RPP FISIKA

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP)

NAMA SEKOLAH : SMK NEGERI 1 MANGGARMATA DIKLAT : FISIKAKELAS / SEMESTER : X / 2 (GENAP)

STANDAR KOMPETENSI : 4. Menerapkan Konsep Usaha, Daya dan Energi KOMPETENSI DASAR : 4.1. Menguasai Konsep Usaha, Daya dan Energi

ALOKASI WAKTU : 2 x 45 menit PERTEMUAN : 1 (Satu)

INDIKATOR : Konsep usaha sebagai hasil kali gaya dan perpindahan dibuktikan melalui persamaan matematis Usaha yang dilakukan sama dengan perubahan energi kinetik pada benda dihitung dengan

menggunakan rumus Energi potensial gravitasi dan energi kinetik dibandingkan secara kuantitatif

1. Tujuan Pembelajaran Peserta Didik Dapat : 1. Menjelaskan pengertian dari Usaha, daya dan Energi 2. Menjelaskan pengertian energi kinetik dan energy potensial 3. Menjelaskan hubungan usaha dan energi kinetik, usaha dan energi potensial 4. Memahami cara menentukan energi potensial yang diakibatkan oleh gravitasi dan pegas

2. Materi Pembelajaran 1. Usaha dan energi merupakan besaran dalam fisika yang saling berkaitan. Usaha dapat

ditinjau sebagai banyaknya energi yang diubah dari bentuk yang satu kebentuk yang lain, sebaliknya energi dapat ditinjau sebagai kemampuan untuk melakukan usaha.

2.Suatu sistem dikatakan mempunyai energi (tenaga) bila sistem tersebut mempunyi kemampuan untuk melakukan usaha ( kerja). Energi dapat berubah dari bentuk yang satu kebentuk yang lain. Meskipun bentuknya berubah, namun besarnya tetap. Hal ini sesuai dengan Hukum kekekalan energi.

3. Energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang masih tersimpan. Energi potensial gravitasi dapat dimiliki oleh suatau benda karena kedudukan atau keberadaan benda.

Ep = m.g. h atau Ep = W.h , dimana : Ep energi potensial (joule), m masa benda (kg), h tinggi benda terhadap bidang acuan (m), g gravitasi ( m/s2) , W berat benda ( Newton)

4. Energi kinetik yaitu energi yang di peroleh benda karena pengaruh geraknya, jadi tiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik. Ek = ½ mv2

5. Usaha ( W) =F.s, dimana F = gaya( N) dan s = jarak (m), bila membentuk sudut terhadap horizaontal maka menjadi W= F.cos θ.s. Usaha dan energi kinetik dapat di buat persamaan

W = ∆ Ek W= ½ mv22 – ½ mv1

2, W = 1/2 m(v22 - v1

2 ). Usaha dan energi potensial W= mg(h1-h2), jika pada potensial pegas F= k.x , Ep = ½ k.x2, usaha untuk merenggangkan pegas W= Ep akhir- Ep awal, karena Ep awal = 0, maka W = ½ k. x 2, dimana k konstanta pegas ( N/m), x jarak perpindahan (m)

3. Metode/ Model Pembelajaran1. Cooperatif learning2. Ceramah , Diskusi dan Tanya jawab3. Percobaan dan pemberian tugas berupa soal-soal

4. Langkah-langkah PembelajaranPertemuan ke -1

A. Pendahuluan ( 10 Menit)1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi2. Memberitahukan standar kompetensi/ kompetensi dasar yang akan dipelajari3. Pre test tentang konsep usaha, daya dan energi

B. Kegiatan Inti ( 65 menit)1. Guru menjelaskan tentang: pengertian usaha dan energi, energi potensial, energi potensial

pegas, energi kinetik serta hubungan usaha dengan energi kinetik dan energi potensial sertausaha dengan energi potensial pegas.

2.Melakukan diskusi untuk membahas formulasi energi potensial, energi kinetik serta usaha3. Mempresentasikan hasil diskusi dan melakukan Tanya jawab yang dibimbing oleh guru.

C. Kegiatan akhir (10 menit)1. Guru bersama-sama dengan siswa mengadakan refleksi terhadap proses belajar mengajar

16

serta membuat kesimpulan.2. Pemberian tugas terstruktur (PR) dari buku pelajaran fisika, serta tugas tidak tersruktur, siswa ditugaskan membaca mempelari mengenai materi yang telah disampaikan3. Menutup pelajaran dengan salam.

5. Sumber Belajar : 1. Bahan : Buku pelajaran fisika SMK 2. Lingkungan sekolah untuk mengamati bentuk-bentuk energi, usaha dan daya

6. Penilaian Hasil belajar

Indikator Pencapaian Kompetensi

PenilaianTeknik Bentuk

InstrumenInstrumen

1. Menjelaskan pengertian dari Usaha dan energi

Tes lisan/Tes Tertulis

Uraian 1.Apakah yang dimaksud dengan usaha dan energi ?

2. Menghitung energi dan usaha


Uraian 2. Sebuah batu yang massanya 2000 gr jatuh dari ketinggian 20 m diatas tanah. Jika percepatan gravitasi bumi 980 cm/s2, tentukan energi potensialnya !3. Kapan Energi Potensial pegas = 0 ?4.Buah kelapa bermassa 1 kg yang sedang menggelayut di atas dahan pohon kelapa memiliki Energi Potensial sebesar 10 Joule. Berapakah ketinggian buah kelapa tersebut dari permukaan tanah ? (g = 10 m/s2)

3. Menghitung usaha dan energi kinetik , usaha dan energi potensial pegas


Uraian 5.Seorang pemanjat tebing bermassa 60 Kg memanjat sebuah tebing yang tingginya 10 meter. Berapakah usaha yang dibutuhkan ? (g = 10 m/s2)6. Berapakah ketinggian yang akan dicapai bola yang massanya 0,2 kg jika dilemparkan lurus ke atas oleh seseorang yang melakukan usaha 100 Joule pada bola tersebut ? (g = 10)7. Panjang sebuah pegas tanpa direnggangkan adalah 30 cm. Kemudian pegas direnggangkan dengan gaya 100 N. Sehingga bertambah panjang 40 cm. Tentukan besar Usaha yang dilakukan untuk merenggangkan pegas tersebut

Jawaban:1. Usaha banyaknya energi yang dapat diubah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lainnnya, sebaliknya

energi ditinjau sebagai kemampuan untuk melakukan usaha, keduanya mempunyai satuan yang sama yaitu joule.

2. Diketahui : m = 2000 gr = 2 kg, h = 20 m dan g = 980cm/s2 = 9,8 m/s2

Ditanya = Ep =?Jawab : Ep = m.g.h

= (2) (9,8) (20) = 392 joule

3. Energi potensial pegas akan bernilai nol (Ep = 0) ketika pegas berada dalam kesetimbangan.

4. Diketahui: m = 1 kg Ditanyakan h …? Ep = 10 J Jawab:

g = 10 m/s2

17

E p =mgh100=1. 10 . h

h =10010

=10m

5. Diketahui: Ditanyakan Ep …?m = 60 kg Jawab:h = 10 mg = 10 m/s2

E p =mgh=60 .10 .10=6 kJ

Jadi energi potensialnya adalah 6 kJ.

6. Diketahui: Ditanyakan h …?m = 0,2 kg Jawab:Ep = 100 Jg = 10 m/s

E p =mgh100=0,2 .10 . h

h =1002

=50m

Jadi ketinggian lemparan bola adalah 50 m.

7. Diketahui: x =40-30 = 10 cm =0,1 m, F = 100N Ditanyakan : W ?

Jawab: F = k. x jadi k = F/x = 100/0,1 = 1000 NMUsaha yang dilakukan untuk meregangkan pegas : W = ½ k.x2

W = ½.(1000)(0,1)2

W = 5 Joule

Mengetahui : Manggar, 07 Januari 2013Kepala SMK Negeri 1 Maggar Guru mata Diklat,

Drs. SUHARDIANTO RISTON O.CARLO, S.PdNIP. 196711201998021002 NIP.19751005201001100


18


STANDAR KOMPETENSI : 4. Menerapkan Konsep Usaha, Daya dan EnergiKOMPETENSI DASAR : 4.2. Menguasai Hukum Kekekalan EnergiALOKASI WAKTU : 2 x 45 menitPERTEMUAN : 2 (dua)

INDIKATOR : Hukum kekekalan energi mekanik pada gerak benda di bawah medan gaya konservatif dirumuskan

secara matematis Penerapan konservasi energi diuraikan secara kuantitatif dan kualitataif

1. Tujuan Pembelajaran Peserta Didik Dapat : 1. Memahami hukum kekekalan energi mekanik pada benda dibawah gaya konservatif 2. Memahami cara menghitung energi kinetik, energi potensial dasn energi mekanik

2. Materi Pembelajaran1. Dalam medan gravitasi bumi, jumlah energi potensial dan energi kinetik suatu benda tetap, jika tidak

ada gaya dari luar yang bekerja pada benda tersebut. Pernyataan ini disebut dengan hukum kekekalan energi mekanik.

