Rpp FISIKA X

Click here to load reader

  • date post

    12-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    2.725
  • download

    29

Embed Size (px)

Transcript of Rpp FISIKA X

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

SMK NEGERI 1 MALUK F I S I K A

Kelas x

Semester Ganjil

TP 2012/2013

Oleh

Lalu Gede Sudarman, S.Pd

NIP. 19860316 201001 1 009RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

( RPP )

Satuan Pendidikan : SMKN 1 MALUKMata Pelajaran : FISIKA Kelas/Semester : X (sepuluh) / Semester IStandar Kompetensi : 1. Mengukur besaran dan menerapkan satuannyaKompetensi Dasar : 1.1 Menguasai konsep besaran dan satuannyaPertemuan ke: 1 (Satu)Alokasi Waktu: 2 x 45 menitA. Indikator

1. Membedakan besaran pokok dan besaran turunan

2. Menyusun dimensi besaran-besaran fisikaB. Tujuan Pembelajaran

Peserta didik dapat:

1. Membedakan antara besaran pokok dan besaran turunan.

2. Menganalisis besaran fisika3. Menganalisis satuan besaran turunan4. Melakukan analisis dimensi terhadap besaran-besaran fisika.

C. Materi PembelajaranBESARAN DAN SATUAN

Besaran didefinisikan dengan dua cara, yaitu definisi besaran secara umum dan secara fisika. Definisi besaran secara umum adalah segala sesuatu yang dapat diukur, misalnya warna, indah, cantik, panjang, luas, volume dan lain-lain.

Definisi Besaran secara fisika adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka eksak, misalnya panjang, luas, volume, dan kecepatan sedangkan warna, indah, cantik bukan termasuk besaran secara fisika karena ketiganya tidak dapat dinyatakan dengan angka eksak.

Besaran fisika dibagi menjadi dua macam yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Dalam Sistem Internasional (SI) ada 7 besaran pokok yang mempunyai satuan dan 2 besaran pokok yang tidak mempunyai satuan.

Besaran Pokok yang mempunyai satuan diantaranya seperti tertera pada tabel dibawah ini

No.Besaran pokokSatuan SISingkatanAlat ukur

1.PanjangMetermMistar

2.MassaKilogramkgNeraca

3.WaktuSekonsstopwatch

4.SuhuKelvinktermometer

5.Kuat arusAmpereaampermeter

6.Jumlah molekulMolemol

7.Intensitas cahayaCandelacd

Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok.

No.Besaran turunanBesaran pokokSatuan

1 Luaspanjang x lebar m2

2Volumepanjang x lebar x tinggim3

3KecepatanJarak / waktum/s

4Massa jenisMassa / panjang x lebar x tinggiKg/m3

Analisis dimensional.

Diatas kita telah mempelajari besaran-besaran pokok dan besaran turunan. Selain mempunyai satuan, besaran pokok juga mempunyai Dimensi besaran yang menyusun besaran turunan.

Dimensi suatu besaran menunjukkan cara besaran itu tersusun dari besaran-besaran pokok.

Dimensi 7 besaran pokok disajikan dalam table berikut:

Besaran Satuan (SI )Dimensi

massa KilogramM

Panjang MeterL

Waktu SekonT

arus listrik AmpereI

Suhu Kelvin

intensitas cahaya KandelaJ

jumlah zat MolN

Karena besaran turunan tersusun oleh besaran pokok, maka dimensi besaran turunan juga tersusun oleh dimensi-dimensi besaran pokok.

Contoh soal 1.1 Tentukan dimensi untuk besaran percepatan dan gaya Penyelesaian

besaran percepatan =

dimensi kecepatan =

= =

besaran gaya = besaran massa x besaran percepatan dimensi gaya = x

= x

=

D. Nilai Karakter Jujur

Toleransi

Mandiri

Komunikatif

Tanggung JawabE. Metode Pembelajaran

- Diskusi kelompok

- CeramahF. Langkah-langkah Kegiatan

a. Kegiatan Pendahuluan

Motivasi dan Apersepsi:

- Apakah kalian pernah melakukan pengukuran? (contoh pengukuran) - Jika kalian mengukur meja dengan hasil pengukuran 2 m. manakah dari

hasil pengukuran tersebut yang dinamakan besaran? - Apakah manfaat satuan dalam pengukuran yang kita lakukan?

Prasyarat pengetahuan:

- Apakah yang dimaksud dengan besaran pokok? - Apakah yang dimaksud dengan besaran Turunan? - Apakah yang dimaksud dengan satuan Sistem Internasional (SI)?

b. Kegiatan Inti

Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan kelompok. Setiap kelompok terdiri dari 4-5 orang. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan tentang 7 besaran pokok dan satuannya beserta contoh2nya. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan tentang cara memperoleh besaran turunan dari besaran pokok Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal.

Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk menyebutkan satuan Sistem Internasional (SI) dari beberapa besaran pokok.

Peserta didik memperhatikan penjelasan mengenai nilai satuan standar untuk besaran-besaran pokok yang disampaikan oleh guru.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk menyebutkan satuan Sistem Internasional (SI) dari beberapa besaran turunan.

Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya.

Guru menjelaskan kegunaan analisis dimensi dan memberikan contoh dimensi dari beberapa besaran fisika.

Peserta didik diminta untuk menuliskan lima contoh analisis dimensi dari besaran turunan.

Guru memeriksa penulisan analisis dimensi dari besaran turunan yang dilakukan peserta didik apakah sudah dilakukan dengan benar atau belum. Jika masih ada peserta didik atau kelompok yang belum dapat melakukannya dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

c. Kegiatan Penutup

Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman.

Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal.

F. Sumber Belajar

a. Modul Fisika Untuk SMK Teknik Semester Ganjil (Hayati Tumbuh Subur) b. Internet

c. LCD Proyektor

G. Penilaian Hasil BelajarProsedur Penilaian

a. Tatap Muka (TM) Bentuk : UraianInstrumen Soal

No.Soal dan Uraian JawabanSkor

1.

Jelaskan perbedaan besaran pokok dan besaran turunan!

jawabanBesaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain.Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok.

2.Berikan 7 contoh besaran pokok dan 4 contoh besaran turunan! (sertakan dengan satuan masing-masing)Jawaban

No.

Besaran pokok

Satuan SI

Singkatan

1.Panjang

Meter

M

2.

Massa

Kilogram

Kg

3.

Waktu

Sekon

S

4.

Suhu

Kelvin

K

5.

Kuat arus

Ampere

A

6.

Jumlah molekul

Mole

Mol

7.

Intensitas cahaya

Candela

Cd

No.

Besaran turunan

Besaran pokok

Satuan

1

Luas

panjang x lebar

m22

Volume

panjang x lebar x tinggi

m33

Kecepatan

Jarak / waktu

m/s

4Massa jenis

Massa / panjang x lebar x tinggi

Kg/m3

3.Tentukanlah satuan dari :

a. Percepatan b. Gaya c. Tekanan

Jawaban

a. Percepatan (a) b. Gaya (F) c. Tekanan (P)

a = v/t F = m. a p = F/A

a = m/s/s F = kg. m/s2 p = kg. m/s2 /m2 a = m/s2 p = kg/s2m

4Buktikan apakah benar atau salah persamaan dibawah ini dengan menggunakan analisis dimensi

s = vo.(t + .(t 2

Jawaban

s = vo.(t + .(t 2[ L ] = [ L.T -1.T ] + [ L.T -2. T 2 ]

[ L ] = [ L ] + [ L ] persamaan bernilai benar karena dimensi ruas kiri dan kanan sama.

b. Penugasan terstruktur (PT)1. Tentukan satuan dari :

a. Energi Potensial

b. Massa Jenis

c. Usaha

2. Tentukan dimensi dari Energi Potensial (Ep) dan Energi Kinetik (Ek)

3. Tentukan dimensi dari :

a. Percepatan

b. Gaya

c. Tekanan

Maluk, Juli 2012Mengetahui,Kepala SMAKN 1 Maluk

Guru MatapelajaranAgus Futrahadi, S.Pd

Lalu Gede Sudarman, S.PdNIP. 19770817 200212 1 010

NIP. 19860316 201001 1 009Lampiran RPP (Pertemuan 1)Soal-soal diskusi

1. Apa yang dimaksud dengan besaran

2. Jelaskan perbedaan besaran pokok dan besaran turunan

3. Tuliskan 7 besaran pokok beserta satuan dan dimensinya masing-masing4. Tuliskan 5 contoh besaran turunan beserta satuannya masing-masingRENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

( RPP )

Satuan Pendidikan : SMKN 1 MALUKMata Pelajaran : FISIKA Kelas/Semester : X (sepuluh) / Semester IStandar Kompetensi : 1. Mengukur besaran dan menerapkan satuannyaKompetensi Dasar : 1.2 Menggunakan alat ukur yang tepat untuk mengukur suatu besaran fisisPertemuan ke: 2 (Dua)Alokasi Waktu: 2 x 45 menitA. Indikator

Menggunakan alat ukur besaran panjang, massa, dan waktu dengan beberapa jenis alat ukur.

B. Tujuan Pembelajaran

Peserta didik dapat:

1. Membaca alat ukur besaran fisika (massa, panjang,dan waktu) dengan benar2. menuliskan hasil pengukuran besaran fisika (massa, panjang,dan waktu) obyek yang telah ditentukan.3. Mengoperasikan alat ukur besaran fisika (massa, pdapatanjang, dan waktu) sesuai dengan prosedur yang benar.C. Materi PembelajaranPENGUKURAN

Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran yang diukur dengan besaran lain sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.

Pengukuran ada dua macam yaitu pengukuran langsung dan pengukuran tidak langsung. Pengukuran langsung adalah pengukuran yang dilakukan dengan cara langsung mengukur benda yang bersangkutan dan memperoleh hasilnya, seperti mengukur panjang dengan penggaris, massa dengan neraca, suhu dengan termometer dan sebagainya. Sedangkan, pengukuran tak langsung adalah dengan menggunakan rumus, seperti mengukur luas lingkaran, luas persegi panjang dan sebagainya.

1. Panjang

Panjang didefiniskan sebagai jarak antara dua titik. Dalam SI panjang mempunyai satuan meter. Meter standart didefinisikan jarak yang dilalui cahaya melalui vakum pada 1/299.792.458 detik (kecepatan cahaya ditetapkan sebesar 299.792.458 meter per detik). Ada tiga alat ukur panjang yang umum digunakan, mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

NoAlat ukur panjangKetelitianPenggunaan

1Mistar0,1 cmMengukur panjang, misalnya panjang meja atau pensil

2Jangka sorong0,01 cmMengukur diameter dalam dan luar, misalnya pada cincin

3Mikrometer sekrup0,001 cmMengukur diameter luar dan ketebalan yang sangat tipis, misalnya tebal uang logam atau kertas

2. Pengukuran massa dan waktu

Massa diukur dengan neraca. Neraca yang biasa dipakai di laboratorium adalah neraca tiga lengan. Selang waktu secara prinsip dapat diukur oleh kejadian yang berulang secara teratur, misalnya detak jantung, getaran pegas, rotasi bumi, dan revolusi bumi. Selang waktu singkat seperti catatan waktu lomba lari dengan stopwatch. Stopwatch analog memiliki ketelitian 0,1 sekon dan stopwatch digital memiliki ketelitian 0,01 sekon.

