DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X SEMESTER I ... · DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X...

i

DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X

SEMESTER I

KABUPATEN SINTANG KALIMANTAN BARAT BERDASAR

KURIKULUM TINGKAT SATUAN PENDIDIKAN

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan

Program Studi Pendidikan Fisika

Disusun Oleh:

Nama: Katamso

NIM: 021424020

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2009

iv

MOTO

APA YANG TIDAK PERNAH DILIHAT OLEH MATA, DAN TIDAK

PERNAH DIDENGAR OLEH TELINGA, DAN YANG TIDAK PERNAH

TIMBUL DI DALAM HATI MANUSIA: SEMUA DISEDIAKAN ALLAH

UNTUK MEREKA YANG MENGASIHI DIA

I KORINTUS 2: 9

SKRIPSI INI KUPERSEMBAHKAN KEPADA:

TUHAN YESUS KRISTUS

BAPAKKU BUNTIK DAN IBUKU TIMA

SAUDARAKU BANG MAJID, BANG HARUN, BANG ISKANDAR, BANG

LUKAS, BANG MARTEN, BANG ROBERT, DAN BANG UNUT

SAUDARIKU DINA, SUSANA, KATURA, IRAWATI , MILA DAN ANAS

ALMAMATERKU

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma Nama : Katamso Nomor Mahasiswa : 021424020 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul: DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X SEMESTER I

KABUPATEN SINTANG KALIMANTAN BARAT BERDASAR KURIKULUM TINGKAT SATUAN PENDIDIKAN

Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya

memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk

menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk

pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di

Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin

dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap

mencamtumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal: 31 Desember 2009

Yang menyatakan

Katamso

vii

ABSTRAK

Desain Pembelajaran Fisika SMA Kelas X Semester I Kabupaten Sintang Kalimantan Barat Berdasar Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan

Oleh: Katamso

Desain ini berisi Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) fisika Sekolah

Menengah Atas (SMA) yang berdasar Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP). Desain ini dapat digunakan untuk mengajar dan dapat digunakan sebagai panduan mengajar bagi guru-guru fisika SMA di Kabupaten Sintang Kalimantan Barat, khususnya SMA kelas X semester I berdasar KTSP. Penulisan desain ini bertujuan untuk membuat pembelajaran fisika yang kontekstual dengan daerah di Kabupaten Sintang Kalimantan Barat; mengaktifan siswa; dan melatih siswa berpikir kritis dalam memecahkan soal-soal fisika.

Desain ini didukung oleh beberapa teori yaitu pertama, filsafat konstruktivisme yang mengatakan bahwa pengetahuan itu merupakan hasil konstruksi dari individu yang belajar. Kedua, teori berpikir kritis yang menekankan pentingnya kemampuan membuat kesimpulan dan menilai keaslian serta kebenaran terhadap sesuatu dengan berdasarkan pada pengetahuan yang telah dimiliki. Ketiga, KTSP yang menekankan sekolah mempunyai peranan penting dalam mengatur segala sesuatunya.

Dari desain yang telah penulis buat dapat disimpulkan bahwa desain ini telah memenuhi tujuan penulisan seperti yang tercantum pada Bab I. Selain itu desain ini telah memenuhi teori pendukung desain pembelajaran fisika seperti pada Bab II. Sebagai realisasinya dapat terlihat pada Bab III.

viii

ABSTRACT

A physics teaching-learning design for the first semester of High School Class X in Sintang Regency, West Kalimantan, based on educational unit level

curriculum (KTSP)

By Katamso

This thesis is a physich teaching-learning design for the first semester of High School Class X, in Sintang Regency, West Kalimantan. This design is based on the educational unit level curriculum ( KTSP); it is conducted more contextually, stresses on student activities, and helps students thinking critically. This design is supported by some theories such as: (1) the constructivism philosophy which says that knowledge is constructed by student; (2) the theory of critical learning, and (3) the education unit level curriculum which emphasizes on the context of students and their enviroment. This design consists of 16 teaching-learning planning or modules that will be used in teaching physics for the High school student at the first semester of grade X.

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah

memberikan segalanya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan

penulisan skripsi yang berjudul Desain Pembelajaran Fisika SMA Kelas X

Semester I Kabupaten Sintang Kalimantan Barat Berdasar Kurikulum Tingkat

Satuan Pendidikan.

Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Pendidikan Fisika, Jurusan Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Proses penyusunan skripsi ini juga banyak mendapat bantuan yang sangat

berharga dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan

terimaksih kepada:

1. Dr. Paul Suparno, S.J., M.S.T,. selaku pembimbing penulisan skripsi ini.

2. Segenap dosen Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

yang telah memberikan banyak ilmu pengetahuan dan wawasan serta

penulis ucapakan juga terimaksih kepada seluruh karyawan JP. MIPA

yang telah memfasilitasi selama proses pembelajaran.

3. Bapak Buntik-Ibu Tima di rumah yang selalu penuh .kasih sayang, doa

dan pengorbanan selalu mensuport penulis dalam segala hal demi

penyelesaian studi.

4. Saudara-saudari penulis tercinta Bang Majid, Bang Lukas, Bang Harun,

Bang Iskandar, Bang Robert, Bang Unut dan kakak-kakakku tercinta

x

Susana, Mila, Dina, Katura, Anas serta adek Irawati atas dukungan doa

dan pengorbanannya.

5. Teman-teman keluarga besar Gereja Kristen Nazaren Gloria Yogyakarta

seperti Mas Nomo, Pupung, Mbak Ira, Enita, Ocha, Megas, Memel, Rina,

Bang Fredy, Kak Dewi, Bapak Obaja, Ibu Warni, Mas Lanjar, Mas

Gogoh, mbak Nita dan teman-teman yang lainnya yang telah berdoa dan

selalu memotivasi selama ini.

6. Direktur PT. Lintas Netindo, Bapak Linus Marcellino Elsworth Roymond,

yang telah meminjamkan laptop dan mengajarkan nilai-nilai kehidupan

serta bisnis yang sukses.

7. Teman-teman bisnis seperti Daniel Alexander, Pay Istya, Agus Susanto

dan Ronald Sihombing serta berbagai pihak yang membantu.

8. Teman-teman kos seperti Supri, Charles, Dendi, Jepry, San Lohan dan

Wendi atas dukungan dan semangatnya.

Penulisan skripsi ini tidaklah sempurna, oleh karena itu saran yang

membangun dari berbagai pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan

penulisan selanjutnya. Akhirnya penulis berharap semoga desain fisika ini bisa

berguna untuk semua pihak.

Yogyakarta, 31 Desember 2009

Penulis

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN

HALAMAN JUDUL……………………………………………….... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING…………………….. ii

HALAMAN PENGESAHAN………………………………………. iii

HALAMAN MOTO DAN PERSEMBAHAN……………………... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA…………………………… .. v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS…… …. vi

ABSTRAK…………………………………………………………... vii

ABSTRACT…………………………………………………………. viii

KATA PENGANTAR………………………………………………. ix

DAFTAR ISI……………………………………………………….. xi

DAFTAR TABEL…………………………………………………. xv

DAFTAR GAMBAR………………………………………………. xvi

BAB I. PENDAHULUAN………………………………………….. 1

A. LATAR BELAKANG……………………………………… 1

B. PERUMUSAN MASALAH………………………………... 3

C. TUJUAN PENULISAN……………………………………. 4

D. MANFAAT PENULISAN…………………………………... 4

BAB II. DASAR TEORI…………………………………………….. 5

A. KURIKULUM TINGKAT SATUAN PENDIDIKAN…… … 5

1. Pengertian ………………………………………………. 5

2. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar,

Kompetensi Lulusan dan Kompetensi Mata Pelajaran……. 6

3. Prinsip Pengembangan Kurikulum………………………... 10

4. Prinsip Pelaksanaan Kurikulum…………………………... 15

5. Tujuan ……………………………………………………. 18

6. Alokasi Waktu……………………………………………. 21

7. Beban Belajar…………………………………………….. 22

xii

B. KONTEKS KALIMANTAN BARAT KABUPATEN SINTANG 24

1. Sarana dan Prasarana……………………………………. 24

2. Kebiasaan Belajar Siswa………………………………… 25

3. Lingkungan Keluarga…………………………………… 25

4. Guru Fisika……………………………………………… 26

5. Cara Berpikir Siswa……………………………………. 26

6. Harapan-harapan……………………………………….. 27

C. TEORI KONSTRUKIVISME DALAM BELAJAR……... 27

1. Pengertian …………………………………………….. 27

2. Dampak Teori Konstrutivisme Bagi Siswa yang Belajar..... 30

3. Dampak Teori Konstruktivisme Bagi Guru Fisika……. 33

D. TEORI BERPIKIR KRITIS………………………………. 39

1. Pengertian ……………………………………………... 39

2. Aspek-aspek Esensial dalam Berpikir Kritis................... 39

3. Strategi Pembelajaran Berpikir Kritis............................. 41

E. METODE MENGAJAR GURU………………………...... 43

1. Metode Ekperimen atau Laboratorium……………….. 44

2. Metode Demonstrasi…………………………………... 46

3. Metode Diskusi Kelompok…………………………….. 52

4. Metode Ceramah Siswa Aktif…………………………. 56

F. EVALUASI……………………………………………….. 58

G. KESESUAIAN TEORI DENGAN DESAIN……………. 63

BAB III. DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X

SEMESTER I KABUPATEN SINTANG

KALIMANTAN BARAT……………………………... 66

A. PRINSIP- PRINSIP PENGEMBANGAN SILABUS…….. 67

1. Ilmiah ………………………………………………….. 67

2. Relevan ………………………………………………... 68

3. Sistematis …………………………………………….. . 68

xiii

4. Konsisten ……………………………………………... 69

5. Memadai ………………………………………………. 69

6. Aktual dan Kontektual………………………………… 70

7. Fleksible ………………………………………………. 71

8. Menyeluruh …………………………………………... 71

B. KARAKTERISTIK MATA PELAJARAN………………. 71

C. LANGKAH-LANGKAH PENGEMBANGAN SILABUS 72

1. Mengkaji Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar ...... 72

2. Mengindentifikasi Materi Pokok/Pembelajaran................ 73

3. Mengembangkan Kegiatan Pembelajaran.......................... 74

4. Merumuskan Indikator Pencapaian Kompetensi............... 75

5. Penentuan Jenis Penilaian.................................................. 76

6. Menentukan Alokasi Waktu.............................................. 77

7. Menentukan Sumber Belajar............................................ 78

D. SILABUS FISKA SMA KELAS X SEMESTER I………. 79

1. Ringkasan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar

kelas X, semester I........................................................... 80

2. Silabus Jabaran Tiap-tiap Kompetensi dan

Kompetensi Dasar ......................................................... ... 81

E. RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

FISIKA SMA KELAS X SEMESTER I………………… 102

1. RPP 1. Besaran Pokok, Besaran Turunan dan Dimensi 103

xiv

2. RPP 2. Pengukuran......................................................... 113

3. RPP 3. Pengukuran dan Angka Penting.......................... 130

4. RPP 4. Pengambaran dan Operasi Vektor…………….. 139

5. RPP 5. Perhitungan Vektor............................................. 155

6. RPP 6. Gerak Lurus Beraturan....................................... 170

7. RPP 7. Gerak Lurus Berubah Beraturan........................ 191

8. RPP 8. Praktikum Gerak Lurus Beraturan dan

Gerak Lurus Berubah Beraturan...................................... 206

9. RPP 9. Gerak Vertikal..................................................... 216

10. RPP 10. Gerak Melingkar Beraturan............................... 230

11. RPP 11. Gerak Melingkar Berubah Beraturan................ 251

12. RPP 12. Gerak Melingkar tidak Beraturan....................... 262

13. RPP 13. Hukum-hukum Newton tentang Gerak.............. 269

14. RPP 14. Praktikum Hukum-hukum Newton tentang Gerak 291

15. RPP 15. Aplikasi Hukum-hukum Newton tentang Gerak 297

16. RPP 16. Penerapan Hukum-hukum Newton dalam

berbagai Soal Fisika....................................................... 323

BAB IV. PENUTUP……………………………………………….. 375

A. Rangkuman…...…………………………………………….. 375

B. SARAN-SARAN…………………………………………… 376

DAFTAR PUSTAKA……………………………………………… 379

xv

DAFTAR TABEL

HALAMAN

Table 1. Kompetensi dan kompetensi dasar…………………. 7

Table 2. Alokasi waktu………………………………………. 21

Table 3. Beban belajar siswa…………………………………. 22

Table 4. Lembar pengamatan ke aktifan…………………….. 59

Table 5. Lembar sikap dan minat……………………………. 60

Table 6. Lembar Penilaian tes keterampilan dan pengamatan

melakukan eksperimen/praktikum………………… 61

Tabel 7. Lembar Pengamatan tes keterampilan mengerjakan

soal-soal fisika……………………………………. 62

Tabel 8. Ringkasan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar

kelas X, semester I………………………………….. 80

Tabel 9. Silabus jabaran tiap-tiap kompetensi dan kompetensi

dasar untuk konsep besaran fisika dan pengukurannya. 82

Tabel 10. Silabus jabaran tiap-tiap kompetensi dan kompetensi

dasar untuk konsep dan prinsip dasar kinematika dan

dinamika benda titik............................................ 90

Tabel 11. Alat ukur besaran fisika……………………………. 104

Tabel 12. Besaran pokok da besaran turunan………………… 106

Tabel 13. RPP Lembar pengamatan ke aktifan………………. 109 Tabel 14. RPP Lembar sikap dan minat……………………… 110

xvi

Tabel 15. RPP Lembar Penilaian tes keterampilan dan pengamatan

melakukan Eksperimen/praktikum…………………. 111

Tabel 16. RPP Lembar Pengamatan tes keterampilan mengerjakan

soal-soal física………………………………………. 111

Tabel 17. Sifat-sifat dasar vector dan skalar………………….. 142

Tabel 18. Jarak dan perpindahan............................................... 173

Tabel 19. Data hasil pengamatan……………………………… 179

Table 20. Hubungan jarak dan waktu pada GLB……………. 182

Table 21. Perbedaan massa dan berat ……………………….. 278

xvii

DAFTAR GAMBAR

HALAMAN

Gambar 1. Meja…………………………………………. 107

Gambar 2. Mistar ……………………………………….. 107

Gambar 3. Berbagai alat ukur panjang………………….. 115

Gambar 4. Pembacaan skala…………………………….. 116

Gambar 5. Jangka sorong……………………………….. 117

Gambar 6. Bagian-bagian micrometer sekrup…………… 119

Gambar 7. Beberapa jenis neraca………………………… 121

Gambar 8. Neraca OHaus tiga lengan……………………. 122

Gambar 9. Stop watch…………………………………… 123

Gambar 10. Berbagai jenis alat ukur waktu………………. 124

Gambar 11. Pembacaan alat ukur dengan mistar………… 132

Gambar 12. Penjumlahan dan pengurangan vector……….. 145

Gambar 13. Diagram vector……………………………….. 146

Gambar 14. Diagram vektor……………………………….. 147

Gambar 15. Resultan vektor………………………………. 148

Gambar 16. Penjumlahan vector segi banyak……………… 150

Gambar 17. Penjumlahan vector secara analitis……………. 151

Gambar 18. Pengurangan vector secara jajar genjang……… 152

Gambar 19. Pengurangan vector secara segitiga………….... 152

Gambar 20. Vector satuan………………………………… 157

xviii

Gambar 21. Perkalian vektor……………………………… 161

Gambar 22. Perkalian silang……………………………… 165

Gambar 23. Penerapan perkalian vektor…………………. 166

Gambar 24. Contoh gerak lurus………………………….. 171

Gambar 25. Speedometer………………………………… 174

Gambar 26. Grafik kecepatan sesaat…………………….. 176

Gambar 27. Grafik perubahan kecepatan terhadap waktu … 177

Gambar 28. Menghitung percepatan ……………………… 178

Gambar 29. Grafik v-t untuk GLB ……………………….. 179

Gambar 30. Grafik S - t untuk GLB……………………..... 181

Gambar 31. Ticker timer………………………………… 184

Gambar 32. Rekaman gerak benda pada pita ketik ticker timer.. 184

Gambar 33. Kecepatan benda lebih besar pada gambar (a)

dibandingkan pada gambar (b)……………….. 184

Gambar 34. Gerak benda (a) dipercepat (b) diperlambat

(c) kecepatan tetap……………………………. 185

Gambar 35. Pita ketik ticker timer………………………….. 185

Gambar 36. Mobil-mobilan…………………………………. 194

Gambar 37. Peristiwa durian jatuh contoh GJB…………….. 195

Gambar 38 Grafik v- t untuk GLBB dipercepat………….. 195

Gambar 39. Mobil mainan pada bidang miring akan

mengalami percepatan tetap karena gaya

gravitasi bumi…………………………………. 199

xix

Gambar 40. Pita ketik Mobil mainan yang bergerak pada bidang

miring…………………………………………. 199

Gambar 41. Ticker timer…………………………………… 208

Gambar 42. Rangkaian percobaan………………………… 209

Gambar 43. Rangkaian percobaan GLBB dipercepat…….. 211

Gambar 44. Rangkaian percobaan GLBB diperlambat…… 212

Gambar 45. Mobil-mobilan………………………………. 214

Gambar 46. Demontrasi gerak jatuh bebas……………….. 218

Gambar 47. Benda jatuh bebas……………………………. 219

Gambar 48. Bola dilemparkan vertikal ke atas. ………….. 221

Gambar 49. Demonstrasi gerak melingkar………………… 232

Gambar 50. Benda mengalami gerak melingkar………….. 234

Gambar 51. Jarak sudut dan perpindahan sudut………….. 236

Gambar 52. Gerak melingkar memiliki dua kecepatan yaitu

kecepatan anguler dan kecepatan tangensial……. 239

Gambar 53. Vektor vP dan vektor vQ pada waktu t dan t + ∆t yang

ditarik dari titik tangkap............................... 243

Gambar 54. Arah percepatan sentripetal selalu tegak lurus

vector kecepatannya ………………………….. 244

Gambar 55. Kecepatan linier ………………………………. 255

Gambar 56. Kecepatan linier……………………………….. 255

Gambar 57. Demontrasi GMB……………………………… 263

Gambar 58. Uraian vector pada GMB……………………… 264

xx

Gambar 59. Mobil bisa bergerak karena adanya gaya mesin… 272

Gambar 60. Menggambarkan gaya pada suatu benda dengan

anak panah……………………………………… 273

Gambar 61. Dua buah gaya searah………………………….. 274

Gambar 62. Dua gaya berlawan arah…………………….. 274

Gambar 63. Dua buah gaya yang tegak lurus beserta resultannya 275

Gambar 64. Hukum kelembaman…………………………….. 281

Gambar 65. Arah gaya dorong, gaya gesekan dan gaya Normal yang

seimbang menyebabkan benda tetap diam………. 281

Gambar 66. Astronot di ruang angkasa tanpa bobot dapat diam

melayang bila tidak ada gaya……………………. 282

Gambar67. Hukum II Newton………………………………… 283

Gambar 68. Gaya-gaya pada sebuah buku yang terletak di atas meja 285

Gambar 69. Pasangan gaya aksi-reaksi pada orang

yang mendorong………………………………. 286

Gambar 70. Pasangan gaya aksi-reaksi pada roda mobil

yang berjalan…………………………………. 287

Gambar 71. Pesawat ulang-alik yang mengangkasa meninggalkan

bumi saling berinteraksi dengan bumi dengan gaya

tarik F dan –F………………………………… 287

Gambar 72. Mobil mainan yang didorong………………… 299

Gambar 73. Mobil mongok didorong didorong hingga bergerak 300

Gambar 74. Bola ditendang dari sisi gawang lalu disundul ke arah

gawang……………………………………….. 300

xxi

Gambar 75. Gelas diam tetap diam………………………… 301

Gambar 76. Kelereng yang bergerak tetap bergerak……… 301

Gambar 77. Gaya normal tegak lurus bidang kontak........... 304

Gambar 78. Gaya gesek pada bidang datar………………… 306

Gambar 79. Gaya gesek pada bidang tegak………………… 306

Gambar 80. Beban bermassa m mengalami gaya F............... 308

Gambar 81. Kedudukan Gaya Berat...................................... 311

Gambar 82. Tiga benda A, B, dan C dihubungkan oleh dua

utas tali............................................................... 312

Gambar 83. Mendorong dinding…………………………… 313

Gambar 84. Gaya aksi-reaksi pada gaya-gaya jarak jauh....... 315

Gambar 85. Beban w tergantung pada tali............................ 316

Gambar 86. Arah gaya sentripetal………………………… 318

Gambar 87. Gaya normal………………………………….. 325

Gambar 88. Beberapa keadaan gaya normal………………. 326

Gambar 89. Pasangan gaya aksi-reaksi…………………….. 326

Gambar 90. Beberapa tegangan tali pada benda…………. 327

Gambar 91. Gaya pada bidang miring……………………. 327

Gambar 92. Sistem katrol tetap…………………………... 327

Gambar 93. Sistim katrol berlawanan arah……………... 328

Gambar 94. Anak meluncur pada lengkungan miring

di suatu kolam renang……………………….. 349

Gambar 95. Gaya Sentripetal adalah gaya ke pusat yang menyebabkan

xxii

suatu benda…………………………………. 357

Gambar 96. Gaya Sentripetal juga bekerja pada coaster yang memiliki

inersia oleh kecepatannya sehingga berada di puncak

lintasan tidak jatuh………………………….. 358

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Berdasarkan keputusan Menteri Pendidikan Nasional No. 22 Tahun 2006 tentang

standar isi dan standar kompetensi, maka kurikulum sebelumnya dinyatakan tidak

berlaku lagi dan sebagai gantinya ditetapkanlah suatu kurikulum baru yang

dinamakan dengan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP). Sebagai akibat

dari Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP), guru yang sebelumnya tidak

perlu membuat sendiri kurikulum yang ada di sekolahnya harus membuat sendiri

kurikulum yang ada di sekolahnya. Hal ini akan menambah perkerjaan guru karena

selain harus membuat Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) sendiri, guru

juga akan dihadapkan dengan belum adanya buku panduan pelajaran fisika yang

berpatokan pada Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP).

Keputusan menteri tersebut juga akan menyebabkan pembelajaran fisika di

masing-masing sekolah pada daerah-daerah di Indonesia, memiliki kurikulum yang

bervariasi. Menurut KTSP, kurikulum perlu disesuaikan dengan konteks siswa di

daerah. Hal ini penting supaya potensi siswa-siswi di daerah bisa disalurkan secara

maksimal dalam hal belajar fisika. Hal lainnya adalah supaya minat belajar siswa

terhadap fisika semakin tinggi.

2

Di daerah penulis, di Kalimantan Barat (Kab. Sintang) hal yang patut menjadi

perhatian dalam pembelajaran fisika SMA Kelas I semester I adalah pertama, model

pembelajaran guru yang kurang memperhatikan konteks pembelajaran fisika yang

relevan dengan daerah tempat sekolah itu bernaung. Misalnya saja saat guru

menjelaskan tentang vektor, akan lebih baik guru mengajak siswa untuk berpergian

naik perahu menuju ke seberang sungai. Mengapa ini perlu dilakukan karena di

daerah kami alat transfortasi utamanya adalah perahu.

Kedua adalah metode pengajaran guru yang kurang mengaktifkan siswa dalam

proses kegiatan belajar mengajar. Akibatnya siswa seperti bejana kosong yang harus

selalu diisi. Ini tentu tidak baik untuk perkembangan pengetahuan siswa. Dalam

belajar fisika yang terpenting sebenarnya adalah siswa yang aktif belajar fisika. Maka

semua usaha guru harus diarahkan untuk membantu dan mendorong agar siswa mau

mempelajari fisika sendiri (Suparno, 2006). Untuk itu, maka siswa perlu diaktifkan

dalam belajar fisika.

Ketiga adalah kurangnya kemampuan guru untuk mengerti kesulitan siswa dalam

belajar fisika. Hal ini bisa terjadi karena kurangnya komunikasi yang baik antara guru

dan siswa, bahkan gurunya cenderung menakutkan. Dalam konteks pembelajaran

fisika yang konstruktif, guru fisika diharapkan lebih dekat dengan siswa, banyak

humor, dan menjalin relasi yang dialogis. Dengan demikian, siswa tidak lagi takut

kepada guru fisika, Siswa diharapkan lebih berani bertanya kepada guru tentang

pelajaran fisika yang belum ia mengerti (Suparno, 2006).

3

Keempat adalah kurangnya siswa dilatih untuk berpikir kritis dalam memecahkan

soal-soal fisika dengan konsep-konsep yang benar.

Berdasarkan berbagai pengalaman dan permasalahan di atas, penulis tertarik

untuk membuat desain pembelajaran fisika, yang sesuai dengan dengan KTSP serta

relevan dengan daerah penulis, yang melatih siswa untuk berpikir kritis dalam

memecahkan soal-soal fisika, yang gurunya berusaha mengerti kesulitan siswa belajar

fisika dan mengaktifkan siswa dalam proses pembelajaran fisika di sekolah. Dengan

demikian pelajaran fisika dapat dimengerti, dipahami dan dapat menarik minat siswa

untuk belajar fisika secara kontinu. Mengingat keterbatasan penulis maka, desain

pembelajaran fisika ini hanya dibatasi bagi siswa Sekolah Menengah Atas, khususnya

kelas X semester I.

B. Perumusan Masalah

Masalah utama yang ingin penulis bahas dalam tulisan ini, yaitu bagaimana

membuat desain pembelajaran fisika SMA kelas X semester I berdasarkan

Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP), yang bercirikan: (1) kontekstual

dengan daerah di Kalimantan Barat (Kab. Sintang), (2) mengaktifkan siswa dan

(3) melatih siswa berpikir kritis dalam memecahkan soal-soal fisika

4

C. Tujuan penulisan

Tujuan penulisan ini adalah membuat desain pembelajaran fisika yang

berdasarkan KTSP pada siswa SMA kelas X semester I di Kabupaten Sintang

(Kalimantan Barat), yang bercirikan: (1) kontekstual dengan daerah di

Kalimantan Barat (Kab. Sintang), (2) pengaktifan siswa dan (3) melatih siswa

berpikir kritis dalam memecahkan soal-soal fisika

D. Manfaat penulisan

Manfaat yang dapat diambil melalui penulisan ini, antara lain:

Bagi guru:

Dapat digunakan untuk mengajar mata pelajaran fisika di Kabupaten Sintang

(Kalimantan Barat) khususnya siswa-siswi SMA kelas X semester I.

5

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP)

1. Pengertian

Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) merupakan

kurikulum yang prinsip pengembangan dan pelaksanaannya sesuai dengan

konteks (Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun 2006

Tangal 23 Mei 2006). Yang dimaksud Satuan pendidikan adalah sekolah.

Misalnya sekolah di Kalimantan Barat khususnya di Kabupaten Sintang

akan berbeda penyusunan kurikulumnya dengan sekolah-sekolah yang

berada di Jawa. Dalam KTSP hal terpenting adalah pembelajaran yang

berdasarkan konteks. Pembelajaran fisika yang berdasaran konteks yaitu

pembelajaran fisika yang mengenal potensi daerah serta siswa-siswinya.

Hal ini penting agar motivasi belajar siswa terhadap fisika semakin

meningkat.

KTSP dalam pelaksanaannya tetap tidak boleh meninggalkan

sepenuhnya kelima pilar belajar walaupun penerapannya di luar pulau

Jawa, tanpa terkecuali di Kalimantan Barat khususnya di Kabupaten

Sintang. Kelima pilar belajar merupakan hal minimal yang harus dipunyai

oleh seluruh siswa untuk kelangsungan study nya di masa kini, baik untuk

pribadi ataupun untuk hidup di masyarakat. Kelima pilar pendidikan

6

menurut KTSP yaitu: (a) belajar untuk beriman dan bertaqwa kepada

Tuhan Yang Maha Esa, (b) belajar untuk memahami dan menghayati, (c)

belajar untuk mampu melaksanakan dan berbuat secara efektif, (d) belajar

untuk hidup bersama dan berguna untuk orang lain, dan (e) belajar untuk

membangun dan menemukan jati diri, melalui proses pembelajaran yang

aktif, kreatif, efektif, dan menyenangkan ( Peraturan Menteri Pendidikan

Nasional Indonesia Nomor 22 Tahun 2006: 1). Namun untuk desain yang

akan penulis buat hanya memenuhi beberapa pilar pendidikan saja yaitu

belajar untuk beriman dan bertaqwa kepada Tuhan Yang Maha Esa, dan

belajar untuk memahami dan menghayati alam sekitar yang telah Tuhan

ciptakan untuk umat manusia agar kelestariannya dapat terjaga. Kedua

pilar ini menjadi penting karena untuk memahami ilmu fisika secara

mendalam. siswa perlu diajak untuk mengamati alam sekitar, dengan

demikian siswa diharapkan dapat menghargai kebesaran Tuhan yang telah

menciptakan alam semesta ini.

2. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar, Kompetensi

Lulusan dan Kompetensi Mata Pelajaran

a. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar

Standar kompetensi dan kompetensi dasar Sekolah Menengah Atas

(SMA) Kelas X (sepuluh) semester I (satu) sangat penting untuk di

perhatikan karena hal ini merupakan panduan saat guru ingin

merencanakan penyusunan kurikulum. Kompetensi dasar dan standar

7

kompetensi untuk mata pelajaran fisika SMA kelas X semester I dapat

dilihat pada tabel 1 berikut ini (Peraturan Menteri Pendidikan Nasional

Indonesia Nomor 22 Tahun 2006: 445).

Table 1. Kompetensi dan kompetensi dasar kelas X, semester I

Standar Kompetensi Kompetensi Dasar

1. Menerapkan konsep besaran

fisika dan pengukurannya

1.1 Mengukur besaran fisika (massa,

panjang, dan waktu)

1.2 Melakukan penjumlahan vektor

2. Menerapkan konsep dan prinsip

dasar kinematika dan dinamika

benda titik

2.1 Menganalisis besaran fisika pada

gerak dengan kecepatan dan

percepatan konstan


gerak melingkar dengan laju konstan

2.3 Menerapkan Hukum Newton sebagai

prinsip dasar dinamika untuk gerak

lurus, gerak vertikal, dan gerak

melingkar beraturan

8

b. Kompetensi Lulusan

Standar kompetensi lulusan satuan pendidikan dikembangkan

berdasarkan tujuan satuan pendidikan. Secara umum standar kelulusan

untuk mata pelajaran IPA (fisika) pada tingkat satuan pendidikan Sekolah

Menengah Atas (SMA) adalah berikut (Peraturan Menteri Pendidikan

Nasional Nomo 23 Tahun 2006: 4)

1. Membangun dan menerapkan informasi dan pengetahuan secara

logis, kritis, kreatif dan inovatif

2. Menunjukkan kemampuan berpikir logis, kritis, kreatif dan inovatif

dalam pengambilan keputusan

3. Menunjukkan kemampuan mengembangkan budaya belajar untuk

memberdayakan diri

4. Menunjukkan sikap kompetitif dan sportif untuk mendapatkan

hasil yang terbaik

5. Menunjukkan kemampuan menganalisis dan memecahkan masalah

komleks

6. Menunjukkan kemampuan menganalisis gejala alam

7. Memanfaatkan lingkungan secara produktif dan bertanggungjawab

8. Berpartisipasi dalam kehidupan bermasyarakat, berbangsa, dan

bernegara secara demokratis dalam wadah Negara Kesatuan

Republik Indonesia.

Mengingat keterbatasan penulis maka penulis hanya akan

mengambil beberapa pokok pemikiran seperti yang tercantum Peraturan

9

Menteri Nomor 23 di atas. Untuk desain pembelajaran fisika SMA kelas X

semester I yang ingin penulis buat, standar kelulusannya minimal

memenuhi beberapa hal berikut ini:

1. Siswa mampu menerapkan ilmu fisika yang telah dipelajari

oleh siswa-siswi untuk mempelari alam sekitarnya agar tidak

menjadi perusak alam sekitarnya sebagai wujud syukur kita

kepada Tuhan serta dapat menunjukkan kemampuan

menganalisis dan memecahkan soal-soal dalam fisika.

2. Siswa mempunyai pengetahuan awal untuk dikembangkan

pada tingkat jenjang pendidikan di masa depan, misalnya ingin

melanjutkan ke perguruan tinggi.

3. Menunjukkan kemampuan mengembangkan budaya belajar

untuk memberdayakan diri

c. Kompetensi Mata Pelajaran

Standar kompetensi kelompok mata pelajaran dikembangkan

berdasarkan tujuan dan cakupan muatan dan/atau kegiatan setiap

kelompok mata pelajaran. Untuk kelompok mata pelajaran fisika

khususnya SMA kelas X smester I, standar kompetensi kelompok mata

pelajaran fisika sebagai berikut (Peraturan Menteri Pendidikan

Nasional Tahun 2006 Nomor 23:34) :

1. Melakukan percobaan, antara lain merumuskan masalah,

mengajukan dan menguji hipotesis, menentukan variabel,

merancang dan merakit instrumen, mengumpulkan, mengolah dan

10

menafsirkan data, menarik kesimpulan serta mengkomunikasikan

hasil percobaan secara lisan dan tertulis

2. Memahami prinsip-prinsip pengukuran dan melakukan pengukuran

besaran fisika secara langsung dan tidak langsung secara cermat,

teliti dan obyektif

3. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan

mekanika benda titik.

Dengan mengacu pada ke tiga hal di atas maka penulis hanya akan

mengambil beberapa pokok pemikiran untuk dapat diterapkan di

Kabupaten Sintang yaitu:

1. Dengan mengikuti pembelajaran desain fisika yang penulis buat

siswa diharapkan dapat memahami prinsip-prinsip pengukuran dan

dapat melakukan beberapa pengukuran besaran fisika dengan alat

yang tersedia di sekolah.

2. Siswa-siswi diharapkan dapat mengerjakan berbagai macam soal

fisika dan dapat mengetahui beberapa gejala alam di sekitar

konteks yang ada kaitannya dengan fisika.

3. Prinsip Pengembangan Kurikulum

Prinsip pengembangan kurikulum tingkat satuan pendidikan

jenjang pendidikan dasar dan menengah dikembangkan oleh sekolah dan

komite sekolah. Namun penyusunannya tetap harus mengacu pada standar

kompetensi lulusan dan standar isi seperti yang dibuat oleh Badan Standar

Nasional Pendidikan (BSNP). Prinsip-prinsip pengembangan kurikulum

11

itu antara lain (Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun

2006 Tanggal 23 Mei 2006: 4) sebagai berikut :

a. Berpusat pada potensi, perkembangan, kebutuhan, dan

kepentingan peserta didik dan lingkungannya.

Prinsip pengembangan kurikulum harus berdasarkan pada peserta

didik memiliki posisi sentral untuk dikembangkan kompetensinya agar

dapat menjadi manusia Indonesia yang beriman dan bertaqwa kepada

Tuhan Yang Maha Esa, berakhlak mulia, sehat, berilmu, cakap, kreatif

mandiri dan menjadi warga negara yang demokratis serta

bertanggungjawab. Untuk mendukung pencapaian tujuan tersebut

pengembangan kompetensi peserta didik disesuaikan dengan potensi,

perkembangan, kebutuhan, dan kepentingan peserta didik serta tututan

lingkungan. Artinya desain yang akan penulis buat harus mengacu

pada potensi atau kemampuan siswa dalam memahami sesuatu,

perkembangan pola pikir siswa, kebutuhan siswa dan kepentingan

siswa. Potensi yang ingin dikembangkan agar siswa taqwa pada Tuhan

Yang Maha Esa adalah pengetahuan awal siswa misalkan dengan

bertanya kenapa waktu tidak pernah berhenti berputar? dan

kemampuan siswa mengkonstruksi sendiri pengethaunnya.

b. Beragam dan terpadu

Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) dikembangkan dengan

memperhatikan karakteristik peserta didik, kondisi daerah, dan jenjang

serta jenis pendidikan, tanpa membedakan agama, suku, budaya dan

12

adat istiadat, serta status sosial ekonomi dan gender. Sekolah-sekolah

di daerah seperti halnya dengan sekolah-sekolah yang berada di kota-

kota besar, siswanya juga sangat beragam baik dalam kemampuan

belajar fisika ataupun dalam latar belakang keluarga. Maka demi

kebersamaan guru hendaknya menyediakan pengalaman belajar yang

beragam atau metode mengajar yang beragam pula.

c. Tanggap terhadap perkembangan ilmu pengetahuan, teknologi,

dan seni

KTSP dikembangkan atas dasar kesadaran bahwa ilmu pengetahuan

teknologi, seni berkembang secara dinamis, dan oleh karena itu

semangat dan isi kurikulum mendorong peserta didik untuk mengikuti

dan memanfaatkan secara tepat perkembangan ilmu pengetahuan,

teknologi, dan seni. Diakui atau tidak untuk saat ini, jika kita ingin

mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi untuk

menyusun desain fisika masih sangat sulit diterapkan karena fasilitas

di daerah sangat terbatas. Hal yang bisa guru lakukan adalah cukup

mengenalkan teknologi misalnya sesekali mengajar dengan power poin

pada gerak lurus beraturan dengan membuat beberapa animasi

sederhana. Guru dapat memotivasi siswa untuk semangat belajar kalau

mereka ingin lebih tahu banyak tentang materi yang diajarkan.

d. Relevan dengan kebutuhan kehidupan

Pengembangan kurikulum dilakukan dengan melibatkan pemangku

kepentingan(stakeholders) untuk menjamin relevansi pendidikan

13

dengan kebutuhan kehidupan, termasuk di dalamnya kehidupan

kemasyarakatan, dunia usaha dan dunia kerja. Oleh karena itu,

pengembangan keterampilan pribadi, keterampilan berpikir,

keterampilan sosial, keterampilan akademik, dan keterampilan

kejuruan (vocational) merupakan keniscayaan. Semakin sulitnya

perekonomian yang dialami setiap rakyat seperti saat ini maka tidak

heran kalau anak usia sekolah sudah bekerja. Untuk mendukung hal itu

maka guru fisika perlu menekankan sikap ilmiah kepada siswanya dan

setiap mengambil keputusan sebaiknya dipikirkan dengan teliti. Siswa

diajarkan untuk belajar dalam kelompok untuk memecahkan beberapa

soal yang relevan dengan beberapa hal yang telah disebutkan tersebut.

e. Menyeluruh dan berkesinambungan

Substansi KTSP mencakup keseluruhan dimensi kompetensi, bidang

kajian keilmuan dan mata pelajaran yang direncanakan dan disajikan

secara berkesinambungan antar semua jenjang pendidikan. Artinya

kurikulum itu sendiri harus terus-menerus diperbaiki demi tujuan

pembelajaran fisika yang lebih baik dan sedapat mungkin harus

dikaitkan dengan berbagai jenjang pendidikan. Siswa seyogyanya

punya kemampuan untuk memecahkan soal-soal fisika dan dapat

mengkonstruksi sendiri pengetahuanya akan gerak lurus.

f. Belajar sepanjang hayat

KTSP diarahkan kepada proses pengembangan, pembudayaan dan

pemberdayaan peserta didik yang berlangsung sepanjang hayat.

14

Kurikulum mencerminkan keterkaitan antara unsur-unsur pendidikan

formal, nonformal dan informal, dengan memperhatikan kondisi dan

tuntutan lingkungan yang selalu berkembang serta arah perkembangan

manusia seutuhnya. Maka hendaknya sejak awal, siswa perlu

diarahkan untuk terus belajar dan memahami berbagai segi ke ilmuan

untuk hidup di masa mendatang. Sebaiknya siswa juga mulai

diarahkan belajar untuk mengajar, minimal siswa bisa membantu

adiknya yang masih SD untuk mengerjakan pekerjaan rumah adiknya

apabila adiknya kesulitan.

g. Seimbang antara kepentingan nasional dan kepentingan daerah

KTSP dikembangkan dengan memperhatikan kepentingan nasional

dan kepentingan daerah untuk membangun kehidupan masyarakat,

berbangsa dan bernegara. Kepentingan nasional dan kepentingan

daerah harus saling mengisi dan memberdayakan sejalan dengan motto

Bhineka Tunggal Ika dalam kerangka Negara Kesatuan Republik

Indonesia. Maka selayaknya penyusunan kurikulum tetap

memperhatikan kepentingan nasional agar dalam diri siswa-siswanya

tumbuh semangat nasionalisme yang tinggi. Desain yang dibuat

minimal dapat memenuhi standar nasional agar perbedaan pendidikan

tidak terlalu mencolok.

15

4. Prinsip Pelaksanaan Kurikulum

Pada psinsipnya kurikulum tingkat satuan pendidikan menengah

itu minimal dapat memenuhi beberapa prinsip berikut ini:

a. Pelaksanaan kurikulum didasarkan pada potensi, perkembangan

peserta didik untuk menguasai kompetensi yang berguna bagi dirinya.

Dalam hal ini peserta didik harus mendapatkan pelayanan pendidikan

yang bermutu, serta memperoleh kesempatan untuk mengekspresikan

dirinya secara bebas, dinamis dan menyenangkan. Potensi siswa yang

ingin dikembangkan adalah pengetahuan awal siswa yang masih

sangat terbatas untuk dikembangkan menjadi lebih sempurna. Dalam

pelaksanaannya kurikulum yang akan dibuat harus tanggap pada

kemampuan awal siswa dengan selalu bertanya kepada siswa sebelum

memulai pelajaran.

b. Kurikulum dilaksanakan dengan memperhatikan kelima pilar belajar

menurut KTSP, yaitu: (a) belajar untuk beriman dan bertaqwa kepada

Tuhan Yang Maha Esa, artinya kurikulum yang dibuat sedapat

mungkin dapat mengajak siswa untuk menghormati keagungan Tuhan-

Nya dengan pelajaran fisika. Misalnya dengan bertanya kepada siswa

mengapa semua benda yang jatuh pasti jatuh kebawah dari zaman

purbakala atau dapat pula bertanya apa yang terjadi seandainya gaya

gravitasi tidak pernah ada apa jadinya saat kamu manjat kelapa di tepi

sungai kapuas; (b) belajar untuk memahami dan menghayati, artinya

ilmu fisika yang siswa dapat itu dapat diterapkan oleh siswa dalam

16

hidupnya untuk tujuan yang mulia misalnya pentingnya kejujuran

dalam fisika; (c) belajar untuk mampu melaksanakan dan berbuat

secara efektif, artinya siswa terus diajarkan untuk berpikir dalam setiap

tindakan yang harus mereka ambil; (d) belajar untuk hidup bersama

dan berguna bagi orang lain, hal ini dapat dilakukan dengan

menugaskan siswa untuk berkerjasama dalam sebuah kelompok untuk

memecahkan soal yang telah guru siapkan dari rumah; dan (e) belajar

untuk membangun dan menemukan jati diri, melalui proses

pembelajaran yang aktif, kreatif, efektif dan menyenangkan. Dengan

belajar fisika siswa diharapkan bisa mengetahui kemampuannya dan

mereka bisa mengambil keputusan yang benar untuk hidupnya di masa

mendatang misalnya di saat mereka ingin melanjutkan keperguruan

tinggi mereka bisa menyesuaikan jurusan yang mereka pilih dengan

kemampuannya. Agar mereka bisa menjadi lebih maksimal dalam

menguasai ilmu tertentu yang mereka telah pilih.

c. Pelaksanaan kurikulum memungkinkan peserta didik mendapatkan

pelayanan yang bersifat perbaikan, pengayaan, dan/atau percepatan

sesuai dengan potensi, tahap perkembangan, dan kondisi peserta didik

dengan tetap memperhatikan keterpaduan pengembangan pribadi

peserta didik yang berdimensi ke-Tuhan nan, keindividuan, kesosialan

dan moral. Potensi siswa yang dikembangkan misalnya kemampuan

akan gerak lurus dalam fisika.

17

d. Ilmu fisika sangat banyak manfaatnya dalam hidup ini misalnya dalam

bidang informasi seperti telpon. Namun ilmu ini juga bisa tidak

dimanfaatkan pada tempatnya, misalnya menciptakan bom untuk

membinasakan orang lain. Oleh karena itu setiap siswa perlu terus

disadarkan bahwa hidup ini perlu Tuhan betapapun hebatnya kita.

e. Kurikulum dilaksanakan dalam suasana peserta didik dan pendidik

yang saling menerima dan saling menghargai, akrab, terbuka dan

hangat, dengan prinsip tut wuri handayani, in madia mangun karsa,

ing ngarsa sung tulada (di belakang memberi daya dan kekuatan, di

tengah membangun semangat dan prakarsa, di depan memberikan

contoh dan teladan). Hal ini pada kenyataannya sudah mulai hilang

dari pandangan siswa, buktinya sering terjadi bahwa siswa sangat tidak

menghargai gurunya. Karena itu guru perlu menemukan cara agar

siswa tetap punya sikap hormat kepada guru dan kepada siapapun.

Pada penerapannya guru fisika harus bisa menghargai setiap pendapat

siswa. Misalnya dalam mengajukan pertanyaan kepada siswa, saat

siswa salah menjawab jangan lansung menyalahkan siswa.

f. Kurikulum dilaksanakan dengan mengunakan pendekatan multistrategi

dan multimedia, sumber belajar dan teknologi yang memadai dan

memanfaatkan lingkungan sekitar sebagai sumber belajar, dengan

prinsip alam takambang jadi guru (semua yang terjadi, tergelar dan

berkembang di masyarakat dan lingkungan sekitar serta lingkungan

alam semesta dijadikan sumber belajar, contoh dan teladan).

18

Keterbatasan fasilitas sekolah di daerah hendaknya tidak dipandang

pesimis oleh guru fisika untuk mengajarkan ilmu fisika dengan

mengunakan teknolgi yang sudah ada misalnya sesekali mengajar

menggunakan power point atau animasi mengunakan komputer.

g. Kurikulum dilaksanakan dengan mendayagunakan kondisi alam, sosial

dan budaya serta kekayaan daerah untuk keberhasilan pendidikan

dengan muatan seluruh bahan kajian secara optimal. Ini penting agar

siswa tidak perlu membayangkan hal-hal yang di luar lingkungannya.

Misalnya mengenai kereta api, di Kalimantan alat transportasi ini tidak

ada jadi kurang bermanfaat kalau kita mengunakan alat ini dalam

menjelaskan mata pelajaran fisika. Mengajar fisika khususnya

kabupaten Sintang sebaiknya mengunakan alat transportasi air

misalnya perahu. Contohnya saat mengajarkan tentang vektor. Dengan

demikian siswa bisa belajar lebih efektif dan mudah memahami materi

yang diajarkan.

5. Tujuan

Mata pelajaran Fisika di SMA dalam lingkup KTSP bertujuan agar

peserta didik memiliki kemampuan sebagai berikut (Peraturan Menteri

Pendidikan Nasional Nomor 23 Tahun 2006 Tanggal 23 Mei 2006):

a. Membentuk sikap positif terhadap fisika dengan menyadari keteraturan

dan keindahan alam serta mengagungkan kebesaran Tuhan Yang Maha

Esa. Guru fisika di SMA bukan hanya sekedar menyampaikan materi

19

fisika namun lebih dari itu, misalnya dengan memotivasi siswa. Tidak

ada yang tidak bisa dipelajari di dunia ini karena setiap orang sudah

punya potensi yang siap dikembangkan misalnya potensi memahami

soal gerak lurus berubah beraturan atau yang lainya.

b. Memupuk sikap ilmiah yaitu jujur, obyektif, terbuka, ulet, kritis dan

dapat bekerjasama dengan orang lain. Jujur dalam mengumpulkan data

saat praktikum dan jujur pada pada diri sendiri perlu ditekankan pada

setiap siswa, karena jaman sekarang ini sangat jarang kita ketemukan

orang jujur. Obyektif artinya siswa tidak memandang sesuatunya hanya

dari satu patokkan ilmu. Siswa diajarkan untuk mau menerima

masukkan dari teman-temannya untuk kemajuannya di masa

mendatang. Misalnya dalam mengerjakan soal, siswa diberi kesempatan

untuk mengoreksi perkerjaan temannya. Siswa harus punya sikap

terbuka terhadap informasi baru dan dapat memahaminya dengan

cermat agar informasi itu dapat menolongnya dikemudian hari baik

dalam belajar fisika maupun dikehidupan ini. Kritis terhadap

perkembangan ilmu pengetahuan misalnya siswa diajarkan untuk tidak

menerima begitu saja terhadap hal-hal baru termasuk dalam ilmu fisika.

Contohnya siswa senantiasa punya sikap selalu ingin bertanya atas

sesuatu yang belum siswa mengerti.

c. Mengembangkan pengalaman untuk dapat merumuskan masalah,

mengajukan dan menguji hipotesis melalui percobaan, merancang dan

merakit instrumen percobaan, mengumpulkan, mengolah, dan

20

menafsirkan data, serta mengkomunikasikan hasil percobaan secara

lisan dan tertulis. Siswa diarahkan untuk ekperimen terhadap suatu

topik fisika misalnya siswa diminta menghitung berapa kecepatan rata-

rata motor yang di kendarai ke sekolah?

d. Mengembangkan kemampuan bernalar dalam berpikir analisis induktif

dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip fisika untuk

menjelaskan berbagai peristiwa alam dan menyelesaian masalah baik

secara kualitatif maupun kuantitatif

e. Menguasai konsep dan prinsip fisika serta mempunyai keterampilan

mengembangkan pengetahuan, dan sikap percaya diri sebagai bekal

untuk melanjutkan pendidikan pada jenjang yang lebih tinggi serta

mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Untuk menguasai

konsep dan prinsip fisika secara benar maka guru fisika senantiasa

memberikan tugas pada siswa untuk kerjakan.

Catatan:

Dari beberapa pokok pemikiran tujuan pembelajaran fisika di SMA

berdasarkan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 23 Tahun 2006

Tanggal 23 Mei 2006 tersebut, maka penulis beranggapan bahwa ada

beberapa pokok pemikiran penting yang hendaknya diperhatikan oleh guru

sebagai tujuan mata pelajaran fisika di SMA. Beberapa tujuan tersebut

antara lain: membentuk sikap positif terhadap fisika dengan menyadari

keteraturan dan keindahan alam serta mengagungkan kebesaran Tuhan

Yang Maha Esa serta memupuk sikap ilmiah yaitu jujur, obyektif, terbuka,

21

ulet, kritis, dan dapat bekerjasama dengan orang lain. Sikap jujur terhadap

data ilmiah, obyektif terhadap hasil yang telah dicapai, selalu terbuka

dengan pendapat ataupun masukkan dari teman dan pihak lain, ulet dalam

berusaha demi hasil yang memuaskan dan kritis terhadap segala sesuatu

yang terjadi dalam lingkungannya adalah sikap yang hendaknya dimiliki

oleh siswa.

6. Alokasi Waktu

Alokasi waktu untuk jenjang pendidikan dasar dan menengah yang

telah ditetapkan oleh Pemerintah selengkapnya seperti tabel 2 berikut

(Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun 2006 Tanggal

23 Mei 2006: 42) :

Table 2. Alokasi Waktu

No Kegiatan Alokasi waktu Keterangan

1. Minggu efektif

belajar

Minimum 34 minggu

dan maksimum 38

minggu

Digunakan untuk kegiatan

pembelajaran efektif pada

setiap satuan pendidikan

2. Jeda tengah

semester

Maksimun 2 minggu Satu minggu setiap semester

3. Jeda antar

semester

Maksimun 2 minggu Antara semester I dan II

4. Libur akhir tahun

pelajaran

Maksimun 3 minggu Digunakan untuk

mempersiapkan kegiatan

dan administrasi akhir.

22

7. Beban Belajar.

Beban belajar dirumuskan dalam bentuk satuan waktu yang

dibutuhkan oleh peserta didik untuk mengikuti program pembelajaran

melalui sistem tatap muka, penugasan terstruktur, dan kegiatan mandiri

tidak terstruktur. Semua itu dimaksudkan untuk mencapai standar

kompetensi lulusan dengan memperhatikan tingkat perkembangan peserta

didik.

Kegiatan tatap muka adalah kegiatan pembelajaran yang berupa proses

interaksi antara peserta didik dengan pendidik. Beban belajar untuk

kegiatan tatap muka per jam pembelajaran pada tingkat SMA berlangsung

selama 45 menit dan beban belajar setiap mata pelajaran pada Sistem

Paket dinyatakan dalam satuan jam pembelajaran. Beban belajar kegiatan

tatap muka secara keseluruhan seperti tampak pada tabel 3 berikut :

Table 3. Beban Belajar Siswa

Satuan

Pendidikan

Kelas Satu jam

pem.tatap muka

(menit)

Jumlah jam

pemb Per

minggu(jam)

Minggu efektif

per tahun ajaran

SMA X 45 3 34-38

Penugasan tertruktur adalah kegiatan pembelajaran yang berupa

pendalaman materi pembelajaran oleh peserta didik yang dirancang oleh

pendidik untuk mencapai standar kompetensi. Penugasan terstruktur yang

dimaksudkan dapat berupa penyelesaian soal-soal yang telah disiapkan guru

23

untuk dikerjakan siswa pada jam pelajaran berlangsung. Hal ini dilakukan

untuk mengetahui sejauh mana siswa menguasai pelajaran yang telah

disampaikan.

Kegiatan mandiri tidak terstruktur adalah kegiatan pembelajaran yang

berupa pendalaman materi pembelajaran oleh peserta didik yang dirancang

oleh pendidik untuk mencapai standar kompetensi. Kegiatan mandiri tidak

terstruktur yang dimaksudkan adalah berupa menyelesaikan soal-soal di buku

yang telah guru rekomendasikan untuk dikerjakan oleh siswa baik secara

mandiri ataupun dalam kelompok.Waktu penyelesaiannya diatur sendiri oleh

peserta didik. Beban belajar penugasan terstruktur dan kegiatan kegiatan

mandiri tidak terstruktur untuk SMA maksimum 60% dari jumlah kegiatan

tatap muka dari mata pelajaran yang bersangkutan. Penyelesaian program

pendidikan dengan mengunakan sistem paket selama tiga tahun. Program

percepatan dapat diselenggarakan untuk mengakomodasi peserta didik yang

memiliki potensi kecerdasan dan bakat istimewah. Namun untuk sekolah-

sekolah yang berada di daerah biasanya sangat jarang adanya program

percepatan dalam menyelesaikan studi kecuali sekolah tersebut memang

merupakan sekolah unggulan dan prestasinya sama dengan sekolah unggulan

di kota-kota besar seperti Jakarta.

24

B. Konteks Kabupaten Sintang Kalimantan Barat

1. Sarana dan Prasarana

Sarana dan prasana dalam suatu sekolah merupakan hal yang sangat

penting untuk diperhatikan karena ini semua berhubungan langsung

dengan proses belajar dan mengajar di suatu sekolah. Bahkan sarana dan

prasarana yang lengkap merupakan salah satu kunci sukses dalam suatu

pembelajaran fisika. Oleh karena itu, hal ini harus selalu menjadi perhatian

semua pihak. Sarana dan prasana yang dimaksudkan adalah menyangkut

lingkungan fisik dan non fisik.

Dari pengalaman penulis semenjak sekolah yang namanya

lingkungan fisik secara umun sudah cukup mendukung belajar fisika.