2. Benda yang berada pada ketinggian h dari permukaan bumi, memiliki energi potensial sebesar Ep = m.g.h. Bila dilepas benda itu akan bergerak ke bawah. Saat bergerak benda memiliki energi kinetik sebesar Ek = ½ mv2. Makin ke bawah Ep makin kecil dan Ek akan semakin besar. Jadi energi mekanik yaitu: jumlah energi kinetik dengan energi potensial yang dimiliki oleh suatu benda, atau secara matematis ditulis : EM = Ep + Ek

3. Pada saat suatu benda jatuh, kecepatannya bertambah dan tingginya berkurang. Dapat dikatakan energi kinetiknya bertambah dan energi potensialnya berkurang. Secara matematis dapat ditulis:W1-2 = Ep 1 - Ep2 = m.g.h 1 - m. g. h2 ……….(*)W1-2 = Ek2 – Ek1 = ½ m v2

2 - 1/2 mv12 ……… (**)

Dari persamaan (*) dan (**) diperoleh persamaan :m.g.h 1 - m. g. h2 = ½ m v2

2 – 1/2 mv12

m.g.h 1 + ½ mv12 = m. g. h2 + ½ m v2

2 Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

3. Metode/ Model Pembelajaran1. Cooperatif learning2. Ceramah , Diskusi dan Tanya jawab3. Percobaan dan Pemberian tugas berupa soal-soal

4. Langkah-langkah PembelajaranPertemuan Ke-2A. Pendahuluan ( 10 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi.2. Menyegarkan kembali tentang materi yang telah dipelajari,

3. Pembahasan tugas yang telah diberikan sebelumnya serta memberikan pre test tentang materi energi mekanik dan hukum kekekalan energi mekanik

B. Kegiatan Inti ( 65 menit)1. Guru memberikan contoh soal dan memberikan cara-cara menyelesaikan soal-soal energi mekanik

dan hukum kekalan energi mekanik.2. Peserta didik membuat kelompok diskusi untuk membahas penyelesaian soal-soal dari energi

mekanik dan hukum kekekalan energi mekanik 3. Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok masing-masing kedepan kelas 4. Guru memberikan penguatan serta memberikan tanggapan serta koreksi dari hasil diskusi masing-

masing kelompok. 5.Guru memberikan penghargaan bagi peserta yang menpresentasikan dengan baik pemecahan

masalah nya, serta memberikan bimbingan pada masing-masing anggota kelompok.C. Penutup (15 menit) 1. Guru beserta peserta didik mengadakan refleksi terhadap proses belajar mengajar dan menarik

kesimpulan dari pelajaran yang baru saja dipelajari 2. Menjelaskan kaitan materi dengan materi selanjutnya

19

3. Memberikan tugas-tugas terstruktur (PR) 4. Menutup dengan salam

5. Sumber Belajar : 1. Bahan : Buku pelajaran fisika SMK 2. Lingkungan sekolah untuk mengamati hukum kekekalan energi mekanik 3. LKS




InstrumenInstrumen

1. Memahami hukum kekekalan energi mekanik pada benda dibawah gaya konservatif

Tes Tertulis/ Tes lisan

Uraian 1. Apakah yang di maksud dengan energi mekanik dan hukum kekekalan energi mekanik ?

2. Memahami cara menghitung energi kinetik, energi potensial dasn energi mekanik

Tes Tertulis

Uraian 2. Sebuah benda bermassa 3 kg yang mula-mula diam di jatuhkan dari ketinggian 15 meter dari permukaan tanah. benda tersebut mengalami jatuh bebas dengan percepatan gravitasi 10 m/s2. Hitunglah:a. Energi mekanik pada ketinggian 15 mb. Energi mekanik pada ketinggian 10 mc. Energi mekanik pada ketinggian 0 m3. Sebuah benda bermassa 2 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 15 m/s. Berapakah energi kinetik saat benda mencapai kletinggian 10 m?

Jawaban:

1. Energi mekanik adalah jumlah energi kinetik dan energi potensial yang dimiliki oleh suatu benda, sedangkan hukum kekekalan energi mekanik didefinisikan sebagai dalam medan gravitasi bumi, jumlah energi potensial dan energi kinetik suatu benda tetap, jika tidak ada gaya yang mempengaruhinya.

2. Diketahui : m = 3 kg, h1 = 15 m, h2 = 10 m, h3 = 0 m , g = 10m/s2

Ditanyakan: a. EM1 ( saat ketinggian 15 m) ? b. EM2 ( saat ketinggian 10 m)? c. EM3 ( saat ketinggian 0 m) ?

Jawab :a. Pada ketinggian 15 m dari permukaan tanah, energi kinetik, energi potensial, dan energi mekaniknya

adalah : Ek1 = ½ mv12 = 0 sebab v1 = 0 Ep1 =m.g.h 1 =(3)(10)(15) = 450 Joule

EM1 = Ek1 + Ep1 = 0 + 450 = 450 Joule

b. Pada ketinggian 10 m dari permukaan tanah, energi potensialnya adalahEp2 = m.g.h 2 = (3)(10)(10) = 300 JouleKelajuan benda pada ketinggian tersebut dapat dicari dengan rumus GLBB : vt

2 = v02 + 2 a.s

dimana v mula-mula adalah 0, maka vt2 = (0)2 + 2 (10) (5) = 100 m/s

vt =√ 100 = 10 m/sEnergi kinetik dan energi mekanik pada kedudukan ini adalah Ek2 = ½ mv2

2 = ½ (3) (10)2 = 150 jouleEM2 = Ek2+ Ep2 = 150 + 300 = 450 Joule

c.Pada ketinggian 0 m dari permukaan tanah, energi potensialnya adalah : Ep3 = m.g.h3 = (3)(10)(0) = 0 Joule , kelajuan pada ketinggian tersebut dicari dengan rumus GLBB vt

2 = v02 + 2 a.s = 0 + 2.(10)(15) = 300 Joule

vt =√ 300 = 10√3 m/sEnergi kinetik dan energi mekanik pada kedudukan itu adalah ….Ek3= ½ mv3

2 = ½ (3) (10√3)2 = 450 jouleEM3= Ek3+ Ep3 = 450 + 0 = 450 Joule

3. Diketahui : m = 2 kgv0 = 15 m/s

20

h = 10 mg = 10 m/s2

Ditanyakan: Ek ...? Penyelesaian

EpB+EkB=EpA+EkA

mgh+EkB=0+12

mv 12

EkB =m(1

2v 12−gh )

=2(12(15)2−10 .10 )

=25J Jadi energi kinetiknya dalah 25 J.




21


STANDAR KOMPETENSI : 4. Menerapkan Konsep Usaha, Daya dan EnergiKOMPETENSI DASAR : 4.3. Menghitung Usaha, Daya dan EnergiALOKASI WAKTU : 4 x 45 menitPERTEMUAN : 3 dan 4 (empat)

INDIKATOR : Usaha, energi dan daya disinteisis ke dalam persamaan matematis Usaha, energi dan daya dihitung ke dalam persamaan matematis

1. Tujuan Pembelajaran Peserta Didik Dapat : 1. Memahami hubungan persamaan matematis dari energi, usaha dan daya 2. Menjelaskan perhitungan matematis dari usaha, energi dan daya

2. Materi Pembelajaran1. Teorema usaha-energi. Usaha yang dilakukan oleh gaya resultan yang bekerja pada suatu benda sama

dengan perubahan energi kinetik yang dialami benda itu, yaitu energi kinetik akhir dikurangi energi kinetik awal. Wres =∆ Ek = Ekakhir - Ekawal = ½ mv2

2 – ½ mv12

Jika usaha positif, Wres bekerja pada suatu benda, energi kinetik bertambah sejumlah Wres

Sebaliknya, jika usaha negative, yaitu benda melakukan usaha ( W), energi kinetik benda berkurang sejumlah Wres.

2. Daya didefinisikan sebagai laju usaha yang dilakukan atau besar usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Besar daya dinyatakan dalam persamaan:P = W/ t = F.s / t ; karena s/t = v ( kecepatan), maka P= F. v ( persamaan ini umumnya digunakan untuk menghitung daya rata-rata mesin yang menghasilkan kecepatan tertentu, seperti mesin mobil). Daya juga dapat dirumuska sebagai P = Ep / t = m.g.h /t.dengan : P = daya ( watt) , W = Usaha ( joule), F = gaya (N), s = jarak (m), t = waktu (s), v = kecepatan ( m/s).Daya diperoleh dari hasil bagi antara dua besaran scalar ( usaha dan waktu), sehingga daya termasuk besaran scalar.

3. satuan SI untuk daya adalah watt (W), untuk menghargai penemu mesin uap asal Skotlandia, James watt (1734-1819). 1 watt = 1 joule / 1 sekon. Dalam bidang teknik, seperti pompa dan mesin-mesin, daya dinyatakan dalam daya kuda atau horse power (hp) 1 Hp = 1 DK =746 Watt. 1 Kwh = 3,6 x 106 joule.

4. Dalam keseharian satuan watt banyak dipakai untuk menyatakan spesifikasi dari peralatan listrik, seperti tv, kulkas , lampu dsb. Misalnya lampu 25 W, berarti lampu melakukan usaha dengan laju 25 joule tiap sekon. Dalam sekon yang sama bola lampu 60 Watt melakukan usaha 60 joule, karena itu bola lampu 60 watt melakukan usaha lebih besar dari pada bola lampu 25 watt. Daya listrik di hitung dengan P = V. I dimana V =beda tegangan/ potensial) ( Voltage) dan i = kuat arus ( ampere)

5. Efisiensi yaitu hasil bagi antara keluaran dengan masukan dikali seratus persen. secara matematis ditulis: ɳ = (keluaran / masukan ) x 100% , dimana masukan = energi yang diterima oleh mesin, keluaran = energi yang diubah menjadi energi kinetik.

