Memformulasikan pengaruh torsi pada sebuah benda Web viewRENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP )...

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN( RPP )

Sekolah : SMA N 1 Cangkringan.Kelas / Semester : XI (Sebelas) / Semester 2Mata Pelajaran : FISIKA

Standar Kompetensi2. Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam

menyelesaikan masalah

Kompetensi Dasar2.1 Menformulasikan hubungan antara konsep torsi, momentum sudut, dan

momen inersia, berdasarkan hukum II Newton serta penerapannya dalam masalah benda tegar

Indikator Pencapaian Kompetensi1. Memformulasikan pengaruh torsi pada sebuah benda dalam kaitannya

dengan gerak rotasi benda tersebut.2. Mengungkap analogi hukum II Newton tentang gerak translasi dan gerak

rotasi3. Menggunakan konsep momen inersia untuk berbagai bentuk benda tegar4. Memformulasikan hukum kekekalan momentum sudut pada gerak rotasi.5. Menerapkan konsep titik berat benda dalam kehidupan sehari-hari

A. Tujuan Pembelajaran Peserta didik dapat:

1. Memformulasikan pengaruh torsi pada sebuah benda dalam kaitannya dengan gerak rotasi benda tersebut.

2. Mengungkap analogi hukum II Newton tentang gerak translasi dan gerak rotasi

3. Menggunakan konsep momen inersia untuk berbagai bentuk benda tegar4. Memformulasikan hukum kekekalan momentum sudut pada gerak rotasi.5. Menerapkan konsep titik berat benda dalam kehidupan sehari-hari

Karakter siswa yang diharapkan : Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Ko-

munikatif, Tanggung Jawab. Kewirausahaan / Ekonomi Kreatif :

Percaya diri, Berorientasi tugas dan hasil.

B. Materi Pembelajaran

Keseimbangan benda tegar dan titik beratKeseimbangan Partikel (Keseimbangan Benda Tegar)

Suatu partikel dikatakan dalam keadaan setimbang apabila resultan gaya yang

bekerja pada partikel sama dengan nol.

∑ F=0

Apabila partikel pada bidang xy, maka syarat kesetimbangan adalah resultan gaya

pada komponen sumbu x dan sumbu y sama dengan nol.

∑ F x=0

∑ F y=0

Berdasarkan Hukum I Newton, jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama

dengan nol, maka percepatan benda menjadi nol. Artinya, bahwa partikel dalam keadaan

diam atau bergerak dengan kecepatan tetap. Apabila partikel dalam keadaan diam disebut

mengalami

kesetimbangan statis, sedangkan jika bergerak dengan kecepatan tetap disebut

kesetimbangan dinamis.

Benda tegar adalah benda yang apabila dipengaruhi gaya-gaya tidak mengalami

perubahan bentuk. Meskipun benda berotasi namun bentuknya tetap sehingga jarak antara

partikel-partikelnya tetap.

Kopel (Keseimbangan Benda Tegar)

Kopel adalah pasangan dua buah gaya yang sejajar, sama besar, dan arahnya

berlawanan. Pengaruh kopel terhadap sebuah benda adalah memungkinkan benda berotasi.

Besarnya kopel dinyatakan dengan momen kopel yang merupakan hasil kali antara gaya

dengan jarak antara kedua gaya tersebut.

Secara matematis dituliskan:

M = F.d

dengan:

M= momen kopel (Nm)

F = gaya (N)

d = jarak antara gaya (m)

Titik Berat (Keseimbangan Benda Tegar)

Setiap benda terdiri atas titik-titik materi atau partikel yang masing-masing

memiliki berat. Resultan dari seluruh berat partikel disebut gaya berat benda. Titik tangkap

gaya berat merupakan titik berat benda.