Secara umum gambaran untuk sarana dan prasarana belajar di Kabupaten

Sintang sudah cukup baik tapi jika dibanding dengan sarana dan prasarana

belajar di pulau Jawa sangat ketinggalan. Hal ini dapat terlihat tidak semua

sekolah di Kabupaten Sintang memiliki Lab. Dari pengalaman yang

penulis pernah tahu, kalaupun sarana dan prasarananya ada jumlahnya

sangat terbatas dan pada umumnya hampir tidak layak lagi digunakan buat

belajar fisika. Misalnya di sekolah tempat penulis dulu sekolah,

seharusnya kita praktikum tapi karena keterbatasan alat atau tidak punya

sama sekali akhirnya siswa tidak jadi praktikum.

25

2. Kebiasaan Belajar Siswa

Kebiasaan belajar siswa merupakan hal yang menarik untuk

dipelajari lebih mendalam karena sukses atau tidaknya seorang siswa

dalam mengikuti kegiatan belajar mengajar di sekolah ataupun di rumah

sangat ditentukan oleh kebiasaan belajarnya. Berdasarkan pengalaman

penulis dan pemantauan penulis selama menempuh pendidikan di SMA,

hal mencolok yang sering kita lakukan adalah sistim belajar yang kurang

tertata dengan baik. Maksudnya siswa-siswi pada umumnya hanya

menunggu tugas ataupun penjelasan dari guru baru kita belajar. Yang

namanya mengkonstruksi pengetahuan sendiri sangat jarang kita lakukan

akibatnya dalam pola pikir kita terbentuk belajar itu harus ada guru dan

penjelasan darinya.

3. Lingkungan dan Keluarga

Lingkungan dan keluarga pada umumnya cukup mendukung kita

dalam belajar. Hal ini dapat terlihat dengan dorongan semangat yang

selalu mereka berikan agar kita rajin belajar. Selain itu mereka juga sangat

menaruh harapan kalau suatu hari nanti kitalah yang akan memimpin diri

sendiri, keluarga dan masyarakat luas dalam kehidupan berbangsa. Khusus

untuk lingkungan sebenarnya belum banyak gangguannya dibanding kota-

kota besar seperti di Jawa, karena dunia internet dan dunia permainan

seperti play staysion belum banyak. Kalaupun ada gangguan paling-paling

kebiasaan nonton TV yang berlebihan. Namun dengan perkembangan

26

jaman hal ini harus menjadi perhatian serius oleh para guru. Karena saat

ini perkembangkan dunia teknologi informasi sudah lebih cangih dari

tahun – tahun sebelumnya.

4. Guru Fisika

Guru fisika pada umumnya sudah mampu menjelaskan setiap

materi dengan baik. Tapi mengingat jumlah guru fisika yang sangat

terbatas, kita sering diperlakukan sebagai bejana kosong yang siap di isi.

Bahkan ada beberapa sekolah tidak ada guru fisika sama sekali, sedangkan

fisika sudah mulai diajarkan dari kelas X. Dengan demikian maka guru-

guru yang ada harus mengajar fisika meskipun bukan bidangnya. Dari

pengalaman penulis guru fisika terkadang cenderung lebih mementingkan

terselesaikannya materi sebelum ujian dimulai tanpa mempertimbangkan

dengan seksama apakah siswa sudah mengerti dengan benar atau tidak.

5. Cara Berpikir Siswa

Cara berpikir siswa pada umumnya masih sangat terbatas. Hal ini

dapat terlihat dengan kebingungan-kebingungan dari para siswa saat

ditanya oleh guru. Di sini terlihat sekali kalau siswa kurang siap untuk

belajar dan menerima penjelasan dari guru. Hal ini tidak terlepas dari

kebiasaan belajar siswa yang cenderung menunggu komando dari guru

baru belajar. Kebiasaan seperti inilah yang harus dirubah oleh siswa itu

sendiri dengan didukung oleh semua pihak baik keluarga, lingkungan dan

guru.

27

6. Harapan-harapan

Dengan begitu besarnya harapan masyarakat pada dunia

pendidikan maka penulis merasa tergerak untuk membuat desain

pembelajaran ini. Penulis juga sangat berharap dengan terselesaikannya

skripsi ini, kedepannya karya ini dapat dipergunakan untuk dijadikan

sebagai salah satu pedoman dalam mendesain pembelajaran fisika yang

baik demi mutu pendidikan yang harus semakin berkualitas. Penulis juga

berharap guru fiska bisa lebih kreatif lagi dalam mengajar dan jumlah guru

fisika di suatu sekolah segera ditambah jumlahnya. Hal ini penting karena

dari pengalaman penulis guru cenderung tergesa-gesa dalam mengajar

agar materinya cepat selesai karena satu orang guru tidak hanya

bertanggungjawab pada satu kelas namun lebih dari itu.

C. Teori Konstruktivisme Dalam Belajar

1. Pengertian

Filsafat konstruktivisme adalah filsafat yang mempelajari hakikat

pengetahuan dan bagaimana pengetahuan itu terjadi. Menurut filsafat

konstruktivisme, pengetahuan itu adalah bentukan (konstruksi) kita yang sedang

menekuninya (von Glasersfeld dalam Bettencourt, 1989; Piaget 1971; Mattehws,

1994 dalam Suparno, 2007 :8). Bila yang menekuni siswa, maka penegetahuan itu

adalah bentukan siswa itu sendiri. Maka pengetahuan bukanlah sesuatu yang

sudah jadi, yang ada di luar kita, tetapi sesuatu yang harus kita bentuk sendiri

28

dalam pikiran kita. Jadi, pengetahuan itu selalu merupakan akibat dari suatu

konstruksi kognitif melalui kegiatan berpikir seseorang (Benttencourt, 1989 dalam

Suparno, 2007: 8). Penegetahuan bukanlah suatu yang lepas dari subyek tetapi

merupakan ciptaan manusia yang dikonstruksikan dari pengalaman ataupun dunia

sejauh dialaminya. Proses pembentukan ini berjalan terus menerus dengan setiap

kali mengadakan reorganisasi karena adanya suatu pemahaman yang baru (Piaget,

1971 dalam Suparno, 2007: 8).

Sebagai contoh, pengetahuan siswa tentang hukum Newton II ( F = m.a).

pengetahuan tentang hukum bagi siswa bukanlah sesuatu yang sudah ia ketahui,

tetapi baru diketahui setelah ia mempelajari hukum Newton II secara aktif.

Memang hukum ini sudah lama ditemukan oleh Newton tetapi siswa belumlah

mengetahuinya. Oleh karena itu siswa perlu diarahkah dalam mengkonstruksi

Hukum ini. Hal ini penting dilakukan guru karena meskipun sudah diarahkan guru

saja siswa bisa salah apalagi kalau dibiarkan mengkonstruksi pengetahuan secara

bebas.

Manusia pada umumnya membentuk pengetahuannya pertama-tama

melalui indra yaitu dengan melihat, mendengar, menjamah, mengecap dan

membau terhadap sesuatu. Misalnya pengetahuan siswa tentang burung diperoleh

saat ia melihat burung peliharaan bapaknya, bermain dengan burung, memegang

burung, makan burung dll. Dan sewaktu siswa di SMA pengetahuannya semakin

bertambah karena guru biologi menjelaskan tentang burung yang merupakan salah

satu makluk hidup. Burung bernafas mengunakan paru-paru dan termasuk hewan

berdarah panas. Seiring dengan perkembangan anak, pengetahuannya tentang

29

burung bertambah apalagi kalau anak sudah masuk di perguruan tinggi. Di

perguruan tinggi tentunya pemahaman anak tentang burung akan bertambah

karena mereka sudah bisa berpikir secara abstrak walaupun terkadang

mengunakan indra masih tetap digunakan. Dari sini cukup jelas bahwa anak harus

aktif dalam mempelajari pengetahuan apapun yang dia inginkan dalam hidupnya

untuk dipelajari. Tanpa keaktifan siswa dalam membangun pengetahuan mereka

sendiri mereka tidak akan mengerti.

Oleh karena pengetahuan itu merupakan konstruksi seseorang yang sedang

mengolahnya, maka jelas bahwa pengetahuan itu bukanlah sesuatu yang telah jadi

dan mutlak. Pengetahuan merupakan suatu proses menjadi tahu. Suatu proses

yang terus berkelanjutan menjadi lebih luas, lengkap dan sempurna. Pembentukan

pengetahuan bukanlah sesuatu yang lansung jadi tapi merupakan proses. Misalnya

pengetahuan kita akan listrik, awalnya kita tahu tentang listrik dari melihat

mengunakan listrik sehari-hari yang kita temukan di rumah, lalu di SD mulai di

dalami mengapa terjadi seperti itu, dan selanjutnya di SMP dan SMA semakin

mendalam dan sempurna. Inipun baru lengkap setelah kita berada di perguruan

tinggi mengambil jurusan fisika. Dan meskipun kita sudah diperguruan tinggi

mengambil jurusan fisika kalau kita hanya mengambil S1 (sarjana pendidikan

fisika) penulis kira hal ini belumlah cukup jelas secara sempurna. Di sini kita bisa

mengetahui bahwa yang namanya pengetahuan itu tidak akan ada habisnya.

Apakah dengan demikian pengetahuan itu tidak dapat ditransfer begitu

saja? Ya, secara prinsipial para konstruktivis menolak kemungkinan transfer

pengetahuan dari seseorang kepada yang lain. Tidak ada kemungkinan

30

mentransfer pengetahuan karena setiap orang membangun pengetahuannya sendiri

(von Glasersfeld, 1982 dalam Bettencourt, 1989 dalam Suparno, 2007).

Pengetahuan bukanlah suatu barang yang dapat dipindahkan begitu saja dari guru

ke siswa. Pengetahuan guru fisika tidak dapat begitu saja dipindahkan atau

dituangkan dalam otak siswa. Pengetahuan hanya dapat ditawarkan kepada siswa

untuk dikonstruksi sendiri olehnya. Banyaknya siswa salah menangkap dan

mengerti dari apa yang diajarkan oleh gurunya menunjukkan bahwa pengetahuan

itu harus dikonstruksikan sendiri atau paling sedikit diinterpertasikan oleh siswa

dan tidak begitu saja dapat dipindahkan.

2. Dampak teori konstrutivisme bagi siswa yang belajar

Bagi kaum konstruktivis, belajar adalah proses yang aktif di mana siswa

membangun pengetahuannya sendiri. Siswa mencari sendiri arti sendiri dari yang

mereka pelajari. Dalam proses itu siswa menyesuaikan konsep dan ide-ide baru

yang mereka pelajari dengan kerangka berpikir yang yang telah mereka punyai

(Betterncourt, 1989; Shymansky, 1992; Watts & Pope, 1989 dalam Suparno,

2007: 13). Siswa sangat penting perannya karena mereka sendirilah yang harus

berbuat untuk dirinya sendiri. Mereka sendiri yang membuat penalaran dengan

apa yang dipelajarinya, dengan cara mencari makna, membandingkan dengan apa

yang telah mereka ketahui dengan pengalaman baru. Sangat jelas bahwa tanpa

keaktifan kognitif yang sungguh-sungguh, siswa tidak akan berhasil dalam proses

belajar mereka dalam hal apapun.

Belajar bukanlah suatu kegiatan mengumpulkan fakta, tetapi suatu

perkembangan berpikir dengan membuat kerangka pengertian yang baru. Siswa

31

harus punya pengalaman dengan membuat hipotesa, meramalkan, mengetes

hipotesa, memanipulasi objek, memecahkan persoalan, mencari jawaban,

mengambarkan, meneliti, berdialog, mengadakan refleksi, mengungkapkan

pertanyaan, dan mengekspresikan gagasan. Namun belajar yang sungguh-sungguh

akan terjadi apabila siswa mengadakan refleksi, pemecahan konplik pengertian,

dan selalu memperbaharui tingkat pemikiran yang tidak lengkap (Fosnot, 1989

dalam Suparno, 2007: 13).

Setiap siswa mempunyai cara sendiri-sendiri untuk mengerti pelajaran

fisika. Setiap siwa mempunyai cara yang paling cocok untuk dia bisa memahami

pelajaran fisika karena itu sebagai pendidik guru harus banyak menyediakan

mentode belajar. Dengan demikian siswa dapat mengenal karakteristiknya,

keunggulannya dan kelemahannya dalam mempelajari fisika.

Hal yang hendaknya guru sadari adalah siswa sudah membawa konsep-

konsep fisika sebelum mereka mengikuti pelajaran formal di sekolah. Misalnya

mereka telah membawa konsep gerak, listrik, gaya dan magnet yang mereka

ketahui dalam kehidupannya sehari-hari. Permasalahannya adalah konsep yang

mereka punyai terkadang tidak cocok dengan para ahli fisika. Itulah yang disebut

dengan miskonsepsi. Pengetahuan awal itulah yang perlu dikembangkan dan

diluruskan dalam belajar fisika di sekolah. Mereka juga membawa perbedaan

intelektual, personal, emosional, sosial, kultural saat mereka masuk di kelas. Ini

semua mempengaruhi pemahaman mereka akan konsep-konsep dalam fisika.

Sebagai pengajar latar belakang itu sangat berguna untuk dapat membantu siswa

bisa belajar dengan baik.

32

Oleh karena pengetahuan dibentuk baik secara individual maupun sosial,

maka studi kelompok dapat dikembangkan dalam belajar fisika (Shymansky,

1992; Watt & Pope, 1989 dalam Suparno, 2007: 14). Menurut von Glaserfeld

(1989 dalam Suparno, 2007: 14), dalam studi kelompok siswa yang bekerja

bersama pada suatu persoalan, harus mengungkapkan bagaimana mereka melihat

persoalan itu dan apa yang ingin ia buat dengan persoalan itu. Dengan kata lain

meskipun siswa dalam studi kelompok, namun setiap siswa harus memperlajari

bahan yang akan didiskusikan agar mereka bisa saling mengungkapkan gagasan

yang mereka punyai. Dan setiap gagasan yang terungkap apabila salah segera

dibenarkan. Bagi beberapa siswa belajar kelompok sangat menarik apalagi bagi

mereka yang punya intelegensi interpersonal, yaitu kemampuan untuk mengerti

dan menjadi peka terhadap perasaan, intensi, motivasi, watak, temperamen orang

lain. Kepekaan akan ekspresi wajah, suara, isyarat dari orang lain juga termasuk

dalam inteligensi ini (Suparno 2004: 39).

Menurut Driver dkk (1994) dalam Suparno (2007: 14), konstruktivisme

sosial menekankan bahwa belajar menyangkut dimasukkannya seseorang dalam

suatu dunia simbolik dan budaya orang-orang terdidik yang terkait dengan bidang

yang dipelajari. Maka untuk membantu belajar siswa, mereka perlu dimasukkan

dalam situasi yang bergulat dan mengembangkan pengetahuan fisika seperti

musium fisika, laboratorium fisika, permainan-permainan yang menggunakan

prinsip fisika. Mereka juga perlu ditemukan atau dialog dengan para ahli fisika,

para penemu fisika yang dapat dijumpai di daerah mereka. Dengan berkomunikasi

33

dan mendengar lansung dari para ahli itu mereka diharapkan lebih tertantang

untuk menekuni fisika.

3. Dampak teori konstruktivisme bagi guru fisika

Kaum konstruktivisme beranggapan bahwa mengajar bukan memindahkan

pengetahuan dari otak guru ke siswa. Kaum ini mengatakan bahwa mengajar

adalah lebih merupakan kegiatan yang membantu siswa sendiri membangun

pengetahuannya. Maka peran guru fisika zaman ini seharusnya adalah hanya

sebagai mediator dan fasilitator, tidak lagi mentransfer pengetahuan yang ia

miliki ke siswanya. Jadi dengan kata lain tugas guru hanya sebagai pembantu

siswa dalam proses mengkonstruksi pengetahuannya sendiri demi hasil yang lebih

baik.

Tugas guru sebagai mediator dan fasilitator (Suparno, 2007: 15) adalah

sebagai berikut:

a. Menyediakan pengalaman belajar yang memungkinkan siswa ambil

tanggungjawab dalam membuat perencanaan belajar, melakukan proses

belajar dan membuat penelitian. Dengan kata lain guru hanya sebagai

penyedia berbagai hal yang di luar jangkauan siswa misalnya dengan

mengajarkan cara belajar fisika yang baik itu adalah dengan perbanyak

latihan.

b. Menyediakan atau memberikan kegiatan-kegiatan yang meransang

keingintahuan siswa dan membantu mereka untuk mengekspresikan

gagasan-gagasannya dan mengkomunikansikan ide ilmiahnya (Watt &

34

Pope, 1989 dalam Suparno, 2007:15). Hal ini dapat dilakukan dengan

mengajak siswa berpergian kesuatu tempat yang dapat dijangkau dengan

tidak mengorbankan pelajaran yang lainnya. Misalnya siswa diminta naik

perahu bersama untuk menyeberangi sungai Kapuas. Kemudian guru

lansung bisa mengkaitkan kegiatan ini dengan topik pelajaran fisika

tentang vektor.

c. Menyediakan sarana yang meransang siswa berpikir secara produktif.

Menyediakan kesempatan dan pengalaman yang paling mendukung belajar

siswa. Guru dapat memotivasi siswa untuk belajar fisika karena fisika

sebenarnya merupakan salah satu ilmu alam semesta ini yang sangat dekat

dengan siswa. Guru perlu menyediakan pengalaman konflik (Tobin,

Tippins & Gallard, 1994 dalam Suparno 2007: 15). Pengalaman konflik

yang bisa guru sediakan misalnya dengan bertanya kepada siswa mengapa

sinar matahari seakan-akan tidak pernah berakhir?

d. Memonitor, mengevaluasi dan menunjukkan apakah pemikiran siswa itu

jalan atau tidak. Hal ini perlu dilakukan untuk melihat sejauh mana

perkembangan belajar siswa. Dengan demikian guru dapat melihat

kelemahan dan kelebihan yang telah dimiliki oleh siswa, sehingga segera

melakukan perbaikan untuk mengatasi kelemahan siswa dan terus

meningkatakan kelebihan yang telah dimiliki siswa.

Secara ringkas pendekatan mengajar yang konstruktivis dapat

diungkapkan dalam sikap dan praktik berikut (Suparno, 2000 dalam Suparno

2007:17).

35

Sebelum guru mengajar

a. Guru mempersiapkan bahan yang mau diajarkan dengan saksama. Dengan

mempelajari isi bahan secara mendalam dan juga latar belakang historis

dan beberapa teknologi terkait. Hal ini sangat penting untuk dilakukan

karena tanpa ini kita sebagai guru pasti tidak bisa berbuat banyak saat kita

berhadapan dengan siswa.

b. Guru mempersiapakan alat-alat peraga/praktikum yang akan digunakan

agar pembelajaran lancar. Untuk guru yang berada di daerah kita harus

belajar lebih kreatif untuk merancang alat sederhana dalam menjelaskan

topik yang memang butuh alat. Namun hal yang mesti diingat alat itu

harus masuk akal atau realistis.

c. Guru mempersiapkan pertanyaan dan arahan untuk meransang siswa aktif

belajar. Persoalan konkrit sehari-hari dapat digunakan untuk meransang

siswa berpikir. Misalnya bertanya kepada siswa saat siswa pergi kesekolah

naik apa? Coba kalian (bagian yang pakai motor/bagi yang tidak naik

angkot coba kalian lihat jarum spidometer mobil yang kamu tumpang

berapa) amati berapa kecepatan rata-rata motor yang kamu kendarai

hingga kamu sampai di sekolah?

d. Guru perlu mempelajari pengetahuan awal siswa. Lewat pengetahuan awal

ini dia bisa membantu siswa mengembangkan pengertiannya. Hal ini dapat

dilakukan dengan bertanya hal-hal dasar kepada siswa contohnya apakah

definisi gaya itu dan bagaimana persamaanya? Dari jawaban ini guru dapat

36

mengetahuan sedikit kelemahan dan kelebihan siswannya sehingga guru

dapat menyesuaikan pengejaran fisika dengan metode yang paling cocok

untuk dipilih.

Selama proses pembelajaran

a. Siswa dibantu aktif belajar, menekuni bahan. Hal ini dapat dilakukan

dengan memberikan pertanyaan di awal pelajaran. Kemudian siswa diberi

waktu beberapa menit untuk memikirkan jawaban dari pertanyaan guru

tersebut.

b. Siswa dipacu bertanya. Misalnya guru berkata ‘‘apakah siswa sudah

mengerti dengan penjelasan bapak atau ibu’’ kalau belum mengerti

silahkan bertanya.

c. Siswa diberi kesempatan untuk mengungkapkan pikirannya sehingga guru

mengerti apakah gagasan mereka itu tepat atau tidak. Saat siswa

mengungkapkan gagasannya guru hendaknya tidak lansung memberikan

tanggapan yang berlebihan apabila gagasan siswa kurang benar. Siswa

perlu diberi kesempatan beberapa menit untuk mengkonstruksi sendiri

pengetahuan yang mereka dapat. Biarkan mereka memahami pelajaran

dengan caranya sendiri.

d. Guru perlu mengadakan evaluasi yang terus-menerus dan menyertakan

proses belajar dalam evaluasi itu. Evalusi ini penting dilakukan karena

sebagai tolak ukur keberhasilan guru mengajar pada hari bersangkutan. Ini

dapat dilakukan dengan memberikan beberapa pertanyaan lisan atau

37

tertulis setelah pelajaran selesai. Misalnya apakah yang kalian ketahui

tentang gerak lurus beraturan?(Suparno, 2007: 18).

Sesudah proses pembelajaran

a. Guru perlu memberikan pekerjaan rumah, mengumpulkannya serta

mengoreksinya. Tanpa koreksi PR tidak banyak gunanya, karena siswa

yang keliru tetap keliru bila tidak ditunjukkan dimana dia keliru.

b. Guru memberikan tugas lain untuk pendalaman materi. Misalnya dengan

menugaskan siswa untuk mencari tahu di lingkungan mereka yang ada

kaitannya dengan pelajaran hari ini.

c. Tes yang membuat siswa berpikir, bukan hafalan perlu dikembangkan

guru. Misalnya menugaskan siwa untuk menganalisis kejadian disekitar

lingkungan mereka sesuai dengan pemahaman yang mereka punyai.

Sikap yang perlu dipunyai guru

a. Siswa dianggap bukan tabularasa, tetapi sebagai subyek yang sudah tahu

sesuatu.

b. Bila ditanya dan tidak dapat menjawab, guru tidak perlu marah dan

mencerca mereka. Lebih baik mengakuinya dan mencoba mencari

bersama. Perlu diingat oleh semua pengajar bahwa pada umumnya

manusia tidak suka dikritik ataupun disalahkan apalagi kalau dicerca.

c. Guru mengerti konteks bahan yang mau diajarkan sehingga dapat

menjelaskan secara kontekstual. Hal ini penting dilakukan karena

pengajaran yang mau diterapkan berdasarkan pada KTSP, di mana guru

38

diberi keleluasaan dalam menentukan proses belajar mengajar yang mau

dipakai.

d. Dalam belajar yang terpenting bukan bahan selesai, tetapi siswa belajar

untuk belajar sendiri. Siswa perlu mengkonstruksi sendiri pengetahuannya

agar mereka mempunyai pengalaman untuk belajar ketahap yang lebih

mendalam lagi atau untuk melatih mereka dalam berpikir.

e. Guru memberi ruang untuk boleh salah bagi siswanya. Siswa masih dalam

proses belajar, maka mereka boleh membuat kesalahan. Dari kesalahan itu

mereka mereka dapat dibantu berkembang (Suparno, 2007: 19). Misalnya

saat guru mengajukan pertanyaan guru langsung berkata ‘‘siswa-siswiku

kalian jangan takut salah, jadi jawab saja pertanyaan saya sesuai dengan

apa yang kalian ketahui’’. Hal semacam ini penting dilakukan karena

berdasarkan pengalaman penulis saat guru bertanya kita bukannya tidak

mau menjawab tapi takut dimarah atau jawaban kita belum selesai guru

sudah langsung memotong perkataan kita.

39

D. Teori Berpikir Kritis

1. Pengertian

John J. Patrick (1986) merangkum beberapa pengertian berpikir kritis

menurut Richard Paul, Barry Beyer, Stepahan Norris, dan Robert H. Ennis.

Paul mendefiniskan berpikir kritis sebagai kemampuan membuat kesimpulan

berdasarkan pada observasi dan informasi. Beyer menggambarkan berpikir

kritis sebagai kegiatan menilai keaslian, keakuratan, dan nilai sebuah klaim,

kepercayaan, dan argumen, atau singkatnya di katakan bahwa berpikir kritis

adalah tindakan membuat penilaian yang masuk akal. Norris menyatakan

bahwa berpikir kritis adalah penerapan seluruh pengetahuan siap dan perasaan

untuk mengevaluasi pikiran sendiri, khususnya untuk mengubah perilaku.

Ennis mendefinisikan berpikir kritis adalah berpikir reflektif dan rasional yang

difokuskan pada upaya memutuskan apa yang mesti dipercaya dan dikerjakan.

Dengan merangkum definisi dari beberapa ahli di atas, dapat ditarik

kesimpulan bahwa kemampuan berpikir kritis adalah kemampuan membuat

kesimpulan dan menilai keaslian serta kebenaran sesuatu dengan berdasarkan

pada pengetahuan yang telah dimiliki. (Mulyanto, 2009 : 3-4).

2. Aspek-aspek Esensial dalam Berpikir Kritis

Beyer (dalam Walker,1997) menggabungkan aspek-aspek esensial dalam

berpikir kritis sebagai berikut:

• Dari sisi watak, pemikir kritis mesti skeptis, berpikiran terbuka,

adil/jujur, menghormati penalaran yang berdasarkan bukti, respek

40

terhadap kejelasan dan kepersisan, mau melihat dari berbagai sudut

pandang yang berbeda, dan konsekuen dengan hasil berpikirnya.

Misalnya saat guru fisika menulis rumus di papan tulis siswa

semestinya punya pemikiran yang skeptis agar siswa terdorong ingin

mencari tahu bagaimana rumus fisika dapat ditulis demikian?

• Dari sisi kriteria, mesti ada kejelasan kriteria yang dipakai, relevan;

akurat faktanya, didasarkan pada sumber yang kredibel, tepat, tanpa

bias; logika yang digunakan konsisten, bebas dari kesalahan nalar, dan

didasari oleh peneralan yang kuat. Dalam fisika hal semacam ini sangat

sering muncul pada pokok bahasan khususnya fisika zat padat. Siswa di

ajar untuk mengunakan logika dalam memahami rumus fisika yang

komplek. Misalnya rumus-rumus pada E = m c2

• Dari sisi argumen, argumen yang digunakan mesti pernyataan atau

preposisi yang didukung oleh bukti, yang di dalamnya ada proses

identifikasi, evaluasi, dan perancangan argumen. Misalnya siswa diajak

menganalisi suatu kasus fisika dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya

diminta menganalisi gaya gesek saat siswa berjalan di aspal.

• Dari sisi penalaran, dibutuhkan kemampuan menyimpulkan dari banyak

premis, termasuk menilai hubungan logis antara pernyataan dengan

data. Hal ini dapat dilakukan dengan mengajak siswa untuk mencari

hubungan grafik pada gerak lurus beraturan dengan kecepatan konstan.

• Dari sisi sudut pandang, dalam memperoleh pemahaman, pemikir kritis

mesti melihat fenomena dari beberapa sudut pandang yang berbeda.

41

Misalnya dalam fisika sehari-hari, siswa bertanya kenapa setiap orang

yang ingin menyeberang ke seberang sungai Kapuas mesti ke hulu?

3. Strategi Pembelajaran Berpikir Kritis

Teaching Resource Center Universitas Tennessee di Chattanooga

(Walker,1997) menawarkan ada delapan strategi yang berpotensi dapat

meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa. Berikut ini merupakan

gambaran kedelapan strategi tersebut:

• CATS (Classroom Assessment Techniques), Strategi ini menekankan

perlunya sistem penilaian untuk memonitor dan memfasilitasi berpikir

kritis siswa. Caranya adalah dengan memberikan tugas menulis singkat

kepada siswa yang isinya merespons pertanyaan sebagai berikut :

Adakah sesuatu yang penting saat siswa belajar fisika hari ini ? Pada

materi yang telah disampaikan bagian manakah yang menggugah

pikiran siswa? Hal lainnya adalah dengan memberikan siswa soal quis.

• CLS (Cooperative Learning Strategies). Strategi ini menekankan pada

pengaturan siswa agar berlajar bekerja sama dalam kelompok. Dalam

kelompok-kelompok itu siswa mendapat kesempatan untuk aktif dan

mendapat respons langsung dengan frekuensi tinggi dari siswa lain.

Misalnya dengan memberi siswa tugas mengukur panjang lebar meja

belajar siswa.

• Metode Diskusi dan Studi Kasus. Strategi ini ditandai dengan

mengajukan kasus atau cerita yang disampaikan guru tanpa kesimpulan

42

atau jalan keluar. Siswa ditantang untuk mencari kesimpulan dan akhir

cerita melalui diskusi dengan teman-temannya. Misalnya mengapa

kedua benda saat dijatuhkan dari ketinggian yang sama memiliki waktu

jatuh yang sama pula?

• Penggunaan pertanyaan. Strategi ini ditandai dengan adanya

pertanyaan-pertanyaan yang disusun baik oleh siswa perkelompok

maupun pribadi. Pertanyaan yang telah mereka buat saling mereka

tanyakan kepada siswa atau kelompok lain. Hal ini bisa diterapkan

kalau siswa sudah paham materi yang telah diajarkan agar pertanyaan

siswa tidak mengambang. Guru mengajukan pertanyaan pancingan

misalnya, benarkah grafik kecepatan tetap terhadap waktu lurus

sepanjang sumbu x positif jika di gambar pada salib sumbu kartesius?

• Conference Style Learning. Strategi ini berisi kegiatan semisal

konferensi. Siswa diberi bahan yang harus mereka pahami kemudian

mempresentasikannya di depan kelas. Tanya jawab dilangsungkan

setelah presentasi tersebut. Sesekali siswa di minta mencatat suatu

materi pelajaran fisika dari sumber yang telah guru persiapkan

misalnya, rangkumlah pokok materi besaran dan satuan dari buku

panduan.

• Pemberian tugas menulis. Strategi ini didasari pemikiran bahwa

menulis adalah dasar pengembangan keterampilan berpikir kritis.

Dengan penugasan menulis, guru dapat menggugah penalaran dialektik

siswa ketika membuat argumen dari beberapa segi tentang suatu isu.

43

Misalnya dengan menugaskan siswa mencatat dari internet tentang

kejadian yang baru semisal gerhana matahari.

• Dialog. Strategi ini dikemukakan oleh Robertson dan Rane Szostak

(1996) dalam dua bentuk yaitu dialog bahan tertulis dan dialog spontan.

Pada dialog bahan tertulis, tiap siswa harus mengidentifikasi perbedaan

sudut pandang dari setiap partisipan. Dari dialog tersebut mereka dilatih

menemukan bias, penggunaan bukti, dan alternatif penafsiran. Hal ini

bisa dilakukan dengan eksperimen di kelas.

• Ambigu. Strategi ini dikemukan Strohm dan Baukus yang ditandai

penciptaan situasi ambigu di dalam kelas. Siswa tidak diberi materi

yang tuntas. Ketidaktuntasan materi mengakibatkan konflik informasi

yang menuntut siswa mencari jalan keluarnya. Dalam pelajaran fisika

misalnya dengan menyisakan rumus-rumus tertentu untuk siswa

selesaikan.

E. Metode Mengajar Guru

Berdasarkan pengalaman yang penulis dapatkan selama menempuh

pendidikan di Kalimantan Barat khususnya di Kabupaten Sintang, model

pengajaran yang sering digunakan guru adalah model ceramah klasik. Model

ceramah klasik yaitu model ceramah di mana guru sendiri menerangkan

dengan kata-kata, menjelaskan prinsip atau bahan fisika kepada siswa

(Suparno, 2007: 160). Biasanya siswa hanya menjadi pendengar atau guru

mengajar namun siswa pasif. Guru lebih banyak mengunakan model ceramah

44

klasik tidak sepenuhnya salah karena kondisi sekolah di daerah cukup

memprihatikan fasilitasnya bahkan terkadang siswa hanya disuruh meringkas

materi secara mandiri tanpa penjelasan lebih lanjut. Selain itu, Guru di daerah

sangat terbatas jumlahnya sehingga metode ceramahlah yang sering digunakan

untuk mengajar. Model ceramah tidak sepenuhnya tidak baik dalam mengajar

fisika, yang terpenting model ceramah harus digabung dengan model yang

lainya seperti model ceramah siswa aktif supaya siswa tidak pasif. Hal ini

dapat dilakukan dengan cara Misalnya guru sesering mungkin bertanya kepada

siswa tentang materi yang dia sedang jelaskan untuk dijawab oleh siswa

(Suparno, 2007:160).

Dari pengalaman tesebut, maka penulis akan berusaha menggabungkan

beberapa metode mengajar fisika di Kabupaten Sintang yaitu metode

demontrasi, model diskusi kelompok dan ceramah siswa aktif.

1. Metode Ekperimen atau Laboratorium

Secara umum metode eksperimen adalah metode mengajar yang mengajak

siswa untuk melakukan percobaan sebagai pembuktian, pengecekan bahwa

teori yang sudah dibicarakan itu memang benar. Jadi lebih untuk mengecek

supaya siswa semakin yakin dan jelas akan teorinya. Metode ini sering

disebut metode laboratorium (praktikum) karena percobaan biasanya

dilakukan di laboratorium. Biasanya metode ekperimen bukan untuk

menemukan teori, tetapi lebih untuk menguji teori atau hukum yang sudah

ditemukan oleh para ahli. Namun dalam praktek guru dapat pula melakukan

45

ekperimen untuk menemukan teorinya atau hukumnya. Intinya guru anggap

saja teori atau hukum itu belum ditemukan, dan siswa diminta untuk

menemukannya. Tentu guru sudah tahu teori atau hukum sebelumnya dan

bagi guru arah eksperimen jelas! Dengan metode ini siswa dapat merasa

bangga dan yakin karena seakan-akan menemukan sendiri.

Metode eksperimen dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu

eksperimen yang terencana atau terbimbing dan eksperimen bebas. Dalam

banyak pembelajaran fisika di SMA kebanyakan eksperimen dipilih yang

terbimbing atau terencana. Alasan utamanya dengan model eksperimen

terbimbing hasilnya akan cepat selesai dan lebih teratur dan terarah,

sehingga siswa tidak mudah bingung. Terlebih siswa-siswa di daerah

terpencil seperti di Kabupaten Sintang, kalau metode ini dipakai maka

harus mengunakan ekeperimen terbimbing. Dalam eksperimen hal yang

semestinya diketahui guru adalah seluruh jalan percobaan sudah dirancang

oleh guru sebelum percobaan dilakukan oleh siswa. Langkah – langkah

yang harus dibuat siswa, peralatan yang harus digunakan, apa yang harus

diamati dan diukur semuanya sudah ditentukan sejak awal. Lain halnya

dengan eksperimen bebas, pada eksperimen bebas guru tidak memberikan

petunjuk pelaksanaan percobaan secara rinci. Dengan kata lain siswa harus

banyak berpikir maka eksperimen bebas ini kurang efektif kalau memang

mau diterapkan pada anak SMA.

46

2. Metode Demonstrasi

a. Pengertian

Demonstrasi berasal dari kata demonstration yang artinya

pertunjukkan. Model pembelajaran dengan mengunakan metode

demonstrasi diartikan sebagai model mengajar dengan pendekatan

visual supaya siswa dapat mengamati proses, informasi, peristiwa, alat

dalam pelajaran fisika. Tujuannya sangat jelas agar siswa lebih

memahami bahan yang diajarkan lewat suatu kenyataan yang dapat

diamati sehingga mudah dimengerti. Model demonstrasi dapat

menolong siswa untuk mengamati sesuatu yang nyata dan bagaimana

cara bekerjanya proses tersebut.

Model demonstrasi ini dapat bersifat konstruktivis bila dalam

demonstrasi guru tidak hanya menunjukkan proses atau alatnya, tetapi

disertai banyak pertanyaan yang mengajak siswa berpikir dan

menjawab persoalan yang diajukan. Maka demonstrasi yang baik

selalu diawali oleh pertanyaan-pertanyaan dari guru, sehingga siswa

berpikir dan membuat hipotesis ataupun ide awal. Setelah itu baru guru

menunjukkan demontrasinya dan siswa dapat mengamati apakah yang

mereka pikirkan dan jawabkan itu sama dengan yang mereka amati.

Selama proses demonstrasi berlangsung baik diawal ataupun diakhir

demonstrasi guru tetap boleh terus bertanya kepada siswa dengan

pertanyaan yang terus berkesinambungan itu, siswa diharapkan dapat

terbantu untuk mengembangkan gagasannya dan aktif berpikir.

47

Dengan demikian, siswa bukan hanya melihat, tetapi aktif memikirkan,

mengolah proses itu dalam pikirannya, dan mengambil kesimpulan.

Hal ini penting dilakukan agar siswa tidak pasif dan pembelajaran

yang konstruktivis dapat terwujud.

b. Bagaimana merencanakan demonstrasi yang baik

Agar demonstrasi sungguh berjalan dengan baik sesuai dengan

yang direncanakan dan sungguh dapat membantu siswa mengerti,

perlulah guru mempersiapkan apa yang mau didemonstrasikan,

peralatannya dan juga kesiapan penyajiannya. Hal-hal yang dapat guru

persiapkan antara lain:

• Guru mengidentifikasi prinsip atau konsep fisika yang mau

diajarkan. Kemudian membuat design demonstrasi macam apa

yang mau digunakan untuk menjelaskan prinsip atau konsep fisika

yang mau diajarkan.

• Bila prinsip yang mau dijelaskan panjang, sebaiknya dipotong

menjadi lebih pendek dan kecil sehingga mudah dijelaskan. Namun

terkadang demonstrasi perlu perbagian makanya guru harus pandai

membaca situasi.

• Rencanakan agar siswa sungguh terlibat dalam proses demonstrasi,

misalnya siswa diminta maju ke depan kelas untuk melakukan

pengukuran sendiri.

48

• Rencanakan peralatan yang digunakan secara teliti. Bila kelas kita

luas, maka peralatan demonstrasi dipilih yang lebih besar sehingga

nampak dari belakang.

• Cobalah peralatan demonstrasi itu sebelum pelajaran dimulai,

sehingga guru siap dan tidak grogi dalam pelajaran sesungguhnya

karena alat tidak berfungsi dengan baik.

• Persiapkan pertanyaan bagi siswa agar lebih terarah.

• Demonstrasi sebaiknya tidak lamban sehingga dapat membuat

siswa bosan; juga tidak terlalu cepat sehingga siswa tidak mengerti

apa-apa. Yang terpenting guru mengerti situasi siswa.

c. Hal yang perlu diperhatikan selama demonstrasi berlansung

Trowbridge & Bybee (1996) dalam Suparno (2007: 144) secara rinci

menekankan apa yang perlu diperhatikan selama guru melakukan

demonstrasi, yaitu:

• Sebaiknya siswa yang duduk di kursi bagian belakang diminta maju ke

depan agar demonstrasi dapat mereka lihat dengan jelas.

• Bicaralah yang keras agar siswa dapat mendengar apa yang guru

katakan.

• Libatkan siswa dalam proses, misalnya ikut mengamati, mengukur,

mencatat hasil dan lain-lain.

• Mulailah dengan pertanyaan awal, suruh siswa membuat hipotesis,

baru mulai ditunjukkan demonstrasi.

49

• Jelaskan apa yang guru lakukan, tujuannya dan prosesnya.

• Bila guru bertanya kepada siswa, beri waktu mereka untuk berpikir

terlebih dahulu.

• Gunakan papan tulis untuk menulis tujuan dari demo ini sehingga

siswa menjadi jelas dan lebih terfokus.

• Dalam mengambil kesimpulan, biarkan siswa menyimpulkan lebih

dulu.

• Kadang demonstrasi perlu diulang beberapa kali agar jelas bagi siswa.

• Dalam pelaksanaan demonstrasi perlu step by step, jangan loncat-

loncat sehingga siswa dapat menangkap apa yang guru

demonstrasikan.

d. Beberapa model demonstrasi

Berdasarkan siapa yang aktif melakukan demonstrasi, apakah guru atau

siswa, dapatlah dikelompokkan beberapa model demonstrasi, yaitu:

• Guru yang berdemonstrasi dan siswa sebagai pengamat. Di sini siswa

kurang berpartisipasi.

• Demonstrasi dilakukan bersama oleh guru dan siswa. Misalnya siswa

ikut mengukur, mengamati, mengumpulkan data, menjawab,

menunjukkan alatnya dan lain sebagainya.

• Dilakukan oleh sekelompok siswa, yaitu mereka yang telah ditunjuk

sebelumnya sehingga mereka dapat mempersiapkan diri dengan baik.

50

• Dilakukan oleh siswa secara pribadi, yaitu siswa yang telah ditunjuk

dan siswa yang menawarkan diri namun guru harus membimbing

sebelumnya agar kesalahan tidak mencolok saat presentasi dapat

diminimalisir.

• Dilakukan oleh tamu undangan yang telah ditunjuk sebelumnya untuk

mendemonstrasikan peralatan yang berhubungan dengan topik yang

sedang dipelajari.

e. Kelebihan metode demonstrasi

Banyak guru suka menggunakan metode ini untuk mengajar fisika karena

mereka beranggapan bahwa metode ini:

• Murah karena peralatan yang disediakan sedikit, sedangkan dalam

praktikum biayanya lebih mahal karena peralatannya banyak. Untuk

sekolah-sekolah yang ada di daerah khususnya di Kabupaten Sintang

maka metode ini cukup baik untuk diterapkan.

• Sekolah di daerah sangat terbatas peralatannya sehingga praktikum

sepertinya sulit untuk dilakukan. Selain itu peralatan untuk praktikum

belum tentu ada dijual di pasaran tedekat.

• Dalam pelaksanaan demontrasi waktunya cukup singkat dibandingkan

dengan praktikum karena demonstrasi biasanya guru sendiri yang

melakukannya.

51

• Keamanan alat untuk demonstrasi cukup terjamin walaupun

demonstrasinya harus menggunakan peralatan yang mudah pecah

karena yang melakukan guru sendiri.

• Guru tetap dapat memberikan pertanyaan rangsangan kepada siswa

untuk berpikir kristis.

f. Kelemahan metode demonstrasi dan cara mengatasinya

Beberapa kelemahan metode demonstrasi (Sund, 1973:168):

• Demonstrasi tidak selamanya berhasil atau sukses meskipun sudah diuji

sebelumnya. Dengan kata lain kemungkinan gagalnya cukup besar.

Dengan demikian sebaiknya guru yang melakukan demonstrasi.

• Tidak semua topik dalam mata pelajaran fisika dapat diajarkan ke siswa

dengan metode demonstrasi.

• Tidak semua guru mau repot karena demonstrasi perlu kreativitas yang

tinggi.

• Jika merangkai alat dan membaca skalanya bisa salah.

• Demonstrasi perlu skill dan ketelitian yang cukup memadai

Dari hal yang telah disebutkan di atas maka terlihat jelas bahwa

faktor guru sangat menentukan berjalan atau tidaknya demonstrasi. Namum

demikian sebaiknya demonstrasi dilakukan oleh guru dan siswa agar siswa

tidak hanya jadi penonton, minimal libatkan mereka untuk mencatat data

ataupun mengamati dengan seksama agar mereka mengerti dan bisa

menarik kesimpulan.

52

3. Model Diskusi Kelompok

Model diskusi adalah model pembelajaran dengan pembicaan

kelompok yang bersifat edukatif, reflektif, terstruktur dengan dan bersama

siswa lain (Kindvatter dan teman-teman, 1990: 278 dalam Suparno, 2007:

129) intinya adalah pembicaraan, di antara siswa dengan siswa

mengadakan pembicaraan, saling tukar gagasan dan ide dengan yang lain;

bahkan dapat juga saling bertukar perasaan.

Diskusi adalah pembicaraan yang bersifat edukatif, artinya demi tujuan

tertentu sesuai dengan arah yang ingin dicapai. Maka biasanya ada

persoalan yang akan dibicarakan bersama atau yang ingin dipecahkan

bersama.

Berpikir reflektif artinya agar siswa berpikir kritis dan kreatif dalam

pembicaraan tentang persoalan yang ada. Jadi bukan hanya asal bicara,

tetapi kritis dalam menanggapi persoalan yang sedang didiskusikan. Maka

akan keluar gagasan yang lebih mendalam dan rasional.

Terstruktur artinya jalannya diskusi itu diatur, diarahkan oleh seorang

pemimpin dalam hal ini adalah guru sendiri. Jadi bukan hanya asal

ngomong, tetapi diarahkan ke hasil yang ingin dicapai. Makanya harus ada

notulen dalam diskusi. Dalam grup yaitu dalam kelompok siswa, dalam

kebersamaan dengan teman .

Diskusi dengan siswa-siswa lain adalah cara yang baik untuk

mengungkapkan pengetahuan siswa (Farmer, 1985 dalam Suparno, 2007:

129). Diskusi dengan teman lain tentang konsep yang baru saja dipelajari

53

akan membuat mereka tertantang mengerti lebih dalam. Mereka saling

mengungkapkan konsep dan gagasan mereka masing-masing,

mendengarkan gagasan teman lain, memperdebatkannya secara

argumentatif rasional gagasan mereka yang berbeda. Dari perdebatan itu,

mereka yang mempunyai gagsan tidak benar, dapat memperbaiki

gagasannya dengan mengambil gagasan teman lain yang benar. Sedangkan

kalau gagasan mereka benar, mereka menjadi lebih yakin akan kebenaran

gagasan itu.

Yang diperlukan dalam diskusi kelompok adalah bahwa mereka dipacu

untuk terlibat aktif dalam diskusi. Siswa perlu dibiasakan

mengekspresikan apa yang mereka pikirkan. Agar mereka semua ikut

aktif, jumlah anggota kelompok perlu dibatasi misalnya maksimal lima

orang dalam satu kelompok. Bila jumlahnya terlalu banyak kemungkin

siswa lain akan pasif sangat besar, makanya harus dibuat demikian.

Diskusi sebaiknya banyak digunakan oleh para guru karena hal ini

dapat memacu siswa yang mempunyai inteligensi interpersonal tinggi

dapat tersalurkan dengan benar. Selain dari itu, diskusi dapat mengajarkan

kepada siswa tentang berdemokrasi yang benar dan ini sangat berguna

untuk hidupnya di masyarakat. Karena dalam diskusi siswa diajarkan

saling menghargai dan belajar untuk saling mendengarkan pendapat orang

lain demi hasil yang lebih baik.

54

a. Manfaat diskusi kelompok

Gall dan Gall (1990, dalam Kinsvatter dkk, hal 238, dalam Suparno,

2007: 130) berpendapat bahwa diskusi sangat berguna dan efektif

dalam pembelajaran, termasuk pembelajaran fisika antara lain:

• Siswa dapat menguasai bahan fisika yang diajarkan guru bukan

hanya sekedar hafalan.

• Siswa dapat memecahkan berbagai persoalan fisika secara

bersama.

• Perkembangan moral siswa. Dengan diskusi, siswa dilatih

mengembangkan nilai moral seperti saling menghargai nilai orang

lain, gagasan orang lain, saling bekerjasama dan terbuka.

• Dapat mengubah tingkah laku siswa, yaitu mereka bisa jadi lebih

sopan, lebih menghargai teman, ngomong secara benar dan

rasional.

• Dapat menambah keterampilan komunikasi siswa, karena dalam

diskusi masing-masing siswa mempunyai kesempatan yang sama

untuk mengeluarkan ide mereka.

b. Kerugian diskusi kelompok

Sebaik apapun suatu metode pembelajaran tetap ada kerugiannya.

Metode diskusi kelompok juga mempunyai beberapa kerugian atau

kelemahan antara lain:

55

• Fakta di lapangan menunjukkan bahwa tidak semua siswa dalam

diskusi berani mengeluarkan idenya. Makanya guru harus tetap

mengontrol jalannya diskusi.

• Biasanya dalam diskusi kelompok siswa bukannya mengerjakan

persoalan yang mereka harus selesaikan tapi ngomong masalah

yang lainnya.

• Diskusi kelompok memakan banyak waktu karena dalam diskusi

kelompok siswa biasanya suka menunda-nunda untuk

menyelesaikan diskusinya.

• Guru kesulitan dalam penilaian karena guru tidak mengetahui

kemampuan siswa secara personal.

Untuk mengatasi berbagai kelemahan diskusi di atas maka guru

sebagai peminpin tertinggi dalam diskusi kelompok harus pandai

membaca situasi dan kondisi. Hal terpenting yang harus dibuat guru

untuk mengendalikan situasi dan kondisi diskusi kelompok adalah

dengan ngomong di awal sebelum diskusi’’ saya akan memberikan nilai

tambahan kepada siswa dan kelompok yang berdiskusi secara

maksimal, dan saya juga tidak segan untuk menegur siswa sekalian

kalau memang itu perlu saya lakukan kepada siswa ’’. Hal ini perlu

dilakukan karena dalam keadaan sadar atau tidak sadar bahwa di dalam

otak primitif manusia hanya mengenal dua kebutuhan mendasar yaitu

menghindari sengsara dan mencari nikmat.

56

4. Metode Ceramah Siswa Aktif

a. Pengertian

Model ceramah adalah model pembelajaran di mana guru sendiri

menerangkan dengan kata-kata, mejelaskan prinsip atau bahan fisika

kepada siswa. Biasanya siswa hanya mendengarkan apa yang

diceramahkan guru. Terkadang guru sambil ceramah menjelaskan dengan

menulis di papan tulis, sehingga dapat lebih pelan-pelan menerangkan

prinsip fisika kepada siswa.

Dengan model ceramah siswa aktif, guru bukan ceramah seperti di atas

saja, tetapi di antara ceramah atau penjelasannya, guru sering bertanya

kepada siswa dan siswa diminta sebentar berpikir atau menjawab

pertanyaan itu. Kadang guru bisa mengajak siswa berdiskusi di dalamnya

sebentar, atau siswa diminta mengerjakan persoalan yang terkait. Dengan

demikian maka siswa tidak melulu mendengarkan saja, tetapi juga aktif

mengolah bahan lewat menjawab pertanyaan, diskusi, dan mengerjakan

persoalan yang ditawarkan guru. Pada umumnya metode ceramah harus

digabungan dengan metode mengajar yang lainnya, supaya siswa mau

aktif belajar dan berpikir membangun pengetahuannya. Dengan demikian

model ini masih dapat dikatakan konstruktivis.

b. Unsur-unsur ceramah siswa aktif

• Ceramah, guru menjelaskan suatu materi pelajaran.

• Diselingi pertanyaan, diskusi, mengerjakan soal.

57

• Agar ceramah menarik perlu digunakan media lain seperti power

point bagi sekolah yang fasilitasnya memenuhi. Namun untuk

sekolah di daerah guru harus cari media lain yaitu back to nature.

Semua ini tentunya harus dilakukan sesuai dengan konteks materi

yang diajarkan pada saat itu.

c. Keuntungan metode ceramah siswa aktif

• Waktu mengajar lebih efektif

• Guru tidak terlalu repot

• Tidak terhalangi oleh faktor apapun juga karena hanya ceramah.

Kalaupun ada jumlahnya sangat sedikit.

• Metode yang paling aman untuk guru yang baru mulai mengajar.

d. Kerugian metode ceramah siswa aktif

• Siswa cepat bosan dan ngantuk apalagi penyampaian materi oleh

guru monoton.

• Tidak semua penjelasan dari guru dapat ditangkap siswa secara

jelas. Karena berdasarkan penelitian manusia pada umumnya

hanya dapat belajar dengan 10% dari apa yang kita baca, 20% dari

apa yang kita dengar, 30% dari apa yang kita lihat, 50% dari apa

yang kita lihat dan kita dengar, 70% dari apa yang kita katakan,

dan 90% dari apa yang katakan dan lakukan (Budi Kartika, 2004:

12). Untuk itu kreativitas guru menyampaikan materi sangat

menentukan.

58

F. Evaluasi

Dalam Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) evaluasi atau

penilaian merupakan satu unsur yang tidak terpisahkan dari proses belajar

mengajar. Dengan demikian proses penilaian perlu diatur sendiri oleh

gurunya.

Telah dijelaskan bahwa penulisan desain ini akan melakukan pembelajaran

fisika yang kontekstual dengan daerah di Kabupaten Sintang Kalimantan

Barat, mengaktifkan siswa dan melatih siswa berpikir kritis dalam

memecahkan soal-soal fisika, maka beberapa aspek penilaian yang penulis

buat setelah siswa mengikuti proses pembelajaran fisika adalah sebagai

berikut:

a) Pengamatan k eaktifan tanya jawab, demonstrasi, dan diskusi

b) Pengamatan sikap dan minat siswa terhadap fisika

c) Penilaian tes keterampilan dan pengamatan melakukan

eksperimen/praktikum

d) Pengamatan tes keterampilan mengerjakan soal-soal fisika

a. Pengamatan ke aktifan tanya jawab, demonstrasi dan diskusi.

Adapun hal-hal yang menjadi dasar penulis untuk melakukan penilaian ini

adalah ke aktifan siswa dalam tanya jawab misalnya ada siswa yang sangat

aktif bertanya dan pertanyaannya masuk akal maka siswa tersebut di beri

kredit lebih tinggi dibanding dengan teman yang kurang aktif. Demikian

halnya dengan demontrasi dan diskusi. Untuk demonstrasi dan diskusi saat

demonstrasi dan diskusi sudah boleh di mulai, ada sedikit perbedaannya

59

dengan tanya jawab yaitu penilaiannya lebih mengarah kepada ke aktifan

siswa untuk mengambil inisiatif dalam melakukan demontrasi ataupun

diskusi. Berikut adalah contoh lembar penilaianya

Nama Sekolah :……………. Mata Pelajaran :…………..

Kelas/Semester : .................... Nama Guru :..................

Pertemuan Ke- : ................... Hari/Tanggal :..................

No Nama siswa Sangat aktif

(4)

Aktif

(3)

Cukup aktif

(2)

Tidak aktif

(1)

1 Ronald 4

2 Nisa 1

.. …… … … …. ….

Keterangan : Kolom diisi nilai 4; 3; 2; atau 1.

4 : Sangat aktif

3 : Aktif

2 : Cukup aktif

1 : Tidak aktif

b. Pengamatan sikap dan minat siswa terhadap pelajaran fisika

Beberapa hal yang layak untuk di perhatikan dari sikap dan minat, seperti

bersikap baik terhadap fisika artinya siswa punya antusias dalam belajar

fisika atau ada siswa tertentu yang sangat tidak antusias dalam belajar

Tabel 4. Lembar pengamatan ke aktifan

60

fisika. Terhadap siswa tersebut guru mesti memberikan kredit yang lebih

kepada yang bersikap baik dan kurang kepada yang tidak baik. Untuk

lebih jelasnya akan di tulis pada tabel di bawah ini:




No Nama Siswa Sangat

baik

(4)

Baik

(3)

Cukup

(2)

Kurang

(1)

Keterangan

1 Yuli 3 Perlu di

tingkatkan

sikap dan

minatnya

2 Muly 1 Diberi

motivasi


4 : Sangat Baik

3 : Baik

2 : Cukup Baik

1 : Kurang Baik

Tabel 5. Lembar sikap dan minat

61

c. Penilaian tes keterampilan dan pengamatan melakukan


Maksud dari penilaian ini adalah tetap ada pemberian kredit kepada

kelompok siswa yang telah maksimal dalam melakukan tugasnya. Atas

dasar itulah guru dapat memberikan kredit lebih pada siswa yang sudah

bekerja maksimal demikian sebaliknya.