3. Metode/ Model Pembelajaran 1. Cooperatif learning2. Ceramah , Diskusi dan Tanya jawab3. Percobaan , studi kasus dan Pemberian tugas berupa soal-soal

4. Langkah-langkah PembelajaranPertemuan ke -3A. Pendahuluan ( 10 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi2. Menyegarkan ingatan siswa dengan membahas tugas- tugas dari materi-materi sebelumnya3. Pre test tentang konsep daya

B. Kegiatan Inti ( 65 menit)1. Guru menjelaskan tentang: konsep daya, teorema usaha energi, serta mempelajari perhitungan daya melalui persamaan.2.Peserta didik melakukan diskusi untuk membahas konsep daya, usaha dan energi 3. Peserta didik Mempresentasikan hasil diskusi serta kesimpulan dari pengamatan4. Guru memberikan penguatan pada masing-masing kelompok

C. Penutup (15 menit)

22

1. Guru bersama-sama dengan siswa mengadakan refleksi terhadap proses belajar mengajar serta membuat kesimpulan.

2. Menjelaskan kaitan materi dengan materi selanjutnya3. Pemberian tugas rumah, menutup dengan salam.

Pertemuan Ke-4A. Pendahuluan (15 menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi2. Menyegarkan kembali tentang materi yang telah dipelajari, 3. Pembahasan tugas yang telah diberikan pada pertemuan sebelumnya

B. Kegiatan inti (65 menit)1. Guru memberikan contoh soal dan cara menyelesaikan dari daya dan hubungan nya dengan energi

listrik serta perhitungan efisiensi2. Peserta didik membentuk kelompok, berdiskusi untuk memecahkan soal-soal dari materi yang telah

diberikan3. Peserta didik mempresentasikan hasil diskusinya dan di tanggapi para peserta didik yang lain.4. Guru memberikan arahan dan penguatan pada masing-masing anggota kelompok diskusi

C. Penutup (15 menit) 1. Guru bersama-sama dengan siswa mengadakan refleksi terhadap proses belajar mengajar serta

membuat kesimpulan.2. Guru menjelaskan keterkaitan materi dengan materi selanjutnya3. Pemberian tugas tersrtuktur (PR) dan tugas tidak tersrtuktur untuk mendalami materi yang telah

disampaikan4. Menutup dengan salam

5. Sumber Belajar : 1. Bahan : Buku pelajaran fisika SMK 2. Lingkungan sekolah untuk mengamati gejala keseimbangan benda dan titik berat 3. LKS

6. Penilaian Hasil belajarA. Soal uji Kompetensi1. Sebuah batu massanya 400 gram didorong oleh gaya 800 N, sehingga berpindah sejauh 8 cm. Jika gaya

membentuk sudut 600 terhadap garis horizontal, tentukan usahanya !2. Air terjun dalam tiap detik mengalirkan air sebanyak 100 m3. Tinggi air terjun 12 m ( g = 10 m/s2 )

tentukan : a. energi tiap detik dan energi tiap jam ! b. besar daya air terjun tersebut !

3. Besarnya usaha untuk menggerakkan mobil dengan massa 1000kg, dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan 72 km/jam adalah ….(gaya gesekan diabaikan)

4. Mobil yang massanya 1000 dijalankan dari keadaan diam dengan percepatan 2 m/s2 selama 30 detik. Daya mesin mobil itu adalah….

5. Seseorang yang bermassa 60 kg menaiki tangga yang tingginya 15 meter dalam waktu 2 menit. Jika, g = 9,8 m/s2, maka daya yang dikeluarkan orang itu adalah….

6. Sebuah benda bermassa 4 kg, mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan 3m/s2 . Usaha yang diubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah…

7. Air terjun setinggi 8 m dengan debit 10 m3/s, dimamfaatkan umtuk memutar generator listrik mikro . Jika 10 % energi air berubah menjadi energi listrik ( g = 10 ms -2), daya keluaran motor listrik adalah sebesar……

8. Sebuah electromotor digunakan untuk mengangkat beban bermassa 4 kg, vertical ( 9,8 ms-2). Bila electromotor bekerja pada tegangan 20V dan arus yang mengalir 3,92 A, dalam waktu 2 sdapat mengangkat beban setinggi 2 m, efisiensi electromotor tersebut adalah

9. Air terjun setinggi 20 m, digunakan untuk PLTA, setiap detik air mengalir 10 m3. Jika efisiensi generator 55% dan g = 10 ms-2, maka daya rata-rata yang dihasilkan…

10.Sebuah motor listrik mengangkat benda seberat 1,5 kg keatas setinggi 3 m, g=10 ms-2, bila tegangan

12,5 V , arus 1,5 A dan efisiensi 60% , maka waktu yang dibutuhkan oleh motor listrik tersebut adalah…

Jawaban:1. diketahuai : m = 400 gr = 0,4 kg, F = 800 N, s =8 cm= 0,08 m, sudut 600 terhadap horizontal

ditanyakan : Wjawab : W = F. cos θ. s = (800) (cos 60). 0,08

23

W= 32 Joule

2. Diketahui : V = 100 m3, ρ air = 1000 kg/m3, h = 12 m , g = 10 ms-2 t = 1 detikDitanyakan :a. Ep tiap detik dan Ep tiap jam = ?

b. P= ?Jawab: : massa air = ρ air. V = (1000) (100) = 100.000 kg = 105 kg

A. Energi tiap detik Ep = m.g.h = (105) (10)(12) = 12 x 106 Joule Energi tiap jam Ep = 12 x 106 Joule x 3600 = 4,32 x 1010 joule

b. P = W/ t , dimana: W = m.g.(h1-h2) P = 12 x 106 Joule / 1

P= 12.000 kW

3. Diketahui : m = 1000 kg, v0 = 0 m/s vt =72 km/jam =20m/s v0 = 0Ditanyakan : WJawab : W = ∆ Ek = Ekakhir - Ekawal = ½ mvt

2 – ½ mv02

W = ½ (1000) (20)2 – 0 W= 2 x 105 joule.

4. Diketahui : m = 1000 kg, a = 2 ms-2 t = 30 sDitanyakan: PJawab : P = F.s /t dimana F = m.a = (1000)(2) = 2000 N

s = v0.t + ½ a.t2 = 0 + ½ (2) (30)2 = 900 m maka P = (2000)( 900 ) / 30 = 60kWatau : vt = v0 + a.t = 0 + (2) (30) = 60 m/s

W = ½ mvt2 – ½ mv0

2 = ½ ( 1000) (60)2 – 0 = 1800000 joule P = W/t = 1800000/ 30 P = 60 kW

5. Diketahui : m = 60 kg, h = 15 m t= 2 mnt = 120 s g= 9,8 m/s2

Ditanyakan : P =?Jawab : Ep = m.g.h = (60)(9,8)(15) = 8820 joule

P = W/ t = 8820/120 P = 73,5 Watt

6. Diketahui : m = 4kg a = 3 m/s2 t = 2s v0 =0Ditanyakan : W (setelah 2 detik)= ?Jawab : vt = v0 + a.t = 0 + (3) (2) = 6 m/s

W = ½ mvt2 – ½ mv0

2 = ½ (4) (6)2 – 0 W = 72 joule

7. Diketahui : Ketinggian air terjun memberikan energi potensial pada air sebesar Epair = mgh terhadap turbin yang berada h meter di bawahnya. Massa (m) dari air yang

tercurah ditentukan melalui debit air per sekon, debit air 10 m3 / sekon, ρ air = m/V m persekon=( 1000)(10) =104 kg. h = 8 m ɳ = 10 % g = 10 m/s2

Ditanyakan : P generator listrik =?Jawab : Epair = m.g.h = (104)(10)(8) = 8x105 joule

ɳ = daya keluaran ( E listrik) / daya masukan ( Ep air)

t t P generator listrik = 0,1 (8)(10) 5 joule

1 = 80000Watt = 80 kW

8. Diketahui : Elektro motor mengubah energi listrik menjadi energi potensial. Ep = m.g.h ; El= V.i.t; m = 4kg, g = 9,8 m/s2, V= 20 volt, i = 3,92 A, t =2 s, h = 2 m

Ditanyakan: ɳ = ?Jawab : ɳ = Ep/ El = m.g.h/ V.i.t = (4)(9,8)(2) / (20) (3,92) (2) x 100%

ɳ = ½ x 100% = 50 %

9. Diketahui : h air = 20 m, debit air( volume tiap detik) = 10 m3, ρ air = 103 kg/m3, ɳ = 55%Ditanyakan : P rata-rata yang dihasilkanJawab : m = ρ air. V = (1000) (10) = 104 kg , g = 10 m/s2

ɳ = daya keluaran ( P listrik) / daya masukan ( Ep tiap detik)

24

ɳ = P listrik / m.g.h( tiap detik) ɳ = P/ (104) (10) (20) = ɳ = P/ 2x106 watt P = ɳ x 2x106 watt = (55% ) (2x106 watt) P = 1100 kW

10. Diketahui : m = 1,5 kg; h = 3m, g = 10 m/s2, V =12,5 volt, I = 1,5 A, ɳ =60% Ditanyakan : t = ? Jawab : Suatu energi yang di keluarkan motor, digunakan untuk mengangkat benda

ɳ V. i. t/ m.g.h (60% )(12,5)(1,5)( t ) / (1,5) (10) (3)

11,25( t) / 45 t = 45/ 11,25 t = 4 s




NAMA SEKOLAH : SMK NEGERI 1 MANGGAR

25

MATA DIKLAT : FISIKAKELAS / SEMESTER : X / 2 (GENAP)STANDAR KOMPETENSI : 5.Menerapkan Konsep Impuls dan MomentumKOMPETENSI DASAR : 5.1. Menguasai Konsep Impuls dan Hukum Kekekalan Momentum ALOKASI WAKTU : 2 x 45 menitPERTEMUAN : 5 (lima)

INDIKATOR : Konsep impuls dan momentum dan hubungannya diformulasikan dalam persamaan matematis Hukum kekekalan momentum diformulasikan dalam persamaan matematis Aplikasi hukum kekekalan momentum

1. Tujuan Pembelajaran Peserta Didik Dapat : 1. Menjelaskan konsep impuls dan momentum serta hubungannya dalam persamaan matematis

2. Menjelaskan jenis-jenis tumbukan3. Menjelaskan aplikasi dari Hukum kekekalan momentum

2. Materi Pembelajaran1. Impuls dan perubahan Momentum. Momentum suatu benda dapat didefinisikan sebagai hasil kali

massa benda dengan kecepatannya. Sedangkan impuls dapat dikatakan sebagai perubahan momentum. keduanya adalah besaran vector.

