiannya.

Coba Anda ingat dan pahami kembali materi tersebut melalui pertanyaan

pertanyaan berikut!

yang dimaksud dengan gerak lurus?

Mengapa disebut gerak lurus?

Apakah yang dimaksud dengan titik acuan?

Apakah yang Anda pahami tentang kecepatan?

Metode apa saja yang dapat digunakan untuk menyelesaikan

Coba pikirkan adakah hubungan antara putaran roda dan

Apakah yang dimaksud dengan gerak melingkar?

bisa menjawab pertanyaan di atas, silahkan dilanjut

nya. Apabila belum paham, mintalah pada teman atau guru

untuk membimbing kembali terkait tentang Gerak Lurus.

gambar berikut:

Sepeda gunung dirancang dengan gir

ubah kecepatannya

Pembalap motor melintasi jalan

berkelok dan harus memringkan

kendaraan agar aman melintas

b

Bianglala perlu diatur kecepatannya agar penumpang tetap aman, ketika di posisi

Jarum jam bergerak dengan lintasan melingkar dengan kecepatan yang tetap

d

UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

3

kegiatan belajar ini, pastikan Anda

Kinematika dan Dinamika Gerak Lurus beserta

Coba Anda ingat dan pahami kembali materi tersebut melalui pertanyaan-

Metode apa saja yang dapat digunakan untuk menyelesaikan persoalan dalam

Coba pikirkan adakah hubungan antara putaran roda dan panjang lintasan?

lanjutkan ke kegiatan

. Apabila belum paham, mintalah pada teman atau guru Anda

Apersepsi

Mengingat kembali

materi yang lalu

Kolaborasi

Pembalap motor melintasi jalan

berkelok dan harus memringkan

kendaraan agar aman melintas

Jarum jam bergerak dengan lintasan melingkar dengan kecepatan yang tetap

Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

4

Beberapa istilah penting

� Kecepatan linier adalah kecepatan suatu benda yang bergerak dan

berhubungan dengan panjang lintasan yang ditempuhnya dan selang waktu

tempuhnya

� Kecepatan sudut adalah kecepatan yang berhubungan dengan besar sudut

tempuh dan waktu tempuh.

� Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali putaran

penuh

� Frekuensi adalah banyaknya putaran dalam satu satuan waktu

� Percepatan Sentripetal adalah percepatan yang selalu mengarah ke pusat

� Percepatan sentrifugal adalah percepatan yang berfungsi sebagai

penyeimbang percepatan sentripetal

Cermati kejadian-kejadian pada gambar di atas. Apakah ada hal-hal yang ingin Anda

ketahui lebih jauh? Buatlah pertanyaan-pertanyaan berkaitan dengan kejadian pada tiap

gambar yang disajikan dan tulislah pada bagian berikut. Pertanyaan-pertanyaan yang

Anda buat tentu harus berkaitan dengan materi, dan keluasan pertanyaan dapat

menunjukkan kemampuan Anda dalam aspek berpikir tingkat tinggi.

Berkaitan dengan UKBM ini, kita akan belajar tentang Gerak Melingkar tentu ada

beberapa istilah penting yang perlu Anda pahami terlebih dahulu.

Perhatikan persoalan berikut yaaa!!

Ada kalanya Anda ingin melakukan sebuah pengukuran yaitu Anda

ingin mengetahui berapa jarak antara suatu titik ke titik berikutnya

yang ditempatkan secara acak. Fakta ini tdk biasanya Anda temui di

lapangan. Pada umumnya jika Anda ingin melakukan pengukuran

panjang, tentu saja Anda akan menggunakan alat ukur panjang.