No Nama

Kelompok

Mengambil

Alat Benar

Cara

Kerja

Benar

Pembacaan

Alat Benar

Data

Benar

Analisis

Data

Benar

Kesimpulan

Benar

1 Newton 4 4 4 4 4 4

2 Einstain 1 1 1 1 1 1

... ...... ..... .... ... ... ..... ....


4 : Sangat Baik

3 : Baik

2 : Cukup Baik

Tabel 6. Lembar penilain tes keterampilan dan pengamatan melakukan eksperimen

62

1 : Kurang Baik

d. Pengamatan tes keterampilan mengerjakan soal-soal fisika

Maksud dari bagian ini adalah perlu ada penilaian terus menerus atas

tindakkan apapun yang berhubungan dengan mengerjakan soal fisika baik

dalam rangka latihan soal sehari-hari atau dalam ujian harian dan ujian

akhir semester




No Nama Nilai Catatan

1 Susy 4 Tingkatan

2 Ayan 1 Dipanggil ke kantor

… …….. ….. ………..


4 : Sangat Baik

3 : Baik

2 : Cukup Baik

1 : Kurang Baik

Dari semua lembar penilaian di atas, maka ditetapkanlah skor akhir atau skor

finalnya. Cara perhitungannya adalah

Tabel 7. Lembar Pengamatan tes keterampilan mengerjakan soal-soal fisika

63

Skor Final = %1004

xdskorcSkorbSkoraSkor +++

Catatan: Untuk ujian kahir semester, karena sekolah-sekolah di daerah biasanya

melakukan ujian bersama maka untuk skore final dapat di rumuskan sebagai

berikut

Skor Final = %1005

xeSkordskorcSkorbSkoraSkor ++++

Keterangan :

Untuk skor antara 85 – 100% mendapat nilai A

Untuk skor antara 69 – 84% mendapat nilai B

Untuk skor antara 53 – 68% mendapat nilai C

Untuk skor antara < 53 % mendapat nilai D

Dalam memberikan soal-soal atau tes kepada siswa guru tetap harus

mengacu pada kriteria pengajaran yang telah di tetapkan sebelumnya yaitu

minimal memenuhi pengajaran fisika yang kontekstual dengan Kabupaten Sintang

Kalimantan Barat, mengaktifkan siswa dan dapat melatih siswa untuk berpikir

kritis dalam memecahkan soal-soal fisika serta tetap mengarah kepada standar

nasional pendidikan

G. Kesesuaian Teori Dengan Desain

Dalam landasan teori dijelaskan bahwa desain ini akan dibuat berdasarkan

Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP). Dalam KTSP dijelaskan bahwa

yang berperanan penting untuk mengatur kegiatan proses belajar mengajar adalah

sekolah. Penulisan desain fisika SMA ini berdasarkan pada KTSP karena itu

64

harus memenuhi ke lima pilar belajar menurut KTSP. Ke lima pilar belajar itu

adalah (a) belajar untuk beriman dan bertaqwa kepada Tuhan Yang Maha Esa,

artinya dengan mempelajari fisika siswa diajak untuk mensyukuri keagungan

Tuhan lewat tindakan misalnya dalam gerak melingkar beraturan dengan

kecepatan konstan. Kita dapat bertanya ke siswa kenapa setiap benda pasti

akhirnya jatuh ke bumi, memang benar ada hukum gaya tarik bumi atau garvitasi

bumi lalu siapa yang menciptakan gaya tarik bumi atau hukum gravitasi tersebut,

lalu benarkah besar gaya garviatsi bumi 9,8 m/s atau 10 m/s, dan kenapa tidak

ada seorangpun yang dapat melawan hukum gravitasi (g) sehingga setiap benda

pada akhirnya jatuh ke bumi ? Kalau ada siswa yang jawab itu merupakan hukum

alam semesta lalu guru boleh bertanya kembali lalu siapa pencipta alam semesta?

(b) belajar untuk memahami dan menghayati, artinya siswa senantiasa diajarkan

untuk bersikap sesuai dengan disiplin ilmunya. Dalam fisika sangat diperlukan

kejujuran khususnya dalam penelitian ilmiah. (c) belajar untuk mampu

melaksanakan dan berbuat secara efektif, artinya dengan disiplin ilmu yang siswa

dapat di fisika siswa diharapkan bisa berbuat sesuatu yang berguna dalam

kehidupannya, misalnya bisa memecahkan persoalan yang berkaitan dengan

fisika. (d) belajar untuk hidup bersama dan berguna untuk orang lain, artinya

siswa senantiasa harus bisa saling tolong menolong dan saling mengisi serta

saling melengkapi satu dengan yang lainnya misalnya dengan belajar kelompok,

dan (e) belajar untuk membangun dan menemukan jati diri, melalui proses

pembelajaran yang aktif, kreatif, efektif, dan menyenangkan. Diharapkan dengan

belajar fisika siswa semakin tahu akan kemampuannya yang senantiasa

65

berpeluang untuk dikembangkan ketahap yang lebih mendalam ( Peraturan

Menteri Pendidikan Nasional Indonesia Nomor 22 Tahun 2006: 1). Selain

memperhatikan kelima pilar pendidikan, desain ini akan memeperhatikan tujuan

penulisan seperti yang telah tercantum pada latar belakang bahwa desain ini

bertujuan (1) kontekstual dengan daerah di Kalimantan Barat (Kab. Sintang), (2)

pengaktifan siswa dan (3) melatih siswa berpikir kritis dalam memecahkan soal-

soal fisika. Dengan demikian, maka penulis mengambil dua pokok pemikiran

utama yaitu teori konstruktivisme dan teori berpikir kritis untuk mendukung

terealisasinya maksud desain ini akan dibuat. Dalam teori filsafat konstruktivisme

dijelaskan bahwa siswalah yang harus aktif mengkonstruksi atau membangun

pengetahuannya. Dengan kata lain siswalah yang harus aktif belajar untuk

menemukan suatu pengetahuan yang baru. Selain teori konstrukstivisme desain ini

didukung oleh teori berpikir kritis. Dalam teori berpikir kritis di katakan bahwa

emampuan berpikir kritis adalah kemampuan membuat kesimpulan dan menilai

keaslian serta kebenaran sesuatu dengan berdasarkan pada pengetahuan yang telah

dimiliki. Untuk terwujudnya beberapa pokok pemikiran tersebut maka desain ini

memakai beberapa metode mengajar yaitu metode ceramah siswa aktif, metode

eksperimen (praktikum), metode diskusi kelompok dan demonstrasi. Dari

beberapa metode mengajar ini guru hendaknya tidak berpikir bahwa metode-

metode tersebut sudah merupakan metode mutlak. Guru sebaiknya bersikap

fleksibel dengan metode mengajarnya karena masih banyak metode mengajar

(Suparno, 2007: 64-146).

66

BAB III

DESAIN PEPMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X

SEMESTER I

DI KABUPATEN SINTANG KALIMANTAN BARAT

BERDASAR KURIKULUM TINGKAT SATUAN PENDIDIKAN

Implementasi Undang-Undang Nomor 20 tahun 2003 tentang Sistem

Pendidikan Nasional dijabarkan ke dalam sejumlah peraturan antara lain peraturan

pemerintah Nomor 19 tahun 2005 tentang standar Nasional Pendidikan. Standar

Nasional Pendidikan digunakan sebagai acuan pengembangan kurikulum, tenaga

kependidikan, sarana dan prasarana, pengelolaan, dan pembiayaan. Penyusunan

Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) selain mengacu pada SNP juga

berpedoman pada Panduan Penyusunan KTSP yang diterbitkan oleh Badan

Standar Nasioanal Pendidikan (BSNP).

Salah satu bagian terpenting dalam KTSP adalah silabus. Silabus adalah

rencana pembelajaran pada suatu dan/atau kelompok mata pelajaran/tema tertentu

yang mencakup standar kompentensi dasar, materi pokok/pembelajaran, kegiatan

pembelajaran, indikator pencapaian kompetensi untuk penilaian, penilaian, alokasi

waktu, dan sumber belajar.

67

Agar silabus dapat dikembangkan sesuai dengan karakteristik mata

pelajaran, potensi peserta didik, potensi daerah maka diperlukan petunjuk teknis

penyusunannya sebagai berikut:

• Prinsip-prinsip pengembangan silabus

• Karakteristik mata pelajaran

• Langkah-langkah pengembangan silabus

• Silabus fisika SMA kelas X smester 1

• Rancangan perencanaan pembelajaran fisika SMA kelas X semester 1

A. Prinsip-prinsip Pengembangan Silabus

Petunjuk ini diambil dari, Petunjuk Teknis Pengembangan Silabus Mata

pelajaran Fisika, 2007, Sintang ( Kal-Bar) halaman 2-3.

1. Ilmiah

Implementasi Undang-Undang Nomor 20 tahun 2003 tentang Sistem

Pendidikan Nasional yang dijabarkan dalam sejumlah peraturan antara

lain peraturan pemerintah Nomor 19 tahun 2005 tentang Standar

Nasional Pendidikan, menyatakan bahwa keseluruhan materi yang

menjadi muatan dalam silabus harus benar dan dapat

dipertanggungjawabkan secara keilmuan. Maksudnya ialah sumber-

sumber yang dijadikan sebagai bahan rujukan dalam memilih materi

dan kegiatan pembelajaran fisika, serta penetapan penilaian memiliki

landasan teori yang sudah teruji keabsahannya. Oleh karena itu materi

pelajaran yang masih diperdebatkan misalnya, tidak boleh digunakan

karena belum teruji kebenarannya. Begitu juga dalam mengembangkan

68

bahan ajar, sumber referensi yang digunakan harus jelas dan otentik.

Dengan kata lain buku-buku panduan apapun bentuknya selama buku-

buku tersebut mau dijadikan sebagai pedoman mata pelajaran untuk

mengajar tidak boleh salah.

2. Relevan

Cakupan, kedalaman, tingkat kesukaran dan urutan penyajian materi

dalam silabus sesuai dengan tingkat perkembangan fisik, intelektual,

sosial, emosional, dan spiritual peserta didik. Artinya sebagai pendidik

guru hendaknya cermat dan teliti merancang kegiatan pembelajaran,

indikator, dan materi pembelajaran sesuai dengan tingkat berpikir

peserta didik. Misalnya standar kompetensi mekanika di kelas X

dirancang secara sederhana dibandingkan dengan kelas XI. Perlu di

ingat siswa kelas X masih dalam tahap penyesuaian, selain itu siswa

kelas X belum tentu semuanya mampu masuk program IPA.

3. Sistematis

Komponen-komponen silabus saling berhubungan secara fungsional

dalam mencapai kompetensi. Hubungan antara kompetensi dasar

dengan materi dan kegiatan pembelajaran serta penilaian harus

sistematis dan sejalan, atau dengan kata lain jangan dipisah-pisah.

Pemilihan materi pembelajaran, indikator, kegiatan pembelajaran serta

penilaian harus merupakan kesatuan yang utuh agar kita sebagai guru

dapat melakukan penilaian dengan lebih cermat. Contohnya

kompetensi mengukur di kelas X dengan kegiatan praktik secara

69

sistematis memerlukan penilaian kinerja, tidak cukup hanya sebatas

dengan penilaian tertulis. Maksudnya aspek kemampuan siswa dalam

praktik harus mendapat kredit tambahan.

4. Konsisten

Adanya hubungan yang konsisten (ajeg, taat asas) antara kompetensi

dasar, indikator dan materi pokok, pengalaman belajar, sumber belajar

dan sistem penilaian. Maksudnya adanya hubungan yang terus-

menerus terjalin saat melakukan penilaian terhadap aspek yang akan

dinilai. Konsistensi diperlukan dalam semua langkah pengembangan

silabus terutama dalam kegiatan pembelajaran dan penilaian.

5. Memadai

Cakupan indikator, materi pokok, pengalaman belajar, dan sistem

penilaian cukup untuk menunjang pencapaian kompetensi dasar.

Karena itu indikator haruslah memadai sehingga mencapai kompetensi

yang diperlukan. Keseluruhan indikator dalam satu kompetensi dasar

(KD) minimal harus mencapai tingkat kompetensi dalam KD,

meskipun dapat dikembangkan jika kondisinya memungkinkan.

Kemudian materi harus memadai dari kedalamannya dan keluasannya.

Maksudnya jangan hanya mengajar suatu pokok materi ala kadarnya

saja. Misalnya guru hanya bertanya apa itu vektor, tetapi mencoba

dikembangkan lebih lanjut. Pengalaman belajar juga harus memadai

dalam keragaman dan kekayaannya. Maksudnya pengalaman aktif di

kelas melalui praktik dan bersentuh langsung dengan objek atau

70

miniatur objek yang dipelajari. Misalnya saat mengukur siswa

hendaknya disuruh menggunakan langsung alat yang dipakai untuk

mengukur. Penilaian juga harus memadai sehingga diharapkan

keseluruhan indiktor dan KD terukur keberhasilannya baik dari aspek

pengetahuan, praktik dan/atau sikap. Pemanfaatan sumber belajar

harus memadai baik referensi, media atau alat yang digunakan

termasuk lingkungan sebagai sumber belajar. Misalnya siswa diajak

belajar di luar kelas atau diminta untuk mencari suatu bahan di internet

dengan berkelompok.

6. Aktual dan kontektual

Cakupan indikator, materi pokok, pengalaman belajar, sumber belajar,

dan sistem penilaian memperhatikan perkembangan ilmu, teknologi

dan seni muktakhir dalam kehidupan nyata, dan peristiwa yang terjadi

misalnya tanah longsor. Guru sebaiknya fleksibel terhadap peristiwa-

peristiwa yang terjadi baik dari alam atau kemajuan teknologi untuk

dikaitkan saat mengajar materi tertentu. Hal ini perlu dilakukan untuk

memotivasi siswa untuk belajar lebih giat dalam mencapai pemahaman

materi secara maksimal. Contoh peristiwa tanah longsor pada

pengunungan yang sering menyebabkan jalan raya antar kota macet

akibat tanah merah yang nempel pada aspal sehingga mobil tidak bisa

melaju sebagai mana mestinya. Bahkan tidak jarang mobil masuk ke

jurang akibat jalan licin tersebut.

71

7. Fleksibel

Keseluruhan komponen silabus dapat mengakomodasi atau

menyesuaikan variasi peserta didik, pendidik, serta dinamika

perubahan yang terjadi di sekolah dan tuntutan masyarakat. Artinya

guru hendaknya menyesuaikan gaya belajar siswa dalam menjelaskan

suatu materi pelajaran kepada siswa.

8. Menyeluruh

Komponen silabus mencakup keseluruhan ranah kompetensi (kognitif,

afektif, psikomotorik). Rumusan indikator dikembangkan sebaiknya

mencakup ke tiga ranah tersebut. Oleh karena itu dibutuhkan

pemilihan kegiatan maupun materi pembelajaran yang dapat

menampilkan indikator kompetensi.

B. Karakteriktik Mata Pelajaran


pelajaran Fisika, 2007, Sintang ( Kal-Bar); halaman 4

Mata pelajaran fisika merupakan salah satu mata pelajaran yang sarat

dengan pemahaman yang menyeluruh dan selalu berkesinambungan. Oleh

karena itu penting sekali ditekankan agar senantiasa mengingat

pembelajaran sebelumnya dan memahami materi yang dijelaskan pada hari

itu. Hal ini penting karena pemahaman yang berkesinambungan dapat

memudahkan siswa dalam menyelesaikan persoalan fisika yang lebih

kompleks.

72

C. Langkah-langkah Pengembangan Silabus


pelajaran Fisika, 2007, SMA Imannuel Sintang ( Kal-Bar); halaman 5-7

1. Mengkaji Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar

Mengkaji standar kompetensi dan kompetensi dasar mata pelajaran

sebagaimana tercantum pada standar isi, dengan memperhatikan hal-

hal berikut:

a. Urutan berdasarkan hirarki konsep disiplin ilmu dan/atau tingkat

kesulitan materi, tidak harus selalu sesuai dengan urutan yang ada

di silabus. Artinya guru dapat memilah-milah mana materi yang

sulit mana materi yang mudah dan itu sebaiknya diajarkan terlebih

dahulu.

b. Keterkaitan antara standar kompetensi dan kompetensi dasar dalam

mata pelajaran. Maksudnya guru selalu memperhatikan adanya

keterkaitan antara materi yang satu dengan materi yang lainnya,

selanjutnya diberitahukan kepada siswa agar siswa juga tahu

keterkaitannya dan mereka tidak melupakannya.

c. Keterkaitan antara standar kompetensi dan kompetensi dasar antar

mata pelajaran. Guru sanantiasa memperhatikan hal ini dengan

selalu melihat isi mata pelajaran secara keseluruhan.

73

d. Keterkaitan dengan Standar Kompetensi Lulusan Mata Pelajaran

Fisika, kelompok mata pelajaran dan teknologi, serta Standar

Kompetensi Lulusan (SKL) Satuan Pendidikan Tingkat SMA.

Hasil kajian terhadap SK, KD dan SKL dijadikan pertimbangan

dalam mengembangkan silabus yang mencakup kegiatan

pembelajaran, materi pembelajaran, dan penilaian. Artinya hasil

kajian ini benar-benar dijadikan sebagai tolak ukur untuk melihat

kemampuan peserta didik dalam memahami mata pelajaran fisika

karena dari situlah silabus bisa disusun dengan baik.

2. Mengindentifikasi Materi Pokok/Pembelajaran

Mengidentifikasi materi pokok/pembelajaran yang menunjang

pencapaian kompetensi dasar dengan mempertimbangkan:

a. Potensi (kemampauan pengetahuan awal siswa) peserta didik.

b. Relevansi dengan karakteristik daerah

c. Tingkat perkembangan fisik, intelektual, emosioanal, sosial, dan

spritual peserta didik

d. Kebermanfaatan bagi peserta didik

e. Struktur keilmuan

f. Aktualitas, kedalaman, dan keluasan materi pembelajaran

g. Relevansi dengan kebutuhan peserta didik dan tuntutan lingkungan

h. Alokasi waktu.

74

Materi fisika mencakup fakta, konsep, prinsip atau hukum dan

prosedur. Artinya pemilihan materi pembelajaran harus sesuai dengan

tuntutan kompetensi yang dapat diketahui melalui kata kerja

operasional yang digunakan. Misalnya kata kerja mengukur pada

kompetensi 1.1 kelas X semester 1 memerlukan pemilihan materi

pembelajaran proseduran. Sedangkan kompetensi dasar

mendeskripsikan perkembangan teori atom dikelas XII semester 2

memerlukan materi pembelajran fakta, konsep dan prinsip. Hendaknya

guru dapat dengan cermat mengambil metode mengajar yang mau

diterapkan pada suatu materi pokok agar materi yang sampaikan dapat

dipahami dengan baik oleh peserta didik.

3. Mengembangkan Kegiatan Pembelajaran

Kegiatan pembelajaran dirancang untuk memberikan pengalaman

belajar yang melibatkan proses mental dan fisik melalui interaksi

antara peserta didik, peserta didik dengan guru, lingkungan, dan

sumber belajar lainnya dalam rangka pencapaian kompetensi dasar.

Pengalaman belajar dapat terwujud melalui pengunaan pendekatan

pembelajaran yang bervariasi dan berpusat pada peserta didik.

Pengalaman belajar memuat kecakapan hidup yang perlu dikuasai oleh

peserta didik.

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam mengembangkan kegiatan

pembelajaran adalah sebagai berikut:

75

a. Kegiatan pembelajaran disusun untuk memberikan bantuan kepada

para pendidik, khususnya guru, agar dapat melaksanakan proses

pebelajaran secara profesional

b. Kegiatan pembelajaran memuat rangkaian kegiatan yang harus

dilakukan peserta didik secara berurutan untuk mencapai

kompetensi dasar.

c. Penentuan urutan kegiatan pembelajaran harus sesuai dengan

hirarki konsep materi pembelajaran

d. Rumusan pernyataan dalam kegiatan pembelajaran minimal

mengandung dua unsur perinci yang mencerminkan pengelolaan

pengalaman belajar siswa, yaitu kegiatan siswa (PR) dan materi.

4. Merumuskan Indikator Pencapaian Kompetensi

Indikator merupakan penanda pencapaian kompetensi dasar yang

ditandai perubahan perilaku yang dapat diukur yang mencakup sikap,

pengetahuan dan keterampilan. Indikator dikembangkan sesuai dengan

karakteristik peserta didik, mata pelajaran, satuan pendidikan, potensi

daerah yang dirumuskan dalam kata kerja operasioanal yang terukur

dan/atau dapat diobservasi. Indikator digunakan sebagai dasar untuk

menyusun alat penilaian.

76

5. Penentuan Jenis Penilaian

Penilaian pencapaian kompetensi dasar peserta didik dilakukan

berdasarkan indikator. Penilaian dilakukan dengan menggunakan tes,

dan non tes dalam bentuk tertulis maupun lisan, pengamatan kinerja,

pengukuran sikap, penilaian hasil karya berupa tugas rumah, proyek

dan/atau produk, pengunaan portofolio dan penilaian diri. Penilaian

merupakan serangkaian kegiatan untuk memperoleh, menganalisis, dan

menafsirkan data tentang proses dan hasil belajar peserta didik yang

dilakukan secara sistematis dan berkesinambungan, sehingga menjadi

informasi yang bermakna dalam mengambil keputusan.

Hal-hal perlu diperhatikan dalam penilaian:

a. Penilaian diarahkan untuk mengukur pencapaian kompetensi bukan

yang lainnya.

b. Penilaian mengunakan acuan kriteria; yaitu berdasarkan apa yang

bisa dilakukan peserta didik setelah mengikuti proses

pembelajaran, dan bukan untuk posisi seseorang terhadap

kelompoknya.

c. Sistem yang direncanakan adalah sistem penilaian yang

berkelanjutan. Berkelanjutan dalam arti semua indikator ditagih,

kemudian hasilnya dianalisis untuk menentukan kompetensi dasar

yang telah dimiliki dan yang belum, serta untuk mengetahui

kesulitan peserta didik.

77

d. Hasil penelitian dianalisis untuk menentukan tindak lanjut. Tindak

lanjut berupa perbaikan proses pembelajaran berikutnya, program

remedi bagi peserta yang pencapaian kompetensi yang di bawah

kriteria ketuntasan, dan program pengayaan bagi peserta didik yang

telah memenuhi kriteria ketuntasan.

e. Sistem penilaian harus disesuaian dengan pengalaman belajar yang

ditempuh dalam proses pembelajaran. Misalnya, jika pembelajaran

menggunakan pendekatan tugas observasi lapangan maka evaluasi

harus diberikan baik pada proses (keterampilan proses) misalnya

teknik wawancara maupun produk/hasil melakukan observasi

lapangan yang berupa informasi yang dibutuhkan.

Jenis dan bentuk penilaian tes yang dapat digunakan untuk menilai

hasil belajar mata pelajaran fisika adalah tes tertulis dalam bentuk

uraian atau pilihan ganda pada saat ulangan harian, ulangan tengah

semester, atau ulangan akhir semester. Jenis dan bentuk penilaian

non tes untuk menilai proses dan hasil belajar dalam bentuk

pengamatan kinerja, sikap, hasil karya atau produk, atau laporan

hasil praktikum.

6. Menentukan Alokasi Waktu

Penentuan alokasi waktu pada setiap kompetensi dasar didasarkan

pada jumlah minggu efektif dan alokasi waktu mata pelajaran per

minggu dengan mempertimbangkan jumlah kompetensi dasar,

78

kelulusan, kedalaman, tingkat kesulitan dan tingkat kepentingan

kompetensi dasar. Alokasi yang dicantumkan dalam silabus

merupakan alokasi perkiraan rerata untuk menguasai kompetensi dasar

yang dibutuhkan oleh peserta didik yang beragam.

Alokasi waktu per semester untuk mata pelajaran fisika kelas X

(sepuluh) berjumlah minimal 36 jam pelajaran yang diperoleh dari

alokasi 2 jam pelajaran perminggu dikalikan 18 minggu efektif dalam

satu semester. Dengan demikian maka hendaknya guru fisika dapat

memanfaatkan waktu yang ada dengan menyesuaikan materi pokok

yang harus disampaikan kepada siswa agar tidak terjadi keterlambatan

materi atau terkesan tergesa-gesa.

7. Menentukan Sumber Belajar

Sumber belajar adalah rujukan, objek dan/atau bahan yang digunakan

untuk kegiatan pembelajaran, yang berupa media cetak dan elektronik,

narasumber, serta lingkungan fisik, alam sosial dan budaya. Namun

untuk di kabupaten Sintang yang paling mungkin digunakan adalah

lingkungan fisik, alam sosial dan budaya karena masih terbatasnya

fasilitas yang lainnya termasuk uang untuk membeli setiap peralatan

buatan pabrik. Penentuan sumber belajar didasarkan pada standar

kompetensi dan kompetensi dasar serta materi pokok/pembelajaran,

kegiatan pembelajaran, dan indikator pencapaian kompetensi. Bahan

ajar disusun dan dikembangkan oleh guru sebagai acuan peserta didik

79

maupun materi yang digunakan dalam kegiatan pembelajaran.

Penentuan bahan ajar didasarkan pada standar kompetensi, kompetensi

dasar dan kegiatan pembelajaran baik dalam bentuk cetak (buku,

modul, lember kerja siswa, hands out, foto, atau gambar) maupun non

cetak (VCD,CD interaktif atau bahan presentasi). Namun untuk di

Kabupaten Sintang hal yang mungkin dalam waktu dekat ini perlu

dibuat adalah kegiatan pembelajaran dalam bentuk cetak.

Pembelajaran dalam bentuk cetak yang dimaksud adalah handout,

karena selama ini jarang sekali guru memberikan handout pada

siswanya khususnya di Kabupaten Sintang.

Perlu diingat bahwa penentuan alat dan media untuk kegiatan

pembelajaran disesuaikan dengan tuntutan kompetensi, karakteristik

satuan pendidikan (sekolah), dan kebutuhan peserta didik. Hal ini

penting dilakukan agar segala upaya yang kita lakukan dapat berhasil

secara seperti yang kita harapkan.

D. Silabus fisika SMA kelas X semester I

Berikut ini adalah silabus yang penulis buat untuk pembelajaran Fsika

SMA Kelas I semester I berdasarkan pada KTSP. Secara keseluruhan

pokok bahasan mata pelajaran Fisika di kelas X semester I adalah besaran

dan satuan, vektor, serta kinematika dan dinamika.

80

Uraian dalam sub bab ini disusun sebagai berikut:

1. Ringkasan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar kelas X,

semester I

2. Silabus Jabaran tiap-tiap Kompetensi Dasar

1. Ringkasan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar kelas X,

semester I

Tabel 8. Ringkasan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar kelas X, semester I

Pada tabel 8 di atas ditunjukkan standar kompetensi dan kompetensi dasar.

Standar Kompetensi Kompetensi Dasar

1. Menerapkan konsep besaran

fisika dan pengukurannya

1.1 Mengukur besaran fisika (massa,

panjang, dan waktu)

1.2 Melakukan penjumlahan vektor

2. Menerapkan konsep dan prinsip

dasar kinematika dan dinamika

benda titik


gerak dengan kecepatan dan

percepatan konstan


gerak melingkar dengan laju konstan

2.3 Menerapkan Hukum Newton sebagai

prinsip dasar dinamika untuk gerak

lurus, gerak vertikal, dan gerak

melingkar beraturan

81

2. Silabus Jabaran tiap-tiap Kompetensi dan Kompetensi Dasar

Pada tabel 9 halaman 82-89 dan tabel 10 halaman 90-101 berikut

dituliskan secara lengkap silabus fisika SMA kelas X semester I,

dengan kolom-kolom seperti: Kompetensi dasar, materi pelajaran,

kegiatan pembelajaran, indikator, penilaian, alokasi waktu & sumber

belajar. Namun untuk kemudahan maka setiap tabel penjabaran dibagi-

bagi seperti berikut:

a. Tabel 9 halaman 82-89 mencakup Kompetensi Dasar: Mengukur

besaran fisika pada gerak dengan kecepatan dan percepatan konstan

serta melakukan penjumlahan vektor

b. Tabel 10 halaman 90-101 mencakup Kompetensi Dasar: Menganalisis

besaran fisika pada gerak dengan kecepatan dan percepatan konstan;

menganalisis besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju konstan;

menerapkan Hukum Newton sebagai prinsip dasar dinamika untuk

gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan

82

Kompetensi Dasar

Materi pembelajaran

Kegiatan pembelajaran

Indikator penilaian Alokasi waktu

Sumber belajar

• Mengukur besaran fisika (panjang, massa, dan waktu)

I. Besaran dan pengukuran A. Besaran Pokok dan Turunan

• Melakukan diskusi

kelas untuk mengungkap kembali tentang besaran dan satuan yang telah diketahui pada kehidupan sehari-hari dan mengelompokkan ke dalam besaran fisika dan besaran nonfisika.

• Melakukan diskusi kelas untuk menyebutkan besaran pokok dan besaran turunan serta mengelompokkan ke dalam besaran pokok dan besaran turunan.

• Melakukan diskusi kelas untuk mengidentifikasi satuan besaran-besaran

• Mengidentifikasi

besaran pokok dan besaran turunan.

- Kuis tertulis - Pengamatan

keaktifan siswa pada saat tanya jawab, kinerja keterampilan dalam peragaan dan percobaan serta sikap

- Tugas

8 jam

Buku: Fisika Bilingual, Kelas X Semester 1 & 2 Alat-alat: jangka sorong, meteran, mistar, stopwatch, termometer, gelas ukur, mikrometer sekrup. Sarana/media: Alam sekitar, neraca pegas, jam Fisika Bilingual, SMA Semester 1 & 2

Tabel 9: Silabus Jabaran tiap-tiap Kompetensi dan Kompetensi Dasar untuk Konsep Besaran Fisika dan Pengukurannya

83

B. Dimensi

C. Pengukuran

pokok dalam Sistem Internasional, meliputi besaran panjang, massa, waktu, temperatur, jumlah zat, kuat arus, dan intensitas cahaya.

• Melakukan tanya

jawab mengenai dimensi besaran pokok dan besaran turunan serta menunjukkan pemanfaatan dimensi dalam fisika.

• Mengamati

demonstrasi cara menggunakan macammacam alat ukur (jangka sorong, mikrometer sekrup, neraca lengan, neraca pegas), diteruskan

• Menentukan

dimensi suatu besaran dan menerapkannya dalam analisis dimensional.

• Menunjukkan

penggunaan macam-macam alat ukur.

84

mempraktikkan menggunakan alat-alat ukur sendiri.

• Mengamati demonstrasi cara pembacaan skala nonius dengan menggunakan model (jangka sorong besar) kemudian melakukan percobaan penggunaan jangka sorong dan mikrometer sekrup.

• Mengamati demonstrasi cara memilih dan menyiapkan peralatan serta melakukan pengukuran sesuai dengan fungsi dan tujuan dengan mempertimbangkan aspek ketepatan (akurasi), kesalahan matematis yang memerlukan kalibrasi,

• Membaca skala

nonius.

• Menyiapkan

instrumen dan melakukan pengukuran dengan benar dan tepat.

85

ketelitian (presisi), kepekaan (sensitivitas), dan kesalahan sistematis.


kelas untuk menunjukkan langkah-langkah pengukuran/ percobaan/eksperimen dengan benar sesuai dengan fungsi dan tujuannya.

• Menyebutkan macam-macam kesalahan dan memberi contoh-contohnya.

• Menjelaskan pengertian angka penting dan memberi contoh-contoh penerapannya dalam penulisan hasil pengukuran.


langkah-langkah yang harus diambil, mulai dari persiapan sampai pada pelaksanaan eksperimen/ percobaan dan termasuk keamanan kegiatan eksperimen.

• Mengidentifikasi pengertian angka penting dan menerapkannya dalam pengukuran.

86

• Melakukan

penjumlahan vektor

II. Vektor A.Penggambaran Vektor

• Menyebutkan peraturan dan memberi contoh- contohnya dalam penulisan angka penting yang berkaitan dengan: pembulatan, penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian.

• Mengolah data hasil pengukuran dengan mempertimbangkan kesalahan relatif pengukuran.


perbedaan besaran skalar dan vektor.

• Menggambarkan cara menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode jajargenjang, metode poligon, dan metode analisis.

• Menganalisis data hasil pengukuran

• Menggambarkan

vektor tunggal dan beberapa vektor baik segaris maupun membentuk sudut

- Pengamatan

keaktifan siswa pada saat tanya jawab, kinerja keterampilan dalam peragaan

4 jam

Buku: Fisika Bilingual, SMA Semester 1 & 2 Alat-alat: Busur derajat, tali statip. Sarana/media:

87

B. Operasi pada Vektor

• Menunjukkan resultan dua buah vektor yang segaris maupun yang membentuk sudut.

• Menentukan resultan

hasil penjumlahan dan pengurangan dua buah vektor yang membentuk sudut.

• Menentukan arah

vektor resultan hasil penjumlahan dan pengurangan dua vektor yang membentuk sudut .

• Menguraikan sebuah atau beberapa vektor pada sumbu yang saling tegak lurus (sumbu X dan sumbu Y ).

• Memadukan dua vektor atau lebih secara

• Menjumlahkan dan mengurangkan dua vektor atau lebih. membentuk sudut

• Menguraikan vektor dalam bidang datar menjadi dua vektor komponen yang saling tegak lurus.

• Menentukan arah vektor resultan hasil penjumlahan dan pengurangan

• Menghitung penjumlahan dan pengurangan dua

dan percobaan serta sikap

- Laporan Hasil percobaan

- Tugas

Alam sekitar,File Animasi dari internet, Fisika Bilingual, SMA Semester 1 & 2.

88

analisis. • Melakukan percobaan

untuk menggabungkan dua vektor atau lebih

• Melakukan diskusi kelompok, memecahkan permasalahan berkaitan dengan operasi pada vektor

• Menjelaskan pengertian vektor satuan.

• Menuliskan vektor posisi suatu titik dalam koordinat Cartesian.

• Menghitung penjumlahan dan pengurangan dua buah vektor atau lebih.

• Menghitung perkalian titik dua vektor.

• Menghitung perkalian silang dua vektor.

• Melakukan diskusi kelas, memberi

buah vektor dengan vektor satuan

• Menghitung hasil perkalian dua buah vektor dengan cara perkalian titik dan perkalian silang

• Menerapkan

perhitungan vektor dalam fisika

89

contoh-contoh penggunaan perhitungan vektor dalam fisika.

• Melakukan diskusi kelompok memecahkan permasalahan berkaitan dengan penerapan penjumlahan dan pengurangan perkalian titik serta perkalian silang untuk persoalan-persoalan yang berkaitan dengan fisika.

90

Seperti telah dijelaskan pada halaman 80-81, tabel 10 halaman 90-101 berikut ini akan menunjukkan penjelasan yang di maksud

uraian tersebut.

Tabel 10: Silabus Jabaran tiap-tiap Kompetensi dan Kompetensi Dasar untuk Konsep dan Prinsip Dasar Kinematika dan

Dinamika Benda Titik.

Kompetensi Dasar

Materi pembelajaran



Sumber belajar

• Menganalisis besaran fisika pada gerak dengan kecepatan dan percepatan konstan

III. Gerak Lurus A. Gerak

lurus dengan kecepatan konstan


kelas untuk menyebutkan macam-macam gerak yang ada dalam kehidupan sehari-hari.

• Mengamati demonstrasi gerak suatu benda.

• Mengamati demonstrasi gerak lurus dan gerak benda lainnya.

• Melakukan diskusi kelas untuk menunjukkan

• Mendefinisikan

pengertian gerak.

• Menunjukkan perbedaan antara perpindahan dengan jarak (panjang lintasan).

• Memperagakan gerak lurus.



- Laporan hasil percobaan - Tugas

6 jam

Buku: Fisika Bilingual SMA Kelas X Semester I & Buku-buku fisika yang relevan Alat-alat: Mobil mainan, bola voli, bola tenis,bola karet yang dibuat siswa, spidometer, ticker timer (kalau ada), bidang

91

B. Jenis-Jenis

Gerak Lurus

perbedaan antara perpindahan dengan panjang lintasan/jarak.

• Mengamati demonstrasi gerak lurus beraturan.

• Melakukan percobaan

atau mengamati demonstrasi cara mengukur kelajuan gerak lurus beraturan.

• Menentukan besar kecepatan dan perpindahan setelah bergerak selama t satuan waktu pada GLB.

• Melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan berkaitan dengan gerak lurus beraturan (GLB).

• Mengamati demonstrasi macam-macam

• Menunjukkan

gerak lurus beraturan (GLB).

• Menentukan kecepatan dan perpindahan pada GLB.

• Menerapkan gerak lurus dalam pemecahan masalah secara teori maupun dalam kehidupan sehari-hari.

• Menunjukkan macam-macam GLBB.

• Mengidentifikasi gerak lurus berubah beraturan

6 jam

miring, busur derajat Sarana/Media: Animasi-animasi, Fisika Bilingual, SMA semester 1 & 2 serta buku-buku fisika yang relevan

92

gerak lurus berubah beraturan disertai tanya jawab.

• Mengamati

demonstrasi cara mengukur besar kecepatan dan besar perpindahan setelah bergerak t satuan waktu disertai tanya jawab.

• Menentukan besar kecepatan setelah t satuan waktu pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB).

• Menentukan besar perpindahan setelah t satuan waktu pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB)

• Melakukan diskusi kelompok memecahkan persoalan berkaitan dengan gerak lurus berubah beraturan.

dan hubungannya dengan besaran-besaran yang terkait.

• Menerapkan GLBB dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari.

93

• Mengamati demonstrasi gerak vertikal disertai tanya jawab.

• Melakukan diskusi kelas untuk menentukan syarat suatu benda mencapai titik tertinggi (tinggi maksimum) pada gerak vertikal ke atas.

• Melakukan diskusi kelas untuk menentukan arah, besar, dan percepatan benda yang bergerak vertikal.

• Melakukan demonstrasi/percobaan gerak vertikal ke atas dan ke bawah serta benda jatuh bebas disertai tanya jawab.

• Melakukan diskusi kelas untuk menentukan persyaratan benda

• Menunjukkan gerak vertikal.

• Menentukan tinggi

maksimum pada gerak vertikal.

• Menentukan

kecepatan dan ketinggian pada gerak vertikal.

• Menunjukkan

gerak jatuh bebas.

94

• Menganalisis

besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju konstan

IV.Gerak

Melingkar A. Gerak

Melingkar Beraturan (dengan laju konstan)

jatuh bebas. • Melakukan diskusi

kelompok untuk memecahkan persoalan yang berkaitan dengan gerak vertikal.

• Mengamati

demonstrasi untuk menjelaskan perbedaan dan persamaan gerak melingkar dengan gerak linear yang disertai tanya jawab.

• Memberi contoh-contoh

gerak melingkar pada peristiwa kehidupan nyata sehari-hari.

• Menyebutkan besaran-besaran

yang berlaku pada gerak melingkar.

• Menunjukkan

gerak melingkar. • Menentukan

kecepatan sudut pada gerak melingkar.

• Menentukan perpindahan sudut pada gerak melingkar.

• Menentukan hubungan antara kelajuan linear dengan kelajuan sudut.

• Menunjukkan dan menentukan



- Laporan hasil percobaan

- Tugas

6 jam

Buku: Fisika Bilingual, SMA semester 1 & 2 Alat-alat: Bandul, benang, bola pinpong, kayu, roda/sepeda, kereta

95

• Menentukan kecepatan sudut/anguler setelah bergerak t satuan waktu.

• Menentukan besar sudut yang ditempuh setelah t satuan waktu pada gerak melingkar beraturan.

• Menjelaskan pengertian percepatan sentripetal disertai peragaan.

• Menentukan percepatan sentripetal.

• Melakukan diskusi kelas untuk menunjukkan aplikasi gaya sentripetal pada kehidupan seharihari (pengayaan)

• Melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan yang berkaitan dengan gerak melingkar

percepatan sentripetal.

• Menunjukkan aplikasi percepatan sentripetal.

mainan, Sarana/media: Animasi, Fisika Bilingual SMA semester 1 & 2

96

B. Gerak

Melingkar Berubah Beraturan

beraturan (pengayaan)

• Mengamati demonstrasi gerak melingkar berubah beraturan disertai tanya jawab.

• Menentukan besar percepatan sudut.

• Menentukan hubungan percepatan linear dengan percepatan sudut.

• Menentukan kelajuan sudut pada gerak melingkar berubah beraturan.

• Menentukan perpindahan sudut pada gerak melingkar berubah beraturan.

• Melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan yang

• Menunjukkan

gerak melingkar berubah beraturan dan memberi contoh-contohnya.

• Menentukan hubungan besaran-besaran yang terkait pada gerak melingkar berubah beraturan.

97

berkaitan dengan gerak melingkar berubah beraturan.

Kompetensi Dasar

Materi pembelajaran



Sumber belajar

• Menerapkan hukum Newton sebagai prinsip dinamika untuk gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan

V. Dinamika Benda Titik

A. Hukum- Hukum Newton tentang Gerak

• Melakukan peragaan/ percobaan untuk menunjukkan kelembaman suatu benda.

• Melakukan diskusi kelas untuk memberikan contohcontoh peristiwa kelembaman yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari.

• Mendefinisikan hukum I Newton.

• Melakukan percobaan untuk menunjukkan

• Mendeskripsikan hukum I Newton.

• Mendeskripsikan hukum II Newton.

• Mendeskripsikan hukum III Newton.

• Menerapkan Hukum-hukum Newton pada peristiwa yang terjadi pada kehidupan seharihari.

• Menentukan gaya berat dan aplikasinya pada kejadian dalam kehidupan

- Kuis tertulis - Tes tertulis - Pengamatan

keaftifan siswa pada saat tanya jawab, kinerja keterampilan dalam peragaan dan percobaan serta sikap

- Laporan percobaan - Tugas

10 jam Buku: Fisika Bilingual, SMA semester 1 & 2, Situs-situs Internet (untuk variasi) serta buku-buku fisika yang relevan. Alat-alat : Balok kayu, gelas, kertas, kelereng, meja, kursi, Siswa, stopwatch, neraca pegas, bidang miring, anak timbangan, mobil mainan buatan siswa, ticker timer (kalau ada),

98

B. Penerapan Hukum- Hukum Newton

hubungan antara percepatan, massa benda, dan gaya, yang merupakan hukum II Newton.

• Mengamati

demonstrasi menunjukkan penerapan hukum II Newton.

• Melakukan peragaan untuk menunjukkan adanya gaya berat.

• Menentukan berat suatu benda. • Mengamati

demonstrasi untuk menunjukkan gaya aksi – reaksi (merupakan hukum III Newton), disertai tanya

jawab. • Mengamati

demonstrasi

seharihari. • Mendeskripsikan

konsep gaya sentripetal pada gerak melingkar beraturan.

• Mendeskripsikan

gaya gesekan statik dan kinetik.

• Menganalisis secara kuantitatif untuk persoalanpersoalan dinamika sederhana pada bidang miring.

troli ( kalau ada). Sarana/media : Animasi-animasi, Buku Fisika Bilingual SMA semester 1 & 2, Alam sekitar

99

untuk menunjukkan konsep gaya sentripetal pada gerak melingkar beraturan, disertai tanya jawab.

• Melakukan percobaan untuk menunjukkan gaya yang bekerja pada benda yang terletak di atas bidang miring.

• Melakukan percobaan gerak benda berkaitan dengan katrol dan bidang miring.

• Melakukan diskusi kelas, menunjukkan penerapan hukum III Newton dalam kehidupan sehari-hari, dan pada penerapan produk teknologi.

• Melakukan demonstrasi untuk menunjukkan dan

• Menganalisis

kasus mobil yang bergerak pada jalan menikung.

100

menjelaskan adanya gaya sentripetal.

• Melakukan diskusi kelas untuk menunjukkan peristiwa yang berkaitan dengan gaya sentripetal dalam kehidupan sehari-hari.

• Melakukan percobaan untuk menunjukkan gaya gesekan statik dan gaya gesekan kinetik.

• Merumuskan besar gaya gesekan statik maupun gaya gesekan kinetik.

• Melakukan percobaan untuk menentukan koefisien gesekan statik.

• Melakukan percobaan

101

untuk menentukan koefisien gesekan kinetik.

• Melakukan diskusi kelas untuk menunjukkan aplikasi gaya gesekan pada kehidupan sehari-hari

• Melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan berkaitan dengan hukum-hukum Newton (pengayaan)

102

E. RPP Fisika SMA Kleas X, Semester I

Sebagai perwujudan silabus pada halaman sebelumnya, maka di buatlah rencana

pelaksanaan pembelajaran berikut. Di sini dibuat masing-masing RPP dengan

urutan sebagai berikut:

1. RPP 1. Besaran Pokok, Besaran Turunan dan Dimensi; halaman 103 -112

2. RPP 2. Pengukuran; halaman 113-129

3. RPP 3. Pengukuran dan Angka Penting; halaman 130-138

4. RPP 4. Pengambaran dan Operasi Vektor; halaman 193-154

5. RPP 5. Perhitungan Vektor; halaman 155-169

6. RPP 6. Gerak Lurus Beraturan; halaman 170-190

7. RPP 7. Gerak Lurus Berubah Beraturan; halaman 191-205

8. RPP 8. Praktikum Gerak Lurus Beraturan dan Gerak Lurus Berubah

Beraturan; halaman 206-215

9. RPP 9. Gerak Vertikal; halaman 216-229

10. RPP 10. Gerak Melingkar Beraturan; halaman 230-250

11. RPP 11. Gerak Melingkar Berubah Beraturan; halaman 251-261

12. RPP 12. Gerak Melingkar tidak Beraturan; halaman 262-268

13. RPP 13. Hukum-hukum Newton tentang Gerak; halaman 269-290

14. RPP 14. Praktikum Hukum-hukum Newton tentang Gerak;

halaman 291-296

15. RPP 15. Aplikasi Hukum-hukum Newton tentang Gerak;

halaman 297-322

103

16. RPP 16. Penerapan Hukum-hukum Newton dalam berbagai Soal Fisika;

halaman 323-362

RPP 1. Besaran Pokok dan Besaran Turuanan dan Dmensi

Mata Pelajaran : Fisika

Kelas/Semester : X/1 (satu)

Pertemuan Ke- : 1

Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)

Standar Kompetensi : Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya

Indikator : – Mengidentifikasi besaran pokok dan besaran turunan.

– Menentukan dimensi suatu besaran dan menerapkannya

dalam analisis dimensional.

I. Tujuan Pembelajaran

� Siswa dapat membedakan besaran pokok dan besaran turunan serta dapat

memberikan contoh dalam kehidupan sehari-hari.

� Siswa dapat menentukan dimensi suatu besaran dan menerapkan analisis

dimensional dalam pemecahan masalah fisika.

II. Materi Ajar

� Besaran Pokok dan Besaran Turunan

� Dimensi

III. Metode Pembelajaran

1. Informasi/ceramah siswa aktif

2. Diskusi

104

3. Tanya Jawab

4. Praktikum

IV. Langkah-Langkah Pembelajaran

A. Kegiatan Awal

Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan tanya jawab mengungkap

kembali pengetahuan awal siswa tentang besaran dan satuan yang pernah

dipelajari di SMP.

Di Sekolah Menengah Pertama (SMP) siswa telah mengenal pengertian

besaran yaitu sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan nilai (harga).

Untuk mengukur besaran fisika kita memerlukan suatu alat ukur, sebagai

contoh besaran panjang dapat diukur dengan mengunakan mistar, langkah,

jengkal, mikrometer sekrup. Pada tabel 11 ditunjukkan contoh-contoh alat

ukur untuk mengukur besaran fisika

Tabel 11. Alat ukur besaran fisika

Nama alat Besaran fisika yang diukur

Meteran

Jengkal (tradisional)

Langkah (tradisional)

Jangka sorong

Mikrometer sekrup

Panjang

Timbangan atau neraca Massa

Dinamometer atau neraca pegas Berat

Selinder ukur atau gelas ukur Volume

105

Catatan:

1 meter = 1/2 depa tangan manusia (ini berdasarkan kebiasaan orang Sintang)

1 langkah = ± 25 - 30 cm

1 jengkal = ± 15 – 20 cm

Siswa diminta mencoba mengukur buku mereka masing-masing dengan jengkal

dan kemudian membandingkan dengan mistar !

B. Kegiatan Inti

� Guru memberikan ceramah singkat kemudian diteruskan dengan tanya

jawab serta memberikan tugas pada siswa untuk menulis dimensi besaran

pokok dan besaran turunan serta menunjukkan pemanfaatan analisis

dimensional.

� Siswa melakukan diskusi kelas atau bisa dengan membentuk kelompok-

kelompok berdasarkan tempat duduk siswa untuk menyebutkan besaran

pokok dan besaran turunan kemudian mengelompokkan ke dalam besaran

pokok dan besaran turunan. Berdasarkan kelompok yang telah di bentuk

siswa mengidentifikasi satuan besaran pokok dalam Sistem Internasional

pada besaran panjang, massa, waktu, kuat arus, intensitas cahaya, jumlah

zat, dan temperatur.

� Siswa melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan (soal-

soal) yang diberikan guru atau soal-soal dari buku siswa yang berkaitan

dengan besaran dan satuan serta dimensi.

106

Pada tabel 12 diberikan contoh-contoh besaran pokok dan besaran turunan

beserta dimensinya. Berilah tanda centang (√ ) pada kolom besaran pokok

dan besaran turunan yang menurut anda benar.

Besaran

fisika

Satuan Lambang Besaran

pokok

Besaran

turunan

Dimensi

Panjang Meter m √ [L]

Massa kilogram kg [M]

waktu sekon detik [T]

Kuat arus ampere A [I]

Suhu kelvin K [θ]

Intensitas

cahaya

kandela Cd J

Jumlah zat Mol mol [N]

Luas meter persegi m2 [M]2

Volume meter kubik m3 [L]3

Massa jenis kilogram/meter

kubik

Kg/m3 [M] [M] -3

Kecepatan meter/sekon m/s [L] [T]-1

Energi joule J [M] [L]2[s]-2

Daya watt Kg m2 s-3

atau W

[M][L] 2[T] -3

Tabel 12. Besaran pokok da besaran turunan

107

Contoh penyelesaian untuk mencari dimensi

Misalnya mencari dimensi energi

Energi di simbolkan dengan E, dan rumus yang digunakan adalah

E = ½ m v2, maka dengan melihat rumus kita akan ketemukan satuan energi

adalah kilogram kali meter per detik atau sekon kuadrat. Jika dilambangkan

tampak seperti berikut ini

E = ½ m v2 = kilogram kali meter per sekon kuadrat = [M] [L]2 / s2 = [M] [L] 2[T] -2

Dengan cara yang sama siswa diminta membentuk kelompok-kelompok untuk

membuktikan dimensi seperti yang tercantum pada tabel benar atau salah

� Siswa diminta untuk praktek mengukur meja belajarnya masing-masing

dengan mistar kemudian diukur juga dengan jengkal.

Meja yang akan di ukur Mistar

Langkah-langkah:

- Tetapkan meja yang akan diukur

- Ambil mistar

- Lakukan pengukuran dengan cermat minimal 3 kali.

- Catat hasil pengukuran anda

- Laporkan atau presentasikan hasil pengukurannya dan simpulkan.

Gambar 1. Meja Gambar 2. Pengaris (Koleksiku.net)

108

� Guru memberikan kuis tertulis dengan cara lisan untuk mengetahui

pemahaman materi yang telah dipelajari.

Contoh Soal Kuis Akhir

1. Tulislah dimensi Percepatan

2. Di antara besaran: massa, kecepatan, waktu, kuat arus listrik, gaya,

panjang, yang bukan merupakan besaran pokok?

3. Turunkan dimensi energi potensial ?

4. Sebutkan besaran pokok yang anda kenal ?

5. Sebutkan alat ukur tradisional yang tidak termasuk dalam satuan SI ?

Jawaban Kuis

1. L / T atau L T-2

2. Kecepatan, gaya

3. E = m g h = kg m/s2 m = [M] [L] [T] -2 [L]

4. Panjang, massa, waktu, kuat arus dan intensitas cahaya

5. Jengkal dan langkah

C. Kegiatan Akhir

Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi

penekanan pada materi besaran dan satuan serta dimensi, diteruskan dengan

pemberian tugas mandiri, tugas kelompok, serta membaca dan memahami materi

berikutnya.

109

V. Sumber Belajar

Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia)

Sarana/Media : Buku-buku Fisika yang relevan pilihan dari guru dan Fisika

Bilingual SMA Semester 1& 2 (Yrama Widia)

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Pengamatan keaktifan siswa dalam menjawab pertanyaan dalam tanya

jawab/diskusi, penilaian sikap, minat, dan tingkah laku siswa.

� Tugas rumah

Siswa diminta, menemukan minimal lima besaran pokok dan besaran turunan

yang paling sering digunakan di lingkungan sekitar siswa serta alat ukur apa

sajakah yang paling banyak digunakan.

Berikut ini merupakan contoh penilaian sebagaimana di maksudkan pada poin IV.

a. Pengamatan ke aktifan tanya jawab, demonstrasi dan diskusi.




No Nama siswa Sangat aktif

(4)

Aktif

(3)

Cukup aktif

(2)

Tidak aktif

(1)

1 Rigean 4

2 Kumang 1

.. …… … … …. ….

Tabel 13. RPP Lembar pengamatan ke aktifan

110


4 : Sangat aktif

3 : Aktif

2 : Cukup aktif

1 : Tidak aktif

b. Pengamatan sikap dan minat siswa terhadap pelajaran fisika

No Nama Siswa Sangat

baik

(4)

Baik

(3)

Cukup

(2)

Kurang

(1)

Keterangan

1 Yuli 3 Perlu di

tingkatkan

sikap dan

minatnya

2 Muly 1 Diberi

motivasi


4 : Sangat Baik

3 : Baik

2 : Cukup Baik

1 : Kurang Baik

Tabel 14. RPP Lembar sikap dan minat

111

c. Penilaian tes keterampilan dan pengamatan melakukan


No Nama

Kelompok

Mengambil

Alat Benar

Cara

Kerja

Benar

Pembacaan

Alat Benar

Data

Benar

Analisis

Data

Benar

Kesimpulan

Benar

1 Newton 4 4 4 4 4 4

2 Einstain 1 1 1 1 1 1

... ...... ..... .... ... ... ..... ....


4 : Sangat Baik

3 : Baik

2 : Cukup Baik

1 : Kurang Baik

d. Pengamatan tes keterampilan mengerjakan soal-soal fisika

No Nama Nilai Catatan

1 Susy 4 Tingkatan

2 Ayan 1 Dipanggil ke kantor

… …….. ….. ………..

