Lampiran 2 (RPP)

72

Lampiran 2

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

Satuan Pendidikan : MA Darul Hikmah Pekanbaru

Mata Pelajaran : Fisika

Materi Pokok : Fluida Statis

Kelas/Semester : XI IPA/II

Alokasi Waktu : 2 x 45 menit

Standar Kompetensi

Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam

menyelesaikan masalah.

Kompetensi Dasar

Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statis dan

dinamis serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

Pertemuan ke- 1

A. Model Pembelajaran

Strategi pembelajaran : Kooperatif Three Stay One Stray (TSOS) dengan

mind mapping

Metode pembelajaran : Ceramah, Demonstrasi, Diskusi, Tanya jawab.

B. Indikator

1. Memahami dan menghitung tekanan hidrostatis

2. Memahami hukum Pascal dan menghitung besar gaya pada luas penampang

yang berbeda serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

C. Tujuan Pembelajaran

Kognitif :

1. Siswa dapat mendefenisikan tekanan hidrostatis

73

2. Siswa dapat menentukan tekanan hidrostatis secara kualitatif

3. Siswa dapat mengidentifikasi hubungan antara variabel-variabel yang

mempengaruhi tekanan hidrostatis.

4. Siswa dapat menentukan massa fluida pada tekanan hidrostatis

5. Siswa dapat menentukan kedalaman fluida yang mengalami tekanan

hidrostatis dalam bejana berhubungan

6. Siswa dapat menyebutkan dua contoh penerapan hukum Pascal dalam

kehidupan sehari-hari

7. Siswa dapat menyelesaikan berbagai permasalahan pada hukum Pascal.

Sosial :

1. Berada dalam tugas

2. Mendorong partisipasi

3. Mengambil giliran dalam berbagai tugas

4. Mendengarkan dengan aktif

5. Mengajukan pertanyaan

D. Uraian Materi

Kita telah mengetahui bahwa zat yang terdapat di alam ini dapat

dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu zat padat, zat cair, dan gas. Zat cair dan

gas memiliki kesamaan sifat yaitu dapat mengalir. Suatu zat yang mempunyai

kemampuan untuk mengalir dan bentuknya dapat berubah dengan perubahan

volume dinamakan fluida. Fluida dapat digolongkan dalam dua macam, yaitu

fluida statis dan fluida dinamis. Fluida statis adalah ketika fluida tersebut sedang

diam alias tidak bergerak, sedangkan fluida dinamis adalah saat fluida tersebut

bergerak.

74

1. Tekanan Hidrostatis

Fluida yang berada dalam suatu wadah memiliki berat akibat pengaruh

gravitasi bumi. Berat fluida menimbulkan tekanan pada setiap bidang permukaan

yang bersinggungan dengannya. Tekanan zat cair dalam keadaan diam disebut

tekanan hidrostatis. Secara matematis dirumuskan :

P = ρ g h .......................................................................................(1)

Keterangan : P = Tekanan hidrostatis (N/m2)

ρ = Massa jenis zat cair (kg/m3)

g = Percepatan gravitasi bumi (m/s2)

h = Kedalaman titik yang mengalami tekanan (m)

Berdasarkan persamaan 1 diketahui bahwa tekanan hidrostatis

bergantung pada massa jenis, kedalaman zat cair, dan percepatan gravitasi bumi.

Jadi, semakin dalam suatu titik dari permukaan air, maka tekanan hidrostatisnya

semakin besar. Selanjutnya, tekanan hidrostatis di dalam suatu zat cair pada

kedalaman yang sama akan memiliki nilai yang sama. Berkaitan dengan hal

tersebut, dalam fluida statis dikenal sebuah hukum yang disebut hukum pokok

hidrostatis, yang menyatakan “Setiap titik yang terletak pada bidang datar di

dalam suatu zat cair memiliki tekanan hidrostatis yang sama.”

Bumi yang kita tempati dikelilingi oleh lapisan udara yang disebut

dengan atmosfer. Pada setiap lapisan atmosfer bekerja gaya gravitasi bumi

sehingga udara pada lapisan atmosfer tersebut mempunyai berat. Gaya berat dari

komponen-komponen udara di atmosfer memberikan tekanan terhadap benda-

75

benda di permukaan bumi. Tekanan yang diberikan oleh komponen-komponen

udara tersebut dinamakan dengan tekanan udara atau tekanan atmosfer.