Sebenarnya ada hubungan antara panjang suatu lintasan dengan pokok

bahasan yang akan kita pelajari melalui UKB ini, yaitu ada hubungan

antara panjang lintasan dengan keliling lingkaran. Persoalan ini akan

menjadi tidak sederhana apabila jarak kedua titik tersebut ditetapkan

secara acak. Misalnya jarak kedua titik tersebut tidak tepat sama dengan

keliling

Lingkaran tersebut, tetapi bisa jadi jaraknya kurang dari keliling

lingkaran atau justru lebih dari keliling lingkaran. Nah dalam UKB ini

Anda akan mencoba untuk melakukan kegiatan menentukan jarak antara

dua titik tanpa menggunakan penggaris atau alat ukur panjang, tetapi

secara praktis melalui percobaan dan Anda dapat mendiskusikannya

bersama teman sekelompok, kemudian Anda diminta untuk membuat

bahan presentasidan menyampaikannya kemudian sampai pada sebuah kesimpulan

Permasalahan

kontekstual yang

sifatnya HOTS


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

5

Sebelum Anda menyelesaikan masalah di atas, manfaatkan pengetahuan dan

keterampilan yang sudah Anda miliki pada UKBM sebelumnya dan pelajari LKPD 1

yang terdapat pada Lampiran 1. UKBM ini,serta menjawabnya dalam lembar kerja /

buku kerja yang Anda miliki.

Setelah Anda selesai menjawab semua pertanyaan pada LKPD 1, Anda dapat

melanjutkan untuk mempelajari dan menyelesaikan persoalan yang terdapat pada

LKPD 2.

LKPD 2 yang dimaksud dapat dilihat pada lampiran 2. UKBM ini.

b. Kegiatan Inti

1) Petunjuk Umum UKBM

a) Melalui UKBM ini Anda akan mengembangkan kemampuan bernalar

menggunakan data yang Anda peroleh melalui percobaan di lapangan

untuk menyelesaikan masalah kontekstual dan melaporkan hasilnya

melalui presentasi sehingga Anda akan terlatih berkomunikasi dengan

baik. Aktivitas berpikir yang akan Anda latihkan dalam UKBM ini adalah

menganalisis permasalahan kontekstual, mengevaluasi strategi-strategi

penyelesaian masalah menggunakan prinsip-prinsip fisika dari

permasalahan tersebut. Untuk itu, Anda harus belajar dengan sabar dan

tekun sehingga Anda bisa tahu, dan mampu melakukan aktifitas

berpikir tinggi tersebut melalui kegiatan belajar ini.

b) Selain literasi yang sudah Anda baca dan pelajari, untuk keperluan

ini Anda boleh mencarinya di internet.

c) Kerjakan UKBM ini dibuku kerja atau langsung mengisikan pada bagian

yang telah disediakan. Anda bisa bekerja sendiri, namun akan lebih baik

apabila bekerjasama dengan teman lain sekaligus berlatih untuk

berkolaborasi dan berkomunikasi dengan baik.

d) Anda dapat belajar bertahap dan berlanjut melalui kegiatan ayo

berlatih, apabila Anda yakin sudah paham dan mampu menyelesaikan

permasalahan-permasalahan dalam kegiatan belajar 1dan 2, Anda boleh

sendiri atau mengajak teman lain yang sudah siap untuk mengikuti tes

formatif agar Anda dapat belajar ke UKBM berikutnya.

2) Kegiatan Belajar

Ayo kita cermati kembali LKPD 1 yang terdapat dalam lampiran 1. UKBM ini .

Ikuti kegiatan belajar dengan tetap berusaha menjawab semua pertanyaan

dengan penuh kesabaran dan konsentrasi!!!

Penguatan Karakter


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

6

Panjang lintasan dalam gerak melingkar yaitu keliling dari lingkaran tersebut yang bernilai 2πR.

Hasil bagi panjang lintasan linear yang ditempuh benda dengan selang waktu tempuhnya

disebut sebagai Kecepatan linear (v ).

Kegiatan Belajar 1

Bacalah uraian singkat materi dan contoh berikut dengan penuh konsentrasi!

Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

dengan: T = , maka v = 2πrf.

Contoh

Sebuah mobil memiliki kipas pendingin mesin. Titik dipinggiran kipas berputar

dengan kecepatan 300 rpm. Jika jari-jari kipas 20 cm, nilai kecepatan linear titik di

pinggiran kipas adalah

Penyelesaian: f = 300/ 60 putaran/sekon

= 5 putaran/sekon

= 5 Hz

m/s

Kesimpulan:

Jadi, kecepatan linear di ujung kipas 2π m/s atau 6,28 m/s

Ayoo berlatih!