Dinamika rotasi– Momen Gaya (Torsi)

Momen gaya atau torsi adalah sesuatu yang menyebabkan benda untuk berotasi atau

berputar momen gaya atau torsi. Momen gaya didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya

dengan jarak titik ke garis kerja gaya pada arah tegak lurus, maka besarnya momen

gaya adalah:

τ=F .d=F .r sin α …………………. (1)

dengan:

τ = momen gaya (Nm)

F = gaya yang bekerja (N)

r = jarak atau lengan (m)

Momen gaya merupakan besaran vektor, sehingga persamaan (1) dapat dinyatakan

dalam bentuk:

τ=r × F ………………….. (2)

Momen gaya total pada suatu benda yang disebabkan oleh dua buah gaya atau lebih

yang bekerja terhadap suatu proses dirumuskan:

∑ τ=τ1+ τ2+τ3+…+ τn

– Momen Inersia (Momen Kelembaman)

Momen inersia menyatakan bagaimana massa benda yang berotasi didistribusikan di

sekitar sumbu rotasinya. Momen inersia partikel tersebut merupakan hasil kali massa

partikel dengan kuadrat jaraknya dari sumbu rotasi. Secara matematis dirumuskan:

I = m.r 2

dengan:

I = momen inersia (kgm2)

m = massa benda (kg)

r = jarak partikel dari sumbu putar (m)

Momen inersia total merupakan jumlah momen inersia setiap partikel.

I=∑m . r2=m1 . r12+¿m2 . r2

2+…+mn . rn2 ¿

– Momentum Sudut

Untuk benda yang berotasi di sekitar sumbu yang tetap, besarnya momentum sudut

dinyatakan:

L = I. ω

dengan:

L = momentum sudut (kgm2/s)

I = momen inersia (kgm2)

ω = kecepatan sudut (rad/s)

Karena I = m.r2 dan ω= vr , maka:

L=m. r . v

Hubungan momentum sudut dengan momen gaya

– Energi Kinetik Rotasi

Setiap benda bergerak memiliki energi kinetik. Pada saat berotasi, benda memiliki

energi gerak yang disebut energi kinetik rotasi, yang besarnya:

Ek=12

m v2

Karena m.r 2 = I, maka energi kinetik rotasi adalah:

Ek=12

I . ω2

Untuk benda yang bergerak menggelinding di atas bidang, benda mengalami dua

gerakan sekaligus yaitu gerak rotasi terhadap sumbu bola dan gerak translasi terhadap

bidang.

Besarnya energi kinetik yang dimiliki benda merupakan jumlah energi kinetik rotasi

dengan energy kinetik translasi, sehingga dirumuskan:

Ek = EkR + EkT

Ek=12

I . ω2+ 12

mv2

Usaha yang dilakukan gaya F adalah:

W = F.s Karena s = r. θ dan τ= r.F, maka:

W = F.r. θ

W = τ . θ

dengan:

W = usaha ( J)

τ = momen gaya (Nm2)

θ = sudut yang ditempuh

Usaha yang dilakukan oleh momen gaya sama dengan perubahan energi kinetik

rotasi:

W =∆ Ek rot=12

I . ω22−1

2I .ω1

2

– Hukum Kekekalan Momentum

Hukum Kekekalan Momentum Sudut:

jika tidak ada momen gaya yang bekerja (∑ τ=0), maka momentum sudut benda

yang berotasi adalah tetap.

Secara matematis dirumuskan:

∑ τ=0

dLdt

=0, maka:

L = konstan

L1 = L2

I 1 . ω1=I 2 . ω2

– Giroskop

Sebuah roda yang dapat berputar bebas pada sumbu (poros) yang dapat diarahkan

sekehendak hati.

C. Metode Pembelajaran Model : - Direct Instruction (DI)

- Cooperative Learning Metode : - Diskusi kelompok

- Ceramah

Strategi Pembelajaran

Tatap Muka Terstruktur Mandiri

Menerapkan konsep titik berat benda dalam kehidupan sehari-hari

Melakukan percobaan titik berat benda homogen dan keseimbangan secara berkelompok di kelas/ laboratorium

Siswa dapat Merumuskan dan menerapkan keseimbangan benda titik dan benda tegar dengan menggunakan resultan gaya dan momen gaya dalam diskusi kelas

D. Langkah-langkah Kegiatan

PERTEMUAN PERTAMANo. Kegiatan Alokasi

waktuKet.

