[ ] March 19, 2013
| Confidential
[AYU SURYA AGUSTIN]3/19/20132013
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)Tugas Strategi Pembelajaran Fisika
Ayu Surya Agustin 100321400869
[ ] March 19, 2013
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
(RPP)
A. IDENTITAS MATA PELAJARAN
Satuan Pendidikan : SMA
Mata Pelajaran : FISIKA
Kelas/Semester : XI / 1
Program : IPA
Pertemuan Ke- : 1 (Pertama)
Alokasi Waktu : 2 x 45 Menit (2 Jam Pelajaran)
B. KOMPETENSI INTI
3. Memahami, menerapkan, dan menjelaskan pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural, dan metakognitif dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan
humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban
terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural
pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
C. KOMPETENSI DASAR
3.5 Menerapkan Hukum Kekekalan Momentum dan Kekekalan Energi Mekanik untuk
menyelesaikan permasalahan
D. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
1. Menganalisis Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada gerak benda pada bidang
miring melalui praktikum.
2. Menganalisis Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada gerak benda pada bidang
lingkaran.
100321400869
[ ] March 19, 2013
E. TUJUAN PEMBELAJARAN
Kognitif
Setelah proses belajar mengajar siswa dapat :
1. Menjelaskan penerapan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak benda pada
bidang miring melalui percobaan.
2. Menjelaskan penerapan Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada gerak benda pada
bidang lingkaran.
Psikomotor
Guru menyediakan media untuk praktikum, siswa dinilai untuk dapat :
1. Merangkai alat praktikum dengan benar
2. Menggunakan alat ukur dengan benar
3. Melakukan pengamatan dengan benar
Afektif
Karakter:
Sisiwa terlibat dalam percobaan secara aktif dan menunjukkan karakter meliputi :
1. Menyajikan data secara rapi, jelas, dan jujur
2. Kreatif, kritis, logis, bekerja teliti, jujur, dan berperilaku santun
Keterampilan Sosial
Siswa terlibat dalam percobaan secara aktif dan menunjukkan perilaku sosial:
1. Mampu bekerjasama dan menghargai teman dalam kelompok
2. Menunjukkan keterampilan bertanya dan menjawab pertanyaan
3. Menyumbang ide atau berpendapat
4. Menjadi pendengar yang baik
F. MATERI AJAR
Hukum Kekekalan Energi Mekanik
Energi mekanik didefinisikan sebagai penjumlahan antara energi kinetik dan energi
potensial. Untuk lebih memahami energi kinetik perhatikan sebuah bola yang dilempar ke
atas. Kecepatan bola yang dilempar ke atas makin lama makin berkurang.
100321400869
[ ] March 19, 2013
Gambar 1.1 Bola yang jatuh dari ketinggian h
Makin tinggi kedudukan bola (energi potensial gravitasi makin besar), makin kecil
kecepatannya (energi kinetik bola makin kecil). Saat mencapai keadaan tertinggi, bola
akan diam. Hal ini berarti energi potensial gravitasinya maksimum, namun energi
kinetiknya minimum (v = 0). Pada waktu bola mulai jatuh, kecepatannya mulai bertambah
(energi kinetiknya bertambah) dan tingginya berkurang (energi potensial gravitasi
berkurang). Berdasarkan kejadian di atas, seolah terjadi semacam pertukaran energi antara
energi kinetik dan energi potensial gravitasi. Apakah hukum kekekalan energi mekanik
berlaku dalam hal ini?
Misalkan terdapat suatu benda yang dijatuhkan dari ketinggian hA di atas tanah.
Pada ketinggian tersebut benda memiliki EpA = m g hA terhadap tanah dan EkA = 0.
Kemudian dalam selang waktu t benda jatuh sejauh hB (jarak benda dari tanah hA – hB).
Persamaan energi mekaniknya menjadi seperti berikut.
Berdasarkan rumus jatuh bebas, benda yang jatuh sejauh hB memiliki kecepatan sebesar vA=√2g hB
100321400869
EMA=EMB
EpA+EkA=EpB+EkB
mghA+0=mg(h¿¿ A−hB)+12
mV2
¿
mghA=(mghA−mghB )+ 12
mV2
[ ] March 19, 2013
mghA=(mghA−mghB )+ 12
m(√2 g hB)2
mghA=(mghA−mghB )+ 12
m .2 . g .hB
mghA=(mghA−mghB )+mghB
mghA=mghA
Persamaan di atas membuktikan bahwa energi mekanik yang dimiliki oleh suatu benda
adalah kekal (tetap). Pernyataan ini disebut Hukum Kekekalan Energi Mekanik. Hukum
kekekalan energi mekanik dapat dirumuskan sebagai berikut.
EMA=EMB
EpA+EkA=EpB+EkB
mghA+12
mvA
2
=mghB+12
mvB
2
G. MODEL DAN METODE PEMBELAJARAN
Model Pembelajaran :
REACT (Relating, Experiencing, Appliying, Cooperating, Transfering)
Metode Pembelajaran :
Diskusi Kelompok (Tanya Jawab)
Presentasi
Eksperimen
Penugasan Individu
Tes Tertulis
Ceramah
100321400869
[ ] March 19, 2013
H. SUMBER BELAJAR
Sumber :
Yudistira, 2006. Fisika untuk SMA Kelas XI, Jakarta : Penerbit Erlangga
LKS
I. MEDIA DAN ALAT PEMBELAJARAN
Media :
LCD
Set percobaan Hukum Kekekalan Mekanik
Alat :
Mobil mainan
Papan luncur
Meteran
Stopwatch
Spidol
Whiteboard
J. KEGIATAN PEMBELAJARAN
Fase Kegiatan Siswa Kegiatan Guru
Aloka
si
Wakt
u
Relating
(mengaitkan
dengan
konteks)
Siswa menjawab salam dari
guru
Guru memberi salam
kepada siswa.
Guru menuliskan Tujuan
Pembelajaran yaitu tentang
Energi dan penerapan
Hukum Kekekalan Energi
Mekanik dalam kehidupan
sehari-hari.
10’
Siswa menyiapkan buku
pelajaran
Mengaitkan materi dengan
kejadian sehari-hari dengan
menayangkan sebuah video
roller coaster yang sedang
100321400869
[ ] March 19, 2013
Siswa menjawab pertanyaan
dari guru :
Pernah bu, iya di
taman hiburan ada
roller coaster.
Prinsip kerjanya
dengan energi
potensial
Kemungkinan ada juga yang
menjawab :
Gerak melingkar
Hukum Kekekalan
Mekanik
bergerak pada lintasan
melingkar.
Kalian pernah pergi
ke taman hiburan ?
Ada roller coaster ?
Kalian tahu prinsip
kerja roller coaster
tersebut?
Experienci
ng
(melakukan
percobaan)
Siswa membentuk kelompok
3-5 orang
Perwakilan kelompok
mengambil alat percobaan
dan LKS yang telah
disediakan.
Siswa melakukan percobaan
tentang “Menentukan Energi
Kinetik benda pada bidang
miring dengan Hukum
kekekalan Energi Mekanik”
secara berkelompok
Dalam kelompok, siswa
Guru membagi siswa
dengan anggota kelompok
3-5 orang dan meminta
perwakilannya mengambil
alat percobaan dan LKS
yang sudah disediakan.
Guru menjelaskan prosedur
percobaan dan siswa
diperbolehkan melakukan
percobaan sesuai dengan
petunjuk yang ada di LKS.
25’
100321400869
[ ] March 19, 2013
bersama-sama memahami
prosedur percobaan sesuai
dengan petunjuk yang ada di
LKS
Siswa melakukan percobaan
Hukum Kekekalan Energi
Mekanik
Siswa menghitung waktu
dan kecepatan yang
dibutuhkan mobil untuk
bergerak dari posisi 1 ke
posisi 2
Siswa menghitung
besarnya energi mekanik
(Em) = Ep + Ek
Siswa memasukkan data
hasil percobaan dalam data
pengamatan
Siswa mendiskusikan hasil
Guru membimbing kegiatan
eksperimen dan membantu
siswa yang mengalami
kesulitan
Diskusikanlah hasil
100321400869
[ ] March 19, 2013
percobaan dan menjawab
pertanyaan di LKS
Perwakilan kelompok
mempresentasikan hasil
diskusi dan kelompok lain
menanggapi
Siswa membuat kesimpulan
dengan dibimbing guru
Energi mekanik benda
pada titik A, A1 dan
A2 adalah sama.
Energi mekanik benda
pada titik B, B1 dan
B2 adalah sama.
Energi mekanik benda
pada titik C, C1 dan
C2 adalah sama.
percobaan yang telah
kalian dapatkan dengan
anggota kelompok dan
jawablah pertanyaan-
pertanyaan yang ada di
LKS.
Setelah melakukan
diskusi menjawab
pertanyaan dan
menyimpulkan hasil
percobaan, masing-
masing kelompok
mempresentasikan hasil
diskusi di depan kelas
dan kelompok yang lain
mengajukan
pertanyaan untuk
menanggapi hasil
presentasi
Guru membimbing siswa
untuk membuat kesimpulan
dari percobaan yang telah
dilakukan
Applying
(menerapkan
pengetahuan
dalam
konteks
kehidupan
nyata)
Siswa menjawab pertanyaan
guru
Pernah
Orang dapat
Guru mengarahkan siswa
untuk memberikan contoh
dari penerapan materi
Hukum Kekekalan Energi
Mekanik dalam kehidupan
sehari-hari.
Pernahkah kalian
melihat orang naik
15’
100321400869
[ ] March 19, 2013
berputar sesuai
dengan lintasan
roller coaster, dan
tidak berjatuhan
Lintasan roller
coaster dari lintasan
menanjak keatas
hingga melingkar
Orang yang menaiki
roller coaster tetap
pada tempatnya dan
tidak berjatuhan
Karena adanya
hukum kekekalan
energi mekanik
roller coaster ?
Apa yang kalian
amati?
Bagaimana lintasan
roller coaster?
Mengapa orang
tidak berjatuhan
dari roller coaster
yang terjungkir?
Apakah
penyebabnya?
Cooperatin
g
(berdiskusi
memecahkan
masalah)
Siswa berdiskusi dalam
kelompok mengenai :
Bagaimana cara kerja
dari roller coaster ?
Mengapa orang tidak
berjatuhan dari roller
coaster yang
terjungkir?
Siswa membacakan hasil
diskusi dan siswa lain
menanggapi
Guru meminta siswa untuk
berdiskusi dalam
kelompoknya
Guru meminta siswa untuk
membacakan hasil diskusi
dan siswa yang lain
menanggapi
20’
Transferi
ng
(mentransfer
pengetahuan
di dalam
konteks
situasi baru)
Siswa mencatat penjelasan
guru
Hukum Kekekalan Energi
Mekanik pada Gerak
Benda pada bidang
Lingkaran
Guru mereview materi
Hukum Kekekalan Energi
Mekanik dan penerapannya
pada gerak benda pada
bidang lingkaran
20’
100321400869
[ ] March 19, 2013
Jika di kedudukan terendah
yaitu kedudukan (1) , dianggap
energi potensial Ep1 = 0,
maka :
Dengan h2=2R sehingga :
Siswa mengajukan
pertanyaan
Berapa besar
kecepatan minimum
v1 agar kelereng
dapat berputar
melalui lintasan
melingkar?
Guru menjawab pertanyaan
siswa
Resultan gaya bersifat
gaya sentripetal
Agar v1 minimum, v2
harus minimum atau
N2 = 0
Guru memberi latihan soal
untuk mengetahui sejauh
100321400869
[ ] March 19, 2013
Siswa mengerjakan latihan
soal yang diberikan
1.
a. Berapakah ketinggian
minimum balok yang harus
dilepas agar gerakannya
dapat mencapai puncak
lingkaran (titik B)
b. Tentukan besar percepatan
balok di titik B
2. Sebuah balok bermassa m
kg dilepaskan dari puncak
bidang miring yang licin
seperti pada gambar.
Perbandingan energi
potensial dan energi kineti
balok berada dititik M
adalah .............
siswa membuat kesimpulan
pelajaran
Dalam menganalisis
gerak roller coaster
mana pemahaman siswa
mengenai materi yang
dijelaskan
Guru mengarahkan siswa
untuk membuat
kesimpulan materi yang
telah dipelajari
100321400869
[ ] March 19, 2013
menggunakan konsep
energi potensial dan
hukum kekekalan
energi mekanik. Jika
kecepatan roller
coaster pada
kedudukan terendah
tidak mencapai √5gr ,
jangan harap roller
coaster tersebut
mampu mencapai
kedudukan
tertingginya.
Siswa mencatat pekerjaan
rumah
Suatu partikel dengan massa 1
kg didorong dari permukaan
meja hingga kecepatan pada
saat lepas dari bibir meja
sebesar 2 m/s, jika g=10 m/s2,
maka energi mekanik partikel
pada saat ketinggiannya dari
tanah 1 m adalah ......
Siswa menjawab salam
Guru memberikan
pekerjaan rumah kepada
siswa dan harus
dikumpulkan pada
pertemuan selanjutnya.
Guru memberi salam
K. PENILAIAN HASIL BELAJAR
a. Teknik Penilaian
Penilaian berikut ini sudah mencakup segi kognitif, afektif,
dan psikomotor (format dan rubrik penilaian terlampir) :
100321400869
[ ] March 19, 2013
o Nilai tugas individu__________________NT
o Nilai ulangan harian__________________ NU
o Nilai tugas praktikum_________________ NP
o Nilai sikap siswa_____________________NS
Nilai akhir siswa= NT +2 NU+3 NP+NS7
b. Bentuk Instrumen
o Tes Pilihan Ganda
o Tes Uraian
o Lembar Kegiatan Siswa
c. Contoh Bentuk Instrumen
o Tes Pilihan Ganda
1. Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang
licin seperti pada gambar. Perbandingan energi potensial dan energi kineti
balok berada dititik M adalah ................
A. Ep : Ek = 1 : 3
B. Ep : Ek = 1 : 2
C. Ep : Ek = 2 : 1
D. Ep : Ek = 2 : 3
E. Ep : Ek = 3 : 2
Pembahasan :
EPM+ EKM=EM
mgh+EKM=1
100321400869
[ ] March 19, 2013
13
mgh+EKM=1
13
mgh+ 23
mgh=1
EPM
EKM
=
13
mgh
23
mgh=
12
Jawaban : B
2. Sebuah benda dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga
kecepatan pada saat lepas dari bibir meja adalah 2 m/s. Jika g=10m/s2, energi
mekanik pada benda saat ketinggian dari tanah
1 m adalah ...........
A. 2 Joule
B. 10 Joule
C. 12 Joule
D. 22 Joule
E. 24 Joule
Pembahasan :
Em pada ketinggian 1 meter adalah sama dengan Ek saat benda berada di
ketinggian 2m. Ingat bahwa Energi Mekanik itu kekal.
Maka (Em=Ek+ Ep=(12
.1.22)+ (1.10 .2 )=2+20=22 Joule
Jawaban : D
o Tes Uraian
1. Sebuah balok bermassa m meluncur pada suatu talang (lingkaran dalam)
seperti terlihat pada gambar. Jika gaya gesekan antara balok dan talang
diabaikan.
100321400869
[ ] March 19, 2013
c. Berapakah ketinggian minimum balok yang harus dilepas agar
gerakannya dapat mencapai puncak lingkaran (titik B)
d. Tentukan besar percepatan balok di titik B
Pembahasan :
a. Gunakan rumus kelajuan minimum pada titik terendah
Jadi kelajuan minimum di titik C besarnya yc min=√5 gr sehingga antara
titik A dan C dengan menggunakan Hukum Kekekalan Energi Mekanik
EpA+EkA=EpC+EkC
mghA+12
mvA
2
=mghC+ 12
mvC
2
2. Perhatikan gambar dibawah ini !
Suatu partikel dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga
kecepatan pada saat lepas dari bibir meja sebesar 2 m/s, jika g=10 m/s2, maka
energi mekanik partikel pada saat ketinggiannya dari tanah 1 m adalah ......
Pembahasan :
Ep1+Ek1=Ep2+ Ek 2
mgh1+12
mv1
2
=mgh2+12
mv2
2
10.2+ 12
22=10.1+ 12
Ek 2
Em2=Ep 2+ Ek 2
Em2=mgh2+12
mv2
2
Em2=1.10.1+12=22 J
100321400869
[ ] March 19, 2013
LEMBAR KEGIATAN SISWA
HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
A. TUJUAN
Menentukan Energi Kinetik benda pada bidang miring dengan Hukum kekekalan
Energi Mekanik
B. ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan antara lain :
1. Mobil Mainan
2. Papan Luncur
3. Meteran
4. Stopwatch
5. Balok
6. Kayu Penyangga
C. SKEMA ALAT
Gambar 1.2 Set Percobaan Energi Kinetik
100321400869
Nama Anggota Kelompok :
1. _____________________
2. ____________________
[ ] March 19, 2013
D. LANGKAH KERJA
1. Susunlah peralatan seperti pada gambar diatas.
2. Pada papan luncur, tandai Pada papan luncur, tandai garis start dan garis finis.
Kemudian ukurlah jarak kedua garis tersebut.
3. Tempatkan papan luncur pada balok penyangga pada posisi A.
4. Lepaskan mobil mainan dari garis start, kemudian catatlah waktu yang diperlukan
untuk mencapai garis finis.
5. Ulangilah sebanyak tiga kali, kemudian hitunglah waktu rata-ratanya.
6. Ulangilah langkah 3 - 5 untuk papan luncur pada balok penyangga pada posisi B
dan C.
7. Hitunglah besarnya energi mekanik (Em) = Ep + Ek, tanpa menghiraukan
kemiringan papan luncur, dan catatlah dengan mengikuti format tabel berikut ini.
E. DATA PENGAMATAN
Panjang lintasan (s) = ........ m
Massa mobil = .........
PosisiPapanLuncu
r
Ketinggian
h (m)
Waktu yang diperlukan
t (s) Kelajuan
V (m/s)
Energi
Kinetik
Ek (J)
EnergiPotensi
al(Ep)
Energi Mekani
kEm (J)t1 t2 t3 t
A1
A2
B1
B2
C1
C2
100321400869
[ ] March 19, 2013
F. PEMBAHASAN DAN ANALISIS
1. Dimanakah posisi mobil mainan sehingga Ek = 0 ? Mengapa demikian ?
2. Dimanakah posisi mobil mainan sehingga Ep = 0 ? Mengapa demikian ?
3. Tuliskan bunyi Hukum Kekekalan Energi Mekanik !
G. KESIMPULAN
Buatlah kesimpulan berdasarkan percobaan diatas !
PEMBAHASAN MASALAH
100321400869
[ ] March 19, 2013
Menjelaskan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak dalam bidang
miring
Misalnya sebuah benda diletakan pada bidang miring sebagaimana tampak pada gambar
berikut.
Gambar 1.18 Benda yang diletakkan pada bidang miring
Pada analisis ini kita menganggap permukaan bidang miring sangat licin sehingga tidak ada
gaya gesek yang menghambat gerakan benda. Kita juga mengabaikan hambatan udara. Apabila
benda kita letakan pada bagian paling atas bidang miring, ketika benda belum dilepaskan,
benda tersebut memiliki EP maksimum. Pada titik itu EK-nya = 0 karena benda masih diam. Total
Energi Mekanik benda = Energi Potensial (EM = EP).
Perhatikan bahwa pada benda tersebut bekerja gaya berat yang besarnya adalah mg cos .θ
Ketika benda kita lepaskan, maka benda pasti meluncur ke bawah akibat tarikan gaya berat.
Ketika benda mulai bergerak meninggalkan posisi awalnya dan bergerak menuju ke bawah, EP
mulai berkurang dan EK mulai bertambah. EK bertambah karena gerakan benda makin cepat
akibat adanya percepatan gravitasi yang nilainya tetap yakni g cos .θ Ketika benda tiba pada
separuh lintasannya, jumlah EP telah berkurang menjadi separuh, sedangkan EK bertambah
setengahnya. Total Energi Mekanik = ½ EP + ½ EK.
Semakin ke bawah, jumlah EP makin berkurang, sedangkan jumlah EK semakin meningkat.
Ketika tiba pada akhir lintasan (kedudukan akhir di mana h2 = 0), semua EP berubah menjadi EK.
Dengan kata lain, pada posisi akhir lintasan benda, EP = 0 dan EK bernilai maksimum. Total
Energi Mekanik = Energi Kinetik.
100321400869
[ ] March 19, 2013
Menjelaskan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak dalam bidang
lingkaran
Gambar 1.19 Benda yang diiikatkan pada salah satu ujung pegas dengan arah vertikal
Salah satu contoh aplikasi Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada gerak melingkar adalah
gerakan Roller Coaster pada lintasan lingkaran vertikal sebagaimana tampak pada gambar di
atas. Kita menganggap bahwa Roler coaster bergerak hanya dengan bantuan gaya gravitasi,
sehingga agar bisa bergerak pada lintasan lingkaran vertikal, roler coaster harus digiring
sampai ketinggian h1. Kita mengunakan model ideal, di mana gaya gesekan, baik gesekan udara
maupun gesekan pada permukaan lintasan diabaikan. Pada ketinggian titik A, Roller coaster
memiliki EP maksimum sedangkan EK-nya nol, karena roller coaster belum bergerak.
Ketika tiba di titik B, Roller coaster
memiliki laju maksimum, sehingga pada
posisi ini EK-nya bernilai maksimum. Karena
pada titik B laju Roller coaster maksimum
maka ia terus bergerak ke titik C. Benda
tidak berhenti pada titik C tetapi sedang
bergerak dengan laju tertentu, sehingga
pada titik ini Roller coaster masih memiliki
sebagian EK.
Gambar 1.20 Roller Coaster
100321400869
Sumber: satuduatigazero.blogspot.com
[ ] March 19, 2013
Sebagian Energi Kinetik telah
berubah menjadi Energi Potensial
karena roller coaster berada pada
ketinggian maksimum dari lintasan
lingkaran.
Roller coaster terus bergerak
kembali ke titik C. Pada titik C, semua
Energi Kinetik Roller coaster kembali
bernilai maksimum, sedangkan EP-nya
bernilai nol. Energi Mekanik bernilai
tetap sepanjang lintasan. Karena kita
menganggap bahwa tidak ada gaya
gesekan, maka Roller coaster akan
terus bergerak lagi ke titik C dan
seterusnya.
REFERENSI
......., 2013. KOMPETENSI DASAR KURIKULUM 2013. Kementerian Pendidikan Dan Kebudayaan : Jakarta
100321400869
Sumber : behurop.net78.net