RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Satuan Pendidikan : SMA Taman Madya IP

Kelas/Semester : XI/Ganjil

Program : IPA

Mata Pelajaran : FISIKA

Materi Pokok : Elastisitas dan Getaran

Jumlah Pertemuan : 3 (tiga) x pertemuan

Standar Kompetensi :

1. Menganalisi gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika

benda titik.

Kompetensi Dasar :

1.3 Menganalisis pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan

1.4 Menganalisis hubungan antara gaya dengan gerak getaran

Indikator Pencapaian Kompetensi :

Menunjukkan sikap dan perilaku tertib saat melaksanakan pengamatan dan

pembelajaran fisika di dalam kelas maupun dalam kehidupan sehari-hari.

Menunjukkan sikap tanggung jawab dan kerja sama yang baik terhadap

teman satu kelompok saat melaksanakan praktikum.

Menentukan kaitan konsep gaya pegas dengan sifat elastisitas bahan.

Menjelaskan terkait besaran-besaran dalam gerak harmonis.

Menggambarkan penerapapan elastisitas bahan dan gerak harmonis dalam

kehidupan sehari-hari.

Menjelaskan besaran energi kinetik dan potensial.

A. Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari materi ini, diharapkan siswa dapat :

Selama proses pembelajaran peserta didik selalu menjaga lingkungan

agar tetap bersih.

Guru menjelaskan tentang pengertian benda yang memiliki sifat

elastis.

Di berikan beberapa contoh benda yang memiliki sifat elastis,

kemudia siswa berdiskusi dengan teman sebangku tentang benda di

sekitar yang elastis.

Siswa di bagi dalam kelompok, kemudian di berikan beberapa pegas

dan beban, kemudian pegas disusun secara paralel dan seri. Siswa

mampu menentukan perbedaan rangkaian seri dan paralel, dan

konstanta pegasnya.

Siswa di bimbing guru untuk menerapkan hukum Hooke pada

elastisitas bahan seperti pegas.

Siswa mampu menentukan sifat-sifat getaran pegas.

Siswa mampu memahami dan menentukan periode dan frekuensi

getaran pegas dan energi mekanik pegas.

Dalam postes atau tes esay, peserta didik mampu mengerjakan soal

dengan baik.

Peserta didik mampu memahami dan menjelaskan dengan baik pokok-

pokok bahasan.

Pendidikan karakter yang ingin dicapai :

Jujur, kerja keras, toleransi, rasa ingin tahu, komunikatif, menghargai

prestasi, tanggung jawab.

B. Materi Ajar

Sifat Elastisitas Bahan

Tegangan atau stress adalah besarnya gaya yang bekerja tiap satu

satuan luas penampang.

tegangan= gayaluas

ata u σ= FA

Regangan atau strain adalah perbandingan antara pertambahan

panjang batang dengan panjang mula - mula.

L0

ΔL

L

F

x

w

Δx

x0

regangan= pertambahan panjangpanjang awal

ataue=∆ LL

Sifat elastisitas pegas ini juga dipelajari oleh Robert Hooke (1635-

1703). Pada eksperimennya, Hooke menemukan adanya hubungan

antara gaya dengan pertambahan panjang pegas yang dikenai gaya.

Besarnya gaya sebanding dengan pertambahan panjang pegas.

E=F . l0

l0 . Amaka F=( E . A

l0 ) . ∆ l

Dalam sistem di atas ∆ l dapat kita samakan dengan x atau konstanta.

F=k . x

Keterangan :

F = gaya tarik pegas (N)

x = memanjangnya pegas (m)

k = konstanta (tetapan) (N/m)

Susunan Pegas Seri

Susunan Pegas Paralel

Gerak harmonik adalah gerak bolak balik benda di sekitar titik

keseimbangannya. Ketika pegas di beri simpangan x (ditarik/ditekan

sejauh x) maka pegas akan memberikan gaya sebesar F = kx.

Gaya pemulih adalah gaya yang besarnya sebanding dengan

simpangan dan selalu berlawanan arah dengan arah simpangan

(posisi). Gaya pemulih selalu menyebabkan benda bergerak bolak-

balik di sekitar titik kesetimbangan (gerak harmonik sederhana) dan

gaya pemulih selalu berlawanan dengan arah posisi (arah gerak)

denda. Pada pegas yang tertekan, gaya pemulih F = -kx.

Persamaan simpangan :

y (t )=A sin (ωt+θ0 ) atau y (t )=A cos (ωt+θ0 )

ω=2 πf

A = amplitudo atau simpangan maksimum (m)

ω = frekuensi sudut (rad/s)

θ=ωt+θ0 = sudut fase (rad)

θ0=θ ( t=0 ) = sudut fase awal (rad)

t = waktu (s)

Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi selama satu

detik/sekon. Dengan demikian selang waktu yang dibutuhkan untuk

melakukan satu getaran adalah :

Selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran adalah

periode. Dengan demikian, secara matematis hubungan antara periode

dan frekuensi adalah sebagai berikut :

Persamaan getaran selaras,

Y=A sin ωt

v=dydt

=A ωcosωt

a=dvdt

=−A ω2 sin ωt

a=−ω2 A sin ωt

1. Periode getaran pegas

Periode dan frekuensi pada pegas dihitung menggunakan persamaan

percepatan getaran benda. Menggunakan hukum II Newton, F = m . a

dan F = - Fp, didapat bahwa :

F=−FP

m . a=−k . y

m (−ω2 y )=−k . y

ω2= km

≤¿ ω=√ km

Ingat kembali bahwa ω=2 πf

≤¿T=2 πω

,sehingga:

T= 2 π

√ km

=2 π √ km

T=1f≤¿ f = 1

2 π √ km

Dimana :

k = konstanta pegas (N/m)

m = massa benda (m/s2)

T = periode pegas (s)

f = frekuensi pegas (Hz)

2. Periode getaran bandul

Perhatikan gambar diatas! Benda yang terikat pada tali dari titik A

dapat berayun ke titik O dikarenakan adanya gaya pemulih (

FP=−m. g sin θ) (tanda negative menunjukkan bahwa arah gaya

berlawanan dengan gaya yang diberikan pada benda). Menggunakan

hukum II Newton, F = m . a dan F = - FP, didapatkan bahwa:

F=−FP

m . a=−m.g sin θ

m (−ω2 y )=−m. g sin θ

Jika sudut yang digunakan kecil, maka harga sin θ= yl

, maka :

m (−ω2 y )=−m. gyl

ω2=gl

≤>ω=√ gl

Ingat kembali bahwa ¿2 πT

≤¿T=2πω

, sehingga:

T= 2 π

√ gl

=2 π √ lg

T=1f≤¿ f = 1

2 π √ gl

Dimana:

l = panjang tali bandul (m)

g = percepatan grafitasi bumi (m/s2)

T = perioda bandul (s)

f = frekuensi bandul (Hz)

3. Energi Mekanik

Energi dalam Gerak Harmonik Sederhana dalam bentuk energi

mekanik (penjumlahan antara energi potensial dan energi kinetik).

Energi potensial adalah energi yang di sebabkan karena simpangan

benda pada sebuah getaran, sedangkan energi kinetik adalah energi

karena kecepatan sebuah benda. Secara matematik besar energi

mekanik akan dinyatakan dengan persamaan berikut :

Persamaan energi kinetik:

Ek=12

m v2

Ek=12

K . A2 cos2 ω. t

Ek=12

m . A2ω2cos2 ω.t

Ek=2m .π2 A2 cos2 ω.t

Persamaan energi potensial:

Ep=12

k y2

Ep=12

K . A2 sin2 ω.t

Ep=12

m. A2 ω2 sin2V . t

Ep=2m .π2 A2

Jadi, energi mekanik adalah

EM=Ep+Ek=12

k y2+ 12

m v2

EM=12

k A2 (sin2 ω. t+cos2 ω. t )

EM=12

k A2

C. Alokasi Waktu : 6 x 45 Menit

D. Metode Pembelajaran

Ceramah, diskusi, dan pemberian tugas.

E. Kegiatan Pembelajaran

Pertemuan 1

RINCIAN KEGIATAN WAKTU

Pendahuluan 10 Menit

Guru menyiapkan peserta didik secara psikis dan

fisik dengan salam, berdoa, absensi

Guru menyampaikan tujuan pembelajaran.

Guru memberikan motivasi kepada peserta didik

Kegiatan Inti .

Guru mendemonstrasikan benda yang memiliki

gaya elastis.

Guru membimbing siswa untuk menemukan

pengertian elastisitas.

Guru menerangkan tentang elastisitas, tegangan

regangan.

Guru membuka kesempatan secara luas kepada

siswa untuk bertanya mengenai hal yang sudah di

pelajari.

Siswa dibagi dalam kelompok untuk melakukan

pengamatan dan mendiskusikan benda sekitar yang

memiliki sifat elastis.

Guru juga memberikan alat peraga dan lembar kerja

siswa untuk di kerjakan dan didiskusikan dengan

teman sekelompok.

Peserta didik mempresentasikan hasil kegiatan.

Guru menilai hasil presentasi dan tanya jawab

sebagai hasil belajar peserta didik.

Guru memberikan soal-soal latihan untuk

mengetahui seberapa jauh pemahaman siswa.

70 Menit

Penutup

Guru bersama dengan peserta didik membuat

rangkuman/simpulan pelajaran.

Guru memberikan tugas untuk tiap kelompok.

10 Menit

Pertemuan 2

RINCIAN KEGIATAN WAKTU

Pendahuluan

Guru menyiapkan peserta didik secara psikis dan

fisik dengan salam, berdoa, absensi

Guru mengevaluasi pelajaran yang telah ditempuh

sebelumnya.

Guru memberikan pertanyaan-pertanyaan terkait

pelajaran sebelumnya.

10 Menit

Kegiatan Inti .

Guru memeriksa tugas yang di berikan kepada

siswa di pelajaran sebelumnya.

Siswa mempresentasikan hasil diskusi rumah tiap

kelompok di depan kelas.

Kelompok lain memberi kritik dan saran ataupun

sanggahan kepada kelompok yang sedang

berpresentasi.

Guru menilai tiap hasil presentasi.

Guru melanjutkan materi pembelajaran tentang

gerak harmonik.

Guru menjelaskan besaran-besaran pada gerak

harmonik dan energi mekanik.

Siswa diberikan kesempatan untuk bertanya tentang

materi yang sedang dipelajari.

Siswa di berikan soal-soal latihan untuk mengetahui

seberapa jauh pemahaman siswa. Kemudian tiap

siswa di berikan kesempatan untuk

menegerjakannya di papan tulis. Dan mengoreksi

secara bersama-sama.

70 Menit

Penutup

Guru bersama dengan siswa membuat

10 Menit

rangkuman/simpulan pelajaran.

Pertemuan 3

RINCIAN KEGIATAN WAKTU

Pendahuluan

Guru menyiapkan peserta didik secara psikis dan

fisik dengan salam, berdoa, absensi

Guru menyampaikan tujuan pembelajaran.

10 Menit

Kegiatan Inti .

Ulangan Harian

Mengkoreksi hasil ulangan harian siswa

70 Menit

Penutup

Memberi nilai kepada siswa10 Menit

F. Penilaian Hasil Belajar

Teknik : tes tertulis

Bentuk instrumen : tes uraian

Instrumen

Soal :

Kunci jawaban :

Skor :

Nilai= skor yang diperolehskor total

× 100

G. Sumber Belajar

Kanginan, Marthen.200.Seribu Pena Fisika untuk SMA/MA Kelas XI Jilid

2.Jakarta: Erlangga

Kanginan, Marthen.2008. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI.Jakarta:

Erlangga

Indrawati, Dewi dkk.2015. Modul Siswa Penunjang Pembelajaran Fisika

untuk SMA Kelas XI semester 1.Widya Duta Printama

Yogyakarta, .................................

Mengetahui Kepala Sekolah

Ki Drs. H. Amin Priyanta

NIP.

Guru Bidang Studi

.................................................

NIP