3. Pengukuran luas dan volume

Pengukuran luas termasuk pengukuran tidak langsung. Luas benda dapat diukur dengan menggunakan rumus. Misalnya, luas segitiga = x alas x tinggi, luas kubus = sisi x sisi, luas lingkaran = (r2. Satuan SI untuk luas adalah m2.

Pengukuran volume benda yang teratur dapat ditentukan secara tidak langsung dengan menggunakan rumus. Misalnya, volume balok = panjang x lebar x tinggi, volume kubus = sisi x sisi x sisi, volume silinder = (r2t. Volume benda padat yang bentuknya tidak teratur harus diukur secara langsung dengan menggunakan: sebuah gelas ukur atau pasangan gelas ukur dan gelas berpancuran. Satuan SI untuk volume adalah m3, walau yang sering dijumpai adalah cm3.D. Nilai Karakter Jujur

Toleransi

Mandiri

Komunikatif Tanggung JawabE. Metode Pembelajaran

- Diskusi kelompok

- Eksperimen

- CeramahF. Langkah-langkah Kegiatan

a. Kegiatan Pendahuluan

Motivasi dan Apersepsi:

Bagaimana cara mendapatkan hasil pengukuran yang tepat?

Dapatkah kita megukur volume benda yang berbentuk tidak teratur?

Prasyarat pengetahuan:

- Apa yang dimaksud dengan pengukuran?

- Bagaimana cara mengetuhui volume benda yang berbentuk tidak teratur? Pra eksperimen:

- Berhati-hatilah menggunakan peralatan yang digunakan dalam pengukuran.

b. Kegiatan Inti

Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan kelompok.

Guru menjelaskan tentang pengukuran secara langsung dan pengukuran secara tidak lanngsung dalam fisika.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk mengambil mistar, jangka sorong dan mikrometer sekrup.

Guru mempresentasikan bagian-bagian mistar, jangka sorong dan mikrometer sekrup dan menunjukkannya kepada peserta didik.

Guru meminta salah satu peserta didik untuk melakukan hal yang sama seperti yang ditunjukkan oleh guru, jika terdapat kesalahan langsung diberi umpan balik.

Guru mendemontrasikan langkah-langkah penggunaan alat ukur, pengukuran suatu objek, cara membaca skala, menentukan nilai, dan membandingkan tingkat ketelitian dari hasil pengukuran dengan menggunakan mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup.

Masing-masing kolompok mengerjakan lembar kerja yang telah disiapkan oleh guru.

Guru memeriksa kegiatan pengukuran yang dilakukan peserta didik apakah sudah dilakukan dengan benar atau belum. Jika masih ada peserta didik atau kelompok yang belum dapat melakukannya dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

Guru menjelaskan pengukuran secara tidak langsung untuk besaran panjang, massa, dan waktu.

Peserta didik mendiskusikan dengan kelompoknya mengenai cara mengukur luas dan volume banda yang berbentuk teratur dan tidak teratur.

Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal.

Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya.

c. Kegiatan Penutup

Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman.

Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal.

G. Sumber Belajar

a. Modul Fisika Untuk SMK Teknik Semester Ganjil (Hayati Tumbuh Subur)

b. Lembar kerja

c. Alat dan bahan praktikum

H. Penilaian Hasil BelajarNoUraian JawabanSkor

1.Berapakah hasil pengukuran dari beberapa alat ukur berikut

a. c.

b. d.

Jawab

a. 1,14 cm b. 2,65 cm c. 6,30 mm d. 5,71 mm

2.

Apa nama Alat ukur dibawah ini dan sebutkan bagian2 dari alat ukur tersebut

Jawab

A. Mikrometer Skrup B. Jangka Sorong Bagian-bagiannya Bagian-baiannya

a. Poros tetap d. Skala nonius a. Rahang tetap d. Skala utama

b. Poros geser e. Pemutar b.Rahang geser e. Skala nonius

c. Skala utama f. Pengunci c. Pengunci

Penilaian:

Penilaian dilakukan secara individu atau kelompok yang meliputi penilaian penilaian kinerja (performamce assessment) pada saat kegiatan berlangsung, tes tertulis, dan penugasan (proyek).

a. Penilaian Kinerja Nilai diperoleh dari hasil pengamatan guru terhadap kinerja kelompok selama proses pembelajaran berlangsung yaitu pada saat melakukan percobaan. Unsur-unsur yang dinilai meliputi:

No.Aspek Penilaian Nama Kelompok

Kel. AKel. BKel. CKel. D...

1.Merancang alat

2.Menyusun Hipotesis

3.Menetapkan Variabel yang tetap dan yang dikendalikan

4.Menetapkan alat dan bahan yang sesuai

5.Menentukan langkah-langkah kerja

6.Ketelitian mengukur

7.Menyimpulkan hasil percobaan

Skor Total

Skor adalah 1 sampai 4 dimana:

5 = sangat baik; 4 = baik; 3 = Cvukup; 2 = Kurang; 1 = Sangat Kurang

Nilai yang diperoleh adalah: : N = x 10

b. Aspek Sikap Ilmiah

No.Aspek PenilaianSkor setiap kelompok

Sangat Baik (5)Baik (4)Cukup (3)Kurang (2)Sangat Kurang (1)

1.Kesungguhan dalam melakukan kegiatan

2.Kejujuran dalam mengungkap fakta

3.Ketelitian dalam bekerja

4.Penggunaan waktu secara efektif

5.Kerja sama

6.Tanggung Jawab

7Memperhatikan keselamatan kerja

Catatan: Berikan tanda ( untuk setiap penampilan dari setiap tindakan yang dilakukan kelompok

.Nilai: N = x 10

Maluk, Juli 2012Mengetahui,Kepala SMAKN 1 Maluk

Guru MatapelajaranAgus Futrahadi, S.Pd

Lalu Gede Sudarman, S.Pd NIP. 19770817 200212 1 010

NIP. 19860316 201001 1 009LKS ALAT UKUR

1. Tujuan

Mengukur panjang, lebar, diameter dan kedalaman benda Menentukan gaya sentripetal benda yang bergerak melingkar.

2. Alat & Bahan Mistar Jangka sorong Mikrometer skrup Balok Pipa 3. Dasar teori

Sebuah benda yang bergerak melingkar beraturan mempunyai kelajuan V = . Untuk mempertahankan agar lintasan yang di tempuh berupa lingkaran maka harus ada gaya yang menuju pusat lingkaran.

F = m.a

= m

Besarnya gaya untuk mempertahankan kedudukan tidak lain adalah berat beban,

W = m.g.

4. Langkah praktikum1. Siapkan penggaris mikrometer jangka sorong

2. Pilih beberapa alat yang akan kalian ukur seperti buku pensil penghapus3. Ukurlah peralatan tersebut kemudian masukan angka tersebut ke dalam tabel5. TabelNoBenda yang diukurHasil Pengukuran

PenggarisJangka sorongMikrometer

6. Pertanyaan

a. Samakah nilai yang kalian dapatkan pada setiap pengukuran

b. Alat ukur apa yang memiliki ketelitian paling tinggi

c. Tuliskan kesimpulanmmu

7. Kesimpulan

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

( RPP )

Satuan Pendidikan : SMKN 1 MALUKMata Pelajaran : FISIKA Kelas/Semester : X (sepuluh) / Semester IStandar Kompetensi : 1. Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya.Kompetensi Dasar : 1.2 Menggunakan alat ukur yang tepat untuk mengukur suatu besaran fisisPertemuan ke: 3 (Tiga)Alokasi Waktu: 2 x 45 menitA. Indikator

1. Menggunakan Aturan penulisan/penyajian angka penting dalam pengukuran 2. Menjumlahkan dua vektor atau lebih secara grafis.

3. Menjumlahkan dua vektor secara analisis.

B. Tujuan Pembelajaran

Peserta didik dapat:

1. Menentukan hasil pengukuran dengan menggunakan Aturan penulisan/penyajian angka penting2. Membedakan pengertian besaran vektor dan besaran skalar.

3. Menyebutkan contoh besaran vektor dan besaran skalar.

4. Menuliskan simbol vektor.

5. Melakukan operasi vektor dengan metode jajargenjang dan metode poligon.

6. Menganalisis komponen-komponen vektor.

7. Menyelesaikan masalah vektor dengan menggunakan metode analitik.

C. Materi Pembelajaran

Angka Penting

Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran disebut Angka Penting, terdiri atas angka-angka pasti dan angka-angka terakhir yang ditaksir (angka taksiran).

Aturan penulisan/penyajian angka penting dalam pengukuran:

1. Semua angka yang bukan nol adalah angka penting.

Contoh: 72,753 (5 angka penting).

2. Semua angka nol yang terletak di antara angka-angka bukan nol adalah angka penting.

Contoh: 9000,1009 (9 angka penting).

3. Semua angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir, tetapi terletak di depan tanda desimal adalah angka penting.

Contoh: 30000 (5 angka penting).

4. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di belakang tanda desimal adalah angka penting.

Contoh: 67,50000 (7 angka penting).

5. Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan tidak dengan tanda desimal adalah angka tidak penting.

Contoh: 4700000 (2 angka penting).

6. Angka nol yang terletak di depan angka bukan nol yang pertama adalah angka tidak penting.

Contoh: 0,0000789 (3 angka penting).

Ketentuan - ketentuan pada operasi angka penting:

1. Hasil operasi penjumlahan dan pengurangan dengan angka-angka penting hanya boleh terdapat Satu Angka Taksiran saja.

Contoh: 2,34 angka 4 = angka taksiran

0,345 + angka 5 = angka taksiran

2,685 angka 8 dan 5 (dua angka terakhir) taksiran maka ditulis: 2,6824 (Untuk penambahan/pengurangan perhatikan angka di belakang koma

yang paling sedikit).

13,46 angka 6 = angka taksiran

2,2347 - angka 7 = angka taksiran

11,2253 angka 2, 5 dan 3 (tiga angka terakhir) taksiran

maka ditulis: 11,23

2. Angka penting pada hasil perkalian dan pembagian, sama banyaknya

dengan angka penting yang paling sedikit.

Contoh: 8,141 (empat angka penting)

0,22 (dua angka penting)

1,79102

Penulisannya: 1,79102 ditulis 1,8 (dua angka penting)

1,432 (empat angka penting)

2,68 : (tiga angka penting)

0,53432

Penulisannya: 0,53432 di tulis 0,534 (tiga angka penting)

3. Untuk angka 5 atau lebih dibulatkan ke atas, sedangkan angka kurang dari 5 dihilangkan. Jika angkanya tepat sama dengan 5, dibulatkan ke atas jika angka sebelumnya ganjil dan dibulatkan ke bawah jika angka sebelumnya genap.