Setelah Anda memahami uraian singkat materi dan contoh di atas, coba diskusikan

dengan teman Anda soal berikut ini:

1. Sebutkan besara-besaran fisis yang terdapat pada gerak melingkar!

rfv π2=

)5)(2,0(2π=v

π2=v

LOTS

Pemahaman mendasar


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

7

2. Jika memperhatikan contoh di atas, coba diskusikan dengan teman Anda. Apakah

yang akan terjadi apabila jari-jari sebuah kipas angin diperkecil? Dan apakah yang

akan terjadi jika jari-jarinya diperbesar?

Tuliskan jawaban Anda pada kolom berkut:

Jika Anda masih ragu, mintalah bantuan kepada teman yang Anda anggap mampu

untuk menyelesaikan persoalan di atas. Untuk memastikannya, Anda dapat

menyampaikan permasalahan ini kepada Guru.

Apabila Anda telah mampu menyelesaikan permasalahn di atas, maka Anda bisa

melanjutkan pada kegiatan belajar 2 berikut.

Setelah Anda yakin bahwa Anda sudah memahami tentang LKPD 1, marilah pada

kesempatan ini kita cermati kembali LKPD 2 khususnya pada pertanyaan no. 3. Pada

pertanyaan no. 3 tersebut jelas bahwa letak 2 titik yang dimaksud bukan pada

kelipatan keliling roda, tetapi kemungkinan yang ada adalah lebih atau bahkan

kurang dari keliling roda atau kelipatannya. Bagaimana Anda memikirkan hal

tersebut?

Ikuti langkah berikut:

1. Tandai roda pada sembarang titiknya

2. Hitunglah banyaknya juring pada roda tersebut

3. Setelah Anda tahu banyaknya juring pada roda tersebut, hitunglah besar

sudut juringnya dengan cara membagi besar sudut dalam satu lingkaran

penuh dengan banyaknya juring.

Besar sudut 1 lingkaran adalah 3600, maka:

Menujukkan kegiatan belajar

yang bertahap dan berlanjut


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

8

3600/ n buah juring = N

N adalah besar sudut tiap juring lingkaran dan dinyatakan

dalam satuan derajad.

1 juring roda

Pada gambar di samping

Terdapat 14 juring.

Sehingga:

3600/ 14 = 25,710

Jadi besar sudut juringnya

Adalah 25,710

Nah, sekarang coba lakukan pengukuran terhadap panjang lintasan yang ditetapkan

secara acak seperti pada LKPD 2.

Ilustrasi:

A B

K 1 juring

Maka panjang lintasan dari A ke B dapat ditentukan dengan cara:

XAB = keliling lingkaran + 1juring lingkaran

1 juring lingkaran di atas adalah sebesar 1/14 putaran.

Besarnya sudut 1 juring lingkaran adalah sama dengan besarnya nilai sudut yang jari

roda R. secara matematis , dapat dituliskan sbb:

Ɵ = s / R untuk satu putaran, s = 2ᴨR, sehingga persamaannya

menjadi Ɵ = 2ᴨR / R = 2ᴨ radian

Jadi: 1 putaran = 2ᴨrad = 3600

Maka:

Panjang lintasan pada ilustrasi di atas adalah:

3600 + 25,710 = 358,710

Hasil di atas dapat juga dinyatakan sebagai s = K + panjang busur 1 juring


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

S = 2

Misalnya R = 15 cm, maka:

S = 2 x 3,14 x 15 cm + ( 25,71

S = 94,2 + 6,73

S = 100,93 cm

Ayo berlatih!!

Nah… jika Anda sudah memahami penyelesaian soal pada ilustrasi di atas,

lakukan percobaan seperti pada LKPD 2

lengkap dan diskusikan

Setelah Anda melakukan diskusi, Buatlah laporan hasil percobaan dan

Anda dalam bentuk presentasi di muka kelas!