1. Kegiatan Pendahuluan 10 menit TM Motivasi dan Apersepsi:- Apakah manfaat metode vektor dalam menganalisis

gerak?Prasyarat pengetahuan:- Bagaimana penerarapan metode vektor dalam analisis

gerak?2. Kegiatan Inti

Eksplorasi Mendorong benda dengan posisi gaya yang berbeda-beda

untuk medefinisikan gaya dan momen gaya melalui kegiatan demonstrasi kelas (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

10 MENIT

TM

Elaborasi Merumuskan dan menerapkan keseimbangan benda titik

dan benda tegar dengan menggunakan resultan gaya dan

50 MENIT

TT

momen gaya dalam diskusi kelas. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Melakukan percobaan titik berat benda homogen dan keseimbangan secara berkelompok di kelas/ laboratorium. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Merumuskan dan menerapkan konsep momen inersia dan dinamika rotasi dalam diskusi pemecahan masalah di kelas. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Merumuskan dan menerapkan hukum kekekalan momentum sudut dalam diskusi pemecahan masalah di kelas. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Konfirmasi Menyimpulkan tentang hal-hal yang belum diketahui (nilai

yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Mandiri, Demokratis, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

10 MENIT

TM

3. Kegiatan Penutup 10 MENIT

TM Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang

memiliki kinerja dan kerjasama yang baik. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

E. Sumber Belajar

a. Bambang Haryadi. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: CV Teguh

Karya.

b. Marthen Kanginan. 2006. Seribu pena fisika kelas XI jilid 2. Jakarta: Erlangga.

c. Buku Fisika SMA dan MA Jl.2b d. Buku referensi yang relevan

F. Penilaian Hasil Belajar a. Teknik Penilaian:

Tes tertulis Penugasan

b. Bentuk Instrumen: PG Uraian Tugas rumah

c. instrumen Pilihan ganda1. Diketahui besar momen gaya τ suatu benda 20 Nm, dan gaya yang

digunakan adalah 5N. jika gaya tersebut tegak lurus terhadap lengan, maka berapakah besar lengan momen gaya teersebut.a. 2m d. 8mb. 4m e. 10mc. 6m

2. Sebuah bensda bermassa 2 kg berputar mengelilingi suatu poros yang memiliki jarak 4m dari benda. Tentukan momen inersia benda tersebut.

a. 8 kgm2 d. 64

kgm2

b. 16 kgm2 e. 124

kgm2

c. 32 kgm2

3. Sebuah partikel mengalami gerak rotasi karena memperoleh momen gaya 30 Nm, jika percepatan sudut yang terjadi adalah 3 rad/s2 , tentukan momen inersia partikel tersebut.

a. 1 kgm2 d. 4

kgm2

b. 2 kgm2 e. 5

kgm2

c. 3 kgm2

Penyelesaian:

1. τ=l F

l= τF

=205

=4 m (b)

2. I=m r2=2.42=32 kgm2 (c)

3. τ=I α

I= τα=30

3=1 kg

m2 (a)

Uraian1. Sebuah gaya F=(120i+180 j)N dikerjakan pada suatu benda

pada suatu titik yang memiliki vector kedudukan r=(3i−2 j )mterhadap acuan O. hitunnglah momen yang dikerjakan gaya ini terhadap titik O.

2. Sebuah gaya F=(120i+150 j−100 k) Ndikerjakan pada suatu benda pada suatu titik yang memilki vector posisi r=(1,4 i+2,1 j )m terhadap titik acuan O. hutunglah momen yang dikerjakan gaya ini terhadap titik O.

3. Tiga buah massa masing-masing bermassa 0,6 kg diikatkan pada batang, yang massanya dapat diabaikan, seperti pada gambar. Tentukan momen inerisa sistem terhadap poros rotasi melalui unung batang.