Tabel 16. RPP Lembar Pengamatan tes keterampilan mengerjakan soal-soal fisika

Tabel 15. RPP Lembar Penilaian tes keterampilan dan pengamatan melakukan

Eksperimen/praktikum

112


4 : Sangat Baik

3 : Baik

2 : Cukup Baik

1 : Kurang Baik

Dari semua lembar penilaian di atas, maka ditetapkanlah skor akhir atau skor

finalnya. Cara perhitungannya adalah

Skor Final = %1004

xdskorcSkorbSkoraSkor +++

Catatan:

Jawaban di atas dapat langsung dikoreksi oleh temannya di bangku sebelahnya,

kemudian nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara

menyebutkan nilai secara lisan agar semua siswa tahu.

Sintang, 27 Januari 2010

Mengetahui,

Kepala Sekolah Guru Fisika

––––––––––––––––– –––––––––––––––––

NIP: 316777167 NIP:3117888715

Mad, S.Pd Katamso, S.Pd

113

RPP 2. Pengukuran



Pertemuan Ke- : 2



Indikator : - Menunjukkan/memperagakan macam-macam alat uur

seperti jangka sorong, mikrometer sekrup dan stop

watch.

- Membaca skala nonius

- Menyiapkan intrumen dan melakukan pengukuran

dengan benar serta tepat


� Siswa dapat memperagakan atau menunjukkan cara penggunaan berbagai

alat ukur seperti neraca lengan, neraca pegas, jangka sorong, mikrometer

sekrup, dan stop watch.

� Siswa dapat mempergunakan dan membaca nilai pada alat ukur dan

menuliskan hasil pengukuran sesuai dengan peraturan penulisan angka

penting.

� Siswa dapat menjelaskan pengertian macam-macam kesalahan dalam

melakukan pengukuran.

II. Materi Ajar

Pengukuran

114



2. Demonstrasi

3. Praktikum

4. Tanya jawab/Diskusi kelompok


A. Kegiatan Awal

Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan pemberian kuis tertulis yang

disampaikan secara lisan tentang materi besaran, satuan, dan dimensi serta

materi yang akan diajarkan, dalam waktu ± 8 menit.

Quis ± 8 menit

1.Sebutkan besaran pokok dan besaran turunan minimal lima yang siswa

ketahui

2. Apakah anma alat yang sering di gunakan orang Sintang mengukur panjang

dan lebar rumah mereka?

3. Sebutkan macam-macam alat yang kamu ketahui untuk menimbang berat

benda

4. Apa nama alat yang dapat mengukur sampai mencapai milimeter?

B. Kegiatan Inti

� Guru memberikan penjelasan singkat dan siswa kemudian melakukan

demonstrasi cara menggunakan berbagai macam alat ukur (Mistar, Jangka

115

sorong, Mikrometer sekrup kalau ada) disertai tanya jawab. Untuk mistar,

siswa diminta mencoba sendiri mengukur panjang bukunya.

� Siswa melakukan demonstrasi untuk membaca skala nonius jangka sorong

dan mikrometer sekrup, dengan membentuk kelompok-kelompok kecil.

1. Pengukuran Panjang

Alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang benda haruslah sesuai

dengan ukuran benda. Sebagai contoh, untuk mengukur lebar buku kita gunakan

pengaris, sedangkan untuk mengukur lebar jalan raya lebih mudah menggunakan

meteran kelos.

a. Pengukuran Panjang dengan Mistar

Siswa di minta memahami penjelasan berikut kemudian ukurlah panjang

meja siswa. Masing-masing siswa melakukan minimal melkaukan 2 kali

pengukuran. Selanjutnya laporkan pengukuran siswa ke teman sebelahnya.

Penggaris atau mistar berbagai macam jenisnya, seperti penggaris yang

berbentuk lurus, berbentuk segitiga yang terbuat dari plastik atau logam,

mistar tukang kayu, dan penggaris berbentuk pita (meteran pita). Mistar

mempunyai batas ukur sampai 1 meter, sedangkan meteran pita dapat

mengukur panjang sampai 3 meter. Mistar memiliki ketelitian 1 mm atau 0,1

cm. Contoh alat ukur besaran panjang yang sering digunakan oleh

masyarakat pada umumnya di kabuten Sintang (gambar 3).

Meteran pita Meteran segitiga Mistar plastik

Gambar 3. Berbagai Alat Ukur Panjang (Koleksiku.net)

116

Cara membaca hasil pengukuran dengan mistar harus benar, yaitu posisi mata

harus melihat tegak lurus terhadap skala ketika membaca skala mistar.

Hal ini untuk menghindari kesalahan pembacaan hasil pengukuran akibat beda

sudut kemiringan dalam melihat atau disebut dengan kesalahan paralaks (gambar

4).

b. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong

Pahami penjelasan berikut ini, kemudian jawab setiap pertanyaan yang

telah di sediakan oleh guru berikut.

Bagaimanakah mengukur kedalaman suatu tutup pulpen? Untuk mengukur

kedalaman tutup pulpen dapat digunakan jangka sorong. Jangka sorong

merupakan alat ukur panjang yang mempunyai batas ukur sampai 10 cm

dengan ketelitiannya 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka sorong juga dapat

digunakan untuk mengukur diameter cincin dan diameter bagian dalam sebuah

pipa.

Bagian-bagian penting dari sebuah jangka sorong yaitu ( gambar 5)

• Rahang tetap dengan skala tetap terkecil 0,1 cm

• Rahang geser yang dilengkapi skala nonius. Skala tetap dan nonius

mempunyai selisih 1 mm.

Gambar 4. Pembacaan Skala (Koleksiku.net)

117

Contoh latihan soal

Hitunglah diameter baut pada gambar berikut!

Pembahasan

• Langkah pertama

Tentukan terlebih dahulu skala utama. Pada gambar terlihat skala nol nonius

terletak di antara skala 2,4 cm dan 2,5 cm pada skala tetap. Jadi, skala tetap

bernilai 2,4 cm.

• Langkah ke dua

Menentukan skala nonius. Skala nonius yang berimpit dengan skala tetap

adalah angka 7. Jadi, skala nonius bernilai 7 x 0,01 cm = 0,07 cm.

• Langkah ke tiga

Menjumlahkan skala tetap dan skala nonius. Hasil pengukuran = 2,4 cm +

0,07 cm = 2,47 cm Jadi, hasil pengukuran diameter baut sebesar 2,47 cm.

Latihan soal

Gambar 5. Jangka sorong (Sumber: www.loscoltrahues.com (2008))

118

Tentukanlah diameter kelereng yang terukur pada jangka sorong seperti pada

gambar halman 111 bagian jangka sorong !

Sumber Gambar: Pristiadi Utomo, fisika kelas x, pokok bahasan besaran dan

satuan.

c. Pengukuran Panjang dengan Mikrometer Sekrup

Pahami penjelasan berikut ini dan kemudian jawab setiap pertanyaan yang

ada karena akan di nilai. Keaktifan siswa, minat siswa terhadap fisika,

keterampilan siswa berdomenstrasi atapun praktikum.

Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang lebih teliti kita dapat

mengunakan mikrometer sekrup, karena mikrometer sekrup dapat memiliki

ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk

mengukur benda yang mempunyai ukuran kecil dan tipis, seperti mengukur

ketebalan plat, diameter kawat, dan onderdil kendaraan yang berukuran kecil.

Bagian-bagian dari mikrometer adalah rahang putar, skala utama, skala putar,

dan silinder bergerigi ( gambar 6).

119

Skala terkecil dari skala utama bernilai 0,1 mm, sedangkan skala terkecil

untuk skala putar sebesar 0,01 mm.

Contoh penyelesaian soal

Hitunglah diameter kawat seperti pada gambar berikut ini!

Pembahasan

• Langkah pertama

Menentukan skala utama, terlihat pada gambar skala utamanya adalah 1,5 mm.

• Langkah kedua

Gambar 6. Bagian-Bagian Mikrometer Sekrup Sumber Gambar: koleksiku.net daam www.phy.uct.ac.za (2008)

120

Perhatikan pada skala putar, garis yang sejajar dengan skala utamanya adalah

angka 29. Jadi, skala nonius sebesar 29 ´ 0,01 mm = 0,29 mm.

• Langkah ketiga

Menjumlahkan skala utama dan skala putar. Hasil pengukuran = 1,5 mm +

0,29 mm = 1,79 mm. Jadi hasil pengukuran diameter kawat adalah 1,79 mm.

Latihan soal

Dari gambar berikut berapakah besar diameter kawat

Sumber Gambar: Pristiadi Utomo, fisika kelas X pokok bahasan besaran dan

satuan

2. Pengukuran Massa Benda

Diskusikan berbagai alat pengukuran massa berikut dan jawab setiap

pertanyaanya karena apapun perbuatan siswa yang berhubungan dengan fisika

akan di nilai.

Pada pasar Inpres Sintang atau di pasar sayur siswa-siswi dapat menemukan

berbagai jenis timbangan yang sering dijumpai seperti dacin, timbangan pasar

121

atau sering dikenal dengan timbangan kulat Karet, timbangan emas, bahkan

mungkin timbangan atau neraca digital. Lihat gambar 7 dibawah ini.

Timbangan-timbangan tersebut digunakan untuk mengukur massa benda. Prinsip

kerjanya adalah keseimbangan kedua lengan, yaitu keseimbangan antara massa

benda yang diukur dengan anak timbangan yang digunakan. Dalam dunia

pendidikan sering digunakan neraca O’Hauss tiga lengan atau dua lengan (gambar

8).

Neraca pasar Dacin Dacin

Gambar 7. Beberapa Jenis Neraca. Sumber Gambar: Koleksiku.net

122

Bagian-bagian dari neraca O’Hauss tiga lengan adalah sebagai berikut:

• Lengan depan memiliki skala 0-10 g, dengan tiap skala bernilai 1 g.

• Lengan tengah berskala mulai 0-500 g, tiap skala sebesar 100 g.

• Lengan belakang dengan skala bernilai 10 sampai 100 g, tiap skala 10 g.

Guru meminta siswa untuk mengamati dacin dan timbangan pasar atau

timbangan kulat karet di pasar atau di lingkungan tempat tinggal mereka.

Contoh pembacaan dengan neraca O hauss

Sekantong plastik gula pasir ditimbang dengan neraca O’Hauss tiga lengan.

Posisi lengan depan, tengah, dan belakang dalam keadaan setimbang

ditunjukkan pada gambar berikut ini. Tentukan massa gula pasir tersebut!

Gambar 8. Neraca ohaus tiga lengan. Sumber Gambar: Koleksiku.net

123

Pembahasan

Dari gambar dapat diketahui bahwa:

- posisi anting depan 5,5 gram

- posisi anting tengah 20,0 gram

- posisi anting belakang 200,0 gram

Dari hasil pembacaan ini kita jumlahkan maka akan menghasilkan massa gula

pasir 225,5 gram

3. Pengukuran Besaran Waktu

a. Stop Watch

Diskusikanlah penjelasan alat ukut waktu berikut ini dan presentasikan

penjelasan siswa A ke siswa B.

Stop watch digunakan untuk mengukur interval

waktu yang pendek. Ada dua jenis

stop watch yaitu, digital dan

manual atau analog. Stop watch

digital memiliki pengukuran yang

Pada gambar 9 ditunjukkan gambar suatu Stop Watch ( Pristiadi Utomo)

. Stop Watch Digital . Gambar 9. Stop watch

124

lebih teliti dibandingkan dengan jenis analog. Batas ketelitian stop watch ± 0,1

sekon – 0,01 sekon.

Ketika bepergian kita tidak lupa membawa jam tangan. Jam tersebut kita gunakan

untuk menentukan waktu dan lama perjalanan yang sudah ditempuh. Berbagai

jenis alat ukur waktu yang lain, misalnya: jam analog, jam digital, jam dinding,

jam atom, jam matahari, dan stopwatch. Dari alat-alat tersebut, stopwatch

termasuk alat ukur yang memiliki ketelitian cukup baik, yaitu sampai 0,01 s.

4. Ketidakpastian dari hasil pengukuran

Pahami uraian berikut ini karena bapak guru akan memberi pertanyaan secara

lisan dan bagi yang bisa jawab akan mendapat nilai tambahan. Kemudian

jawablah setiap pertanyaan seperti yang diminta.

Ketika melakukan pengukuran, hasil yang didapat belum tentu hasil yang akurat.

Untuk itu dalam setiap hasil pengukuran perlu ditambahkan ketidakpastian dari

hasil pengukuran tersebut. Misalnya mengukur lebar meja menggunakan mistar

atau pengaris didapatkan hasil pengukuran 100 cm. Hasil pengukuran tersebut

dapat ditulis dalam bentuk (100 ± 0,1) cm, di mana 0,1 cm adalah batas ketelitian

alat ukur mistar. Dengan demikian lebar meja tersebut sekitar 99,9 cm dan 100,01

Jam tangan Jam plastik Jam air Gambar 10. Berbagai Jenis Alat Ukur Waktu Sumber Gambar: Koleksiku.net

125

cm. Jadi ketidakpastian dalam pengukuran adalah perbandingan batas ketelitian

dengan benda yang diukur.

Prosentanse ketidakpastian dapat dirumuskan

%100% xpengukuranhasil

ketelitianbatastianketidakpas =

Dai contoh di atas dapat di hitung % ketidakpastian pengukuran tersebut.

% ketidakpastian = %1,0%100100

1,0 =x

Latihan soal

1. Jika suatu benda di ukur dengan mistar seperti tampak pada gambar berikut ini

berapakah hasil pengukuran itu sebenarnya?

Tentukan panjang karet penghapus A dan B ? (Sumber Pristiadi Utomo, fisika

kelas x, pokok bahasan besaran dan satuan)

Karet penghapus B

126

2. Minggu kemarin Pardi menempuh ujian praktik pelajaran olah raga, yaitu

praktik lari satu kali putaran lapangan sepak bola dan lempar cakram 1 kg. Waktu

tempuh Pardi adalah 1 menit 23 detik, sedangkan jarak lemparnya 6,5 m.

Nyatakan satuan massa, waktu, dan arah lempar masing-masing dalam satuan

gram, sekon, dan dm!

3. Tentukan hasil pengukuran dari alat-alat ukur berikut ini!

a. Jangka sorong

b. Mikrometer sekrup

c. Neraca tiga lengan

Kegiatan Akhir


penekanan pada materi pengukuran, diteruskan dengan pemberian tugas mandiri

atau tugas kelompok, membuat model skala nonius jangka sorong besar, serta

membaca dan memahami materi berikutnya. Penting Guru terus-menerus

mengatakan agar siswa belajar di rumah, karena guru fisika sewaktu-waktu

127

memberikan ujian dengan tiba-tiba atau mengadakan Quis untuk mata pelajaran

berikutnya.

V. Alat/Bahan/Sumber Belajar

Alat-Alat/Bahan : Jangka sorong, mikrometer sekrup, neraca lengan, neraca

pegas, anak timbangan, batu, dan stop watch.

Catatan: Semua alat di atas kalau memang ada di sekolah tersebut bisa saja

langsung praktek tapi kalau tidak ada guru bisa menjelaskan lewat gambar-

gambar yang guru ambil sendiri dari internet atau dari buku-buku yang ada.


Sarana/Media : Gambar-gambar alat jangka sorong, mikrometer sekrup dll, Fisika

Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia)

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Sikap siswa pada saat tanya jawab/diskusi, kinerja keterampilan dalam

melakukan percobaan dan peragaan serta penilaian sikap, minat dan

tingkah laku siswa.

Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun

yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib

disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah

misalnya siswa tidak ada melakukan praktikum maka lembar penilaian

praktikum jangan dipakai.

� Tugas mandiri, tugas kelompok, laporan hasil percobaan.

Tugas kelompok

128

Buatlah kelompok yang terdiri dari empat orang dan diskusikanlah cara-cara

mengurangi kesalahan dalam pengukuran menggunakan ala-alat berikut.

• Jangka sorong

• Mikrometer sekrup

• Stopwatch

• Neraca tiga lengan

Contoh Soal Kuis

1. Sebuah silinder diukur dengan jangka sorong. Ujung skala nonius

menunjuk angka 8,3 cm lebih sedikit, kalau setrip yang berimpit pada

skala nonius 4, berapa diameter silinder tersebut?

2. Hitung prosentase ketidakpastian dari hasil pengukuran (5,3 ± 0,1) cm

3. Jika kita menginginkan ketelian dalam sebuah penelitian hingga satuan

milimeter alat pengukuran apakah yang paling tepat kita gunakan

5. Seorang anak yang sedang main sepak bola mendapat tendangan Penalti

berapa jauh bola itu harus ditendang dari gawang diukur dengan langkah?

Jawaban Kuis

1. 4 g/cm3

2. 8,34 cm

3. %100%pengukuranhasil

ketelitianBatastianketidakpas =

% ketidakpastian = %88,1%1003,5

1,0 =x

4. Mikrometer sekrup dan jangka sorong

129

5. 12 langkah atau lebih terkenal dengan 12 pas

Catatan:

Kalau ada waktu, jawaban dapat langsung dikoreksi oleh temannya di bangku

sebelahnya, kemudian nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan

cara menyebutkan nilai secara lisan agar semua siswa tahu.

.......,..................... 2009

Mengetahui,


––––––––––––– ––––––––––––––

130

RPP 3. Pengukuran dan Angka Penting



Pertemuan Ke- : 3



Indikator : - Mengindentifikasi langkah-langkah yang harus di ambil

mulai dari persipan sampai pada pelaksanaan

eksperimen/ percobaan dan termasuk keamanan

kegiatan eksperimen

– Mengidentifikasi pengertian angka penting dan

menerapkannya dalam pengukuran.


� Siswa dapat menjelaskan pengertian angka penting dan menerapkan dalam

pengukuran.

� Siswa dapat menyiapkan instrumen dan melakukan pengukuran dengan

benar dan tepat.

II. Materi Ajar

Pengukuran

131



2. Diskusi

3. Tanya jawab


A. Kegiatan Awal

Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan tanya jawab mengungkap kembali

pengetahuan awal siswa tentang penggunaan alat ukur dan persiapan pengukuran.

B. Kegiatan Inti

� Siswa melakukan diskusi menyebutkan macam-macam kesalahan dalam

penulisan angka penting dan memberi contohnya.

� Siswa melakukan diskusi untuk menjelaskan pengertian angka penting

dan memberi contoh penerapannya dalam penulisan hasil pengukuran.

� Siswa melakukan tanya jawab menyebutkan peraturan dan memberi

contoh-contoh dalam penulisan angka penting yang berkaitan dengan

pembulatan, penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian.

Angka Penting

Pahami semua penjelasan tentang angka penting dan diskusikan dengan teman di

sebelah siswa. Kemudian jawab setiap pertanyaan yang telah di sediakan.

Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran merupakan angka penting.

Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasil pengukuran yang

terdiri dari angka-angka penting yang sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu

angka terakhir yang ditafsir atau diragukan. Sedangkan angka eksak/pasti adalah

132

angka yang sudah pasti (tidak diragukan nilainya), yang diperoleh dari kegiatan

membilang (menghitung).

Bila kita mengukur panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai

batas ketelitian 0,5 mm) dan melaporkan hasilnya dalam 4 angka penting, yaitu

108,5 mm.

Jika panjang benda tersebut diukur dengan jangka sorong (jangka sorong

mempunyai batas ketelitian 0,1 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka

penting, misalnya 114,45 mm, dan jika diukur dengan mikrometer sekrup

(Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 0,01 mm) maka hasilnya

dilaporkan dalam 6 angka penting, misalnya 113,349 mm. Ini menunjukkan

bahwa banyak angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran

mencerminkan ketelitian suatu pengukuran. Makin banyak angka penting yang

dapat dilaporkan, makin teliti pengukuran tersebut. Tentu saja pengukuran

panjang dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar.

Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang

mengandung 4 angka penting : 108,5 mm. Tiga angka pertama, yaitu: 1, 0, dan 8

adalah angka eksak/pasti karena dapat dibaca pada skala, sedangkan satu angka

Gambar 11. Pembacaan alat ukur dengan mistar (kolekskiku.net)

133

terakhir, yaitu 5 adalah angka tafsiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada

skala, tetapi hanya ditafsir.

1. Ketentuan Angka Penting :

• Semua angka yang bukan nol merupakan angka penting. Contoh : bila

diketahui hasil dari suatu pengukuran adalah 6,89 mm, maka pengukuran

tersebut memiliki 3 angka penting. Kemudian kalau dalam suatu

pengukuran terbaca pada alat ukur 78,99 mm, maka pengukuran itu

memiliki empat angka penting. Demikian halnya dengan 7000,2003 ( 9

angka penting ).

• Semua angka nol yang terletak di antara bukan nol merupakan angka

penting. Contoh : 1208 memiliki 4 angka penting. 2,0067 memiliki 5

angka penting.

• Semua angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir,

tetapi terletak di depan tanda desimal adalah angka penting. Contoh :

70000, ( 5 angka penting).

• Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di

belakang tanda desimal adalah angka penting. Contoh : 23,50000 (7 angka

penting).

• Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan

tidak dengan tanda desimal adalah angka tidak penting. Contoh : 3500000

(2 angka penting).

134

Angka nol yang terletak di depan angka bukan nol yang pertama adalah angka

tidak penting. Contoh : 0,0000352 (3 angka penting).

2. Aturan Pembulatan

Jika angka pertama setelah angka yang hendak dipertahankan adalah 4 atau lebih

kecil, maka angka itu dan seluruh angka di sebelah kanannya ditiadakan. Contoh

(1) : 75,494 = 75,49 (angka 4 yang dicetak tebal ditiadakan). Contoh (2) :

1,00839 = 1,008 ( kedua angka yang dicetak tebal ditiadakan)

Jika angka pertama setelah angka yang akan anda pertahankan adalah 5 atau lebih

besar, maka angka tersebut dan seluruh angka di bagian kanannya ditiadakan.

Angka terakhir yang dipertahankan bertambah satu.

Contoh (1) 1,037878 = 1,038 (ketiga angka yang diberi garis bawah dihilangkan,

sedangkan angka 7 yang dicetak tebal, dibulatkan menjadi 8).

Contoh (2) 28,02500 = 28,03 (ketiga angka yang diberi garis bawah ditiadakan.

Angka 2 yang dicetak tebal diubah menjadi 3).

Contoh (3) : 12,897 = 12,90 (angka 7 yang diberi garis bawah ditiadakan. Angka

8 dan 9 yang dicetak tebal diubah menjadi 90

3. Aturan Penjumlahan dan Pengurangan

Apabila melakukan operasi penjumlahan atau pengurangan, maka hasilnya hanya

boleh mengandung satu angka tafsiran (catatan : angka tafsiran adalah angka

terakhir dari suatu angka penting).

Contoh :

135

Jumlahkan 273,219 g; 15,5 g; dan 8,43 g (jumlahkan seperti biasa, selanjutnya

bulatkan hasilnya hingga hanya terdapat satu angka tafsiran)

Angka 4 dan 9 ditiadakan. Hasilnya = 297,1

4. Aturan Perkalian dan Pembagian

Pada operasi perkalian atau pembagian, hasil yang diperoleh hanya boleh

memiliki jumlah angka penting sebanyak bilangan yang angka pentingnya paling

sedikit.

Contoh : hitunglah operasi perkalian berikut ini : 0,6283 x 2,2 cm

(petunjuk : lakukanlah prosedur perkalian atau pembagian dengan cara biasa.

Kemudian bulatkan hasilnya hinga memiliki angka penting sebanyak salah satu

bilangan yang memiliki angka penting paling sedikit)

Hasilnya dibulatkan menjadi 1,4 cm2 (dua angka penting)

Hasil perkalian atau pembagian antara bilangan penting dengan bilangan

eksak/pasti hanya boleh memiliki angka penting sebanyak jumlah angka penting

pada bilangan penting.

Contoh : hitunglah operasi perkalian berikut ini : 25 x 8,95

136

Hasilnya dibulatkan menjadi 224 cm (tiga angka penting) agar sama dengan

banyak angka pada bilangan penting 8,95. (www. gurumuda.com).

Ketentuan-ketentuan lain mengenai angka penting atau aturan pembulatan:

- Pembulatan ke atas boleh dilakukan untuk angka 5 atau lebih. Sedangkan

angka bukan 5 dihilangkan. Misalnya 127,5939 = 127,594 (dibulatkan 3

desimal) = 127,59 (dibulatkan 2 desimal) = 127,6 (dibulatkan 1 desimal).

- Hasil perkalian maupun pembagian mempunyai angka penting yang sama

banyaknya dengan bilangan yang memiliki angka penting paling sedikit.

Misalnya 73,24 (empat angka penting) X 4,52 9 tiga angka penting) =

331,0448 = 331 (tiga angka penting); 1,648 (empat angka penting) : 0,023

(dua angka penting) = 71,652174 = 72 (dua angka penting).

Cara baku ialah penyingkatan dalam penulisan angka. Misalnya: panjang

gelombang sinar ungu λ = 0,0000004 m ditulis λ = 4. 10-7 m ; Kecepatan cahaya C

= 300.000.000 m/det ditulis C = 3. 108 m/s.

Tugas untuk siswa kerjakan:

Sebutkan berapa angka penting pada angka-angka di bawah ini? Dan selesaikan

pula penjumlahan,pengurangan, perkalian dan pembagian berikut.

137

C. Kegiatan Akhir

Guru menyimpulkan dan memberi penekanan pada materi pengukuran dan

peraturan angka penting, diteruskan dengan pemberian tugas mandiri, tugas

kelompok, serta membaca dan mempersiapkan eksperimen/percobaan untuk

pertemuan berikutnya.

V. Sumber Belajar

Buku Fisika Bilingual SMA semester 1 & 2 (Yrama Widia)

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Pengamatan keaktifan siswa dalam dalam tanya jawab/diskusi, penilaian

sikap, minat, dan tingkah laku siswa






5. 150,273

6. 34,157 + 12,591

7. 54, 143 – 26, 981

8. 2,65 x 3,710

9. 4,45 : 2

10. 5 : 92

1. 1000000,10

2. 0,0100000

3.2, 7001

4. 2,3 x 10-7

138

� Tugas

Tugas yang dimaksud adalah tugas yang dikerjakan siswa dirumah, ini

bisa berupa meringkas catatan atau mengerjakan soal tambahan yang

diberikan oleh guru di sekolah. Tugas ini dikumpulkan pada pertemuan

berikutnya agar siswa merasa harus mengerjakannya


1. Tulislah hasil pengukuran luas buku kerja Anda dengan aturan angka

penting !

2. Sebutkan minimal 3 aturan angka penting !

3. Sebutkan macam-macam kesalahan yang terjadi dalam pengukuran ?

4. Apa manfaat yang anda ambil dari hasil pengukran ini ?

...........,...................... 2009

Mengetahui,


––––––––––––– –––––––––––––––

NIP: NIP:

139

RPP 4. Penggambaran dan Operasi Vektor



Pertemuan Ke- : 4



Indikator : - Menggambarkan vektor tunggal dan beberapa vektor

baik segaris maupun membentuk sudut baik segaris

maupu membentuk sudut.

– Menjumlahkan dan mengurangkan dua vektor atau

lebih

- Menguraikan sebuah vektor dalam bidang datar

menjadi dua vektor komponen yang saling tegak lurus.

– Menentukan arah vektor resultan hasil penjumlahan dan

pengurangan.


� Siswa dapat membedakan besaran skalar dan besaran vektor serta dapat

memberikan contoh dalam kehidupan sehari-hari.

� Siswa dapat menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode

jajargenjang dan poligon.

� Siswa dapat menjumlahkan dan mengurangkan dua vektor yang segaris

dan membentuk sudut.

140

� Siswa dapat menentukan arah vektor resultan hasil penjumlahan dan

pengurangan dua vektor.

� Siswa dapat menguraikan sebuah vektor dalam bidang datar menjadi dua

vektor komponen yang saling tegak lurus.

� Siswa dapat menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan cara analisis.

II. Materi Ajar

Penggambaran dan Operasi Vektor


1. Ceramah siswa aktif

2. Diskusi

3. Tanya jawab


A. Kegiatan Awal


diberikan

secara lisan tentang materi besaran dan pengukuran serta materi yang

akan diajarkan dalam waktu ± 8 menit.

Besaran-besaran fisika terdiri dari besaran skalar dan besaran vektor. Besaran

skalar adalah besaran yang hanya mempunyai nilai saja tanpa memperhatikan arah

sedangkan besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah.

141

Quis ± 8 menit.

1. Sebutkan besaran fisika yang temasuk besaran vektor

2. Sebutkan besaran fisika yang termasuk besaran skalar

3. Temukan perbedaan antara besaran skalar dengan besaran vektor

B. Kegiatan Inti

� Siswa melakuan diskusi untuk mengidentifikasi perbedaan besaran skalar

dan besaran vektor.

� Siswa mengerjakan tugas yang telah guru peersiapkan, tentang cara

menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode jajargenjang, poligon,

dan metode analisis.

� Siswa diminta memahami penjelasan tentang menjumlahkan atau

mengurangkan dua buah vektor yang segaris maupun yang membentuk

sudut.

� Siswa mempelajari setiap penjelasan untuk menentukan arah vektor

resultan hasil penjumlahan dan pengurangan dua buah vektor yang

membentuk sudut.

� Siswa memahami penjelasan tentang menguraikan sebuah vektor dalam

bidang datar menjadi dua vektor komponen yang saling tegak lurus.

� Siswa diberi tugas melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan

persoalan berkaitan dengan operasi vektor.

� Siswa di ajak refresing naik perahu menuju ke seberang sungai durian

sambil naik perahu sekaligus guru menjelasan tambahan mengenai vektor

142

Pahamami penjelasan berikut, kemudian catat poin-poin penting dari apa yang

siswa pahami karena bapak akan periksa catatan siswa. Selanjutnya cobalah

diskusikan semua penjelasan tentang vektor serta jawab setiap pertanyaan

yang telah di siapkan karena pada akhir mata pelajaran siswa akan di ajak

jalan-jalan ke pasar sungai durian.

Konsep dasar vektor

Sifat-sifat besaran vektor dan besaran skalar

Besaran vektor Besaran skalar

• Punya nilai

• Punya arah

• Contohnya: perpindahan,

kecepatan, percepatan dan gaya

• Tidak selalu memenuhi aturan

aljabar matemati seperti

pembagian, pengurangan,

perkalian, penjumlahan dan lain

sebagainya

• Punya nilai

• Tanpa arah

• Contohnya: massa jenis, suhu,

dan volume

• Selalu memenuhi aturan aljabar

matemati seperti pembagian,

pengurangan, perkalian,

penjumlahan dan lain

sebagainya

Dari data yang ada pada tabel 17 di atas simpulkanlah apa yang dimaksud besaran

vektor dan apa yang dimaksud besaran skalar serta berikalah contohnya?

Hal-hal dasar yang harus dipahami dalam mempelajari besaran vektor:

Tabel 17. Sifat-sifat dasar vector dan skalar

143

a. Sebuah vektor dinyatakan atau diinterpretasikan oleh sebuah anak panah

( A B).

b. Sebuah vektor ditentukan oleh :

• Titik tangkap (titik pangkal) vektor, yaitu titik A.

• Panjang vektor, yaitu AB (panjang vektor menyatakan besarnya besaran

vektor).Contoh: Kecepatan sebesar 50 m/s dapat kita misalkan sebuah

vektor dengan panjang vektor sebesar 5 cm; artinya 1 cm panjang vektor

menyatakan kecepatan sebesar 10 m/s

• Arah vektor, yaitu sesuai dengan arah anak panah.

c. Penjumlahan dan pengurangan vektor (jumlah vektor):

Dua buah vektor masing-masing A dan B dapat dijumlahkan dan

menghasilkan sebuah vektor baru yang disebut resultan. Penjumlahan dua

buah vektor dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut

A + B = R

Penjumlahan vektor mempunyai arti yang berbeda dengan penjumlahan

bilangan skalar, tetapi penjumlahan vektor memenuhi hukum komutatif

penjumlahan dan hukum asosiatif penjumlahan.

R = A + B ≠ A + B

Hukum komutatif penjumlahan adalah

A + B = B + A

Hukum asosiatif penjumlahan

A + (B + C) = (A + B) + C

144

Sedangkan pengurangan vektor adalah penjumlahan vektor dengan

mendefinisikan vektor negatif sebagai vektor lain yang sama besar tetapi

arahnya berlawanan, misalnya vektor A dan vektor B hendak dikurangkan

maka kedua vektor tersebut dapat ditulis:

A – B = A + (-B)

Penjumlahan dan pengurangan vektor dapat ditentukan dengan cara geometri

dan dengan cara analitik

Cara geometri

Penjumlahan dan pengurangn vektor secara geometri terdiri dari metode

segitiga (poligon) dan metode jajargejang. Metode segitiga cara

menjumlahkannya dengan mempertemukan ujung dengan ujung vektor satuan

sedangan metode jajargenjang dengan mempertemukan pangkal dengan

pangkal vektor.

145

Perhatikan contoh berikut ini dengan seksama (gambar 12).

Cara analitik

Sebuah dapat diuraikan menjadi dua atau lebih vektor. Hal ini karena vektor

terdiri dari komponen-komponen vektor.

A

B

A

B

R=A + B B A

R=A + B

Cara seitiga

Cara jajar genjang

Penjumlahan dua buah vektor

B A

-B

-B R = A - B

A A

-B R = A - B

Cara jajar genjang Cara segitiga

Pengurangan dua buah vektor

Gambar 12. Penjumlahan dan Pengurangan Vektor

146

Perhatikan diagram vektor dalam koordinat kartesius berikut ini!

Berdasarkan gambar di atas, vektor A diuraikan menjadi Ax dan Ay. Dengan

Ax adalah komponen A yang searah sumbu X sedangkan Ay adalah

komponen A yang searah dengan sumbu Y. Jadi vektor A dapat dinyatakan

dengan:

A = Ax + Ay (dua dimensi)

Berdasarkan aturan trigonometri, maka komponen-kompenen vektor A

tersebut dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut.

Ax = A cos α

Ay = A sin α

Dengan

A = besar vektor A

Ay = besar vektor Ay

Ax = besar vektor Ax

α = sudut antar A dengan sumbu X positif

untuk menjumlah vektor secara analitik, maka vektor-vektor tesebut diuraikan

terlebih dahulu, kemudian komponen-komponen vektor yang searah

α Ax

Ay

X

Y

A

Gambar 13. Diagram vektor

147

dijumlahkan. Sebagai contoh, perhatikan penjumlahan vektor A dengan vektor

B menggunakan cara analitik sebagai berikut:

A = Ax + Ay dan B = Bx + By

Sehingga kita memperoleh hasil

A + B = ( Ax + Bx) + (Bx + By)

R = Rx + Ry

Dan besarnya vektor resultan (R) dapat ditentukan sebagai berikut

22yx RRR += bila diminta mencari arahnya (sudutnya α), maka kita bisa

menggunakan persamaan α = tan-1

x

y

v

v


Sebuah vektor kecepatan(v) membentuk sudut 300 dengan sumbu x positif dan

besarnya 20 m/s. Tentukan besar komponen-komponen vektor tersebut! dan

tentukanlah arah resultannya.

Penyelesaian:

Ax

Ay

X

Y

A

B Bx

Bx

Gambar 14. Diagram vektor

α v cos α

v sin α

X

Y

v

148

Telah diketahui pada soal di atas v = 20 m/s dan sudutnya 300 maka

vx = v cos α = 20 cos 300 = 20 (0,866) = 17,32 m/s

vy = v sin α = 20 sin 300 = 20 (1/2) = 10 m/s

22yx vvv +=

22 )10()32,17( +=v = 1009824,299 +=v = 19,99956 = 20 m/s

α = tan-1

x

y

v

v= tan-1

06099,59732,110

32,17 ===

Latihan

Lima buah vektor gaya masing-masing besarnya 20 N, 10 N, 15 N,10 N dan 5

N dengan sudut 300, 600, 900, 1500 dan 2100. Tentukan besar dan arah vektor

resultan F

d. Besar dan arah resultan vektor

Pada vektor V1 dan V2 jika kita ingin menentukan vektor resultannya yang diapit

oleh kedua vektor dengan sudut α, maka dapat dilakukan cara seperti berikut ini:

Pertama dengan mengingat rumus kosinus C2 = A2 + B2 – 2 AB cos α, maka

sekarang kita dapat menggunakan rumus ini untuk menyelesaikan persoalan yang

ada. Perhatikan gambar 15 di atas, ∠OAC = (1800 - α) sudut dihadapan sisi OC

dalam OAC, sehingga rumus kosinus dalam OAC :

OC2 = OA2 + AC2 - 2OA . AC cos α, ∠OAC

Keterangan V1 = Vektor yang bertitik tangkap di O V2 = Vektor yang bertitik tangkap di O R = Resultan (paduan) vektor dari vektor-vektor V1dan V2 atau jumlah vektor (V1+V2) = Diagonal jajar genjang dengan sisi-sisi V1 dan V2

O

V1

V2

R α

α

B

∠OAC

C

A β

Gambar 15. Resultan vektor

149

OC2 = OA2 + AC2 - 2OA . AC cos α, (1800 - α )

OC2 = OA2 + AC2 - 2OA . AC (-cos α)

OC2 = OA2 + AC2 + 2OA . AC cos α

Karena OC = R, OA = V1, dan AC = V2 sehingga persamaan di atas dapat ditulis

menjadi

R2 = V12 + V2

2 + 2V1V2 cos α,

αcos2 212

22

1 VVVVR ++=

dengan 00 < α < 1800 disebut sudut apit, yaitu sudut terkecil yang dibentuk oleh

vektor V1 dan V2.

Untuk menentukan arah vektor resultannya, dapat digunakan rumus sinus. Sudut β

dapat anda tentukan dengan menggunakan rumus sinus dalam setiga OAC, yaitu

αβ

ββ

βα

sinsin

sinsin

sin)180sin(

2

2

20

R

V

VR

VR

=

=

=−

Atau bisa dengan menggunakan rumus tangen

tan β = 2

1

V

V


Dua buah vektor kecevatan mempunyai titik pangkal berimpit, yaitu V1= 3

m/s dan V2 = 4 m/s. Jika α = 600, tentukan besar dan arah resultan vektor

tersebut!

Siswa diminta mengerjakan terlebih dahulu.

150

Penyelesaian

smV

V

VVVVV

/08,637

60cos)4)(3(2)4()3(

cos2

022

212

22

1

==

++=

++= α

Latihan

Dengan soal yang sama tapi sudutnya 1200 tentukan besar dan arah

resultan vektor tersebut!

Penjelasan tambahan

Pelajari beberapa penjelasan vektor berikut!

Penjelasan ini di ambil dari buku Djiwatampu halaman 20-21

• Cara Grafis atau segi banyak(Polygon)

• Cara analitis atau cara Sumbu siku-siku (Rectangular).

Cara analitis biasanya dikenal dengan menjumlahkan vektor dengan mengunakan

sumbu siku-siku. Caranya dengan membuat: pertama Sumbu X sumbu Y pada

titik tangkap O dari vektor-vektor V1,V2, V3 dan V4. Kedua vektor-vektor V1,V2,

V3 dan V4 masing-masing diuraikan (diproyeksikan) menjadi komponen pada

sumbu X da sumbu Y seperti terlihat pada gambar, kemudian semua komponen-

┴ sm

Arahnya:

Arc tan-1 4

3= 0,75 = β

Maka β = 360,86

O

V3

V2

V1

V4

V21

R

V31

V41

Caranya dengan membuat: V2

1 # V2 ; V31 # V3 ; V4

1# V4. # = Sama panjang dan sejajar R = V1 + V2 + V3 + V4 (jumlah vektor)

= vektor paduan (vektor resultan) dari vektor-vektor V1,V2, V3 dan V4 yang bertitik tangkap di O. Atau sama dengan hasil jumlah vektor-vektor V1,V2, V3 dan V4.

Gambar 16. Penjumlahan vector segi banyak

151

komponen pada sumbu X dijumlahkan menjadi sebuah vektor Rx dan semua

komponen-komponen pada sumbu Y menjadi Ry yaitu sebagai berikut:

Rx = Vx1 + Vx2 + Vx3 + Vx4 ; Ry = Vy1 + Vy2 + Vy3 + Vy4

R = Rx + Ry

R = V1+ V2 + V 3 + V4 (jumlah vektor)

Catatan:

Penjumlahan vektor tidak sama dengan penjumlahan/pengurangan aljabar, sebab

penjumlahan atau pengurangan vektor bergantung pada sudut antara vektor-vektor

yang akan dijumlahkan atau dikurangkan.

Pengurangan vektor (selisih vektor)

• Pengurangan dengan jajar genjang

Caranya dengan membuat:

Vektor V21 yang segaris, sama panjangnya tapi berlawanan arah dengan

vektor V2, sehingga V21= - V2

R = V2 + V21 = V1+(-V2) = V1 - V2

Y

-X

-Y

V3

V4

R

R

V2

Ry

αR α3

X V1

α2

α4

V2y

V2x

V3y

V3x V4x

V4y

= vektor-vektor resultan dari dari vektor-vektor V1,V2, V3 dan V4 yang bertitik tangkap di O

= Hasil jumlah vektor-vektor V1,V2, V3 dan V4.

Gambar 17. Penjumlahan secara analitis

152

R = Selisih vektor V1 dan vektor V2

• Pengurangan dengan cara segitiga

C. Kegiatan Akhir


penekanan pada materi penggambaran dan operasi vektor, diteruskan dengan

pemberian tugas mandiri, tugas kelompok, serta membaca dan memahami materi

perhitungan vektor.

V. Sumber Belajar

Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA Semester 1& 2 (Yrama Widia)

Sarana/Media : Fisika Dasar SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia)

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi dan peragaan

serta penilaian sikap, minat, dan tingkah laku siswa

V1

V21 = -V2

V2

R = V1 - V2

V1 R= V1- V2

V2

V2 + R = V1 R = V1 - V2

R = Selisih vektor V1 dengan vektor V2

Gambar 18. Pengurangan vector secara jajar genjang

Gambar 19. Pengurangan vector secara segitiga

153






� Tugas

Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan persoalan dalam kehidupan sehari-

hari. Contohnya siswa diminta mengamati dan melaporkan mengapa setiap

perahu yang sering menyeberang di Sungai Kapuas ke suatu titik di seberang

sungai harus lebih ke hulu mengarahkan haluan perahunya jika ia telah

menetapkan tujuannya?

Contoh Soal Kuis Awal

1. Apakah besaran kecepatan, massa, suhu, dan kuat arus, termasuk besaran

vektor?

2. Empat persegi dengan panjang 10,2 cm dan lebar 2,6 cm, luas empat

persegi panjang tersebut menurut peraturan angka penting adalah ….

3. Alat yang tepat digunakan untuk mengukur diameter kawat adalah alat ….

4. Vektor A dan B mempunyai besar yang sama yaitu 10 N, membentuk

sudut 60o. Vertor resultan hasil penjumlahan A + B sebesar ….

5. Vektor A sebesar 5 N membentuk sudut 30o terhadap sumbu X. Besar

vektor komponen yang diproyeksikan pada sumbu Y adalah ….

6. Vektor A dan vektor B membentuk sudut θ, tuliskan rumus resultan hasil

pengurangan vektor A – B.

154

Jawabab Kuis

1. Kecepatan termasuk besaran vektor

2. 26,5 cm2

3. Mikrometer sekrup

4. 10 N

5. 2,5 N

6. θcos222 ABBAR −+=

Catatan:

Kalau ada waktu, jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman di bangku

sebelahnya, kemudian nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai

dengan cara menyebutkan nilai secara lisan agar semua siswa tahu.

................................. 2009

Mengetahui,


––––––––––––– –––––––––––––––

NIP: NIP

155

RPP 5. Perhitungan Vektor



Pertemuan Ke- : 5



Indikator : – Menghitung hasil penjumlahan dan pengurangan dua

buah vektor atau lebih dengan vektor satuan.

– Menghitung hasil perkalian dua vektor dengan cara

perkalian titik (dot product) dan perkalian silang (cross

product).

– Menerapkan perhitungan vektor dalam fisika.


� Siswa dapat menuliskan vektor dengan menggunakan vektor satuan.

� Siswa dapat menjumlahkan dan mengurangkan dua buah vektor atau lebih

dengan vektor satuan.

� Siswa dapat menghitung hasil perkalian dua buah vektor dengan perkalian

titik (dot product) dan perkalian silang (cross product).

II. Materi Ajar

Perhitungan Vektor

156


1. Diskusi

2. Tanya jawab

3. Demonstrasi


A. Kegiatan Awal

Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan mengungkap kembali tentang

penggambaran vektor dan operasi vektor dengan cara tanya jawab.

B. Kegiatan Inti

� Siswa dituntun untuk menkontruksi pengertian vektor satuan.

� Siswa memahami cara menuliskan vektor posisi sebuah titik dalam

koordinat cartesian. Jika kurang jelas siswa langsung bertanya kepada guru

� Siswa memahami penjelasan tentang penjumlahan dan pengurangan dua

vektor atau lebih. Jika kurang jelas siswa bertanya kepada guru.

� Siswa mendiskusikan tentang cara menghitung perkalian titik (dot

product) dan perkalian silang (cross product) dua buah vektor.

� Siswa melakukan diskusi kelas untuk memberi contoh-contoh penggunaan

perhitungan vektor dalam fisika dan memecahkan permasalahan yang

berkaitan dengan penerapan perkalian titik dan perkalian silang.

� Guru memberikan kuis tertulis secara lisan untuk mengetahui pemahaman

siswa tentang materi yang telah dipelajari.

157

Pahamilah dan catat poin-poin dari penjelasan berikut ini! Kemudian diskusikan

apa yang siswa dapat dengan teman disebelahnya. Selanjutnya kerjakan setiap

soal-soal yang ada. Pada akhir pelajaran catatan siswa akan dikoreksi guru. Bagi

siswa yang kurang jelas langsung bertanya kepada guru.

1. Vektor satuan

Vektor satuan adalah vektor yang besarnya satu satuan dan arahnya sama

dengan arah komponen vektor tersebut. Pada sistem koordinat xy digunakan

vektor î untuk menunjukkan arah sumbu x positif dan vektor satuan ĵ untuk

menunjukkan arah sumbu y positif. Perhatikan contoh berikut ini. Misalnya

terdapat sebuah vektor F sebagaimana tampak pada gambar 20 di bawah ini.

Pada gambar tampak bahwa vektor satuan î menunjukkan arah sumbu x

positif dan vektor satuan ĵ menunjukkan arah sumbu y positif. Dengan

demikian dapat dikatakan bahwa hubungan antara vektor komponen dan

komponennya masing-masing adalah

Fx = Fx î dan Fy = Fy ĵ

Sehingga jika ditulis vektor F adalah F = Fx î + Fy ĵ

Gambar 20. Vector satuan

158

Misalnya terdapat dua vektor, A dan B pada sistem koordinat xy, di mana

kedua vektor ini dinyatakan dalam komponen-komponennya, sebagaimana

tampak di bawah :

A = Ax î + Ay ĵ

B = Bx î + By ĵ

Sehingga jika vektor A dan vektor B dijumlahkan

R = A + B

R = (Ax î + Ay ĵ)+(Bx î + By ĵ)

R = (Ax + Bx) î + (Ay + By) ĵ

R = Rx î + Ry ĵ

Apabila tidak semua vector berada pada bidang xy, maka dapt ditambahkan

vector satuan $k , arah sumbu x positif.

A = Ax î + Ay ĵ + Az $k

B = Bx î + By ĵ + Bz $k

Jika vector A dan B dijumlahkan maka akan diperoleh hasil sebagai berikut:

R = A + B

R = (Ax î + Ay ĵ + Az $k ) + (Bx î + By ĵ + Bz $k )

R = (Ax + Bx) î + (Ay + By) ĵ + (Az + Bz) $k

R = Rx î + Ry ĵ + Rz $k

2. Perkalian vektor

• Perkalian titik (dot product vector)

159

Perkalian titik vektor titik memberikan hasil skalar, sehingga perkalian

titik vektor disebut perkalian skalar vektor. Sebagai contoh perkalian titik

vektor antara A dan B dapat dinyatakan sebagai berikut.

Hasil A . B adalah skalar yang nilainya ( besarnya) AB cos θ

A . B = AB cos θ

Dalam fisika usaha (dilambangkan dengan W) merupakan contoh besaran

yang dihasilkan dari perkalian titik antara vektor gaya (F) dengan vektor

perpindahan (s), dan dinyatakan dengan persamaan berikut ini.

W = F . s = F s cos θ

Perkalian titik meggunakan vektor satuan

Perkalian skalar secara langsung dapat di hitung komponen x, y dan z dari vektor

A dan B, diketahui

Untuk melakukan perkalian titik dengan cara ini, terlebih dahulu kita lakukan

perkalian titik dari vektor satuan, setelah itu kita nyatakan vektor A dan B dalam

komponen-komponennya, menguraikan perkaliannya dan menggunakan perkalian

dari vektor-vektor satuannya.

Vektor satuan î, ĵ dan $k saling tegak lurus satu sama lain, sehingga dapat

memudahkan dalam perhitungan. Mengunakan persamaan perkalian skalar yang

telah diturunkan di atas ( A . B = AB cos θ) dapat di peroleh:

î . î = ĵ. ĵ = $k . $k = (1) (1) cos 0 = 1

î .ĵ = î . $k = ĵ. $k = (1) (1) cos 900 = 0

160

Selanjutnya vektor A dan B dinyatakan dalam komponen-komponennya, dengan

menguraikan perkaliannya dan menggunakan perkalian dari vektor-vektor

satuannya.

A . B = (Ax î + Ay ĵ + Az $k ) . (Bx î + By ĵ + Bz $k )

= Ax î . Bx î + Ax î . By ĵ + Ax î . Bz $k + Ay ĵ . Bx î + Ay ĵ . Bz$k

Az $k . Bx î + Az $k . Bx î + Az $k . By ĵ + Az $k . Bz $k

= AxBx (î . î ) + Ax By (î . ĵ) + Ax Bz (î . $k ) + Ay Bx (ĵ . î ) + Ay By (ĵ . ĵ)

Ay Bz (ĵ . $k ) Az Bx ( $k . î ) + Az By ( $k . ĵ ) + Az Bz ( $k . k̂ )

Karena A . B = AB cos θ

î . î = ĵ. ĵ = $k . $k = (1)(1) cos 0 = 1

î . ĵ = î. ĵ = ĵ . $k = (1)(1) cos 900 = 1

maka

A . B = Ax Bx + Ay By + Az Bz

Dapat disimpulkan bahwa perkalian skalar alias perkalian titik dari dua vektor

adalah jumlah dari perkalian komponen-komponennya masing-masing.


1. Besar vektor A dan B berturut-turut adalah 5 dan 4, sebagaimana tampak

pada gambar di bawah. Sudut yang terbentuk adalah 90o. Hitunglah

perkalian titik kedua vektor tersebut?

161

Penyelesaian

Cari komponen pada sumbu x dan sunbu y

Ax = (5) cos 0o = (5) (1) = 5

Ay = (5) sin 0o = (5) (0) = 0

Az = 0

Bx = (4) cos 90o = (4) (0) = 0

By = (4) sin 90o = (4) (1) = 1

Bz = 0

Vektor A hanya mempunyai komponen vektor pada sumbu x dan vektor B hanya

mempunyai komponen vektor pada sumbu y. Komponen z bernilai nol karena

vektor A dan B berada pada bidang xy.

Sekarang di hitung perkalian titik antara vektor A dan B dengan menggunakan

persamaan perkalian titik dengan vektor komponen :

A . B = Ax Bx + AyBy + AzBz

A . B = (5) (0) + (0) (1) + 0

A . B = 0 + 0 + 0 = 0

Cara penyelesaian dengan rumus

A.B = AB cos teta

y

B

î

ĵ .

A x

Gambar 21. Perklaian vektor

162

A.B = (4)(5) cos 90

A.B = (4) (5) (0) = 0

Di sini dapat disimpulkan hasilnya sama

Latihan

Dengan cara yang sama hitunglah perkalian titik vektor A dan B , jika diketahui

besar sudut yang terbentuk antara vektor A dan B adalah 30o dan besar vektor A

dan B berturut-turut adalah 5 dan 4, sebagaimana tampak pada gambar di halaman

153.

Perkalian silang mengunakan komponen vektor satuan

Dengan perkalian silang, secara langsung dapat diketahui komponen vektornya.

Urutannya sama dengan perkalian titik.

Pertama-tama, lakukan perkalian antar vector-vetor satuan î, ĵ dan $k . Hasil

perkalian vector, yaitu antara vector satuan yang sama adalah nol.

î x î = ĵ x ĵ = $k x $k = 0

Dengan berpedoman pada persamaan perkalian vektor yang telah diturunkan

sebelumnya (A x B = AB sin θ) dan sifat anti komutatif dari perkalian vector

(A x B = - B x A), maka kita peroleh :

î x ĵ = - ĵ x î = $k

ĵ

î. θ

A x

B

y

163

ĵ x $k = - $k x ĵ = î

$k x î = - î x $k = ĵ

selanjutnya vektor A dan B dinyatakan dalam komponen-komponennya,

menguraikan perkaliannya dan menggunakan perkalian dari vektor-vektor

satuannya

A x B = (Ax î +Ay ĵ + Az$k ) x (Bx î +By ĵ + Bz

$k )

= Ax î x Bx î + Ax î x By ĵ + Ax î x Bz$k +

Ay ĵ x Bx î + Ay ĵ x By ĵ + Ay ĵ x Bz$k +

Az $k x Bx î + Az $k x By ĵ + Az $k x Bz$k

= Ax Bx ( î x î ) + Ax By (î x ĵ ) + Ax Bz ( î x $k ) +

Ay Bx ( ĵ x î ) + Ay By ( ĵ x ĵ) + Ay Bz ( ĵ x $k ) +

Az Bx ( $k x î ) + Az By ( $k x ĵ ) + Az Bz ( $k x $k )

Perkalian silang antar vektor satuan dapat dilihat di bawah ini.

î x î = ĵ x ĵ = $k x $k = 0

î x ĵ = - ĵ x î = $k

ĵ x $k = - $k x ĵ = î

$k x î = - î x $k = ĵ

164

selanjutnya masukan hasil ini ke dalam perkalian silang antar vektor

komponennya.

A x B = Ax Bx ( 0 ) + Ax By ( $k ) + Ax Bz (- ĵ ) +

Ay Bx (- $k ) + Ay By ( 0 ) + Ay Bz ( î ) +

Az Bx ( ĵ ) + Az By ( -î ) + Az Bz (0)

A x B = Ay Bz (î ) + Az By ( - î ) +

Az Bx ( ĵ ) + AxBz ( -ĵ ) +

Ax By ( $k ) + Ay Bx (- k)

A x B = ( Ay Bz – Az By ) î + ( Az Bx – Ax Bz ) ĵ + ( AxBy – AyBx ) $k

Jika C = A x B, maka komponen – komponen dari C adalah sebagai berikut :

Cx = AyBz – AzBy

Cy = AzBx – AxBz

Cz = AxBy – Ay Bx

Penjelasan tambahan Perkalian silang atau vektor (cross product vector)

Penjelasan tambahan ini di ambil dari diktat Matematika Dasar 2005, Kartika

Budi hal 12-13.

Bila: A x B menghasilkan C, maka:

165

1. Nilainya didefinisikan: C = │A x B│= AB sin θ

2. Arahnya:

� C ┴ A dan C ┴ B atau C ┴ bidang (A, B).