Besarnya tekanan udara di permukaan bumi dapat berbeda-beda

bergantung pada ketinggian suatu tempat di permukaan bumi. Semakin rendah

tempat tersebut dari permukaan bumi, maka tekanan atmosfernya semakin besar.

Sebaliknya, semakin tinggi suatu tempat di permukaan bumi, maka tekanan

atmosfernya semakin kecil.

Satuan yang digunakan untuk menyatakan tekanan atmosfer adalah atm

atau cmHg. Berdasarkan hasil pengukuran diketahui bahwa tekanan atmosfer di

permukaan laut bernilai kira-kira 1 atm atau 76 cmHg. Bila dikonversi ke dalam

satuan internasional, 1 atm senilai dengan 1.01 x 105 Pa.

Tekanan atmosfer dapat mempengaruhi tekanan pada kedalaman tertentu

pada zat cair karena tekanan atmosfer yang menekan permukaan zat cair akan

menambah besar tekanan dalam zat cair. Dengan demikian, persamaan 1 menjadi :

Pt = PO + ρ g h

.....................................................................................(2)

Keterangan : Pt = Tekanan hidrostatis total (N/m2)

Po = Tekanan atmosfer (N/m2)

ρ = Massa jenis zat cair (kg/m3)


h = Kedalaman titik yang mengalami tekanan (m)

A

F

h

76

2. Hukum Pascal

Apabila suatu zat cair yang diam dalam suatu wadah tertutup kemudian

dikerjakan suatu gaya dari luar sebesar F/A, maka tekanan hidrostatis zat cair yang

sebelumnya ρ g h menjadi ρ g h + F/A. Hal ini berarti bahwa setiap tempat dalam

zat cair mendapat tambahan tekanan yang sama sebesar F/A.

Gambar 1. Suatu wadah tertutup yang berisi zat cair diberi tekanan luar sebesar F/A

Hal tersebut dapat dijelaskan dengan hukum Pascal yang berbunyi,

“Tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruang tertutup akan diteruskan

ke segala arah dan semua bagian ruang tersebut dengan sama besar.”

Prinsip hukum Pascal ini banyak dimanfaatkan untuk membuat peralatan

hidrolik, seperti dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, rem hidrolik, dan mesin

pengepres hidrolik. Prinsip ini digunakan karena dengan memberikan gaya yang

kecil akan menghasilkan gaya yang besar.

F1

A1 A2

F2

77

Gambar 2. Prinsip Dongkrak Hidrolik

Alat ini berupa bejana tertutup yang dilengkapi dengan dua buah

penghisap pada kedua kakinya. Misalnya luas penampang penghisap 1 ialah A1

dan luas penampang penghisap 2 ialah A2, dengan A1 < A2. Jika penghisap 1

diberi gaya F1 ke bawah, maka zat cair yang berada dalam bejana tersebut akan

mengalami tekanan P1 sebesar F1/A1.

Berdasarkan hukum Pascal, tekanan P1 akan diteruskan ke segala arah

dengan sama besar ke penghisap 2. Jadi, penghisap 2 dengan luas penampang A2

menerima tekanan P1. Seandainya gaya yang dihasilkan oleh tekanan P1 pada

penampang A2 adalah F2, maka akan diperoleh persamaan sebagai berikut :

F 1

A 1 =

F 2

A 2

...............................................................................................(3)

Keterangan : F1 = Gaya pada A1 (N)

A1 = Luas penampang 1 (m2)

F2 = Gaya pada A2 (N)

78

A2 = Luas penampang 2 (m2)

E. Kegiatan Belajar Mengajar

1. Kelas Eksperimen

Tahap Kegiatan Guru Kegiatan SiswaAlokasiWaktu

Pendahuluan 1. Prasyarat : Guru menanyakan pengertian tekanan dan massa jenis.

2. Motivasi : Guru menanyakan kenapa

pada konstruksi bendungan dibuat lebih tebal pada bagian bawah daripada bagian atas.

Demonstrasikan air yang terpancar dari lubang botol dengan ketinggian berbeda dari permukaan air. Memperlihatkan pancaran air terjauh pada lubang bagian bawah botol.

3. Guru menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai pada pelajaran tersebut

1. Siswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh guru.

2. Siswa menjawab pertanyaan dan memperhatikan demonstrasi yang dilakukan.

3. Siswa mendengarkan dan berusaha memahami penjelasan dari guru.

5 menit

Kegiatan Inti 4. Guru menyajikan informasi secara umum tentang konsep tekanan hidrostatis dan hukum Pascal serta menyampaikan langkah-langkah pembelajaran TSOS dengan mind mapping.