2. I = F. ∆t p = m .v , dimana I = ∆p atau F.∆t = mv1 –mv0

3. Hukum kekekalan Momentum, menyatakan bahwa momentum sebelum dan sesudah tumbukan adalah selalu tetap. Dalam tumbukannselalu berlaku hukum kekekalan momentum. Menurut kelentingan benda, tumbukan dapat dibedakan menjadi:

a. Tumbukan lenting sempurna (energi yang hilang selama tumbukan dapat diperoleh kembali). Kecepatan sebelum dan sesudah tumbukan relative sama, berlaku hukum : kekekalan momentum : mAvA + mBvB = mAv’A + mBv’B *** mA(vA-v’A)= -mB(vB – v’B) Hukum kekekalan energi kinetik: Ek1 + Ek2 = Ek1’ + Ek2’

*** - (v’A - v’B) = 1 vA – vB

b. Tumbukan lenting sebagian, jika benda selama tumbukan tenaga gerak yang hilang hanya sebagian diperoleh kembali. Berlaku hukum kekekalan momentum, tetapi tidak hukum kekekalan energi kinetik.

c. Tumbukan tidak lenting sama sekali, jika selama tumbukan tenaga gerak yang hilang tidak ada sedikitpun diperoleh kembali. berlaku hukum kekelan momentum, hukum kekekalan energi kinetik tidak berlaku. Kedua benda setelah tumbukan melekat menjadi satu sehingga kecepatan keduanya sama, atau v’A = v’B, persamaan nya adalah

- (v’A - v’B) = 0 vA – vB

3. Aplikasi Hukum kekalan Momentum. Gaya pental (recoil), Gerak balon, gaya dorong pada roket dan gaya dorong pada mesin jet.

3. Metode/ Model Pembelajaran, 1. Cooperatif learning2. Ceramah , Diskusi dan Tanya jawab3. Kuis dan Pemberian tugas berupa soal-soal

4. Langkah-langkah PembelajaranPertemuan ke-5 (lima)A. Pendahuluan ( 10 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi 2. Menjelaskan Standar kompetensi dan kompetensi dasar yang harus dikuasai oleh siswa 3. Pre test tentang konsep impuls dan momentumB. Kegiatan Inti ( 65 menit)

1. Guru menjelaskan tentang konsep impuls dan momentum dan aplikasi hukum kekekalan momentum 2. Peserta didik berkelompok mendiskusikan tentang konsep impuls dan momentum serta

aplikasi hukum kekekalan momentum serta menuliskan hasil diskusi kedalam laporan secara teliti dan benar, melalui penalaran yang cermat kreatif dan bertanggung jawab

3. Peserta didik Mempresentasikan hasil diskusi didepan kelas.4. Guru memberikan arahan dan penguatan pada masing-masing peserta kelompok diskusi

26

C. Penutup (15 menit) 1. Guru bersama-sama dengan siswa mengadakan refleksi terhadap proses belajar mengajar serta

membuat kesimpulan.2. Guru menjelaskan keterkaitan materi dengan materi selanjutnya3. Pemberian tugas tersrtuktur (PR) dan tugas tidak tersrtuktur ( mendalami materi yang telah

disampaikan, mengamati gejala-gejala tumbukan di sekitarnya)4. Menutup dengan salam

5. Sumber Belajar : 1. Bahan : Buku pelajaran fisika SMK 2. Lingkungan sekolah untuk mengamati gejala Impuls dan momentum 3. LKS

6. Penilaian Hasil belajarIndikator Pencapaian

KompetensiPenilaian

Teknik Bentuk Instrumen

Instrumen

1. Konsep impuls dan momentum dan hubungannya diformulasikan dalam persamaan matematis

Tes Tertulis

Uraian 1.Apakah yang di maksud dengan momentum dan impuls?2. apakah hubungan keduanya?

2.Hukum kekekalan momentum diformulasikan dalam persamaan matematis

Tes Tertulis

Uraian 3. Apakah yang di maksud dengan hukum kekekalan momentum?4. Buatlah persamaan matematis dari hukum kekekalan momentum

3. Aplikasi hukum kekekalan momentum

Tes Tertulis

Uraian 5.Buatlah perumusan matematis dari kekekalan momentum saat bola dilempar dan menumbuk tanah.

Jawaban:1. Momentum ialah: Hasil kali massa sebuah benda dengan kecepatan . Momentum merupakan besaran

vektor yang arahnya searah dengan kecepatannya. Satuan dari mementum adalah kg m/s atau gram cm/sImpuls adalah: Hasil kali gaya dengan waktu yang ditempuhnya. Impuls merupakan Besaran vector yang arahnya searah dengan arah gayanya. Perubahan momentum adalah akibat adanya impuls dannilainya sama dengan impuls.

2. Impuls adalah perubahan momentum

3. Hukum kekalan momentum adalah menyatakan bahwa jumlah momentum dari benda (A) dan (B) sebelum dan sesudah terjadinya tumbukan adalah tetap. Sesuai dengan hukum III Newton.4. benda A dan B masing-masing mempunyai massa mA dan mB dan masing-masing bergerak segaris

dengn kecepatan vA dan vB sedangkan vA > vB. Setelah tumbukan kecepatan benda berubah menjadi v’A dan v’B. Bila FBA adalah gaya dariA yang dipakai untuk menumbuk B dan FAB gaya dari B yang dipakaiuntuk menumbuk A, maka menurut Hukum III Newton: FAB = -FBA

FAB. Δ t = - FAB. Δ t ImpulsA = impulsB

mAv’A – mAvA = - (mBv’B – mBvB)mAvA + mBvB = mAv’A + mBv’B

5. Energi yang hilang setelah tumbukan dirumuskan: Energi hilang = ∑Ek sebelum tumbukan - ∑Ek sesudah tumbukan Energi hilang = { ½ mA vA2 + ½ mB vB2} – { ½ mA (vA’)2 + ½ mB (vB’)2} Tumbukan yang terjadi jika bola dijatuhkan dari ketinggian h meter dari atas lanmtai. Kecepatan bola waktu menumbuk lantai dapat dicari dengan persamaan : vA =√2g h

Kecepatan lantai sebelum dan sesudah tumbukan adalah 0.Vb =vb’ = 0Dengan memsukkan persamaan tumbukan elastis sebagian :e= V2a + v2b / Va+vb

27

diperoleh: e = v2a + 0 / va + 0 = v2a/vaSehingga diperoleh e = √h/hDengan h1 = ketinggian pantulan dan h = tinggi bola jatuh





28

STANDAR KOMPETENSI : 5.Menerapkan Konsep Impuls dan MomentumKOMPETENSI DASAR : 5.2. Menerapkan Konsep Impuls dan Momentum Dalam PerhitunganALOKASI WAKTU : 4 x 45 menitPERTEMUAN : 6 (enam ) dan 7 (tujuh)

INDIKATOR : Hukum kekekalan momentum anguler diterapkan dalam berbagai kondisi Hukum kekekalan energi dan kekekalan momentum diintegrasikan untuk berbagai peristiwa

tumbukan Prinsip kekekalan momentum diterapkan untuk menyelesaikan masalah yang menyangkut interaksi

gaya-gaya internal

1. Tujuan Pembelajaran Peserta Didik Dapat : 1. Menerapkan hukum kekekalan momentum anguler dalam perhitungan

2. Menghitung hukum kekekalam momentum dan hukum kekekalan energy dalam peristiwa tumbukan3. Menghitung aplikasi dari Hukum kekekalan momentum yang menyangkut interaksi gaya-gaya

internal.2. Materi Pembelajaran

1.Impuls dan perubahan Momentum. 2. Hukum kekekalan Momentum3. Aplikasi Hukum kekalan Momentum. Gaya pental (recoil), peluru, Gerak balon, gaya dorong pada

roket dan jet.3. Metode/ Model Pembelajaran

1. Cooperatif learning2. Ceramah , Diskusi dan Tanya jawab3. Kuis dan Pemberian tugas berupa soal-soal

4. Langkah-langkah Pembelajaran Pertemuan ke-6 (enam)A. Pendahuluan ( 10 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi 2. Menyegarkan kembali ingatan siswa terhadap materi sebelumnya 3. Pre test tentang perhitungan impuls dan momentumB. Kegiatan Inti ( 65 menit)

1. Guru menjelaskan dan memberikan contoh penyelesaian soal-soal impuls dan momentum, 2. Peserta didik berkelompok mendiskusikan penyesaian dari soal-soal yang berhubungan dengan

impuls dan momentum3.Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya, dan ditanggapi oleh peserta yang lain.4. Guru memberikan penguatan kepada anggota masing-masing kelompok

C. Penutup (15 menit)a. Guru bersama-sama dengan siswa mengadakan refleksi terhadap proses belajar mengajar serta

membuat kesimpulan.b. Memberikan tugas terstruktur ( PR) dan tidak tersrtuktur ( membaca buku).c. Memberikan gambaran tentang materi yang akan dipelajari selanjutnya

d. Menutup dengan salam

Pertemuan Ke -7 ( tujuh) A. Pendahuluan ( 15 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi 2. Menyegarkan kembali ingatan siswa terhadap materi sebelumnya 3. Membahas tugas yang diberikan pertemuan sebelumnya B. Kegiatan inti ( 65 menit)

1. Guru menjelaskan dan memberikan contoh penyelesaian soal-soal kekekalan momentum, dan kekekalan energy dalam peristiwa tumbukan serta pada interaksi gaya-gaya internal

2. Peserta didik berkelompok mendiskusikan penyesaian dari soal-soal yang berhubungan dengan penyelesaian soal-soal kekekalan momentum, dan kekekalan energy dalam peristiwa tumbukan serta pada interaksi gaya-gaya internal yang di berikan oleh guru.

3.Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya, dan ditanggapi oleh peserta yang lain.4. Guru memberikan penguatan kepada anggota masing-masing kelompok


membuat kesimpulan.29

b. Memberikan tugas terstruktur ( PR) dan tidak tersrtuktur untuk mendalami materi yang telah dipelajari

c. Memberikan gambaran tentang materi yang akan dipelajari selanjutnya d. Menutup dengan salam.