Bagian ini dapat

dikreasi lagi,

sehingga darimana

guru mendaptkn

bukti tentang

kemampuan siswa

dapat lebih terukur

dan self-report ini

bisa sebagai

instrumen guru

berdasarkan hasil

pengamatan/meng

ecek jawaban siswa

Amatilah demonstrasi yang dilakukan

rekan Anda di depan kelas dengan

menggunakan sebuah bola kecil yang

dihubungkan dengan tali! Anda juga

bisa melakukan sendiri demonstrasi

yang dilakukan dengan menggunakan

bola pingpong d

disediakan. Putarlah alat Anda

tersebut!

a. Perhatikan gerak bola, apakah bola terpental keluar?

b. Bagaimana jika alat tersebut ditambah satu bola lagi, apa yang

terjadi? Apakah kedua bola tersebut ketika diputar akan

bertabrakan?Jelaskan

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

Kegiatan Belajar

UKBM Fis

S = 2ᴨR + (sudut juring / 3600 ) x 2ᴨR

Misalnya R = 15 cm, maka:

S = 2 x 3,14 x 15 cm + ( 25,710 / 3600 ) x 2x3,14x 15 cm

S = 94,2 + 6,73

S = 100,93 cm

Nah… jika Anda sudah memahami penyelesaian soal pada ilustrasi di atas,

seperti pada LKPD 2 secara teliti, kumpulkan data

lengkap dan diskusikan hasil percobaan Anda dengan sesama teman kelompok!

Setelah Anda melakukan diskusi, Buatlah laporan hasil percobaan dan

presentasi di muka kelas!

Amatilah demonstrasi yang dilakukan

rekan Anda di depan kelas dengan

menggunakan sebuah bola kecil yang

dihubungkan dengan tali! Anda juga

bisa melakukan sendiri demonstrasi

yang dilakukan dengan menggunakan

bola pingpong dan tali yang sudah

disediakan. Putarlah alat Anda

Perhatikan gerak bola, apakah bola terpental keluar?

Bagaimana jika alat tersebut ditambah satu bola lagi, apa yang


bertabrakan?Jelaskan pendapatmu!

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

Kegiatan Belajar 2

UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

9

) x 2x3,14x 15 cm

Nah… jika Anda sudah memahami penyelesaian soal pada ilustrasi di atas, Cobalah

secara teliti, kumpulkan data-data secara

hasil percobaan Anda dengan sesama teman kelompok!

Setelah Anda melakukan diskusi, Buatlah laporan hasil percobaan dan hasil diskusi

Bagaimana jika alat tersebut ditambah satu bola lagi, apa yang


------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

--------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------

------------------------------------------------------------------------------------------


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

10

Bacalah uraian singkat materi dan contoh berikut dengan penuh konsentrasi!

Gerak melingkar beraturan adalah gerak suatu benda yang menempuh lintasan

melingkar dengan besar kecepatan tetap dan percepatan sudutnya nol (α = 0).

Dari definisi di atas dapat dituliskan sifat-sifat gerak melingkar beraturan sebagai

berikut.

Dari nilai ω yang tetap dapat diturunkan posisi sudut tiap saat dengan menggunakan

definisi kecepatan sudut seperti berikut.

dengan : θ = posisi sudut (rad)

θo = posisi sudut awal (rad)

ω = kecepatan sudut (rad/s)

t = waktu (s)

Percepatan sudut (�)

Benda yang bergerak melingkar memiliki kecepatan sudut �, apabila kecepatan sudut

semakin semakin besar maka benda akan mengalami percepatan sudut (�). Sehingga

percepatan sudut didefenisikan sebagai perubahan kecepatan sudut tiap satuan waktu.

� =∆�

∆

� =� −��

−�

Keterangan :

α : percepatan sudut (rad/s)

ω: kecepatan sudut (rad/s)

t: selang waktu (sekon)

Materi disampaikan

ringkas membantu

siswa dalam

pengerjaan UKBM


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

11

Besar kecepatan linear pada gerak melingkar beraturan adalah nol. Namun, arah

kecepatan linear berubah setiap waktu. Perubahan arah ini menyebabkan adanya selisih

kecepatan linear. Selisih kecepatan dalam selang waktu tertentu selalu menuju pusat

lingkaran.