4. Penyelesaian:

1. τ=r x F=(3 i−2 j ) x 120 i+180 j¿¿540 k−240 k (−k )¿780 k

2. F=(120i+150 j−100 k)r=(1,4 i+2,1 j+0 k )Sehinggaτ=r x F=(120 i+150 j−100 k )x (1,4 i+2,1 j+0 k )¿−210 i+0+210k−252 k−0−(−140 j)¿−210 i+140 j−42k

poros

m

m

m

10cm

15cm

20cm

3. I=∑mi r i2=m1r1

2+m2r 22+m3 r3

2

m1=m2=m3=0,6 kgr1=10 cm=0,1 mr2= (10+15 ) cm=25cm=0,25 mr3=(25+20 ) cm=45 cm=0,45 mI=∑mi r i

2=m1r12+m2r 2

2+m3 r32

¿m(r12+r2

2+r32)

¿0,6 (0,12+0,252+0,452)

¿0,165 kgm2

4.

Cangkringan, 16 Juli 12

MengetahuiKepala SMA N 1 Cangkringan Guru Mata Pelajaran

Drs. Abdul Kasri. Drs.Miharso Budi SantosoNIP: 19610211 198903 1 005 NIP: 19620901 199003 1 014


Sekolah : SMA N 1 Cangkringan.Kelas / Semester : XI (Sebelas) / Semester 2Mata Pelajaran : FISIKA

Standar Kompetensi 2. Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam

menyelesaikan masalah

Kompetensi Dasar2.2 Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statick dan

dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

Indikator Pencapaian Kompetensi Memformulasikan hukum dasar fluida statik Menerapkan hukum dasar fluida statik pada masalah fisika sehari-hari Memformulasikan hukum dasar fluida dinamik. Menerapkan hukum dasar fluida dinamik pada masalah fisika sehari-

hari


Memformulasikan hukum dasar fluida statik Menerapkan hukum dasar fluida statik pada masalah fisika sehari-hari Memformulasikan hukum dasar fluida dinamik. Menerapkan hukum dasar fluida dinamik pada masalah fisika sehari-

hari Karakter siswa yang diharapkan :

Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Ko-munikatif, Tanggung Jawab.

Kewirausahaan / Ekonomi Kreatif : Percaya diri, Berorientasi tugas dan hasil.

B. Materi PembelajaranFluida statik dan Fluida dinamik

– Fluida Statis

– Tekanan Hidrostatik

Tekanan didefinisikan sebagai gaya tiap satuan luas. Apabila gaya F bekerja secara

tegak lurus dan merata pada permukaan bidang seluas A, maka tekanan pada permukaan

itu dirumuskan:

P= FA

dengan:

P = tekanan (N/m2)

A = luas (m2)

F = gaya (N)

Tekanan yang berlaku pada zat cair adalah tekanan hidrostatik, yang dipengaruhi

kedalamannya. Besarnya tekanan hidrostatik di sembarang titik di dalam fluida dapat

ditentukan sebagai berikut.

P= FA

=m. gA

karena m = ρ.V dan V= A.h, maka:

P=ρ. g . h

dengan:

P = tekanan hidrostatik (N/m2)

ρ = massa jenis zat cair (kg/m2)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = kedalaman (m)

Apabila tekanan udara luar (tekanan barometer) diperhitungkan, maka

P = P0 + ρ gh

dengan:

P0 = tekanan udara luar (N/m2)

– Tekanan Atmosfer

– Fluida Statis

– Hukum Pascal

Hukum Pascal dinyatakan berikut ini.

“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke

segala arah dengan sama besar”.

Berdasarkan Hukum Pascal diperoleh prinsip bahwa dengan memberikan gaya yang

kecil akan dihasilkan gaya yang lebih besar. Prinsip ini dimanfaatkan dalam pesawat

hidrolik. Jika pengisap kecil dengan luas penampang A1 ditekan dengan gaya F1,

maka zat cair dalam bejana mengalami tekanan yang besarnya:

– Hukum ArchimedesC. Metode Pembelajaran

1. Model : - Direct Instruction (DI) - Cooperative Learning

2. Metode : - Diskusi kelompok - Ceramah

- Eksperimen



Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statick dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

Melakukan percobaan tentang tegangan permukaan, kapilaritas, dan gesekan fluida

Siswa dapat Mendiskusikan penerapan kosep dan prisip fluida statis dalam pemecahan masalah



waktuKet.