� Arah C ditentukan dengan aturan genggaman tangan kanan sebagai

berikut

- Putar A menuju B melalui sudut θ seperti tampak pada gambar

22

- Genggamlah tangan kanan anda dengan ibu jari tetap lurus dan

tempatkan sedemikian sehingga arah putaran jari sama dengan

arah putaran vektor A. Arah vektor C sama dengan arah ibu

jari .

Dalam fisika momen gaya (τ) merupakan contoh besaran yang dihasilkan

dari perkalian silang antara vektor lengan momen(r ) dengan vektor gaya

(F) dan besaranya adalah

τ = │r x F│= r F sin θ

Hasil kali vektor dipakai misalnya pada gaya Lorentz yang persamaannya: FL= l I

x B. Besaranya FL = l I x B ∟(I, B), dan arahnya ditentukan dengan aturan

gemgaman tangan kanan

C = AxB

θ A

B

Gambar 22. Perkalian silang

166


1. Sebuah benda berpindah dengan lintasan lurus sejauh 20 meter. Selama proses

perpindahan benda mengalami gaya sebesar 10 Newton membentuk sudut 600

dengan lintasan. Berapa usaha yang dilakukan benda tersebut

Catatan: Siswa diminta mengerjakan terlebih dahulu

Penyelesaian

W = F . s = Fs cos ∟(F,s) = (20)(10) cos 600 = 100 Nm = 100 J.

2. Kawat berarus listrik 2 A, terletak dalam medan magnet yang induksi

magnetiknya 10 T (tesla) ∟(I,B) = 300. arah B mendatar ke kanan, arah I

mendatar ke belakang. Bagian kawat yang berada dalam mendan magnet lurus

dan panjangnya 0,5 meter. Berapa besar dan kemana arah gaya Lorentz yang

bekerja pada kawat tersebut.

Cacatan: siswa harus mengerjakan terlebih dahulu

Penyelesaian:

FL = l Ix B = l I B∟(I,B) = (2)(0,5)(10) sin 300 N = (2)(0,5)(10) (05) N

= 5 N

FL

B I

A

FL

B d

Gambar 23. Penerapan perkalian vektor

167

Latihan:

Dengan soal yang sama pada ke dua soal di atas hanya sudutnya masing 1200 dan

2150, selesaikanlah soal-soal tersebut sesuai dengan permintaan seperti pada soal

di atas.

C. Kegiatan Akhir


penekanan pada materi perhitungan vektor, diteruskan dengan pemberian tugas

mandiri, tugas kelompok, serta membaca dan memahami materi berikutnya.


Alat-Alat : neraca pegas, statip, anak timbangan, busur derajat, dan mistar

Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA semester 1 & 2 (Yrama Widia)

Sarana/Media : Animasi / download vektor dari internet, Fisika Bilingual SMA

Semester 1& 2 (Yrama widia), alam sekitar agar sesuai konteks

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Tes tertulis

� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi, kinerja

keterampilan dalam melakukan peragaan serta penilaian sikap, minat dan

tingkah laku siswa




168



� Tugas (bisa perorangan atau berkelompok).

Tugas yang dimaksud pada halaman sebelumnya adalah mengerjakan soal-

soal yang berhubungan dengan perkalian vektor titik dan silang.


1. Tuliskan vektor posisi untuk titik A(2, –5).

2. Vektor r1 = 2 i + 4 j dan vektor r2 = – i + 2 j , hitung r2 – r1.

3. Sama dengan soal no 2 di atas, hitung r1 × r2.

4. Sama dengan soal no 2 di atas, hitung r1 . r2.

5. Diketahui vektor r1 = i + 2 j dan vektor r2 = –2 i + j , hitung besar r1 – r2.

Jawaban Kuis

1. r = 2 i – 5 j

2. 2. –3 i – 2 j

3. 8 k

4. 6

5. √10

169

Catatan:

Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman di bangku sebelahnya, kemudian

nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara menyebutkan

nilai secara lisan.

................................ 2009

Mengetahui,


––––––––––––– ––––––––––––––––

NIP: NIP:

170

RPP 6. Gerak Lurus Beraturan



Pertemuan Ke- : 6


Standar Kompetensi: Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan

dinamika benda titik

Indikator : – Mendefinisikan pengertian gerak.

– Memperagakan gerak lurus.

– Menunjukkan perbedaan antara perpindahan dan jarak

(panjang lintasan).

– Menunjukkan gerak lurus beraturan (GLB).

– Menentukan kecepatan dan perpindahan pada gerak

lurus beraturan.

– Menerapkan gerak lurus dalam pemecahan masalah

secara teori maupun dalam kehidupan sehari-hari.


� Siswa dapat membedakan pengertian jarak dan perpindahan.

� Siswa dapat membedakan kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat.

� Siswa dapat mendefinisikan pengertian gerak lurus.

II. Materi Ajar

Gerak Lurus Beraturan

171

Materi dan sebagian besar gambar di ambil dari tulisan Pristiadi Utomo, fisika

SMA kelas X semester 1.


1. Ceramah

2. Diskusi

3. Tanya jawab

4. Demonstrasi/ praktikum (diajak kelapangan/di luar kelas)


A. Kegiatan Awal

Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan mengungkap kembali tentang gerak

lurus yang telah diterima di SMP dengan cara tanya jawab.

Singkatnya KINEMATIKA adalah Ilmu gerak yang membicarakan gerak suatu

benda tanpa memandang gaya yang bekerja pada benda tersebut (massa benda

diabaikan). Jadi jarak yang ditempuh benda benda selama geraknya hanya

ditentukan oleh kecepatan v dan atau percepatan a.

Guru menanyakan apa itu gerak lurus! Taukah siswa tentang kayu glondongan yang sering lewat sungai Kapuas adalah merupakah salah satu contoh gerak lurus?

Gambar 24. Contoh gerak lurus. Sumber: Bike-zone.com

172

B. Kegiatan Inti

� Siswa melakukan demonstrasi untuk menjelaskan pengertian gerak.

� Siswa melakukan demonstrasi untuk menjelaskan perbedaan perpindahan

dan jarak (panjang lintasan).

� Siswa diminta mengamati kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat.

� Siswa di ajak keluar kelas melihat kayu glodongan yang lewat pada sungai

Kapuas menunjukkan gerak lurus beraturan.

� Siswa melakukan diskusi untuk memberikan beberapa peristiwa yang

menunjukkan gerak lurus beraturan.

� Siswa membuat grafik hubungan besaran-besaran fisika yang terkait

dengan gerak lurus beraturan.

Pahami pelasan berikut dan diskusikan apa yang siswa pahami dengan teman

sebangku anda. Kemudian jawablah setiap soal yang telah tersedia pada

halaman-halaman berikut ini.

Gerak Lurus

Gerak lurus adalah gerak suatu benda yang berada dalam lintasan lurus. Salah

satu contoh gerak lurus saat siswa berlari sprint di sekolah. Guru meminta

siswa menyebutkan contoh yang lainnya?

1. Besaran-besaran fisika

Pada SMP kelas VII, siswa telah mempelajari bahwa gerak adalah perubahan

posisi atau kedudukan terhadap suatu titik acuan tertentu. Contohnya siswa A

diminta ibu guru maju ke depan kelas untuk mengerjakan tugas di papan tulis.

Titik acuan atau tempat duduk A Papan tulis

173

a. Jarak dan Perpindahan

Mendefinisikan Perpindahan dan Jarak

Perpindahan Jarak

• Garis terpendek penghubung

titik awal dan akhir

• Tanpa memperhatikan

lintasannya

• Besaran vektor

• Garis penghubung titik awal

dan akhir

• Memperhatikan lintasan yang

ditempuh

• Besaran skalar

Guru meminta siswa menyimpulkan pengertian perpindahan dan jarak pada tabel

11.


Seorang siswa bergerak ke utara sejauh 3 km, kemudia bergerak ke timur sejauh 4

km, lalu berhenti. Berapa jarak yang ditempuh siswa tersebut? Berapa

perpindahannya?

Penyelesaian:

Jarak yang ditempuh siswa tersebut berarti keseluruhan lintasan yang ditempuh

yaitu 3 km + 4 km = 7 km.

Sedangkan, perpindahan sepanjang garis putus-putus pada gambar di bawah ini,

yaitu km52543 22 ==+=

3km

4 km

Tabel 18. Jarak dan perpindahan

174

b. Kecepatan Rata-rata dan Kececepatan Sesaat

Dalam mempelajari ilmu fisika kecepatan dan kelajuan mempunyai arti yang

berbeda. Kecepatan adalah perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu,

sedangkan kelajuan adalah jarak yang ditempuh tiap satuan waktu.

Kecepatan merupakan besaran vektor sedangkan kelajuan merupakan

besaran skalar.

Rumus kecepatan

Kecepatan = )(

)(

swaktuSelang

meternPerpindaha Kelajuan =

)(

)(

swaktuSelang

meteJarak

Kecepatan = t

S

∆∆

v = t

S

∆

Alat untuk mengukur kelajuan kendaraan bermotor adalah Speedometer

(gambar 25)


Seorng siswa berjalan dengan lintasan ABC, seperti pada gambar, selang

waktu dari A ke C 10 sekon. Tentukan kelajuan dan kecepatan siswa

tersebut?

Penyelesaian:

Rumus kelajuan

Gambar 25. Speedometer (www. Tachoprogrammng.com)

3 m

4 m C B

5 m

A

175

Kelajuan = sms

meter

swaktuSelang

meterJarak/7,0

10

7

)(

)( ==

Kecepatan = sms

meter

swaktuSelang

meternPerpindaha/5,0

10

5

)(

)( ==

Kecepatan Rata-rata

Ketika melakukan perjalanan dengan mengendari mobil dari satu kota ke kota

lain, sering di jumpai atapun dilewati jalan yang tidak selalu lurus. Jalan yang

tidak selalu lurus menyebabkan kendaraan yang digunakan kecepatannya

berubah-ubah. Hal ini, dapat terlihat pada speedometer suatu kendaraan. Karena

kecepatan yang terjadi tidak tetap, maka nilai kecepatan yang digunakan adalah

kecepatan rata-rata. Kecepatan rata-rata di definisikan sebagai perbandingan

perpindahn benda dengan selang waktu yang diperlukan. Kecepatan rata-rata

dirumuskan sebagai berikut

Dimana ∇ = kecepatan rata-rata (m/s), ∆s = perpindahan (m) dan

∆t = selang waktu (s)

Sedangkan kelajuan rata-rata adalah merupakan jarak yang ditempuh

seluruhnya dibagi dengan selang waktu tempuh, kelajuan rata-rata

dirumuskan sebagai berikut

Di mana v = kelajuan rata-rata (m/s)

S = jarak (m)

∆t = selang waktu (s)

t

S

∆∆=∇

t

S

∆=∇

176


Gambar berikut menyatakan hubungan antara jarak (S) terhadap waktu (t)

dari benda yang bergerak. Bila S dalam m dan t dalam sekon. Tentukanlah

kecepatan rata-rata beda!

∆s = 10 m

∆t = 6 s

Kecepatan sesaat

Grafik gambar 26 berikut merupakan grafik hubungan perpindahan(S) dengan

selang waktu (t). Grafik berupa garis lengkung, karena laju benda tidak tetap.

Kecepatan rata-rata dapat dihitung dengan ∇ = t

S

∆∆

, jika titik B mendekati titik

A, maka selang waktu ∆ t menjadi kecil, Untuk selang waktu ∆ t mendekati nol

, B akan berimpit di A, maka ketika itu kecepatan yang terjadi disebut kecepatan

sesaat. Arah kecepatan sesaat di suatu titik searah dengan garis singgung di titik

tersebut. Kecepatan sesaat sering disebut dengan kecepatan benda. Dan

dirumuskan:

0

lim

→∆∆∆=

tt

svsesaat

c. Percepatan Gambar 26. Grafik kecepatan sesaat

S(m)

∆t

A

t (s)

B

∆S

sms

m

t

S/67,1

6

10 ==∆

=∇

10

S

2 6

S (m)

t (s)

177

Benda yang bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan akan mengalami

perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu. Benda tersebut dikatakan

mengalami percepatan. Besarnya percepatan atau perlambatan (akselarasi)

dapat ditentukan dengan membagi perubahan kecepatan dengan selang

waktu yang ditempuh.

Jika dirumuskan untuk persamaan percepatan adalah sebagai berikut

t

va

∆∆=

Berikut ini merupakan grafik hubungan perubahan kecepatan terhadap selang

waktu (gambar 27).

Dari grafik gambar 27 di atas terlihat bahwa perubahan kecepatan dalam selang

waktu tertentu sama dengan kemiringan grafik, semakin besar percepatan benda.

Pada gambar 2 percepatan terbesar adalah A, kemudian B dan C. Hal ini karena

kemiringan grafik terbesar adalah A, B, kemudian C.

Keterangan: a = Percepatan (m/s2) ∆v = Kecepatan (m/s) ∆t = Sekon (s)

v1

v

t (selang waktu) (1)

v0

v

C

B

A

(2)

Gambar 27. Grafik perubahan kecepatan terhadap waktu

178


Seorang pengendara motor, mula-mula dari keadaan diam kemudian menambah

kecepatannya menjadi 30 m/s dalam selang waktu 3 sekon. Hitunglah percepatan

pengendara tersebut.

Penyelesaian

sms

m

t

va /10

3

030 =−=∆∆=

Praktikum menghitung percepatan beberapa benda

Tujuan:

Siswa mampu menghitung percepatan.

Alat dan bahan

1. Jam tangan

2. Meteran pita

3. Tali nilon

4. Balok ( 10 cm)

5. Spidol

Langkah kerja

1. Pilih tebing sungai yang landai

2. Pasang tali nilon yang telah di sekat pakai rapia ataupun spidol berjarak 2

meter dari hulu sungai ke jarak yang telah di sekat pada tali nilon.

3. Amati waktu yang diperlukan balok bergerak dari hulu ke hilir sungai

hingga mencapai jarak 2 meter ( tandai tali nilon dengan spidol atau

rapia). Mengulangi percobaan ini beberapa kali untuk mendapatkan hasil

yang akurat.

Hulu Hilir

Gambar 28. Menghitung percepatan

179

4. Setiap jaraknya bertambah 2 meter ulangi langkah 3

5. Catat hasil pengamatan siswa pada tabel berikut

Jarak (m) Waktu tempuh

(sekon)

Kecepatan

rata-rata (m/s)

Kecepatan

akhir (m/s)

Pertanyaan:

1. Hitung kecepatan rata-rata degan rumus = tempuhWaktu

Jarak

2. Hitung keceapatan akhir dengan rumus = 2 x kecepatan rata-rata

3. Buatlah kecepatan-akhir dan kecepatan akhir-waktu! Dari kedua grafik

tersebut, dan tentukanlah percepatan kelereng tersebut!

2. Gerak lurus beraturan

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus

dengan kecepatan tetap (percepatan a = 0), sehingga jarak yang ditempuh S hanya

ditentukan oleh kecepatan yang tetap dalam waktu tertentu.. Untuk lebih

memahaminya, perhatikan grafik gambar 29 berikut.

Tabel 19. Data hasil pengamatan

Gambar 29. Grafik v-t untuk GLB

v (m/s)

5

0 1 2 3 t (s)

180

Grafik 29 tersebut menyatakan hubungan antara kecepatan (v) dan waktu tempuh

(t) suatu benda yang bergerak lurus. Berdasarkan grafik tersebut Siswa diminta

menentukan berapa besar kecepatan benda pada saat t = 0 sekon, t = 1 sekon, t = 2

sekon s, t = 3 sekon ? benarkah kalau kecepatan benda tersebut sama dari waktu

ke waktu yakni 5 m/s?

Semua benda yang bergerak lurus beraturan akan memiliki grafik v - t yang

bentuknya seperti gambar 29 itu. Guru mengatakan berapa jarak yang ditempuh

benda tersebut pada detik ke 3? Siswa dapat menghitung jarak yang ditempuh

oleh benda dengan cara menghitung luas daerah di bawah kurva bila diketahui

grafik (v - t)

Contoh

Jarak yang ditempuh = luas daerah yang diarsir pada grafik v – t

Jarak yang ditempuh = p x l = 3 x 5 = 15 m

Atau dapat diselesaikan dengan rumus GLB

v = t

S. Untuk S = v x t = 5 x 3 = 15 m.

Persamaan GLB S = v t berlaku bila gerak benda memenuhi grafik pada cotoh

soal di atas. Pada grafik tersebut terlihat bahwa pada saat t = 0 sekon, maka v = 0.

Artinya, pada mulanya benda diam, kemudian bergerak dengan kecepatan 5 m/s.

Guru mengatakan bagaimana kalau benda sedang bergerak apakah rumus tersebut

masih berlaku? sehingga benda telah memiliki posisi awal S0.

S = v t, Merupakan persamaan GLB S = jarak tempuh (m) v = kecepatan (m/s) t = waktu tempuh (s)

v (m/s)

5

0 1 2 3 t (s)

181

Untuk keadaan ini, maka persamaan GLB yang tepat adalah

tvSS += 0

Dengan S0 merupakan posisi awal benda.

Persamaan di atas adalah persamaan GLB untuk benda yang sudah bergerak sejak

awal pengamatan.

Berikut merupakan grafik jarak terhadap waktu.

Guru mengajak siswa untuk membaca grafik 30 tersebut?

Perhatikan gambar 30 di atas. Pada saat t = 0 sekon, jarak yang ditempuh oleh

benda S = 0, pada saat t = 1 s, jarak yang ditempuh oleh benda S= 2 m, pada saat t

= 2 sekon, jarak S = 4 m, pada saat t = 3 s, jarak S = 6 m dan seterusnya.

Berdasarkan penjelasan di atas, dapat di simpulkan bahwa benda yang diwakili

oleh grafik S – t pada gambar 30 bergerak dengan kecepatan tetap yaitu 2 m/s.

Tugas:

Berdasarkan gambar grafik 30 di atas, berapakah jarak yang ditempuh benda di

luar waktu yang tertera pada grafik. Tulis hasil pengamatan dalam tabel di bawah

ini.

Di samping grafik v - t di atas, pada gerak lurus

terdapat juga grafik S - t, yakni grafik yang

menyatakan hubungan antara jarak tempuh (S) dan

waktu tempuh (t) seperti tampak pada gambar 30

Gambar 30. Grafik S - t untuk GLB.

S (m)

8

2

4

6

4 3 2 1 0 t (s

v = t

S

182

S (m) …… …… ….... …… …… …….

t (s) 5 6 9 12 14 16


1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap 36 km/jam. Berapa

meterkah jarak yang ditempuh mobil itu setelah bergerak 10 menit?

Penyelesaian

Terlebih dahulu ubah satuan-satuan dari besaran yang diketahui ke dalam

sistem satuan SI

Diketahui

v = smsx

mx

jam

km/10

6060

10003636 ==

t = 10 menit = 10 x 60 sekon = 600 sekon

S = v.t =10 x 600 =6000 m = 6 km

2. Gerak sebuah benda yang melakukan GLB di wakili oleh grafik S – t di

bawa ini. Berdasarkan grafik tersebut hitunglah jara yang ditempuh oleh

benda dalam waktu 3 sekon dan 10 sekon

Table 20: Hubungan jarak dan waktu pada GLB

2

4

4 3 2 1 0 t (s)

S (m)

12

8

v = t

S

183

Gambar grafik S - t di atas sebenarnya menyatakan sebuah benda yang

melakukan GLB yang memiliki posisi awal S0. Dari grafik dapat dilihat

kecepatan benda yakni v = 4 m/s. Seperti telah dijelaskan, hal ini berarti

bahwa benda telah bergerak dan menempuh jarak sejauh S0 = 2 m

Jadi untuk menyelesaikan soal ini, akan digunakan persamaan GLB untuk

benda

yang sudah bergerak sejak awal pengamatan.

Diketahui:

S0 = 2 m

v = 4 m/s

Ditanya:

a. Jarak yang ditempuh benda pada saat t = 3 sekon.

b. Jarak yang ditempuh benda pada saat t = 10 sekon.

Jawab:

a. S (t) = S0 + v t

S (3 det) = 2 + 4 x 3

= 14 m

b. S (t) = S0 + v t

S (10 det) = 2 + 4 x 10

= 42 m

184

Penjelasan tambahan

Ticker Timer

Ticker timer atau mengetik waktu biasa digunakan di laboratorium fisika untuk

menyelidiki gerak suatu benda (Gambar 31.a). Pita ketik pada ticker timer

merekam lintasan benda yang bergerak misalnya mobil mainan bertenaga baterai

(Gambar 31.b) berupa serangkaian titik-titik hitam disebut dot pada pita tersebut

(Gambar 32).

(a) Ticker timer atau pengetik waktu. Pita berwarna putih adalah pita ketiknya

(b) Mobil mainan bertenaga batrai untuk percobaan gerak lurus

Jarak antara dot tersebut menggambarkan kecepatan gerak benda (Gambar 34).

Selain itu pita ketik pada ticker timer juga dapat menunjukkan apakah gerak suatu

benda itu dipercepat, diperlambat atau justru bergerak dengan kecepatan tetap

Gambar 32. Rekaman gerak benda pada pita ketik ticker timer

Gambar 33. Kecepatan benda lebih besar pada gambar (a) dibandingkan pada gambar (b)

Gambar 31. Ticker timer

185

(Gambar 34).

Interval waktu antara dua dot terdekat atau pada pita ketik sebuah ticker timer

selalu tetap, yaitu 1/50 sekon atau 0,02 sekon. Berdasarkan hal ini kita dapat

menentukan kelajuan atau besar kecepatan rata-rata suatu benda. Langkah-

langkahnya sebagai berikut. Pertama, Ambil rekaman pita ketik suatu benda yang

ingin kita selidiki kecepatan rata-ratanya.

Guntinglah pita ketik tersebut untuk sebelas dot berturut-turut (Gambar 35). Jarak

dari dot pertama sampai dot kesebelas ditempuh dalam waktu 10 x 0,02 sekom =

0,2 sekon.

Selanjutnya, dengan menggunakan penggaris mm kita ukur jarak dari dot pertama

sampai dot kesebelas pada pita ketik. Besar kecepatan rata-rata benda adalah besar

jarak ini dibagi 0,2 sekon

Gambar 34. Gerak benda (a) dipercepat (b) diperlambat (c) kecepatan tetap

Gambar 35. Pita ketik ticker timer:

186

Kegiatan di atas bisa di lakukan kalau ada ticker timer. Namum kalau ticker

timernya tidak ada siswa di ajak mengamati kayu Glondong yang di dorong oleh

Klotok. Setiap 30 menit siswa di minta memperkirakan jarak yang di tempuh kayu

Glondong. Besar kecepatan rata-rata benda hádala perkiraan jarak tersebut di bagi

waktu.

C. Kegiatan Akhir


penekanan pada materi gerak lurus beraturan, diteruskan dengan pemberian tugas.


Alat-Alat : Tali rapia, tali nilon, spidometer pada motor siswa,

balok kayu dan spidol

Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA Semester 1& 2 (yrama widia) dan

buku fisika yang relevan

Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama

Widia).

VI. Penilaian

� Kuis tertulis


keterampilan dalam melakukan peragaan serta penilaian sikap, minat, dan

tingkah laku siswa

187





praktikum jangan dipakai. Intinya adalah jika semua kriteria penilaian itu

terpenuhi maka penilaian dapat dilakukan persis sama dengan halam 58-63

� Tugas.

Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal yang telah guru

persiapkan seperti berikut ini.

1. Dua semut P dan Q berjalan lurus berhadapan masing-masing dengan

kecepatan 4 cm/det dan 5 m/det. Kedua semut awalnya terpisah pada jarak

180 cm. Hitung kapan dan dimana kedua semut akan berpapasan?

2. Sebuah benda mula-mula diam di titik P, lalu bergerak ke titik R melalui Q

seperti pada gambar di bawah. Setelah sampai di R benda kembali ke Q

dan berhenti di sana.

Tentukan yang manakah yang merupakan jarak tempuh benda dan yang

mana pula yang merupakan perpindahan benda!

3. Apa perbedaan antara kelajuan dan kecepatan?

4. Siti berlari sepanjang lintasan lurus. Mula-mula jarak 100 m ditempuhnya

dalam waktu 20 sekon, 100 m kedua 25 sekon dan 100 m ketiga 35 sekon.

Hitung kelajuan rata-rata Siti dalam menempuh keseluruhan jarak di atas.

188

5. Sebuah mobil bergerak sepanjang lintasan lurus, mula-mula dengan

kelajuan 4 m/s selama 10 sekon lalu berubah menjadi 8 m/s selama 5

sekon dan berubah lagi menjadi 10 m/s selama 5 sekon pula. Berapakah

kelajuan rata-rata mobil itu selama 20 sekon pertama?

6. Pada sebuah garis lurus, sebuah benda mula-mula berada di A lalu bergerak

ke kanan menuju C seperti pada gambar di bawah. Bila setelah sampai di

C benda kembali ke B dan berhenti di sana, serta waktu yang diperlukan

benda untuk menjalani keseluruhan proses tersebut selama 20 sekon.

Hitung besar kecepatan rata-rata benda itu!

7. Christyan lari pagi mengelilingi lapangan dalam lintasan dengan jari-jari 5

m. Bila Christyan melakukan tepat 10 putaran dalam waktu 62,8 sekon,

hitung kelajuan rata-rata Christyan itu!

8. Tulislah pengertian percepatan rata-rata sebuah benda yang bergerak lurus!

9. Apakah yang dimaksud gerak lurus beraturan atau GLB?

10. Gerak suatu benda dinyatakan dalam bentuk grafik v - t di bawah.

Berdasarkan grafik di dibawah ini, berapakah jarak yang ditempuh benda

dalam waktu 5 sekon?

v (m/s)

10

2 1 0 t (s)

189

11. Pada grafik di bawah berapakah besar kecepatan rata-rata benda-benda?

12. Sebuah perahu bergerak di sungai kapuas dalam lintasan garis lurus. Jarak

180 m ditempuh perahu itu dalam waktu 1 menit. Bila perahu bergerak

dengan kelajuan tetap, berapakah jarak yang ditempuh perahu dalam

waktu 1 jam

13. Untuk gambar di bawah, berapakah jarak yang ditempuh oleh benda dalam

waktu 8 sekon?


1. Tuliskan persamaan gerak lurus beraturan saat benda sedang bergerak di

ketahui ?

2. Sebuah benda bergerak dengan kecepatan konstan 10 m/det. Besar

perpindahan selama 4 sekon adalah ....

S (m)

20

5

10

15

4 3 2 1 0 t (s)

S (m)

30

5 10

20

3 2 1 0 t (s)

190

3. Sebuah benda bergerak lurus apabila tidak ada gesekan merupakan

gerak....

4. Seseorang berlari pagi di mengelilingi tugu BI Sintang yang jari-jari

lingkarannya adalah R. Apabila orang tersebut kembali pada titik semula,

perpindahannya adalah ...

5. Tuliskan persamaan kecepatan sesaat ....

Jawaban Kuis

1. S = S0 + v t 2. 40 m 3. Lurus beraturan

4. nol 5.

0

lim

→∆∆∆=

tt

Sv

Catatan:



nilai secara lisan.

.................................... 2009

Mengetahui,

Kepala Sekolah Guru

Fisika

–––––––––––––– ––––––––––––––

NIP: NIP:

191

RPP 7. Gerak Lurus Berubah Beraturan



Pertemuan Ke- : 7


Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan


Indikator : – Mendefinisikan pengertian gerak.

– Memperagakan gerak lurus.

– Menunjukkan perbedaan antara perpindahan dan jarak

(panjang lintasan).

– Menunjukkan gerak lurus beraturan (GLB).

– Menentukan kecepatan dan perpindahan pada gerak

lurus beraturan.

– Menerapkan gerak lurus dalam pemecahan masalah

secara teori maupun dalam kehidupan sehari-hari.


� Siswa dapat membedakan pengertian jarak dan perpindahan.

� Siswa dapat membedakan kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat.

� Siswa dapat mendefinisikan pengertian gerak lurus.

� Siswa dapat menganalisis gerak dengan kecepatan dan percepatan tetap.

� Siswa dapat menganalisis dan merumuskan gerak lurus beraturan.

192

� Siswa dapat menggambarkan hubungan besaran-besaran fisika pada gerak

lurus beraturan pada grafik.(ini dapat berupa pengayaan jika siswa punya

daya tangkap kurang )

II. Materi Ajar

Gerak Lurus Berubah Beraturan

Materi dan sebagian besar gambar di ambil dari modul tulisan Setia Gunawan,

dengan no modul: Fis.X.02


1. Informasi (dapat berupa kejadian alam sekitar atau dari berbagai fenomena

yang terjadi baik dari media cetak atai elektronik) /ceramah Siswa aktif

2. Diskusi

3. Tanya jawab

4. Demonstrasi


A. Kegiatan Awal

Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan kuis tertulis yang diberikan secara

lisan tentang materi gerak lurus sebelumnya dan materi yang akan diajarkan

dengan waktu ± 8 menit.

Benda yang mengalami gerak lurus berubah beraturan memiliki kecepatan

yang berubah seiring dengan perubahan waktu. Perubahan kecepatan yang terjadi

193

nilainya selalu konstan atau dapat disebut juga percepatannya konstan. Jadi gerak

lurus berubah beraturan adalah gerak lurus yang memilki percepatan konstan.

Quis ± 8 menit.

1. Apa yang siswa ketahu tentang gerak lurus berubah beraturan dipercepat ?

2. Apa yang siswa ketahui tentang gerak lurus berubah beraturan diperlambat?

B. Kegiatan Inti

� Siswa melakukan demonstrasi mainan mobil-mobilan yang telah siswa

buat secara kelompok yang menunjukkan macam-macam gerak lurus

berubah beraturan disertai tanya jawab.

� Siswa mengamati demonstrasi cara mengukur besar kecepatan dan besar

perpindahan setelah bergerak t satuan waktu disertai tanya jawab.

� Siswa merumuskan besar kecepatan setelah t satuan waktu pada GLBB

dan merumuskan besar perpindahan setelah t satuan waktu pada GLBB.

� Siswa melakukan diskusi kelompok memecahkan persoalan berkaitan

dengan GLBB.

� Guru memberikan kuis tertulis untuk mengetahui pemahaman siswa

tentang materi yang telah dipelajari (ini penting dilakukan).

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Pahami semua konsep dan prinsip GLBB berikut ini dan catatlah poin-poin

pentingnya.

Demonstrasi oleh siswa yang telah membuat mobil-mobilan yang bisa di dorong

namun bisa juga di lakukan pada sungai kapuas.

194

Alat-alat untuk membuat mobil-mobilan atau perahu-perahuan:

a. Kayu berdiameter 2 cm

b. Karet

c. Muk

d. Paku dengan panjang 3-4 cm

e. Bambu yang di belah ujungnya ( panjang bambu ± 1 meter)

f. Papan kecil

g. Sandal rusak

Cara kerja

Belah bambu sedemikian rupa, pasang muk dan kayu pada ujung bambu.

Kemudian di antara muk dan kayu di pasang karet yang telah di hubungkan

dengan paku, selanjutnya pasang roda dari sándal pada kedua sisi bambu yang

telah di belah. Bila benar gambarnya seperti pada gambar 36. Dorong mobil-

mobilan itu maka ia akan menghasilkan bunyi tek-tek sepanjang perjalanan

Merancang mobil-mobilan

1. Konsep Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan

garis lurus dengan percepatan tetap. Jadi, ciri utama GLBB adalah bahwa dari

Bambu yang udah di belah Kayu d = 2 cm

Muk

Karet gelang & paku

Lantai

Roda dari sandal

Gambar 36. Mobil-mobilan

195

waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat. Dengan

kata lain gerak benda dipercepat. Namun demikian, GLBB juga dapat berarti

bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lambat hingga

akhirnya berhenti. Dalam hal ini benda mengalami perlambatan tetap. Dalam

pembahasan ini, kita tidak menggunakan istilah perlambatan untuk gerak benda

diperlambat. tetapi tetap saja menamakannya percepatan, hanya saja nilainya

negatif. Jadi perlambatan sama dengan percepatan negatif.

Pelajari grafik di bawah ini! Dengan memperhatikanlah gambar di atas dapat

dibuat grafik menyatakan hubungan antara kecepatan (v) dan waktu (t) sebuah

benda yang bergerak lurus berubah beraturan dipercepat. (Gunawan, 2009 : 21).

Besar percepatan benda

12

12

tt

vv

t

va

−−

=∆∆=

Contoh sehari-hari GLBB dipercepat adalah peristiwa jatuh

bebas. Contoh yang sering kita lihat adalah peristiwa jatuhnya

buah durian dari ketinggian tertentu, semakin lama buah

durian itu bergerak semakin cepat gerakkanya.

Gambar 37. Peristiwa durian jatuh contoh GJB

Gambar 38. Grafik v- t untuk GLBB dipercepat

t(s) t

v0

∆v

vt

v(m/s)

196

Dengan v1 = v0, v2 = vt, t1 = 0, t2 = t

sehingga, t

vva 01 −

= atau a t = v1 - v0

dari persamaan tersebut di atas maka didapat persamaan kecepatan GLB

sebagai berikut

vt = v0 + a t

Keterangan:

v0 = kecepatan awal (m/s)

vt = kecepatan akhir (m/s)

a = percepatan (m/s2)

t = selang waktu (s)

Perhatikan bahwa selama selang waktu t (pada penjelasan sebelumnya di beri

simbol ( t), kecepatan benda berubah dari v0 menjadi vt sehingga kecepatan rata-

rata benda dapat dituliskan:

20 tvv

v−

=

Karena vt = (v0 + a t), maka

2

2

2

)( 000 tavtavvv

+=

++=

Telah di ketahui bahwa kecepatan rata-rata

t

Sv = , maka

22

2 0 tav

t

S +=

atau

S= v0 t ½ + a t2

Keterangan:

S = jarak yang ditempuh (m)

v0 = kecepatan awal (m)

a = percepatan (m/s2)

t = selang waktu (s)

197

Persamaan di atas merupakan persamaan jarak GLBB (Setia Gunawan, halaman

21-23). Apabila ke dua persamaan GLBB tersebut di gabungkan, maka akan

mengahasilkan persamaan GLBB seperti berikut.

Persamaan ketiga GLBB dapat dituliskan:

Catatan: siswa diminta membuktikan kebenaran persamaannya!

vt2 = v0

2 + 2 a t

Persamaan di atas merupakan persamaan kecepatan sebagai fungsi jarak.


1. Benda yang semula diam didorong sehingga bergerak dengan percepatan tetap

3 m/s2. Berapakah besar kecepatan benda itu setelah bergerak 5 sekon?

Penyelesaian

v0 = 0

a = 3 m/s2

t = 5 s

di tanya: vt = ?

Jawab:

vt = v0 + a t = 0 + 3 . 5

= 15 m/s

2. Benda yang bergerak lurus berubah beraturan diwakili oleh grafik v - t di

bawah.

6

2

0 10

v (m/s)

t (s)

198

Tentukan: a. Pecepatan rata-rata!

b. Jarak yang ditempuh selama 10 sekon

Penyelesaian:

Dari grafik dapat di ketahui:

v0 = 2 m/s

vt = 6 m/s

Sehingga dapat kita hitung besar percepatan rata-rata benda:

20 /4,010

26sm

t

vva t =−=

−=

Jarak yang ditempuh oleh benda dalam waktu 10 sekon dapat dihitung dengan 2

cara

Cara 1

s = v0 t ½ + a t2

= 2 . 10 + ½ 0,4 . 102

= 20 + 20 = 4 meter

Cara 2

Hitung luas di bawa kurva grafik v-t, yaitu luas daerah yang diarsir.

Tampak daerah tersebut merupakan bidang berbentuk trapesium. Hitunglah luas

bidang tersebut. Jika diperhatikan dengan lebih teliti, daerah yang diarsir pada

v (m/s)

t (s) 0 10

6

2

199

grafik di atas sebenarnya terdiri dari 2 bidang, yaitu sebuah segiempat dan sebuah

segitiga dengan panjang sisi-sisi yang diketahui.

Luas bidang I = 2 x 10

= 20 m

Luas bidang II = 1/2 x 10 x 4

= 20 m

Luas total = 20 m + 20 m

= 40 m

Jarak yang ditempuh = luas total = 40 meter.

Latihan soal

• Mobil yang semula bergerak lurus dengan kecepatan 5 m/sekon berubah

menjadi 10 m/sekon dalam waktu 6 sekon. Bila mobil itu mengalami

percepatan tetap, berapakah jarak yang ditempuh dalam selang waktu 4

sekon itu?

2. Mengukur percepatan benda

Untuk mengukur percepatan benda yang bergerak dapat kita gunakan ticker

timer yang cara pemakaiannya sudah dijelaskan di depan. Misalkan kita ingin

mengukur percepatan sebuah mobil mainan yang meluncur pada bidang miring

seperti ditunjukkan gambar berikut.

Gambar 39. Mobil mainan pada bidang miring akan mengalami percepatan tetap karena gaya gravitasi bumi.

200

Setelah pita ketik kita hubungkan pada mobil mainan (tanpa baterai) dan mobil

meluncur ke bawah, maka rekaman pada pita ticker akan tampak seperti pada

berikut.

Kita tentu masih ingat bahwa interval waktu antara dua dot terdekat adalah 0,02

sekon. Sehingga interval waktu untuk 10 dot berturut-turut adalah 0,2 sekon.

Untuk mengukur percepatan mobil mainan, ditentukan terlebih dahulu kecepatan

awal dan kecepatan akhir mobil mainan tersebut untuk selang waktu tertentu.

Misalnya selang waktu tersebut adalah selang waktu untuk menempuh 50 dot atau

5 x 10 dot berturut-turut sehingga lamanya waktu tersebut adalah ∆t = 1 sekon.

Namun untuk kabupaten sintang hal ini sepertinya itdak memungkinkan. Sebagai

gantinya siswa di minta merancang mainan dari perahu mini tanpa mesin

pengerak

Praktikum

Rancanglah suatu eksperimen untuk menentukan besarnya percepatan rata-rata

suatu benda berbentuk perahu mini. Siapkan alat-alat seperti pada demonstrasi

seperti mainan mobil mobilan pada gambar 36. Kemudian buat sistematika cara

kerjanya hingga perahu tersebut bisa bergerak. Selanjutnya karya siswa akan di uji

cobakan di sungai Kapuas. Kemudian buatlah laporan dari praktikum anda.

Latihan soal

1. Tulislah pengertian gerak lurus berubah beraturan!

2. Tulislah 3 persamaan penting pada gerak lurus berubah beraturan!

Gambar 40. Pita ketik Mobil mainan yang bergerak pada bidang miring.

201

3. Perahu mini di sungai Kapuas yang semula diam didorong seorang siswa yang

melakukan eksperimen sehingga bergerak dengan percepatan tetap 2 m/s2.

Berapakah besar kecepatan benda itu setelah 5 sekon kemudian?

4. Gerak suatu benda dipercepat sehingga dalam waktu 4 s kecepatannya berubah

dari 8 m/s menjadi 12 m/s. Berapakah jarak yang ditempuh benda selama 15 s

itu?

5. Perhatikan grafik v - t untuk suatu benda yang bergerak lurus berubah beraturan

seperti ditunjukan pada gambar di bawah ini, berapakah besar percepatan rata-

rata pada grafik tersebut!

C. Kegiatan Akhir


penekanan pada materi gerak lurus berubah beraturan, diteruskan dengan

pemberian tugas membaca serta memahami materi berikutnya.


Alat-Alat : Bola kaki, bola tenis, balok kayu, bidang miring

Sumber : Buku Fisika Dasar SMA 1A (Tiga Serangkai)

Sarana/Media : Alam sekitar, Animasi-animasi yang dibuat sendiri olh guru,

Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia).

10

5

4 0 t(s)

v(m/s)

202

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi dan

demonstrasi seta perancangan alat praktikum





praktikum jangan dipakai. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan

berfungsi sepenuhnya bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada

poin-poin penilaian tersebut.

� Tugas

Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan soa-soal yang telah disiapkan oleh

guru.

1. Tulislah pengertian gerak lurus berubah beraturan!

2. Tulislah 3 persamaan penting pada gerak lurus berubah beraturan!

3. Benda yang semula diam didorong sehingga bergerak dengan percepatan

tetap 2 m/s2. Berapakah besar kecepatan benda itu setelah 5 sekon

kemudian?

4. Gerak suatu benda dipercepat sehingga dalam waktu 4 sekon kecepatannya

berubah dari 8 m/s menjadi 12 m/s. Berapakah jarak yang ditempuh

benda selama 15 sekon itu?

203

5. Perhatikan grafik v - t untuk suatu benda yang bergerak lurus berubah

beraturan di bawah. Berapakah besar percepatan rata-rata pada grafik di

sampings?

6. Perhatikan grafik sebuah benda yang bergerak lurus berubah beraturan di

bawah ini lalu tentukan jarak yang ditempuh benda dalam waktu 4 sekon!

Contoh Soal Kuis Awal.

1. Grafik hubungan kecepatan dengan waktu pada GLB berbentuk ....

2. Benda yang ditembakkan vertikal ke atas merupakan gerak dipercepat

beraturan. Benar atau salah.

3. Tuliskan rumus kecepatan setelah t satuan waktu.

4. Grafik hubungan antara perpindahan dengan waktu berbentuk garis

miring. Benar atau salah.

10

v(m/s)

t(s) 4

5

v (m/s)

8

2

6

4

4 3 2 1 0 t (s)

10

204

5. Setelah bergerak selama 5 sekon, kecepatan benda berubah dari 15 m/s

menjadi 10 m/s. Kecepatan benda tersebut adalah ....

6. Benda bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s. Setelah 4 sekon, benda

berhenti. Jarak yang ditempuh benda adalah ....

7. Perbedaan kecepatan dengan kelajuan adalah ....

8. Kecepatan dapat berharga negatif. Pernyataan tersebut benar atau salah.

9. Panjang lintasan benda yang bergerak lurus berubah beraturan selalu

positif. Benar atau salah.

10. Tulis rumus jarak yang ditempuh setelah t satuan waktu untuk gerak lurus

berubah beraturan.

Jawaban Kuis

1. garis miring 2. salah

3. vt = vo + at

4. salah

5. 1 m/s2

6. 20 m

7. kecepatan mempunyai arah

8. benar

9. benar

10. S = vo t + ½ at2

205

Catatan:



nilai secara lisan.

...........,.................... 2009

Mengetahui,


––––––––––––– –––––––––––––––

NIP: NIP:

206

RPP 8. Praktikum Gerak Lurus Beraturan dan Gerak Lurus

Berubah Beraturan



Pertemuan Ke- : 8




Indikator : –Menunjukkan gerak lurus berubah beraturan.

–Mengidentifikasi gerak lurus berubah beraturan dan

hubungannya dengan besaran-besaran yang terkait.

– Menerapkan gerak lurus berubah beraturan pada

teknologi dan kehidupan sehari-hari.


� Siswa dapat mengidentifikasi pengertian percepatan rata-rata dan

percepatan sesaat.

� Siswa dapat menentukan kecepatan pada gerak lurus berubah beraturan.

� Siswa dapat menunjukkan atau memperagakan suatu benda yang

melakukan gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan

(GLBB).

� Siswa dapat mengaplikasikan gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus

berubah beraturan (GLBB) dalam kehidupan sehari-hari.

207

II. Materi Ajar

Gerak lurus beraturan dan Gerak lurus berubah beraturan


Eksperimen (percobaan/praktikum)

IV. Langkah-langkah Pembelajaran

A. Kegiatan Awal

Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan menjelaskan persiapan-persiapan

yang perlu dilakukan sebelum dan setelah melakukan eksperimen serta

menjelaskan laporan hasil kegiatan (eksperimen). Pada pokok pembahasan

terdahulu kita telah mempelajari tentang gerak lurus berubah beraturan dan gerak

lurus berubah beraturan. Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda pada

lintasan yang lurus di mana pada setiap selang waktu yang sama, benda tersebut

menempuh jarak yang sama (gerak suatu benda pada lintasan yang lurus dengan kelajuan

tetap). Sedangkan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda yang

menempuh lintasan lurus dan mengalami perubahan kecepatan yang sama setiap

sekonnya atau mengalami percepatan yang sama.

B. Kegiatan Inti

� Guru memberikan pre-test sebelum melakukan eksperimen.

Contoh soal pre-test

a. Apa yang dimaksud gerak lurus berturan dan bagaimana rumus

umumnya?

208

b. Apa yang dimaksud gerak lurus berubah beraturan dan bagiamna

rumusnya umumnya?

c. Apa yang anda ketahui tentang ticker timer!

d. Apa nama alat untuk mengukur kecepatan sebuah benda?

e. Sebutkan contoh-contoh gerak lurus berubah beraturan!

� Siswa melakukan percobaan untuk memperoleh data-data yang akan

dipecahkan.

� Siswa melakukan diskusi kelas, mengolah data hasil pengukuran dengan

mempertimbangkan kesalahan relatif pengukuran.

� Siswa melakukan presentasi hasil percobaan.

� Siswa membuat laporan hasil percobaan.

1. Praktikum Gerak Lurus Beraturan

Di dalam laboratorium, alat yang digunakan untuk menyelidiki gerak lurus

beraturan adalah ticker timer. Alat ini mempunyai sebuah plat baja yang dapat

bergetar 50 kali setiap sekonnya. Setiap kali bergetar plat baja ini akan membuat

sebuah tanda titik hitam pada kertas pita yang ditarik oleh benda yang akan

diamati geraknya. Untuk lebih memahami tiker timer perhatikanlah gambar

berikut dengan seksama.

Gambar 41. Ticker timer (koleksiku.net)

209

Tujuan:

Mengamati gerak lurus beraturan.

Alat dan bahan:

Sebuah landasan yang rata, sebuah mobil mainan elektronik, pewaktu ketik (ticker

timer) dan pitanya, sebuah gunting, kertas polos dan mistar.

Cara kerja:

1. Buatlah landasan yang lurus agar mobil mainan dapat bergerak lurus.

Letakkan ticker timer di ujung landasan. Kemudian, hubungkan mobil mainan

dengan pita ticker timer.

Perhatikan gambar.

2. Jalankan mobil mainan sehingga mobil mainan tersebut bergerak dengan

kelajuan tetap.

3. Amatilah jarak antara dua titik yang berdekatan.

4. Hitunglah titik hitam pada pita ticker timer. Berilah tanda setiap jarak 5 ketik.

5. Guntinglah pita ticker timer setiap jarak 5 ketik, kemudian tempelkan pada

kertas polos

6. Catat hasil pengamatan pada tabel

Gambar 42. Rangkaian percobaan GLB (koleksiku.net)

210

Jawab pertanyan berikut ini berdasarkan praktikum GLB yang telah anda

lakukan!

1. Apakah jarak antara dua titik hitam yang berdekatan sama?

2. Apakah panjang guntingan pita yang berjarak setiap lima titik hitam sama?

3. Bagaimana bentuk grafik GLB dan gambarkanlah grafik jarak terhadap

waktu dan kecepatan terhadap waktu dari praktikum yang telah anda

lakukan!

4. Buatlah kesimpulan dari praktikum yang telah anda lakukan dan lakukan

presentasi di depan kelas berdasarkan kelompok yang telah dibentuk.

2. Praktikum Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus suatu benda yang perubahan kecepatannya selalu bertambah

disebut gerak lurus dipercepat. Sedangkan gerak suatu benda yang

perubahan kecepatannya selalu berkurang disebut gerak lurus diperlambat.

a. Gerak lurus berubah beraturan dipercepat

Tujuan:

Mengamati gerak lurus berubah beraturan dipercepat.

Alat dan bahan:

Sebuah landasan yang rata, sebuah mobil mainan elektronik, beberapa buah

buku tebal, pewaktu ketik (ticker timer) dan pitanya, sebuah gunting, serta

kertas polos.

211

Cara kerja:

1. Buatlah landasan yang miring dengan menaikkan salah satu ujung

landasan. Letakkan ticker timer di ujung landasan tersebut. Kemudian,

hubungkan mobil mainan dengan pita ticker timer.

2. Lepaskan mobil mainan dari ujung landasan yang sudah dinaikkan

sehingga mobil mainan tersebut bergerak dipercepat.

3. Amatilah jarak antara dua titik yang berdekatan pada kertas ticker timer.

4. Hitunglah titik hitam pada pita ticker timer. Berilah tanda setiap jarak 5

ketikan.


kertas polos.

Diskusikan pertanyaan berikut dalam kelompok dan presentasikan di depan

kelas!



3. Gambarkanlah grafik kecepatan terhadap waktu dari praktikum yang anda

lakukan.?

4. Buatlah kesimpulan dari praktium yang telah anda lakukan

Gambar 43. Rangkaian percobaan GLBB dipercepat (koleksiku.net)

212

b. Praktikum gerak lurus berubah beraturan diperlambat

Tujuan:

Mengamati gerak lurus berubah beraturan diperlambat.

Alat dan bahan:

Sediakanlah sebuah landasan yang rata, sebuah mobil mainan elektronik, beberapa

buah buku tebal, pewaktu ketik (ticker timer) dan pitanya, sebuah gunting, mistar

dan kertas polos.

Prosedur kerja:

1. Buatlah landasan yang miring dengan menaikkan salah satu ujung landasan.

Letakkan ticker timer di ujung landasan tersebut. Kemudian, hubungkan mobil

mainan dengan pita ticker timer. Perhatikan gambar berikut.

2. Lepaskan mobil mainan dari ujung landasan yang lebih rendah sehingga mobil

mainan tersebut bergerak diperlambat.

3. Amatilah jarak antara dua titik yang berdekatan pada pita ticker timer.

4. Hitunglah titik hitam pada pita ticker timer. Berilah tanda setiap jarak 5 ketik.


kertas polos.

Diskusikan pertanyaan berikut ini dalam kelompok praktikum anda!

Gambar 44. Rangkaian percobaan GLBB diperlambat (koleksiku.net)

213



3. Gambarkanlah grafik kecepatan terhadap waktu dan bagaimana bentuk

grafiknya?

4. Buatlah kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan?

Catatan:

Praktikum ini bisa saja di lakukan bila suatu sekolah tersedia ticker Timer. Namun

bila tidak, maka di buat alat yang dapat mengantikan peran ticker timer. Alat

tersebut adalah mobil-mobilan.:

Alat-alat untuk membuat mobil-mobilan:

a. Kayu berdiameter 2 cm

b. Karet

c. Muk

d. Paku dengan panjang 3-4 cm

e. Bambu yang di belah ujungnya ( panjang bambu ± 1 meter)

f. Papan kecil

g. Sandal rusak

h. Kertas Karton

Cara kerja

Belah bambu sedemikian rupa, pasang muk dan kayu pada ujung bambu.

Kemudian di antara muk dan kayu di pasang karet yang telah di hubungkan

dengan paku, selanjutnya pasang roda dari sándal pada kedua sisi bambu yang

telah di belah, pasang roda pada ujung bambu yang tidak di belah. Hubungkan

214

dan pasang memanjang kertas karton yang paling tipis pada paku yang

bersentuhan dengan muk. Bila benar gambarnya mirip gambar 15, hanya

antar ujung bambu yang belah atau yang tidak dibelah masing di kasi roda

yang terhubung kayu berdiameter 2 cm. Dorong mobil-mobilan pada jalan

yang menanjak dan dorong mobil-mobilan tersebut pada jalan yang turun.

Amati setiap ketikan oleh paku pada kertas kartun kemudian guntinglah setiap

jarak guntingan hasil ketikan itu tepat seperti pada ticker timer.

Merancang mobil-mobilan

C. Kegiatan Akhir

Siswa menyimpulkan hasil percobaan yang telah dilakukan, diteruskan dengan

pemberian tugas serta membaca dan memahami materi berikutnya.

V. Sumber Belajar

Buku Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia) dan buku fisika yang

relevan

VI. Penilaian

� Tes tertulis/pre-test

� Pengamatan keaktifan dalam melakukan percobaan, presentasi, penilaian

sikap, minat, dan tingkah laku siswa

Bambu yang udah di belah Kayu d = 2 cm

Muk

Karet gelang & paku

Lantai

Roda dari sandal

Gambar 45. Mobil-mobilan

Roda dari sandal Kertas Karton

215




misalnya siswa ada melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum

disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi sepenuhnya

bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin penilaian

tersebut.

� Hasil laporan percobaan

...........,...................... 2009

Mengetahui,


–––––––––––––– ––––––––––––––––

NIP: NIP:

216

RPP 9. Gerak Vertikal



Pertemuan Ke- : 9




Indikator : – Menunjukkan gerak vertikal.

– Menunjukkan gerak vertikal ke atas

– Menunjukkan gerak vertikal ke bawah.


� Siswa dapat memahami gerak vertikal secara jelas

� Siswa dapat memahi dan menyelesaikan persoalan yang berhubungan

dengan gerak vertikal ke atas

� Siswa dapat memahami dan menyelesaikan persoalan yang berkaitan

dengan gerak vertikal ke bawah

� Siswa dapat membedakan gerak vertikal ke atas dan ke bawah.

II. Materi Ajar

Gerak Vertikal


1. Informasi/ceramah

2. Diskusi

3. Tanya jawab

217

4. Demonstrasi


A. Kegiatan Awal


disampaikan secara lisan tentang materi sebelumnya (waktu ± 8 menit).

B. Kegiatan Inti

� Guru memberi penjelasan singkat mengenai gerak vertikal.

� Siswa melakukan demonstrasi gerak vertikal yang dilakukan oleh siswa

� Siswa melakukan diskusi kelas untuk menentukan syarat suatu benda

mencapai titik tertinggi (tinggi maksimum) pada gerak vertikal ke atas.

� Siswa melakukan demonstrasi mengenai benda jatuh bebas kemudian di

lanjutkan dengan diskusi kelas.

� Siswa mengamati demonstrasi untuk benda jatuh bebas.

� Siswa melakukan diskusi kelas untuk menentukan arah, besar, dan

percepatan benda yang bergerak vertikal.

� Siswa melakukan diskusi kelas untuk menentukan persyaratan benda jatuh

bebas.

� Siswa melakukan peragaan yang menunjukkan bahwa massa tidak

mempengaruhi besarnya waktu benda jatuh bebas.

� Guru melakukan diskusi kelas untuk menentukan hubungan besaran-

besaran yang terkait dengan gerak vertikal.

� Siswa melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan

berkaitan dengan gerak vertikal.

218

Gerak vertikal

Untuk memperlajari gerak vertikal, dasar yang harus di pahami adalah gerak lurus

berubah beraturan, karena sebenarnya gerak vertikal merupakan salah satu contoh

gerak lurus berubah berturan.

Pelajari beberapa penjelasan berikut. Kemudian catat poin-poin penting dari

pemahaman siswa karena pak guru akan periksa catatan siswa pada akhir

pertemuan.

a. Gerak jatuh bebas

Siswa melakukan demontrasi

Peristiwa di atas dalam Fisika disebut sebagai gerak jatuh bebas, yakni gerak

lurus berubah beraturan pada lintasan vertikal. Ciri khasnya adalah benda

jatuh tanpa kecepatan awal (v0 = nol). Semakin ke bawah gerak benda

semakin cepat. Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu

sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi yang besarnya 9,8 m/s2

atau 10 m/s2.

Pertanyaannya: Batu dan kertas di jatuhkan dari ketingian yang sama. Di antara batu dan kertas tersebut manakah yang lebih dahulu menyentuh lantai?