5. Sumber Belajar : 1. Bahan : Buku pelajaran fisika SMK 2. Lingkungan sekolah untuk mengamati gejala Impuls dan momentum 3. LKS


KompetensiPenilaian


Instrumen

1. Menerapkan hukum kekekalan momentum anguler dalam perhitungan

Tes Tertulis

Uraian 1.Sebuah truk bermassa 3 ton bergerak dengan kecepatan tetap 20 m/s. Berapakah momentum yang dimilikinya?2.Sebuah bola dipukul dengan gaya sebesar 45 N, jika gaya itu bekerja pada bola hanya dalam waktu 0.1 s. Berapakah besarnya impuls padabola tersebut? 3.Sebuah bola golf mula-mula diam, kemudian dipukul hingga kecepatanya menjadi 8 m/s. Jika massa bola 150 gram dan lamanya waktu stick bersentuhan dengan bola 0,02 s. Berpakah besarnya gayayang mendorong bola tersebut?

2. Menghitung hukum kekekalam momentum dan hukum kekekalan energy dalam peristiwa tumbukan

Tes Tertulis

Uraian 4.Sebuah peluru massa 5 gram ditembakkan dari senapan dengan kecepatan 200 m/s, jika massa senapan 4 kg. Berapakah laju senapan?5. Sebuah bom meledak dan terpisah menjadi 2 bagian dengan perbandingan 3:5. Bagian yang bermassa lebih kecil terlempar dengan kecepatan 50 m/s. Berapakah bagian yang bermassa lebih besar terlempar ?6. Sebuah bola besi bermassa 3 kg digelindingkan pada bidang datar licin dan menabrak sebuah papan gabus bermassa 500 g. Jika setelah tabrakan, papan tersebut bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Tentukan berapakah kecepatan bola dan bagaimana energi kinetik sebelum dan sesudah tumbukan!

3. Menghitung aplikasi dari Hukum kekekalan momentum yang menyangkut interaksi gaya-gaya internal.

Tes Tertulis

Uraian 7.Dua orang nelayan massanya sama 60 kg berada di atas perahu yangsedang melaju dengan kecepatan 5 m/s, karena mengantuk seoramgnelayan yang ada diburitan terjatuh, jika massa perahu 180 kg.Berapakah kecepatan perahu sekarang?8. seorang anak yang massanya 40 kg naik perahu motor yang massanya 60 kg dan bergerak dengan kelajuan 5 m/s. Karena suatu hal, anak tersebut meloncat keluar perahu dengan kecepatan 3 m/s. berapakah kecepatan perahu saat anak itu meloncat, jika arah loncatannya 1). Kedepan 2). Kebelakang

Jawaban: 1.besarnya momentum truk tersebut sebesar P = mv

= 30.000 kg.20 m/s = 600.000 kg.m/s = 6.105 kg.m/s.2. besarnya impuls dalam persoalan ini yaitu sebesar: I = F. Δt = 45 N.0,1s = 4,5 N.s

30

3.. F = ( m.vt – m.vo) / Δt = 0,15 (8-0) / 0,02 = 1,2 kg.m/s : 0,02 s = 60 N

4. Penyelesian: Mula-mula peluru dan senapan diam, jadi: vs = vp = 0sehingga, ms vs + mp vp = ms vs’ + mp vs’

0 = 4. vs’+ 0,005 kg.200 m/s vs’= -0,25 m/sKecepatan senapan pada saat peluru ditembakan 0,25 m/s, tanda (-) menyatakan arahnya kebelakang/tertolak.

5. Penyelesaian: m1 : m2 = 3 : 5 artinya: m1 = 3 m dan m2 = 5m, dimana v1=v2 = 0

vs’= - 50m/s (arah kekiri) m1 v1 + m2 v2 = m1v1’ + m2 v2’

0= 3m (-50) + 5m. v2’ 150 = 5 v2’ v2’ = 30 m/dt

6. Diketahui: mB = 3 kgmP = 5 g = 0,5 kgvB’ = vP’ = 20 m/s

Ditanyakan: vP, Ek dan Ek’Penyelesaian:

Mencari vB

mB v B+mP v P=mB v B '+mP vP '3 v B+0=3×20+0,5×20vB=23 ,334 m / s

Mencari Ek

Ek=12

mB v2

=12×3×(23 ,334 )2

=816 ,667 J

Mencari Ek’

Ek '=12(mB+mP)vB '2

=12×(3+0,5)×(20 )2

=700 JJadi massa bola besi tersebut adalah 23,334 m/s, energi kinetik sebelum tumbukan adalah 816,667 J serta energi kinetik setelah tumbukan adalah 700 J

7. Momentum mula-mula (perahu dan nelayan): P1 = (2mo + mp).vp = (2.60 kg + 180 kg).5 m/s = 1500 kg.m/s.8. Penyelesaian: massa anak ( ma) = 40 kg massa perahu = 60 kg

kecepatan perahu dan anak sebelum anak meloncat adalah sama va = vp = 5 m/s kecepatan anak setelah meloncat va’ = 3m/s 1). vp’ = jika arah loncat anak kedepan.

mava+ mp vp = mava’ + mp vp’ karena va = vp, maka :

( ma+mp) vp = mava’ + mp vp’ = (40+60) 5 = 40.3 + 60 vp’vp’ = (500 – 120) / 60 = 6,3 m/s

2). vp’ = jika arah loncat anak kebelakang Dalam hal ini, harga kecepatan anak va negative karena arahnya kebelakang, maka :

( ma+mp) vp = mava’ + mp vp’ = (40+60) 5 = 40.(-3 )+ 60 vpvp’ = (500 +120) / 60 = 10,3 m/s





31

STANDAR KOMPETENSI : 5.Menerapkan Konsep Impuls dan MomentumKOMPETENSI DASAR : 5.3. Mengenali Jenis TumbukanALOKASI WAKTU : 4 x 45 menitPERTEMUAN : 8 (delapan) dan 9 (Sembilan)

INDIKATOR : Pengertian tumbukan tak lenting, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan lenting sempurna

dideskripsikan Jenis-jenis tumbukan( tidak lenting, lenting sebagian dan lenting sempurna) diidentifikasikan

contoh-contohnya Perumusan matematis tumbukan serta koefisien kelentingan (restitusi).

1. Tujuan Pembelajaran Peserta Didik Dapat : 1. Menjelaskan pengertian tumbukan tak lenting, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan lenting

sempurna dideskripsikan2. Memberikan contoh peristiwa yang terjadi dalam berbagai jenis tumbukan3. Menghitung aplikasi dari berbagai jenis tumbukan serta koefisien kelentingan ( restitusi)

2. Materi Pembelajaran1. Tumbukan. Menurut kelentingannya ada tiga jenis tumbukan, yaitu: 1). Tumbukan lenting/elastis sempurna, yaitu tumbukan yang tak mengalami perubahan energi.

Koefisien restitusi e = 1, berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi mekanik (kerena pada kedudukan/posisi sama, maka yang diperhitungkan hanya energi kinetiknya)

2). Tumbukan lenting/ elastis sebagian, yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energy mekanik sebab ada sebagian energy yang diubah dalam bentuk lain, misalnya panas. Koefisienrestitusi 0 < e < 1.

3). Tumbukan tidak lenting/elastis , yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik dan kedua benda setelah tumbukan melekat dan bergerak bersama-sama. Koefisien restitusi e = 0

2. Hukum kekekalan momentum: momentum awal sama dengan momentum akhir3. Koefisien kelentingan ( restitusi ), e = (v1

, - v2,) / (v1 – v2).

Energi kinetik yang hilang setelah tumbukan dirumuskan: Ehilang = ∑EK sebelum tumbukan - ∑EK sesudah tumbukan

3. Metode/ Model Pembelajaran1. Cooperatif learning2. Ceramah , Diskusi dan Tanya jawab3. Kuis dan Pemberian tugas berupa soal-soal

4. Langkah-langkah PembelajaranPertemuan ke-8 (delapan)A. Pendahuluan ( 10 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi 2. Menyegarkan kembali ingatan siswa terhadap materi sebelumnya 3. Pre test tentang peristiwa tumbukanB. Kegiatan Inti ( 65 menit)

1. Guru menjelaskan pengertian tentang tumbukandan memberikan contoh penyelesaian dalam peristiwa –peristiwa tumbukan lenting sempurna, lenting sebagian dan tidak lenting.

2. Peserta didik berkelompok mendiskusikan penyesaian dari soal-soal yang berhubungan dengan tumbukan yang diberikan oleh guru.



membuat kesimpulan.b. Memberikan tugas terstruktur ( PR) dan tidak tersrtuktur untuk mendalami materi yang telah

dipelajari c. Menutup dengan salamPertemuan ke-9 (Sembilan)A. Pendahuluan ( 10 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi 2. Menyegarkan ingatan siswa dengan membahas tugas yang diberikan pada pertemuan sebelumnya 3. Pre test tentang koefisien kelentingan ( restitusi )

32

B. Kegiatan Inti ( 65 menit)1. Guru menjelaskan pengertian tentang tumbukan, koefisien kelentingan dan memberikan contoh

penyelesaian dalam peristiwa –peristiwa tumbukan lenting sempurna, lenting sebagian dan tidak lenting, dan koefisien restitusi.

2. Peserta didik berkelompok mendiskusikan penyesaian dari soal-soal yang berhubungan dengan tumbukan dan koefisien restitusi yang diberikan oleh guru.




dipelajaric. Memberikan gambaran tentang materi yang akan dibahas selanjutnya.


5. Sumber Belajar : 1. Bahan : Buku pelajaran fisika SMK 2. Lingkungan sekolah untuk mengamati gejala tumbukan 3. LKS


KompetensiPenilaian


Instrumen

1.Pengertian tumbukan tak lenting, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan lenting sempurna dideskripsikan

Tes Tertulis Uraian 1.Jelaskan apakah yang dimaksud dengan tumbukan tak lenting, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan lenting sempurna

2.Jenis-jenis tumbukan (tidak lenting, lenting sebagian dan lenting sempurna) diidentifikasikan contoh-contohnya Ndalam persamaan matematis.