1. Kegiatan Pendahuluan 10 MENIT

TMMotivasi dan Apersepsi:

- formulasikan hukum dasar fluida statik?Prasyarat pengetahuan:

- Apakah yang dimaksud hukum dasar fluida statik?2. Kegiatan Inti

Eksplorasi Menerapkan konsep tekanan hidrostatis, prinsip hukum

10 MENIT

TM

Archimedes dan hukum Pascall melalui percobaan (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Melakukan percobaan tentang tegangan permukaan, kapilaritas, dan gesekan fluida (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Elaborasi Mendiskusikan penerapan kosep dan prisip fluida statis

dalam pemecahan masalah (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Membuat alat peraga atau demonstrasi penerapan hukum Archimedes dan/atau hukum Pascall secara berkelompok (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Mendiskusikan karakteristik fluida ideal, asas kontinuitas, dan asas Bernoulli dan penerapannya secara klasikal dalam memecahkan masalah. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Membuat alat peraga (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

50 MENIT

TT




10 MENIT

TM




Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa

ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.); Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal. (nilai


E. Sumber Belajara. Bambang Haryadi. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: CV Teguh

Karya.

b. Marthen Kanginan. 2006. Seribu pena fisika kelas XI jilid 2. Jakarta: Erlangga.

c. Buku Fisika SMA dan MA Jl.2b d. Buku referensi yang relevane. Lembar kerjaf. Alat dan bahan praktikum


Tes tertulis Penugasan Tes unjuk kerja

b. Bentuk Instrumen: PG Uraian

1. Sebuah mobil bermassa 0,4 kg berada di atas meja. Berapakah tekanan botol terhadap meja jika diameter alas botol 8 cm? (g= 10 m/s2)?Penyelesaian:m=0,4 kgF=mg=0,4 .10=4 Nd=8cmr=4 cmA=π r2=π ( 4 x10−2 )2=16 πx10−4

p= FA

= 416 πx 10− 4 =

2500π

Pa

2. Sebuah tabung yang luas dasarnnya 20 cm 3, dimasukkan 4000 cm3 air kedalamnya.a. Berapakah tinggi air dalam tabung?b. Berapakah besarnya tekanan hidrostatis pada dasar tabung?Penyelesaian:

A=20 cm2

V=4 x103cm3

a. Tinggi airV=Ah

h=VA

=4 x103 cm3

20 cm2 =2m

b. Tekanan di dasar

p=ρgh=1000 .10.2=2 x104 Nm2

3. Sebuah tempat di dasar danau memiliki kedalaman 8 meter. Massa jenis air 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi 10 m/s2

a. Berapakah tekanan hidrostatis di tempat tersebut?b. Berapakah tekanan total di tempat tersebut? Penyelesaian:h=8 mρair=1000 kg/m3

Patm=1a tm=1,01 x105 Pa

a. ph=ρgh=1000.10.8=8 x104 Pab. Tekanan total di dasar danau

ph=ph+ patm=8x 104 Pa+1,01 x 105 Pa=1,81 x 105 Pa

4. Sebuah sistem rem hidrolik sebuah kendaraan roda empat memiliki luas penghisap rem empat kali luas penghisap masternya. Suatu ketika mobil diperlambat sehingga pedal rem ditekan sehingga gaya diteruskan penghisap master sebesar 120 N. tentukan gaya oleh penghisap rem pada keempat roda tersebut?Penyelesaian:Luas penghisap master, A1