Contoh: Bulatkanlah sehingga mempunyai tiga angka penting:

a) 24,48 (4 angka penting) = 24,5

b) 56,635 (5 angka penting) = 56,6

c) 73,054 (5 angka penting) = 73,1

d) 33,127 (5 angka penting) = 33,1 VEKTOR

Pengertian Vektor

Penggolongan besaran-besaran dalam kehidupan sehari-hari telah diketahui menjadi dua, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Namun ada juga pengelompokan lain berdasarkan nilai dan arah besaran. Penggolongan semacam ini membedakan besaran-besaran menjadi dua kelompok, yaitu besaran skalar dan besaran vektor. Besaran skalar diartikan sebagai besaran yang hanya memiliki nilai saja, sedangkan besaran vektor adalah besaran yang memiliki nilai dan memiliki arah. Jarak termasuk besaran skalar, sedangkan perpindahan dikatakan sebagai besaran vektor. Orang mengukur jarak adalah menghitung seluruh lintasan gerak yang ditempuh, sedangkan mengukur perpindahan berarti mengukur panjang dari titik awal ke arah titik akhir lintasan. Jadi kalau seorang siswa berlari dari suatu sudut mengelilingi lapangan sepak bola satu kali putaran, berarti Ia menempuh jarak keliling lapangan sepak bola itu, tetapi dikatakan perpindahannya nol. Contoh besaran skalar lainnya adalah panjang, massa, waktu, suhu, kelajuan. perlajuan, usaha, daya sedangkan contoh besaran vektor diantaranya perpindahan, kecepatan, percepatan, gaya, momentum dan sebagainya.

Gambar berikut ini merupakan besaran vektor diantaranya kecepatan angin, kecepatan arus air laut yang menggerakkan kapal laut, kecepatan pesawat tempur.

Tentu saja kecepatankecepatan tersebut memiliki besar dan arah.

Gambar 1. Kecepatan angin Gambar 2. Kecepatan pesawat

Menurut Alonso dan Finn, sebuah vektor dapat digambarkan berupa anak panah atau ruas garis berarah. Panjang anak panah atau ruas garis menyatakan nilai atau besar vektor, sedangkan arah anak, panah menyatakan arah vektor.

Notasi besaran vektor dapat dinyatakan dengan huruf besar atau huruf kecil yang diberi tanda panah di atasnya. Misalnya: vektor ab atau |AB|

B

A

Penjumlahan dan Pengurangan Vektor

Dua buah vektor atau lebih dapat dijumlahkan atau dikurangi. Ada beberapa cara penjumlahan dan pengurangan vektor.

A. Cara Grafis

Cara ini menekankan pada cara menggambarnya. Yang termasuk dalam cara grafis adalah cara poligon, cara segitiga dan cara jajaran genjang.

a. Cara Poligon

Berikut ini adalah langkah-langkah penjumlah vektor dengan cara poligon.

gambarkan salah satu vektor yang kita pilih, misalnya vektor a Berikut menggambarkan vektor b dengan cara pangkal vektor bberada diujung vektor a

Kemudian gambarkan vektor c dengan cara yang sama

Gambarkan resultan vektor r yang merupakan jumlah dari vektor a, b dan c dengan cara menggambarkan vektor dari pangkal vektor a ke ujung vektor c, vektor resultan dinyatakan dengan besarnya atau penjang vektor resultan dan arahnya sesuai dengan hasil dari gambar yang didapat, seperti vektor berikut ini

b. Cara Segitiga

Untuk cara segitiga, berlaku untuk tiap-tiap dua vektor. Semua pangkal vektor-vektor yang akan dijumlahkan digabung menjadi satu titik tangkap. Kemudian gambarkan vektor resultan dengan menghubungkan kedua ujung vektor tersebut.

c. Cara Jajaran Genjang

Untuk cara jajaran genjang, semua pangkal vektor-vektor yang akan dijumlahkan digabung menjadi satu titik tangkap. Kemudian gambarkan vektor bayangan masing-masing vektor. Selanjutnya gambarlah vektor resultan dari titik tangkap ke perpotongan vektor bayangan. Perhatikan contoh penjumlahan vektor secara jajaran genjang berikut ini.

Untuk vektor yang lebih dari dua; pertama kali tentukan a + b terlebih dahulu, kemudian ( a + b ) + c, perhatikan contoh berikut ini.

2. Cara analitis.

Masing-masing vektor diuraikan menjadi komponen-komponen vektor searah sumbu x dan sumbu y dari sistem koordinat Cartesius.

Vektor(v x = v cos (v y = v sin (

v1

v2

v3(1

(2

(3v1 x = v cos (1

v2 x = v cos (2v3 x = v cos (3v1 y = v sin (1

v2 y = v sin (2v3 y = v sin (3

(v x = ................(v y = ................

Menurut Bresnick besar Resultan vektor dan arah ditentukan dengan :

VR =

Arah resultan : tg ( =

D. Metode Pembelajaran

- Diskusi kelompok

- Ceramah

E. Langkah-langkah Kegiatan

a. Kegiatan Pendahuluan

Motivasi dan Apersepsi:

- Sebutkan besaran fisika yang tergolong besaran vektor.

- Dapatkah besaran vektor mempunyai nilai negatif? - Bagaimana cara operasi pengurangan dua buah vektor?

- Adakah cara yang lebih efektif untuk menjumlahkan vektor yang sangat

banyak?

Prasyarat pengetahuan:

- Apa yang dimaksud dengan besaran vektor?

- Apa yang dimaksud dengan negatif dari sebuah vektor?

- Apa yang dimaksud dengan pengurangan vektor?

- Bagaimana cara melakukan penjumlahan vektor secara analitik?

b. Kegiatan Inti

Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan kelompok.

Guru menjelaskan perbedaan besaran vektor dan besaran skalar dan contoh-contohnya. Peserta didik memperhatikan penulisan simbol vektor yang disampaikan oleh guru.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan operasi vektor dengan metode jajargenjang dan metode poligon.

Peserta didik memperhatikan langkah-langkah penjumlahan vektor dengan metode jajargenjang yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan contoh soal mengenai penjumlahan dua vektor atau lebih dengan metode jajargenjang.

Peserta didik memperhatikan langkah-langkah penjumlahan vektor dengan metode poligon yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan contoh soal mengenai penjumlahan dua vektor atau lebih dengan metode poligon.

Guru memberikan beberapa soal mengenai penjumlahan dua vektor atau lebih dengan metode jajargenjang dan metode poligon untuk dikerjakan oleh peserta didik.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan pengurangan vektor.

Peserta didik memperhatikan tahap-tahap dalam menyelesaikan pengurangan dua buah vektor yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan contoh soal mengenai pengurangan dua buah vektor.

Guru memberikan beberapa soal mengenai pengurangan dua buah vektor untuk dikerjakan oleh peserta didik.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan komponen-komponen vektor.

Peserta didik memperhatikan langkah-langkah penjumlahan vektor secara analitik yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan contoh soal mengenai penjumlahan lebih dari dua vektor dengan metode analitik.

Guru memberikan beberapa soal mengenai penjumlahan dua vektor atau lebih dengan metode analitik.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

c. Kegiatan Penutup

Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman.

Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal.

F. Sumber Belajar

a. Modul Fisika Untuk SMK Teknik Semester Ganjil (Hayati Tumbuh Subur)

b. Buku referensi yang relevan

G. Penilaian Hasil Belajar

NoJawabanskor

1Apa yang dimaksud dengan besaran vektor dan besaran skalar? Berikan masing-masing 5 contohnya

Jawaban

Besaran vektor adalah besaran yang memiliki besara dan arah. Contoh: kecepatan, percepatan, gaya, usaha, momentum

Besaran skalar: besaran yang hanya memiliki besar saja tidak meiliki arah: berat, luas, volume, massa jenis

2Tentukan besar komponen gaya sumbu X dan Y

Jawaban

Fx = F cos ( = 60 cos 60 = 60 x 0,5 = 30 N

Fy = F sin ( = 60 sin 60 = 60 x 0,5= 30 N

3 Dua buah vektor F1 = 5 N, F2 = 12 N membentuk sudut ( = 600, maka tentukan resultan dari F1 + F2 Jawaban

Diket

F1 = 5 N, F2 = 12 N dan ( = 600Ditanya

R12=...?

solusiR =

R =

R = R = = 15,94 N

Maluk, Juli 2012Mengetahui,Kepala SMAKN 1 Maluk

Guru MatapelajaranAgus Futrahadi, S.Pd

Lalu Gede Sudarman, S.Pd NIP. 19770817 200212 1 010

NIP. 19860316 201001 1 009RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

( RPP )

Satuan Pendidikan : SMKN 1 MALUKMata Pelajaran : FISIKA Kelas/Semester : X (sepuluh) / Semester IStandar Kompetensi : 2. Menerapkan hukum gerak dan gayaKompetensi Dasar : 2.1 Menguasai konsep gerak dan gayaPertemuan ke: 5 (Lima)Alokasi Waktu: 2 x 45 menitA. Indikator

1. Membedakan jarak dan perpindahan2. Membedakan kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat 3. Menganalisis besaran-besaran fisika pada gerakB. Tujuan Pembelajaran

Peserta didik dapat:1. Mendeskripsikan definisi dari beberapa besaran gerak.

2. Menjelaskan arti lintasan, jarak, perpindahan, kelajuan, kecepatan, dan percepatan3. Menghitung kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat bendaC. Materi PembelajaranGERAK

Benda-benda di alam semesta ini ada yang diam ada pula yang bergerak. Perhatikan batu-batu di pinggir jalan, mereka diam terhadap jalan kecuali mendapat dorongan dari luar misalkan ditendang oleh kaki seorang anak. Perhatikan rumah-rumah di sekeliling kita, mereka diam terhadap pohon-pohon di sekelilingnya. Perhatikan pula orang yang berolah raga lari di jalan, ia bergerak terhadap batu di pinggir jalan maupun terhadap rumah-rumah dan pohon-pohon. Dengan demikian apakah yang dimaksud gerak ? Suatu benda dikatakan bergerak jika benda itu mengalami perubahan kedudukan terhadap titik tertentu sebagai acuan. Jadi jelaslah bahwa gerak adalah perubahan posisi atau kedudukan terhadap suatu titik acuan tertentu.

Sekarang perhatikan orang yang berlari di mesin lari fitness atau kebugaran, Apakah ia mengalami perubahan kedudukan terhadap tiang pegangan di mesin tersebut. Ternyata tidak. Dalam fisika orang tersebut tidak dikatakan bergerak, karena tidak mengalami perubahan posisi atau kedudukan dalam selang waktu yang ditempuhnya.

Demikian pula anak yang bermain komputer dikatakan tidak mengalami gerak karena sepanjang waktu ia hanya duduk di kursinya. Dapat dikatakan pula anak tersebut diam terhadap kursi yang diduduki, dalam hal ini kursi berperan sebagai kerangka acuan. Penempatan kerangka acuan dalam peninjauan gerak merupakan hal yang sangat penting, mengingat gerak dan diam itu mengandung pengertian yang relatif. Sebagai contoh seorang yang duduk di dalam kereta api yang bergerak, dapat dikatakan bahwa orang tersebut diam terhadap bangku yang didudukinya dan terhadap kereta api tersebut. Namun orang tersebut bergerak relatif terhadap stasiun maupun terhadap pohon-pohon yang dilewatinya.