Batu Kertas

Lantai Gambar 46. Demontrasi gerak jatuh bebas

219

Guru memberi penjelasan singkat, pada gerak jatuh bebas ke tiga persamaan

GLBB dipercepat yang pernah bicarakan pada kegiatan sebelumnya tetap berlaku,

hanya saja v0

dihilangkan dari persamaan karena harganya nol dan lambang s pada persamaan-

persamaan tersebut akan di ganti dengan h yang menyatakan ketinggian dan a di

ganti dengan g.

Persamaan gerak jatuh bebas:

1. vt = g . t

2. h = ½ g t2

3. ghvt 2=

Dalam persamaan ke 2, jika di reduksi maka akan didapatkan persamaan waktu

jatuh bebas benda.

h = ½ g t2

jika ruas kiri dan kanan masing-masing dikalikan 2 maka akan didapatkan:

2 h = g t2

t2 = g

h2

g

ht

2=

Gambar 47. disamping mengambarkan benda jatuh

bebas mengalami percepatan yang besarnya sama

dengan percepatan gravitasi.

Keterangan: g = percepatan gravitasi (m/s2) h = ketinggian benda (m) t = waktu (s) vt = kecepatan akhir (m/s)

Gambar 47. Benda jatuh bebas

220

Dari persamaan waktu jatuh, terlihat bahwa waktu jatuh benda bebas hanya

dipengaruhi oleh dua faktor yaitu h = ketinggian dan g = percepatan gravitasi

bumi. Jadi berat dan besaran-besaran lain tidak mempengaruhi waktu jatuh.

Artinya meskipun berbeda beratnya, dua benda yang jatuh dari ketinggian

yang sama di tempat yang sama akan jatuh dalam waktu yang bersamaan.

Dalam kehidupan kita sehari-hari mungkin kejadiannya lain. Benda yang

berbeda beratnya, akan jatuh dalam waktu yang tidak bersamaan. Hal ini dapat

terjadi karena adanya gesekan udara. Percobaan di dalam tabung hampa udara

membuktikan bahwa sehelai bulu ayam dan satu buah koin jatuh dalam waktu

bersamaan.

.Bulu ayam dan koin (a) di udara (b) di ruang hampa udara


1. Dari salah satu bagian gedung yang tingginya 20 m, dua buah batu

dijatuhkan secara berurutan. Massa kedua batu masing-masing 1/2 kg dan

5 kg. Bila percepatan gravitasi bumi di tempat itu g = 10 m/s2, tentukan

waktu jatuh untuk kedua batu itu (Abaikan gesekan udara)

221

Penyelesaian

Diketahui h1 = h2 = 20 m

m1 = 0,5 kg

m2 = 5 kg

g = 10 m/s2

Ditanya t1 dan t2 ?

Jawab:

Karena gesekan udara di abaikan, maka gerak kedau batu memenuhi persaman

waktu jatuh bebas

g

ht 12= =

10

202x= 2 sekon

Untuk batu ke dua,

g

ht 22= =

10

202x = 2 sekon.

Dengan demikian, benda –benda yang jatuh bebas dari ketinggian yang sama di

tempat yang sama (= percepatan gravitasinya sama) akan jatuh dalam waktu yang

sama.

b. Gerak Vertikal Ke Atas

Siswa melakukan demontrasi, siswa mengamati gerakan bola yang dilempar

vertikal tersebut. Bagaimana kecepatan bola dari waktu ke waktu!

Gambar 48. Bola dilemparkan vertikal ke atas.

222

Dari gambar tersebut, bola mengalami dua fase gerakkan. Saat bergerak ke atas

bola bergerak GLBB diperlambat (a = g) dengan kecepatan awal tertentu lalu

setelah mencapai tinggi maksimum bola jatuh bebas yang merupakan GLBB

dipercepat dengan kecepatan awal nol. Dalam hal ini berlaku persamaan-

persamaan GLBB yang telah dipelajari pada kegiatan sebelumnya.

Pada saat benda bergerak naik atau bergerak vertical ke atas berlaku persamaan :

1. Kecepatan : vt = v0 – gt

2. Tinggi : h = v0t – ½ g t2

3. Kecepatan : vt = v02 – 2 g h

Sedangkan pada saat jatuh bebas berlaku persamaan-persamaan gerak jatuh bebas

yang sudah kita pelajari pada kegiatan lalu.


1. Sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s (g = 10

m/s2).

Hitunglah:

a. Waktu yang dibutuhkan bola untuk sampai ke titik tertinggi.

b. Tinggi maksimum yang dicapai bola.

c. Waktu total bola berada di udara.

Penyelesaian

Diketahui : v0 = 20 m/s

g = 10 m/s2

Ditanya : a) t = ?

b) h = ?

v0 = kecepatan awal (m/s) g = percepatan gravitasi (m/s) t = waktu (s) vt = kecepatan akhir (m/s) h = ketinggian (m)

223

c) t di udara

Jawab:

a. Bola mencapai titik tertinggi pada saat vt = 0. Selanjutnya kita gunakan

persamaan

pertama gerak vertikal ke atas,

vt = v0 - g.t

0 = 20 - 10 t

10 t = 20

= 20/10 = 2 sekon

b. Tinggi maksimum bola,

h = v0 t - 1/2 . g.t2

= 20 . 2 - 1/2 10 . 22

= 40 – 20 = 20 meter

c. Waktu total di sini maksudnya waktu yang dibutuhkan oleh bola sejak

dilemparkan ke atas sampai jatuh kembali ke tanah. Terdiri dari waktu

mencapai tinggi maksimum (jawaban pertanyaan a) dan waktu untuk jatuh

bebas yang akan kita hitung sekarang.

g

ht

2= , karena tinggi maksimumnya 20 m, maka

10

202xt = = 2 sekon

Jadi waktu total benda yang bergerak vertikal ke atas lalu jatuh kembali

adalah 4 sekon.

224

Latihan

1. Berapa tinggi maksimum yang dicapai oleh benda yang dilemparkan vertikal

ke atas dengan kecepatan awal 5 m/s ? Anggap percepatan gravitasi bumi g =

10 m/s2 ?

2. Berapa kecepatan awal minimum seorang anak yang ingin melempar buah

mangga muda yang berada pada ketinggian 10 m?

c. Gerak Vertikal Ke Bawah

Berbeda dengan jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah yang dimaksudkan adalah

gerak benda-benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan awal

tertentu. Jadi seperti gerak vertikal ke atas hanya saja arahnya ke bawah. Sehingga

persamaan - persamaannya sama dengan persamaan - persamaan pada gerak

vertikal ke atas, kecuali tanda negatif pada persamaan-persamaan gerak vertikal

ke atas diganti dengan tanda positif. Sebab gerak vertikal ke bawah adalah GLBB

yang dipercepat dengan percepatan yang sama untuk setiap benda yakni g.

Jadi rumus yang dipakai pada gerak vertical ke atas berlaku juga pada gerak

vertical ke bawah ( Gunawan, 2009: 31-32), yaitu

1. Kecepatan : vt = v0 + g t

2. Tinggi : h = v0 t + ½ g t2

3. Kecepatan : vt = v02 + 2 g


1. Sebuah bola dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan 10 m/s dari atas

bangunan bertingkat (g = 10 m/s2). Bila tinggi bangunan itu 40 m, hitunglah:

a. kecepatan benda 1,5 sekon setelah dilemparkan.

225

b. Waktu untuk mencapai tanah.

c. Kecepatan benda saat sampai di tanah.

Penyelesaian:

a. Kecepatan benda 1,5 sekon setelah dilemparkan:

vt = v0 + g t

= 10 + 10 . 1,5 = 25 m/s

b. Waktu untuk mencapai tanah:

h = v0 t + 1/2 g t2

40 = 10 t + 1/2 10 . t2 ⇒40 = 10 t + 5 t2

Bila ruas kiri dan kanan sama-sama kita bagi 5, maka:

8 = 2 t + t2

atau

t2 + 2 t - 8 = 0

(t + 4) (t - 2) = 0

t1 = - 4 dan t2 = + 2

Kita ambil t = t2 = 2 s (sebab tidak ada waktu berharga negatif). Jadi waktu

untuk mencapai tanah = 2 sekon.

c. Kecepatan benda sampai di tanah:

vt = v0 + g t

= 10 + 10 . 2

= 30 m/s

Cara lain

vt2 = v0

2 + 2 g h

226

= 102 + 2 . 10 . 4

= 900 m/s. Sehingga, 900=tv = 30 m/s

Dapat disimpulkan bahwa gerak vertikal ke bawah sama dengan gerak GLBB

pada arah mendatar. Bedanya adalah bahwa pada gerak vertikal ke bawah benda

selalu dipercepat, sedangkan gerak GLBB pada arah mendatar dapat pula

diperlambat. Selain itu pada gerak vertikal ke bawah besar percepatan selalu sama

dengan percepatan gravitasi g. Sedangkan percepatan pada GLBB arah mendatar

dapat berharga berapa saja.

C. Kegiatan Akhir


penekanan pada materi gerak vertikal, diteruskan dengan pemberian tugas

mandiri, tugas kelompok, membaca dan memahami materi berikutnya.


Alat-Alat : Bola kaki, bola tenis,


Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama

Widia)

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Tes tertulis


keterampilan dalam melakukan peragaan serta penilaian sikap, minat dan

tingkah laku siswa

227




misalnya tidak siswa melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum

tidak disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi

sepenuhnya bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin

penilaian tersebut.

� Tugas

Tugas yang dimaksud adalah melakukan eksperimen secara kelompok

berdasarkan urutan baris kursi tempat duduk siswa.

Langkah-langkahnya

1. Carilah sebuah tempat di lingkungan Anda di mana Anda dapat menjatuhkan

dua atau tiga benda dengan leluasa

2. Tugaskan teman anda untuk mencatat waktu jatuh benda dengan menggunakan

stopwatch atau jam tangan digital atau dengan Hp anda.

3. Lakukan no 2 berulang dan catat hasilnya pada tabel

4. Buat laporannya dan presentasikan di depan kelas

5. Buat kesimpulan dari pengamatan anda.

Contoh Soal Kuis Awal.

1. Benda jatuh bebas termasuk gerak lurus berubah beraturan. Benar atau

salah.

228

2. Percepatan benda pada gerak vertikal adalah selalu negatif. Benar atau

salah.

3. Benda yang ditembakkan vertikal ke atas pada suatu saat percepatannya

dapat nol. Benar atau salah.

4. Sebuah peluru ditembakkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 100

m/s, waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi adalah ....

5. Dua buah kelapa dengan massa yang berbeda apabila dijatuhkan dari

ketinggian yang sama maka waktu yang diperlukan untuk sampai tanah

sama atau berbeda

Jawaban Kuis

1. Benar.

2. Benar.

3. Benar.

4. t = v0/g.

5. sama.

229

Catatan:



nilai secara lisan.

............,...................... 2009

Mengetahui,


––––––––––––– ––––––––––––––––

NIP: NIP

230

RPP 10. Gerak Melingkar Beraturan



Pertemuan Ke- : 10




Indikator : – Menunjukkan gerak melingkar.

– Menentukan kecepatan sudut pada gerak melingkar.

– Menentukan perpindahan sudut yang ditempuh pada

gerak melingkar.

– Menentukan hubungan antara kelajuan linear dengan

kelajuan sudut.

– Menunjukkan dan menentukan percepatan sentripetal.

–Menunjukkan aplikasi percepatan sentripetal(pengayaan)


� Siswa dapat menganalisis besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju

konstan.

� Siswa dapat merumuskan gerak melingkar beraturan secara kualitatif.

� Siswa dapat mengaplikasikan gerak melingkar beraturan dalam kehidupan

sehari-hari.

231

II. Materi Ajar

Gerak Melingkar Beraturan


1. Informasi/ceramah

2. Diskusi

3. Tanya jawab

4. Demonstrasi


A. Kegiatan Awal


lisan tentang materi yang akan diajarkan (waktu ± 8 menit)

Gerak melingkar beraturan adalah gerakkan suatu benda atau titik massa dengan

kelajuan konstan mengelilingi suatu lingkaran yang memiliki jari-jari sama.

Quis ± 8 menit

1. Gerak melingkar termasuk besaran apa?

2. Apa satuan yang sering digunakan dalam gerak melingkar?

3. Dapatkah suatu benda bergerak dipercepat bila kelajuannya konstan?

B. Kegiatan Inti

� Siswa melakukan demonstrasi untuk menjelaskan perbedaan dan

persamaan gerak melingkar dengan gerak translasi kemudian guru

bertanya kepada siswa.

� Melakukan tanya jawab untuk memberi contoh-contoh gerak melingkar

pada peristiwa sehari-hari.

232

� Siswa mencari tahu besaran-besaran fisika yang terkait dengan gerak

melingkar beraturan.

� Siswa melakukan demonstrasi dan mengidentifikasi pengertian percepatan

sentripetal dan aplikasinya.

� Siswa melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan yang

berkaitan dengan gerak melingkar beraturan.

Gerak Melingkar Beraturan

1. Demontrasi oleh Siswa

Siswa diminta mengemukakan pendapatnya terhadap gerak melingkar............?

Siswa memahami uraian demi uraian pada pokok bahasan gerak melingkar.

Catat masing-masing poin yang di anggap penting dan kerjakan setiap soal

yang ada. Pada akhir pertemuan guru akan periksa catatan siswa.

Dalam gerak lurus yang telah dibahas sebelumnya, posisi suatu benda

setiap saat bisa berubah terhadap acuan, misalnya Oplet (kalau di Jogja seperti

bus 21 yang masuk daerah Paingan) yang sedang bergerak lurus mengangkut

penumpang dari terminal Sungai Durian Sintang akan berubah setiap saat

posisinya terhadap terminal tersebut. Bagaimana dengan gerak roda

Alat-alat : Bambu atau peralon kecil, benang dan bola pimpong

Cara kerja: - Putarlah bambu hingga bola pimpong yang telah terhubung dengan benang itu berputar

- Lakukan berulang-ulang Analisislah apa yang terjadi dengan benang saat bambu diputar cepat dan pada saat bambu diputar lambat dan mengapa demikian ?

Gambar 49. Demontrasi gerak melingkar

233

penggiling karet, roda penggiling yang sering digunakan masyarakat sekitar

Sintang untuk merapikan karet mentah yang akan dijual? Jika diperhatikan

posisi roda tetap di tempatnya sehingga posisi roda jelas tetap terhadap ruang

di mana penggiling itu ditempatkan. Akan tetapi posisi gerigi di pinggir roda

setiap saat berubah terhadap pusat roda atau garis yang melalui pusat roda

(disebut poros). Gerak yang dialami gerigi di pinggir roda disebut gerak

melingkar.

Dalam gerak melingkar arah kecepatan setiap saat berubah walaupun besar

kecepatan dapat saja tetap seperti pada gerak melingkar beraturan. Arah

kecepatan yang setiap saat berubah inilah yang menimbulkan adanya

percepatan yang senantiasa mengarah kepusat, disebut percepatan sentripetal.

Dalam gerak lurus ada tiga besaran utama yaitu perpindahan (linier),

kecepatan (linier), dan percepatan (linier). Demikan halnya dengan gerak

melingkar ketiga besaran utama tersebut yaitu perpindahan sudut, kecepatan

sudut dan percepatan sudut. Dalam gerak lurus telah dipelajari gerak lurus

beraturan dan gerak lurus berubah beraturan. Dalam bagian ini siswa akan

mempelajari gerak melingkar beraturan (GMB dengan keceptan konstan) dan

gerak melingkar berubah beraturan (GMBB). Persamaan dalam GMB dan

GMBB mirip dengan persamaan-persamaan yang ada pada GLB dan GLBB.

Guru menginformasikan, gerak melingkar yang akan dibahas pada bagian ini

cukup hanya sampai pada kinematika GMB sedangkan penyebabnya tidak

dibahas. Contoh-contoh GMB antara lain gerak mobil menikung dengan

kecepatan linear tetap pada belokan mendatar; gerakan gerigi dengan

234

kecepatan linear pada piringan hitam atau Compact Disk (CD) dan lain

sebagainya. Siswa diminta menemukan contoh gerak milingkar yang ada di

sekitar lingkungannya.

2. Besaran-besaran fisika dalam gerak melingkar Physical quantities in

circular motion)

a. Periode dan frekuensi (Period and frequency)

Dua buah besaran fisika yang penting dalam kajian gerak melingkar

adalah periode dan frekuensi. Untuk memahami konsep periode dan

frekuensi dalam gerak melingkar, perhatikan gambar 48 di bawah ini dan

penjelasan berikut!

Sesuai dengan gambar 48 di atas, periode adalah waktu yang diperlukan oleh

benda untuk bergerak dari suatu titik (misalnya A) melalui lintasan lingkaran yang

berjari-jari dan kembali ketitik itu. Jadi, periode adalah waktu yang dibutuhkan

benda untuk menempuh satu putaran penuh. Periode gerak melingkar dapat

dinyatakan dengan dengan persamaan berikut:

T = n

t

Keterangan:

T = periode (s)

Gambar 50. Benda mengalami gerak melingkar

A

D

B

C Radius jari-jari r ●

235

t = waktu berputar (s)

n = Jumlah putaran

Sedangkan, frekuensi adalah jumlah putaran dalam waktu satu detik.

Sehinga frekuensi gerak melingkar dapat dinyatakan dengan persamaan

berikut.

f = t

n

Dengan

f = frekuensi (s

1 atau Hz).

n = jumlah putaran per sekon (kali)

Guru meminta siswa untuk mencari hubungan antara periode dengan

frekuensi.


Sebuah benda bergerak melingkar dan selama 60 sekon benda berputar

sebanyak 5 kali. Hitunglah frekuensi dan periode benda tersebut

Sebelum guru mengerjakan soal di atas siswa diminta menjawab terlebih

dahulu persoalannya dengan menggunakan rumus yang telah dipelajari

sebelumnya.

Penyelesaian :

T = n

t= s

s12

5

60 =

f = t

n= Hzsx

sx

ss 12

1

12

11

12

1

12

1

60

5 1 ==== −

Jadi, periode dan frekuensi benda adalah12 det dan 1/12 Hz

236

b. Jarak sudut dan perpindahan sudut (angular distance and angular

displacement).

Pada kasus kinematika gerak lurus, jarak atau perpindahan partikel disebut

jarak linier, sedangkan pada gerak melingkar jarak atau perpindahan

partikel disebut dengan jarak sudut atau perpindahan sudut.

Pada Gambar 51. di atas ditunjukkan benda yang bergerak dari A ke B

pada lintasan lingkaran berjari-jari r. Berdasarkan gambar tersebut, dalam

selang waktu ∆t = tB – tA, benda tersebut mengalami perubahan posisi

sudut sebesar θ dan menempuh lintasan sepanjang S. Berdasarkan aturan

matematis, maka perpindahan atau jarak sudut dapat ditentukan sebagai

berikut:

θ (rad) = r

S

Keterangan:

θ = Perpindahan atau jarak sudut (rad)

S = Perpindahan atau jarak linier (m)

r = Jari-jari lintasan (m)

B ө

A

r

tA s

t B

•

• •

Gambar 51. Jarak sudut dan perpindahan sudut

237

Ketika sebuah partikel menempuh satu putaran penuh, maka S = 2 π r (satu

keliling lingkaran), sehingga

θ (rad) = r

S = radian

r

r ππ2

2 =

Jika dihubungkan dengan sudut satu putaran penuh, maka

1 putaran = 2 π radian = 3600 dan 1 radian = 03,57180 =derajadπ

Berdasarkan penjelasan di atas, maka jarak sudut atau perpindahan sudut

dapat dinyatakan dengan satuan radian, putaran atau derajad.


Sebuah partikel bergerak melingkar pada lintasan berdiameter 7 meter,

jika partikel tersebut menempuh 2/3 bagian lintasan lingkaran tersebut

tentukan:

a. Panjang lintasan yang ditempuh oleh partikel

b. Perpindahan sudut dalam satuan radian, putaran dan derajad

Guru memberi kesempatan kepada siswa untuk mengerjakan contoh soal

ini, kemudian guru mengerjakannya.

Penyelesaian

a. s = 2/3 x keliling lingkaran

= 2/3 x 2 π r

Karena π = 22/7 dan r = ½ d = ½ x 7 m = 3,5 m

s = 2/3 x 2 (22/7) x 3,5 = 14,66 m

Jadi panjang lintasan yang ditempuh oleh partikel adalah 14,66 m

238

b. θ = radianradianradianr

s18,4

5,3

66,14 ==

2 π radian = 1 putaran, maka

θ = putaranputaran 3/2)14,3(2

18,4

2

18,4 ==π

1 radian = 57,30, maka

θ = 4,18 x 57,30 = 239,50 ≈ 2400

Jadi, perpindahan sudut partikel adalah 4,18 radian = 2/3 putaran = 2400

c. Kecepatan (laju) sudut(angular) dan kecepatan (laju) linier(tangensial)

Laju atau kecepatan pada gerak melingkar disebut dengan laju sudut atau

kecepatan sudut. Laju atau kecepatan sudut dari partikel yang bergerak

melingkar dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.

dt

d

t

ttt

θθω

θθθϖ

=∆∆=

∆∆=

−−

=

lim

01

01

Catatan

Kecepatan sudut dapat pula di nyatakan dalam satuan rpm (rotation per

menute) 1 rpm = sradsekon

rad

menit

putaran/

3060

21 ππ ==

Keterangan: ϖ = laju atau kecepatan sudut rata-rata (rad/s) ∆θ = perpindahan sudut (rad) ∆t = selang waktu (s) ω = Kecepatan sudut sesaat (rad/s)

239

Benda dalam lintasan melingkar menempuh busur lingkaran ∆s dalam

selang waktu tertentu ∆t. Bila perubahan busur lingkaran yang tempuh

sama tiap selang waktu sama, maka gerak melingkar semacam ini disebut

gerak melingkar beraturan.

Kelajuan tangensial ( besar dari kecepatan tangensial), atau disebut dengan

kelajuan linier

t

sv

∆∆= .

Arah vektor kecepatan tangensial selalu tegak lurus dengan arah vektor

jari-jari denagan arah gerak benda (arah gerak benda dari A ke B).

Jika ∆s adalah keliling lintasan yang ditempuh benda dalam satu periode

waktu maka ∆s = 2 π r dan (∆t = T) kelajuan tangensial atau kelajuan linier

dirumuskan

v = T

rπ2.

Sudut yang ditempuh benda dalam selang waktu waktu tertentu dinamakan

kelajuan anguler atau kecepatan sudut benda. Pada gerak melingkar

Gambar 52. Gerak melingkar memiliki dua kecepatan yaitu kecepatan anguler dan kecepatan tangensial

∆θ

∆s

r

●A

●B

240

beraturan besar kelajuan angulernya selalu sama dalam selang waktu yang

sama. Sehingga dapat dirumuskan

ω = t∆

∆θ.

Apabila sudut yang ditempuh benda satu periode waktu ∆t =T adalah ∆θ =

2π radian, maka kelajuan anguler dalam gerak melingkar beraturan

dirumuskan

ω = T

π2.


Sebuah roda berputar sebanyak 900 putaran dalam waktu 30 sekon,

tentukan kecepatan sudut rata-rata roda tersebut ?

Penyelesaiannya

sradadalahtersebutrodarataratasudutkecepaJadi

sradrad

makastdanradradxputaranKarenat

/60tan,

/60det30

1800

,30,18002900900

π

ππϖ

ππθ

θϖ

−

==

=∆===∆∆∆=

d. Hubungan kecepatan sudut(angular) dengan periode dan frekuensi

Hubungan kecepatan sudut dengan periode dan frekuensi dapat dengan

persamaan sebagai berikut.

T

πω 2= karena T = ,1

fmaka ω = 2 π f

Keterangan

ω = Kecepatan sudut (rad/s) f = frekuensi (Hz)

241

T = Periode (s)

e. Hubungan kecepatan sudut dengan laju linier

Hubungan kecepatan sudut dengan laju linier dapat dinyatakan dengan

persamaan berikut.

v = ω r karena ω = T

rvmaka

r

ππ 2,

2 =

Keterangan

v = Laju linier (m/s)

r = Jari-jari (m)


Seluruh siswa harus mengerjakan terlebih dahulu kemudian baru ditunjuk

salah satu siswa untuk mengerjakannya di papan tulis

Sebuah motor listrik berputar pada 960 rpm. Tentukan:

a. frekuensi dan periode putaran

b. kecepatan sudut dalam rad/s

c. laju linier sebuah titik pada pingir gerinda yang digerakkan oleh motor

listrik tersebut jika jari-jari gerinda adalah 10 cm.

Penyelesaian

a. frekuensi dan periode putaran

16

1,

116

det60

960

960

====

=

Tmakaf

TKarenaHzputaran

f

menit

putaranf

Jadi, frekuensi dan periode motor listrik adalah 16 Hz dan 1/16 s.

242

b. kecepatan sudut

sradadalahtersebutlistrikmotorsudutkecepaJadi

sradmakasTkarenaT

/32tan,

/3216/1

2,16/1,

2

π

ππωπω ====

c. v = ω r

Karena ω = 2 π rad/s dan r = 10 cm = 0,1 m, maka v = 32 π (0,1) m/s

h. Percepatan sudut, percepatan tangensial, dan percepatan sentripetal

Pada gerak melingkar dikenal tiga besaran percepatan, yaitu percepatan

sudut (α), percepatan tangensial (at) dan percepatan sentripetal (as).

Percepatan sudut (α) didefinisikan perubahan kecepatan sudut (∆ω) dalam

selang waktu ∆t dan secara matematis dinyatakan dengan persamaan

sebagai berikut. α = t∆

∆ω.

Pada gerak melingkar yang partikelnya mempunyai perubahan kecepatan

linier selama geraknya maka partikel tersebut mempunyai percepatan

tangensial (at) yang secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan

sebagai berikut.

at = ωω ∆=∆=∆∆

rvmakarvkarenat

v,,

at = αωr

tr =

∆∆

Penurunan rumus percepatan sentripetal

Dari uraian kita sebelumnya tampak bahwa vektor kecepatan (v) dapat

dianalogikan dengan vektor kedudukan (R). Analogi inilah yang akan kita

gunakan untuk menurunkan rumus percepatan sentripetal (gambar 51).

243

Besar percepatan sentripetal (disimbolkan as =0→∆t

Lim

t

v

∆∆

...1)

didefinisikan percepatan benda yang arahnya menuju pusat lingkaran. Bila

selang waktu ∆t diambil sama dengan periode T, (∆t = T), maka jarak

yang ditempuh benda sama dengan satu kali keliling lingkaran (jari-jari =

v). Dengan demikian ∆v = keliling lingkaran = 2π v......2 ( Kanginan,

2000: 207-208). Jika nilai dari (2) dan ∆t = T kita masukan kedalam (1),

kita peroleh:

as = lim 3...........222

vT

aT

v

T

vS

=⇔= πππ

Oleh karena

menjadimakar

vdan

T)3(,

2 == ωωπ

as = ω v = r

vav

r

vS

2

=⇔

Oleh karena v = r ω, maka bentuk lain dari persamaan di atas adalah

as = ( )

rar

rS

22

ωω =⇔

Jadi untuk partikel yang melakukan gerak melingkar beraturan, percepatan

tangensialnya nol, tetapi partikel itu masih mengalami percepatan

sentripetal, as, yang di rumus oleh:

Gambar 53. Vektor vP dan vektor vQ

pada waktu t dan t + ∆t yang ditarik dari titik tangkap

∆v vP vQ Q

P

O

244

as = ( )

rar

rS

22

ωω =⇔


Seorang siswa SMA mengedarai motornya melewati tikungan lingkaran

yang diameternya 30 m. Berapa percepatan motor menuju ke pusat

lintasan jika kecepatan motor 30 m/s?

Penyelesaian

Jari-jai r = m152

30 =

Kecepatan linier v = 30 m/s

Percepatan sentripetal

as = ( )

smr

v/60

15

30 22

==

Arah percepatan sentripetal selalu menuju ke pusat lingkaran dimanapun

benda itu berada, dan selalu tegak lurus dengan arah vektor kecepatannya.

Keterangan:

α = Percepatan sudut (rad/s2)

r = Jari-jari (m)

at = Percepatan tangensial (m/s2)

as = Percepatan sentripetal (m/s2)

Gambar 54. Arah percepatan sentripetal selalu tegak lurus vector kecepatannya

245

Gerak Melingkar Beraturan (Uniform Circular Motion)

Pahamilah penjelasan berikut dan catat poin-poin pentingnya.

Gerak melingkar beraturaturan (GMB) merupakan gerak benda-benda

pada lintasan lingkaran dengan kecepatan sudut tetap (ω = tetap). Gerak

melingkar beraturan analog dengan gerak lulurus beraturan, sehingga

persamaan gerak melingkar beraturan analog dengan persamaan gerak

lurus beraturan.

a. Jarak atau perpindahan sudut (Angular distance or displacement)

Jika pada GLB jarak atau perindahan partikel dinayatakan dengan S = S0 +

v t, maka pada GMB jarak atau perpindahan sudut partikel dapat

dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.

θ = θ0 + ω t

Jika θ0 = 0, maka θ = ω t

b. Kecepatan sudut (Angular velocity)

Karena kecepatan sudut benda yang bergerak melingkar beraturan adalah

tetap, maka ω = ωo

c. Percepatan sudut, perecepatan centripetal, dan percepatan tangensial

(Angular acceleration, tangential acceleration, and centripetal

acceleration)

Karena pada gerak melingkar beraturan kecepatan sudutnya tetap, maka

percepatan sudutnya dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut.

000 =∆−

=∆∆=

tt

ωωωα

Sehingga percepatan tangensialnya juga sama dengan nol

246

at = r α = r (0) = 0

Meskipun α = 0 dan at = 0, tetapi benda yang bergerak melingkar

beraturan mempunyai percepatan centripetal (as ≠ 0). Mengapa demikian?

Karena benda yang bergerak melingkar beraturan mempunyai kecepatan

sudut dan kecepatan linier yang tetap setiap saat, tetapi arahnya vektor

kecepatanya liniernya selalu berubah, dan perubahan arah kecepatan linier

tersebut menyebabkan suatu percepatan, yaitu percepatan sentripetal.


Sebuah partikel terdapat pada tepi gerinda yang sedang bergerak

melingkar dengan kecepatan sudut 1800 rmp. Tentukan

• Percepatan sudut dalam rad/s

• Percepatan sentripetal jika jari lingkarannya 10 cm

Penyelesaian

a. ω = 1800 rpm

ω = sputarans

putaran/30

60

1800 =

karena 1 putaran = 2 π rad, maka

ω = sradrad

/60det

)2(30 ππ =

Jadi, kecepatan sudutnya adalah 60 π rad/s.

b. rr

vas

22

ω==

karena ω = 60 π rad/s dan r = 10 cm = 0,1 m, maka

as = ω2 r = (60 π rad/s)2 (0,1m) = 360 π m/s2

247

Jadi, percepatan sentripetalnya adalah 360 π m/s2

C. Kegiatan Akhir


penekanan pada materi gerak melingkar beraturan, diteruskan dengan pemberian

tugas dan membaca serta memahami materi berikutnya.


Alat-Alat : Bola pinpong, kayu ± 50 cm, tali atau benang ± 50 cm, diirangkai

sedemikian rupa, sehingga alat yang dirangkai tersebut bisa

digerakan secara melingkar.

Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)

Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Dasar SMA 1&2 (Yrama Widia)

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Tes tertulis ( mengerjakan soal-soal dari buku panduan)


keterampilan dan peragaan serta penilaian sikap, minat dan tingkah laku

siswa






248


penilaian tersebut.

� Tugas

Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal yang telah dipersiapkan

oleh guru.

Misalnya:

1. Apa yang anda ketahui tentang gerak melingkar beraturan?

2. Pada suatu saat kelajuan anguler sebuah keping CD yang berdiameter 12

cm adalah 314 rad/s. Tentukanlah

a. Kelajuan tangensial suatu titik yang berjarak 3 cm dan 4 cm dari pusat

keping CD

b. Berapa frekuensi periodenya

3. Sebuah sepeda dikendari monyet sirkus dengan kecepatan 8 m/s sepanjang

lintasan melingkar yang mempunyai radius 40 m. Jari-jari roda sepeda

adalah 2/π m, tentukan

a. Kecepatan anguler sepeda

b. Kecepatan anguler roda sepeda

4. Sebuah tamiya berputar mengikuti lintasan melingkar dengan kelajuan

tetap 3 m/s dan periode 2 sekon. Jika jari-jari lintasan lingkaran adalah 1

m, tentukanlah

a. Percepatan sentripetal tamiya

b. Perubahan kecepatan tangensial tamiya selama bergerak 1 sekon, dan

percepatan rata-rata tamiya selama 1 sekon.

249

5. Suatu titik materi bergerak melingkar beraturan. Dua detik yang pertama

menempuh busur sepanjang 40 cm. Bila jari-jari lingkaran 5 cm,

tentukanlah

a. Kelajuan liniernya

b. Kelajuan angulernya

c. Sudut pusat yang ditempuh


1. Satuan kecepatan sudut adalah ....

2. Panjang satu putaran dengan jari-jari r pada gerak melingkar adalah ....

3. Kecepatan linear dengan kelajuan pada gerak melingkar beraturan adalah

sama. Benar atau salah.

4. Tulis rumus hubungan kelajuan linear dengan kelajuan sudut.

5. Besar sudut 1 radian = ... derajat

6. Arah percepatan sentripetal pada gerak melingkar beraturan adalah ....

Jawaban Kuis

1. rad/det 2. 2πr 3. Salah

4. v = ω r

5. 360/2π atau 57,30

6. tegak lurus pada pusat lingkaran

250

Catatan:



nilai secara lisan.

...........,...................... 2009

Mengetahui,


––––––––––––– –––––––––––––––––

NIP: NIP:

251

RPP 11. Gerak Melingkar Berubah Beraturan



Pertemuan Ke- : 11




Indikator : – Menunjukkan gerak melingkar.

– Menentukan kecepatan sudut pada gerak melingkar.

– Menentukan perpindahan sudut yang ditempuh pada

gerak melingkar.

– Menentukan hubungan antara kelajuan linear dengan

kelajuan sudut.

– Menunjukkan dan menentukan percepatan sentripetal.

– Menunjukkan aplikasi percepatan sentripetal

(pengayaan)


� Siswa dapat menganalisis besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju

konstan.

� Siswa dapat mengaplikasikan gerak melingkar beraturan dalam kehidupan

sehari-hari.

II. Materi Ajar

Gerak Melingkar Berubah Beraturan

252



2. diskusi

3. Tanya jawab


A. Kegiatan Awal


lisan tentang materi yang telah dipelajari (waktu ± 8 menit).

Quis waktu ± 8 menit

1. Sebutkan contoh-contoh gerak melingkar berubah beraturan yang ada di

sekitar leingkungan siswa

2. Tuliskan persamaan Gerak melingkar berubah beraturan

3. Apakah lempar cakram termasuk termasuk pada gerak GMBB, mengapa?

B. Kegiatan Inti

1. Siswa melakukan demonstrasi. Kemudian siswa yang lain mengamati

demonstrasi gerak melingkar berubah beraturan tersebut yang dilakukan

siswa.

2. Siswa dapat menemukan besaran-besaran yang terkait dengan gerak

melingkar berubah beraturan dan siswa menentukan besar dari besaran-

besaran tersebut.

Gerak Melingkar Berubah Beraturan (Accelerated Uniform Circular

Motion)

Demonstrasi:

253

Salah satu siswa melakukan salto ke depan ataupun kebelakang sebanyak 3

kali. Siswa lain mengamati dan menjelaskan dapatkah siswa yang bersalto

tersebut tidak beranjak dari posisi dia semula, kalau dapat mengapa kalau

tidak dapat mengapa? Siswa di minta menjelaskan dalam kelompok dan

kemudian salah perwakilan menyampaikan pendapat dari kelompok.

Siswa memahami penjelasan di bawah ini kemudian catat poin-poin

pentingnya.

Gerak melingkar berubah beraturan (GMBB) merupakan gerak benda-

benda pada lintasan lingkaran dengan percepatan sudut yang tetap (α =

konstan atau tetap). GMBB analog dengan GLBB, persamaan GMBB

analog juga dengan GLBB.

a. Jarak atau perpindahan sudut (Angular distance or displacement)

Jika pada GLBB, jarak atau perpindahan partikel dinyatakan dengan

persamaan 1 di bawah ini.

S = S0 + v0 t + ½ a t2, maka pada GMBB jarak atau perpindahan sudut

partikel dapat dinyatakan dengan persamaan berikut ini

Karena penurunan persamaannya mirip dengan menurunkan persamaan

pada GLBB maka siswa diminta untuk menurunkan sendiri persamaan

seperti yang tercatat di bawah ini.

Jika θ0 = 0, maka

θ = ω0 t + ½ α t2 ............................................................(1)

254

b. Kecepatan Sudut ( Angular velocity)

Kecepatan sudut benda yang bergerak melingkar berubah beraturan dapat

dinyatakan dengan persamaan 2 berikut ini.

Analogi GMBB adalah GLBB maka persamaan pada GMBB mirip dengan

persamaan GLBB, di sini kita tinggal merubah simbol-simbolnya.

Kita telah mengenal persamaan α = ttt

00

0

ωωωωω −=

−−

=∆∆

ω – ω0 = α t

ω = ω0 + α t.................................................................(2)

Karena ω = r

v, maka v = r (ω0 + α t) atau v = r ω0 + r α t................(3)

Kita juga dapat menghilangkan t pada persama 1 dengan mensubtitusi

t = 2,0 persamaandaridiperolehα

ωω −.

Diskusi kelompok memecahkan persamaan ω2 = ω02 + 2α θ.

Jawababan yang di harapkan dari siswa:

θ = ω0 t + ½ α t2

θ = ω0

−α

ωω 0 + ½ α

−α

ωω 0 2

255

θ = α

ωωωωα

ωωωα

ωωωωαα

ωωω2

222/1

200

2200

2

200

2200 +−

+−

=+−

+−

X

θ = α

ωωωωωωωα

ωωωωα

ωωω2

222

2

2

2

200

2200

200

2200 +−+−

=+−

+−

θ = αωω

2

20

2 −

ω2 – ω02 = 2α θ ⇒ω2 = ω0

2 + 2α θ...........................................(4)

c. Percepatan total pada GMBB

Satu-satunya percepatan yang dialami oleh partikel yang melakukan GMB

adalah percepatan sentripetal. Percepatan sentripetal yang besarnya tetap

dan mengarah ke pusat lingkaran diperlukan oleh partikel agar partikel

dapat membelok menempuh lintasan melingkar. Mengapa besar

percepatan linier dalam GMB adalah tetap? Dalam GMB, percepatan

sudut α sama dengan 0, sehingga percepatan tangensial at = r α = 0.

Karena percepatan tangensial yang segaris kerja dengan kecepatan linier

sama dengan nol, maka besar kecepatan linier (Gambar 55) yang dapat di

rumuskan seperti pada persamaan 5.

as

vQ

vP Q

P O as

Gambar 56. Kecepatan linier

atot at

as θ

P

atot

at

as

Q

as

vQ

vP Q

P O as

at

at

Gambar 55. Kecepatan linier

256

Dalam GMBB, partikel mengalami percepatan sudut α yang tetap tetapi

tidak nol. Karena α tidak nol maka partikel akan mengalami percepatan

tangensial at, yang dinyatakan oleh at = α r. Vektor percepatan tangensial at

segaris kerja dengan vektor kecepatan linier v, bisa searah atau berlawanan

arah. Misalkan putaran partikel makin lama makin cepat maka arah at

searah dengan arah v (lihat gambar 55). Dengan demikian partikel yang

melakukan GMBB mengalami dua percepatan yaitu perceptan sentripetal

yang mengarah ke pusat lingkaran dan percepatan tangensial yang

menyinggung lingkaran. Percepatan total α dalam GMBB adalah jumlah

vektor dari kedua percepatan ini.

atot = as + at...................................................(5)

karena arah as dan arah at saling tegak lurus maka besar percepatan

totalnya, a adalah

besar percepatan total 22tstot aaa += .......................................(6)

arah percepatan total s

t

a

a=θtan .....................................................(7)

dengan as = αω radanrr

vt == 2

2

257

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa dalam kasus gerak melingkar

berubah beraturan :

1. (Vektor) percepatan sudut, α

2. Setiap saat partikel mengalami dua macam percepatan yaitu percepatan

sentripetal (as) dan percepatan tangensial (at).

3. Baik besar maupun arah kecepatan linier, v setiap saat berubah.


Dari kedaan diam, sebuah partikel bergerak melingkar dengan percepatan

sudut 15 rad/s2. Jika jarak partikel ke pusat lingkaran adalah 10 cm,

hitunglah percepatan total partikel tersebut setelah bergerak selama 0,4

detik serta kemanakah arah gerak partikel tersebut.

Catatan: siswa harus mengerjakan terlebih dahulu, baru guru mengerjakan

seperti di bawah ini.

Peyelesaian

as = ω2 r, karena ω = ω0 + α t, α = 15 rad/s2 , t = 04 s dan r = 10 cm

= 0,1m, maka as = (ω0 + α t)2 r = (0 + 15 rad/s2 ) 0,1 m = 3,6 m/s2

at = r α = 0,1 m X 15 rad/s2 = 1,5 m/s2

Sehingga percepatan totalnya adalah

258

22tstot aaa += =

atot = 22 )5,1()6,3( + = 3,9 m/s2

arahnya, tan θ = 42,06,3

5,1 ==s

t

a

a

θ = 220,62 = 230

Jadi, percepatan total dari partikel yang bergeak melingkar berubah

beraturan tersebut adalah 3,9 m/s dan arahnya sebesar 230.

Soal Latihan

1. Seorang siswa mengendari sepeda pergi ke sekolahnya jika dia berangkat

sudah telat ( 6.45 Wib). Siswa tersebut harus memacu sepedanya dengan

kecepata berapa, jika siswa tersebut harus sampai jam 7 tepat di

sekolahnya. Sepeda tersebur memliki percepatan sudut 10 rad/s2 dan jarak

dari rumah ke sekolah 2 km

2. Sebuah mesin pengiling padi membutuhkan waktu 8 sekon untuk mengubah

kecepatan roda besi dari 400 rpm menjadi 2000 rpm sehingga padi bisa

menjadi beras . Tentukan percepatan sudut dalam rad dan tentukan pula

perpindahan sudut selama 8 sekon

3. Seorang anak memasang kipas angin dari kertas di depan halaman

rumahnya agar saat angin datang dia bisa liat asyiknya menyaksikan

perputaran kipas angin buatannya itu. Jika angin suatu sore melintasi di

depan halaman itu dan kipas angin berputar dengan kecepatan sudut 10

259

rad/s dalam waktu 30 sekon, berapakah percepatan sudut serta

perpindahan sudut total si kipas angin kertas?

C. Kegiatan Akhir

Dengan cara tanya jawab, siswa menyimpulkan dan guru memberi penekanan

pada materi gerak melingkar berubah beraturan diteruskan dengan pemberian



Alat-Alat : Bola pinpong, kayu ± 50 cm dan tali ± 50 cm

Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA 1& 2 (Yrama Widia)

Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Tes tertulis

� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi dan dalam

melakukan peragaan serta penilaian sikap, minat dan tingkah laku siswa







penilaian tersebut.

260

� Tugas.

Tugas yang dimaksud adalah siswa diminta membuat sendiri soal yang

berhubungan dengan gerak melingkar minimal 2 soal, lalu tukar sama

teman sebelahnya untuk dijawab


1. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 10 cm dan

kelajuan sudut 2 rad/s. Besar kelajuan linear benda adalah ....

2. Rumus percepatan sentripetal/radial pada gerak melingkar beraturan

adalah ....

3. Percepatan total pada gerak melingkar berubah beraturan adalah ....

4. Rumus kecepatan sudut setelah t satuan adalah ....

5. 1 rps = ... rpm

Jawaban Kuis

1. 20 cm/det

2. a = v2/r atau a = ω2r

3. 22sttot aaa +

4. ωt = ω0 + αt

5. 60 rpm

261

Catatan:



nilai secara lisan.

............,...................... 2009

Mengetahui,


–––––––––––––– –––––––––––––––––

NIP: NIP:

262

RPP 12. Gerak Melingkar Tidak Beraturan



Pertemuan Ke- : 12




Indikator : – Menunjukkan dan menganalisis gerak melingkar tidak

beraturan dan memberi contoh-contohnya

– Menentukan hubungan besaran-besaran yang terkait

pada gerak melingkar tidak beraturan.

– Membedakan gerak melingkar beraturan dan gerak

melingkar tidak beraturan.


• Siswa dapat menganalisis gerak melingkar tidak beraturan.

• Siswa dapat membedakan gerak melingkar beraturan, gerak melingkar

berubah beraturan, dan gerak melingkar tidak beraturan

II. Materi Ajar

Gerak Melingkar Tidak Beraturan



2. Diskusi

3. Tanya jawab

263


A. Kegiatan Awal

Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan demonstrasi oleh salah satu siswa

yang telah di tunjuk sebelumnya.

B. Kegiatan Inti

� Guru memberi ceramah dan melakukan demonstrasi tentang gerak

melingkar tidak beraturan disertai tanya jawab.

� Siswa melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan yang

berkaitan dengan gerak melingkar tidak beraturan.

� Siswa membuat daftar perbedaan gerak melingkar beraturan, gerak

melingkar berubah beraturan, dan gerak melingkar tidak beraturan ke

dalam tabel.

Gerak Melingkar tidak Beraturan

Gaya melingkar dengan laju konstan terjadi jika gaya total pada benda yang

diberikan menuju pusat lingkaran.

Saat kita mulai memutar bola diujung tali di sekitar kepala, kita harus memberikan percepatan tangensial kepada bola itu. Caranya dengan menarik tali dengan tangan yang tidak berada di pusat lingkaran (gambar 57)

Demontrasi

Gambar. 57. Demontrai GMB

264

Jika gaya total tidak diarahkan kepusat, melainkan dengan sudut tertentu, gaya

tersebut memiliki dua komponen.

Komponen yang diarahkan menuju pusat lingkaran FR atau gaya radial

menyebabkan percepatan sentripetal dan mempertahankan gerak benda dalam

lingkaran.

Komponen tangen Ftan, bekerja untuk menaikkan atau menurunkan laju dan

dengan demikian menghasilkan komponen percepatan yang merupakan tangen

terhadap lingkaran atan.

Komponen tangensial dari percepatan, atan, sama dengan perubahan besar

kecepatan benda:

aR = t

v

∆∆

.

Percepatan radial (sentripetal) muncul dari perubahan arah kecepatan yang

memenuhi persamaan

aR = r

v2

.

Percepatan tangensial selalu menunjuk ke arah tangen dari lingkaran, dan

merupakan arah gerak (paralel terhadap v) jika laju bertambah, ini dapat dilihat

•

•

aR a

atan

Gambar 58. Uraian vector GMB

265

pada gambar 57. Jika laju berkurang, atan menunjukan arah yang antiparalel

terhadap v.

Dalam kedua kasus tersebut, atan dan aR selalu tegak lurus satu dengan yang

lainnya. Dan arah keduanya terus berubah sementara benda bergerak sepanjang

jalur melingkarnya. Percepatan vektor totalnya, a, adalah jumlah keduanya

a = atan + atan

Karena atan dan aR selalu tegak lurus satu dengan yang lain, besar a pada setiap

saat adalah

a = Raa 2tan

2 +


Sebuah mobil balap mulai dari keadaan diam dari area pit dan dipercepat

beraturan sampai laju 35 m/s dalam waktu 11 sekon, dan berjalan pada lintasan

yang melingkar dengan radius 800 m. dengan menganggap percepatan

tangensialnya konstan, hitunglah

a. Percepatan tangensialnya

b. Percepatan sentripetal jika laju mobil balap sebesar 30 m/s

c. Percepatan total mobil balap

Penyelesaian

a. atan konstan, dengan besar

atan = 2/2,311

/)035(sm

s

sm

t

v =−=∆∆

b. aR = 222

/8,1500

)/30(sm

m

sm

r

v ==

266

c. a = Raa 2tan

2 + = 22 )8,1()2,3( + = 18,33 = 5,76 m/s2

C. Kegiatan Akhir


penekanan materi gerak melingkar, diteruskan dengan pemberian tugas dan

membaca serta memahami materi berikutnya.


Alat-Alat : Bola pinpong, kayu dan tali

Sumber : Buku Fisika bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)

Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia) dan

internet

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Tes tertulis

Tes tertulis yang dimaksud mengerjakan soal-soal yang telah di persiapkan

guru baik mengerjakan pada buku panduan atau mengambil soal dari

internet yang ada hubungan dengan konteks Kabupaten Sintang

� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi dan dalam

melakukan peragaan serta penilaian sikap, minat dan tingkah laku siswa




267




penilaian tersebut.

� Tugas.

Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal atau permasalahan yang

berhubungan dengan gerak melingkar tidak beraturan di lingkungan siswa.

Misalnya:

1. Apa yang anda ketahui tentang gerak melingkar beraturan, gerak

melingkar tidak beraturan dan gerak melingkar berubah beraturan

2. Seorang siswa sedang memutar bola pingpong yang telah terhubung

dengan benang di sekitar kepalanya. Bila diketahui radius putar 50 cm dan

kecepatan tangensialnya konstan serta laju bola pingpong adalah 20 cm/s

pada waktu 5 sekon. Berapakah percepatan total bola pingpong

3. Buatlah dalam tabel perbedaan, persamaan dan rumus gerak melingkar

beraturan, gerak melingkar berubah beraturan dan gerak melingkar tidak

beraturan!


1. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 10 cm dan

kelajuan sudut 2 rad/s. Besar kelajuan linear benda adalah ....

2. Rumus percepatan sentripetal/radial pada gerak melingkar beraturan

adalah ....

3. Percepatan total pada gerak melingkar berubah beraturan adalah ....

268

4. Rumus kecepatan sudut setelah t satuan adalah ....

5. 1 rps = ... rpm

Jawaban Kuis

1. 20 cm/det

2. a = v2/r atau a = ω2 r

3. atot = 22rt aa +

4. ωt = ω0 + αt

5. 60 rpm

Catatan:



nilai secara lisan.

.................................. 2009

Mengetahui,


––––––––––––– –––––––––––––––

NIP: NIP:

269

RPP 13. Hukum-Hukum Newton tentang Gerak



Pertemuan Ke- : 13




Indikator : – Mendeskripsikan hukum I Newton.

– Mendeskripsikan hukum II Newton.

– Mendeskripsikan hukum III Newton.

– Menerapkan hukum-hukum Newton pada peristiwa

yang terjadi pada kehidupan sehari-hari.


• Siswa dapat menjelaskan hukum-hukum Newton tentang gerak.

II. Materi Ajar

Hukum-Hukum Newton tentang gerak



2. Diskusi

3. Tanya jawab

4. Demonstrasi


A. Kegiatan Awal

270

Guru membuka pelajaran diteruskan dengan kuis tertulis yang diberikan secara

lisan tentang materi yang telah dipelajari dan yang akan diterima dalam waktu ± 8

menit.

Manusia dan hewan dapat menarik benda-benda karena adanya gaya otot,

kendaraan dapat bergerak karena adanya gaya mesin, ketapel bisa melemparkan

batu karena adanya gaya pegas. Kita dapat berjalan di lantai karena adanya gaya

gesek antara kaki dengan lantai. Bumi tarik menarik dengan bulan karena adanya

gaya gravitasi. Guru mengatakan bahwa pada bagian ini, siswa akan mempelajari

gaya dan hukum-hukum tentang gaya.

Quis ± 8 menit

1. Apakah yang di maksud dengan gaya ?

2. Sebutkan ada berapa hukum Newton

3. Tuliskan rumus salah satu dari hukum Newton

B. Kegiatan Inti

� Siswa melakukan demonstrasi untuk menunjukkan adanya kelembaman

pada suatu benda.

� Siswa melakukan diskusi kelas untuk mencari contoh-contoh peristiwa

kelembaman yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari dan mendefinisikan

Hukum I Newton.

Isaac Newton menemukan hukum-hukum Newton tentang gerak yang mendasari mekanika dalam Fisika, khususnya kinematika dan dinamika. Selanjutnya Newton juga menemukan hukum gravitasi Newton yang menjelaskan secara gamblang interaksi benda-benda di seluruh alam semesta ini.

271

� Siswa memahami penjelasan hubungan antara percepatan, massa benda,

dan gaya, yang merupakan hukum II Newton.

� Siswa mengamati demonstrasi dan menyimpulkan hukum II Newton.

� Siswa melakukan peragaan untuk menunjukkan adanya gaya berat dan

merumuskan berat benda.

� Siswa melakukan demonstrasi untuk menunjukkan gaya aksi – reaksi yang

merupakan hukum III Newton, disertai tanya jawab.

� Siswa mengelompokkan peristiwa-peristiwa yang berkaitan dengan

hukum-hukum Newton tentang gerak.

� Guru memberikan kuis tertulis secara lisan untuk mengetahui pemahaman

siswa tentang materi yang telah dipelajari.

Hukum - Hukum Newton Tentang Gerak

Demonstrasi untuk menunjukan hukum I, II, III Newton.

a. Hukum I Newton

Letakan gelas di atas meja yang dilapisi dengan kaca, lalu isilah gelas

tersebut dengan air hampir penuh kemudian kaca tersebut di lapisi lagi

dengan kertas, baru terakhir letakan gelas kaca di atas kertas tersebut alu

siswa suruh tarik kertas dengan sangat pelan. Amati apa yang terjadi

dengan gelas. Siswa rancang sendiri kalimat di atas.

b. Hukum II Newton

Siswa diminta meletakan beberapa buku yang tebal di atas meja lalu

dorong buku tersebut hingga bergeser atau saat akan bergerak. Apa yang

siswa bisa simpulkan?

272

c. Hukum III Newton

Dua orang siswa diminta saling tarikan tangan, lalu apa yang dapat mereka

simpulkan dari kejadian tersebut

Siswa diminta memahami penjelasan di bawah ini dan mencatat poin-poin

pentingnya.

1. Gaya

Gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang dapat menimbulkan perubahan

gerak. Dengan demikian jika benda ditarik/didorong maka pada benda bekerja

gaya, dan keadaan gerak benda dapat dirubah. Gaya adalah penyebab gerak. Gaya

termasuk besaran vektor, karena gaya ditentukan oleh besar dan arahnya. Sebagai

contoh mobil dapat bergerak karena didorong oleh gaya mesin, namun bila mobil

mogok dan memerlukan orang yang mendorong mobil mogok itu, dikatakan orang

memberikan gaya dorong yang bersumber dari tenaga ototnya.

Pengertian lain dari gaya adalah bahwa gaya merupakan penyebab timbulnya

percepatan atau perlambatan. Besarnya gaya yang diberikan pada sebuah kilogram

standard didefinisikan sebagai percepatan dengan ketentuan bahwa gaya yang

mempercepat 1 m/s2 sebuah massa kilogram standard didefinisikan sebesar 1

newton (N). Arah percepatan selalu searah dengan arah gaya.

Gambar 59. Mobil bisa bergerak karena adanya gaya mesin

273

F

Gambar 60. Menggambarkan gaya pada suatu benda dengan anak panah

Arah tersebut ditunjukkan dengan arah anak panah. Sedangkan panjang garis

mewakili besar gaya.