Tes Tertulis Uraian 2. Dua bola dengan massa identik mendekati titik asal koordinat; yang satu sepanjang sumbu y dengan kecepatan 2 m/s dan yang kedua sepanjang sumbu –x dengan kecepatan 3 m/s. Setelah tumbukan satu bola bergerak keluar sepanjang sumbu +x dengan kecepatan 1,20 m/s. Berapakahkomponen-komponen kecepatan dari bola lainnya?3. Sebuah batu 2 kg bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Hitunglah gaya F yang dapat menghentikan batu itu dalam waktu 7.10-4 detik.

3.Perumusan matematis tumbukan serta koefisien kelentingan (restitusi).

Tes Tertulis Uraian 4.sebuah kelereng dijatuhkan dari ketinggian h1, kelantai dan kelereng memantul keatas lagi setinggi h2. Buktikan bahwa koefisien restitusi

tumbukan itu adalah e = - √h2h1

5. Sebuah peluru senapan angin ( mimis) ditembakkan dengan kecepatan 200 m/s, mengenai segumpal lilin mainan yang massanya 500 gram, yang tergantung oada seutas tali yang panjang. Mimis melekat pada lilin mainan itu, hitunglah1). Kecepatan lilin saat mimis masuk kedalam2). Energy yang hilang dalam tumbukan itu

Jawaban : 1. Tumbukan elastis sempurna, yaitu tumbukan yang tak mengalami perubahan energi. Koefisien restitusi

e = 1, berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi mekanik (kerena pada kedudukan/posisi sama, maka yang diperhitungkan hanya energi kinetiknya)

Tumbukan elastis sebagian, yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energy mekanik sebab ada sebagian energy yang diubah dalam bentuk lain, misalnya panas.

33

Koefisien restitusi 0 < e < 1. Tumbukan tidak elastis , yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik dan

kedua benda setelah tumbukan melekat dan bergerak bersama-sama. Koefisien restitusi e = 02. Penyelesaian: Pada tumbukan berlaku kekekalan momentum sehingga :

Sumbu x berlaku: m1v1x + m2v2x = m1v1x’ + m2v2x’ m(3) + 0 = m (1,2) + mv2x’

v2x’ = 1,8 m/sSumbu y berlaku: m1v1y + m2v2y = m1v1y’ + m2v2y’ 0 + m (-2) = 0 + mv2y’ v2y’ = -2 m/s

3. Impuls = F.t = m (v – vo) F. (7.10-4) = 2 (0 – 6) ; jadi F = - 1,71.104 Newton.

4. Diketahui : Kecepatan kelereng sebelum tumbukan = (v1) dan sesdah tumbukan = (v1,)

Kecepatan lantai sebelum dan sesudah tumbukan = 0 atau v2 = v2, = 0

Dari persamaan restitusi diperoleh: e = (v1, - v2

,) / (v1 – v2). e = - v1

, / v1

menurut persamaan gerak jatuh bebas, kecepatan: v1, =√2g h2 dan v1 = √2g h1 , maka diperoleh :

e = - √ H 2H 1

( terbukti )

5. 1). Kecepatan lilin saat mimis masuk kedalamnya. Mimis: m1 = 15 gram = 0,0150 kg dan v1 = 200 m/s Lilin : m2 = 500 gram = 0,5 kg dan v2 = 0 Kecepatan lilin dan mimis setelah tumbukan adalah sama v1

,= v2’= v,, menurut hokum kekekalan

momentum : m1v1 + m2v2 = m1v1, + m2v2

,

0,015.200 + 0,5 . 0 = ( m1 + m2) v,

3 = ( 0,015 + 0,5) v,

v, = 5,8 m/s 2). Ek sebelum tumbukan = ½ m1v1

2 + ½ m2 v22 = 300 joule

Ek setelah tumbukan = ½ m1v ,1

2 + ½ m2 v ,22= 8,7 joule

Jadi energi kinetik yang hilang dalam tumbukan itu adalah sebesar : 300 – 8,7 = 291,3 j





34

STANDAR KOMPETENSI : 6.Menginterpretasikan sifat mekanik bahanKOMPETENSI DASAR : 6.1. Menguasai Konsep Elastisitas BahanALOKASI WAKTU : 2 x 45 menitPERTEMUAN : 10 (sepuluh)

INDIKATOR : Konsep rapat massa, berat jenis dideskripsikan dan dirumuskan kedalam bentuk persamaan

matematis. Rumusan matematis dari konsep rapat massa dan berat jenis diaplikasikan dalam perhitungan

masalah Fisika sehari-hari Konsep tegangan dan regangan dideskripsikan dan dirumuskan kedalam bentuk persamaan

matematis

1. Tujuan Pembelajaran Peserta Didik Dapat : 1. Menjelaskan merumuskan konsep rapat massa, berat jenis kedalam persamaan matematis 2. Menghitung rapat massa dan berat jenis dari suatu bahan. 3. menjelaskan konsep tegangan dan regangan dalam persamaan matematis

2. Materi Pembelajaran 1. Sifat Mekanik Bahan. Bahan adalah benda dengan sifat-sifatnya yang khas dimanfaatkan dalam

bangunan, mesin, peralatan atau produk.. Bahan-bahan yang digunakan manusia mengikuti siklus bahan mulai dari ekstraksi, pembuatan sampai pelapukan. Ilmu dan teknologi bahan meliputi pengembangan dan penerapan pengetahuan mengenai hubungan antara komposisi, struktur dan pemerosesan bahan dengan sifat-sifat dan pemakaiannya.

2. Deformasi Elastis. Sifat mekanik suatu bahan mencerminkan hubungan antara rangsangan atau deformasi dengan gaya terpakai. Perilaku sifat mekanik ini sangat penting, seperti : kekuatan, kekerasan, elastisitas,dan ketangguhan bahan. Rapat massa merupakan besaran yang menyatakan ukuran kerapatan

partikel-pertikel menyusun bahan, dan dinyatakan dengan hubungan : ρ =mV

Dengan m adalah massa bahan (kg) dan V adalah volume bahan (m3) sehingga satuan rapat massa ρ adalah kg/m3

Zat Kerapatan (kg/m3)Zat CairAir (4o C) 1,00 x 103

Air Laut 1,03 x 103

Darah 1,06 x 103

Bensin 0,68 x 103

Air raksa 13,6 x 103

Zat PadatEs 0,92 x 103

Aluminium 2,70 x 103

Besi & Baja 7,8 x 103

Emas 19,3 x 103

Gelas 2,4 – 2,8 x 103

Kayu 0,3 – 0,9 x 103

Tembaga 8,9 x 103

Timah 11,3 x 103

Tulang 1,7 – 2.0 x 103

Zat GasUdara 1,293Hidrogen 0,08994Uap air(100 oC) 0,6

3. Kosep Tegangan Regangan. Jika suatu bahan pada temperatur kamar dikenai gaya statis dimana perubahannya sangat lambat terhadap waktu, maka bahan tersebut dikatakan telah mengalami pengujian tegangan-regangan secara sederhana. Ada 3 (tiga) jenis beban (gaya) terpakai yang dapat dikenakan pada bahan, yaitu: tegangan tarik, tegangan tekan dan tegangan geser. Secara matematis tegangan teknik

dinyatakan dengan rumusan σ = FA

,

35

Dengan F adalah beban (gaya) yang dipakai secara tegak lurus terhadap tampang lintang dalam satuan Newton (N) dan A0 adalah luas tampang lintang mula-mula sebelum dikenai gaya tarik (inc2 atau m2). Satuan tegangan teknik σ adalah Mega Pascal (Mpa) atau N/m2 (1 MPa = 106 N/m2 = 145 psi)Regangan teknik ε berhubungan dengan perubahan panjang bahan akibat dikenai gaya terpakai, secara

matematis dinyatakan dengan rumusan: ε = Li−Lo

Lo = ΔL / Lo. Dengan l0 adalah panjang bahan

mula-mula sebelum dikenai beban tarik dan li adalah panjang akhir benda setelah dikenai beban tarik. Seringkali li–l0 dinotasikan dengan Δl dan dinyatakan sebagai perpanjangan deformasi atau perubahan panjang dari panjang mulamula. Regangan teknik seringkali disebut regangan saja, satuan yang digunakan adalah meter per meter, sehingga harga regangan jelas tidak tergantung pada sistem satuan. Seringkali regangan dinyatakan dalam prosen dengan harga regangan dikalikan 100.

3. Metode/ Model Pembelajaran1. Cooperatif learning2. Ceramah , Diskusi dan Tanya jawab3. Kuis dan Pemberian tugas berupa soal-soal

4. Langkah-langkah PembelajaranPertemuan ke-10 (sepuluh)A. Pendahuluan ( 10 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi 2. Memberikan kompetensi dasar yang harus dikuasai siswa setelah mempelajari materi ini 3. Pre test tentang elastisitas bahan dan rapat massaB. Kegiatan Inti ( 65 menit)

1. Guru menjelaskan pengertian tentang sifat mekanik bahan, deformasi Elastis. 2. Peserta didik berkelompok mendiskusikan penyesaian dari soal-soal yang berhubungan dengan

tumbukan yang diberikan oleh guru,deformasi elastis, kosep tegangan regangan3.Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya, dan ditanggapi oleh peserta yang lain.4. Guru memberikan penguatan kepada anggota masing-masing kelompok



dipelajaric. Memberikan gambaran tentang materi yang akan dibahas selanjutnya.


5. Sumber Belajar : 1. Bahan : Buku pelajaran fisika SMK 2. Lingkungan sekolah untuk mengamati gejala sifat mekanik bahan 3. LKS


KompetensiPenilaian


Instrumen

1.Konsep rapat massa, berat jenis dideskripsikan dan dirumuskan kedalam bentuk persamaan matematis.