Selisih atau perubahan arah kecepatan linear pada selang waktu tertentu menyebabkan

adanya percepatan yang arahnya selalu menuju pusat lingkaran yang disebut dengan

percepatan sentripetal(��).

�� =�

�� = ��

�� =�� =

2�

�� =4��

Adapun gaya sentripetal merupakan perkalian antara massa benda dan percepatan

sentripetal benda atau dapat dirumuskan sebagai berikut:

Fs = m "#

$ = m. ω2. R =

%.'#.$.(

)#

Setiap benda yang bergerak melingkar memerlukan gaya sentripetal yang berfungsi

untuk mengubah arah herak benda sehingga tetap pada lintasan berupa lingkaran. Di

dalam soal-soal gerak melingkar kadang kala dikemukakan juga gaya sentrifugal. Gaya

ini berbeda dengan gaya sentripetal, karena arah gaya sentripetal menuju pusat

lingkaran sedangkan gaya sentrifugal menuju ke luar dari pusat lingkaran.

1. Sebuah partikel bergerak melingkar beraturan dengan posisi sudut awal 5 rad. Jika

partikel bergerak dengan kecepatan sudut 10 rad/s, tentukanlah posisi sudut akhir

pada saat t = 5 s.

Jawab

Diketahui : θo = 5 rad

ω = 10 rad/s

Contoh soal untuk

membantu

pemahaman siswa


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

12

t = 5 s

Ditanya : θt

Jawab :

θt = θo + ω.t

θt = 5 + 10 . 5

θt = 55 rad

Jadi, posisi sudut akhir partikel adalah 55 rad.

2. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan. Ketika t = 0 s posisi sudutnya 4 rad. Setelah 5

detik posisi sudutnya menjadi 20 rad. Tentukan:

a. Kecepatan sudutnya

b. Percepatan sentripetalnya jika diketahui jari-jari lingkaran 5 cm.

Penyelesaian:

a. � =∆*

∆+=

*,*-

+,+-=

.,%

/,.=

�0

/= 3,2rad/s

b. �� = �� = (3,2). 0,05 = 0,51 m/s2

Agar lebih memahami konsep gerak melingkar beraturan, ayo berlatih!

Ayoo berlatih!

Setelah Anda memahami uraian singkat materi dan contoh di atas, coba diskusikan

dengan teman Anda soal berikut ini:

3. Sebutkan lima contoh benda yang bergerak melingkar dalam kehidupan sehari-

hari!

4. Dari kelima contoh tersebut, manakah yang merupakan gerak melingkar

beraturan dan jelaskan jawaban Anda!

5. Berilah contoh benda-benda angkasa yang bergerak melingkar. Tentukanlah laju

translasi dan laju sudutnya dengan melihat data-data yang ada!

6. Seorang pembalap motor pada saat membelok ke kiri, maka motor akan

dimiringkan ke kiri, dan pada saat membelok ke kanan akan dimiringkan ke kanan.

Mengapa harus demikian?Tulislah hasilnya pada buku kerja Anda!

Apabila Anda telah mampu menyelesaikan permasalahan di atas, maka Anda bisa

melanjutkan pada kegiatan belajar berikutnya.

Pada kegiatan belajar 2, Anda akan melakukan kinerja ilmiah. Sebaiknya Anda

mempelajari materi pada aktivitas ilmiah yang dilakukan sehingga penguasaan konsep

akan didapatkan dengan baik. Berikut sajian materi hubungan roda-roda yang akan

Anda gunakan untuk melakukan kinerja ilmiah pada kegiatan belajar 2. Anda dapat

memperkaya pemahaman dengan membaca materi pada Buku Teks Pelajaran yang

sudah disediakan dan dapat menggunakan sumber lain (internet) sebegai pelengkap

untuk memperkaya pemahaman konsep.

