Gerak parabola dan gerak melingkar lengkap lp

download Gerak parabola dan gerak melingkar lengkap lp

of 24

  • date post

    25-May-2015
  • Category

    Education

  • view

    28.116
  • download

    10

Embed Size (px)

Transcript of Gerak parabola dan gerak melingkar lengkap lp

  • 1. Pendidikan Fisika Reguler 2011GERAK PARABOLA DAN GERAK MELINGKAR1. Tinjauan Umum Kinematika adalah cabang ilmu yang mempelajari gerak tanpa memperhatikan penyebabnya. Apa saja yang dipelajari dalam kinematika? Konsep kinematika berhubungan dengan posisi, kecepatan, percepatan, dan waktu yang berkaitan erat, yaitu perubahan posisi dalam selang waktu tertentu menyebabkan adanya kecepatan dan perubahan kecepatan menyebabkan adanya percepatan. Pada bahasan kali ini, akan dikaji gerak dalam dua dimensi yaitu gerak parabola. Pada bahasan gerak parabola ini, gesekan udara diabaikan dan tidak akan memperhitungkan proses bagaimana benda dilemparkan, tetapi hanya memperhatikan geraknya setelah dilempar dan bergerak bebas di udara dengan pengaruh gravitasi semata. Oleh karena itu, percepatan benda tersebut disebabkan oleh percepatan gravitasi (g) yang arahnya ke bawah (menuju pusat bumi). Selain itu, dibahas pula gerak yang suatu benda yang membentuk lintasan lingkaran yaitu gerak melingkar. Pada gerak melingkar ini, dimana jika sebuah benda yang bergerak membentuk suatu lingkaran dengan laju konstan v dikatakan mengalami gerak melingkar beraturan. Dan apabila Sebuah benda bergerak membentuk suatu lingkaran dengan percepatan sudut tetap, maka benda ini dikatakan mengalami gerak melingkar berubah beraturan. 2. Kompetensi Inti 1. Menanggapi dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. 2. Menghargai perilaku (jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli, santun; rasa ingin tahu, percaya diri, toleran, motivasi internal, pola hidup sehat, dan ramah lingkungan) dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam dalam jangkauan pergaulan dan keberadaannya 3. Memahami pengetahuan (faktual, konseptual, dan prosedural) dalam, ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan keagamaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait fenomena dan kejadian yang tampak mata. 4. Mencoba, mengolah, dan menyaji berbagai hal dalam ranah konkret (menggunakan, mengurai, merangkai, memodifikasi, dan membuat) dan ranah abstrak (menulis, membaca, menghitung, menggambar, dan mengarang) sesuai dengan yang dipelajari di sekolah dan dari berbagai sumber lain yang sama dalam sudut pandang/teori 3. Kompetensi Dasar 1.1 Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang menciptakannya. 1 2013/2014