5. Guru meminta siswa untuk duduk ke dalam kelompok yang telah ditentukan sebelumnya dengan beranggotakan 4 orang siswa.

4. Siswa mendengarkan dan menanyakan informasi guru yang belum dimengerti, termasuk langkah-langkah dalam pembuatan mind mapping.

5. Siswa duduk sesuai dengan kelompoknya.

75

menit

79

6. Guru membagikan LKS 01 ”Tekanan Hidrostatis dan Hukum Pascal” kepada siswa dan meminta siswa secara berkelompok mendiskusikan LKS serta membuat mind mapping tentang topik kali ini.

7. Guru membimbing dan memfasilitasi siswa dalam mengerjakan tugas-tugas di LKS dan pembuatan mind mapping.

8. Guru meminta salah satu siswa pada setiap kelompok untuk melakukan kegiatan berkunjung ke kelompok lain untuk membandingkan dan mendiskusikan hasil kerja kelompoknya dengan kelompok lain

9. Guru meminta siswa untuk kembali ke kelompok asalnya dan mengingatkan siswa agar berdiskusi kembali di dalam kelompok asalnya.

10.Guru menentukan perwakilan kelompok untuk mempresentasikan hasil diskusi kelompok mereka di depan kelas, sementara itu kelompok lain membandingkan hasil kerja kelompok mereka dengan hasil kerja kelompok yang dipresentasikan.

6. Siswa secara berkelompok mengerjakan LKS dan membuat mind mapping tentang topik Tekanan hidrostatis dan Hukum Pascal.

7. Siswa ikut berpartisipasi aktif dalam mengerjakan LKS dan pembuatan mind mapping.

8. Siswa terpilih berkunjung pada kelompok yang telah ditentukan, dan siswa yang tinggal dikunjungi oleh kelompok lain. Untuk membandingkan dan mendiskusikan hasil kerja kelompoknya masing-masing.

9. Siswa mendiskusikan kembali LKS dan mind mapping yang telah dikerjakan oleh kelompoknya.

10.Salah satu siswa mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya.

80

Penutup

11.Guru membimbing siswa menyimpulkan hasil pembelajaran sesuai dengan tujuan pembelajaran

12.Guru memberikan kuis kepada siswa

13.Guru memberi penguatan kepada kelomok yang bekerja dengan baik dan tindak lanjut berupa tugas mempelajari materi untuk pertemuan selanjutnya.

11.Siswa menyimpulkan hasil pembelajaran dibawah bimbingan guru.

12.Siswa mengerjakan kuis secara individu.

13.Siswa mempelajari materi untuk pertemuan selanjutnya.

10

menit

2. Kelas Kontrol


Pendahuluan 1. Prasyarat : Guru menanyakan pengertian tekanan dan massa jenis.

2. Motivasi : Guru menanyakan kenapa

pada konstruksi bendungan dibuat lebih tebal pada bagian bawah daripada bagian atas.

Demonstrasikan air yang terpancar dari lubang botol dengan ketinggian berbeda dari permukaan air. Memperlihatkan pancaran air terjauh pada lubang bagian bawah botol.





5 menit

Kegiatan Inti 4. Guru menjelaskan materi tentang tekanan hidrostatis dan hukum Pascal.

4. Siswa mendengarkan penjelasan guru tersebut.

75 menit

81

5. Guru memberikan contoh soal tentang tekanan hidrostatis dan hukum Pascal serta cara penyelesaiannya.

6. Guru memberikan kesempatan kepada siswa untuk bertanya mengenai hal-hal yang belum jelas.

7. Guru memberikan soal latihan kepada siswa.

5. Siswa memperhatikan contoh soal yang diberikan guru dan memahaminya.

6. Siswa bertanya kepada guru terkait hal-hal yang belum dipahami.

7. Siswa mengerjakan soal latihan yang diberikan guru.

Penutup 8. Guru membimbing siswa menyimpulkan materi pelajaran tentang tekanan hidrostatis dan hukum Pascal.

8. Siswa di bawah bimbingan guru menyimpulkan materi pelajaran tersebut.

10 menit

F. Sumber Pelajaran

Kanginan, M., 2007, Fisika untuk SMA Kelas XI, Erlangga, Jakarta.