Contoh

1. Gambarlah dua buah gaya yang setitik tangkap yang membuat sudut

lancip.

Jawab:

2. Gambarlah dua buah gaya 80 N dan 100 N yang setitik tangkap dan

mengapit sudut 50º

Jawab:

Latihan

1. Sebuah balok berada di atas lantai yang licin. Pada benda tersebut masing-

masing bekerja gaya F1 = 2 N dan F2 = 3 N. Gambarkan gaya-gaya yang

bekerja pada benda jika

a. kedua gaya ke arah kanan.

b. F1 ke kanan dan F2 ke kiri

2. Seorang penerjun payung dapat melayang di udara, karena adanya gaya tahan

udara yang bekerja pada parasut penerjun. Gambarkan gaya-gaya yang bekerja

pada penerjun payung tersebut.

274

2. Resultan dari Beberapa Gaya

Gaya adalah besaran vektor, sehingga jika beberapa buah gaya bekerja pada

sebuah benda, maka gaya total yang bekerja pada benda itu merupakan jumlah

vektor dari gaya-gaya tersebut yang biasa disebut dengan resultan gaya ( R atau

FR). Bila gaya- gaya yang bekerja pada benda mempunyai arah yang sama (berarti

masing-masing gaya saling membentuk sudut 0°) maka resultan gaya dapat

ditentukan dengan menjumlahkan gaya-gaya tersebut secara aljabar. Persamaan

resultan yang dimaksud dapat dituliskan sebagai berikut.

R = F1 + F2

=

Penjumlah gaya segaris :

Gaya- gaya yang bekerja pada benda berlawanan arah (berarti masing-masing

gaya saling membentuk sudut 180°) maka resultan gaya dapat ditentukan dengan

mengurangkan gaya-gaya tersebut secara aljabar. Persamaan resultan yang

dimaksud dapat dituliskan sebagai berikut.

R = F1 - F2

F2 = 10 N

F1 =20 N

R R = 20 +10 = 30 N

Gambar 61.Dua buah gaya searah

Gambar 62. Dua gaya berlawan arah

F1 F2

F2

F1

R= F1 + F2

275

Gambar 62. jika di gambar pada diagram anak panah dapat

digambarkan sebagai berikut.

Penjumlah gaya berlawanan arah:

Bila pada benda bekerja dua buah gaya yang saling tegak lurus atau saling

membentuk sudut 90°, maka resultan gaya dapat ditentukan dengan teorema

Pithagoras sebagai berikut.

22

21 FFR +=

Perhatikan gambar 61, sebuah balok dikenai dua gaya yang saling tegak lurus 30

N dan 40 N. Resultan kedua gaya tersebut dapat ditentukan dengan teorema

Pitagoras , yaitu

R = 22 4030 + = 2500 = 50 N.

Arah resultan gayanya: tan α = 40

30= 0,75 sehingga arc tan- 0,75 = 37°.

Jadi α = 370

Arah resultan gaya itulah yang akan diikuti benda sebagai arah geraknya.

R= F1- F2

F2 F2

F1 F1

Gambar 63. Dua buah gaya yang tegak lurus beserta resultannya.

30N

40 N

30N

40 N

50 N

276

Balok tersebut akan bergerak ke arah serong 37° dari arah horisontal atau searah

dengan arah resultan gaya yang besarnya 50 N.

Dua buah gaya yang bekerja pada suatu benda tidak selalu membentuk sudut 0°,

atau 180° maupun 90°, namun membentuk sudut α sembarang. Untuk itu

perhitungan resultan gaya harus menggunakan persamaan umum resultan gaya.

Secara umum resultan dari dua buah gaya yang bekerja pada suatu benda dengan

αααα merupakan sudut antara kedua gaya tersebut dapat ditentukan melalui

persamaan berikut ini. Persamaan ini sering disebut dengan resultan jajaran

genjang.

α .cos.F2.F F F 2122

21 ++=RF

Sedangkan arah resultan dengan menggunakan persamaan sinus sebagai berikut.

βsin

F

αsin

R 2=

Dimana α adalah sudut antara F1 dan F2, sedangkan β adalah sudut antara R

dengan F1.

277

Experimen menemtukan resultan gaya-gaya searah


Perhatikan gambar di bawah! Ada dua buah gaya 80 N dan 100 N yang bekerja di

benda P dan kedua gaya saling membentuk sudut 50°. Untuk menghitung resultan

gaya digunakan rumus resultan jajaran genjang sebagai berikut.

Jawab:

FR = αcos2 212

22

1 FFFF ++

FR = )50cos10080(210080 022 xx++

FR = 25680 = 160 N

Latihan

1. Gambarkan serta tentukan besarnya penjumlahan dan pengurangan gaya-gaya

berikut ini

a. F1 + F2 b. F2 – F3

Tujuan :

Menentukan resultan gaya-gaya searah

Petunjuk Teknis:

Lakukan percobaan ini dengan menggunakan

dinamometer, dan beberapa buah beban logam.

1.Gantungkan sebuah beban pada pengait dinamometer pada arah vertikal. Gaya berat beban ditunjukkan oleh skala F1.

2. Gabungkan kedua beban dan pasang pada dinamometer kemudian catat gaya F2

3. Gambarlah skema gaya-gaya searah tersebut dan hitunglah resultan gayanya.

4. Ulangi untuk beban-beban yang berbeda 5. Buatlah laporan percobaanmu.

278

Table 21. Perbedaan massa dan berat

c. F1 + F3 – F2 d. F1 – F3

2. Bagaimanakah menggambarkan gaya 8 N ke arah sumbu x positif kemudian

gambarkan pula gaya sebesar 6 N ke arah sumbu x negatif secara vektor?

Berapakah resultannya ?

3. Massa dan Berat

Massa (m) benda adalah jumlah partikel yang dikandung benda. Sedangkan berat

suatu benda (w) adalah besarnya gaya tarik bumi terhadap benda tersebut dan

arahnya menuju pusat bumi. ( vertikal ke bawah ).

Perbedaan massa dan berat :

massa benda Berat benda

• Massa (m) besaran skalar

• besarnya di mana-mana selalu

bernilai tetap, kecuali benda

tersebut mengalami

pengurangan materi, misalnya

mengalami pecah, sobek atau

aus, maupun mengalami

penambahan materi sejenis

misalnya dua potong besi dilas

dengan bahan yang sama.

• Berat (w) merupakan besaran

vektor

• besarnya tergantung pada

tempatnya ( percepatan

gravitasi pada tempat benda

berada ).

• Berat sebuah benda dalam

bahasa Inggris weight (w)

adalah sebuah gaya yang

bekerja pada benda tersebut dari

F1 = 3 N F2 = 6 N F3 = 4 N

279

• Massa (m) sebuah benda adalah

karakteristik benda itu yang

mengkaitkan percepatan benda

dengan gaya (atau resultan

gaya) yang menyebabkan

percepatan tersebut.

benda-benda lain (atau benda-

benda astronomi).

Gaya berat sebenarnya adalah gaya gravitasi pengaruh benda astronomi terdekat

terhadap benda tersebut. Benda astronomi yang paling dekat dengan kehidupan

kita adalah bumi, sehingga gaya berat seiring dinyatakan secara matematis sebagai

berikut

w = m g

Keterangan

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s2 atau 10 m/s2)

w = gaya berat (N)

Gaya berat adalah besaran vektor, sehingga bila sebuah benda bermassa m

diletakkan di sekitar dua atau lebih benda astronomi, maka gaya berat benda

tersebut merupakan jumlah vektor dari setiap gaya berat yang ditimbulkan oleh

masing-masing benda astronomi. Hal itu biasanya dijumpai pada sistem makro

misalnya pada sistem tatasurya. Bayangkanlah pada saat bumi, bulan dan matahari

terletak dalam satu garis lurus, maka pada tiap-tiap benda tersebut mengalami

280

vektor resultan gaya berat/gravitasi yang ditimbulkan oleh masing-masing benda

astronomi di sekitarnya.

Berat benda-benda di permukaan bumi tidak sama di setiap bagian bumi, berat

benda di kutub lebih besar daripada berat benda yang sama di khatulistiwa. Berat

benda yang berada di ketinggian tertentu dari permukaan bumi lebih kecil

daripada berat benda yang sama di permukaan bumi. Hal itu disebabkan oleh jarak

benda kepusat bumi berpengaruh terhadap nilai gaya berat. Gaya berat berbanding

terbalik dengan kuadrat jarak antara benda dengan pusat bumi. Lebih mendalam

hal itu akan dikaji dalam pembahasan tentang bab gravitasi.

Hukum-hukum Newton

Dari praktikum yang telah dilakukan pada halaman 271-272, siswa

diminta memahami penjelasan berikut dengan seksama.

1. Hukum I Newton

Siswa diminta untuk beranjak dari tempat duduknya tampa menyentuh

apapun atau tanpa berpinjak dengan apapun? Apa yang terjadi? Pasti tidak

ada seorangpun yang dapat beranjak. Karena berdasarkan hukum I

Newton: Sebuah benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan

jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu. Jadi, jika jumlah

gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah nol, maka ada dua

kemungkinan keadaan benda yaitu benda dalam keadaan diam atau benda

sedang bergerak dengan kecepatan benda konstan.

Bagian pertama dari pernyataan Hukum I Newton itu mudah dipahami,

yaitu sebuah benda akan tetap diam bila benda itu tidak dikenai gaya lain.

281

Gambar 65. Arah gaya dorong, gaya gesekan dan gaya Normal yang seimbang menyebabkan benda tetap diam

Gaya Normal

Gaya gesekan

Gaya dorong

Gambar 64. Hukum kelembaman

Tentunya gaya-gaya konservatif seperti gaya berat dan gaya

normal selalu ada dan sama besar serta berlawanan

sehingga saling meniadakan. Keadaan benda diam

demikian itu disebut keseimbangan. Perhatikan gambar

mainan sederhana dari gabus, korek api, mur dan kawat

yang tetap dalam kesetimbangan karena resultan gaya nol

( gambar 64).

Jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan

nol (ΣF = 0), maka percepatan benda juga sama dengan nol (a = 0) dan

benda tersebut :

- Jika dalam keadaan diam akan tetap diam, atau

- Jika dalam keadaan bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus

beraturan.

Bagian kedua dari pernyataan itu dapat dipahami sebagai berikut. Bila

ingin mengubah kecepatan benda baik mempercepat atau memperlambat,

maka juga diperlukan gaya. Jadi bila tidak ada gaya atau resultan gayanya

nol maka bentuk lintasan lurus dan kecepatan benda akan selalu tetap.

Kecenderungan benda akan selalu berusaha mempertahankan keadaan

awal jika benda tidak dikenai gaya atau resultan gaya. Hal ini yang

282

menyebabkan seringnya hukum I Newton disebut sebagai hukum

kelembaman/inertia (malas/inert untuk berubah dari keadaan awal).

Dalam persamaan matematis hukum I Newton sering dituliskan sebagai

berikut.

ΣΣΣΣ F = 0 dimana ΣΣΣΣ F adalah resultan gaya yang bekerja pada benda.

Kesimpulan : ΣF = 0 dan a = 0 Karena benda bergerak translasi, maka

pada sistem koordinat Cartesius dapat dituliskan

Σ Fx = 0 dan Σ Fy = 0.

Gambar 66. Astronot di ruang tanpa bobot

dapat diam melayang bila tidak ada gaya

Pada gambar 66, resultan gaya sama dengan nol

membuat benda sangat lembam, contohnya seorang

astronot tidak akan bergerak ke mana-mana di ruang hampa bila Ia sendiri

tidak mengubah resultan gaya menjadi tidak sama dengan nol. Cara yang

bisa dilakukan misalnya menghidupkan roket kecil di punggungnya atau

menarik tali yang terikat di pesawat angkasa luar (space shuttle).

Pertanyaan

Analisalah kejadian berikut ini!

Saat kita duduk di dalam mobil yang melaju dengan kencang, tiba-tiba

direm mendadak. Apa yang kita rasakan ? Mengapa demikian ? Pada saat

kita duduk di dalam mobil yang berhenti tetapi masih hidup mesinnya, lalu

dijalankan dengan tiba-tiba. Apa yang kita rasakan ? Mengapa demikian ?

2. Hukum II Newton

283

Bila ada resultan gaya yang timbul pada sebuah benda, dapat dipastikan

benda tersebut akan bergerak dengan suatu percepatan tertentu. Bila benda

semula dalam keadaan diam akan bergerak dipsercepat dengan percepatan

tertentu, sedangkan bila benda semula bergerak dengan kecepatan tetap

akan berubah menjadi gerak dipercepat atau diperlambat. Resultan gaya

yang bekerja pada benda yang bermassa konstan adalah setara dengan

hasil kali massa benda dengan percepatannya. Pernyataan inilah yang

dikenal sebagai hukum II Newton.

Secara matematis hukum tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.

ΣΣΣΣ F = m . a


1. Jika pada benda bekerja banyak gaya yang horisontal maka berlaku :

Σ F = m . a

F1 + F2 - F3 = m . a

Arah gerak benda sama dengan F1 dan F2 jika F1 + F2 > F3

Arah gerak benda sama dengan F3 jika F1 + F2 < F3

Keterangan: m = massa benda (kg) a = percepatan (m/s2) Σ F = jumlah resultan gaya (N)

Gambar 67. Hukum II Newton

284

2. Jika pada beberapa benda bekerja banyak gaya yang horisontal maka

berlaku :

Σ F =Σ m . a

F1 + F2 - F3 = ( m1 + m2 ) . a

3. Jika pada benda bekerja gaya yang membentuk sudut θ dengan arah

mendatar maka berlaku :

F cos θθθθ = m . a

Hukum II Newton inilah yang boleh kita sebut sebagai hukum Newton

tentang gerak.

Latihan

Sepeda dikayuh dengan kecepatan 36 km/jam, dalam waktu 10 detik

mendapat tambahan dari gaya otot sehingga kecepatannya berubah

menjadi 72 km/jam. Bila percepatan gaya yang bekerja pada benda adalah

60 N, berapakah massa sepeda tersebut ?

3. Hukum III Newton

Hukum III Newton mengungkapkan bahwa, gaya-gaya aksi dan reaksi

oleh dua buah benda pada masing-masing benda adalah sama besar

dan berlawanan arah.

285

Penekanan pada hukum ini adalah adanya dua benda, dalam arti gaya

aksi diberikan oleh benda pertama, sedangkan gaya reaksi diberikan

oleh benda kedua.

Hukum ini dikenal sebagai hukum aksi-reaksi, dan secara matematis

dapat di tuliskan sebagai berikut.

ΣΣΣΣ Faksi = - ΣΣΣΣ Freaksi

Syarat gaya aks-reaksi dapat bekerja:

1. Bekerja pada dua benda atau lebih

2. Gaya aksi dan gaya reaksi bekerja pada dua benda yang berlainan

3. Besar gaya aksi dan gaya reaksi sama hanya arahnya yang berlainan

Gaya berat dan gaya normal pada sebuah buku yang tergeletak di

meja bukan merupakan pasangan gaya aksi-reaksi. Pasangan gaya aksi-

reaksi adalah gaya berat buku terhadap bumi w dengan gaya tarik bumi

terhadap buku w. Pasangan gaya aksi-reaksi lainnya adalah gaya berat

buku terhadap meja F dan gaya tekan meja terhadap buku (gaya normal)

N. Bukan berarti di sini buku memiliki dua gaya berat, melainkan gaya

berat itu tetap satu yang ada sebagai gaya gravitasi (gaya medan) dan

berfungsi sebagai gaya sentuh terhadap meja.

Gambar 68. Gaya-gaya pada sebuah buku yang terletak di atas meja

286

Pasangan gaya aksi-reaksi misalnya pada seorang siswa yang menarik tali

yang terikat pada paku di dinding. Gaya aksi adalah gaya tarik anak pada

tali. Gaya gesek pada tangan siswa yang timbul bukan gaya reaksi,

melainkan gaya tegangan tali itulah gaya reaksi (gambar 68).

Perhatikan pula gambar 69 orang yang mendorong kulkas berikut ini.

Gaya dorong tangan orang terhadap dinding kulkas F sebagai gaya aksi,

dan karena sifat inersianya kulkas terasa menekan tangan orang dengan

gaya –F sebagai gaya reaksi. Pasangan gaya aksi-reaksi dalam kejadian

tersebut F dan –F. Tanda negatif hanya menunjukkan arah berlawanan.

Guru meminta siswa mengamati roda mobil yang berputar di jalan

beraspal! Jika diamati secara seksama maka pasangan gaya aksi-reaksi

menurut hukum III Newton ditunjukkan seperti pada gambar 70 berikut

ini. Putaran roda disebabkan karena adanya gaya F yaitu gaya gesekan

roda dengan jalan. Gaya inilah sebagai gaya aksi yang mana jalan aspal

Gambar 69. Pasangan gaya aksi-reaksi pada orang yang mendorong

287

akan memberikan gaya reaksi –F dengan arah berlawanan seakan gaya ini

mendorong mobil maju ke depan.

Pada sistem gravitasi benda astronomi misalnya bumi terhadap

benda lain yang terpisah sejauh r dari pusat bumi misalnya pesawat ulang-

alik yang mengangkasa, tentunya ada gaya tarik bumi, F terhadap pesawat.

Gaya gravitasi F inilah sebagai gaya aksi, yang mana menimbulkan gaya

reaksi –F berupa gaya tarik pesawat terhadap bumi.

C. Kegiatan Akhir

Gambar 71. Pesawat ulang-alik yang mengangkasa meninggalkan bumi saling berinteraksi dengan bumi dengan gaya tarik F dan – F. Gaya-gaya gravitasi inilah yang dinamakan dengan gaya aksi-reaksi. Gaya F bekerja pada pesawat akibat pesawat ditarik oleh bumi. Sedangkan gaya – F bekerja pada bumi akibat bumi ditarik oleh pesawat. Ketentuan penamaan gaya aksi dan gaya reaksi sebenarnya dapat dipertukarkan karena gaya-gaya itu munculnya saling bersamaan satu sama lain.

Gambar 70. Pasangan gaya aksi-reaksi pada roda mobil yang berjalan.

Gambar 71. Pesawat Alang-alik

288


penekanan pada materi hukum-hukum Newton, diteruskan dengan

pemberian tugas dan membaca serta memahami materi berikutnya.


Alat-Alat : Balok kayu, bidang miring, anak timbangan, neraca pegas, tali,

timbangan karet


Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi dalam

melakukan percobaan dan peragaan serta penilaian sikap, minat dan

tingkah laku siswa







penilaian tersebut.

� Tugas.

Tugas yang dimaksukan adalah mengerjakan tugas yang telah dipersiapkan

guru. Tugas tersebut dapat berupa soal-soal atau proyek. Misalnya:

289

1. Jelaskan pengertian dari istilah-istilah berikut!

(a). gaya (b). massa (c). berat

2. Dua buah gaya F1= 40 N dan F2 = 50 N bekerja pada sebuah benda.

Tentukana besar dan arah resultan gaya pada benda secara grafis dan

secara analistis, jika:

(a). F1 dan F2 membentuk sudut 600 (b). F1 dan F2 tegak lurus

3. Mengapa pada saat anda di bonceng teman anda, saat berhenti tubuh anda

seolah-olah terlempar kedepan? Jelaskan anlisismu?

4. Sebuah mobil bermassa 800 kg, dari keadaaan diam mobil tersebut

bergerak dipercepat dengan percepatan tetap, setelah 4 sekon mobil

menempuh jarak 32 meter. Tentukan gaya yang dihasilkan oleh mobil

tersebut jika selama geraknya mobil mengalami gaya gesekan sebesar 200

newton.

5. Ketika seorang anak menarik karet ketapel, gambarkanlah pasangan gaya

aksi-reaksinya !

Contoh Soal Kuis

1. Hukum pertama Newton disebut juga hukum kelembaman. Benar atau

salah.

2. Arah percepatan sentripetal dapat masuk atau keluar lingkaran. Benar atau

salah.

3. Hukum II Newton dapat dirumuskan ....

4. Besar gaya aksi sama dengan gaya reaksi. Benar atau salah ?

290

5. Besar gaya sentripetal dapat dirumuskan F = 2r

vm benar atau salah?

Jawaban Kuis

1. Benar

2. Salah

3. ΣF = Σma

4. Benar

5. Salah

Catatan:

Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman dibangku sebelahnya, kemudian

nilai langsung dimasukkan dalam daftar nilai dengan menyebutkan secara lisan.

.................................. 2009

Mengetahui,


––––––––––––– –––––––––––––––

NIP: NIP:

291

RPP 14. Praktikum Hukum-Hukum Newton tentang Gerak



Pertemuan Ke- : 14







– Menerapkan hukum-hukum Newton pada peristiwa

yang terjadi pada kehidupan sehari-hari.


� Siswa dapat menjelaskan hukum-hukum Newton tentang gerak.

II. Materi Ajar

Hukum-Hukum Newton tentang Gerak


Eksperimen (percobaan/praktikum)


A. Kegiatan Awal

Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan menjelaskan persiapan-persiapan

yang perlu dilakukan sebelum dan setelah melakukan eksperimen serta

menjelaskan laporan hasil kegiatan (eksperimen).

292

B. Kegiatan Inti

Siswa dibagi dalam 3 kelompok. Masing - masing kelompok wajib melakukan

percobaan untuk mengamati hukum I, II, dan III Newton!

Siswa melakukan percobaan untuk memperoleh data-data yang akan dipecahkan.

� Siswa melakukan diskusi kelas dan mengolah data hasil percobaan.

� Siswa melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan (soal-

soal) yang ada dalam percobaan dan menyimpulkan hasilnya.

� Siswa mempresentasikan hasil percobaan.

� Siswa membuat laporan ilmiah dari hasil percobaan.

Eksperimen I pada hukum 1 Newton

Alat dan bahan

Kertas, folio secukupnya, gelas, meja, bambu, balon dan tali

1. Ambillah sebuah gelas berisi air hampir penuh dan letakkan di atas

sehelai kertas agak panjang (ukuran folio) pada sebuah meja.

Kemudian tariklah kertas tersebut secara cepat dan mendatar. Ulangi

kegiatan dengan menarik kertas secara pelan dan mendatar. Apa yang

terjadi? Mengapa demikian, buat kesimpulan siswa ?

2. Ambillah dua buah balon dan tiuplah, kemudian ikatkan pada

kedua ujung bambu

di mana letak

resultan gaya berat

kedua balon ?

293

Bagaimana caranya menentukan agar balon tersebut

setimbang? (perhatikan gambar dalam soal ini).

Eksperimen 2 pada hukum II Newton

1. Alat dan bahan: Buku minimal 1 kg, stik drum atau benang, dan meja

2. Cara kerja:

a. Letakan buku di atas meja!

b. Dorong buku dengan 1 telunjuk, 2 telunjuk dan seterusnya!

c. Lakukan petunjuk b hingga dapat data yang memuaskan anda!

d. Catat hasil praktikum anda pada tables!

e. Presentasikan hasil pengamatan anda dan beri kesimpulan!

Contoh tabel hasil eksperimen hukum II Newton

Resultan gaya (N) Massa (kg) Percepatan (a) =

m

F (m/s2)

1 2 ……

294

Keterangan: 1 Telunjuk kita misalkan sama dengan 1 newton besar gaya

resultannya

Eksperimen 3 pada hukum III Newton

Alat dan bahan: Tali tambang, buku, mobil-mobilan dan meja.

Tujuan: Mengetahui gaya aksi dan reaksi

Percobaan I: Tarik tambang

Cara kerja

1. Lakukan kegiatan tarik tambang dengan teman-teman sekelompok

2. Buatlah diagram gaya yang menggambarkan gaya-gaya yang bekerja pada

tali selama kejadian tarik tambang itu !

Percobaan II : Aksi dan reaksi pada Balon yang di tekan ke tembok

sampai pecah.

Tujuan : Mengetahui gaya aksi dan reaksi

Cara kerja :

1. Tiup balon sampai ukuran yang siswa inginkan!

2. Ambil balon tersebut kemudian tempelkan ke tembok!

3. Tekan balon tersebut dengan tangan anda

4. Apa yang terjadi dengan balon ? Mengapa demikian ?

5. Buatlah hasil laporan percobaan anda pada kertas folio!

295

C. Kegiatan Akhir


penekanan pada percobaan yang telah dilakukan, diteruskan dengan pemberian


V. Sumber Belajar

Buku Fisika Bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)

VI. Penilaian

� Tes tertulis

Tes tertulis yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal yang telah

dipersiapkan guru berhunbugan dengan percobaan yang telah dilakukan.

Misalnya:

1. Setelah anda melakukan percobaan hukum I Newton tuliskan kembali

hukum pertama Newton dengan berpatokan pada percobaan anda!

2. Mengapa saat gelas ditarik dengan cepat gelas tidak jatuh dan jika di tarik

dengan pelan justru jatuh? Bagaimana hal itu dapat terjadi?

3. Setelah melakukan percobaan hukum II Newton apa yang anda ketahui

tentang hukum II Newton, misalnya hubungan percepatan dengan gaya

atau dengan massa benda?

4. Setelah anda melakukan praktikum hukum III Newton apa yang dapat

anda peroleh mafaatnya dalam kehidupan ini?

� Pengamatan keaktifan dalam melakukan percobaan, penilaian sikap,

minat, dan tingkah laku siswa

296




misalnya siswa melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum

disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi sepenuhnya

bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin penilaian

tersebut.

� Laporan hasil percobaan

...........,...................... 2009

Mengetahui,


NIP: NIP:

297

RPP 15. Aplikasi Hukum-Hukum Newton tentang Gerak



Pertemuan Ke- : 15

Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 x 45 menit)






– Menerapkan hukum-hukum Newton pada peristiwa yang

terjadi pada kehidupan sehari-hari.


� Siswa dapat menjelaskan hukum-hukum Newton tentang gerak dengan

melakukan eksperimen (percobaan).

II. Materi Ajar

Hukum-Hukum Newton tentang Gerak



2. Diskusi

3. Tanya jawab

4. Demontrasi

298


A. Kegiatan Awal


lisan tentang materi yang telah dipelajari dan yang akan diterima dalam waktu ±8

menit. Misalnya:

1. Tuliskan hukum I, II, dan III dalam betuk rumus!

2. Apakah yang siswa ketahui tentang gaya?

3. Apa yang disebut gerak?

4. Apa yang siswa ketahui tentang tegangan tali?

B. Kegiatan Inti

� Siswa menyebutkan atau menemukan macam-macam bentuk gaya dan

merumuskannya disertai diskusi dengan teman sebelahnya.

� Siswa menyimak dan mengidentifikasi berbagai peristiwa yang berkaitan

dengan gaya-gaya yang dijelaskan pada bahan yang ditugaskan guru untuk

siswa pahami.

� Siswa mengerjakan latihan-latihan soal yang berkaitan dengan gaya.

HUKUM I NEWTON

Pahami dan diskusikan semua penjelasan berikut ini dengan teman sebangku

anda serta catat poin-poin pentingnya karena selesai jam pelajaran bapak guru

akan periksa catatan siswa. Kemudian jawab setiap latihan soal yang ada karena

akan dikumpulkan selesai jam pelajaran.

299

a. Gaya Mempengaruhi Gerak Benda

Siswa mendorong mobil mainan yang diam. Jika dorongan siswa lemah

kemungkinan mobil mainan terebut belum bergerak, jika gaya dorong diperbesar

mobil bergerak. Siswa naik sepeda meluncur di jalan raya, jika sepeda

direm, sepeda berhenti.

Apakah sebenarnya yang membuat mobil mainan yang mula-mula diam

menjadi bergerak, dan sepeda yang mula-mula bergerak menjadi diam?

Agar mobil bergerak dan sepeda berhenti diperlukan energi (tenaga).

Energi untuk mendorong mobil dan menghentikan sepeda dikerjakan, pada

benda dengan suatu alat tertentu. Saat mendorong mobil Anda memakai

tangan dan saat mengerem karet rem menyentuh roda sepeda hingga

berhenti.

Saat tangan menyentuh mobil dan karet rem menyentuh roda, maka tangan

dan karet memberikan gaya tekan yang mempengaruhi benda. Jadi, yang

menyebabkan sebuah benda bergerak atau berhenti adalah energi. Energi

diperlukan untuk mengerjakan gaya pada benda. Kemudian gaya akan

mempengaruhi gerakan benda.

Gambar 72. Mobil mainan yang didorong

300

Ada beberapa pengaruh gaya pada benda bila gaya bekerja pada suatu benda:

1. Gaya akan mengubah kecepatan benda dari diam menjadi bergerak, dari

bergerak lalu berhenti.

2. Gaya dapat mengubah arah gerak benda, misalnya ditunjukkan oleh

gambar 74. berikut:

3. Gaya juga dapat mengubah bentuk benda. Jika Anda memiliki balon, tiup

dan ikatlah balon, sehingga balon tetap menggembung. Apa yang terjadi

jika balon tadi kita tekan perlahan dengan tangan? Pasti Anda akan

mendapatkan balon agak kempes, atau bentuk balon berubah. Perubahan

balon karena pengaruh gaya tekan

4. Gaya dapat mempengaruhi ukuran sebuah benda. Karet jika ditarik akan

bertambah panjang, sedangkan pegas jika ditekan akan bertambah pendek.

Gambar 73. Mobil mongok didorong didorong hingga bergerak

Gambar 74. Bola ditendang dari sisi gawang lalu disundul ke arah gawang

301

Coba anda bayangkan seandainya sebuah gelas di letakan di atas meja

datar. Amati beberapa saat, apakah gelas tetap diam atau menadi bergerak?

Anda akan mendapatkan bahwa gelas tetap diam, karena tidak ada gaya yang

bekerja pada gelas (gambar 75.)

Bayangkanlah saat mengamati kelereng yang sedang meluncur di lantai licin yang

datar. Apakah kelereng akan terus meluncur bergerak atau berhenti? Jika keadaan

lantai licin sempurna, akan didapatkan kelereng terus bergerak, karena tidak ada

gaya yang menghentikan kelereng (gambar 76.)

.

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa benda yang diam cenderung

untuk diam, benda yang bergerak cenderung untuk tetap bergerak. Hal ini disebut

sifat kelembaman benda.

Seorang ahli fisika dari Inggris bernama Newton, merumuskan peristiwa-peristiwa

seperti di atas, dan selanjutnya disebut dengan Hukum I Newton, yang berbunyi:

Suatu benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan jika jumlah

seluruh gaya pada benda sama dengan nol. Apabila dirumuskan

Σ F = 0 Newton

Gambar 75. Gelas diam tetap diam

Gambar 76. Kelereng yang bergerak tetap bergerak

302

Dengan ΣF adalah resultan gaya pada benda, dengan satuan newton (N), 1 newton

= 1 kg m/s2.

Contoh 1

Gambar di bawah ini adalah benda (balok) terletak di atas bidang datar yang licin.

Balok mengalami gaya tarik F1 = 15 N ke kanan dan gaya F2 ke kiri. Jika benda

tetap diam berapa besar F2?

Penyelesaian

ΣF = 0

F1 – F2 = 0

F2 = F1

= 15 N

Contoh 2

Pada gambar berikut, beban B meluncur ke kanan dengan kecepatan tetap 4 m/det-1

Jika F1 = 10 N; F2 = 20 N, berapa besar F3?

Penyelesaian

Sesuai dengan Hukum I Newton, gaya yang bergerak lurus beraturan (kecepatan

tetap) adalah nol.

ΣF = 0

303

F1 + F3 – F2 = 0

F3 = F2 – F1

F3 = 20 – 10

F3 = 10 N

Contoh 3

Beban yang beratnya 50 N tergantung pada 2 tali seperti ditunjukkan gambar

96. (Sin 37 = 0,6).

Tentukan berapa besar gaya tegangan tali T1 dan T2!

a) Beban tergantung pada dua tali. b) Diagram gaya.

Jawaban

Gambarkan dahulu diagram gaya-gayanya seperti pada gambar di atas.

Selanjutnya kita tinjau beban w.

Karena beban diam, maka ΣF = 0 → T – w = 0 T = w = 50 N

Selanjutnya kita tinjau pada cabang tali

- Arah mendatar ΣFα = 0

304

T2X – T1X = 0

T2 Cos 53 = T1 Cos 37

0,6 T2 = 0,8 T1

T1 = 0,75 T2v

- Arah Vertikal ΣFy = 0

T1y + T2y – T = 0

T Sin 37 + T2 Sin 53 – 50 = 0 subtitusi dengan

0,75 T2. 0,6 + T2. 0,8 – 50 = 0

T2 = 40 N

T1 = 0,75 T2 = 0,75 x 40 = 30 N

b. Gaya Kontak / Sentuh

Untuk mengerjakan gaya pada suatu benda perlu ada kontak langsung dengan benda

atau dapat juga menggunakan benda lain. Saat terjadi kontak antara dua benda

akan bekerja dua gaya kontak yaitu:

1. Gaya Normal (N)

Gaya normal adalah gaya kontak yang kedudukannya tegak lurus bidang

kontak dan arahnya menjauhi bidang kontak. Gambar 77. memperlihatkan

gaya normal sebagai gaya kontak

Gambar 77. Gaya normal tegak lurus bidang kontak.

305

2. Gaya Gesekan (f)

Gaya gesekan adalah gaya kontak yang kedudukannya berimpit dengan

bidang kontak dan arahnya berlawanan dengan kecenderungan arah gerak

benda. Ada syarat khusus untuk gaya gesekan yaitu permukaan yang

bersentuhan tidak boleh licin. Khusus mengenai gaya gesekan akan

dibahas pada bab tersendiri.

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menemukan kasus-kasus

gesekan, seperti gesekan antara ban motor atau mobil dengan permukaan

jalan, gesekan antara bagian-bagian mensin dan lain sebagainya.

Kita tahu bahwa suatu gesekan menyebabkan hambatan pada gerak

suatu benda. Hal menunjukan bahwa ada gaya lain yang bekerja saat suatu

benda bergerak atau kita dorong suatu benda yang arahnya berlawanan

dengan kecenderungan arah gerak benda, gaya tersebut di sebut gaya

gesekan ( f ).

Ada dua gaya gesekan yang telah kita kenal yaitu gaya gesekan statis

(fs) gaya gesekan kinetis ( fk ). Gaya gesekan statis adalah gaya gesekan

pada benda yang diam, sedangkan gaya gesekan kinetis adalah gaya

gesekan pada benda yang bergerak.

Besarnya gaya gesekan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan

matematis sebagai berikut.

306

Nf

Nf

kk

ss

µµ

==

Gaya gesek pada bidang tegak

Gaya gesekan di bidang tegak biasanya dialami oleh sebuah batu

yang meluncur turun jatuh dari sebuah bukit yang memiliki sudut

kemiringan 900 atau tegak lurus bidang permukaan tanah datar. Agar batu

tersebut dapat bergesekan dengan dinding bukit maka umumnya pada batu

bekerja gaya luar yang menahan batu tersebut agar selalu menempel pada

bukit. Bila Anda analogikan sebuah bukit dengan sebuah dinding rumah

maka gaya gesekan yang terjadi di bidang tegak dapat digambarkan

sebagai berikut:

Gambar 79. Gaya gesek pada bidang tegak

Dengan: fs = gaya gesek statis(N) fk = gaya gesek kinetis (N) µs = koefesien statis µk = koefesien gesekan kinetis

m Fluar

fS

Gambar 78. Gaya gesek pada bidang datar

307

Pada batu bekerja beberapa komponen gaya yang dapat Anda uraikan

dengan menggunakan hukum II Newton, seperti persamaan di bawah ini.

Pada sumbu x:

Σ F = m a

Σ Fx = m a ( lihat gambar 79 halaman 306, dimana a = 0 )

N – F = 0 atau N = F

Sedangkan pada sumbu y :

Σ Fy = m a ( lihat gambar79 halaman 306)

Sehingga f = W – ma, dimana W = m g

f = mg – ma

keterangan

f = gaya gesek

F = gaya luar (N)

N = gaya normal (N)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

Hukum II Newton

A. Gaya Menimbulkan Percepatan

Pada Kegiatan 1, telah dibahas jika benda diam atau bergerak lurus beraturan,

maka resultan gaya pada benda nol.

Bagaimanakah jika gaya pada benda tidak nol? Untuk menjawabnya, coba

Anda perhatikan uraian berikut.

308

Gambar 80. Beban bermassa m mengalami gaya F.

Gambar 80 memperlihatkan beban bermassa m dalam keadaan bergerak

dengan kecepatan V1. Kemudian pada benda m diberikan gaya dorong (F)

yang searah dengan V1. Ketika kecepatan diukur kembali besarnya menjadi

V2. Ini berarti gaya dorong (F) yang diberikan menimbulkan perubahan

kecepatan (∆V) atau menimbulkan percepatan (a) pada benda m. Menurut

Hukum Newton, besar perubahan kecepatan atau percepatan yang dialami

benda berbanding lurus dengan besar gaya yang diberikan. Atau secara

matematis

Σ F ~ t

v

∆∆

atau Σ F ~ a. ( ~ dibaca: sebanding dengan)

Ternyata jika masa benda (m) dikalikan dengan percepatan nilainya sama

dengan besar gaya yang dikerjakan, sehingga dapat ditulis:

ΣF = m.a

Persamaan inilah yang dikenal sebagai Hukum II Newton . Persamaan ini

menjelaskan bahwa setiap resultan gaya (ΣF) tidak bernilai nol pada benda akan

menimbulkan perubahan kecepatan atau percepatan pada benda tersebut. Jadi

Keterangan: ΣF = resultan gaya yang bekerja (N),

m = massa (kg),

a = percepatan (m/s2).

309

gaya menimbulkan percepatan pada benda. Untuk mempermudah memahami apa

yang telah Anda baca, perhatikan contoh soal berikut.

Contoh 1

Balok B mengalami dua gaya masing-masing F1 = 25 N dan F2 = 20 N seperti

ditunjukkan pada gambar. Berapa percepatan balok B?

Dari Hukum II Newton

ΣF = m.a

F1 – F2 Cos 60 = m.a

25 – 20. 0,5 = 2.a

2/5,72

1025sma =−=

Contoh 2

Jika balok B yang massanya 2 kg mengalami percepatan 5 m/s2 ke kanan, berapa

besar F3?

Karena ΣF = m.a

F1 + F2 – F3 = m.a

10 + 40 – F3 = 2,5 F3 = 40 N

310

B. Gaya Berat

Dalam percakapan sehari-hari, sering kita dengar istilah berat. Misalnya “Amir

disuruh ibunya membeli gula yang beratnya 2 kg.” Dalam fisika, kata yang

dimaksudkan oleh ibu Amir seharusnya adalah massa, yaitu jumlah zat yang

terkandung dalam suatu benda (selalu tetap di manapun berada). Lalu apakah

berat itu? Berat suatu benda adalah massa suatu benda yang dipengaruhi oleh

percepatan gravitasi bumi, di tempat yang gravitasinya berbeda berat benda

akan berubah. Berdasarkan Hukum II Newton, berat benda dirumuskan:

w = m.g

di mana w = gaya gravitasi bumi pada benda atau berat benda dalam Newton

m = massa benda, dalam kg

g = percepatan gravitasi bumi yang besarnya 9,8 m/s2 kadang-kadang

untuk memudahkan dibulatkan menjadi 10 m/s2

Contoh 3

Berat benda yang massanya 2 kg, jika g = 9,8 m/s2 adalah:

w = m g

w = 2. 9,8

w = 19,6 Newton.

Makin jauh dari bumi percepatan gravitasi bumi makin kecil, sehingga berat roket

pada saat di A lebih besar dibandingkan roket di B.

311

Semua benda yang berada di atas permukaan bumi pada jarak tertentu dari pusat

bumi akan mengalami gaya gravitasi yang dinamakan gaya berat w. Gaya berat w

kedudukannya pada pusat massa benda itu dan arahnya menuju pusat bumi.

Beberapa gambar gaya berat benda diperlihatkan oleh gambar 81.

Gambar 81. Kedudukan Gaya Berat Dari gambar 81 nampak bahwa gaya berat (w) dapat digambarkan mengambil

kedudukan tegak lurus terhadap permukaan tanah. Dalam menyelesaikan

persoalan-persoalan dinamika penempatan gaya berat dan gaya normal dalam

sistem benda turut menentukan hasil yang diperoleh.

312

Latihan

1. Beban m massanya 4 kg (g = 10 m/s2) terletak di atas bidang miring licin.

Akibat gaya F (perhatikan gambar) beban mengalami percepatan 2 m/s2 arah

turun. Berapakah besar F?

2. Beban m 5 kg mengalami gaya F1, F2 dan F3 masing-masing 10 N, 25 N dan 20

N. Berapakah percepatan yang dialami beban m?

C. Gaya tegangan tali ( String tensional force)

Gaya tegangan tali merupakan gaya yang diteruskan melalui tali atau

kawat ketika tali atau kawat ditarik kuat-kuat oleh gaya yang bekerja pada

salah satu ujung tali

Gambar berikut ini menunjukan gaya tegangan tali yang dialami suatu

benda.

A B C

Tali 1

F T2 T2 T1 T1

Tali

Gambar 82. Tiga benda A, B, dan C dihubungkan oleh dua utas tali. Di ujung-ujung tali tegangan tali 1 muncul tegangan T1 dan di ujung-ujung muncul tegangan T

313

Misalkan benda A, B, dan C yang terletak di atas lantai di hubungkan oleh dua

utas tali berbeda. Jika C ditarik dengan gaya F kekanan (gambar 82) maka A dan

B ikut tertarik. Ini karena ketika C ditarik, tali 1 dan 2 tegang. Pada ke dua ujung

tali yang tegang timbul tegangan tali (diberi lambang T).

Hukum III Newton

Siswa diminta memperhatikan gambar berikut ini dengan seksama.

Pada gambar 83 tersebut, Amir mendorong dinding dengan gaya F. Apa yang

dirasakan oleh Amir? Amir merasa bahwa tangannya didorong oleh dinding

dengan gaya F1. Gaya F1 disebut gaya reaksi karena gaya ini timbul setelah F

dikerjakan pada tembok. Jadi F adalah gaya yang dikerjakan Amir pada tembok

dan F1 adalah gaya yang dikerjakan tembok pada Amir. Newton menjelaskan

peristiwa ini dengan pernyataan: Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B

(gaya aksi FAB), maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A (gaya

reaksi, FBA) Ini disebut Hukum III Newton. Pernyataan matematisnya ialah:

F = - F1 atau FAB = -FAB

Gambar 83.Mendorong dinding

314

Rumusan matematis ini merupakan persamaan karena selama mendorong,

tembok tidak bergerak atau sistem diam.

Dari uraian di atas dapat disimpulkan syarat-syarat gaya aksi reaksi yaitu:

1. Arahnya berlawanan.

2. Besarnya sama (karena sistem diam).

3. Bekerja pada benda yang berbeda. (FAB pada tembok dan FBA pada Amir)

Hal penting lainnya yang perlu diperhatikan dari pasangan gaya aksi-reaksi ialah

titik tangkap Gaya FAB dan FBA. Dari gambar 83. Nampak bahwa titik tangkap FAB

dan FBA berimpit di titik P pada bidang sentuh. Ini berarti bahwa gaya aksi-reaksi

juga merupakan gaya kontak. Jadi Gaya aksi-reaksi termasuk gaya kontak.

Berbagai percobaan menunjukkan bahwa ketika dua benda bersentuhan,

dua buah gaya yang mereka berikan satu sama lain selalu memiliki besar yang

sama dan arahnya berlawanan. Tetapi Hukum III Newton juga menjelaskan gaya-

gaya yang titik tangkapnya berbeda. Gaya-gaya demikian disebut gaya jarak jauh.

Contohnya ialah gaya berat benda (w) dan gaya gravitasi bumi (Fg) yang

diperlihatkan pada gambar 83. Berbagai percobaan menunjukkan bahwa ketika

dua benda bersentuhan, dua buah gaya yang mereka berikan satu sama lain selalu

memiliki besar yang sama dan arahnya berlawanan. Tetapi Hukum III Newton

juga menjelaskan gaya-gaya yang titik tangkapnya berbeda. Gaya-gaya demikian

disebut gaya jarak jauh. Contohnya ialah gaya berat benda (w) dan gaya gravitasi

bumi (Fg) yang diperlihatkan pada gambar 84. berikut:

315

Gambar 84. Gaya aksi-reaksi pada gaya-gaya jarak jauh.

Sebuah bola besi diletakkan di atas meja. Gaya kontak yang terjadi antara bola

besi dan meja adalah gaya normal N sebagai gaya reaksi, dan N1 adalah gaya aksi.

Karena bola besi memberikan gaya tekan pada meja.

N1 = - N Tetapi bola besi memiliki berat w yang ditimbulkan oleh gravitasi bumi. Ini

berarti bumi mengerjakan gaya aksi pada bola besi yaitu gaya w, maka bola besi

juga mengerjakan gaya pada bumi yaitu w1. Jadi w gaya aksi dan w1 gaya reaksi.

Ditulis:

w = - w1

Perhatikan bahwa titik tangkap gaya w pada bola besi dan titik tangkap gaya w1

pada bumi. w dan w1 merupakan pasangan gaya aksi-reaksi dari gaya jarak jauh.

Contoh lain gaya aksi-reaksi jarak jauh dalam kejadian sehari-hari adalah:

• Gaya tarik menarik kutub Utara dengan kutub Selatan magnet;

• Gaya tarik menarik bumi dengan bulan;

• Gaya tolak menolak antara muatan listrik muatan positif dengan muatan positif,

muatan negatif dengan muatan negatif.

316

Untuk lebih meningkatkan pemahaman Anda tentang gaya aksi-reaksi, perhatikan

Gambar 85 .

Gambar 85. Beban w tergantung pada tali

Beban yang beratnya w, digantungkan pada penumpu O melalui tali, akibatnya

tali menegang. Pada tali bekerja gaya yang disebut gaya tegangan tali, biasanya

diberi simbol T. Gaya-gaya yang bekerja pada beban adalah T, sebagai tarikan tali

terhadap beban, dan w berat beban itu sendiri sebagai tarikan bumi. Karena beban

diam, maka pada beban berlaku T1 – w = 0, atau:

T1 = w

Interaksi dua benda terjadi antara beban dengan tali. Beban disangga oleh tali, tali

menarik beban dengan gaya T, sebagai reaksinya beban menarik tali dengan gaya

T2 yang besarnya sama dengan T1 arahnya berlawanan dengan T1.

Jadi T1 dan T2 merupakan pasangan gaya aksi-reaksi kontak. Interaksi dua benda

juga terjadi antara penumpu O dengan tali, karena tali disangga oleh penumpu O,

tali ditarik oleh penumpu dengan gaya T3. Sebagai reaksinya, tali menarik

penumpu O dengan gaya T4 yang besarnya sama dengan T3, arahnya berlawanan

dengan T3. Jadi T3 dan T4 merupakan pasangan aksi-reaksi kontak. Tetapi T3

317

disebabkan oleh berat benda sehingga T3 dan W merupakan pasangan gaya aksi-

reaksi jarak jauh.

Contoh penyelesaian soal:

Perhatikan gambar 85 di atas dan jawablah pertanyaan dibawah ini

1. Sebutkan gaya-gaya yang bekerja pada tali!

2. Bagaimanakah besar gaya T2,T3?

3. Coba Anda jelaskan apakah gaya berikut pasangan aksi-reaksi

a. T1 dan w1 !

b. T2 dan T4 !

Penyelesaian:

1. T2 dan T3

2. T2 = T3 = w

3. a. T1 dan T2 bukan pasangan aksi-reaksi, karena bukan interaksi dua benda

b. T2 dan T4, bukan pasangan aksi-reaksi, karena bukan interaksi dua benda.

Gaya Sentripetal dan Gaya Sentrifugal

a. Gaya Sentripetal

Gaya sentripetal adalah gaya eksternal yang dibutuhkan agar sebuah benda dapat

bergerak melingkar. Gaya ini bukan merupakan gaya fisis, atau gaya dalam arti

sebenarnya, melainkan hanya suatu penamaan atau penggolongan jenis-jenis gaya

yang berfungsi membuat benda bergerak melingkar. Bermacam-macam gaya fisis

dapat digunakan sebagai gaya sentripetal, antara lain gaya gravitasi, elektrostatik,

318

tegangan tali, gesekan dan lainnya. Istilah gaya sentripetal berasal dari kata bahasa

Latin, yaitu centrum ("pusat") dan petere ("mengarah ke luar").

Dengan hukum kedua Newton, dapat diturunkan gaya sentripetal sebagai berikut

F = m a

r

vas

2

=

r

vmFs

2

=

Gaya sentripetal memiliki besar sebanding dengan kuadrat kecepatan tangensial

benda dan berbanding terbalik dengan jari-jari lintasan atau jika ditulis

persamanya adalah

r

vmFs

2

=

b. Gaya sentrifugal

Gaya sentrifugal sebenarnya tidak ada. Gaya sentrifugal hanya merupakan efek

semu yang ditimbulkan ketika sebuah benda melakukan gerak melingkar, tetapi

gaya sentrifugal sendiri bukan merupakan gaya. Sentrifugal berarti menjahui

pusat.

Gaya yang arahnya menjahui pusat tersebut dinamakan gaya sentrifugal. Gaya

yang menyebabkan benda bergerak melingkar beraturan disebut Gaya

Sentripetal yang arahnya selalu ke pusat lingkaran. Sedangkan akibat dari gaya

sentripetal (gaya radial) ini disebut Gaya Sentrifugal yang arahnya menjauhi

pusat lingkaran. Adapun besarnya gaya-gaya ini adalah:

Gambar 86. Arah gaya sentripetal

319

F = m.a

Fr = m.ar

RmFataur

vmF rr

22

ω==

Dengan: Fr = gaya sentripetal/sentrifugal

m = massa benda

v = kecepatan linier

R = jari-jari lingkaran.

Besar gaya sentrifugal sama dengan besar gaya sentripetal, sedangkan arah gaya

sentrifugal berlawanan dengan gaya sentripetal. Hal ini dimaksudkan agar benda

yang melakukan gerak melingkar berada dalam keadaan setimbang.


Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 30 rad/s sedang

mengelilingi lingkaran dengan jari-jari 15 m. Jika diketahui massa benda terebut 1

kg, berapakah gaya sentripetal dan gaya sentrifugalnya?

Dik ω = 30 rad/s

r = 15 m

m = 1 kg

dit Fs dan F r ?

RmFataur

vmF rr

22

ω==

Fs = 1 kg x (30 rad/det)2 15 m = 450 N

Untuk Fr sama dengan Fs hanya arahnya berlawanan dengan Fs, jadi besar

320

Fr = – 450 N

C. Kegiatan Akhir

Dengan cara tanya jawab, siswa menyimpulkan dan guru memberi penekanan

pada materi hukum-hukum Newton, diteruskan dengan pemberian tugas dan

membaca serta memahami materi berikutnya.



Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA 1 & 2 (Yrama Widia)

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi penilaian sikap,








penilaian tersebut.

321

� Tugas.

Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal yang telah dipersiapkan

oleh guru. Misalnya

1. Di dalam kendaraan yang sedang bergerak lalu direm mendadak para

penumpang akan terdorong ke depan. Jelaskan dengan prinsip Hukum I

Newton.

2. Perhatikan gambar di bawah ini! Beban B terletak di atas bidang datar,

mengalami dua gaya yaitu F1 = 15 N ke kanan dan F2 ke kiri. Jika beban

tersebut diam, berapakah besar F2?

3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan berat suatu benda!

4. Beban m 5 kg mengalami gaya F1, F2 dan F3 masing-masing 10 N, 25 N

dan 20 N. Berapakah percepatan yang dialami beban m?

5. Berikanlah dua contoh pasangan gaya aksi-reaksi dalam kejadian sehari-hari!

322

6. Seorang anak sedang mengitari Tugu BI Sintang. Jika diketahuan laju

sepeda yang digunakan si anak adalah 15 m/s dan jari tugu BI adalah 50

meter. sementara berat si anak 25 kg berapakah gaya sentripetal dan

sentrifugal anak tersebut!

Contoh Soal Kuis

1. Posisi gaya normal selalu di tengah benda. Benar atau salah?

2. Besar gaya gesekan adalah ....

3. Gaya gesekan selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Benar atau

salah?

4. Rumus gaya gesekan pada benda di atas bidang miring adalah ....

5. Sebuah benda yang bergerak lurus apabila tidak ada gaya gesekan akan

tetap bergerak lurus beraturan. Benar atau salah?

Jawaban Kuis

1. Salah 2. F = µN 3. Benar 4. F = µmg cos

θ

5. Benar

Catatan: hasil kuis bisa langsung di nilai.

.................................. 2009

Mengetahui,


––––––––––––– –––––––––––––––

NIP: NIP:

323

RPP 16. Penerapan Hukum-hukumNewton dalam berbagai

Soal Fisika



Pertemuan Ke- : 16

Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 x 45 menit)



Indikator : – Menentukan gaya berat dan aplikasinya dalam

kehidupan sehari-hari.

– Mendeskripsikan konsep gaya sentripetal pada gerak

melingkar beraturan.

– Mendeskripsikan gaya gesekan statis dan kinetis.

– Menganalisis secara kuantitatif untuk persoalan-

persoalan dinamika sederhana pada bidang miring.

– Menganalisis kasus mobil yang bergerak pada jalan

menikung.


� Siswa dapat menerapkan hukum Newton sebagai prinsip dasar dinamika

untuk gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan.

II Materi Ajar

Penerapan Hukum-Hukum Newton

324

III. Metode Pembelajaran.


2. Diskusi

3. Tanya jawab

4. Demonstrasi


A. Kegiatan Awal


lisan tentang materi gerak lurus dan materi yang akan dipelajari dalam waktu ±8

menit. Misalanya:

1. Apa pengertian gaya berat?

2. Tuliskan rumus gerak lurus beraturan!

3. Tuliskan rumus gerak lurus berubah beraturan!

4. Tuliskan rumus gaya gesek kenetis!

5. Apa pengertian gaya normal?

B. Kegiatan Inti

� Siswa melakukan demonstrasi untuk menunjukkan konsep gaya sentripetal

pada gerak melingkar beraturan disertai tanya jawab.

� Siswa memahami dan dapat mengambarkan gaya yang bekerja pada benda

yang terletak di atas bidang miring.

� Siswa memahami semua konsep hukum newton tentang gerak dan

aplikasinya.

325

� Guru menjelaskan penerapan hukum-hukum Newton tentang gerak untuk

gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan, disertai tanya

jawab.

� Siswa mengerjakan latihan-latihan yang berkaitan dengan hukum-hukum

Newton tentang gerak.

� Guru memberikan soal-soal latihan dan membahasnya bersama untuk

menghadapi ujian semester.

A. Penerapan Hukum-hukum Newton

Pahamilah semua penjelasan berikut ini dan cobalah diskusikan jawaban

yang ada dari setiap contoh tersebut apakah sudah benar atau masih salah.

Selanjutnya kerjakan semua soal yang ada.

1. Aplikasi gaya-gaya pada sistem benda

a. Pada sebuah benda yang diam di atas lantai

N = w

w = gaya berat benda memberikan gaya aksi pada lantai.

N = gaya normal ( gaya yang tegak lurus permukaan

tempat di mana benda berada ).

Hal ini bukan pasangan aksi - reaksi.