Tes Tertulis

Uraian 1.Jelaskan apakah yang dimaksud dengan massa jenis dan berat jenis dari suatu benda, dan persamaan dsalam bentuk matematisnya.

2.Rumusan matematis dari konsep rapat massa dan berat jenis diaplikasikan dalam perhitungan masalah Fisika sehari-hari

Tes Tertulis

Uraian 2 .Hitungalah massa dari suatu air terjun yang dalam tiap detiknya mengalirkan air sebanyak 100 m3.3. Massa sebatang emas yang berbentuk kubus = 40 kg. Berapa panjang sisinya 4. Hitung massa bola aluminium yang memiliki jari-jari 4 cm…

36

3.Konsep tegangan dan regangan dideskripsikan dan dirumuskan kedalam bentuk persamaan matematis

Tes Tertulis

Uraian 5. Tentukan tegangan mana yang lebih besar dalam : (1) batang aluminium berukuran 24,6 mm x 30,7 mm, dengan beban 7640 kg atau(2) Batang baja berdiameter 12,8 dengan beban 5000 kg. (ambil nilai g = 9,8 m/s2)6. Suatu batang tembaga dengan panjang ukur 50 mm, dikenai tegangan tarik sehingga memanjang menjadi 59 mm. Tentukan regangan pada batang tembaga tersebut.7. apakah yang dimaksud dengan elastisitas dan plastisitas?

Jawaban : 1. Rapat massa merupakan besaran yang menyatakan ukuran kerapatan partikel-pertikel menyusun bahan,

dan dinyatakan dengan hubungan : ρ =mV

. Dengan m adalah massa bahan (kg) dan V adalah volume

bahan (m3) sehingga satuan rapat massa ρ adalah kg/m3, sedangkan,

Berat jenis, Secara matematis dinyatakan dengan persamaan ρg =m. g

V =

WV

Dengan W adalah berat bahan (N) dan V adalah V adalah volume bahan (m3), sehingga satuan berat jenis (ρ g) adalah (N/m3)

2. Diketahui volume air terjun : 100 m3, berat jenis air ρair = 1000 kg/ m3

Maka massa air terjun tersebut ( m ) = ρair . V = 1000 kg/ m3 x 100 m3 = 105 kg.

3.Diketahui emas berbentuk kubus. Massa = 40 kg, ρemas = 19.300 kg/m3 maka V = 40 kg / 19300 kg/m3 = 2 . 10-3 m3. Maka panjang sisinya sebesar 0, 1256 m.

4.Diketahui bola alumunium jari-jari 4 cm = 0,04 m. volume bola alumunium (v) = 4/3πr3

4/3. 3,14. 0,043 = 2,68 . 10-4 m3. Ρalumunium = 2.700 kg/m3, maka Massa alumunium sebesar : ρakumunium . V = 2.700 kg/m3 x 2,68 . 10-4 m3

= 0,723 kg.

5. Penyelesaian :Tegangan pada batang dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan σ = FA

σ = WA

= m. g

A.

1) untuk batang alumunium: σalumunium = 7640 x 9,8

(24,6.10¿¿−3)(30,7 .10−3)¿ = 100Mpa.

2) Untuk batang batang baja: σbaja = 5000 x 9,8

(12,8 .10¿¿−3) x(12,8.10¿¿−3) x3,14 /2¿¿ = 380 MPa

6. regangan ( ε ) = Li−Lo

Lo x 100 % =

59−5050

x 100 % = 18 %

7. Elastisitas adalahsuatu sifatyang dimiliki oleh zat, karena pengaruh suatu gaya, berubah menjadi bentuk lain, tetapi bila gayatersebut dihilangkan maka zat tersebut kembali kebentuk semula. Sedangkan plastisitas ialah zat yang apabila diberi gaya tidak mengalami perubahan bentuk.

Lembar Kegiatan Praktikum Siswa

Menentukan tegangan dan reganganTujuan :Menentukan regangan dan teganganAlat dan Bahan :

37

Tiga helai tali karet dari jenis yang berbeda (tali karet yang biasadipakai untuk celana), anak timbangan (10 gr, 50 gr, 100 gr), penggaris, statip (tempat gantungan)Langkah Kerja :1. Potong tali karet sepanjang 30 cm.2. Gantungkan anak timbangan pada ujung bawah karet3. Amati dan ukur pertambahan pajang karet, lakukan juga untuk beban yang berbeda-beda4. Tentukan besarnya regangan, dan tegangan yang terjadi untuk setiap beban yang digunakan.Tugas1. Apakah besarnya regangan dan tegangan dipengaruhi oleh besarnya beban yang dipakai2. Apakah besarnya regangan dan tegangan dipengaruhi oleh kekuatan (kekakuan) tali karet yang

digunakan.




38

NAMA SEKOLAH : SMK NEGERI 1 MANGGARMATA DIKLAT : FISIKAKELAS / SEMESTER : X / 2 (GENAP)STANDAR KOMPETENSI : 6.Menginterpretasikan sifat mekanik bahanKOMPETENSI DASAR : 6.2. Menguasai Hukum HookeALOKASI WAKTU : 2 x 45 menitPERTEMUAN : 11 (sebelas)

INDIKATOR : Hukum Hooke tentang elastisitas bahan dianalisis dan dibuktikan melalui percobaan Konstanta pegas ditentukan dari data percobaan Konstanta pegas untuk susunan pegas seri, pararel dan gabungan dianalisis dan dihitung dengan

menggunakan rumusan matematika

1. Tujuan Pembelajaran Peserta Didik Dapat : 1. Menjelaskan hukum hooke tentang elastisitas bahan dan membuktikan melalui percobaan 2. Menentukan konstanta pegas dari data percobaan 3. menjelaskan konstanta pegas yang disusun secara seri dan pararel2. Materi Pembelajaran 1. Sifat Mekanik Bahan. Bahan adalah benda dengan sifat-sifatnya yang khas dimanfaatkan dalam


2. Hukum Hooke berbunyi, Gaya yang dikerjakan oleh pegas besarnya sebanding dengan pertambahan panjangnya. Secara matematis hukum hook, dapat dituliskan dengan persamaan : F = k. ΔLF = gaya pegas ( N) ,ΔL = pertambahan panjang dan k = konstanta pegas.

3. Dari persamaan Hooke, tetapan gaya atau konstanta k, berlaku umum untuk benda elastic. Padamodulus

young ( E ) diturunkan persamaan: E = FLo

A . ∆ l = F=

EA ∆ LLo

, karena F =k.ΔL, maka didapat tetapan

gaya pegas k.ΔL =EA ∆ L

Lo , k =

EALo

3. Metode/ Model Pembelajaran1. Cooperatif learning2. Ceramah , Diskusi dan Tanya jawab3. Kuis dan Pemberian tugas berupa Lembar Kegiatan siswa

4. Langkah-langkah PembelajaranPertemuan ke-11 (sebelas)A. Pendahuluan ( 10 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi 2. Menyegarkan siswa dari materi yang telah dipelajari sebelumnya 3. Pre test tentang penerapan hukum hooke an konstanta pegasB. Kegiatan Inti ( 65 menit)

1. Guru menjelaskan materi tentang hukum hooke, modulus elastisitas/ modulus young, serta konstanta pegas.

2. Peserta didik berkelompok mendiskusikan dan melakukan percobaan dengan menggunakan Lembar kegiatan siswa untuk membuktikan dan menganalisis hukum hooke dan konstanta pegas serta membuat perhitungan matematis pada konstanta pegas.

3. Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya, dan ditanggapi oleh peserta yang lain.4. Guru memberikan penguatan kepada anggota masing-masing kelompok


membuat kesimpulan.b. Memberikan tugas untuk mendalami materi yang telah dipelajaric. Memberikan gambaran tentang materi yang akan dibahas selanjutnya.


5. Sumber Belajar : 1. Bahan : Buku pelajaran fisika SMK 2. Lingkungan sekolah untuk mengamati elastisitas dan konstanta pegas 3. LKS

39


KompetensiPenilaian


Instrumen

1.Hukum Hooke tentang elastisitas bahan dianalisis dan dibuktikan melalui percobaan

Tes Tertulis

Uraian 1.Jelaskan dengan menggunakan percobaan hukum hooke tentang elastisitas bahan.

2.Konstanta pegas ditentukan dari data percobaan

Tes Tertulis

Uraian 2.Jelaskan dengan menggunakan percobaan menentukan konstanta pegas

3.Konstanta pegas untuk susunan pegas seri, pararel dan gabungan dianalisis dan dihitung dengan menggunakan rumusan matematika

Tes Tertulis

Uraian 3. Suatu pegas yang panjangnya 2 m, dan luas penampang bahan pegas 2 mm2, ditarik dengan gaya 30 N. Jika modulus young pegas tersebut 3.105 Nm-2. Hitunglah :a. Konstanta pegasb. pertambahan panjang pegas4. Dua buah susunan pegas seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Diketahui konstanta pegas adalah k1 = 225 N/m, k2 = 356 N/m dan k3 = 119 N/m. Jika pada kedua buah susunan pegas tersebut diberikan beban 70 kg. Hitunglah pertambahan panjangnya!

Jawaban : 1. Menentukan modulus elastisitas

Tujuan :Menentukan modulus elastisitas suatu bahan

Alat dan Bahan :Tiga helai tali karet dari jenis yang berbeda (tali karet yang biasadipakai untuk celana), anak timbangan (10 gr, 50 gr, 100 gr), penggaris,statip (tempat gantungan)

Langkah Kerja :

1). Siapkan ban dalam motor atau mobil atau tali karet (Beli di tukang tambal ban)2). Gunting ban dalam tersebut dengan ukuran 2 cm x 30 cm3). Lekatkan pada langit-langit, salah satu ujung ban, sehingga ban tergantung secara vertikal4). Gantungkan beban pada ujung bawah ban, mulai dari beban yang ringan5). Ukur perubahan panjang yang terjadi selanjutnya6). Tentukan modulus elastisitas ban tersebut7). Jika setelah beban dilepas ban tidak kembali ke kondisi semula, berarti beban yang diberikan telah

melampaui batas elastisitas.2. Menentukan Konstanta pegas

Tujuan:Menyelidiki hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegasAlat dan Bahan:Penggaris berskala mm, pegas spiral, penunjuk dari paku, lima koin beban, statif.