G. Alat dan Bahan

1. Botol mineral

2. Air

3. Plastik bening

4. LKS

H. Penilaian

Kognitif : Penilaian tertulis, dapat dilakukan dengan menggunakan tes

hasil belajar kognitif.

82


Satuan Pendidikan : MA Darel Hikmah Pekanbaru





Standar Kompetensi



Kompetensi Dasar



Pertemuan ke- 2

A. Pendekatan Pembelajaran


mind mapping

Metode pembelajaran : Ceramah, Demonstrasi, Diskusi

B. Indikator

1. Memahami hukum Archimedes dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari serta menganalisis keadaan benda dalam zat cair (terapung, melayang, dan tenggelam)

2. Memahami konsep tegangan permukaan zat cair serta aplikasi dalam kehidupan sehari-hari


Kognitif :

1. Siswa dapat mendefenisikan gaya apung benda dalam fluida.

2. Siswa dapat menghitung gaya apung benda dalam fluida

83

3. Siswa dapat menghitung volume benda yang tenggelam dalam suatu fluida

4. Siswa dapat menyebutkan dua aplikasi hukum Archimedes dalam


5. Siswa dapat membedakan keadaan benda (melayang, terapung, dan

tenggelam) secara kualitatif

6. Siswa dapat menentukan berat benda dalam fluida yang berbeda

7. Siswa dapat menyebutkan dua contoh aplikasi tegangan permukaan dalam


8. Siswa dapat menghitung besar tegangan permukaan zat cair

9. Siswa dapat menentukan panjang benda yang berada pada permukaan zat

cair yang mengalami tegangan permukaan

Sosial :






D. Uraian Materi

1. Hukum Archimedes

Apabila kita mengangkat sebuah benda di udara kemudian dimasukkan

ke dalam air dan kita angkat kembali, maka ketika diangkat dari dalam air

ternyata benda tersebut terasa lebih ringan dibandingkan pada saat di udara.

Sesungguhnya benda yang berada di dalam air beratnya tidak berkurang. Hanya

saja pada saat benda berada di dalam air, benda mengalami gaya ke atas yang

dikerjakan air pada benda, sehingga berat benda seolah-olah berkurang.

Peristiwa adanya gaya ke atas yang bekerja pada suatu benda yang

tercelup ke dalam air atau zat cair lainnya pertama kali dijelaskan oleh seorang

FA

w

FA < w

84

ahli matematika dan filsuf Yunani bernama Archimedes (287-212 SM). Menurut

Archimedes, “Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam air

atau zat cair lain akan mengalami gaya ke atas yang besanya sama dengan berat

zat cair yang dipindahkannya.” Pernyataan Archimedes ini dikenal sebagai hukum

Archimedes.

Secara matematis, hukum Archimedes dirumuskan sebagai berikut :

FA = ρ g Vc ..............................................................................................(4)

Keterangan : FA = Gaya ke atas oleh fluida (N)

Ρ = Massa jenis fluida (kg/m3)

Vc = Volume fluida yang dipindahkan (m3)


Benda di dalam zat cair memiliki 3 macam keadaan :

a. Tenggelam

Sebuah benda dikatakan tenggelam jika benda tersebut tercelup seluruhnya

dan berada di dasar suatu zat cair.

Gambar 3. Benda Tenggelam

FA

w

FA = w

85

Sebuah benda akan tenggelam di dalam suatu zat cair jika berat benda

lebih besar daripada gaya ke atas. Dengan kata lain, sebuah benda akan

tenggelam di dalam suatu zat cair jika massa jenis benda lebih besar dari massa

jenis zat cair dan volume benda sama dengan volume zat cair yang

dipindahkan, sehingga ketika benda tenggelam berlaku persamaan berikut :

FA < w

c . Vc . g < b . Vb . g

c < b .........................................................................................................(5)

Keterangan : c = Massa jenis zat cair (kg/m3)

Vc = Volume zat cair yang dipindahkan (m3)

b = Massa jenis benda (kg/m3)

Vb = Volume benda (m3)

b. Melayang

Sebuah benda dikatakan melayang jika benda tersebut tercelup seluruhnya

tetapi tidak mencapai dasar dari zat cair tersebut.