Kolaborasi

Soal

HOTS,

berpikir

kritis


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

13

Bacalah dan Pahami

Dengan berkolaborasi bersama kelompok, lakukanlah percobaan tentang hubungan

roda-roda sesuai dengan prosedur kerja yang disajikan pada Lembar Kerja Siswa.

Bacalah prosedur kerja dengan benar dan lakukan percobaan dengan teliti sesuai

prosedur yang diinginkan agar data yang dihasilkan akurat dan benar ! Kembangkanlah

kemampuan Anda dalam berpikir kritis dan kreatif ketika melakukan percobaan. Untuk

memperdalam analisis Anda dalam menginterpretasikan data hasil percobaan, bacalah

informasi dari Buku Teks Pelajaran yang disediakan dan dari sumber relevan yang

lainnya, kemudian diskusikanlah dengan rekan dalam kelompok.

Kegiatan Belajar 3

Berpikir

kritis,

kreatif,

mengemb

angkan

karakter

dalam

kinerja

ilmiah

Gerak melingkar dapat Anda analogikan sebagai gerak roda sepeda, sistem gir pada

mesin, atau katrol. Pada dasarnya ada tiga macam hubungan roda-roda. Hubungan

tersebut adalah hubungan antar dua roda sepusat, bersinggungan, dan dihubungkan

memakai tali atau rantai.

a) Roda sepusat, memiliki kecepatan sudut yang sama (ωA = ωB)

b) Roda bersinggungan, memiliki kecepatan linier yang sama (vA = vB)

c) Roda dihubungkan dengan tali memiliki kecepatan linier yang sama (vA = vB)

Pemahaman

a) b) c)


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

14

Lampiran 1. LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK 1

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK 1

Menganalisis gerak melingkar beraturan dan hubungan roda-roda

� Tiga roda yang berhubungan (Sepeda)

� Penggaris

� Stopwatch

� Siapkan tiga roda yang berhubungan seperti pada gambar 1 di bawah. Rangkaian ini

dapat menggunakan sepeda gunung. Roda A (gir belakang), roda B, dan roda C (gir

depan)

Gambar 1. Tiga roda berhubungan

� Ukurlah jari-jari ketiga roda dengan menggunakan penggaris

� Putarlah pedal selama 10 sekon dan bersamaan itu hitung banyaknya putaran (n) dari

roda A, B, dan C dengan membagi tugas pada setiap anggota kelompok.

� Hitunglah kecepatan sudut setiap roda

� Ulangi langkah 3 dan 4 sebanyak 5 kali dengan memutar pedal lebih lambat / cepat

sehingga kecepatan sudutnya berubah

� Catatlah hasil pengamatan dalam tabel 1

No ωA (rad/s) ωB (rad/s) ωC (rad/s) VA (m/s) VB (m/s) VC (m/s)

Tujuan

Alat dan Bahan

Prosedur Kerja

Mengemb

angkan

kemampu

an

menganali

sis,

kolaborasi

, dan

komunika

si


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

15

1. Bandingkan nilai ω dan v pada setiap roda A, B dan C!

2. Berdasarkan eksperimen yang telah kamu lakukan, coba jelaskan mengapa ketika

pedal sepeda diputar dengan cepat roda belakang juga berputar dengan cepat.

……………………………..…………………………………………………………………………………………..………

………………………………..…………………………………………………………………………………………..……

…………………………………..……………………………………………………………………………………..

3. Bagaimana hubungan antara gerak roda belakang dengan gir belakang serta gir depan

sepeda?

……………………………..…………………………………………………………………………………………..………

………………………………..…………………………………………………………………………………………..……

…………………………………..…………………………………………………………………………………….............

4. Tuliskan kekeliruan atau kelemahan praktik yang mungkin terjadi! (HOTS)

……………………………..…………………………………………………………………………………………..………

………………………………..…………………………………………………………………………………………..……

…………………………………..…………………………………………………………………………………….............