Langkah kerja:1).Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan untuk melakukan kegiatan prsktikum2). Susunlah peralatan pada statif3).Gantunglah sebuah koin beban di ujung pegas, lalu bacalah skala pada mistar4).Ulangilah langkah ke-3 dengan menambah koin beban. Jangan lupa membaca skala mistar setiap

kali menambah beban

40

5). Tulislah hasil pengukuran didalam tabrl hasil pengamatan Tabel Hasil pengamatan

No

Massa beban ( kg)

Gaya Tarik (F) = m.g (N)

Panjang pegas (L) (mm)

Pertambahan Panjang(∆ L) ( mm)

Konstanta Pegas k =F/∆ L

Berdasarkan hasil pengamatan yang didapat, buatlah grafik gaya terhadap pertambahan panjang.

3. a. Diketahui : Lo = 2 m , A = 2 mm2 = 2.10-6 m2, F = 30N E= 3.107 Nm-2

Ditanyakan: k =....?

k= EALo

= 3.107 x 2.10−6❑

2 = 30 Nm-1

b. Pertambahan panjang pegas : (∆ L) = Fk

== 3030

= 1m

4. Diketahui: k1 = 225 N/m, k2 = 356 N/m, k3= 119 N/m, F= 700 N Ditanyakan: Δls dan Δlp ...? Penyelesaian a. Susunan Parallel

K p=k1+k 2+k3

=225+356+119

=700N

m

Δl p=Fk p

=70 N

700 Nm

=10 cm

Δl s=Fks

=70 N

137,866 Nm

=50,8 cm

b. Susunan Seri

1k s

=1k1

+1k2

=1225

+1356

=356+22580100

=58180100

k s =137,866N

m

Jadi pertambahan panjang pegas tersebut adalah 10 cm untuk susunan parallel dan 50,8 cm untuk susunan seri



41


NAMA SEKOLAH : SMK NEGERI 1 MANGGARMATA DIKLAT : FISIKAKELAS / SEMESTER : X / 2 (GENAP)STANDAR KOMPETENSI : 6.Menginterpretasikan sifat mekanik bahanKOMPETENSI DASAR : 6.3. Menentukan Kekuatan BahanALOKASI WAKTU : 4 x 45 menitPERTEMUAN : 12 (dua belas) dan 13(tiga belas)

INDIKATOR : Konsep modulus elastisitas dianalisis dan dirumuskan persamaan matematisnya Kekuatan bahan dianalisis berdasarkan modulus elastisitasnya

1. Tujuan Pembelajaran Peserta Didik Dapat : 1. Menjelaskan modulus elastisitas dan menganalisis dalam persamaan matematis 2. Menghitung modulus elastisitas serta kekuatan bahan.

2. Materi Pembelajaran 1. Sifat Mekanik Bahan. Bahan adalah benda dengan sifat-sifatnya yang khas dimanfaatkan dalam


2. Hukum Hooke berbunyi, Gaya yang dikerjakan oleh pegas besarnya sebanding dengan pertambahan panjangnya. Secara matematis hukum hook, dapat dituliskan dengan persamaan : F = k. ΔLF = gaya pegas ( N) ,ΔL = pertambahan panjang dan k = konstanta pegas.

3. Dari persamaan Hooke, tetapan gaya atau konstanta k, berlaku umum untuk benda elastic. Pada

modulus young ( E ) diturunkan persamaan: E = FLo

A . ∆ l = F=

EA ∆ LLo

, karena F =k.ΔL, maka

didapat tetapan gaya pegas k.ΔL =EA ∆ L

Lo , k =

EALo

4. Tegangan ( stress) adalah gaya yang bekerja pada permukaan benda seluas satu satuan dan regangan (strain) adalah perubahan bentuk benda dibagi dengan panjang mula-mula, secara matematis ditulis e = ΔL / L

3. Metode/ Model Pembelajaran1. Cooperatif learning2. Ceramah , Diskusi dan Tanya jawab3. Kuis dan Pemberian tugas

4. Langkah-langkah PembelajaranPertemuan ke-12( dua belas)A. Pendahuluan ( 10 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi 2. Menyegarkan siswa dari materi yang telah dipelajari sebelumnya 3. Pre test tentang menentukan kekuatan bahanB. Kegiatan Inti ( 65 menit)

1. Guru menjelaskan dan memberi contoh perhitungan tentang menentukan kekuatan dari suatu bahan.

2. Peserta didik berkelompok mendiskusikan membaahas soal-soal dari perhitungan kekuatan bahan.

3. Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya, dan ditanggapi oleh peserta yang lain.

4. Guru memberikan penguatan kepada anggota masing-masing kelompok

42

C. Penutup (15 menit)a. Guru bersama-sama dengan siswa mengadakan refleksi terhadap proses belajar mengajar

serta membuat kesimpulan.b. Memberikan tugas untuk mendalami materi yang telah dipelajari


Pertemuan ke-13 (tiga belas)A. Pendahuluan ( 15 Menit)

1. Motivasi / apersepsi : Salam , mengajak berdoa sesuai keimanan masing-masing, absensi 2. Menyegarkan siswa dari materi yang telah dipelajari sebelumnya 3. Membahas tugas yang telah di kerjakan pertemuan sebelumnyaB. Kegiatan Inti ( 65 menit)

1. Guru melanjutkan materi menjelaskan dan memberi contoh perhitungan tentang menentukan kekuatan dari suatu bahan.

2. Peserta didik berkelompok mendiskusikan membaahas soal-soal dari perhitungan kekuatan bahan.

3. Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompoknya, dan ditanggapi oleh peserta yang lain.

4. Guru memberikan penguatan kepada anggota masing-masing kelompok

C. Penutup (10 menit)a. Guru bersama-sama dengan siswa mengadakan refleksi terhadap proses belajar mengajar

serta membuat kesimpulan.b. Memberikan tugas untuk mendalami materi yang telah dipelajari


5. Sumber Belajar : 1. Bahan : Buku pelajaran fisika SMK 2. Lingkungan sekolah untuk mengamati kekuatan bahan 3. LKS




InstrumenInstrumen

1. Menjelaskan modulus elastisitas dan menganalisis dalam persamaan matematis

Tes Tertulis

Uraian 1.Modulus elastisitas baja rata-rata sama dengan 205.000 Mpa.Berapakah regangan kawat berdiameter 2,5 mm dengan panjang 3 mbila dibebani 500 kg (=49000 N)?2.Sepotong tembaga mula-mula panjangnya 305 mm dikenai tegangantarik sebesar 276 Mpa, Jika deformasi yang terjadi adalah elastis,berapa pertambahan panjang yang terjadi?

2. Menghitung modulus elastisitas serta kekuatan bahan.

Tes Tertulis

Uraian .3.Seutas kawat dengan luas penampang 3 mm2 ditarik oleh gaya 3,6 N. Hitunglah tegangan yang dialami kawat tersebut!4.seutas kawat baja ditarik oleh sebuah gaya sehingga panjangnya bertambah dari 150 cm menjadi 150,034 cm. Hitunglah regangan kawat tersebut5.Seutas kawat logam berdiameter 0,5 mm dan panjangnya 70 cm di gantung vertical. Ujung bebasnya digantungi beban seberat 35 kg. Jika kawat logam tersebut bertambah panjang 0,45 mm, hitunglah: 1). Strain (regangan)

43

2). Stress (tegangan) 3). Modulus elastic kawat

Jawaban : 1.Pertambahan panjang bahan setelah dikenai beban yang mempunyai modulus elastisitas 205.000 Mpa

dapat dihitung dari Persamaan E =σε

= F / Ao∆ L/ Lo

= F . Lo∆ L . Ao

atau

∆ L= F . LoE . Ao =

(4900) .(3)π (2,5 x10¿¿−3)/22 . x 205000x 106 ¿ = 15 mm

2. Karena deformasi yang dikenakan bersifat elastis, regangan tergantung pada tegangan.

σ= E.ε = E.∆ LLo

= atau ∆ L = σLo

EHarga σ = 276 Mpa dan Lo = 305 mm, sedangkan nilai E untuk tembaga menurut Tabel adalah

11x104 Mpa. Sehingga perpanjangan tembaga adalah:∆ L =

(276 x 10¿¿6)x 304 mm

. 11 x106 ¿ = 0,76 mm

3. Dik: A = 3 mm2 = 3.10-6 m2 F = 3,6 N

σ= FA

= 3,6 / 3.10-6 = 1,2 . 106 Nm-2

4. Dik: Lo = 150 cm Lt = 150, 034 cm ∆ L = Lt – Lo = 150,034 – 150 = 0,034 cm Regangan kawat e = ∆ L / L = 0,034 / 150 = 2,267 . 10- 4

5. Dik : d = 0,5 mm = 0,5 . 10- 3 m Lo = 70 cm = 0,7 m m = 35 kg

∆ L = 0,45 mm = 0,45 . 10-3m 1). regangan = ?

A = ¼ π d2 = ¼. 3,14 .( 0,5 . 10- 3)2 = 0,2 . 10-6 m2

Gaya tarik (F) = m.g = 35. 10 = 350 NStrain ( regangan) = e = ∆ L / Lo = 0,45.10-3/0,7 = 0,6 . 103

2). Stress (tegangan) σ= FA

= 350 / 0,2. 10-6 = 175. 107 Pa

3). Modulus elastic bahan kawat :

E = σe = 175. 107/ 0,6 . 10-3

E = 2,9 . 1012 Pa



44

RPP FISIKA

Documents

Transcript of RPP FISIKA