2. Pendidikan Fisika Reguler 2011Indikator: Melalui video gerak planet, siswa menunujukkan kekagumannya terhadap keteraturan sistem gerak yang diciptakan oleh Allah SWT. 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi. Indikator: Melalui simulasi gerak parabola dan gerak melingkar, siswa menunjukkan rasa ingin tahu untuk menentukan pengaruh kecepatan terhadap perpindahan yang dialami oleh suatu benda pada gerak parabola maupun melingkar. 3.1 Menganalisis gerak parabola dan gerak melingkar dengan menggunakan vektor Indikator: Mengidentifikasi besaran-besaran vektor yang berkaitan dengan gerak parabola dan gerak melingkar Menganalisis vektor perpindahan, vektor kecepatan, vektor percepatan pada gerak parabola dan gerak melingkar Menerapkan analisis vektor perpindahan, vektor kecepatan, vektor percepatan pada gerak parabola dan gerak melingkar dalam menyelesaikan soal hitungan Menerapkan analisis vektor perpindahan, vektor kecepatan, vektor percepatan pada gerak parabola dan gerak melingkar dalam diskusi pemecahan masalah yang berkaitan dengan kehidupan sehari-hari khususunya di bidang militer. 4.1 Mengolah dan menganalisis data hasil percobaan gerak parabola dan gerak melingkar Indikator: Menganalisis data dan menyimpulkan hasil percobaan untuk menjelaskan hubungan antara besaran vektor perpindahan, kecepatan dan percepatan pada gerak parabola dan gerak melingkar. 4. Tujuan a) Dengan diskusi, siswa dapat mengidentifikasi besaran-besaran vektor yang berkaitan dengan gerak parabola dan gerak melingkar dengan benar. b) Dengan diskusi, siswa mampu menjelaskan perbedaan antara gerak melingkar dan gerak parabola c) Diberikan soal hitungan, siswa dapat menentukan nilai besaran vektor perpindahan pada materi gerak parabola dengan benar. d) Melalui percobaan, siswa dapat menjelaskan pengaruh besaran vektor kecepatan terhadap besaran vektor perpindahan pada matari gerak parabola dan gerak melingkar.2 2013/2014 3. Pendidikan Fisika Reguler 2011e) Melalui percobaan, siswa dapat menentukan nilai besaran vektor kecepatan sudut yang dapat memperbesar nilai periode yang dihasilkan pada materi gerak melingkar f) Dengan diskusi, siswa dapat membuat alat yang menggunakan konsep gerak parabola dan gerak melingkar.5. Materi a. Fenomena Pernahkah kalian melihat atraksi tong edan? Atraksi tong edan merupakan atraksi yang cukup menegangkan. Karena orang bisa tidak terjatuh ketika mengitari silinder yang cukup tinggi dengan menggunakan sepeda motor. Pertanyaan yang muncul adalah apa yang menyebabkan orang yang memainkan tong edan ini tidak terjatuh ketika mengelilingi silinder yang cukup tinggi Sumber: kaskus.co.id tersebut? Fenomena ini merupakan contoh dari gerak melingkar beraturan (GMB). Untuk benda yang melakukan gerak melingkar beraturan, akan timbul gaya sentripetal yang menarik benda tersebut ke arah pusat lingkaran agar tetap melingkar pada lintasannya. Faktor yang mengakibatkan pemain tong setan dapat mengitari lintasannya dan tidak terjatuh, terletak pada kecepatan minimal yang harus dimiliki oleh sepeda motor ketika mengitari silinder tersebut. Dimana kecepatan minimal ini dipengaruhi oleh jari-jari tong edan. Semakin besar jari-jarinya, maka kecepatan minimal pengendara sepeda motor juga harus semakin besar agar tetap setimbang mengitari tong edan dengan selamat dalam arti tidak terpelanting.3 2013/2014 4. Pendidikan Fisika Reguler 2011b. Peta Konsepc. Uraian Materi Gerak Parabola Di dunia ini, kita mengenal macam-macam gerak. Mulai dari gerak lurus, gerak parabola, sampai gerak melingkar. Setiap gerakan tersebut diberi nama sesuai dengan lintasan yang dilalui oleh benda. Jika lintasannya lurus, maka gerak suatu benda tersbut dinamakan sebagai gerak lurus, dan disebut dengan gerak melingkar karena lintasannya berbentuk lingkaran. Kemudian bagaimana dengan gerak parabola? Tentu saja lintasannya berbentuk seperti parabola atau setengah lingkaran. Pada bahasan kali ini akan dijelaskan mengenai gerak parabola dan gerak melingkar. Sebelum mempelajari mengenai gerak melingkar, kita belajar mengenai gerak parabola terlebih dahulu. Kita tentunya sudah paham dengan gerak benda dalam satu dimensi yang ditinjau dari perpindahan, kecepatan dan percepatan, Sumber: termasuk gerak vertikal murni dari benda jatuh agustinanurul.blogspot.com yang mendapat percepatan karena adanya gaya gravitasi. Sedangkan gerak parabola terjadi dalam dua dimensi. Gerak parabola atau dikenal sebagai gerak peluru merupakan perpaduan antara gerak lurus beraturan (GLB) pada arah horizontal dengan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) pada arah vertical.4 2013/2014 5. Pendidikan Fisika Reguler 2011Contoh dari gerak parabola seperti lemparan bola, bola yang ditendang, peluru yang ditembakkan dari senapan, dan atlet yang melakukan lompat jauh atau lompat tinggi. Pada bahasan gerak parabola ini, gesekan udara diabaikan dan tidak akan memperhitungkan proses bagaimana benda dilemparkan, tetapi hanya memperhatikan geraknya setelah dilempar dan bergerak bebas di udara dengan pengaruh gravitasi semata. Oleh karena itu, percepatan benda tersebut Gambar 1 disebabkan oleh percepatan gravitasi (g) Sumber: gudangmaterislta.blogspot.com yang arahnya ke bawah . Menurut Galileo, orang yang pertama kali mendeskripsikan gerak peluru secara akurat menunjukkan bahwa gerak tersebut dapat dipahami dengan menganalisa komponen-komponen horizontal dan vertical gerak tersebut secara terpisah. Mari kita lihat sebuah bola kecil yang berguling jatuh dari sebuah meja dengan kecepatan awal 0 dengan arah horizontal . Lihat gambar 1. Dengan menggunakan gagasan yang diungkapkan oleh Galileo, kita akan tanganani masalah ini dengan mengidentifikasi komponen horizontal dan vertikal kecepatan, dan dan menerapkan pula konsep kinematika. Yang pertama yaitu dilihat pada komponen vertikal (y) dari gerak tersebut. Begitu bola meninggalkan meja pada t=0 bola mengalami percepatan vertikal ke bawah , g, percepatan yang disebabkan oleh gravitasi. Dengan demikian, yang mula-mula bernilai 0 akan terus bertambah dengan arah ke bawah (sampai bola mengenai lantai). Berarti = dan = . Dari kondisi ini dapat dituliskan suatu 1persamaan = 2 2 , jika kita tentukan 0 = 0. Dipihak lain, pada arah horizontal tidak ada percepatan. Sehingga komponen horizontal kecepatan tetap konstan. Sama dengan nilai awalnya 0 . Dengan demikian akan memiliki kecepatan yang sama pada setiap titik lintasan tersebut. Kedua komponen dan dapat ditambahkan secara vector untuk mendapatkan kecepatan pada setiap titik pada lintasan, sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar 1. Berdasarkan analisis ini, Galileo menyatakan bahwa sebuah benda yang dilepaskan dengan arah horizontal akan mencapai lantai pada saat yang sama dengan sebuah benda yang dijatuhkan secara vertical. Maka jika sebuah benda diarahkan ke sudut atas seperti gambar 2, analisis yang digunakan tetap sama. Namun, terdapat komponen 0 ( komponen kecepatan dalam arah vertical). 5 2013/2014 6. Pendidikan Fisika Reguler 2011Gambar 2. Sumber: bambang hariyadiPerhatikan gambar 2 tersebut. Sebuah benda mula-mula berada di pusat koordinat, dilemparkan ke atas dengan kecepatan 0 dan sudut elevasi . Pada arah sumbu x, benda bergerak dengan kecepatan konstan atau percepatan nol (a = 0), sehinga komponen kecepatan mempunyai besar