Gambar 4. Benda Melayang

FA

w

FA = w

86

Suatu benda akan melayang di dalam suatu zat cair jika berat benda sama

dengan gaya ke atas. Jadi, dalam keadaan melayang, massa jenis benda sama

dengan massa jenis zat cair dan volume benda sama dengan volume zat cair

yang dipindahkan, sehingga ketika benda melayang berlaku persamaan

berikut :

FA = w

c . Vc . g = b . Vb . g

c = b ......................................................................................................(6)





c. Terapung

Sebuah benda dikatakan terapung jika benda tersebut tercelup sebagian di

dalam zat cair.

Gambar 5. Benda Terapung

87

Dalam keadaan terapung, volume benda yang tercelup dalam zat cair lebih

kecil daripada volume benda. Pada kasus benda terapung, berat benda sama

dengan gaya ke atasnya. Oleh karena itu, dalam keadaan terapung, massa jenis

benda lebih kecil daripada massa jenis zat cair, sehingga dalam keadaan ini

berlaku persamaan berikut :

FA = w

c . Vc . g = b . Vb . g

b = c, karena Vc < Vb, maka

c > b ........................................................................................................(7)





2. Tegangan Permukaan

Tiap partikel dalam zat cair ditarik oleh gaya yang sama besar ke segala

arah oleh partikel-partikel di dekatnya sehingga resultan gaya yang bekerja pada

partikel sama dengan nol. Sedangkan tiap partikel yang berada di permukaan zat

cair ditarik oleh partikel-partikel zat cair lainnya yang berada di samping dan

bawahnya, tetapi tidak ditarik dari atas (tidak ada partikel zat cair di atas

permukaan). Karena itu, resultan gaya yang bekerja pada tiap partikel di

permukaan zat cair tidak sama dengan nol, tetapi mempunyai harga tertentu dan

mempunyai arah ke bawah. Karena adanya resultan gaya tersebut, maka

VcVb

88

permukaan zat cair mengalami tegangan yang membentuk selaput yang disebut

dengan tegangan permukaan.

Adanya tegangan permukaan inilah yang menyebabkan serangga dapat

berjalan di atas permukaan zat cair. Sama halnya penjepit kertas yang diletakkan

di atas permukaan zat cair juga tidak tenggelam. Tegangan permukaan dapat

diartikan sebagai besar gaya yang dialami pada permukaan zat cair per satuan

panjang. Dalam bentuk persamaan dapat dituliskan sebagai berikut :

=

Fl

...................................................................................................(8)

Keterangan : F = Gaya (N)

L = Panjangnya batas antara benda dengan permukaan zat

cair (m)

= Tegangan permukaan (N/m)

Untuk benda berbentuk lempeng, panjang batasnya sama dengan

kelilingnya. Untuk benda berbentuk bidang kawat, panjang batasnya sama dengan

dua kelilingnya. Untuk benda berbentuk kawat lurus (pada lapisan tipis), selaput

mempunyai 2 permukaan zat cair sehingga panjang batasnya sama dengan dua

kali panjang.

89


1. Kelas Eksperimen

90


Pendahuluan 1. Prasyarat : Guru menanyakan pengertian gaya dan massa jenis.

2. Motivasi : Guru menanyakan mengapa

lebih mudah mengangkat beban di udara lebih berat dari pada di dalam air.

Guru mendemonstrasikan Menimbang berat benda diudara dengan benda di dalam air. Memperlihatkan berat benda yang lebih ringan di dalam air dari pada diudara karena adanya gaya apung.


1.Siswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh guru.

2.Siswa menjawab pertanyaan dan memperhatikan demonstrasi yang dilakukan.

3.Siswa mendengarkan dan berusaha memahami penjelasan dari guru.

5 menit

Kegiatan Inti 4.Guru menyajikan informasi secara umum tentang konsep Hukum Archimedes dan tegangan permukaan serta menyampaikan langkah-langkah pembelajaran TSOS dengan Mind Mapping.

5.Guru meminta siswa untuk duduk ke dalam kelompok yang telah ditentukan sebelumnya dengan beranggotakan 4 orang siswa.

6.Guru membagikan LKS 02 ”Hukum Archimedes dan Tegangan Permukaan” kepada siswa dan meminta siswa secara berkelompok mendiskusikan LKS serta membuat mind mapping tentang topik kali ini.

7.Guru membimbing dan memfasilitasi siswa dalam mengerjakan tugas-tugas di LKS dan pembuatan mind mapping.

8.Guru meminta salah satu

4. Siswa mendengarkan dan menanyakan informasi guru yang belum dimengerti, termasuk langkah-langkah dalam pembuatan Mind Mapping.

5. Siswa ikut berpartisipasi aktif dalam mengerjakan LKS dan pembuatan Mind Mapping.

6. Siswa terpilih berkunjung pada kelompok yang telah ditentukan, dan siswa yang tinggal dikunjungi oleh kelompok lain. Untuk membandingkan dan mendiskusikan hasil kerja kelompoknya masing-masing.

7. membandingkan dan mendiskusikan hasil kerja kelompoknya masing-masing.

8. Siswa mendiskusikan

75 menit

91

2. Kelas Kontrol


Pendahuluan 1. Prasyarat : Guru menanyakan pengertian gaya dan massa jenis.

2. Motivasi : Mengapa mengangkat beban di udara terasa lebih berat dibandingkan di dalam air ?

Guru mendemonstrasikan Menimbang berat benda diudara dengan benda di dalam air. Memperlihatkan berat benda yang lebih ringan di dalam air dari pada diudara karena adanya gaya apung.

3. Guru menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai pada pelajaran tersebut dan pendekatan pembelajaran yang digunakan




5 menit

Kegiatan Inti 4. Guru menjelaskan materi tentang hukum Archimedes dan tegangan permukaan.

5. Guru memberikan contoh soal tentang hukum Archimedes dan tegangan permukaan serta cara penyelesaiannya.

6. Guru memberikan kesempatan kepada siswa untuk bertanya mengenai hal-hal yang belum jelas.

7. Guru memberikan soal latihan kepada siswa.

4. Siswa mendengarkan penjelasan guru tersebut

5. Siswa memperhatikan contoh soal yang diberikan guru dan memahaminya.

6. Siswa bertanya kepada guru terkait hal-hal yang belum dipahami.

7. Siswa mengerjakan soal latihan yang diberikan guru.

75

menit

92

Penutup 8. Guru membimbing siswa menyimpulkan materi pelajaran tentang hukum Archimedes dan tegangan permukaan.

8. Siswa di bawah bimbingan guru menyimpulkan materi pelajaran tersebut.

10 e

n

i

t

F. Sumber Pelajaran

Kanginan, M., 2007, Fisika untuk SMA Kelas XI, Erlangga, Jakarta.

G. Alat dan Bahan

1. Neraca pegas

2. Beban

3. Air

4. Klip

5. LKS

H. Penilaian




Satuan Pendidikan : MA Darel Hikmah Pekanbaru





Standar Kompetensi

93



Kompetensi Dasar



Pertemuan ke- 3

A. Pendekatan Pembelajaran


mind mapping

Metode pembelajaran : Ceramah, Demonstrasi, Diskusi, Tanya jawab.

B. Indikator

1. Memahami konsep kapilaritas dan penerapannya2. Mengidentifikasi sifat viskositas fluida dan hukum Stokes serta aplikasi

dalam kehidupan sehari-hari


Kognitif :

1. Siswa dapat menyebutkan empat contoh gejala kapilaritas dalam


2. Siswa dapat menghitung tinggi kenaikan fluida pada peristiwa kapilaritas

3. Siswa dapat menentukan besar jari-jari sebuah pipa kapiler

4. Siswa dapat menentukan besar sudut kontak pipa kapiler yang dicelupkan

ke dalam zat cair

5. Siswa dapat menyebutkan empat faktor yang mempengaruhi gaya gesekan benda dalam zat cair

6. Siswa dapat menyelesaikan permasalahan pada viskositas fluida

Sosial :




94



D. Uraian Materi

1. Kapilaritas

Apabila sebatang pipa kapiler (pipa sempit) yang terbuka kedua ujungnya

dimasukkan tegak lurus ke dalam air dalam suatu bejana, maka permukaan air

dalam pipa kapiler lebih tinggi dari permukaan air dalam bejana.

Gambar 6. Permukaan Air Dalam Pipa Kapiler

Hal ini akan berbeda ketika pipa kapiler tersebut dimasukkan secara

tegak lurus ke dalam bejana berisi raksa. Permukaan raksa di dalam pipa kapiler

lebih rendah dari pemukaan raksa dalam bejana.

Gambar 7. Permukaan Raksa Dalam Pipa Kapiler

95

Peristiwa naik atau turunnya zat cair dalam pipa kapiler dinamakan

kapilaritas. Peristiwa naiknya air di dalam pipa kapiler terjadi karena adhesi antara

partikel air dan partikel kaca lebih besar daripada kohesi antara partikel-partikel

air. Air dalam pipa kapiler akan terus naik sampai tercapai keseimbangan, yakni

berat air yang diangkat seimbang dengan gaya adhesi.

Peristiwa turunnya raksa di dalam pipa kapiler terjadi karena kohesi

antara partikel-partikel raksa lebih besar daripada adhesi antara partikel raksa

dengan partikel kaca. Raksa dalam pipa kapiler akan terus turun sampai tercapai

keseimbangan.

Besarnya kenaikan atau penurunan zat cair pada pipa kapiler dapat

ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :

h =

2 . γ . cos θρ . g . r

....................................................................................(9)

Keterangan : h = Kenaikan atau penurunan zat cair dalam pipa

kapiler (m)

= Tegangan permukaan zat cair (N/m)

= Massa jenis zat cair (kg/m3)


r = Jari-jari pipa kapiler (m)

= Sudut kontak

2. Viskositas Fluida

96

Dalam fluida, baik zat cair maupun gas memiliki sifat kekentalan karena

partikel-partikel di dalamnya bertumbukan. Sifat kekentalan fluida berkaitan

dengan gesekan internal dalam fluida terhadap benda yang bergerak dalam fluida

atau ketika fluida bergerak. Karena fluida memiliki kekentalan tertentu, maka

apabila suatu fluida akan digerakkan atau dialirkan, harus dikerjakan suatu gaya

untuk melawan gesekan (kekentalan) fluida tersebut.

Di samping itu, apabila suatu benda yang massa jenisnya lebih besar

daripada massa jenis fluida, dijatuhkan ke dalam fluida tersebut dan hanya

dipengaruhi gaya gravitasi, maka benda tersebut akan bergerak dipercepat sampai

mencapai kecepatan maksimum.

Setelah mencapai kecepatan maksimumnya, benda tersebut akan

bergerak dengan kecepatan tetap karena gaya beratnya sudah diimbangi oleh gaya

gesek fluida. Jadi, suatu benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu dalam

fluida kental, geraknya akan dihambat oleh gaya gesekan fluida pada benda

tersebut. Besarnya gaya gesekan fluida dapat dinyatakan dengan persamaan

berikut :

Ff = k v .................................................................................................................................................................(10)

Keterangan : Ff = Gaya gesekan fluida (N)

k = Koefisien (Tergantung pada bentuk geometrik benda)

= Koefisien viskositas (Pa.s)

v = Kecepatan gerak benda (m/s)

w

FA Ff

Arah gerak (v)

97

Untuk benda yang berbentuk bola dengan jari-jari r, maka berdasarkan

hasil perhitungan laboratorium dapat ditunjukkan bahwa k = 6 r, sehingga

persamaan 10 menjadi :

Ff = 6 r v ........................................................................................................................................................(11)

Pada saat benda yang berbentuk bola bergerak dengan kecepatan

terminal, pada benda tersebut bekerja tiga buah gaya, yaitu gaya berat, gaya ke

atas yang dikerjakan fluida, dan gaya gesekan fluida.

Gambar 8. Diagram gaya-gaya yang bekerja pada bendayang bergerak dalam fluida kental

Karena benda bergerak dengan kecepatan tetap, maka berlaku hukum I

Newton, sehingga :

Ff = w - FA ..............................................................................................................................................................(12)

Dengan mensubtitusikan persamaan 11 ke dalam persamaan 12, maka

dapat diperoleh persamaan untuk mengetahui besarnya kecepatan terminal yaitu :

v =

2 .r 2 .g9 η

( ρB−ρ f )

........................................................................(13)

Keterangan : v = Kecepatan terminal (m/s)

98

r = Jari-jari bola (m)


= Viskositas fluida (Ns/m2)

B = Massa jenis benda (kg/m3)

f = Massa jenis fluida (kg/m3)


1. Kelas Eksperimen


Pendahuluan 1. Prasyarat : Guru menanyakan pengertian kohesi dan adhesi.

2. Motivasi : Mengapa air bisa naik ke atas melalui pori-pori kecil ?

Guru mendemonstrasikan peristiwa naiknya fluida melalui pori-pori tisu yang



5 menit

99

dicelupkan ke dalam air biasa.



Kegiatan Inti 4. Guru menyajikan informasi secara umum tentang konsep Kapilaritas dan Viskositas Fluida serta menyampaikan langkah-langkah pembelajaran TSOS dengan mind mapping.

5. Guru meminta siswa untuk duduk ke dalam kelompok yang telah ditentukan sebelumnya dengan beranggotakan 4 orang siswa.

6. Guru membagikan LKS 03 ”Kapilaritas dan Viskositas Fluida” kepada siswa dan meminta siswa secara berkelompok mendiskusikan LKS serta membuat mind mapping tentang topik kali ini.

7. Guru membimbing dan memfasilitasi siswa dalam mengerjakan tugas-tugas di LKS dan pembuatan mind mapping.

8. Guru meminta salah satu siswa pada setiap kelompok untuk melakukan kegiatan berkunjung ke kelompok lain untuk membandingkan dan mendiskusikan hasil kerja kelompoknya dengan kelompok lain

4. Siswa mendengarkan dan menanyakan informasi guru yang belum dimengerti, termasuk langkah-langkah dalam pembuatan mind mapping.

5. Siswa duduk sesuai dengan kelompoknya.

6. Siswa secara berkelompok mengerjakan LKS dan membuat mind mapping tentang topik Kapilaritas dan Viskositas Fluida.

7. Siswa ikut berpartisipasi aktif dalam mengerjakan LKS dan pembuatan mind mapping.

8. Siswa terpilih berkunjung pada kelompok yang telah ditentukan, dan siswa yang tinggal dikunjungi oleh kelompok lain. Untuk membandingkan dan mendiskusikan hasil

75 menit

100

9. Guru menyuruh siswa untuk kembali ke kelompok asalnya dan mengingatkan siswa agar berdiskusi kembali di dalam kelompok asalnya.

10.Guru menentukan perwakilan kelompok untuk mempresentasikan hasil diskusi kelompok mereka di depan kelas, sementara itu kelompok lain membandingkan hasil kerja kelompok mereka dengan hasil kerja kelompok yang dipresentasikan.

kerja kelompoknya masing-masing.

9. Siswa mendiskusikan kembali LKS dan mind mapping yang telah dikerjakan oleh kelompoknya.

10.Salah satu siswa mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya.

Penutup 11.Guru membimbing siswa menyimpulkan hasil pembelajaran sesuai dengan tujuan pembelajaran

12.Guru memberikan kuis kepada siswa

13.Guru memberi penguatan kepada kelomok yang bekerja dengan baik dan tindak lanjut berupa tugas mempelajari materi untuk pertemuan selanjutnya.

11.Siswa menyimpulkan hasil pembelajaran dibawah bimbingan guru.

12.Siswa mengerjakan kuis secara individu.

13.Siswa mempelajari materi untuk pertemuan selanjutnya.

10 menit

2. Kelas Kontrol


Pendahuluan 1.Prasyarat : Guru menanyakan pengertian kohesi dan adhesi.

2.Motivasi :

1.Siswa menjawab pertanyaan yang diberikan oleh guru.

2.Siswa

5 menit

101

Guru mendemonstrasikan peristiwa naiknya fluida melalui pori-pori tisu yang dicelupkan ke dalam air biasa.

3.Guru menyampaikan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai pada pelajaran tersebut dan pendekatan pembelajaran yang digunakan.

memperhatikan demonstrasi yang dilakukan.

3.Siswa mendengarkan dan berusaha memahami penjelasan dari guru.

Kegiatan Inti 4.Guru menjelaskan materi tentang kapilaritas dan viskositas.

5.Guru memberikan contoh soal tentang kapilaritas dan viskositas serta cara penyelesaiannya.

6.Guru memberikan kesempatan kepada siswa untuk bertanya mengenai hal-hal yang belum jelas.

7.Guru memberikan soal latihan kepada siswa.

4.Siswa mendengarkan penjelasan guru tersebut

5.Siswa memperhatikan contoh soal yang diberikan guru dan memahaminya.

6.Siswa bertanya kepada guru terkait hal-hal yang belum dipahami.

7.Siswa mengerjakan soal latihan yang diberikan guru.

75 menit

Penutup 8.Guru membimbing siswa menyimpulkan materi pelajaran tentang kapilaritas dan viskositas.

8.Siswa di bawah bimbingan guru menyimpulkan materi pelajaran tersebut.

10 menit

F. Sumber Pelajaran

1. Kanginan, M., 2007, Fisika untuk SMA Kelas XI, Erlangga, Jakarta.

G. Alat dan Bahan

1. Tisu

2. Air

102

3. Oli

4. Kelereng

5. LKS

H. Penilaian



Lampiran 2 (RPP)

Documents

Transcript of Lampiran 2 (RPP)