,luas penghisap rem A2=4 A1

F1=120 N

F2=A2

A1F1=

4 A1

A1F1=4 F1=4 (120N )=480 N

Gaya total pada keempat roda4 F=4 ( 480 N )=1920 N

5. Berat yang sesungguhnya dari sebuah benda adalah 3 N. jika ditimbng di dalam air beratnya menjadi 2,25 N, dan jika ditimbang di dalam suatu cairan lain beratnya menjadi 1,125 N. jika massa jenis air 1000 kg/m3, berapah massa jenis cairan tersebut.Penyelesaian:w=3 Nwair=2,25 N

w cair=1,125 Nρair=1000 kg/m3

Fa ,air=wu−wair

¿3−2,25=0,75 N

Fa ,cair=wu−w cair

¿3−1,125=1 , 875 N

ρb

ρair= w

Fa , air

ρb

1000= 3

0,75

ρb=4000 kgm3

ρb

ρcair= w

Fa , cair

4000ρ cair

= 31,875

ρcair=2500 kgm3

6. Proyek ilmiah Uji petik kerja produk (terlampir)

Cangkringan, 16 Juli 12MengetahuiKepala SMA N 1 Cangkringan Guru Mata Pelajaran


Lampiran

LEMBAR KEGIATAN SISWAHUKUM PASCAL

Angggota kelompok :1. 2. 3.

Setelah kalian melihat video yang ditayangkan, jawablah pertanyaan -pertanyaan di bawah ini:

1. Amati gambar di bawah ini

Apakah yang terjadi bila gaya F 1diberikan pada penampang

A1?

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

2. Bagaimanakah bunyi hukum Pascal? Tuliskan persamaannnya.…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Sebutkan 3 contoh penerapan hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,10 m2 dan 4 × 10–4 m2

digunakan untuk mengangkat mobil seberat 2 × 104 N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

5. Dari pertanyaan no. 4, bagaimanakah hubungan antara besar gaya pada penghisap besar dan kecil? Mengapa demikian?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

6. Apakah yang dapat kamu simpulkan? Dan apa keuntungan penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………


Sekolah : SMA N 1 Cangkringan.Kelas / Semester : XI (Sebelas) / Semester IMata Pelajaran : FISIKA

Standar Kompetensi 3. Menerapkan konsep termodinamika dalam mesin kalor

Kompetensi Dasar 3.1 Mendeskripsikan sifat-sifat gas ideal monoatomik

Indikator Pencapaian Kompetensi1. Mendeskripsikan persamaan umum gas ideal pada persoalan fisika sehari-

hari2. Menerapkan persamaan umum gas ideal pada proses isotermik, isokhorik,

dan isobarik


Mendeskripsikan persamaan umum gas ideal pada persoalan fisika sehari-hari

Menerapkan persamaan umum gas ideal pada proses isotermik, isokhorik, dan isobarik

Karakter siswa yang diharapkan : Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Ko-

munikatif, Tanggung Jawab. Kewirausahaan / Ekonomi Kreatif :

Percaya diri, Berorientasi tugas dan hasil.

B. Materi Pembelajaran Teori kinetik gas : Persamaan umum gas, Tekanan dan energi kinetik gas

Pada suatu gas tertutup berlaku:a. Hukum Boyle-Guy Lussac

P1V 1

T 1=

P2V 2

T 2

b. Persamaan umum gasPV = nRT

Pada azas Ekmitiparsi menjelaskan:a. Energy kinetik rata-rata partikel gas ideal:

Ek=f ( 12

kT )

b. Untuk gas monoatomi

Ek=32

kT

c. Kecepatan efektif partikel sebesar:

vef=√ 3 kTM

Pada suatu sistem Gas berlaku hukum I termodinamika yatitu hukum kekekalan energy panas (kalor)Q=W +∆ U