5. Tuliskan saran dan rekomendasi untuk memperbaiki eksperimen!

……………………………..…………………………………………………………………………………………..………

………………………………..…………………………………………………………………………………………..……

…………………………………..…………………………………………………………………………………….............

6. Buatlah kesimpulan dari percobaan yang dilakukan

……………………………..…………………………………………………………………………………………..………

………………………………..…………………………………………………………………………………………..……

…………………………………..……………………………………………………………………………………............

7. Buatlah laporan praktik secara deskriptif disertai foto dokumen dengan struktur :

judul praktikum, tempat dan tanggal praktik, tujuan, landasan teori, alat dan bahan,

langkah kerja, data percobaan, pengolahan dan analisis data. Pengayaan laporan dapat

dilakukan dengan membuatnya dalam bentuk video berdurasi maksimum 5 menit dan

diupload melalui jejaring sosial.

8. Komunikasikan hasil percobaan yang dilakukan dengan mempresentasikannya.

Diskusi

HOTS,

Berpikir

kritis,

kreatif,

mengemb

angkan

karakter

dalam

kinerja

ilmiah Mengembangkan

Pengetahuan

metakognitif

HOTS,

Berpikir

kritis,

kreatif,

literasi

media,

berbasis

TIK

Mengembangkan

kemampuan

berkomunikasi dengan

baik


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

16

Penutup

Bagaimana Anda sekarang?

Setelah Anda belajar bertahap dan berlanjut melalui kegiatan belajar 1, 2 dan3, berikut

diberikan Tabel untuk mengukur diri Anda terhadap materi yang sudah Anda pelajari.

Jawablah dengan jujur terkait dengan penguasaan materi pada UKBM ini pada tabel

berikut.

Tabel Refleksi Diri Pemahaman Materi

No Pertanyaan Ya Tidak

1. Apakah Anda sudah memahami manfaat dari mempelajari

gerak melingkar dengan laju konstan?

2. Apakah Anda sudah mengerti dan memahami hubungan

antara besaran fisika dalam gerak melingkar dengan laju

konstan?

3. Apakah Anda telah memahami karateristik gerak melingkar

beraturan, konsep percepatan sentripetal dan gaya sentripetal

serta hubungan antar roda-roda?

4. Dapatkah Anda menganalisis karateristik gerak melingkar

beraturan, konsep percepatan sentripetal dan gaya sentripetal

serta hubungan antar roda-roda?

5. Dapatkah Anda merancang dan melakukan percobaan gerak

melingkar dan hubungan roda-roda?

6. Dapatkah Anda menyelesaikan permasalah kontekstual yang

berkaitan dengan gerak melingkar beraturan, konsep

percepatan sentripetal dan gaya sentripetal serta hubungan

antar roda-roda??

Jika menjawab “TIDAK” pada salah satu pertanyaan di atas, maka pelajarilah

kembali materi tersebut dalam Buku Teks Pelajaran (BTP) dan pelajari ulang

kegiatan belajar yang tersedia.Sekiranya perlu Anda ulang dengan bimbingan

Guru atau teman sejawat, maka lakukanlah!. Jangan putus asa untuk

mengulang lagi!. Dan apabila Anda menjawab “YA” pada semua pertanyaan,

maka isilahkotak berikut.

Dimana posisimu?

Ukurlah diri Anda dalam menguasai materi Gerak Melingkar dalam rentang 0 –

100, tuliskan ke dalam kotak yang tersedia.

Karakter

Dorongan

untuk

melaksanak

an kegiatan

peer

instruction,

berkolabora

si,

berkomunik

asi,

berkarakter


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

17

Setelah Anda menuliskan penguasaanmu terhadap materi Gerak Melingkar,

lanjutkan kegiatan berikut untuk mengevaluasi penguasaan Anda!.

UJI KREATIVITAS

Anda sudah mengikuti tiga kegiatan belajar tentang gerak melingkar, tentunya Anda

pasti sudah memahami konsep yang telah dipelajari. Nah, sekarang coba uji

kemampuan Anda dalam berkreativitas dengan melakukan proyek berikut! Anda bisa

berkolaborasi dengan dua rekan Anda!

Ini adalah bagian akhir dari UKBM FIS- 3.6/4.6/1/6-6 mintalah tes formatif kepada

Guru Anda sebelum belajar ke UKBM berikutnya. Sukses untuk Anda!!

PETUNJUK UJI KREATIVITAS

1. Siapkan papan triplek kira-kira ukuran 1 m x 1m. Buatlah papan tersebut licin

dengan menaburkan bedak bayi atau tepung. Tancapkan sebuah paku di

tengah papan secara longgar. Ikatkan salah satu ujung benang pada paku

tersebut secara longgar. Ujung lain diikatkan pada karambol sehingga ketika

dipukul mendatar akan bergerak melingkari paku dan tidak memintal.

2. Rancanglah alat pemukul yang mampu menghasilkan pukulan yang sama

kuatnya. Selidiki pengaruh panjang tali terhadap periode putar

3. Bersihkan tepung atau bedak bayi yang sudah digunakan di papan sehingga

menjati tidak licin. Kemukakan argumentasi Anda yang menunjukkan bahwa

koin tersebut bergerak melingkar jika dipukul mendatar! Amati apakah ada

perubahan kecepatannya!

AKU

PASTI

BISA


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

LAMPIRAN 1. LEMBAR KERJA GERAK MELINGKAR DENGAN LAJU KONSTAN

1. Definisikan besaran-besaran fisika yang ada pada sebuah roda.

2. Kaitkan antar besaran

argumentasi dan contoh penerapan rumus

3. Jelaskan jawaban kelompok dengan ringkas pada kertas

UKBM Fis


RAHASIA GERAK MELINGKAR

(Berkelompok)

besaran fisika yang ada pada sebuah roda.

Kaitkan antar besaran-besaran pada no.1 dalam bentuk rumus dengan memberikan

argumentasi dan contoh penerapan rumus-rumus tersebut.

Jelaskan jawaban kelompok dengan ringkas pada kertas flipchart

UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

18


besaran pada no.1 dalam bentuk rumus dengan memberikan

flipchart atau di laptop.


UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

Berpikir kritis,

kreatif, kolaborasi,

komunikasi, yang

disusun dari LOTS

ke HOTS


1. Apa hubungan antara panjang lintasan dengan keliling lingkaran

2. Tuliskanlah jawaban kelompok dan argumentasi yang mendasarinya.

3. Kaitkanjawaban yang diberikandenganmelakukan kegiatan untuk

mengukur panjang lintasan

Misalnya dari titik A ke titik B.

4. Sajikan analisa pertanyaan, jawaban dan argumentasi kelompok dalam

bentuk video (presentasi).

5. Kirimkan video tersebut ke guru dan juga perwakilan kelompok lain.

UKBM Fis


RAHASIA GERAK MELINGKAR

(Berkelompok)

Apa hubungan antara panjang lintasan dengan keliling lingkaran

lah jawaban kelompok dan argumentasi yang mendasarinya.

Kaitkanjawaban yang diberikandenganmelakukan kegiatan untuk

mengukur panjang lintasan yang ditetapkan secara acak.

Misalnya dari titik A ke titik B.

A

Sajikan analisa pertanyaan, jawaban dan argumentasi kelompok dalam

bentuk video (presentasi).

Kirimkan video tersebut ke guru dan juga perwakilan kelompok lain.

UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6

19


Apa hubungan antara panjang lintasan dengan keliling lingkaran?

lah jawaban kelompok dan argumentasi yang mendasarinya.

Kaitkanjawaban yang diberikandenganmelakukan kegiatan untuk

B

Sajikan analisa pertanyaan, jawaban dan argumentasi kelompok dalam

Kirimkan video tersebut ke guru dan juga perwakilan kelompok lain.

Analisis Gerak Melingkar - myfisika.net Gerak Melingkar.pdf · a. Nama Mata Pelajaran b. Kelas /...

Documents

Transcript of Analisis Gerak Melingkar - myfisika.net Gerak Melingkar.pdf · a. Nama Mata Pelajaran b. Kelas /...