Perhatikan beberapa keadaan dan besar gaya normal pada beberapa kasus

lain.

Gambar 87. Gaya normal

326

N = w cos θ

N = w - F sin θ

N = w + F sin θ

b. Pasangan aksi - reaksi pada benda yang digantung

Balok digantung dalam keadaan diam pada tali vertikal. Gaya w1 dan T1

bukanlah pasangan gaya aksi – reaksi, meskipun besarnya sama,

berlawanan arah dan segaris kerja.

Sedangkan yang merupakan pasangan gaya aksi – reaksi adalah gaya T1

dan T1’. Demikian juga gaya T2 dan T2’ merupakan pasangan gaya aksi -

reaksi.

c. Hubungan gaya tegangan tali (T) dengan percepatan.

• Bila benda dalam keadaan diam, atau dalam keadaan

bergerak lurus beraturan maka berlaku Σ F = 0, sehingga

diperoleh:

T = w

Gambar 88. Beberapa keadaan gaya normal

Gambar 89. Pasangan gaya aksi-reaksi

327

T = m . g

• Bila benda bergerak ke atas dengan percepatan a maka :

T = m . g + m . a

• Benda bergerak ke bawah dengan percepatan a maka :

T = m . g - m . a

d. Benda bergerak pada bidang miring

Gaya - gaya yang bekerja pada benda tampak seperti pada gambar.

e. Benda pada sistem katrol tetap

Dua buah benda m1 dan m2 dihubungkan dengan karol tetap

melalui sebuah tali yang diikatkan pada ujung-ujungnya. Apabila

massa tali diabaikan, dan tali dengan katrol tidak ada gaya

gesekan, maka akan berlaku persamaan-persamaan sebagai

berikut.

Bila m1 > m2 maka sistem akan bergerak ke arah m1 dengan

percepatan sebesar a m/det2.

Gambar 90. Beberapa tegangan tali pada benda

Gambar 91. Gaya pada bidang miring

Gambar 92.Sistim katrol tetap

328

Tinjau benda m1 Tinjau benda m2

T = m1.g - m1.a T = m2.g + m2.a

Karena gaya tegangan tali di mana-mana sama, maka kedua persamaan dapat

digabungkan :

m1 . g - m1 . a = m2 . g + m2 . a

m1 . a + m2 . a = m1 . g - m2 . g

( m1 + m2 ) . a = ( m1 - m2 ) . g

a = g)m(m

)m(m

21

21

+−

Persamaan ini digunakan untuk mencari percepatan benda yang

dihubungkan dengan katrol.

Cara lain untuk mendapatkan percepatan benda pada sistem katrol dapat

ditinjau keseluruhan sistem :

Sistem akan bergerak ke arah m1 dengan percepatan a.

Oleh karena itu semua gaya yang terjadi yang searah dengan

arah gerak sistem diberi tanda +, yang berlawanan diberi

tanda −.

Σ F = Σ m . a

w1 - T + T - T + T - w2 = ( m1 + m2 ) . a

Karena T di mana-mana besarnya sama maka T dapat dihilangkan.

w1 - w2 = (m1 + m2 ) . a

( m1 - m2 ) . g = ( m1 + m2 ) . a

a = g)m(m

)m(m

21

21

+−

Gambar 93. Sistim katrol berlawanan arah

329

Tugas kelompok

1. Bagaimanakah menggambarkan gaya aksi dan reaksi pada seorang anak

yang sedang mendorong tembok ?

2. Gambarkan gaya aksi dan gaya reaksi pada seorang siswa yang sedang

menarik gerobak!

3. Ketika seorang anak menarik karet ketapel, gambarkanlah pasangan gaya

aksi-reaksinya !

Latihan

Dua buah gaya berlawanan arah masing-masing 80 N dan 60 N bekerja pada

benda bermassa 5 kg. Bila kecepatan awal benda 100 m/s dan berubah

menjadi 150 m/s berapakah waktu yang diperlukan ? Berapakah jarak yang

ditempuh ?

2. Gaya gesek

Gesekan antara permukaan benda yang bergerak dengan bidang tumpu benda

akan menimbulkan gaya gesek yang arahnya senantiasa berlawanan dengan

arah gerak benda.

Ada dua jenis gaya gesek yaitu :

gaya gesek statis (fs) bekerja pada saat benda diam (berhenti) dengan

persamaan

fs = µs N

gaya gesek kinetis (fk) : bekerja pada saat benda bergerak dengan persamaan :

fk = µk. N

330

Dimana nilai fk < fs.

Gaya gesek merupakan gaya sentuh, artinya gaya ini muncul jika permukaan

dua zat bersentuhan secara fisik, dimana gaya gesek tersebut sejajar dengan

arah gerak benda dan berlawanan dengan arah gerak benda. Untuk

menentukan gaya gesek suatu benda perhatikan beberapa langkah sebagai

berikut :

1. Upayakan kita menganalisis komponen-komponen gaya yang bekerja pada

benda dengan menggambarkan uraian gaya pada benda tersebut. Peruraian

gaya-gaya ini akan membuat kita lebih memahami permasalahan lebih mudah.

2. Tentukan besar gaya gesek statis maksimun dengan persamaan :

fsmak = µs . N

Keterangan:

fsmak = gaya gesek statis maksimum (N)

µs = koefisien gesek statis.

N = gaya normal yang bekerja pada benda (N)

Catatan

Nilai koefisien statis selalu lebih besar dibanding nilai koefisien gesek kinetis

(tanpa satuan)

3. Tentukan besar gaya yang bekerja pada benda yang memungkinkan

menyebabkan benda bergerak. Kemudian bandingkan dengan gesar gaya

gesek statis maksimum.

331

a. Jika gaya penggerak lebih besar dari gaya gesek statis maksimum, maka

benda bergerak, sehingga gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek kinetis,

dengan demikian :

fk = µk . N

Keterangan:

fk = gaya gesek kinetis (N)

µk = koefisien gesek kinetis (tanpa satuan)

N = gaya normal yang bekerja pada benda (N)

b. Jika gaya penggerak sama dengan gaya gesek statis maksimum, maka benda

dikatakan tepat akan bergerak, artinya masih tetap belum bergerak, sehingga

gaya gesek yang bekerja pada benda sama dengan gaya gesek statis

maksimumnya.

c. Jika gaya penggeraknya lebih kecil dari gaya gesek statis maksimumnya, maka

benda dikatakan belum bergerak, dan gaya gesek yang bekerja pada benda

sebesar gaya penggerak yang bekerja pada benda.

3. Penerapan Hukum Newton Pada Bidang Datar

Siswa diajak untuk memahami gaya - gaya pada bidang datar lewat beberapa

contoh soal berikut :

Contoh

1. Sebuah buku bermassa 200 gram berada di atas meja yang memiliki

koefisien gesek statik dan kinetik dengan buku sebesar 0,2 dan 0,1. Jika

buku di dorong dengan gaya 4 N sejajar meja, maka tentukan besar gaya

gesek buku pada meja ?

332

(g = 10 m/det2)

Penyelesaian :

Langkah 1 :

Uraikan atau gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada buku di atas meja.

Langkah 2 :

Tentukan gaya gesek statis maksimumnya :

fsmak = µs . N

fsmak = µs . w

fsmak = µs . m.g

fsmak = 0,2 . 0,2.10

fsmak = 0,4 N

Langkah 3 :

Bandingkan gaya penggeraknya (F = 4 N) dengan gaya gesek statis

maksimumnya. Ternyata gaya penggeraknya lebih besar dibanding dengan

gaya gesek statis maksimumnya, maka gaya gesek yang bekerja pada benda

adalah gaya gesek kinetis.

fk = µk . N

fk = µk . w

fk = µk . m.g

fk = 0,1 . 0,2.10

fk = 0,2 N

Jadi gaya geseknya f = 0,2 N

333

2. Suatu hari Watik memindahkan sebuah balok bermassa 10 kg dan berada di

atas lantai dengan koefisien gesek statis 0,3 dan koefisien gesek kinetik 0,2

terhadap balok. Jika balok ditarik dengan gaya 5 N sejajar lantai, tentukan

besar gaya gesek yang bekerja pada balok !

Penyelesaian :

Langkah 1 :

Uraikan atau gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada balok.

Langkah 2 :


fsmak = µs . N

fsmak = µs . w

fsmak = µs . m.g

fsmak = 0,3 . 10.10

fsmak = 30 N

Langkah 3 :

Bandingkan gaya penggeraknya (F = 5 N) dengan gaya gesek statis

maksimumnya. Ternyata gaya penggeraknya lebih kecil dibanding dengan

gaya gesek statis maksimumnya, maka gaya gesek yang bekerja pada

334

benda adalah gaya yang diberikan pada balok. Jadi gaya geseknya f = F =

5 N

3. Budi menarik balok di atas lantai kasar dengan gaya 10 N. Jika gaya tarik

yang dilakukan Budi membentuk sudut 60° terhadap lantai, dan massa

balok 8 kg, maka tentukan besar koefisien gesek statisnya, saat balok

dalam kondisi dalam keadaan tepat akan bergerak !

Penyelesaian :

Langkah 1 :

Uraikan atau gambarkan gaya-gaya yang

bekerja pada balok yang ditarik Budi.

Langkah 2 :

Saat tepat akan bergerak, maka gaya penggeraknya (F cos α) sama dengan

gaya gesek statis maksimumnya.

F cos α = f smak

F cos α = µ s N dimana N + F sin 60° = w karena ΣFy = 0

F cos α = µ s (w – F sin 60°)

10 cos 60° = µ s (8 . 10 – 10 (0,866))

5 = µ s 71,33

µ s = 0,07

4. Saat Janu menghapus papan tulis, ia menekan penghapus ke papan tulis

dengan gaya 8 N. Jika berat penghapus 0,8 N dan koefisien gesek kinetis

penghapus dan papan tulis 0,4, maka tentukan gaya yang harus diberikan

335

lagi oleh Janu kepada penghapus agar saat menghapus ke arah bawah

kecepatan penghapus adalah tetap !

Penyelesaian :

Langkah 1 :

Uraikan gaya-gaya yang bekerja pada penghapus di papan tulis.

Keterangan :

A = gaya tekan pada penghapus ke papan tulis (N)

N = gaya normal (N)

w = gaya berat penghapus (N)

B = gaya dorong ke penghapus ke arah bawah (N)

f = gaya gesek dalam soal ini adalah gaya gesek kinetis (N)

Langkah 2 :

Pada sumbu x, penghapus tidak mengalami pergerakan, artinya

kedudukannya tetap. Penghapus tidak masuk pada papan tulis, juga tidak

meninggalkan papan tulis, sehingga resultan pada sumbu x atau sumbu

mendatar adalah nol

336

Σ Fx = 0

A – N = 0

A = N

8 newton = N

N = 8 newton

Langkah 3 :

Panda sumbu y, penghapus bergerak ke bawah dengan kecepatan tetap.

Suatu benda yang memiliki kecepatan tetap berarti tidak meliliki

perubahan kecepatan, sehingga nilai percepatannya adalah nol, sehingga

pada sumbu y berlaku persamaan :

Σ Fy = 0

fk – w – B = 0

µk. N – w – B = 0

0,4 . 8 – 0,8 – B = 0

B = 2,4 N

5. Sebuah balok bermassa 400 gram berada di atas lantai datar dengan

koefisien gesek statis dan kinetis 0,2 dan 0,1. Jika balok yang mula-mula

diam diberi gaya mendatar sebesar 4 N selama 5 sekon, tentukan

percepatan yang dialami balok !

Penyelesaian :

Langkah 1 :

Uraikan komponen gaya yang bekerja :

337

Langkah 2 :

Tentukan besar gaya gesek statis

maksimumnya :

fsmak = µs . N

fsmak = µs . m . g

fsmak = 0,2 . 0,4 . 10

fsmak = 0,8 N

Langkah 3 :

Bandingkan gaya penggerak F = 4 N dengan fsmak. Ternyata F lebih besar

dibandingkan dengan fsmak, sehingga benda bergerak, dan besar gaya

geseknya adalah gaya gesek kinetis.

f = µk . N

f = µk . m . g

f = 0,1 . 0,4 . 10

f = 0,4 N

Langkah 4 :

Masukkan dalam persamaan hukum Newton yang ke II

Σ F = m . a

338

F – f = m . a

4 – 0,4 = 0,4 . a

3,6 = 0,4 . a

a = 9 m/s2

Jadi percepatannya sebesar 9 m/s2.

6. Sebuah mobil mainan yang mula-mula diam memiliki massa 500 gram,

berjalan di atas lantai yang mempunyai koefisien gesek kinetis 0,2 dan

koefisien gesek statis 0,4. Jika mesin mobil menghasilkan gaya dorong

sebesar 10 N dalam 2 sekon, maka tentukan jarak yang ditempuh mobil

mainan itu selama gayanya bekerja !

Penyelesaian :

Langkah 1 :

Uraikan komponen gayanya :

Gaya normal merupakan resultan dari

gaya normal yang bekerja pada

masing-masing roda.

Begitu juga gaya gesek merupakan resultan dari gaya gesek yang bekerja

pada roda.

Langkah 2 :


fsmak = µs . N

fsmak = µs . m . g

fsmak = 0,4 . 0,5 . 10

339

fsmak = 2 N

Langkah 3 :




f = µk . N

f = µk . m . g

f = 0,2 . 0,5 . 10

f = 1 N

Langkah 4 :


Σ F = m . a

F – f = m . a

10 – 1 = 0,5 . a

9 = 0,5 . a

a = 18 m/s2

Langkah 5 :

Masukkan dalam persamaan :

St = vo . t + ½ . a. t2

St = 0 . 2 + ½ . 18. 22 (mula-mula diam berarti vo = 0)

St = 36 m.

340

7. Fitri mendorong balok yang mula-mula diam di atas lantai dengan koefisien

gesek statis dan kinetis 0,3 dan 0,1. Jika massa balok 4 kg dan gaya

mendatar yang diberikan 20 N selama 5 sekon, maka tentukan kecepatan

akhir dari balok !

Penyelesaian:

Langkah 1 :

Uraikan gaya-gaya yang bekerja pada balok.

Langkah 2 :

Bandingkan gaya penggerak dengan gaya gesek statis maksimumnya.

fsmak = µs . N

fsmak = µs . m . g

fsmak = 0,3 . 4 . 10

fsmak = 12 N

Langkah 3 :




f = µk . N

f = µk . m . g

f = 0,1 . 4 . 10

f = 4 N

Langkah 4 :

341


Σ F = m . a

F – f = m . a

20 – 4 = 4 . a

16 = 4 . a

a = 4 m/det2

Langkah 5 :

Masukkan dalam persamaan :

vt = vo + a . t

vt = 0 + 4 . 5

vt = 20 m/det

8. Dua balok A dan B bertumpukan di atas lantai seperti gambar. Massa balok

A yang berada di bawah adalah 3 kg dan massa balok B yang di atas

adalah 2 kg. Jika koefisien gesek statis dan kinetis antara balok A dan B

adalah 0,3 dan 0,2, sedang koefisien gesek statis dan kinetis antara balok A

dan lantai adalah 0,2 dan 0,1, maka tentukan percepatan maksimum sistem

agar balok B tidak tergelincir dari balok A yang ditarik gaya F !

Penyelesaian :

Langkah 1 :

Uraikan komponen-komponen gaya yang bekerja pada sistem.

Ket :

Nba = gaya normal pada balok b terhadap

balok a

342

Nab = gaya normal pada balok a terhadap b

Na lantai = gaya normal pada balok a

terhadap lantai

wb = berat benda b

wa = berat benda a

fba = gaya gesek benda b terhadap a

fab = gaya gesek benda a terhadap b

fa = gaya gesek benda a terhadap lantai

F = gaya tarik pada sistem di benda A

Jika diuraikan pada masing-masing balok gaya gaya yang bekerja adalah:

Pada balok A Pada balok B

Langkah 2 :

Pada benda B (balok atas), benda tidak bergerak vertikal, sehingga

resultan pada sumbu y bernilai nol, maka akan diperoleh :

Σ Fy = 0

Nba – wb = 0

Nba = wb

Nba = mb . g

343

Nba = 2 . 10 = 20 N dimana besar nilai Nba sama dengan Nab, hanya arah

berlawanan

Langkah 3 :

Pada benda A, benda juga tidak bergerak secara vertikal, sehingga resultan

gaya vertikal yang bekerja pada benda A bernilai nol, sehingga diperoleh :

Σ Fy = 0

N a lantai – Nab – wa = 0

N a lantai – Nba – ma . g = 0

N a lantai – 20 – (3 . 10) = 0

N a lantai – 20 – 30 = 0

N a lantai = 50 N

Langkah 4 :

Sebagai suatu sistem yang melibatkan benda A dan B dan memperhatikan

arah gerak benda yang ke kanan, sehingga gaya-gaya mendatar (sumbu x)

yang diperhatikan adalah gaya yang sejajar dengan gerakan benda,

sehingga diperoleh :

Σ Fx = m . a

F + fba – fab – f a lantai = (ma + mb) . a

(fba dan fab merupakan pasangan gaya aksi reaksi yang memiliki besar

sama, namun arah berlawanan dan bekerja pada dua benda, yaitu fba pada

balok B, dan fab pada balok A, sehingga keduanya dapat saling

meniadakan)

F – f a lantai = (ma + mb) . a

344

Karena persoalan dalam soal ini adalah percepatan maksimum sistem,

maka sistem diasumsikan dalam keadaan bergerak, sehingga gaya gesek

balok pada lantai adalah gaya gesek kinetis.

F - µk . N a lantai = (ma + mb) . a (Na lantai diperoleh dari langkah 3)

F – 0,1 . 50 = (3 + 2) . a

F – 5 = 5 a

sehingga a = 5

)5( −F persamaan (1)

Langkah 5

Besar percepatan sistem ini berlaku untuk benda A dan benda B, sehingga

jika persamaan (1) diberlakukan pada balok B, maka besar resultan gaya di

balok B pada arah mendatar dapat dinyatakan :

Σ Fx = m . a

fba = mb . a

nilai gaya gesek pada balok B (fba), merupakan nilai gaya gesek statis

maksimum, agar diperoleh percepatan maksimum dalam sistem, dan balok

B tetap tidak bergerak terhadap balok A :

fba = fsmak

fsmak = mb . a persamaan (1) kemudian di substitusikan dalam

persamaan ini

µs . Nba = mb .

−5

)5(F

345

µs . wb = mb .

−5

)5(F

µs . mb .g = mb .

−5

)5(F

µs . g =

−5

)5(F

0,3 . 10 =

−5

)5(F

15 = F – 5

F = 20 N

(gaya maksimum yang dapat diberikan pada sistem agar balok B tidak

bergerak ke belakang)

Sehingga besar percepatan sistem, yang nilainya sama untuk balok A dan

B diperoleh dengan memasukkan nilai F dalam persamaan (1), yaitu :

a = 5

)5( −F

a = 5

)520( −

a = 3 m/s2

Percepatan maksimum pada sistem adalah 3 m/s2

9. Balok A = 2 kg dihubungkan dengan tali ke balok B = 4 kg pada bidang

datar, kemudian balok B dihubungkan dengan katrol di tepi bidang datar,

lalu dihubungkan dengan balok C = 4 kg yang tergantung di samping

bidang datar. Jika koefisien gesek kinetik dan statis antara balok A dan B

346

terhadap bidang datar adalah 0,3 dan 0,2, dan massa katrol diabaikan, maka

tentukan tegangan tali antara balok A dan B !

Penyelesaian :

Langkah 1 :

Uraikan gaya-gaya yang

bekerja pada sistem

Langkah 2 :

Tentukan gaya gesek statis maksimum dari benda A dan B :

f smak a = µs . Na dimana Na = wa = ma . g sehingga :

f smak a = µs . ma . g

f smak a = 0,3 . 2 . 10

f smak a = 6 N

f smak b = µs . Nb dimana Nb = wb = mb . g

sehingga :

f smak b = µs . mb . g

f smak b = 0,3 . 4 . 10

f smak b = 12 N

Sedang gaya penggerak sistem adalah wc :

wc = mc . g

wc = 4 . 10

wc = 40 N

347

Ternyata gaya penggerak 40 N, dan gaya penghambat 6 + 12 = 18 N,

sehingga masih besar gaya penggerak, maka sistem dalam keadaan

bergerak, dan gaya gesek yang diperhitungkan adalah gaya gesek kinetis.

f k a = µk . Na dimana Na = wa = ma . g

sehingga :

f k a = µk . ma . g

f k a = 0,2 . 2 . 10

f k a = 4 N

f k b = µk. Nb dimana Nb = wb = mb . g

sehingga :

f k b = µk . mb . g

f k b = 0,2 . 4 . 10

f k b = 8 N

Langkah 3 :

Gunakan hukum Newton yang kedua :

Σ F = m .a

(gaya yang searah gerakan benda bernilai positif, yang berlawanan bernilai

negatif)

wc – T2 + T2 – T2 + T2 – fkb – T1 + T1 – fka = (ma + mb + mc) . a

40 – 8 – 4 = (2 + 4 + 4) . a

28 = 10 . a

a = 2,8 m/s2

348

Tegangan tali antara A dan B adalah T1, yang dapat diperoleh dengan

memperhatikan balok A atau B.

Misalkan diperhatikan balok A, maka diperoleh :

Σ Fa = ma . a

T1 – 4 = 2 . 2,8

T1 – 4 = 5,6 sehingga T1 = 9,6 N

Dengan memperhatikan beberapa contoh latihan penerapan hukum newton

di atas, maka diharapakan siswa dapat mengerjakan latihan yang diberikan berikut

ini.

Tugas:

1. Sebuah balok dengan massa 2 kg diletakkan di atas meja yang mempunyai

koefisien gesek statis dan kinetis 0,4 dan 0,2. Tentukan gaya gesek yang

bekerja pada balok, jika balok ditarik gaya mendatar sebesar 4 N !

2. Dua balok A = 3 kg dan B = 5 kg dihubungkan tali dan diletakkan di atas

lantai yang mempunyai koefisien gesek statis dan kinetis 0,2 dan 0,1. Jika

balok B ditarik gaya 40 N dengan arah 60° terhadap bidang datar, maka

tentukan tegangan tali antara balok A dan B.

3. Balok bermassa 200 gram yang mula-mula diam diberi gaya mendatar 1 N

selama 10 sekon. Jika balok berada di atas lantai dengan koefisien gesek

statis dan kinetis 0,2 dan 0,1, maka tentukan jarak yang ditempuh balok

selama diberi gaya !

4. Dua balok A = 0,5 kg dan B = 2 kg ditumpuk, dengan balok A di atas dan

balok B di bawah. Jika koefisien gesek statis dan kinetis antara balok A

349

dan B adalah 0,2 dan 0,1, serta koefisien gesek statis dan kinetis antara

balok B dengan lantai adalah 0,3 dan 0,1, maka tentukan gaya maksimum

yang dapat digunakan untuk menarik B agar balok A tidak bergerak

terjatuh dari atas balok B!

Percobaan Mandiri

Tujuan :

Menentukan koefisien gesek statis suatu benda pada sebuah permukaan

Petunjuk teknis :

Gunakan satu jenis bahan dengan menvariasi massanya, kemudian tariklah

bahan tersebut pada sebuah permukaan dengan menggunakan dinamometer.

Pada saat tepat akan bergerak, akan menunjukkan nilai gaya gesek statis

maksimumnya.

4. Penerapan Hukum Newton pada Bidang Miring

Guru menanyakan apa yang akan terjadi saat

seorang anak bermain pada sebuah bidang

miring yang melengkung-lengkung di suatu

kolam renang, tiba-tiba air yang mengalir pada

bidang miring lengkung itu dimatikan?

Perhatikan pula mengapa seorang yang

mengangkat kotak besar dan berat pada sebuah

truk, cenderung menggunakan bidang miring?

Gambar 94.Anak meluncur pada lengkungan miring di suatu kolam renang

350

Bayangkan juga, apa yang akan terjadi, jika kita

saat naik tangga, ternyata tangga tersebut penuh

berlumuran dengan oli?

Bidang miring dapat menyebabkan suatu benda bergerak atau diam.

Prinsip untuk memahami gaya yang mempengaruhi gerakan pada bidang

miring sama dengan pada bidang datar, hanya penguraian gaya pada bidang

miring tidak sama dengan bidang datar.

Analisa

Guru meminta siswa menjelaskan bagaimana pengaruh adanya gaya gesek pada

bidang miring. Guru meminta siswa untuk memahami beberapa contoh penjelasan

soal berikut ini!

1. Suatu balok bermassa 200 gram berada di bidang miring dengan kemiringan

30° terhadap bidang datar. Jika koefisien gesek statis dan kinetis antara balok

dan bidang miring 0,25 dan 0,1, serta nilai percepatan gravitasi 10 m/s2, maka

tentukan gaya gesek yang bekerja pada balok !

Penyelesaian :

Langkah 1 :

Gambarkan peruraian gayanya

Langkah 2 :


fsmak = µs . N

351

fsmak = µs . w cos 30°

fsmak = µs . m . g . cos 30°

fsmak = 0,25 . 0,2 . 10 . 32

1

fsmak = 0,25 . 3

fsmak = 0,433 N

Langkah 3 :

Tentukan gaya penggeraknya :

Fmiring = w sin 30

Fmiring = m . g. . sin 30

Fmiring = 0,2 . 10 . 0,5

Fmiring = 1 N

Langkah 4 :

Membandingkan gaya penggerak terhadap gaya gesek statis maksimum.

Ternyata gaya penggeraknya lebih besar dibanding gaya gesek statis

maksimumnya, sehingga benda bergerak dan gaya gesek yang digunakan

adalah gaya gesek kinetis.

fk = µk . N

fk = µk . w cos 30°

fk = µk . m . g . cos 30°

fk = 0,1 . 0,2 . 10 . 32

1

fk = 0,1 . 3 = 0, 173 N

352

2. Suatu balok bermassa 2 kg berada pada bidang miring dengan kemiringan 30°.

Jika koefisien gesek statis dan kinetis antara bidang miring dan balok 0,2 dan

0,1 maka tentukan jarak yang ditempuh oleh balok yang mula-mula diam pada

bidang miring selama 2 sekon !

Penyelesaian :

Langkah 1 : Uraikan komponen gaya yang bekerja

Langkah 2 :


fsmak = µs . N

fsmak = µs . w cos 30°

fsmak = µs . m . g . cos 30°

fsmak = 0,2 . 2 . 10 . 32

1

fsmak = 2 . 3

fsmak = 3,46 N

Langkah 3 :

Tentukan gaya penggeraknya :

Fmiring = w sin 30°

Fmiring = m . g. . sin 30°

Fmiring = 2 . 10 . 0,5

Fmiring = 10 N

Langkah 4 :

353

Membandingkan gaya penggerak terhadap gaya gesek statis maksimumnya.

Ternyata gaya penggeraknya lebih besar dibanding dengan gaya gesek statis

maksimumnya, sehingga gaya gesek yang berlaku adalah gaya gesek kinetis.

fk = µk . N


fk = µk . m . g . cos 30°

fk = 0,1 . 2 . 10 . 32

1

fk = 1 . 3

fk = 1,73 N

Langkah 4 :

Gunakan hukum Newton tentang gerak :

Σ F mendatar = m . a

F miring – fk = m . a

10 – 1,73 = 2 . a

a = 4,135 m/s2 maka lintasan yang ditempuh pada bidang miring adalah :

St = vo . t + ½ a t2

St = 0 + ½ . 4,135 . 22

St = 8,27 m

3. Seorang pemain ski seperti yang pernah anda tonton di TV mulai meluncur

pada suatu bidang miring dengan kemiringan 37°. Tentukan kecepatannya

setelah menempuh waktu 6sekon, jika koefisien gesek sepatu pemain ski dan

es adalah 0,1 !

354

Penyelesaian :

Langkah 1 :

Uraikan komponen gayanya !

Langkah 2 :

Saat ditanya kecepatan akhir dan koefisien gesek yang diketahuhi hanya satu

yaitu 0,1, maka dapat disimpulkan bahwa pemain ski dapat bergerak, artinya

gaya penggeraknya lebih besar dibanding gaya gesek statis maksimumnya,

sehingga gaya geseknya tentunya senilai dengan gaya gesek kinetisnya.

Catatan:

Sudut 37° merupakan sudut yang dapat dikatakan “Istimewa”, karena sering

keluar dalam soal Ujian Akhir, Ujian Nasional maupun UMPTN. Oleh karena

itu perlu siswa hafalkan nilai sin 37° = 0,6 dan cos 37° = 0,8 .

Gaya gesek kinetis :

fk = µk . N


fk = µk . m . g . cos 37°

fk = 0,1 . m . 10 . 0,8

355

fk = 0,8 m N

Gaya penggerak :

Fmiring = w sin 37°

Fmiring = m . g. . sin 37°

Fmiring = m . 10 . 0,6

Fmiring = 6 m N

Langkah 3 :

Gunakan hukum Newton tentang gerak :

Σ F mendatar = m . a

F miring – fk = m . a

6 m – 0,8 m = m . a a = 5,2 m/s2

Semua ruas dibagi dengan m, maka maka kecepatan akhirnya adalah :

vt = vo + a . t

vt = 0 + 5,2 . 6

vt = 31,2 m/s

Tugas

1. Suatu balok berada pada bidang miring dengan kemiringan 37°. Jika

massa balok 4 kg dan koefisien gesek statis dan kinetis balok terhadap

bidang miring adalah 0,3 dan 0,1, dan mula-mula balok diam, maka

tentukan :

a. pecepatan balok

356

b. kecepatan balok setelah 2 sekon

c. jarak yang ditempuh balok dalam 2 sekon

2. Suatu balok I bermassa 2 kg

berada pada suatu bidang

miring dengan kemiringan

57°. Jika balok I dihubungan

dengan tali ke balok II

bermassa 3 kg melalui

sebuah katrol dan tergantung

bebas disisi yang lain seperti

pada gambar, serta koefisien

gesek statis dan kinetis antara

balok I dengan bidang miring

adalah 0,2 dan 0,1, maka

tentukan :

a. percepatan sistem

b. tegangan tali antara balok I dan II

5. Gaya sentripetal pada Gerak Melingkar

Menurut hukum II Newton tentang gerak F = m.a, bila a merupakan

percepatan sentripetal maka besar gaya sentripetal pada benda yang bergerak

melingkar adalah F = m.a atau

357

F = m.r

v 2

di mana m adalah massa benda, v kecepatan nya (kelajuan dan arah), dan r

jarak nya dari pusat lingkaran. Sedangkan F diasumsikan sebagai resultan

gaya pada benda.

Gambar 95. Gaya Sentripetal adalah gaya ke pusat yang menyebabkan suatu benda

bergerak dalam lintasan melingkar. Sebagai contoh, sebuah bola diikat pada tali yang

diayunkan melingkar horisontal dengan kecepatan tetap.

Gaya sentripetal juga berperan menahan planet-planet tetap dalam

orbitnya. Menurut hukum I Newton, setiap massa memiliki inersia dan akan

cenderung bergerak dengan kecepatan konstan pada lintasan lurus. Bumi

misalnya, ingin bergerak lurus tetapi tertahan oleh gaya gravitasi matahari.

Matahari menerapkan gaya sentripetal pada bumi.

Lintasan inersia

Gaya sentripetal

358

Demikian pula pada permainan roller coaster ‘halilintar’

penumpangnya tidak takut jatuh pada saat di puncak

karena adanya gaya sentripetal yang bekerja menuju

pusat lintasan lingkaran ( gambar 96).

Gambar 96. Gaya Sentripetal juga bekerja pada coaster yang memiliki inersia oleh

kecepatannya sehingga berada di puncak lintasan tidak jatuh.

Pembahasan gaya sentripetal juga banyak terdapat pada benda yang bergerak

di sepanjang talang berbentuk melingkar. Pembahasan semacam ini akan

dijumpai pada bab usaha dan energi. Gaya sentripetal tidak diperdalam lagi

karena telah dibahas pada bab terdahulu.

C. Kegiatan Akhir

Guru memberikan semangat kepada siswa untuk belajar lebih giat dalam

menghadapi ujian semester.

Guru mengatakan pada siswa bahwa untuk mencapai segala sesuatu di dunia

ini pasti ada harga yang harus dibayar. Sebagai contoh saat kita makan di

warung, kita pasti akan bayar makanannya! Demikian juga saat kita

menginginkan nilai yang terbaik kita harus lakukan lebih dari yang dilakukan

siswa rata-rata.

359


Alat-Alat : Balok kayu, bidang miring, anak timbangan, neraca pegas,

dan tali

Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)

Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA 1& 2 (Yrama Widia)

dan internet.

VI. Penilaian

� Kuis tertulis

Kuis tertulis yang dimaksud misalnya:

1. Gaya gesekan selalu merugikan bagi kehidupan manusia. Benar atau

salah?

2. Jalan tikungan dibuat miring lebih aman dibanding dengan jalan datar.

Benar atau salah.

3. Pada saat kita ingin berangkat dari tempat duduk kita, pasti kita selalu

bertumpu pada suatu benda lain karena kalau tidak demikian maka kita

tidak mungkin bisa beranjak dari tempat duduk kita. Benar atau salah

peryantaan demikian

4. Pada saat kita naik mobil melewati jalan melengkung ke atas besar gaya

normalnya akan lebih besar dibanding di jalan datar. Benar atau salah.

5. Gaya yang arahnya keluar lingkaran pada gerak melingkar beraturan

dinamakan gaya sentrifugal. Benar atau salah

Jawaban Kuis

1. Salah 2. Benar 3. Benar 4. Salah 5. Benar

360

� Tes tertulis

Tes tertulis yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal yang telah

dipersiapkan oleh guru. Soal-soal tersebut dapat berupa esai ataupun pilihan

ganda, yang terpenting dengan mengerjakan soal-soal tersebut siswa dapat

dilatih berpikir kritis. Misalnya

1. Bagaimana seandainya yang duduk di bawah pohon apel dan kejatuhan

buah apel pada saat itu bukan Isaac Newton melainkan dirimu?

2. Sebuah mobil menempuh belokan pada jalan datar, yang memiliki jari-jari

kelengkungan 9 m. Koefisien gesekan statis antara ban dan jalan 0,4 dan g

= 10 m/s2. Berapa kelajuan maksimum yang diperbolehkan agar mobil

dapat membelok tanpa slip.

3. Benda m1 dan m2 masing-masing bermassa 10 kg dan 5 kg dihubungkan

dengan tali melalui sebuah katrol seperti pada gambar , g = 10 m/s2.

Tentukan

a. percepatan sistem

b. besarnya tegangan tali

m1

530 m2

361

4. Dua buah balok massanya berturut-turut m1 = 4 kg dan m2 = 8 kg

diletakkan di atas bidang datar licin saling bersentuhan seperti pada

gambar. Bila sistem diberi gaya F sebesar 24 N dengan arah mendatar,

tentukanlah :

a. percepatan sistem.

b. besarnya gaya kontak antar kedua balok.

5. Gambar di bawah ini menunjukan sebuah mobil menarik gerobak beroda.

Tinjaulah mobil dan gerobak sebagai satu sistem. Gambarkanlah semua

gaya-gaya yang ada pada sistem tersebut dengan benar. Berapakah

resultan gaya-gaya pada arah vertikal. Bila massa mobil M1, massa

gerobak M2 dan massa rantai penyambung diabaikan, serta percepatan

sistem a, tentukan percepatan tersebut!

� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi penilaian sikap,







362


penilaian tersebut.

� Tugas.

Tugas yang dimaksudkan adalah mencari contoh dalam kehidupan sehari-hari

yang berhubungan dengan penerapan hukum-hukum newton tentang gerak

disertai analisisnya minimal 3 kasus.

Catatan:

Tugas ini boleh dikerjakan secara berkelompok maksimal 5 orang.

Soal Tes Tertulis

� Pilihan ganda

Pilihlah jawaban yang benar!

1. Koefisien gesek statis antara sebuah lemari kayu dan lantai kasar suatu bak

truk sebesar 0,75. Jadi, percepatan maksimum yang masih boleh dimiliki

truk agar lemari tetap tak bergerak terhadap bak truk itu adalah . . . .

a. nol d. 7,5 m/s2

b. 0,75 m/s2 e. 10 m/s2

c. 2,5 m/s2

363

2. Sebuah mobil massanya 2 ton dan mula-mula diam. Setelah 5 sekon

kecepatan mobil menjadi 20 m/s. Gaya dorong yang bekerja pada mobil

ialah . . . .

a. 100 N d. 800 N

b. 200 N e. 8000 N

c. 400N

3. Apabila sebuah benda bergerak dalam bidang datar yang kasar maka

selama gerakannya. . . . .

a. gaya normal tetap dan gaya gesekan berubah

b. gaya normal berubah dan gaya gesekan tetap

c. gaya normal dan gaya gesekan kedua-duanya tetap

d. gaya normal dan gaya gesekan kedua-duanya berubah

e. gaya normal dan gaya gesekan kadang-kadang berubah dan tetap

bergantian.

4. Mobil 700 kg mogok di jalan yang mendatar. Kabel horizontal mobil

derek yang dipakai untuk menyeretnya akan putus jika tegangan di

dalamnya melebihi 1400 N (g = 10 m/s2). Percepatan maksimum yang

dapat diterima mobil mogok dan mobil derek adalah ....

a. 2 m/s2 d. 7 m/s2

b. 8 m/s2 e. 0 m/s2

c. 10 m/s2

364

5. Pada sebuah benda yang bergerak, bekerja gaya sehingga mengurangi

kecepatan gerak benda tersebut dari 10 m/s menjadi 6 m/s dalam waktu 2

sekon. Bila massa benda 5 kg, besar gaya tersebut adalah ....

a. 5N d. 10N

b. 6 N e. 11N

c. 8N

6. Peristiwa di bawah ini yang tidak mempunyai hukum kelembaman adalah

a. Bila mobil yang kita tumpangi direm mendadak, tubuh kita terdorong ke

depan

b. Bila kita berdiri di mobil, tiba-tiba mobil bergerak maju tubuh kita

terdorong ke belakang.

c. Pemain ski yang sedang melaju, tiba-tiba tali putus, pemain ski tetap

bergerak maju.

d. Pemain sepatu roda bergerak maju, tetap akan bergerak maju walaupun

pemain itu tidak memberikan gaya.

e. Penerjun payung bergerak turun ke bawah walaupun tidak didorong

dari atas.

7. Suatu benda bermassa 2 kg yang sedang bergerak, lajunya bertambah dari

1 m/s menjadi 5 m/s dalam waktu 2 sekon bila padanya beraksi gaya yang

searah dengan gerak benda, maka besar gaya tersebut adalah ....

365

a. 2 N d. 8 N

b. 4 N e. 10 N

c. 5 N

8. Benda massanya 2 kg berada pada bidang horizontal kasar. Pada benda

dikerjakan gaya 10 N yang sejajar bidang horizontal, sehingga keadaan

benda akan bergerak. Bila g = 10 m/s2, maka koefisien gesekan antara

benda dan bidang adalah ....

a. 0,2 d. 0,5

b. 0,3 e. 0,6

c. 0,4

9. Sebuah benda massanya 4 kg terletak pada bidang miring yang licin

dengan sudut kemiringan 45 derajat terhadap horizontal. Jadi, besar gaya

yang menahan benda itu…. (g = 10 m/s2)

a. 2 2 N d. 40 N

b. 8 2 N e. 40 2 N

c. 20 2 N

10. Sebuah elevator yang massanya 1500 kg diturunkan dengan percepatan 1

m/s2. Bila percepatan gravitasi bumi g = 9,8 m/s2, maka besarnya tegangan

pada kabel penggantung sama dengan……

a. 32400 N d. 14700 N

366

b. 26400 N e. 13200 N

c. 16200 N

11. Seorang yang massanya 80 kg ditimbang dalam sebuah lift. Jarum

timbangan menunjukkan angka 1000 newton. Apabila percepatan gravitasi

bumi = 10 m/s2 dapat disimpulkan bahwa....

a. massa orang di dalam lift menjadi 100 kg

b. lift sedang bergerak ke atas dengan kecepatan tetap

c. lift sedang bergerak ke bawah dengan kecepatan tetap

d. lift sedang bergerak ke bawah dengan percepatan tetap

e. lift sedang bergerak ke atas dengan percepatan tetap

12. Sebuah benda massanya 2 kg terletak di atas tanah. Benda tersebut ditarik

ke atas dengan gaya 30 N selama 2 sekon lalu dilepaskan. Jika percepatan

gravitasi 10 m/s2, maka tinggi yang dapat dicapai benda adalah :

a. 10 meter d. 18 meter

b. 12 meter e. 20 meter

c. 15 meter

13. Sebuah benda bermassa 20 kg terletak pada bidang miring dengan sudut

300 terhadap bidang horizontal, Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2 dan

benda bergeser sejauh 3 m ke bawah, usaha yang dilakukan gaya berat

a. 60 joule d. 294,3 joule

367

b. 65,3 joule e. 588 joule

c. 294 joule

14. Sebuah benda yang beratnya W meluncur ke bawah dengan kecepatan

tetap pada suatu bidang miring kasar. Bidang miring tersebut membentuk

sudut 300 dengan horizontal. Koefisien gesekan antara benda dan bidang

tersebut adalah ....

a. 1/2 3 W d. 1/3 3

b. 1/2 W e. 1/2

c. ½ 3

15. Sebuah benda yang massanya 1200 kg digantungkan pada suatu kawat

yang dapat memikul beban maksimum sebesar 15.000 N. Jika percepatan

gravitasi bumi sama dengan 10 m/s2, maka harga maksimum percepatan ke

atas yang diberikan pada beban itu sama dengan ....

a. 2,5 m/s2 d. 22,5 m/s2

b. 10,0 m/s2 e. 12,5 m/s2

c. 7,5 m/s2

16. Seseorang yang massanya 50 kg berdiri di dalam lift yang sedang

bergerak ke atas. Jika gaya tekan kaki orang tersebut terhadap lantai lift

600 N, maka percepatan lift adalah …. m/s2 (g = 10 m/s2)

a. 1

368

b. 2

c. 3

d. 5

e. 10

17. Sebuah benda digantungkan pada langit-langit seperti gambar di bawah

ini.

w = berat beban, massa tali diabaikan; T = gaya tegangan tali) Gaya-gaya

tersebut yang merupakan pasangan aksi-reaksi adalah ….

a. w dan T1

b. w dan T2

c. T2 dan T3

d. T1 dan T2

e. T1 dan T3

18. Sebuah balok bermassa 5 kg berada di atas lantai mendatar yang kasar.

Balok tersebut dipengaruhi oleh dua buah gaya F1 = 60 N ke kanan dan F2

= 35 ke kiri, jika balok bergerak dengan percepatan tetap 3 m/s2, maka

koefisien gesekan kinetik antara balok dan lantai adalah …

T3

w

T1

T2

369

a. 0,20

b. 0,25

c. 0,30

d. 0,40

e. 0,50

19. Sebuah benda yang meluncur pada bidang miring yang kasar akan

mendapat gaya gesekan. Gaya gesekan tersebut tidak ditentukan oleh :…

a. massa benda

b. Gaya normal

c. Sudut kemiringan bidang

d. Kecepatan benda

e. Kekasaran permukaan bidang.

20. Grafik percepatan (a) sebagai fungsi resultan gaya pada suatu benda

adalah sebagai berikut . Massa benda tersebut adalah ….

a. 0,3 Kg

b. 0,4 Kg

c. 0,6 Kg

d. 0,9 Kg

e. 1,0 Kg

21. Sebuah benda dengan massa 20 kg (g = 10 m/s2) terletak pada bidang

miring dengan sudut miring α (Sin 5

3=α ). Gaya normal bidang terhadap

normal adalah …

3 6

10

5

F (N)

a (m/s2)

370

a. 80 N c. 160 N

b. 100 N d. 200 N

c.150 N

22. Benda dengan massa m berada pada bidang miring dengan kemiringan θ

jika besarnya gravitasi g dan papan licin sempurna, besarnya percepatan

benda

a. g cos θ c. ½ g sin θ

b. g tan θ d. ½ g cos θ e. g sin θ

23. Sebuah balok dengan massa 5 Kg terletak pada lantai mendatar yang licin,

dipengaruhi gaya F = 15 N yang bersudut 370 terhadap arah mendatar (tan

370 = 0,75). Jika g = 10 m/s2 percepatan gerak balok adalah …..

a. 1,8 m/s2 c. 4,17 m/s2

b. 2,25 m/s2 d. 5,01 m/s2

c. 2,4 m/s2

24. Seorang pengendara sepeda motor mengelilingi suatu kendaraan yang jari-

jarinya 20 m dengan kelajuan 72 Km/jam. Jika massa totalnya 200 Kg

maka gaya sentripetalnya adalah ….

a. 2.000 N c. 4.000 N

F

371

b. 2.500 N d. 5.194 N

c. 3.000 N

25. Benda bermassa 100 gram bergerak melingkar dengan jari-jari 0,5 m dan

percepatan sudut 2 rad/s2. Benda tersebut mengalami gaya sentripetal

sebesar …

a. 0,1 N c. 0,6 N

b. 0,2 N d. 0,8 N

c. 0,4 N

� Soal Uraian

Jawablah dengan benar soal-soal berikut ini !

1. Sebuah lampu digantung seperti pada

gambar. Berapakah gaya tegangan

talinya ?

2. Sebuah lampu digantung seperti pada

gambar. Berapakah gaya tegangan

talinya ?

3. Dari gambar disamping ini. Tentukan :

a. Gaya tegangan tali

372

b. Gaya yang dikerjakan engsel terhadap

balok penopang. Jika balok diabaikan.

4. Kendaraan yang massanya 1000 kg bergerak dari kecepatan 10 m/s menjadi

20 m/s selama 5 sekon. Berapakah gaya yang bekerja pada benda ?

5. Kendaraan dengan massa 1000 kg mempunyai rem yang menghasilkan 3000 N.

a. Kendaraan bergerak dengan kecepatan 30 m/s, di rem.

Berapa lama rem bekerja sampai kendaraan berhenti.

b. Berapa jarak yang ditempuh kendaran selama rem bekerja ?

6. Sebuah benda mendapat gaya sebesar 30 N, sehingga dalam waktu 6 sekon

kecepatannya menjadi 30 m/s dari keadaan diam.

Berapa berat benda jika g = 10 m/s2.

7. Pada sebuah benda yang mula-mula berada dalam keadaan tidak bergerak

bekerja gaya K selama 4,5 sekon. Setelah itu K dihilangkan dan gaya yang

berlawanan arahnya dengan semula dan besarnya 2,25 N mulai bekerja pada

benda tersebut, sehingga setelah 6 detik lagi kecepatannya = 0. Hitunglah gaya

K.

8. Benda massanya 10 kg tergantung pada ujung kawat. Hitunglah besarnya

tegangan kawat, jika :

a. Benda ke atas dengan percepatan 5 m/s2.

b. Benda ke bawah dengan percepatan 5 m/s2.

9. Seutas tali dipasang pada kantrol dan ujung-ujung tali di beri beban 4 kg dan 6

kg. Jika gesekan tali dengan katrol diabaikan, hitung :

373

a. Percepatan.

b. Tegangan tali.

10. Sebuah katrol dengan massa 5 kg dan massa benda lainya 3 kg, jika F nya 90

N berapakah :

a. percepatan m1

b. percepatan m2

11. Sebuah benda berada di atas bidang datar kasar dengan koefisien gesekan

statis 0,4 dan koefisien gesekan kinetik 0,3 jika massa benda 10 kg, ditarik

dengan gaya 50 newton mendatar, jika mula-mula diam, setelah 5 detik gaya

50 newton dihilangkan, hitunglah jarak yang ditempuh benda mulai bergerak

hingga berhenti kembali.

12. Sebuah benda berada dibidang miring kasar dengan sudut kemiringan 37o dan

koefisien gesekan kinetiknya 0,2 Jika massa benda 5 kg dan ditarik dengan

gaya 10 newton, tentukan arah gerak benda, tentukan pula jarak yang

ditempuhnya selama 5 detik jika mula-mula dalam keadaan diam.

374

Catatan:

Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh temannya di bangku sebelahnya,

kemudian nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara

menyebutkan nilai secara lisan.

.................................... 2009

Mengetahui,


–––––––––––––– ––––––––––––––––

NIP: NIP:

375

BAB IV PENUTUP

A. Rangkuman

Desain fisika SMA yang penulis buat merupakan desain yang berdasar

KTSP. Tujuan pembuatan desain ini adalah akan membuat desain

pembelajaran fisika yang kontekstual dengan Kabupaten Sintang Kalimantan

Barat, mengaktifkan siswa dan melatih siswa berpikir kritis untuk

memecahkan soal-soal fisika.

Demi terwujudnya tujuan tersebut maka penulis mendasarkan penulisan

ini dengan teori konstruktivisme dalam belajar, teori berpikir kritis dan

Kurikulum Tingkat Satuan pendidikan. Kemudian untuk mendukung teori-

teori tersebut penulis menggunakan metode mengajar yang konstruktivistik,

yaitu menggunakan metode eksperimen atau praktikum, demonstrasi, diskusi

dan metode ceramah siswa aktif. Dan, untuk mengetahui sejauh mana

keberhasilan desain ini maka penulis mengukurnya dengan mengevaluasi

pembelajaran pada akhir setiap bab.

Dengan mengacu pada teori belajar, metode mengajar dan hasil evaluasi

pembelajaran maka dapat di simpulkan bahwa desain ini telah sesuai dengan

Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan yang bercirikan kontekstual dengan

Kabupaten Sintang Kalimantan Barat, mengaktifkan siswa dan melatih siswa

untuk berpikir kritis dalam memecahkan soal-soal fisika.

376

B. Saran-saran

Demi kualitas ouput yang dihasilkan maka saran yang bisa penulis kemukakan

berdasarkan desain yang telah penulis buat, antara lain:

1. Kesiapan calon guru.

Kesiapan calon guru merupakan faktor penting dalam mendesain fisika

berdasar KTSP, karena berdasarkan pengalaman penulis saat berhadapan

dengan setumpuk materi yang harus disusun selama satu semester

terkadang ada keraguan kalau-kalau desain ini tidak terselesaikan dengan

baik. Sebagai desainer fisika yang baik, calon guru harusnya bisa lebih

tenang. Hal ini bisa terjadi kalau semuanya telah dipersiapkan dengan

baik, baik secara mental maupun secara pengetahuan.

2. Bersikaplah selalu optimis (Tung Disem Waringin; VCD life revolution,

2004 ).

Sikap optimis di manapun sangat diperlukan untuk menghadapi hidup

yang penuh dengan tantangan ini, terlebih kalau tantangan itu untuk

menyelesaikan sesuatu yang sama sekali baru. Sikap optimis tidak cukup

hanya dikembangkan pada saat anda sebagai calon guru untuk

menyelesaikan tugasnya sekarang tapi lebih penting lagi sikap tersebut

perlu transformasikan pada anak didik kelak.

377

3. Teruslah miliki sikap selalu ingin lebih (Tung Disem waringin; VCD Life

Revolution, 2004)

Sikap yang selalu ingin lebih dalam hal belajar fisika sangat diperlukan

karena masih banyak hal yang belum diketahui. Demikian halnya dengan

mendesain fisika SMA yang bagi penulis sudah cukup kompleks.

4. Perlunya pemahaman yang jelas tentang KTSP

Karena pada saat penulis merencanakan untuk mendesain kurikulum

berdasar pada KTSP yang berdasar konteks, seberapa dalamnya pengertian

saya akan KTSP sangat vital. Pada saat itu penulis sampai beberapa kali

harus mengulang pokok bahasan yang sama untuk dikerjakan, sehingga

waktunya sangat tidak efektif.

5. Perlunya memahami konteks atau daerah yang jelas dimana desain itu

dibuat.

Setiap daerah sudah mempunyai kebudayaan belajar sendiri-sedniri dan

lingkungan yang sangat berbeda. Situasi lingkungan belajar yang berbeda

mesti harus disikapi dengan perlakuan yang berbeda pula. Misalnya di

Kabupaten Sintang, di sana tidak ada kereta api lalu kita menjelaskan

pokok bahasan fisika tertentu dengan memakai contoh kereta api pasti

siswa sulit memahaminya.

6. Perlunya mengenali kemampuan belajar siswa

Hal ini penting, agar pada saatnya sebagai guru kita bisa memutuskan

metode apa yang paling cocok untuk diterapkan dalam proses belajar

mengajar di sekolah kita. Misalnya siswa dari latar belakang yang

378

kemampuan belajarnya sangat rendah sebagai guru kita harus punya

inisiatif untuk memilih metode yang sesuai dengan kemampuan tersebut.

379

DAFTAR PUSTAKA

Badan Standar Nasional Pendidikan. 2006. Panduan Penyusunan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan Jenjang Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com

Budi, Kartika. 2004. Kurikulum Berbasis Kompetensi. Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma

Budi, Kartika. 2005. Diktat Matematika Dasar. Yogyakarta: Universitas Sanata

Dharma Depdiknas. 2006. Permendiknas Nomor 22 Tahun 2006 tentang Standar Isi untuk

Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com

Depdiknas. 2006. Permendiknas Nomor 23 Tahun 2006 tentang Standar Kompetensi

Lulusan untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com

Depdiknas. 2006. Permendiknas Nomor 24 Tahun 2006 tentang Pelaksanaan Permendiknas Nomor 22 Tahun 2006 tentang Standar Isi untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah dan Permendiknas Nomor 23 Tahun 2006 tentang Standar Kompetensi Lulusan untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com

Djiwatampu, F. 1973. Ilmu Pesawat. Bandung: ITB Bandung Giancoli, Douglas C. 1998. Fisika Jilid I. Jakarta : Erlangga Gunawan, Setia. 2009. Kinematika Gerak Lurus. Jakarta. Kanginan, Marten. 2000. Fisika 2000. Jakarta: Erlangga Lohan, San. 2009. Aturan Angka Penting.: Dalam www. Gurumuda.com Mulyanto, Agung. 2009. Teori Berpikir Kritis : Dalam http://www.fkip-uninus.org

/index.php/artikel-fkip-uninus-bandung/artikel-pendidikan/58 Astra, I Made. 2008. Fisika SMA Kelas X: Dalam www. E-dukasi.net

380

NN. 2007. Petunjuk Teknis Pengembangan Silabus Mata pelajaran Fisika. Kabupaten Sintang Kalimantan Barat, Sintang : SMA Imannuel

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2005 tentang Standar

Nasional Pendidikan. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com

Suparno, Paul. 2004. Teori Inteligensi Ganda. Yogyakarta: Kanisius Suparno, Paul. 2007. Metodolgi Pembelajaran Fisika. Yogyakarta: Universitas

Sanata Dharma Sunardi. Irawan, Etsa Indra. 2007. Fisika Bilingual SMA/ MA. Bandung: Yrama

Widya Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 2003 tentang Pendidikan

Nasional. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com Utomo, Pristiadi. 2007. Fisika Kelas X. Semarang: Dalam http://Poedjoko

Rebijantoro Waringin, Tung Disem. 2004. VCD Life Revolution. Jakarta: TDW Winarsih, Anni. dkk. 2008. Ipa Terpadu: SMP/MTs Kelas VII. Jakarta: Pusat

Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional: Dalam http://koleksiku.net

DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X SEMESTER I ... · DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X...

Documents

Transcript of DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X SEMESTER I ... · DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X...