∆ U=32

n R ∆ T atau ∆ U=32

N k ∆ T

Proses ideal termodinamika:a. Isobaric

P = tetap W =F ∆ V Q=W +∆ U

b. Isotermis T = tetap ∆ U=0 P1V 1=P2V 2

W =n RT PnV 2

V 1

Q=Wc. Isokhoorik

V = tetap W = 0 Q = ∆ U

d. Adiabatic Q = 0 W =∆ U

e. Sembarang(lain) W = luas kurva

C. Metode Pembelajaran

Model : - Direct Instruction (DI) - Cooperative Learning

Metode : - Diskusi kelompok - Observasi

- Eksperimen - Ceramah



Mendeskripsikan sifat-sifat gas ideal monoatomik

Menerapkan konsep tekanan, volume, suhu, kecepatan, dan energi kinetik dalam diskusi pemecahan masalah

Siswa dapat Merumuskan hubungan antara tekanan, volume, suhu, kecepatan, dan energi kinetik dalam diskusi kelas

D. Langkah-langkah Kegiatan PERTEMUAN PERTAMANo. Kegiatan Alokasi

waktuKet.


TMMotivasi dan Apersepsi: Apakah yang terjadi jika sebuah pegas diregangkan?Prasyarat pengetahuan:

Apakah yang dimaksud dengan sifat elastis?Pra eksperimen:- Berhati-hatilah menggunakan pegas.

2. Kegiatan IntiEksplorasi Merumuskan hubungan antara tekanan, volume, suhu,

kecepatan, dan energi kinetik dalam diskusi kelas (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

10 MENIT

TM

Elaborasi Menerapkan konsep tekanan, volume, suhu, kecepatan,

dan energi kinetik dalam diskusi pemecahan masalah (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

50 MENIT

TT

Konfirmasi 10 TM

Menyimpulkan tentang hal-hal yang belum diketahui (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);


MENIT






E. Sumber Belajar a. Buku Fisika SMA dan MA Jl. 2b b. Buku referensi yang relevan c. Lembar kerja d. Alat dan bahan praktikum


Tes tertulis Penugasan Tes unjuk kerja

b. Bentuk Instrumen: PG Uraian

1. 20,78 L contoh argon berada pada suhu 27 oC dan tekanan atmosfer 1 atm (1atm= 105 Pa). tentukan banyakknya mol gas argon dalam contoh tersebut. (r = 8,314 J mol m-1K-1)Penyelesaian:

pV=nRT

n= pVRT

¿(105 Pa ) ( 2,078 x 10−2 m2 )

(8,314 J mol−1 K−1 ) (300 K )¿0,833 mol

2. Pada suhu berapakah energy kinetik molekul gas akan menjadi dua kali energy kinetiknya pada 127oCPenyelesaian:EK2

EK1=

T 2

T 1

2 EK 1

EK 1=

T 2

400

T 2=800 K=( 800−273 )℃=527℃

3. Diangkasa luar terdapat sekitar 1 atom H2 per cm3 pada suhu sekitar 3,5 K. jika massa atom H2 1g/mol. Tentukan:a. Kelajuan efektif atom-atom H2

b. Tekanan udara pada tempat ituPenyelesaian:NV

=1 atomcm3 =106 atom

m3

T=3,5 K

M H 2=1 gmol

=1 kgkmol

a. Kelajuan efektif

vRMS=√3 RTM

¿√3(8310 ) (3,5 )

1

¿295,4 ms

b. Tekanan udara

pV= NN A

RT

p= NRTVN A

= 1 (8310 ) (3,5 )10−6(6,02 x1026)

=4,83 x10−17 Pa

4. Kelajuan efektif molekul gas ideal adalah v pada suhu I. jika suhu gas diubah pada tekanan tetap, sehingga volume gas menjadi dua kali semula, maka lajju efektif molekul gas menjdi?Penyelesaian:V 1=VT 1=Tp1=pV 2=2Vp2=p

p2V 2

T2=

p1V 1

T 1

p22 VT 2

=p1 V 1

TT 2=2 T

5. Jika tekan gas ideal di perkecil seperempat kali tekanan semula dan ternyata energy dalamnya menjadi setengah kali semula, maka volume gas tersebut menjadi…. Volume semulaPenyelesaian:

P2=14

P1 dan U2=12

U1

U=32

NKT atau U =32

PV

U 2=12

U1

32

P2V 2=12( 32

P1 V 1)

32( 1

4P1)V 2=

12( 3

2P1V 1)

V 1=2V 2

Volume gas menjadi dua kali volume semula.