Sekarang orang tersebut berjalan-jalan di dalam kereta api searah dengan kecepatan kereta. Dapat dikatakan bahwa orang tersebut bergerak relatif terhadap kereta, terhadap stasiun, terhadap pohon, tetapi orang tersebut diam terhadap buku yang dipegangnya.

Jarak dan Perpindahan

Selama bergerak benda mengalami perubahan kedudukan. Menurut Bresnick, garis lurus terpendek yang menghubungkan titik awal dan titik akhir, tanpa mempedulikan lintasannya disebut dengan perpindahan Jadi selisih kedudukan akhir dan kedudukan awal disebut dengan perpindahan. Sedangkan seluruh lintasan yang ditempuh benda disebut sebagai jarak. Jarak merupakan besaran skalar, sedangkan perpindahan termasuk besaran vektor. Sebagai contoh, seorang siswa yang berlari mengelilingi lapangan sepakbola satu kali putaran, dikatakan ia menempuh jarak sama dengan keliling lapangan itu, namun ia tidak menempuh perpindahan karena ia kembali ke titik semula berarti selisih kedudukan awal dan akhir adalah nol.

Contoh lain, ada seorang siswa bergerak ke utara sejauh 3 km, kemudian berbelok ke timur sejauh 4 km, lalu berhenti. Berapa jarak yang ditempuh siswa tersebut ? Berapa pula perpindahannya ?

4 km

3 km

Jarak yang ditempuh siswa tersebut berarti keseluruhan lintasan yang ditempuh yaitu 3 km + 4 km = 7 km, sedangkan perpindahannya sepanjang garis putus-putus pada gambar di atas, yaitu = ( 25 = 5 km.

Analisa

Jawablah di buku tugasmu!

1. Sebuah mobil bergerak sejauh 5 km kearah utara. Kemudian berbalik arah ke selatan sejauh 3 km. Bagaimanakah Kamu membedakan tentang jarak dan perpindahan mobil tersebut.

2. Eko berlari mengelilingi lapangan berbentuk lingkaran. Jika Eko berlari sebanyak 2,5 kali putaran, dan jari-jari lapangan 7 m. Bedakanlah jarak dan perpindahan yang ditempuh Eko?

Kecepatan Rata-Rata dan Kecepatan Sesaat

Dalam pembahasan gerak dikenal istilah kecepatan dan kelajuan. Kecepatan diartikan sebagai perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu, sedangkan kelajuan diartikan sebagai jarak yang ditempuh tiap satuan waktu. Kecepatan termasuk besaran vektor, sedangkan kelajuan merupakan besaran skalar.

Kelajuan =

Kecepatan =

Contoh

Seorang siswa berjalan dengan lintasan ABC, seperti gambar . Selang waktu dari A ke C 10 sekon. Tentukan kelajuan dan Kecepatan siswa tersebut ?

Jawab :

B4 mC

Diketahui

jarak AC = 7 m 3 m

Selang waktu = 10 sekon

5 m

Perpindahan AC = 5 m

A

Kelajuan = = = 0,7 m/s

Kecepatan = = = 0,5 m/s

Tugas

Kerjakanlah di buku tugas!

1. Anton berlari mengelilingi lapangan berukuran 8 m x 6 m sebanyak 2,5 putaran. Selang waktu yang diperlukan 10 sekon. Hitunglah Kelajuan dan Kecepatan Anton ?

2. Gambar berikut ini adalah grafik perpindahan terhadap waktu dari kecepatan mobil A, B C, dan D. Manakah yang memiliki Kecepatan terbesar dan urutankan dari yang terbesar sampai terkecil.

Perpindahan

A

B

C

D

Waktu

1. Kecepatan Rata-rata

Ketika Kamu melakukan perjalanan dengan mobil dari suatu kota ke kota lain tentulah kamu melewati jalan yang tidak selalu lurus dan naik turun. Misalnya dari Bandung ke Bogor melewati puncak. Kendaraan yang kamu gunakan kecepatannya berubah-rubah. Hal ini dapat dilihat dari nilai yang ditunjukan speedometer pada kendaraan. Oleh karena kecepatannya tidak tetap maka sering ddigunakan istilah kecepatan rata- rata.

Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan perpindahan benda dengan selang waktu yang diperlukan , sedangkan kelajuan rata-rata merupakan jarak yang ditempuh seluruhnya dibagi dengan selang waktu tempuh. Kecepatan rata-rata dan kelajuan rata-rata dapat dirumuskan sebagai berikut.

V r = Vr = kecepatan rata-rata, s = perpindahan,

t = selang waktu

V r = Vr = kelajuan rata-rata, s = jarak , t = selang waktu

Menurut Sears dan Zemansky, kecepatan rata-rata adalah suatu besaran vektor yang sama arahnya dengan vektor ( s.

Berikut ini merupakan contoh tabel perjalanan Bus dari Semarang- Solo

Besaran 123jumlah

Perpindahan (km)35 2550110 km

Selang waktu (menit)20205090 menit

Berdasarkan tabel tersebut dapat ditentukan kecepatan rata-rata dari Bus tersebut

V r = = = = 73,3 km /jam

Contoh Analisis Grafik

Grafik berikut menyatakan hubungan antara jarak (s) terhadap waktu (t) dari benda yang bergerak. Bila s dalam m dan t dalam sekon. Tentukan kecepatan rata-rata benda.

s (m)

10

5

2 6t s)

Jawab.Dari grafik didapat :

V r = , s = 10 m, t = 6s

= 10 m/6 s = 1,67 m/s

2. Kecepatan Sesaat

Grafik berikut merupakan grafik hubungan perpindahan(s) dengan selang waktu (t). Grafik berupa garis lengkung, karena laju benda tidak tetap. Kecepatan rata-rata dapat dihitung dengan vr = , jika titik B mendekati titik A, maka selang waktu t menjadi kecil, Untuk selang waktu t mendekati nol , B akan berimpit di A, maka ketika itu kecepatan yang terjadi disebut kecepatan sesaat. Arah kecepatan sesaat di suatu titik searah dengan garis singgung di titik tersebut. Kecepatan sesaat sering disebut dengan kecepatan benda.

V sesaat = lim

t ( 0

Percepatan

Benda yang bergerak dengan kecepatan yang tidak konstan akan mengalami perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu. Benda tersebut dikatakan mengalami percepatan.

Besarnya percepatan atau perlambatan (akselerasi) dapat ditentukan dengan membagi perubahan kecepatan dengan selang waktu yang ditempuh.

a = =

dimana a adalah percepatan dalam m/s2 dan (v adalah perubahan kecepatan dan (t adalah selang waktu.

Berikut ini grafik hubungan perubahan kecepatan terhadap selang waktu

v v

vt

A

vt -vo

Bvo

C

t (selang waktu) t (selang waktu)

Grafik A

Grafik B

Dari grafik A terlihat bahwa perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu sama dengan kemiringan grafik. Semakin besar kemiringan grafik semakin besar percepatan benda. Pada grafik B percepatan terbesar adalah A, kemudian B dan C., karena kemiringan grafik terbesar adalah A, B kemudian C.

Contoh Soal

Seorang polisi mengejar penjahat mulamula dari keadaan diam kemudian menambah kecepatannya menjadi 30 m/s dalam selang waktu 3 detik. Hitunglah percepatan benda ?

Jawab

Diketahui vo = 0 m/s vt = 30 m/s t = 3 detik

a = = = 10 m/s

D. Metode Pembelajaran

- Diskusi kelompok

- Ceramah

- Observasi

E. Langkah-langkah Kegiatan

a. Kegiatan Pendahuluan

Motivasi dan Apersepsi:

- Sebutkan beberapa contoh gerak lurus dalam kehidupan sehari-hari?

- Mungkinkah perpindahan sebuah benda lebih besar daripada jarak tempuhnya?

Prasyarat pengetahuan:

- Apa yang dimaksud dengan gerak lurus?

- Apakah pengertian jarak tempuh?

b. Kegiatan Inti

Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan kelompok.

Guru menjelaskan pengertian posisi, aturan dan contoh posisi dalam sumbu koordinat yang disampaikan oleh guru.

Guru menjelaskan perbedaan antara perpindahan dan jarak tempuh, serta perbedaan antara kecepatan rata-rata dan laju rata-rata.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk memberikan contoh perpindahan dan jarak tempuh dalam kehidupan sehari-hari.

Peserta didik memperhatikan contoh soal mengenai kecepatan rata-rata dan laju rata-rata yang disampaikan oleh guru.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk menjawab soal mengenai kecepatan rata-rata dan laju rata-rata di depan kelas, sedangkan yang lain memperhatikannya.

Guru menjelaskan konsep kecepatan sesaat sekaligus memberikan contoh soal.

Peserta didik mendiskusikan dengan kelompoknya mengenai perbedaan percepatan rata-rata dan percepatan sesaat.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk menyebutkan contoh percepatan rata-rata dan percepatan sesaat dalam kehidupan sehari-hari.

Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal.

Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya.

Peserta didik memperhatikan contoh soal mengenai percepatan rata-rata dan percepatan sesaat yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal mengenai percepatan rata-rata dan percepatan sesaat.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

c. Kegiatan Penutup

Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman.

Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal.

F. Sumber Belajar

a. Modul Fisika Untuk SMK Teknik Semester Ganjil (Hayati Tumbuh Subur)

b. Buku referensi yang relevan

H. Penilaian Hasil BelajarNoSoal jawabanskor

1Jelaskan apa yang dimaksud dengan jarak, perpindahan, kelajuan, kecepatan, dan percepatanJawaban

jarak menyatakan panjang lintasannya yang ditempuh benda selama geraknya, perpindahan menyatakan perbedaan posisi akhir benda dibandingkan posisi awalnya.

Kelajuan : jarak yang ditempuh tiap satuan waktuKecepatan: diartikan sebagai perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktuPercepatan: perubahan kecepatan benda dalam selang waktu tertentu.

2Mobil dipercepat sepanjang jalan lurus dari diam hingga berkecepatan 60 km/jam dalam waktu 5,0 sekon. Berapakah percepatan rata-rata mobil tersebut?

Penyelesaian:Jawab:

Percepatan rata-rata dinyatakan

3Bus berjalan dari A ke B dengan kelajuan 36 km/j. Lalu bergerak dari B ke C dengan kelajuan yang sama selama 30 detik. Bila panjang lintasan AB adalah 400 meter dan panajng lintasan dari B ke C adalah 500 meter, tentukan:

a. selang waktu yang ditempuh bus dari A ke B

b. kelajuan rata-rata dari A ke C

c. kecepatan rata-rata dari A ke C

jawaban

VAB = 36 km/j = 36000 m/ 3600 s = 10 m/s

a. Waktu = tAB =

=

= 40 s

b. Jarak ABC = jarak AB + jarak BC

= 400 m + 300 m

= 700 m

waktu ABC = waktu AB + waktu BC

= 40 s + 30 s

= 70 s

v = 700m/70s= 10 m/s

c. Kecepatan rata-rata bus adalah 10 m/s dari A ke C

Maluk, Juli 2012Mengetahui,Kepala SMAKN 1 Maluk

Guru MatapelajaranAgus Futrahadi, S.Pd

Lalu Gede Sudarman, S.PdNIP. 19770817 200212 1 010

NIP. 19860316 201001 1 009RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

( RPP )

Satuan Pendidikan : SMKN 1 MALUKMata Pelajaran : FISIKA Kelas/Semester : X (sepuluh) / Semester IStandar Kompetensi : 2. Menerapkan hukum gerak dan gayaKompetensi Dasar : 2.2 Menguasai hukum NewtonPertemuan ke : 6 (Enam)Alokasi Waktu: 2 x 45 menitA. Indikator

1. Mengidentifikasi penerapan prinsip hukum 1 Newton (hukum inersia) dalam kehidupan sehari-hari.

2. Mengidentifikasi penerapan prinsip hukum 2 Newton dalam kehidupan sehari-hari.

3. Mengidentifikasi penerapan prinsip hukum 3 Newton dalam kehidupan sehari-hari.4. Menerapkan hukum Newton pada gerak benda pada bidang miring tanpa gesekan.

B. Tujuan Pembelajaran

Peserta didik dapat:

1. Menyebutkan bunyi hukum-hukum Newton tentang gerak.

2. Menyebutkan contoh penerapan hukum-hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari.

3. Menerapkan hukum-hukum Newton untuk menyelesaikan soal analisis dan soal hitungan.

C. Materi Pembelajaran

HUKUM NEWTON tentang GERAK3.1 Gaya

Di SLTP gaya didefinisikan sebagai tarikan atau dorongan. Bila kepada benda diterapkan gaya, benda itu mengalami dorongan atau tarikan. Akibat gaya diterapkan itu dapat berupa perubahan gerak, dan/atau perubahan bentuk. Contoh perubahan gerak ialah dari diam menjadi bergerak atau sebaliknya, dari gerak lambat menjadi cepat, atau sebaliknya.

Contoh perubahan bentuk misalnya lilin mainan, jika dipencet (ditekan), berubah bentuknya, kawat telepon atau kawat listrik, meskipun direntangkan dengan kuat, selalu melengkung oleh adanya gaya gravitasi.

Gaya adalah besaran yang memiliki arah. Misalnya gaya berat arahnya kebawah. Jadi gaya adalah besaran vektor. Karena itu aturan-aturan berhitung dengan vektor berlaku untuk gaya ini.

3.2 Hukum I NewtonHUKUM I NEWTON

(Bila resultan gaya yang bekerja pada benda nol, atau tidak ada gaya yang bekerja pada benda, benda itu diam (tak bergerak) atau akan bergerak lurus beraturan (GLB).

(Bila resultan gaya yang bekerja pada benda nol, maka vektor kecepatan benda tidak akan berubah. Benda yang sedang berada dalam keadaan diam akan tetap diam, dan benda yang sedang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan. Hukum 1 Newton ini disebut juga sebagai hukum kelembaman (inertia law)

3.3 Hukum II Newton

(Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda, dan berbanding terbalik dengan massa benda itu. Arah percepatan sama dengan arah gaya itu.(Jika resultan gaya (gaya netto) yang bekerja pada sebuah benda bermassa m tidak nol, benda dipercepat searah dengan gaya yang bekerja.

(Percepatan a berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massa dari benda.

Hukum ini biasanya dinyatakan secara singkat dengan menggunakan persamaan :

Persamaan vektor diatas, dapat dituliskan dalam komponen:

Berdasarkan hukum II newton gaya dapat dipandang sebagai penyebab perubahan kecepatan benda.

Telah diketahui bahwa gaya tarik bumi memberikan percepatan kepada setiap benda. Dipermukaan bumi percepatan itu kurang lebih sama besarnya untuk setiap benda. Percepatan yang disebabkan oleh gaya berat atau gaya gravitasi ini disebut percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi biasanya dinyatakan dengan lambang g. Besar g ini bergantung pada jarak benda ke pusat bumi. Makin jauh benda dari pusat bumi, makin kecil percepatan gravitasi itu.

Bila massa benda kita sebut m, beratnya (gaya berat) kita sebut w, menurut hukum II newton:

Gaya berat:

3.4 Hukum III Newton

Hukum III newton berkaitan dengan interaksi dua benda. Interaksi artinya saling tindak.

(Dua benda disebut berinteraksi jika tindakan benda yang satu terhadap yang lain disertai tindakan benda yang lain terhadap yang satu (yang disebut pertama).

(Hukum III newton bersangkutan dengan interaksi dalam wujud gaya. Newton merumuskan hukum III ini sebagai gaya aksi reaksi,(Bila dua benda berinteraksi, gaya yang diadakan oleh benda yang satu kepada yang lain sama besarnya dan berlawanan arahnya.

Suatu contoh aksi reaksi adalah benda (sebuah kotak) yang terletak diatas meja. Umpamakan berat kotak adalah W (gaya berat ini tidak digambar). Karena adanya gaya berat pada kotak menekan meja dengan gaya N ke bawah. Sebaliknya meja menekan kotak dengan gaya N ke atas.

Gaya yang bekerja pada balok:

Jika benda diam atau bergerak pada bidang horizontal, maka total gaya dalam arah vertikal sama dengan nol.

Gaya Normal = gaya berat

Gaya yang bekerja pada bidang lantai:

Besar gaya N sama dengan gaya yang dilakukan kotak ke meja, yaitu N. Karena gaya tekan kotak ke meja adalah akibat adanya gaya berat, maka besar N sama dengan berat kotak. Hal ini berarti N juga sama denga berat kotak.

Contoh lain aksi dan reaksi adalah aksi dan reaksi yang terjadi pada waktu kita berjalan kaki. Pada waktu kita melangkah kaki, kaki kita mendorong tanah (atau lantai) dengan suatu gaya yang arahnya ke belakang. Jika lantai /tanah tidak licin, lantaipun mendorong kita dengan gaya yang sama besar, akan tetapi arahnya kedepan. Jika tanah/lantai sangat licin, gaya gesek antara kaki dan tanah/lantai tidak ada, sehingga tanahpun tidak mengadaan gaya kepada kaki kita. Akibatnya kita tidak bisa jalan kaki.

Mengapa di jalan yang sangat licin kendaraan bermotor tidak dapat maju, sekalipun

rodanya berputar dengan cepat

Balok pada bidang miring:

Gaya yang bekerja pada balok:

Jika balok bergerak menyusuri bidang miring:

Gaya yang menggerakkan balok

Jumlah total gaya yang tegak lurus bidang miring sama dengan nol

D. Metode Pembelajaran

- Diskusi kelompok

- Eksperimen

- Observasi

E. Langkah-langkah Kegiatan

a. Kegiatan Pendahuluan

Motivasi dan Apersepsi:

- Mengapa pada saat di dalam mobil tubuh kita akan bergerak ke depan ketika mobil

direm mendadak?

- Apakah fungsi melukis diagram gaya yang bekerja pada benda?

Prasyarat pengetahuan:

- Bagaimana bunyi hukum I Newton?

- Apakah yang dimaksud dengan diagram gaya?

b. Kegiatan Inti

Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan kelompok.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan perbedaan kinematika dan dinamika.

Peserta didik memperhatikan analisis tentang semua persoalan gerak di alam semesta yang dapat diterangkan dengan hukum Newton yang disampaikan oleh guru.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk menyebutkan bunyi hukum-hukum Newton tentang gerak.

Peserta didik mendiskusikan dengan kelompoknya mengenai contoh penerapan hukum-hukum Newton dalam kehidupan sehari-hari.

Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal.

Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya.

Peserta didik memperhatikan penerapan hukum I Newton sampai hukum III Newton untuk menyelesaikan soal analisis dan soal hitungan yang disampaikan oleh guru.

Peserta didik memperhatikan contoh soal mengenai penerapan hukum I Newton sampai hukum III Newton yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal mengenai penerapan hukum I Newton sampai hukum III Newton.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan fungsi diagram gaya yang bekerja pada benda.

Peserta didik memperhatikan diagram gaya untuk berbagai macam gerak yang disampaikan oleh guru.

Perwakilan peserta didik diminta untuk menggambarkan diagram gaya pada benda yang berada di atas bidang miring, sedangkan yang lain memperhatikannya.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

c. Kegiatan Penutup

Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman.

Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal.

E. Sumber Belajar

a. Modul Fisika Untuk SMK Teknik Semester Ganjil (Hayati Tumbuh Subur) halaman 141-186

b. Buku referensi yang relevan

c. Alat dan bahan praktikum

F. Penilaian Hasil Belajar

NoSoal jawabanskor

1

2

3

Maluk, September 2011Mengetahui,Kepala SMAKN 1 Maluk

Guru MatapelajaranHustanuddin, S.Pd

Lalu Gede Sudarman, S.Pd

NIP. 19660313 199203 1 014

NIP. 19860316 201001 1 009RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

( RPP )

Satuan Pendidikan : SMKN 1 MALUKMata Pelajaran : FISIKA Kelas/Semester : X (sepuluh) / Semester IStandar Kompetensi : 2. Menerapkan hukum gerak dan gayaKompetensi Dasar :2.3 Menghitung gerak lurusPerteman ke: 9 (Sembilan)Alokasi Waktu: 2 x 45 menitA. Indikator

1. Menganalisis besaran-besaran fisika pada gerak dengan kecepatan konstan.

2. Menganalisis besaran-besaran fisika pada gerak dengan percepatan konstan.

3. Menganalisis grafik gerak lurus dengan kecepatan konstan dan gerak lurus dengan percepatan konstan.

B. Tujuan Pembelajaran

Peserta didik dapat:

1. Menganalisis Gerak Lurus Beraturan (GLB) dalam kehidupan sehari-hari.

2. Menganalisis Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dalam kehidupan sehari-hari.

3. Menghitung besaran-besaran yang berkaitan dengan GLB, GLBB, dan gerak vertikal.

4. Menggambar grafik gerak lurus beraturan.

5. Menggambar grafik gerak lurus berubah beraturan.

6. Menentukan perpindahan benda berdasarkan kurva kecepatan-waktu.

C. Materi Pembelajaran

Gerak lurus

Gerak suatu benda dalam lintasan lurus dinamakan gerak lurus. Sebuah mobil melaju di jalan raya yang lurus merupakan contoh gerak lurus. Seorang siswa berlari mengelilingi lapangan sepakbola juga merupakan contoh dari gerak lurus dengan empat segmen lintasan lurus yang berbeda pada saat menempuh sisi-sisi lapangan yang berbeda.

Berdasarkan kelajuan yang ditempuhnya gerak lurus dapat dibedakan menjadi dua yaitu Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

Untuk dapat membedakan GLB dan GLBB Anda bersama guru dapat melakukan percobaan dengan menggunakan ticker timer dan perlengkapannya (lakukan kegiatan mandiri).

Gambar 6. Meja ticker timer, troli, ticker timer dan pitanya

1. Gerak Lurus Beraturan

Dalam gerak lurus beraturan, benda menempuh jarak yang sama dalam selang waktu yang sama. Sebagai contoh, mobil yang melaju menempuh jarak 2 meter dalam waktu 1 detik, maka 1 detik berikutnya menempuh jarak 2 meter lagi, begitu seterusnya. Dengan kata lain perbandingan jarak dengan selang waktu selalu konstan, atau kecepatannya konstan. Dalam GLB kelajuan dan kecepatan hampir sulit dibedakan karena lintasannya yang lurus menyebabkan jarak dan perpindahan yang ditempuh besarnya sama.

Dapat dirumuskan untuk GLB, bahwa : v = dimana s adalah jarak dalam meter, t adalah waktu dalam sekon, dan v adalah kecepatan dalam m/s. Pada gerak lurus beraturan pertambahan jarak yang ditempuh terhadap waktu dapat digambarkan dalam grafik berikut ini.

s t

Sedangkan kecepatan selalu konstan terhadap waktu, grafiknya dapat digambarkan sebagai berikut.

v

t

Kereta listrik bawah tanah yang ada di negara maju, hanya memerlukan waktu beberapa detik untuk mencapai kecepatan konstan dalam jangka waktu lama. Gerak lurus beraturan kereta itu akan berakhir sewaktu kereta mulai direm saat memasuki stasiun pemberhentian.

Gambar 7. Kereta api bawah tanah

Demikian pula alat produksi di suatu pabrik yang biasa disebut dengan bantalan berjalan atau meja berjalan selalu mengalami gerak lurus beraturan sewaktu dihidupkan mesinnya.

Gambar 8. Bantalan berjalan di bagian produksi suatu pabrikContoh

Sebuah mobil bergerak kecepatan tetap 36 km/jam. Hitung jarak yang ditempuh mobil selama 10 sekon. ?

Jawab :

Diketahui kecepatan v = 36 km/jam = 10 m/s

t = 10 sekon

s = v x t = 10 m/s x 10 sekon = 100 m

Tugas

Jawablah di buku tugasmu!

1. Busway melaju dengan kecepatan konstan 108 km/jam selama 2 jam. Tentukan jarak yang ditempuhnya !

2. Pesawat tempur F 16 melintas di udara dengan kecepatan tetap 216 km/jam, menempuh jarak 500 meter. Berapakah waktu yang dibutuhkannya.

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Untuk menyelidiki gerak suatu benda dapat digunakan dengan suatu alat yang dinamakan ticker timer atau pengetik waktu. Alat ini dilengkapi pemukul yang dapat bergetar sesuai dengan frekuensi listrik PLN, yaitu 50 Hz atau sebanyak 50 kali ketikan dalam satu detik. Dalam satu ketikan diperlukan waktu 0,02 detik. Alat ticker timer dilengkapi dengan troli atau mobil-mobilan

yang dapat bergerak, papan luncur dan pita rekaman. Dari pita rekaman akan terlihat jenis gerak benda.

Benda bergerak lurus beraturan (GLB) akan menghasilkan tanda ketikan/ketukan yang jaraknya selalu sama dalam selang waktu tertentu.

Untuk benda yang bergerak lurus berubah beraturan (GLBB) dipercepat akan menghasilkan tanda ketukan yang jaraknya semakin besar dan perubahannya secara teratur, dan sebaliknya apabila dihasilkan tanda ketikan semakin kecil berarti benda melakukan GLLB diperlambat. Perhatikan contoh rekaman pita ketikan berikut ini.

Benda dari A ke B melakukan GLB, dari titik B sampai titik C mengalami GLBB dipercepat, sedangkan dari C ke D mengalami GLBB diperlambat.

Untuk menyelidiki gerak GLBB dipercepat beraturan dengan ticker timer lakukanlah kegiatan percobaan berikut ini.

a. Aplikasi Konsep GLBB dalam Kehidupan Sehari-hari

Benda yang mengalami gerak lurus berubah beraturan memiliki kecepatan yang berubah seiring dengan perubahan waktu. Dengan demikian dalam selang waktu yang sama perubahan jarak yang dicapai benda tidak sama. Bila perubahan jarak yang dicapai semakin bertambah besar, berarti kecepatan benda semakin bertambah pula. Gerak semacam itu dinamakan gerak lurus berubah beraturan dipercepat. Sebaliknya jika perubahan jarak yang dicapai semakin berkurang, berarti kecepatan benda semakin lambat, maka gerak demikian disebut dengan gerak lurus berubah beraturan diperlambat.

Kecepatan akhir pada saat tertentu berbeda dengan kecepatan awal pada saat t = 0 yaitu saat peninjauan gerak dilakukan.

Persamaan untuk menentukan kecepatan akhir , jarak yang ditempuh, dan hubungan antara kecepatan akhir dengan jarak, serta grafik hubungan v - t dapat dinyatakan sebagai berikut.

vt = vo + at

s = vo t + at2

vt2 = vo2 + 2as

s = . t Hampir semua gerak yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah gerak lurus berubah beraturan. Namun demikian ada juga yang kombinasi antara GLB dan GLBB secara berselang-seling.

Grafik atau kurva perubahan jarak terhadap perubahan waktu dapat di tunjukkan sebagai berikut.

s

t

Adapun grafik perubahan kecepatan terhadap perubahan waktu dapat di tunjukkan sebagai berikut.

v

t

Sedangkan grafik percepatan terhadap perubahan waktu dapat di tunjukkan sebagai berikut.

a

t

Aplikasi dari GLBB diantaranya adalah

1. Gerak seorang penerjun payung

2. Gerak mobil dalam balapan mobil

3. Gerak Jatuh Bebas

4. Gerak benda dilempar vertikal ke atas

5. Gerak benda dilempar vertikal ke bawah.

Contoh soal

Sebuah mobil melaju dengan kecepatan 72 km/jam dalam waktu 2 menit mengalami percepatan 5 m/s2 . Tentukan jarak yang ditempuh dan kelajuan akhirnya !

Jawab

Diketahui vo = 72 km/jam = 20 m/s

t = 2 menit = 120 sekon

a = 5 m/s2

Ditanya s = ? v t = ?

s = vo t + a t2

= 20 x 120 + 5 (120)2

= 36240 m

vt = vo + a t

= 20 + 5 x 120 = 620 m/s3. Gerak Vertikal

a. Gerak Vertikal ke Atas

Gerak Benda dilempar vertikal keatas (GVA) merupakan GLBB yang mengalami perlambatan dimana gesekan udara diabaikan dan percepatan benda a = - g, g = percepatan gravitasi bumi.,

Ketika benda mencapai titik puncak , kecepatan benda sama dengan nol atau

Vt = 0 , waktu untuk mencapai titik puncak ( t p ) dapat ditentukan dengan persamaan kecepatan

BS = vo t + at2 vt = vo + at

vt = 0

h = vo t - 1/2g t2 v t = vo - g t

waktu untuk mencapai titik puncak

h t p = .? vt = 0

v t = vo - g t

V0 A 0 = vo - g tp t p = vo / g

vt2 = vo2 ( 2gh vt2 = vo2 ( 2gh

b. Gerak Vertikal ke Bawah

Gerak vertikal ke bawah (GVB) merupakan GLBB dimana benda dilempar ke bawah dengan kecepatan awal tertentu dan gesekan udara diabaikan atau ditiadakan sebagai berikut :

S = vo t + at2 vt = vo + at

Ah = vo t + 1/2 g t2 v t = vo + g t

V0

h = g t2

v t = kecepatan akhir

vt2 = vo2 + 2gh h

vt2 = vo2 + 2gh B

c. Gerak Jatuh Bebas

Gambar disamping merupakan contoh gerak jatuh bebas (GJB) dari bola dan seekor kucing. Walaupun keduanya memiliki massa yang berbeda akan tetapi mempunyai waktu jatuh yang sama. Hal ini disebabkan gesekan udara ditiadakan.

Gerak Jatuh bebas merupakan gerak vertikal ke bawah tanpa kecepatan awal (v0 = 0 ) dan gesekan di udara diabaikan atau ditiadakan. Gerak jatuh bebas merupakan GLBB dipercepat dengan a = + g.

Gerak Benda A jauh bebas dari ketinggian h dan jatuh di tanah pada titik B dapat dirumuskan sebagai berikut :

S = vo t + at2

vt = vo + at

Ah = 0 + 1/2 g t2 v t = 0 + g t

v0= 0

h = g t2 v t = gt

v t = kecepatan akhir

vt2 = vo2 + 2gh

= 02 + 2gh = 2gh

B

Contoh soal

1. Sebuah genting jatuh bebas dari sebuah gedung setinggi 20 m. Tentukan kapan benda jatuh ke tanah dan berapa kecepatan genting ketika sampai di tanah ,g= 10 m/s2.

Penyelesaian

Diketahui

h = 20 m g = 10 m/s2 Ditanyat = ... ? vt = ... ?

Jawab :h = S = vo t + at2 vt = vo + at

h = 0 + 1/2 g t2 vt = vo + g t

20 = 1/2 . 10 t2 = 5 t2 vt = 0 + 10 . 2 = 20 m/s

t = = 2 sekon.

2. Sebuah batu dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 20 m/s dari tanah.

Tentukan ( g = 10 m/s2) :

a. Waktu yang diperlukan untuk mencapai titik puncak

b. Tinggi benda ketika mencapai titik puncaik

c. Ketinggian benda saat 1 detik setelah dilempar

d. Waktu yang diperlukan batu untuk jatuh ke tanah lagi.

e. Kecepatan batu ketika tiba di tanah

Penyelesaian :

Diketahui v0 = 20 m/s g = 10 m/s2 Ditanya:

a.t p = .? vt = 0

v t = vo - g t

0 = 20 - g t t p = 20 / 10 = 2 sekon

b. hmax = .....?

hmax = vo t - 1/2 g t2

= 20. 2 .10 .22 = 20 m

c. h = . t = 1 sekon

h = vo t - 1/2 g t2 = 20 . 1 . 10 . 1 = 15 m

d. tS = .. (waktu naik dan turun)

t naik = t turun jadi t s = 2 x t naik. = 2 x 2 = 4 sekon

e. vt = .?

v t = vo - g t

= 20 10. 4

v t = - 20 m/s ( tanda negatip menunjukkan arah kecepatan ke bawah)

4. Penerapan GLB dan GLBB

a. Menganalisa grafik v t untuk berbagai gerakan bendaSebagaimana kamu ketahui pada bahasan sebelumnya berbagai gerak lurus adalah gerak lurus beraturan (GLB), gerak lurus berubah beraturan dipercepat dan diperlambat serta perpaduan gerak-gerak tersebut. Berkut ini merupakan hubungan grafik v t beserta cara menentukan jarak yang ditempuh benda

V

v

t t

s = luas persegi panjang = v x t s = luas travesium =( a+b)/2 x tg

s = (luas persegi dari 0 t1 ) + (luas segitiga

dari (t1 t2 ) ( luas segitiga t2 t3)

v

0

t1 t2 t3 tb. Perpaduan GLB dan GLB menghasilkan GLB

Grafik berikut ini menunjukan hubungan vektor kecepatan perahu motor dan vektor kecepatan arus air sungai. Perpaduan gerak kedua vektor kecepatan terhadap perahu menghasilkan resultan gerak lurus beraturan.

vperahu vpa = kecepatan perahu motor terhadap arus air

v arus air sungaiContoh soal:

Sebuah perahu motor menyeberangi sungai dengan kecepatan 4 m/s dengan arah tegak lurus arus air sungai.Jika kecepatan arus sungai 2 m/s tentukan jarak yang ditempuh perahu setelah 2 sekon.

Penyelesaian

Diketahui :vp = 4 m/sva = 2 m/s

t = 2 sekon

Ditanya S = ?

Jawab:vR = = = 2 m/s

S = vR . t = 2 . 2 = 4 m

Tugas

Buatlah penyelesaian persoalan berikut di buku tugas!

1. Seseorang benda menyeberangi sungai, yang lebarnya 420 m kecepatan arusnya 2m/s. Jika ia mengarahkan perahunya siku-siku pada tepi sungai dengan kecepatan tetap sebesar 2m/s, tentukanlah :

a. Waktu yang diperlukan untuk menyeberang.

b. Tempat ia sampai di tepi lain.

c. Jarak yang dilaluinya.D. Metode Pembelajaran

- Diskusi kelompok

- Ceramah

- Observasi

E. Langkah-langkah Pembelajaran

a. Kegiatan Pendahuluan

Motivasi dan Apersepsi:

- Apakah tujuan lintasan rel kereta api harus dibuat lurus dan mendatar?

- Gerak jatuh peloncat indah tergolong GLB atau GLBB? - Bagaimana menentukan ketinggian maksimum gerak vertikal?

- Apa manfaat menggambarkan gerak dengan menggunakan grafik? Prasyarat pengetahuan:

- Apa yang dimaksud dengan gerak lurus beraturan?

- Apakah ciri dari gerak lurus berubah beraturan? - Apakah syarat terjadinya ketinggian maksimum gerak vertikal?

- Bagaimana langkah-langkah menggambarkan gerak dengan menggunakan grafik?

b. Kegiatan Inti

Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan kelompok.

Guru menjelaskan pengertian gerak lurus beraturan, ciri-cirinya dan contoh gerak lurus beraturan dalam kehidupan sehari-hari.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk menyebutkan contoh yang lain dari gerak lurus beraturan dalam kehidupan sehari-hari.

Peserta didik memperhatikan contoh soal mengenai gerak lurus beraturan yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal mengenai gerak lurus beraturan.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

Guru menjelaskan pengertian gerak lurus berubah beraturan, ciri-cirinya dan contoh gerak lurus beraturan dalam kehidupan sehari-hari.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk menyebutkan contoh yang lain dari gerak lurus berubah beraturan dalam kehidupan sehari-hari.

Peserta didik memperhatikan contoh soal mengenai gerak lurus berubah beraturan yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal mengenai gerak lurus berubah beraturan.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan pengertian gerak vertikal dan cirinya.

Peserta didik dalam setiap kelompok mendiskusikan contoh gerak vertikal dalam kehidupan sehari-hari.

Perwakilan dari tiap kelompok diminta untuk menyebutkan contoh gerak vertikal dalam kehidupan sehari-hari.

Perwakilan peserta didik diminta untuk melemparkan sebuah bola ke atas di depan kelas, sedangkan peserta didik yang lain memperhatikannya.

Peserta didik mendiskusikan dengan kelompoknya untuk membuat kesimpulan dari hasil percobaan melemparkan sebuah bola ke atas.

Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal.

Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya.

Peserta didik memperhatikan cara mendapatkan rumusan untuk menentukan ketinggian maksimum gerak vertikal yang disampaikan oleh guru.

Peserta didik memperhatikan contoh soal mengenai gerak vertikal yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal mengenai gerak vertikal.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

Peserta didik memperhatikan langkah-langkah menggambar grafik gerak lurus beraturan dan grafik gerak lurus berubah beraturan yang disampaikan oleh guru.

Guru menjelaskan cara menentukan posisi dari kurva kecepatan-waktu.

Peserta didik memperhatikan contoh soal menggambar grafik gerak lurus beraturan, grafik gerak lurus berubah beraturan, dan menentukan posisi dari kurva kecepatan-waktu yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan beberapa soal menggambar grafik gerak lurus beraturan, grafik gerak lurus berubah beraturan, dan menentukan posisi dari kurva kecepatan-waktu.

Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

c. Kegiatan Penutup

Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.

Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman.

Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal.

E. Sumber Belajar

a. Modul Fisika Untuk SMK Teknik Semester Ganjil (Hayati Tumbuh Subur)

b. Alat dan bahan praktikum

F. Penilaian Hasil BelajarNoSoal dan jawabanskor

1Mobil dipercepat sepanjang jalan lurus dari diam hingga berkecepatan 60 km/jam dalam waktu 5,0 sekon. Berapakah percepatan rata-rata mobil tersebut?

Penyelesaian

Percepatan rata-rata dinyatakan

1. Benda bergerak dipercepat beraturan, sehingga kecepatan berubah dari 50 m/s menjadi 150 m/s dalam waktu 10 sekon, sebagaimana terlihat pada grafik di bawah ini.

Berapakah jarak yang ditempuh benda tersebut, antara t = 2 s dan 6 s?

Penyelesaian

Saat , Saat

Jarak yang ditempuh ekuivalen dengan luasan arsiran pada grafik di atas, yakni:

meter

2Seorang arsitek merancang lapangan terbang untuk pesawat-pesawat kecil. Panjang lintasan terbang yang dibuat 150 meter. Suatu pesawat yang membutuhkan kelajuan minimal 100 km/jam atau 27,8 m/s agar dapat takeoff, menggunakan lapangan terbang ini dengan percepatan rata-rata 2,0 m/s2. Apakah pesawat tersebut dapat terbang?

Penyelesaian

Diketahui: ; ;

Menggunakan persamaan (15c) kita peroleh

Sehingga diperoleh

3Satu titik memiliki kecepatan awal benda 6,0 m/s, titik tersebut mengalami percepatan sebesar 4,0 m/s. Berapakah kecepatan titik tersebut setelah 6,0 kemudian? Jawaban

Diket

= 6,0 m/s ;

Ditanya

=....?

solusi

Maluk, September 2011Mengetahui,Kepala SMAKN 1 Maluk

Guru MatapelajaranHustanuddin, S.Pd

Lalu Gede Sudarman, S.Pd

NIP. 19660313 199203 1 014

NIP. 19860316 201001 1 009RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

( RPP )

Satuan Pendidikan : SMKN 1 MALUKMata Pelajaran : FISIKA Kelas/Semester : X (sepuluh) / Semester IStandar Kompetensi : 2. Menerapkan hukum gerak dan gayaKompetensi Dasar : 2.4 Menghitung gerak melingkarPertemuan ke : 9 (Sembilan)Alokasi Waktu : 2 x 45 menitA. Indikator

1. Megidentifikasi besaran frekuensi, frekuensi sudut, periode, dan sudut tempuh yang terdapat pada gerak melingkar dengan laju konstan.

2. Menerapkan prinsip roda-roda yang saling berhubungan secara kualitatif.

3. Menganalisis besaran yang berhubungan antara gerak linier dan gerak melingkar pada gerak menggelinding dengan laju konstan.

B. Tujuan Pembelajaran

Peserta didik dapat:

1. Menyebutkan contoh gerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari.

2. Mendeskripsikan besaran-besaran dalam gerak melingkar.

3. Menjelaskan karakteristik Gerak Melingkar Beraturan (GMB).

4. Menjelaskan karakteristik Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB).

5. Membedakan Gerak Melingkar Beraturan (GMB) dan Gerak Melingkar Berubah Beraturan (GMBB).

6. Menganalisis aplikasi gerak melingkar dalam kehidupan sehari-hari.

7. Menghitung besaran-besaran yang terkait dengan gerak melingkar.

C. Materi Pembelajaran

Gerak Melingkar Beraturan

Berbagai macam benda-benda yang melakukan gerak dalam orbit lintasan melingkar. Roda kendaraan, komedi putar di pekan raya menunjukkan gerak melingkar. Gerak melingkar dengan kelajuan sudut konstan dinamakan gerak melingkar beraturan. Suatu benda yang bergerak mengelilingi sumbu dalam lintasan melingkar disebut gerak melingkar. Elektron dalam atom dimodelkan melakukan gerak melingkar mengelilingi inti atom. Benda-benda angkasa seperti bulan juga melakukan gerak melingkar mengelilingi bumi. Bumipun melakukan gerak melingkar mengelilingi matahari. Pada salah satu rukun haji, yaitu thowaf, para jamaah haji melakukan gerak melingkar mengelilingi kabah.Gambar 1. Komedi putar di pekan raya melakukan gerak melingkar.

Ketika memahami gerak melingkar akan menemukan sudut yang dibentuk oleh vektor jari-jari yang menghubungkan dua posisi benda yang berbeda dalam lintasan melingkar itu.

r

Gambar 2. Menggambarkan gerak melingkar, sudut yang dibentuk oleh vektor jari-jari. Satu radian adalah satuan sudut yang setara dengan 57,3o.

Dalam geometri berbagai satuan digunakan untuk menyatakan pengukuran sudut. Misalnya derajad (), yang mana untuk satu putaran penuh sebesar 360. Satuan lain adalah radian, yang mana untuk satu putaran penuh sebesar 2( radian, sehingga dapat dikatakan bahwa 360setara dengan 2( radian.

Hubungan antara sudut tempuh ( dengan busur lingkaran yang ditempuh s adalah ,

jika sudut tempuh satu putaran 2( radian maka panjang busur yang ditempuh adalah keliling lingkaran = 2( r (r = jari-jari lingkaran). jika sudut tempuh satu putaran ( radian maka panjang busur lingkaran yang ditempuh adalah = s.

Dengan demikian 2(/( = 2( r/satau 2( .s = 2( r. ( sehingga s = r. (Satuan radian lebih banyak digunakan dalam pembahasan gerak melingkar.

1. Periode dan Frekuensi

Waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu kali putaran penuh dinamakan periode dan dilambangkan dengan T.

Atau dinyatakan dengan

T =

Satuan periode adalah sekon atau detik. Sedangkan jumlah putaran yang dilakukan benda dalam satuan waktu disebut frekuensi, dan dilambangkan dengan f. Dengan demikian dapat dirumuskan sebagai berikut.

f =

Satuan frekuensi adalah cyclus per second (cps) atau 1/s atau s-1,dan sering juga menggunakan Hertz (Hz).

Periode dan frekuensi berhubungan satu sama lain. Hubungan antara periode dan frekuensi sebagai berikut.

T =

atau f =

2. Kecepatan Anguler dan Kecepatan Tangensial

Benda yang bergerak dalam lintasan melingkar menempuh busur lingkaran (s dalam selang waktu tertentu (t. Bila perubahan busur lingkaran yang ditempuh sama tiap selang waktu yang sama, maka gerak melingkar semacam ini disebut gerak melingkar beraturan.

Kelajuan tangensial (besar dari kecepatan tangensial ) atau sering disebut dengan kelajuan linier dirumuskan dengan :

v =

Arah vektor kecepatan tangensial selalu tegak lurus dengan arah vektor jari-jari dengan arah gerak benda

Jika (s adalah keliling lintasan yang ditempuh benda dalam satu periode waktu maka

(s = 2( r dan ((t =T) sehingga kelajuan tangensial dirumuskan menjadi :

v =

Substitusikan T = ke dalam persamaan tersebut maka akan diperoleh persamaan sebagai berikut.

v = 2( r f

Gambar 3. Gerak melingkar memiliki dua kecepatan yaitu kecepatan tangensial dan kecepatan anguler.

Sudut yang ditempuh benda dalam selang waktu tertentu dinamakan kelajuan anguler atau kecepatan sudut benda dan pada gerak melingkar beraturan selalu sama dalam selang waktu yang sama, sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut.

( =

Apabila sudut yang ditempuh benda dalam satu periode waktu (t = T adalah (( = 2( radian, maka kelajuan anguler dalam gerak melingkar beraturan dirumuskan;

( =

Tempatkan T = ke dalam persamaan tersebut maka akan diperoleh hubungan antara kelajuan anguler dengan frekuensi sebagai berikut.

( = 2( f

Menurut Alonso dan Finn, kecepatan sudut dapat dinyatakan sebagai besaran vektor, yang arahnya tegak lurus pada bidang gerak, dengan arah yang ditunjukkan oleh ibu jari tangan kanan jika jari-jari tangan menunjuk ke arah gerak partikel.

Gambar 4. Arah vektor kecepatan sudut

Hubungan antara kelajuan tangensial dengan kelajuan anguler dapat ditentukan dari;

= r

Persamaan hubungan antara kelajuan tangensial dengan kelajuan anguler tersebut dapat lebih disederhanakan menjadi sebagai berikut.

v = (.r

3. Percepatan Anguler dan Percepatan Tangensial

Dalam gerak melingkar beraturan selalu memiliki kelajuan anguler konstan. Perubahan kecepatan anguler tiap satuan waktu dinamakan dengan percepatan anguler.

( =

Karena (( gerak melingkar beraturan sama dengan nol maka ( = 0. Percepatan anguler tidak nol melainkan konstan yaitu pada gerak melingkar berubah beraturan

Percepatan linier atau tangensial diperoleh dengan membagi perubahan kecepatan linier dengan selang waktu.

a =

Pada gerak melingkar beraturan (v = 0 sehingga diperoleh a = 0. Sedangkan pada gerak melingkar beraturan nilai a = konstan.

Contoh Soal

1. Sebuah roda berbentuk cakram homogen berputar 7.200 rpm. Hitunglah kecepatan linier sebuah titik yang berada 20 cm dari sumbu putarnya.

Diketahui : ( = 7.200 rpm = 7.200 x = 240 rad/s

r = 20 cm = 0,2 m

Ditanya :v =?

Jawab :v = (.r

v = 240x 0,2 = 48 m/s

2. Suatu titik materi bergerak melingkar beraturan. Dua detik yang pertama menempuh busur sepanjang 40 cm, Bila jari-jari lingkaran 5 cm, maka :

a. Tentukan kelajuan liniernya.

b. Tentukan kelajuan angulernya.

c. Dispacement angulernya ( sudut pusat yang ditempuh )

Diketahui : t = 2 s

s = 40 cm = 0,4 m

r = 5 cm = 0,05 m

Ditanya :a. v =?

b. ( = ?

c. ( =.?

Jawab :a. v =

v = = 0,2 m/s

b. ( = = = 4 rad/s

c. ( = =

= 8 radatau ( = (. t = 4 x 2 = 8 rad

4. Percepatan Sentripetal

Jika suatu benda yang mengalami gerak melingkar beraturan mempertahankan kecepatan tetap yang dimilikinya, berarti ada percepatan yang selalu tegak lurus dengan arah kecepatannya, sehingga lintasannya selalu lingkaran. Percepatan yang diperlukan mengarah ke arah pusat lingkaran dan disebut percepatan sentripetal. Menurut Sears dan Zemansky, karena arahnya yang ke pusat inilah maka percepatan itu disebut percepatan sentripetal atau percepatan radial yang berarti mencari pusat.

Y X

(v

v2 v1

((

(v = v2 - v1

Gambar 5. Benda mengalami gerak melingkar berpindah dari titik X ke titik Y

Benda yang bergerak dengan kecepatan v1 di titik X dan kecepatan v2 di titik Y pada suatu lingkaran berjari-jari r, menempuh busur lingkaran sepanjang (s = ((.r , maka analog dengan itu besar selang kecepatannya sebesar (v = ((.v, sehingga percepatan sentripetalnya adalah

a =

a =

karena

( =

maka

a = (.v

Substitusikan persamaan v = (.r maka diperoleh a = (2. r atau a =

Arah percepatan sentripetal selalu menuju ke pusat dimanapun benda itu berada dan selalu tegak lurus dengan vektor kecepatannyan

5. Hubungan Antara Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Melingkar Beraturan (GMB)

Antara Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Melingkar Beraturan (GMB) memiliki hubungan kesetaraan besaran-besaran geraknya. Perhatikan tabel berikut ini.

GLBGMBHubungannya

Pergeseran linier sPergeseran sudut(s = ( . r

Kecepatan linier

Kecepatan sudut

v = ( . r

Percepatan Linier

Percepatan sudut

a = ( . r

Contoh Soal:

1. Sebuah tamiya berputar mengikuti lintasan melingkar dengan kelajuan tetap 3 m/s dan periode 2 s. Jika jari-jari lintasan lingkaran adalah 1 m, tentukan;

a. percepatan sentripetal tamiya

b. perubahan kecepatan tangensial tamiya selama bergerak 1 s, dan percepatan rata- rata tamiya selama itu.

Penyelesaian

v = 3 m/s

T = 2 s

r = 1 m

a. as = = = 9 m/s2b. (v = a . (t = 0, karena gerak melingkar beraturan

art = = 06. Sistem Gerak Melingkar pada Susunan Roda

a. Sistem Persinggungan Langsung.

Pemindahan gerak pada sistem persinggungan langsung yaitu melalui persinggungan roda yang satu dengan roda yang lain.

Pada sistem ini kelajuan liniernya sama, sedangkan kelajuan anguler tidak sama.

v1 = v2, tetapi (1 ( (2b. Sistem Serantai atau Setali

Pemindahan gerak pada sistem tak langsung yaitu pemindahan gerak dengan menggunakan ban penghubung atau rantai.

Pada sistem ini kelajuan liniernya sama, sedangkan kelajuaan angulernya tidak sama.

v1 = v2, tetapi (1 ( (2c. Sistem Sesumbu ( Co-Axle )

Jika roda-roda tersebut disusun dalam satu poros putar, maka pada sistem tersebut titik-titik yang terletak pada satu jari mempunyai kecepatan anguler yang sama, tetapi kecepatan liniernya tidak sama.

(A = (B, tetapi vA vB

7. Gaya sentripetal

Ketika sebuah bola diputar dalam suatu lintasan lingkaran, maka bola sedang mengalami percepatan sentripetal yang disebabkan oleh suatu gaya yang selalu mengarah menuju pusat. Gaya tersebut ditimbulkan oleh tegangan dalam tali, disebut gaya sentripetal. Dinyatakan oleh Bueche bahwa, gaya sentripetal tidak mempunyai gaya reaksi dan harus bekerja pada massa m yang bergerak melingkar. Agar massa itu mengalami percepatan sebesar .Menurut hukum II Newton tentang gerak F = m.a, bila a merupakan percepatan sentripetal maka besar gaya sentripetal pada bola adalah

F = m.

di mana m adalah massa bola, v kecepatan nya ( kelajuan dan arah), dan r jaraknya dari pusat lingkaran. Sedangkan F diasumsikan sebagai resultan gaya pada bola.

Bola bergerak dalam lintasan melingkar karena pada tali berlaku gaya sentripetal. Menurut Menurut Hukum I Newton, benda bergerak dengan kecepatan tetap akan bergerak terus pada suatu alur lurus kecuali jika ada resultan gaya yang bekerja pada benda. Maka, jika tali tiba-tiba purus, bola akan tidak lagi mengikuti arah gaya sentripetal melainkan akan bergerak menurut suatu garis lurus yang tegak lurus arah lintasan melingkar bola atau searah dengan vektor kecepatannya (jika tidak ada gaya berat).

Gambar 8. Bola diikat pada tali yang diayunkan melingkar horisontal dengan kecepatan tetap, apabila tali putus bola akan bergerak lurus searah dengan vektor kecepatannya.

Sering, gaya sentripetal dikacaukan dengan gaya sentrifugal. Gaya sentripetal adalah suatu gaya yang nyata ada dalam kaitan dengan pengaruh benda, sedangkan gaya sentrifugal adalah suatu gaya samaran. Gaya samaran hadir hanya ketika sistem ditinjau dari suatu kerangka acuan percepatan. Jika sistem yang sama ditinjau dari kerangka acuan non percepatan, semua gaya samaran menghilang.

Sebagai contoh, seseorang yang naik komedi putar yang berputar akan mengalami suatu gaya sentrifugal yang berarah meninggalkan pusat sistem itu. Orang mengalami gaya ini sebab dia berputar pada komedi putar, yang mana percepatan ada pada kerangka acuan.

Jika sistem yang sama dianalisa dari trotoar dekat komedi putar, sebagai kerangka acuan tanpa percepatan, maka tidak ada gaya sentrifugal. Seseorang di trotoar hanya mencatat gaya sentripetal yang bekerja pada orang itu bergerak ke pusat lintasan melingkar. Secara umum, gaya riil/nyata hadir dengan mengabaikan apakah kerangka acuan yang digunakan ada percepatan atau tidak ada percepatan; gaya samaran hadir hanya dalam suatu kerangka acuan yang ada percepatannya.

Analisa

Tugas

Kerjakan di buku tugas!

1. Sebuah balok 1 kg diikat pada ujung tali sepanjang 1 m dan berputar dalam lintasan melingkar horisontal dengan kelajuan sudut 2( rad/s. Gambarlah gaya-gaya dalam sistem dan hitunglah gaya tegangan tali.

2. Sebuah benda bermassa 5 kg terikat pada tali berjarak 2 m dari pusat lingkaran, berputar dalam lintasan horizontal. Tentukan besar gaya tegangan tali !

B. Gerak Melingkar Berubah Beraturan

Gerak melingkar beraturan biasanya berlangsung dengan didahului oleh gerak melingkar berubah beraturan yang dipercepat dan diakhiri dengan gerak melingkar berubah beraturan yang diperlambat. Pada keadaan awal benda yang mula-mula diam mulai bergerak melingkar dipercepat beraturan hingga mencapai kelajuan sudut tertentu yang dipertahankan selama terjadi gerak melingkar beraturan. Apabila benda akan berhenti maka geraknya berubah menjadi gerak melingkar diperlambat beraturan. Perhatikan grafik di bawah ini.

Contoh benda yang mengalami gerak tersebut misalnya pada sebuah gergaji mesin yang mulai dihidupkan, kemudian dipertahankan beberapa saat pada kelajuan sudut tertentu dan dimatikan powernya hi