Proyek ilmiah Uji petik kerja produk

Cangkringan, 16 Juli 12

MengetahuiKepala SMA N 1 Cangkringan Guru Mata Pelajaran


Sekolah : SMA N 1 Cangkringan.Kelas / Semester : XI (Sebelas) / Semester IMata Pelajaran : FISIKA

Standar Kompetensi 3. Menerapkan konsep termodinamika dalam mesin kalor

Kompetensi Dasar 3.2 Menganalisis perubahan keadaan gas ideal dengan menerapkan hukum

termodinamika

Indikator Pencapaian Kompetensi Mendeskripsikan usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum

utama termodinamika Menganalisis proses gas ideal berdasarkan grafik tekanan-volume (P-

V) Mendeskripsikan prinsip kerja mesin Carnot


Mendeskripsikan usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum utama termodinamika

Menganalisis proses gas ideal berdasarkan grafik tekanan-volume (P-V) Mendeskripsikan prinsip kerja mesin Carnot Karakter siswa yang diharapkan :

Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Ko-munikatif, Tanggung Jawab.

Kewirausahaan / Ekonomi Kreatif : Percaya diri, Berorientasi tugas dan hasil.

B. Materi PembelajaranTermodinamika : Hukum utama termodinamika, Mesin Carnot

Mesin calor adalah mesin yang memanfaatkan aliran kallor dari suhu tiggi ke suhu rendah secara spontan untuk menghasilkan usaha.

Efisiensinya:

ς=WQ1

X 100 %

Atau

ς=(1−Q2

Q1)x 100 %

Mesin Carnot memiliki efisiensi maksimum dan merupakan mesin ideal.

Q T →(1−T 2

T 1)x 100%

C. Metode Pembelajaran1 1. Model : - Direct Instruction (DI)

- Cooperative Learning 2. Metode : - Diskusi kelompok

- Eksperimen - Observasi- Ceramah



Menganalisis karakteristik proses isobarik, isokhorik, isotermik, dan adiabatik dalam diskusi kelas

Menghitung usaha, kalor, dan/atau energi dalam dengan menggunakan prinsip hukum utama termodinamika dalam diskusi kelas

Siswa dapat Mendeskripsikan usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum utama termodinamika



waktuKet.


TMMotivasi dan Apersepsi:

- Bagaimana syarat benda dikatakan menerima tekanan?Prasyarat pengetahuan:

- Apakah yang dimaksud dengan usaha ?Pra eksperimen: - Berhati-hatilah menggunakan mesin carnot.

2. Kegiatan IntiEksplorasi Menghitung usaha, kalor, dan/atau energi dalam dengan

menggunakan prinsip hukum utama termodinamika dalam diskusi kelas (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

Menganalisis karakteristik proses isobarik, isokhorik, isotermik, dan adiabatik dalam diskusi kelas. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

10 MENIT

TM

Elaborasi Menghitung efisiensi mesin kalor dan koefiseien

performans mesin pendingin Carnot dalam diskusi pemecahan masalah (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);

50 MENIT

TT




10 MENIT

TM






E. Sumber Belajara. Sri Handayani dan Ari Damari. 2009. Fisika 2 untk SMA/MA Kelas XI. Jakarta:

Depdikasb. Buku Fisika SMA dan MA Jl. 2bc. Buku referensi yang relevand. Alat dan bahan praktikum


Tes tertulis Tes unjuk kerja

b. Bentuk Instrumen: PG Uraian Uji petik kerja produk

Cangkringan, 16 Juli 12MengetahuiKepala SMA N 1 Cangkringan Guru Mata Pelajaran


Memformulasikan pengaruh torsi pada sebuah benda Web viewRENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP )...

Documents

Transcript of Memformulasikan pengaruh torsi pada sebuah benda Web viewRENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP )...