repository.usd.ac.idrepository.usd.ac.id/23514/2/021424020_full.pdf · i desain pembelajaran fisika...
Post on 19-Oct-2020
10 Views
Preview:
TRANSCRIPT
i
DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X
SEMESTER I
KABUPATEN SINTANG KALIMANTAN BARAT BERDASAR
KURIKULUM TINGKAT SATUAN PENDIDIKAN
Skripsi
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
Disusun Oleh:
Nama: Katamso
NIM: 021424020
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2009
ii
iii
iv
MOTO
APA YANG TIDAK PERNAH DILIHAT OLEH MATA, DAN TIDAK
PERNAH DIDENGAR OLEH TELINGA, DAN YANG TIDAK PERNAH
TIMBUL DI DALAM HATI MANUSIA: SEMUA DISEDIAKAN ALLAH
UNTUK MEREKA YANG MENGASIHI DIA
I KORINTUS 2: 9
SKRIPSI INI KUPERSEMBAHKAN KEPADA:
TUHAN YESUS KRISTUS
BAPAKKU BUNTIK DAN IBUKU TIMA
SAUDARAKU BANG MAJID, BANG HARUN, BANG ISKANDAR, BANG
LUKAS, BANG MARTEN, BANG ROBERT, DAN BANG UNUT
SAUDARIKU DINA, SUSANA, KATURA, IRAWATI , MILA DAN ANAS
ALMAMATERKU
v
vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma Nama : Katamso Nomor Mahasiswa : 021424020 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul: DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X SEMESTER I
KABUPATEN SINTANG KALIMANTAN BARAT BERDASAR KURIKULUM TINGKAT SATUAN PENDIDIKAN
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya
memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk
menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk
pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di
Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin
dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap
mencamtumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal: 31 Desember 2009
Yang menyatakan
Katamso
vii
ABSTRAK
Desain Pembelajaran Fisika SMA Kelas X Semester I Kabupaten Sintang Kalimantan Barat Berdasar Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan
Oleh: Katamso
Desain ini berisi Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) fisika Sekolah
Menengah Atas (SMA) yang berdasar Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP). Desain ini dapat digunakan untuk mengajar dan dapat digunakan sebagai panduan mengajar bagi guru-guru fisika SMA di Kabupaten Sintang Kalimantan Barat, khususnya SMA kelas X semester I berdasar KTSP. Penulisan desain ini bertujuan untuk membuat pembelajaran fisika yang kontekstual dengan daerah di Kabupaten Sintang Kalimantan Barat; mengaktifan siswa; dan melatih siswa berpikir kritis dalam memecahkan soal-soal fisika.
Desain ini didukung oleh beberapa teori yaitu pertama, filsafat konstruktivisme yang mengatakan bahwa pengetahuan itu merupakan hasil konstruksi dari individu yang belajar. Kedua, teori berpikir kritis yang menekankan pentingnya kemampuan membuat kesimpulan dan menilai keaslian serta kebenaran terhadap sesuatu dengan berdasarkan pada pengetahuan yang telah dimiliki. Ketiga, KTSP yang menekankan sekolah mempunyai peranan penting dalam mengatur segala sesuatunya.
Dari desain yang telah penulis buat dapat disimpulkan bahwa desain ini telah memenuhi tujuan penulisan seperti yang tercantum pada Bab I. Selain itu desain ini telah memenuhi teori pendukung desain pembelajaran fisika seperti pada Bab II. Sebagai realisasinya dapat terlihat pada Bab III.
viii
ABSTRACT
A physics teaching-learning design for the first semester of High School Class X in Sintang Regency, West Kalimantan, based on educational unit level
curriculum (KTSP)
By Katamso
This thesis is a physich teaching-learning design for the first semester of High School Class X, in Sintang Regency, West Kalimantan. This design is based on the educational unit level curriculum ( KTSP); it is conducted more contextually, stresses on student activities, and helps students thinking critically. This design is supported by some theories such as: (1) the constructivism philosophy which says that knowledge is constructed by student; (2) the theory of critical learning, and (3) the education unit level curriculum which emphasizes on the context of students and their enviroment. This design consists of 16 teaching-learning planning or modules that will be used in teaching physics for the High school student at the first semester of grade X.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah
memberikan segalanya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan
penulisan skripsi yang berjudul Desain Pembelajaran Fisika SMA Kelas X
Semester I Kabupaten Sintang Kalimantan Barat Berdasar Kurikulum Tingkat
Satuan Pendidikan.
Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Pendidikan Fisika, Jurusan Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Proses penyusunan skripsi ini juga banyak mendapat bantuan yang sangat
berharga dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan
terimaksih kepada:
1. Dr. Paul Suparno, S.J., M.S.T,. selaku pembimbing penulisan skripsi ini.
2. Segenap dosen Pendidikan Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta
yang telah memberikan banyak ilmu pengetahuan dan wawasan serta
penulis ucapakan juga terimaksih kepada seluruh karyawan JP. MIPA
yang telah memfasilitasi selama proses pembelajaran.
3. Bapak Buntik-Ibu Tima di rumah yang selalu penuh .kasih sayang, doa
dan pengorbanan selalu mensuport penulis dalam segala hal demi
penyelesaian studi.
4. Saudara-saudari penulis tercinta Bang Majid, Bang Lukas, Bang Harun,
Bang Iskandar, Bang Robert, Bang Unut dan kakak-kakakku tercinta
x
Susana, Mila, Dina, Katura, Anas serta adek Irawati atas dukungan doa
dan pengorbanannya.
5. Teman-teman keluarga besar Gereja Kristen Nazaren Gloria Yogyakarta
seperti Mas Nomo, Pupung, Mbak Ira, Enita, Ocha, Megas, Memel, Rina,
Bang Fredy, Kak Dewi, Bapak Obaja, Ibu Warni, Mas Lanjar, Mas
Gogoh, mbak Nita dan teman-teman yang lainnya yang telah berdoa dan
selalu memotivasi selama ini.
6. Direktur PT. Lintas Netindo, Bapak Linus Marcellino Elsworth Roymond,
yang telah meminjamkan laptop dan mengajarkan nilai-nilai kehidupan
serta bisnis yang sukses.
7. Teman-teman bisnis seperti Daniel Alexander, Pay Istya, Agus Susanto
dan Ronald Sihombing serta berbagai pihak yang membantu.
8. Teman-teman kos seperti Supri, Charles, Dendi, Jepry, San Lohan dan
Wendi atas dukungan dan semangatnya.
Penulisan skripsi ini tidaklah sempurna, oleh karena itu saran yang
membangun dari berbagai pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan
penulisan selanjutnya. Akhirnya penulis berharap semoga desain fisika ini bisa
berguna untuk semua pihak.
Yogyakarta, 31 Desember 2009
Penulis
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN
HALAMAN JUDUL……………………………………………….... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING…………………….. ii
HALAMAN PENGESAHAN………………………………………. iii
HALAMAN MOTO DAN PERSEMBAHAN……………………... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA…………………………… .. v
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS…… …. vi
ABSTRAK…………………………………………………………... vii
ABSTRACT…………………………………………………………. viii
KATA PENGANTAR………………………………………………. ix
DAFTAR ISI……………………………………………………….. xi
DAFTAR TABEL…………………………………………………. xv
DAFTAR GAMBAR………………………………………………. xvi
BAB I. PENDAHULUAN………………………………………….. 1
A. LATAR BELAKANG……………………………………… 1
B. PERUMUSAN MASALAH………………………………... 3
C. TUJUAN PENULISAN……………………………………. 4
D. MANFAAT PENULISAN…………………………………... 4
BAB II. DASAR TEORI…………………………………………….. 5
A. KURIKULUM TINGKAT SATUAN PENDIDIKAN…… … 5
1. Pengertian ………………………………………………. 5
2. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar,
Kompetensi Lulusan dan Kompetensi Mata Pelajaran……. 6
3. Prinsip Pengembangan Kurikulum………………………... 10
4. Prinsip Pelaksanaan Kurikulum…………………………... 15
5. Tujuan ……………………………………………………. 18
6. Alokasi Waktu……………………………………………. 21
7. Beban Belajar…………………………………………….. 22
xii
B. KONTEKS KALIMANTAN BARAT KABUPATEN SINTANG 24
1. Sarana dan Prasarana……………………………………. 24
2. Kebiasaan Belajar Siswa………………………………… 25
3. Lingkungan Keluarga…………………………………… 25
4. Guru Fisika……………………………………………… 26
5. Cara Berpikir Siswa……………………………………. 26
6. Harapan-harapan……………………………………….. 27
C. TEORI KONSTRUKIVISME DALAM BELAJAR……... 27
1. Pengertian …………………………………………….. 27
2. Dampak Teori Konstrutivisme Bagi Siswa yang Belajar..... 30
3. Dampak Teori Konstruktivisme Bagi Guru Fisika……. 33
D. TEORI BERPIKIR KRITIS………………………………. 39
1. Pengertian ……………………………………………... 39
2. Aspek-aspek Esensial dalam Berpikir Kritis................... 39
3. Strategi Pembelajaran Berpikir Kritis............................. 41
E. METODE MENGAJAR GURU………………………...... 43
1. Metode Ekperimen atau Laboratorium……………….. 44
2. Metode Demonstrasi…………………………………... 46
3. Metode Diskusi Kelompok…………………………….. 52
4. Metode Ceramah Siswa Aktif…………………………. 56
F. EVALUASI……………………………………………….. 58
G. KESESUAIAN TEORI DENGAN DESAIN……………. 63
BAB III. DESAIN PEMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X
SEMESTER I KABUPATEN SINTANG
KALIMANTAN BARAT……………………………... 66
A. PRINSIP- PRINSIP PENGEMBANGAN SILABUS…….. 67
1. Ilmiah ………………………………………………….. 67
2. Relevan ………………………………………………... 68
3. Sistematis …………………………………………….. . 68
xiii
4. Konsisten ……………………………………………... 69
5. Memadai ………………………………………………. 69
6. Aktual dan Kontektual………………………………… 70
7. Fleksible ………………………………………………. 71
8. Menyeluruh …………………………………………... 71
B. KARAKTERISTIK MATA PELAJARAN………………. 71
C. LANGKAH-LANGKAH PENGEMBANGAN SILABUS 72
1. Mengkaji Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar ...... 72
2. Mengindentifikasi Materi Pokok/Pembelajaran................ 73
3. Mengembangkan Kegiatan Pembelajaran.......................... 74
4. Merumuskan Indikator Pencapaian Kompetensi............... 75
5. Penentuan Jenis Penilaian.................................................. 76
6. Menentukan Alokasi Waktu.............................................. 77
7. Menentukan Sumber Belajar............................................ 78
D. SILABUS FISKA SMA KELAS X SEMESTER I………. 79
1. Ringkasan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar
kelas X, semester I........................................................... 80
2. Silabus Jabaran Tiap-tiap Kompetensi dan
Kompetensi Dasar ......................................................... ... 81
E. RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
FISIKA SMA KELAS X SEMESTER I………………… 102
1. RPP 1. Besaran Pokok, Besaran Turunan dan Dimensi 103
xiv
2. RPP 2. Pengukuran......................................................... 113
3. RPP 3. Pengukuran dan Angka Penting.......................... 130
4. RPP 4. Pengambaran dan Operasi Vektor…………….. 139
5. RPP 5. Perhitungan Vektor............................................. 155
6. RPP 6. Gerak Lurus Beraturan....................................... 170
7. RPP 7. Gerak Lurus Berubah Beraturan........................ 191
8. RPP 8. Praktikum Gerak Lurus Beraturan dan
Gerak Lurus Berubah Beraturan...................................... 206
9. RPP 9. Gerak Vertikal..................................................... 216
10. RPP 10. Gerak Melingkar Beraturan............................... 230
11. RPP 11. Gerak Melingkar Berubah Beraturan................ 251
12. RPP 12. Gerak Melingkar tidak Beraturan....................... 262
13. RPP 13. Hukum-hukum Newton tentang Gerak.............. 269
14. RPP 14. Praktikum Hukum-hukum Newton tentang Gerak 291
15. RPP 15. Aplikasi Hukum-hukum Newton tentang Gerak 297
16. RPP 16. Penerapan Hukum-hukum Newton dalam
berbagai Soal Fisika....................................................... 323
BAB IV. PENUTUP……………………………………………….. 375
A. Rangkuman…...…………………………………………….. 375
B. SARAN-SARAN…………………………………………… 376
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………… 379
xv
DAFTAR TABEL
HALAMAN
Table 1. Kompetensi dan kompetensi dasar…………………. 7
Table 2. Alokasi waktu………………………………………. 21
Table 3. Beban belajar siswa…………………………………. 22
Table 4. Lembar pengamatan ke aktifan…………………….. 59
Table 5. Lembar sikap dan minat……………………………. 60
Table 6. Lembar Penilaian tes keterampilan dan pengamatan
melakukan eksperimen/praktikum………………… 61
Tabel 7. Lembar Pengamatan tes keterampilan mengerjakan
soal-soal fisika……………………………………. 62
Tabel 8. Ringkasan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar
kelas X, semester I………………………………….. 80
Tabel 9. Silabus jabaran tiap-tiap kompetensi dan kompetensi
dasar untuk konsep besaran fisika dan pengukurannya. 82
Tabel 10. Silabus jabaran tiap-tiap kompetensi dan kompetensi
dasar untuk konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik............................................ 90
Tabel 11. Alat ukur besaran fisika……………………………. 104
Tabel 12. Besaran pokok da besaran turunan………………… 106
Tabel 13. RPP Lembar pengamatan ke aktifan………………. 109 Tabel 14. RPP Lembar sikap dan minat……………………… 110
xvi
Tabel 15. RPP Lembar Penilaian tes keterampilan dan pengamatan
melakukan Eksperimen/praktikum…………………. 111
Tabel 16. RPP Lembar Pengamatan tes keterampilan mengerjakan
soal-soal física………………………………………. 111
Tabel 17. Sifat-sifat dasar vector dan skalar………………….. 142
Tabel 18. Jarak dan perpindahan............................................... 173
Tabel 19. Data hasil pengamatan……………………………… 179
Table 20. Hubungan jarak dan waktu pada GLB……………. 182
Table 21. Perbedaan massa dan berat ……………………….. 278
xvii
DAFTAR GAMBAR
HALAMAN
Gambar 1. Meja…………………………………………. 107
Gambar 2. Mistar ……………………………………….. 107
Gambar 3. Berbagai alat ukur panjang………………….. 115
Gambar 4. Pembacaan skala…………………………….. 116
Gambar 5. Jangka sorong……………………………….. 117
Gambar 6. Bagian-bagian micrometer sekrup…………… 119
Gambar 7. Beberapa jenis neraca………………………… 121
Gambar 8. Neraca OHaus tiga lengan……………………. 122
Gambar 9. Stop watch…………………………………… 123
Gambar 10. Berbagai jenis alat ukur waktu………………. 124
Gambar 11. Pembacaan alat ukur dengan mistar………… 132
Gambar 12. Penjumlahan dan pengurangan vector……….. 145
Gambar 13. Diagram vector……………………………….. 146
Gambar 14. Diagram vektor……………………………….. 147
Gambar 15. Resultan vektor………………………………. 148
Gambar 16. Penjumlahan vector segi banyak……………… 150
Gambar 17. Penjumlahan vector secara analitis……………. 151
Gambar 18. Pengurangan vector secara jajar genjang……… 152
Gambar 19. Pengurangan vector secara segitiga………….... 152
Gambar 20. Vector satuan………………………………… 157
xviii
Gambar 21. Perkalian vektor……………………………… 161
Gambar 22. Perkalian silang……………………………… 165
Gambar 23. Penerapan perkalian vektor…………………. 166
Gambar 24. Contoh gerak lurus………………………….. 171
Gambar 25. Speedometer………………………………… 174
Gambar 26. Grafik kecepatan sesaat…………………….. 176
Gambar 27. Grafik perubahan kecepatan terhadap waktu … 177
Gambar 28. Menghitung percepatan ……………………… 178
Gambar 29. Grafik v-t untuk GLB ……………………….. 179
Gambar 30. Grafik S - t untuk GLB……………………..... 181
Gambar 31. Ticker timer………………………………… 184
Gambar 32. Rekaman gerak benda pada pita ketik ticker timer.. 184
Gambar 33. Kecepatan benda lebih besar pada gambar (a)
dibandingkan pada gambar (b)……………….. 184
Gambar 34. Gerak benda (a) dipercepat (b) diperlambat
(c) kecepatan tetap……………………………. 185
Gambar 35. Pita ketik ticker timer………………………….. 185
Gambar 36. Mobil-mobilan…………………………………. 194
Gambar 37. Peristiwa durian jatuh contoh GJB…………….. 195
Gambar 38 Grafik v- t untuk GLBB dipercepat………….. 195
Gambar 39. Mobil mainan pada bidang miring akan
mengalami percepatan tetap karena gaya
gravitasi bumi…………………………………. 199
xix
Gambar 40. Pita ketik Mobil mainan yang bergerak pada bidang
miring…………………………………………. 199
Gambar 41. Ticker timer…………………………………… 208
Gambar 42. Rangkaian percobaan………………………… 209
Gambar 43. Rangkaian percobaan GLBB dipercepat…….. 211
Gambar 44. Rangkaian percobaan GLBB diperlambat…… 212
Gambar 45. Mobil-mobilan………………………………. 214
Gambar 46. Demontrasi gerak jatuh bebas……………….. 218
Gambar 47. Benda jatuh bebas……………………………. 219
Gambar 48. Bola dilemparkan vertikal ke atas. ………….. 221
Gambar 49. Demonstrasi gerak melingkar………………… 232
Gambar 50. Benda mengalami gerak melingkar………….. 234
Gambar 51. Jarak sudut dan perpindahan sudut………….. 236
Gambar 52. Gerak melingkar memiliki dua kecepatan yaitu
kecepatan anguler dan kecepatan tangensial……. 239
Gambar 53. Vektor vP dan vektor vQ pada waktu t dan t + ∆t yang
ditarik dari titik tangkap............................... 243
Gambar 54. Arah percepatan sentripetal selalu tegak lurus
vector kecepatannya ………………………….. 244
Gambar 55. Kecepatan linier ………………………………. 255
Gambar 56. Kecepatan linier……………………………….. 255
Gambar 57. Demontrasi GMB……………………………… 263
Gambar 58. Uraian vector pada GMB……………………… 264
xx
Gambar 59. Mobil bisa bergerak karena adanya gaya mesin… 272
Gambar 60. Menggambarkan gaya pada suatu benda dengan
anak panah……………………………………… 273
Gambar 61. Dua buah gaya searah………………………….. 274
Gambar 62. Dua gaya berlawan arah…………………….. 274
Gambar 63. Dua buah gaya yang tegak lurus beserta resultannya 275
Gambar 64. Hukum kelembaman…………………………….. 281
Gambar 65. Arah gaya dorong, gaya gesekan dan gaya Normal yang
seimbang menyebabkan benda tetap diam………. 281
Gambar 66. Astronot di ruang angkasa tanpa bobot dapat diam
melayang bila tidak ada gaya……………………. 282
Gambar67. Hukum II Newton………………………………… 283
Gambar 68. Gaya-gaya pada sebuah buku yang terletak di atas meja 285
Gambar 69. Pasangan gaya aksi-reaksi pada orang
yang mendorong………………………………. 286
Gambar 70. Pasangan gaya aksi-reaksi pada roda mobil
yang berjalan…………………………………. 287
Gambar 71. Pesawat ulang-alik yang mengangkasa meninggalkan
bumi saling berinteraksi dengan bumi dengan gaya
tarik F dan –F………………………………… 287
Gambar 72. Mobil mainan yang didorong………………… 299
Gambar 73. Mobil mongok didorong didorong hingga bergerak 300
Gambar 74. Bola ditendang dari sisi gawang lalu disundul ke arah
gawang……………………………………….. 300
xxi
Gambar 75. Gelas diam tetap diam………………………… 301
Gambar 76. Kelereng yang bergerak tetap bergerak……… 301
Gambar 77. Gaya normal tegak lurus bidang kontak........... 304
Gambar 78. Gaya gesek pada bidang datar………………… 306
Gambar 79. Gaya gesek pada bidang tegak………………… 306
Gambar 80. Beban bermassa m mengalami gaya F............... 308
Gambar 81. Kedudukan Gaya Berat...................................... 311
Gambar 82. Tiga benda A, B, dan C dihubungkan oleh dua
utas tali............................................................... 312
Gambar 83. Mendorong dinding…………………………… 313
Gambar 84. Gaya aksi-reaksi pada gaya-gaya jarak jauh....... 315
Gambar 85. Beban w tergantung pada tali............................ 316
Gambar 86. Arah gaya sentripetal………………………… 318
Gambar 87. Gaya normal………………………………….. 325
Gambar 88. Beberapa keadaan gaya normal………………. 326
Gambar 89. Pasangan gaya aksi-reaksi…………………….. 326
Gambar 90. Beberapa tegangan tali pada benda…………. 327
Gambar 91. Gaya pada bidang miring……………………. 327
Gambar 92. Sistem katrol tetap…………………………... 327
Gambar 93. Sistim katrol berlawanan arah……………... 328
Gambar 94. Anak meluncur pada lengkungan miring
di suatu kolam renang……………………….. 349
Gambar 95. Gaya Sentripetal adalah gaya ke pusat yang menyebabkan
xxii
suatu benda…………………………………. 357
Gambar 96. Gaya Sentripetal juga bekerja pada coaster yang memiliki
inersia oleh kecepatannya sehingga berada di puncak
lintasan tidak jatuh………………………….. 358
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Berdasarkan keputusan Menteri Pendidikan Nasional No. 22 Tahun 2006 tentang
standar isi dan standar kompetensi, maka kurikulum sebelumnya dinyatakan tidak
berlaku lagi dan sebagai gantinya ditetapkanlah suatu kurikulum baru yang
dinamakan dengan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP). Sebagai akibat
dari Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP), guru yang sebelumnya tidak
perlu membuat sendiri kurikulum yang ada di sekolahnya harus membuat sendiri
kurikulum yang ada di sekolahnya. Hal ini akan menambah perkerjaan guru karena
selain harus membuat Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) sendiri, guru
juga akan dihadapkan dengan belum adanya buku panduan pelajaran fisika yang
berpatokan pada Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP).
Keputusan menteri tersebut juga akan menyebabkan pembelajaran fisika di
masing-masing sekolah pada daerah-daerah di Indonesia, memiliki kurikulum yang
bervariasi. Menurut KTSP, kurikulum perlu disesuaikan dengan konteks siswa di
daerah. Hal ini penting supaya potensi siswa-siswi di daerah bisa disalurkan secara
maksimal dalam hal belajar fisika. Hal lainnya adalah supaya minat belajar siswa
terhadap fisika semakin tinggi.
2
Di daerah penulis, di Kalimantan Barat (Kab. Sintang) hal yang patut menjadi
perhatian dalam pembelajaran fisika SMA Kelas I semester I adalah pertama, model
pembelajaran guru yang kurang memperhatikan konteks pembelajaran fisika yang
relevan dengan daerah tempat sekolah itu bernaung. Misalnya saja saat guru
menjelaskan tentang vektor, akan lebih baik guru mengajak siswa untuk berpergian
naik perahu menuju ke seberang sungai. Mengapa ini perlu dilakukan karena di
daerah kami alat transfortasi utamanya adalah perahu.
Kedua adalah metode pengajaran guru yang kurang mengaktifkan siswa dalam
proses kegiatan belajar mengajar. Akibatnya siswa seperti bejana kosong yang harus
selalu diisi. Ini tentu tidak baik untuk perkembangan pengetahuan siswa. Dalam
belajar fisika yang terpenting sebenarnya adalah siswa yang aktif belajar fisika. Maka
semua usaha guru harus diarahkan untuk membantu dan mendorong agar siswa mau
mempelajari fisika sendiri (Suparno, 2006). Untuk itu, maka siswa perlu diaktifkan
dalam belajar fisika.
Ketiga adalah kurangnya kemampuan guru untuk mengerti kesulitan siswa dalam
belajar fisika. Hal ini bisa terjadi karena kurangnya komunikasi yang baik antara guru
dan siswa, bahkan gurunya cenderung menakutkan. Dalam konteks pembelajaran
fisika yang konstruktif, guru fisika diharapkan lebih dekat dengan siswa, banyak
humor, dan menjalin relasi yang dialogis. Dengan demikian, siswa tidak lagi takut
kepada guru fisika, Siswa diharapkan lebih berani bertanya kepada guru tentang
pelajaran fisika yang belum ia mengerti (Suparno, 2006).
3
Keempat adalah kurangnya siswa dilatih untuk berpikir kritis dalam memecahkan
soal-soal fisika dengan konsep-konsep yang benar.
Berdasarkan berbagai pengalaman dan permasalahan di atas, penulis tertarik
untuk membuat desain pembelajaran fisika, yang sesuai dengan dengan KTSP serta
relevan dengan daerah penulis, yang melatih siswa untuk berpikir kritis dalam
memecahkan soal-soal fisika, yang gurunya berusaha mengerti kesulitan siswa belajar
fisika dan mengaktifkan siswa dalam proses pembelajaran fisika di sekolah. Dengan
demikian pelajaran fisika dapat dimengerti, dipahami dan dapat menarik minat siswa
untuk belajar fisika secara kontinu. Mengingat keterbatasan penulis maka, desain
pembelajaran fisika ini hanya dibatasi bagi siswa Sekolah Menengah Atas, khususnya
kelas X semester I.
B. Perumusan Masalah
Masalah utama yang ingin penulis bahas dalam tulisan ini, yaitu bagaimana
membuat desain pembelajaran fisika SMA kelas X semester I berdasarkan
Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP), yang bercirikan: (1) kontekstual
dengan daerah di Kalimantan Barat (Kab. Sintang), (2) mengaktifkan siswa dan
(3) melatih siswa berpikir kritis dalam memecahkan soal-soal fisika
4
C. Tujuan penulisan
Tujuan penulisan ini adalah membuat desain pembelajaran fisika yang
berdasarkan KTSP pada siswa SMA kelas X semester I di Kabupaten Sintang
(Kalimantan Barat), yang bercirikan: (1) kontekstual dengan daerah di
Kalimantan Barat (Kab. Sintang), (2) pengaktifan siswa dan (3) melatih siswa
berpikir kritis dalam memecahkan soal-soal fisika
D. Manfaat penulisan
Manfaat yang dapat diambil melalui penulisan ini, antara lain:
Bagi guru:
Dapat digunakan untuk mengajar mata pelajaran fisika di Kabupaten Sintang
(Kalimantan Barat) khususnya siswa-siswi SMA kelas X semester I.
5
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP)
1. Pengertian
Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) merupakan
kurikulum yang prinsip pengembangan dan pelaksanaannya sesuai dengan
konteks (Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun 2006
Tangal 23 Mei 2006). Yang dimaksud Satuan pendidikan adalah sekolah.
Misalnya sekolah di Kalimantan Barat khususnya di Kabupaten Sintang
akan berbeda penyusunan kurikulumnya dengan sekolah-sekolah yang
berada di Jawa. Dalam KTSP hal terpenting adalah pembelajaran yang
berdasarkan konteks. Pembelajaran fisika yang berdasaran konteks yaitu
pembelajaran fisika yang mengenal potensi daerah serta siswa-siswinya.
Hal ini penting agar motivasi belajar siswa terhadap fisika semakin
meningkat.
KTSP dalam pelaksanaannya tetap tidak boleh meninggalkan
sepenuhnya kelima pilar belajar walaupun penerapannya di luar pulau
Jawa, tanpa terkecuali di Kalimantan Barat khususnya di Kabupaten
Sintang. Kelima pilar belajar merupakan hal minimal yang harus dipunyai
oleh seluruh siswa untuk kelangsungan study nya di masa kini, baik untuk
pribadi ataupun untuk hidup di masyarakat. Kelima pilar pendidikan
6
menurut KTSP yaitu: (a) belajar untuk beriman dan bertaqwa kepada
Tuhan Yang Maha Esa, (b) belajar untuk memahami dan menghayati, (c)
belajar untuk mampu melaksanakan dan berbuat secara efektif, (d) belajar
untuk hidup bersama dan berguna untuk orang lain, dan (e) belajar untuk
membangun dan menemukan jati diri, melalui proses pembelajaran yang
aktif, kreatif, efektif, dan menyenangkan ( Peraturan Menteri Pendidikan
Nasional Indonesia Nomor 22 Tahun 2006: 1). Namun untuk desain yang
akan penulis buat hanya memenuhi beberapa pilar pendidikan saja yaitu
belajar untuk beriman dan bertaqwa kepada Tuhan Yang Maha Esa, dan
belajar untuk memahami dan menghayati alam sekitar yang telah Tuhan
ciptakan untuk umat manusia agar kelestariannya dapat terjaga. Kedua
pilar ini menjadi penting karena untuk memahami ilmu fisika secara
mendalam. siswa perlu diajak untuk mengamati alam sekitar, dengan
demikian siswa diharapkan dapat menghargai kebesaran Tuhan yang telah
menciptakan alam semesta ini.
2. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar, Kompetensi
Lulusan dan Kompetensi Mata Pelajaran
a. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar
Standar kompetensi dan kompetensi dasar Sekolah Menengah Atas
(SMA) Kelas X (sepuluh) semester I (satu) sangat penting untuk di
perhatikan karena hal ini merupakan panduan saat guru ingin
merencanakan penyusunan kurikulum. Kompetensi dasar dan standar
7
kompetensi untuk mata pelajaran fisika SMA kelas X semester I dapat
dilihat pada tabel 1 berikut ini (Peraturan Menteri Pendidikan Nasional
Indonesia Nomor 22 Tahun 2006: 445).
Table 1. Kompetensi dan kompetensi dasar kelas X, semester I
Standar Kompetensi Kompetensi Dasar
1. Menerapkan konsep besaran
fisika dan pengukurannya
1.1 Mengukur besaran fisika (massa,
panjang, dan waktu)
1.2 Melakukan penjumlahan vektor
2. Menerapkan konsep dan prinsip
dasar kinematika dan dinamika
benda titik
2.1 Menganalisis besaran fisika pada
gerak dengan kecepatan dan
percepatan konstan
2.2 Menganalisis besaran fisika pada
gerak melingkar dengan laju konstan
2.3 Menerapkan Hukum Newton sebagai
prinsip dasar dinamika untuk gerak
lurus, gerak vertikal, dan gerak
melingkar beraturan
8
b. Kompetensi Lulusan
Standar kompetensi lulusan satuan pendidikan dikembangkan
berdasarkan tujuan satuan pendidikan. Secara umum standar kelulusan
untuk mata pelajaran IPA (fisika) pada tingkat satuan pendidikan Sekolah
Menengah Atas (SMA) adalah berikut (Peraturan Menteri Pendidikan
Nasional Nomo 23 Tahun 2006: 4)
1. Membangun dan menerapkan informasi dan pengetahuan secara
logis, kritis, kreatif dan inovatif
2. Menunjukkan kemampuan berpikir logis, kritis, kreatif dan inovatif
dalam pengambilan keputusan
3. Menunjukkan kemampuan mengembangkan budaya belajar untuk
memberdayakan diri
4. Menunjukkan sikap kompetitif dan sportif untuk mendapatkan
hasil yang terbaik
5. Menunjukkan kemampuan menganalisis dan memecahkan masalah
komleks
6. Menunjukkan kemampuan menganalisis gejala alam
7. Memanfaatkan lingkungan secara produktif dan bertanggungjawab
8. Berpartisipasi dalam kehidupan bermasyarakat, berbangsa, dan
bernegara secara demokratis dalam wadah Negara Kesatuan
Republik Indonesia.
Mengingat keterbatasan penulis maka penulis hanya akan
mengambil beberapa pokok pemikiran seperti yang tercantum Peraturan
9
Menteri Nomor 23 di atas. Untuk desain pembelajaran fisika SMA kelas X
semester I yang ingin penulis buat, standar kelulusannya minimal
memenuhi beberapa hal berikut ini:
1. Siswa mampu menerapkan ilmu fisika yang telah dipelajari
oleh siswa-siswi untuk mempelari alam sekitarnya agar tidak
menjadi perusak alam sekitarnya sebagai wujud syukur kita
kepada Tuhan serta dapat menunjukkan kemampuan
menganalisis dan memecahkan soal-soal dalam fisika.
2. Siswa mempunyai pengetahuan awal untuk dikembangkan
pada tingkat jenjang pendidikan di masa depan, misalnya ingin
melanjutkan ke perguruan tinggi.
3. Menunjukkan kemampuan mengembangkan budaya belajar
untuk memberdayakan diri
c. Kompetensi Mata Pelajaran
Standar kompetensi kelompok mata pelajaran dikembangkan
berdasarkan tujuan dan cakupan muatan dan/atau kegiatan setiap
kelompok mata pelajaran. Untuk kelompok mata pelajaran fisika
khususnya SMA kelas X smester I, standar kompetensi kelompok mata
pelajaran fisika sebagai berikut (Peraturan Menteri Pendidikan
Nasional Tahun 2006 Nomor 23:34) :
1. Melakukan percobaan, antara lain merumuskan masalah,
mengajukan dan menguji hipotesis, menentukan variabel,
merancang dan merakit instrumen, mengumpulkan, mengolah dan
10
menafsirkan data, menarik kesimpulan serta mengkomunikasikan
hasil percobaan secara lisan dan tertulis
2. Memahami prinsip-prinsip pengukuran dan melakukan pengukuran
besaran fisika secara langsung dan tidak langsung secara cermat,
teliti dan obyektif
3. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan
mekanika benda titik.
Dengan mengacu pada ke tiga hal di atas maka penulis hanya akan
mengambil beberapa pokok pemikiran untuk dapat diterapkan di
Kabupaten Sintang yaitu:
1. Dengan mengikuti pembelajaran desain fisika yang penulis buat
siswa diharapkan dapat memahami prinsip-prinsip pengukuran dan
dapat melakukan beberapa pengukuran besaran fisika dengan alat
yang tersedia di sekolah.
2. Siswa-siswi diharapkan dapat mengerjakan berbagai macam soal
fisika dan dapat mengetahui beberapa gejala alam di sekitar
konteks yang ada kaitannya dengan fisika.
3. Prinsip Pengembangan Kurikulum
Prinsip pengembangan kurikulum tingkat satuan pendidikan
jenjang pendidikan dasar dan menengah dikembangkan oleh sekolah dan
komite sekolah. Namun penyusunannya tetap harus mengacu pada standar
kompetensi lulusan dan standar isi seperti yang dibuat oleh Badan Standar
Nasional Pendidikan (BSNP). Prinsip-prinsip pengembangan kurikulum
11
itu antara lain (Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun
2006 Tanggal 23 Mei 2006: 4) sebagai berikut :
a. Berpusat pada potensi, perkembangan, kebutuhan, dan
kepentingan peserta didik dan lingkungannya.
Prinsip pengembangan kurikulum harus berdasarkan pada peserta
didik memiliki posisi sentral untuk dikembangkan kompetensinya agar
dapat menjadi manusia Indonesia yang beriman dan bertaqwa kepada
Tuhan Yang Maha Esa, berakhlak mulia, sehat, berilmu, cakap, kreatif
mandiri dan menjadi warga negara yang demokratis serta
bertanggungjawab. Untuk mendukung pencapaian tujuan tersebut
pengembangan kompetensi peserta didik disesuaikan dengan potensi,
perkembangan, kebutuhan, dan kepentingan peserta didik serta tututan
lingkungan. Artinya desain yang akan penulis buat harus mengacu
pada potensi atau kemampuan siswa dalam memahami sesuatu,
perkembangan pola pikir siswa, kebutuhan siswa dan kepentingan
siswa. Potensi yang ingin dikembangkan agar siswa taqwa pada Tuhan
Yang Maha Esa adalah pengetahuan awal siswa misalkan dengan
bertanya kenapa waktu tidak pernah berhenti berputar? dan
kemampuan siswa mengkonstruksi sendiri pengethaunnya.
b. Beragam dan terpadu
Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) dikembangkan dengan
memperhatikan karakteristik peserta didik, kondisi daerah, dan jenjang
serta jenis pendidikan, tanpa membedakan agama, suku, budaya dan
12
adat istiadat, serta status sosial ekonomi dan gender. Sekolah-sekolah
di daerah seperti halnya dengan sekolah-sekolah yang berada di kota-
kota besar, siswanya juga sangat beragam baik dalam kemampuan
belajar fisika ataupun dalam latar belakang keluarga. Maka demi
kebersamaan guru hendaknya menyediakan pengalaman belajar yang
beragam atau metode mengajar yang beragam pula.
c. Tanggap terhadap perkembangan ilmu pengetahuan, teknologi,
dan seni
KTSP dikembangkan atas dasar kesadaran bahwa ilmu pengetahuan
teknologi, seni berkembang secara dinamis, dan oleh karena itu
semangat dan isi kurikulum mendorong peserta didik untuk mengikuti
dan memanfaatkan secara tepat perkembangan ilmu pengetahuan,
teknologi, dan seni. Diakui atau tidak untuk saat ini, jika kita ingin
mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi untuk
menyusun desain fisika masih sangat sulit diterapkan karena fasilitas
di daerah sangat terbatas. Hal yang bisa guru lakukan adalah cukup
mengenalkan teknologi misalnya sesekali mengajar dengan power poin
pada gerak lurus beraturan dengan membuat beberapa animasi
sederhana. Guru dapat memotivasi siswa untuk semangat belajar kalau
mereka ingin lebih tahu banyak tentang materi yang diajarkan.
d. Relevan dengan kebutuhan kehidupan
Pengembangan kurikulum dilakukan dengan melibatkan pemangku
kepentingan(stakeholders) untuk menjamin relevansi pendidikan
13
dengan kebutuhan kehidupan, termasuk di dalamnya kehidupan
kemasyarakatan, dunia usaha dan dunia kerja. Oleh karena itu,
pengembangan keterampilan pribadi, keterampilan berpikir,
keterampilan sosial, keterampilan akademik, dan keterampilan
kejuruan (vocational) merupakan keniscayaan. Semakin sulitnya
perekonomian yang dialami setiap rakyat seperti saat ini maka tidak
heran kalau anak usia sekolah sudah bekerja. Untuk mendukung hal itu
maka guru fisika perlu menekankan sikap ilmiah kepada siswanya dan
setiap mengambil keputusan sebaiknya dipikirkan dengan teliti. Siswa
diajarkan untuk belajar dalam kelompok untuk memecahkan beberapa
soal yang relevan dengan beberapa hal yang telah disebutkan tersebut.
e. Menyeluruh dan berkesinambungan
Substansi KTSP mencakup keseluruhan dimensi kompetensi, bidang
kajian keilmuan dan mata pelajaran yang direncanakan dan disajikan
secara berkesinambungan antar semua jenjang pendidikan. Artinya
kurikulum itu sendiri harus terus-menerus diperbaiki demi tujuan
pembelajaran fisika yang lebih baik dan sedapat mungkin harus
dikaitkan dengan berbagai jenjang pendidikan. Siswa seyogyanya
punya kemampuan untuk memecahkan soal-soal fisika dan dapat
mengkonstruksi sendiri pengetahuanya akan gerak lurus.
f. Belajar sepanjang hayat
KTSP diarahkan kepada proses pengembangan, pembudayaan dan
pemberdayaan peserta didik yang berlangsung sepanjang hayat.
14
Kurikulum mencerminkan keterkaitan antara unsur-unsur pendidikan
formal, nonformal dan informal, dengan memperhatikan kondisi dan
tuntutan lingkungan yang selalu berkembang serta arah perkembangan
manusia seutuhnya. Maka hendaknya sejak awal, siswa perlu
diarahkan untuk terus belajar dan memahami berbagai segi ke ilmuan
untuk hidup di masa mendatang. Sebaiknya siswa juga mulai
diarahkan belajar untuk mengajar, minimal siswa bisa membantu
adiknya yang masih SD untuk mengerjakan pekerjaan rumah adiknya
apabila adiknya kesulitan.
g. Seimbang antara kepentingan nasional dan kepentingan daerah
KTSP dikembangkan dengan memperhatikan kepentingan nasional
dan kepentingan daerah untuk membangun kehidupan masyarakat,
berbangsa dan bernegara. Kepentingan nasional dan kepentingan
daerah harus saling mengisi dan memberdayakan sejalan dengan motto
Bhineka Tunggal Ika dalam kerangka Negara Kesatuan Republik
Indonesia. Maka selayaknya penyusunan kurikulum tetap
memperhatikan kepentingan nasional agar dalam diri siswa-siswanya
tumbuh semangat nasionalisme yang tinggi. Desain yang dibuat
minimal dapat memenuhi standar nasional agar perbedaan pendidikan
tidak terlalu mencolok.
15
4. Prinsip Pelaksanaan Kurikulum
Pada psinsipnya kurikulum tingkat satuan pendidikan menengah
itu minimal dapat memenuhi beberapa prinsip berikut ini:
a. Pelaksanaan kurikulum didasarkan pada potensi, perkembangan
peserta didik untuk menguasai kompetensi yang berguna bagi dirinya.
Dalam hal ini peserta didik harus mendapatkan pelayanan pendidikan
yang bermutu, serta memperoleh kesempatan untuk mengekspresikan
dirinya secara bebas, dinamis dan menyenangkan. Potensi siswa yang
ingin dikembangkan adalah pengetahuan awal siswa yang masih
sangat terbatas untuk dikembangkan menjadi lebih sempurna. Dalam
pelaksanaannya kurikulum yang akan dibuat harus tanggap pada
kemampuan awal siswa dengan selalu bertanya kepada siswa sebelum
memulai pelajaran.
b. Kurikulum dilaksanakan dengan memperhatikan kelima pilar belajar
menurut KTSP, yaitu: (a) belajar untuk beriman dan bertaqwa kepada
Tuhan Yang Maha Esa, artinya kurikulum yang dibuat sedapat
mungkin dapat mengajak siswa untuk menghormati keagungan Tuhan-
Nya dengan pelajaran fisika. Misalnya dengan bertanya kepada siswa
mengapa semua benda yang jatuh pasti jatuh kebawah dari zaman
purbakala atau dapat pula bertanya apa yang terjadi seandainya gaya
gravitasi tidak pernah ada apa jadinya saat kamu manjat kelapa di tepi
sungai kapuas; (b) belajar untuk memahami dan menghayati, artinya
ilmu fisika yang siswa dapat itu dapat diterapkan oleh siswa dalam
16
hidupnya untuk tujuan yang mulia misalnya pentingnya kejujuran
dalam fisika; (c) belajar untuk mampu melaksanakan dan berbuat
secara efektif, artinya siswa terus diajarkan untuk berpikir dalam setiap
tindakan yang harus mereka ambil; (d) belajar untuk hidup bersama
dan berguna bagi orang lain, hal ini dapat dilakukan dengan
menugaskan siswa untuk berkerjasama dalam sebuah kelompok untuk
memecahkan soal yang telah guru siapkan dari rumah; dan (e) belajar
untuk membangun dan menemukan jati diri, melalui proses
pembelajaran yang aktif, kreatif, efektif dan menyenangkan. Dengan
belajar fisika siswa diharapkan bisa mengetahui kemampuannya dan
mereka bisa mengambil keputusan yang benar untuk hidupnya di masa
mendatang misalnya di saat mereka ingin melanjutkan keperguruan
tinggi mereka bisa menyesuaikan jurusan yang mereka pilih dengan
kemampuannya. Agar mereka bisa menjadi lebih maksimal dalam
menguasai ilmu tertentu yang mereka telah pilih.
c. Pelaksanaan kurikulum memungkinkan peserta didik mendapatkan
pelayanan yang bersifat perbaikan, pengayaan, dan/atau percepatan
sesuai dengan potensi, tahap perkembangan, dan kondisi peserta didik
dengan tetap memperhatikan keterpaduan pengembangan pribadi
peserta didik yang berdimensi ke-Tuhan nan, keindividuan, kesosialan
dan moral. Potensi siswa yang dikembangkan misalnya kemampuan
akan gerak lurus dalam fisika.
17
d. Ilmu fisika sangat banyak manfaatnya dalam hidup ini misalnya dalam
bidang informasi seperti telpon. Namun ilmu ini juga bisa tidak
dimanfaatkan pada tempatnya, misalnya menciptakan bom untuk
membinasakan orang lain. Oleh karena itu setiap siswa perlu terus
disadarkan bahwa hidup ini perlu Tuhan betapapun hebatnya kita.
e. Kurikulum dilaksanakan dalam suasana peserta didik dan pendidik
yang saling menerima dan saling menghargai, akrab, terbuka dan
hangat, dengan prinsip tut wuri handayani, in madia mangun karsa,
ing ngarsa sung tulada (di belakang memberi daya dan kekuatan, di
tengah membangun semangat dan prakarsa, di depan memberikan
contoh dan teladan). Hal ini pada kenyataannya sudah mulai hilang
dari pandangan siswa, buktinya sering terjadi bahwa siswa sangat tidak
menghargai gurunya. Karena itu guru perlu menemukan cara agar
siswa tetap punya sikap hormat kepada guru dan kepada siapapun.
Pada penerapannya guru fisika harus bisa menghargai setiap pendapat
siswa. Misalnya dalam mengajukan pertanyaan kepada siswa, saat
siswa salah menjawab jangan lansung menyalahkan siswa.
f. Kurikulum dilaksanakan dengan mengunakan pendekatan multistrategi
dan multimedia, sumber belajar dan teknologi yang memadai dan
memanfaatkan lingkungan sekitar sebagai sumber belajar, dengan
prinsip alam takambang jadi guru (semua yang terjadi, tergelar dan
berkembang di masyarakat dan lingkungan sekitar serta lingkungan
alam semesta dijadikan sumber belajar, contoh dan teladan).
18
Keterbatasan fasilitas sekolah di daerah hendaknya tidak dipandang
pesimis oleh guru fisika untuk mengajarkan ilmu fisika dengan
mengunakan teknolgi yang sudah ada misalnya sesekali mengajar
menggunakan power point atau animasi mengunakan komputer.
g. Kurikulum dilaksanakan dengan mendayagunakan kondisi alam, sosial
dan budaya serta kekayaan daerah untuk keberhasilan pendidikan
dengan muatan seluruh bahan kajian secara optimal. Ini penting agar
siswa tidak perlu membayangkan hal-hal yang di luar lingkungannya.
Misalnya mengenai kereta api, di Kalimantan alat transportasi ini tidak
ada jadi kurang bermanfaat kalau kita mengunakan alat ini dalam
menjelaskan mata pelajaran fisika. Mengajar fisika khususnya
kabupaten Sintang sebaiknya mengunakan alat transportasi air
misalnya perahu. Contohnya saat mengajarkan tentang vektor. Dengan
demikian siswa bisa belajar lebih efektif dan mudah memahami materi
yang diajarkan.
5. Tujuan
Mata pelajaran Fisika di SMA dalam lingkup KTSP bertujuan agar
peserta didik memiliki kemampuan sebagai berikut (Peraturan Menteri
Pendidikan Nasional Nomor 23 Tahun 2006 Tanggal 23 Mei 2006):
a. Membentuk sikap positif terhadap fisika dengan menyadari keteraturan
dan keindahan alam serta mengagungkan kebesaran Tuhan Yang Maha
Esa. Guru fisika di SMA bukan hanya sekedar menyampaikan materi
19
fisika namun lebih dari itu, misalnya dengan memotivasi siswa. Tidak
ada yang tidak bisa dipelajari di dunia ini karena setiap orang sudah
punya potensi yang siap dikembangkan misalnya potensi memahami
soal gerak lurus berubah beraturan atau yang lainya.
b. Memupuk sikap ilmiah yaitu jujur, obyektif, terbuka, ulet, kritis dan
dapat bekerjasama dengan orang lain. Jujur dalam mengumpulkan data
saat praktikum dan jujur pada pada diri sendiri perlu ditekankan pada
setiap siswa, karena jaman sekarang ini sangat jarang kita ketemukan
orang jujur. Obyektif artinya siswa tidak memandang sesuatunya hanya
dari satu patokkan ilmu. Siswa diajarkan untuk mau menerima
masukkan dari teman-temannya untuk kemajuannya di masa
mendatang. Misalnya dalam mengerjakan soal, siswa diberi kesempatan
untuk mengoreksi perkerjaan temannya. Siswa harus punya sikap
terbuka terhadap informasi baru dan dapat memahaminya dengan
cermat agar informasi itu dapat menolongnya dikemudian hari baik
dalam belajar fisika maupun dikehidupan ini. Kritis terhadap
perkembangan ilmu pengetahuan misalnya siswa diajarkan untuk tidak
menerima begitu saja terhadap hal-hal baru termasuk dalam ilmu fisika.
Contohnya siswa senantiasa punya sikap selalu ingin bertanya atas
sesuatu yang belum siswa mengerti.
c. Mengembangkan pengalaman untuk dapat merumuskan masalah,
mengajukan dan menguji hipotesis melalui percobaan, merancang dan
merakit instrumen percobaan, mengumpulkan, mengolah, dan
20
menafsirkan data, serta mengkomunikasikan hasil percobaan secara
lisan dan tertulis. Siswa diarahkan untuk ekperimen terhadap suatu
topik fisika misalnya siswa diminta menghitung berapa kecepatan rata-
rata motor yang di kendarai ke sekolah?
d. Mengembangkan kemampuan bernalar dalam berpikir analisis induktif
dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip fisika untuk
menjelaskan berbagai peristiwa alam dan menyelesaian masalah baik
secara kualitatif maupun kuantitatif
e. Menguasai konsep dan prinsip fisika serta mempunyai keterampilan
mengembangkan pengetahuan, dan sikap percaya diri sebagai bekal
untuk melanjutkan pendidikan pada jenjang yang lebih tinggi serta
mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi. Untuk menguasai
konsep dan prinsip fisika secara benar maka guru fisika senantiasa
memberikan tugas pada siswa untuk kerjakan.
Catatan:
Dari beberapa pokok pemikiran tujuan pembelajaran fisika di SMA
berdasarkan Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 23 Tahun 2006
Tanggal 23 Mei 2006 tersebut, maka penulis beranggapan bahwa ada
beberapa pokok pemikiran penting yang hendaknya diperhatikan oleh guru
sebagai tujuan mata pelajaran fisika di SMA. Beberapa tujuan tersebut
antara lain: membentuk sikap positif terhadap fisika dengan menyadari
keteraturan dan keindahan alam serta mengagungkan kebesaran Tuhan
Yang Maha Esa serta memupuk sikap ilmiah yaitu jujur, obyektif, terbuka,
21
ulet, kritis, dan dapat bekerjasama dengan orang lain. Sikap jujur terhadap
data ilmiah, obyektif terhadap hasil yang telah dicapai, selalu terbuka
dengan pendapat ataupun masukkan dari teman dan pihak lain, ulet dalam
berusaha demi hasil yang memuaskan dan kritis terhadap segala sesuatu
yang terjadi dalam lingkungannya adalah sikap yang hendaknya dimiliki
oleh siswa.
6. Alokasi Waktu
Alokasi waktu untuk jenjang pendidikan dasar dan menengah yang
telah ditetapkan oleh Pemerintah selengkapnya seperti tabel 2 berikut
(Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 22 Tahun 2006 Tanggal
23 Mei 2006: 42) :
Table 2. Alokasi Waktu
No Kegiatan Alokasi waktu Keterangan
1. Minggu efektif
belajar
Minimum 34 minggu
dan maksimum 38
minggu
Digunakan untuk kegiatan
pembelajaran efektif pada
setiap satuan pendidikan
2. Jeda tengah
semester
Maksimun 2 minggu Satu minggu setiap semester
3. Jeda antar
semester
Maksimun 2 minggu Antara semester I dan II
4. Libur akhir tahun
pelajaran
Maksimun 3 minggu Digunakan untuk
mempersiapkan kegiatan
dan administrasi akhir.
22
7. Beban Belajar.
Beban belajar dirumuskan dalam bentuk satuan waktu yang
dibutuhkan oleh peserta didik untuk mengikuti program pembelajaran
melalui sistem tatap muka, penugasan terstruktur, dan kegiatan mandiri
tidak terstruktur. Semua itu dimaksudkan untuk mencapai standar
kompetensi lulusan dengan memperhatikan tingkat perkembangan peserta
didik.
Kegiatan tatap muka adalah kegiatan pembelajaran yang berupa proses
interaksi antara peserta didik dengan pendidik. Beban belajar untuk
kegiatan tatap muka per jam pembelajaran pada tingkat SMA berlangsung
selama 45 menit dan beban belajar setiap mata pelajaran pada Sistem
Paket dinyatakan dalam satuan jam pembelajaran. Beban belajar kegiatan
tatap muka secara keseluruhan seperti tampak pada tabel 3 berikut :
Table 3. Beban Belajar Siswa
Satuan
Pendidikan
Kelas Satu jam
pem.tatap muka
(menit)
Jumlah jam
pemb Per
minggu(jam)
Minggu efektif
per tahun ajaran
SMA X 45 3 34-38
Penugasan tertruktur adalah kegiatan pembelajaran yang berupa
pendalaman materi pembelajaran oleh peserta didik yang dirancang oleh
pendidik untuk mencapai standar kompetensi. Penugasan terstruktur yang
dimaksudkan dapat berupa penyelesaian soal-soal yang telah disiapkan guru
23
untuk dikerjakan siswa pada jam pelajaran berlangsung. Hal ini dilakukan
untuk mengetahui sejauh mana siswa menguasai pelajaran yang telah
disampaikan.
Kegiatan mandiri tidak terstruktur adalah kegiatan pembelajaran yang
berupa pendalaman materi pembelajaran oleh peserta didik yang dirancang
oleh pendidik untuk mencapai standar kompetensi. Kegiatan mandiri tidak
terstruktur yang dimaksudkan adalah berupa menyelesaikan soal-soal di buku
yang telah guru rekomendasikan untuk dikerjakan oleh siswa baik secara
mandiri ataupun dalam kelompok.Waktu penyelesaiannya diatur sendiri oleh
peserta didik. Beban belajar penugasan terstruktur dan kegiatan kegiatan
mandiri tidak terstruktur untuk SMA maksimum 60% dari jumlah kegiatan
tatap muka dari mata pelajaran yang bersangkutan. Penyelesaian program
pendidikan dengan mengunakan sistem paket selama tiga tahun. Program
percepatan dapat diselenggarakan untuk mengakomodasi peserta didik yang
memiliki potensi kecerdasan dan bakat istimewah. Namun untuk sekolah-
sekolah yang berada di daerah biasanya sangat jarang adanya program
percepatan dalam menyelesaikan studi kecuali sekolah tersebut memang
merupakan sekolah unggulan dan prestasinya sama dengan sekolah unggulan
di kota-kota besar seperti Jakarta.
24
B. Konteks Kabupaten Sintang Kalimantan Barat
1. Sarana dan Prasarana
Sarana dan prasana dalam suatu sekolah merupakan hal yang sangat
penting untuk diperhatikan karena ini semua berhubungan langsung
dengan proses belajar dan mengajar di suatu sekolah. Bahkan sarana dan
prasarana yang lengkap merupakan salah satu kunci sukses dalam suatu
pembelajaran fisika. Oleh karena itu, hal ini harus selalu menjadi perhatian
semua pihak. Sarana dan prasana yang dimaksudkan adalah menyangkut
lingkungan fisik dan non fisik.
Dari pengalaman penulis semenjak sekolah yang namanya
lingkungan fisik secara umun sudah cukup mendukung belajar fisika.
Secara umum gambaran untuk sarana dan prasarana belajar di Kabupaten
Sintang sudah cukup baik tapi jika dibanding dengan sarana dan prasarana
belajar di pulau Jawa sangat ketinggalan. Hal ini dapat terlihat tidak semua
sekolah di Kabupaten Sintang memiliki Lab. Dari pengalaman yang
penulis pernah tahu, kalaupun sarana dan prasarananya ada jumlahnya
sangat terbatas dan pada umumnya hampir tidak layak lagi digunakan buat
belajar fisika. Misalnya di sekolah tempat penulis dulu sekolah,
seharusnya kita praktikum tapi karena keterbatasan alat atau tidak punya
sama sekali akhirnya siswa tidak jadi praktikum.
25
2. Kebiasaan Belajar Siswa
Kebiasaan belajar siswa merupakan hal yang menarik untuk
dipelajari lebih mendalam karena sukses atau tidaknya seorang siswa
dalam mengikuti kegiatan belajar mengajar di sekolah ataupun di rumah
sangat ditentukan oleh kebiasaan belajarnya. Berdasarkan pengalaman
penulis dan pemantauan penulis selama menempuh pendidikan di SMA,
hal mencolok yang sering kita lakukan adalah sistim belajar yang kurang
tertata dengan baik. Maksudnya siswa-siswi pada umumnya hanya
menunggu tugas ataupun penjelasan dari guru baru kita belajar. Yang
namanya mengkonstruksi pengetahuan sendiri sangat jarang kita lakukan
akibatnya dalam pola pikir kita terbentuk belajar itu harus ada guru dan
penjelasan darinya.
3. Lingkungan dan Keluarga
Lingkungan dan keluarga pada umumnya cukup mendukung kita
dalam belajar. Hal ini dapat terlihat dengan dorongan semangat yang
selalu mereka berikan agar kita rajin belajar. Selain itu mereka juga sangat
menaruh harapan kalau suatu hari nanti kitalah yang akan memimpin diri
sendiri, keluarga dan masyarakat luas dalam kehidupan berbangsa. Khusus
untuk lingkungan sebenarnya belum banyak gangguannya dibanding kota-
kota besar seperti di Jawa, karena dunia internet dan dunia permainan
seperti play staysion belum banyak. Kalaupun ada gangguan paling-paling
kebiasaan nonton TV yang berlebihan. Namun dengan perkembangan
26
jaman hal ini harus menjadi perhatian serius oleh para guru. Karena saat
ini perkembangkan dunia teknologi informasi sudah lebih cangih dari
tahun – tahun sebelumnya.
4. Guru Fisika
Guru fisika pada umumnya sudah mampu menjelaskan setiap
materi dengan baik. Tapi mengingat jumlah guru fisika yang sangat
terbatas, kita sering diperlakukan sebagai bejana kosong yang siap di isi.
Bahkan ada beberapa sekolah tidak ada guru fisika sama sekali, sedangkan
fisika sudah mulai diajarkan dari kelas X. Dengan demikian maka guru-
guru yang ada harus mengajar fisika meskipun bukan bidangnya. Dari
pengalaman penulis guru fisika terkadang cenderung lebih mementingkan
terselesaikannya materi sebelum ujian dimulai tanpa mempertimbangkan
dengan seksama apakah siswa sudah mengerti dengan benar atau tidak.
5. Cara Berpikir Siswa
Cara berpikir siswa pada umumnya masih sangat terbatas. Hal ini
dapat terlihat dengan kebingungan-kebingungan dari para siswa saat
ditanya oleh guru. Di sini terlihat sekali kalau siswa kurang siap untuk
belajar dan menerima penjelasan dari guru. Hal ini tidak terlepas dari
kebiasaan belajar siswa yang cenderung menunggu komando dari guru
baru belajar. Kebiasaan seperti inilah yang harus dirubah oleh siswa itu
sendiri dengan didukung oleh semua pihak baik keluarga, lingkungan dan
guru.
27
6. Harapan-harapan
Dengan begitu besarnya harapan masyarakat pada dunia
pendidikan maka penulis merasa tergerak untuk membuat desain
pembelajaran ini. Penulis juga sangat berharap dengan terselesaikannya
skripsi ini, kedepannya karya ini dapat dipergunakan untuk dijadikan
sebagai salah satu pedoman dalam mendesain pembelajaran fisika yang
baik demi mutu pendidikan yang harus semakin berkualitas. Penulis juga
berharap guru fiska bisa lebih kreatif lagi dalam mengajar dan jumlah guru
fisika di suatu sekolah segera ditambah jumlahnya. Hal ini penting karena
dari pengalaman penulis guru cenderung tergesa-gesa dalam mengajar
agar materinya cepat selesai karena satu orang guru tidak hanya
bertanggungjawab pada satu kelas namun lebih dari itu.
C. Teori Konstruktivisme Dalam Belajar
1. Pengertian
Filsafat konstruktivisme adalah filsafat yang mempelajari hakikat
pengetahuan dan bagaimana pengetahuan itu terjadi. Menurut filsafat
konstruktivisme, pengetahuan itu adalah bentukan (konstruksi) kita yang sedang
menekuninya (von Glasersfeld dalam Bettencourt, 1989; Piaget 1971; Mattehws,
1994 dalam Suparno, 2007 :8). Bila yang menekuni siswa, maka penegetahuan itu
adalah bentukan siswa itu sendiri. Maka pengetahuan bukanlah sesuatu yang
sudah jadi, yang ada di luar kita, tetapi sesuatu yang harus kita bentuk sendiri
28
dalam pikiran kita. Jadi, pengetahuan itu selalu merupakan akibat dari suatu
konstruksi kognitif melalui kegiatan berpikir seseorang (Benttencourt, 1989 dalam
Suparno, 2007: 8). Penegetahuan bukanlah suatu yang lepas dari subyek tetapi
merupakan ciptaan manusia yang dikonstruksikan dari pengalaman ataupun dunia
sejauh dialaminya. Proses pembentukan ini berjalan terus menerus dengan setiap
kali mengadakan reorganisasi karena adanya suatu pemahaman yang baru (Piaget,
1971 dalam Suparno, 2007: 8).
Sebagai contoh, pengetahuan siswa tentang hukum Newton II ( F = m.a).
pengetahuan tentang hukum bagi siswa bukanlah sesuatu yang sudah ia ketahui,
tetapi baru diketahui setelah ia mempelajari hukum Newton II secara aktif.
Memang hukum ini sudah lama ditemukan oleh Newton tetapi siswa belumlah
mengetahuinya. Oleh karena itu siswa perlu diarahkah dalam mengkonstruksi
Hukum ini. Hal ini penting dilakukan guru karena meskipun sudah diarahkan guru
saja siswa bisa salah apalagi kalau dibiarkan mengkonstruksi pengetahuan secara
bebas.
Manusia pada umumnya membentuk pengetahuannya pertama-tama
melalui indra yaitu dengan melihat, mendengar, menjamah, mengecap dan
membau terhadap sesuatu. Misalnya pengetahuan siswa tentang burung diperoleh
saat ia melihat burung peliharaan bapaknya, bermain dengan burung, memegang
burung, makan burung dll. Dan sewaktu siswa di SMA pengetahuannya semakin
bertambah karena guru biologi menjelaskan tentang burung yang merupakan salah
satu makluk hidup. Burung bernafas mengunakan paru-paru dan termasuk hewan
berdarah panas. Seiring dengan perkembangan anak, pengetahuannya tentang
29
burung bertambah apalagi kalau anak sudah masuk di perguruan tinggi. Di
perguruan tinggi tentunya pemahaman anak tentang burung akan bertambah
karena mereka sudah bisa berpikir secara abstrak walaupun terkadang
mengunakan indra masih tetap digunakan. Dari sini cukup jelas bahwa anak harus
aktif dalam mempelajari pengetahuan apapun yang dia inginkan dalam hidupnya
untuk dipelajari. Tanpa keaktifan siswa dalam membangun pengetahuan mereka
sendiri mereka tidak akan mengerti.
Oleh karena pengetahuan itu merupakan konstruksi seseorang yang sedang
mengolahnya, maka jelas bahwa pengetahuan itu bukanlah sesuatu yang telah jadi
dan mutlak. Pengetahuan merupakan suatu proses menjadi tahu. Suatu proses
yang terus berkelanjutan menjadi lebih luas, lengkap dan sempurna. Pembentukan
pengetahuan bukanlah sesuatu yang lansung jadi tapi merupakan proses. Misalnya
pengetahuan kita akan listrik, awalnya kita tahu tentang listrik dari melihat
mengunakan listrik sehari-hari yang kita temukan di rumah, lalu di SD mulai di
dalami mengapa terjadi seperti itu, dan selanjutnya di SMP dan SMA semakin
mendalam dan sempurna. Inipun baru lengkap setelah kita berada di perguruan
tinggi mengambil jurusan fisika. Dan meskipun kita sudah diperguruan tinggi
mengambil jurusan fisika kalau kita hanya mengambil S1 (sarjana pendidikan
fisika) penulis kira hal ini belumlah cukup jelas secara sempurna. Di sini kita bisa
mengetahui bahwa yang namanya pengetahuan itu tidak akan ada habisnya.
Apakah dengan demikian pengetahuan itu tidak dapat ditransfer begitu
saja? Ya, secara prinsipial para konstruktivis menolak kemungkinan transfer
pengetahuan dari seseorang kepada yang lain. Tidak ada kemungkinan
30
mentransfer pengetahuan karena setiap orang membangun pengetahuannya sendiri
(von Glasersfeld, 1982 dalam Bettencourt, 1989 dalam Suparno, 2007).
Pengetahuan bukanlah suatu barang yang dapat dipindahkan begitu saja dari guru
ke siswa. Pengetahuan guru fisika tidak dapat begitu saja dipindahkan atau
dituangkan dalam otak siswa. Pengetahuan hanya dapat ditawarkan kepada siswa
untuk dikonstruksi sendiri olehnya. Banyaknya siswa salah menangkap dan
mengerti dari apa yang diajarkan oleh gurunya menunjukkan bahwa pengetahuan
itu harus dikonstruksikan sendiri atau paling sedikit diinterpertasikan oleh siswa
dan tidak begitu saja dapat dipindahkan.
2. Dampak teori konstrutivisme bagi siswa yang belajar
Bagi kaum konstruktivis, belajar adalah proses yang aktif di mana siswa
membangun pengetahuannya sendiri. Siswa mencari sendiri arti sendiri dari yang
mereka pelajari. Dalam proses itu siswa menyesuaikan konsep dan ide-ide baru
yang mereka pelajari dengan kerangka berpikir yang yang telah mereka punyai
(Betterncourt, 1989; Shymansky, 1992; Watts & Pope, 1989 dalam Suparno,
2007: 13). Siswa sangat penting perannya karena mereka sendirilah yang harus
berbuat untuk dirinya sendiri. Mereka sendiri yang membuat penalaran dengan
apa yang dipelajarinya, dengan cara mencari makna, membandingkan dengan apa
yang telah mereka ketahui dengan pengalaman baru. Sangat jelas bahwa tanpa
keaktifan kognitif yang sungguh-sungguh, siswa tidak akan berhasil dalam proses
belajar mereka dalam hal apapun.
Belajar bukanlah suatu kegiatan mengumpulkan fakta, tetapi suatu
perkembangan berpikir dengan membuat kerangka pengertian yang baru. Siswa
31
harus punya pengalaman dengan membuat hipotesa, meramalkan, mengetes
hipotesa, memanipulasi objek, memecahkan persoalan, mencari jawaban,
mengambarkan, meneliti, berdialog, mengadakan refleksi, mengungkapkan
pertanyaan, dan mengekspresikan gagasan. Namun belajar yang sungguh-sungguh
akan terjadi apabila siswa mengadakan refleksi, pemecahan konplik pengertian,
dan selalu memperbaharui tingkat pemikiran yang tidak lengkap (Fosnot, 1989
dalam Suparno, 2007: 13).
Setiap siswa mempunyai cara sendiri-sendiri untuk mengerti pelajaran
fisika. Setiap siwa mempunyai cara yang paling cocok untuk dia bisa memahami
pelajaran fisika karena itu sebagai pendidik guru harus banyak menyediakan
mentode belajar. Dengan demikian siswa dapat mengenal karakteristiknya,
keunggulannya dan kelemahannya dalam mempelajari fisika.
Hal yang hendaknya guru sadari adalah siswa sudah membawa konsep-
konsep fisika sebelum mereka mengikuti pelajaran formal di sekolah. Misalnya
mereka telah membawa konsep gerak, listrik, gaya dan magnet yang mereka
ketahui dalam kehidupannya sehari-hari. Permasalahannya adalah konsep yang
mereka punyai terkadang tidak cocok dengan para ahli fisika. Itulah yang disebut
dengan miskonsepsi. Pengetahuan awal itulah yang perlu dikembangkan dan
diluruskan dalam belajar fisika di sekolah. Mereka juga membawa perbedaan
intelektual, personal, emosional, sosial, kultural saat mereka masuk di kelas. Ini
semua mempengaruhi pemahaman mereka akan konsep-konsep dalam fisika.
Sebagai pengajar latar belakang itu sangat berguna untuk dapat membantu siswa
bisa belajar dengan baik.
32
Oleh karena pengetahuan dibentuk baik secara individual maupun sosial,
maka studi kelompok dapat dikembangkan dalam belajar fisika (Shymansky,
1992; Watt & Pope, 1989 dalam Suparno, 2007: 14). Menurut von Glaserfeld
(1989 dalam Suparno, 2007: 14), dalam studi kelompok siswa yang bekerja
bersama pada suatu persoalan, harus mengungkapkan bagaimana mereka melihat
persoalan itu dan apa yang ingin ia buat dengan persoalan itu. Dengan kata lain
meskipun siswa dalam studi kelompok, namun setiap siswa harus memperlajari
bahan yang akan didiskusikan agar mereka bisa saling mengungkapkan gagasan
yang mereka punyai. Dan setiap gagasan yang terungkap apabila salah segera
dibenarkan. Bagi beberapa siswa belajar kelompok sangat menarik apalagi bagi
mereka yang punya intelegensi interpersonal, yaitu kemampuan untuk mengerti
dan menjadi peka terhadap perasaan, intensi, motivasi, watak, temperamen orang
lain. Kepekaan akan ekspresi wajah, suara, isyarat dari orang lain juga termasuk
dalam inteligensi ini (Suparno 2004: 39).
Menurut Driver dkk (1994) dalam Suparno (2007: 14), konstruktivisme
sosial menekankan bahwa belajar menyangkut dimasukkannya seseorang dalam
suatu dunia simbolik dan budaya orang-orang terdidik yang terkait dengan bidang
yang dipelajari. Maka untuk membantu belajar siswa, mereka perlu dimasukkan
dalam situasi yang bergulat dan mengembangkan pengetahuan fisika seperti
musium fisika, laboratorium fisika, permainan-permainan yang menggunakan
prinsip fisika. Mereka juga perlu ditemukan atau dialog dengan para ahli fisika,
para penemu fisika yang dapat dijumpai di daerah mereka. Dengan berkomunikasi
33
dan mendengar lansung dari para ahli itu mereka diharapkan lebih tertantang
untuk menekuni fisika.
3. Dampak teori konstruktivisme bagi guru fisika
Kaum konstruktivisme beranggapan bahwa mengajar bukan memindahkan
pengetahuan dari otak guru ke siswa. Kaum ini mengatakan bahwa mengajar
adalah lebih merupakan kegiatan yang membantu siswa sendiri membangun
pengetahuannya. Maka peran guru fisika zaman ini seharusnya adalah hanya
sebagai mediator dan fasilitator, tidak lagi mentransfer pengetahuan yang ia
miliki ke siswanya. Jadi dengan kata lain tugas guru hanya sebagai pembantu
siswa dalam proses mengkonstruksi pengetahuannya sendiri demi hasil yang lebih
baik.
Tugas guru sebagai mediator dan fasilitator (Suparno, 2007: 15) adalah
sebagai berikut:
a. Menyediakan pengalaman belajar yang memungkinkan siswa ambil
tanggungjawab dalam membuat perencanaan belajar, melakukan proses
belajar dan membuat penelitian. Dengan kata lain guru hanya sebagai
penyedia berbagai hal yang di luar jangkauan siswa misalnya dengan
mengajarkan cara belajar fisika yang baik itu adalah dengan perbanyak
latihan.
b. Menyediakan atau memberikan kegiatan-kegiatan yang meransang
keingintahuan siswa dan membantu mereka untuk mengekspresikan
gagasan-gagasannya dan mengkomunikansikan ide ilmiahnya (Watt &
34
Pope, 1989 dalam Suparno, 2007:15). Hal ini dapat dilakukan dengan
mengajak siswa berpergian kesuatu tempat yang dapat dijangkau dengan
tidak mengorbankan pelajaran yang lainnya. Misalnya siswa diminta naik
perahu bersama untuk menyeberangi sungai Kapuas. Kemudian guru
lansung bisa mengkaitkan kegiatan ini dengan topik pelajaran fisika
tentang vektor.
c. Menyediakan sarana yang meransang siswa berpikir secara produktif.
Menyediakan kesempatan dan pengalaman yang paling mendukung belajar
siswa. Guru dapat memotivasi siswa untuk belajar fisika karena fisika
sebenarnya merupakan salah satu ilmu alam semesta ini yang sangat dekat
dengan siswa. Guru perlu menyediakan pengalaman konflik (Tobin,
Tippins & Gallard, 1994 dalam Suparno 2007: 15). Pengalaman konflik
yang bisa guru sediakan misalnya dengan bertanya kepada siswa mengapa
sinar matahari seakan-akan tidak pernah berakhir?
d. Memonitor, mengevaluasi dan menunjukkan apakah pemikiran siswa itu
jalan atau tidak. Hal ini perlu dilakukan untuk melihat sejauh mana
perkembangan belajar siswa. Dengan demikian guru dapat melihat
kelemahan dan kelebihan yang telah dimiliki oleh siswa, sehingga segera
melakukan perbaikan untuk mengatasi kelemahan siswa dan terus
meningkatakan kelebihan yang telah dimiliki siswa.
Secara ringkas pendekatan mengajar yang konstruktivis dapat
diungkapkan dalam sikap dan praktik berikut (Suparno, 2000 dalam Suparno
2007:17).
35
Sebelum guru mengajar
a. Guru mempersiapkan bahan yang mau diajarkan dengan saksama. Dengan
mempelajari isi bahan secara mendalam dan juga latar belakang historis
dan beberapa teknologi terkait. Hal ini sangat penting untuk dilakukan
karena tanpa ini kita sebagai guru pasti tidak bisa berbuat banyak saat kita
berhadapan dengan siswa.
b. Guru mempersiapakan alat-alat peraga/praktikum yang akan digunakan
agar pembelajaran lancar. Untuk guru yang berada di daerah kita harus
belajar lebih kreatif untuk merancang alat sederhana dalam menjelaskan
topik yang memang butuh alat. Namun hal yang mesti diingat alat itu
harus masuk akal atau realistis.
c. Guru mempersiapkan pertanyaan dan arahan untuk meransang siswa aktif
belajar. Persoalan konkrit sehari-hari dapat digunakan untuk meransang
siswa berpikir. Misalnya bertanya kepada siswa saat siswa pergi kesekolah
naik apa? Coba kalian (bagian yang pakai motor/bagi yang tidak naik
angkot coba kalian lihat jarum spidometer mobil yang kamu tumpang
berapa) amati berapa kecepatan rata-rata motor yang kamu kendarai
hingga kamu sampai di sekolah?
d. Guru perlu mempelajari pengetahuan awal siswa. Lewat pengetahuan awal
ini dia bisa membantu siswa mengembangkan pengertiannya. Hal ini dapat
dilakukan dengan bertanya hal-hal dasar kepada siswa contohnya apakah
definisi gaya itu dan bagaimana persamaanya? Dari jawaban ini guru dapat
36
mengetahuan sedikit kelemahan dan kelebihan siswannya sehingga guru
dapat menyesuaikan pengejaran fisika dengan metode yang paling cocok
untuk dipilih.
Selama proses pembelajaran
a. Siswa dibantu aktif belajar, menekuni bahan. Hal ini dapat dilakukan
dengan memberikan pertanyaan di awal pelajaran. Kemudian siswa diberi
waktu beberapa menit untuk memikirkan jawaban dari pertanyaan guru
tersebut.
b. Siswa dipacu bertanya. Misalnya guru berkata ‘‘apakah siswa sudah
mengerti dengan penjelasan bapak atau ibu’’ kalau belum mengerti
silahkan bertanya.
c. Siswa diberi kesempatan untuk mengungkapkan pikirannya sehingga guru
mengerti apakah gagasan mereka itu tepat atau tidak. Saat siswa
mengungkapkan gagasannya guru hendaknya tidak lansung memberikan
tanggapan yang berlebihan apabila gagasan siswa kurang benar. Siswa
perlu diberi kesempatan beberapa menit untuk mengkonstruksi sendiri
pengetahuan yang mereka dapat. Biarkan mereka memahami pelajaran
dengan caranya sendiri.
d. Guru perlu mengadakan evaluasi yang terus-menerus dan menyertakan
proses belajar dalam evaluasi itu. Evalusi ini penting dilakukan karena
sebagai tolak ukur keberhasilan guru mengajar pada hari bersangkutan. Ini
dapat dilakukan dengan memberikan beberapa pertanyaan lisan atau
37
tertulis setelah pelajaran selesai. Misalnya apakah yang kalian ketahui
tentang gerak lurus beraturan?(Suparno, 2007: 18).
Sesudah proses pembelajaran
a. Guru perlu memberikan pekerjaan rumah, mengumpulkannya serta
mengoreksinya. Tanpa koreksi PR tidak banyak gunanya, karena siswa
yang keliru tetap keliru bila tidak ditunjukkan dimana dia keliru.
b. Guru memberikan tugas lain untuk pendalaman materi. Misalnya dengan
menugaskan siswa untuk mencari tahu di lingkungan mereka yang ada
kaitannya dengan pelajaran hari ini.
c. Tes yang membuat siswa berpikir, bukan hafalan perlu dikembangkan
guru. Misalnya menugaskan siwa untuk menganalisis kejadian disekitar
lingkungan mereka sesuai dengan pemahaman yang mereka punyai.
Sikap yang perlu dipunyai guru
a. Siswa dianggap bukan tabularasa, tetapi sebagai subyek yang sudah tahu
sesuatu.
b. Bila ditanya dan tidak dapat menjawab, guru tidak perlu marah dan
mencerca mereka. Lebih baik mengakuinya dan mencoba mencari
bersama. Perlu diingat oleh semua pengajar bahwa pada umumnya
manusia tidak suka dikritik ataupun disalahkan apalagi kalau dicerca.
c. Guru mengerti konteks bahan yang mau diajarkan sehingga dapat
menjelaskan secara kontekstual. Hal ini penting dilakukan karena
pengajaran yang mau diterapkan berdasarkan pada KTSP, di mana guru
38
diberi keleluasaan dalam menentukan proses belajar mengajar yang mau
dipakai.
d. Dalam belajar yang terpenting bukan bahan selesai, tetapi siswa belajar
untuk belajar sendiri. Siswa perlu mengkonstruksi sendiri pengetahuannya
agar mereka mempunyai pengalaman untuk belajar ketahap yang lebih
mendalam lagi atau untuk melatih mereka dalam berpikir.
e. Guru memberi ruang untuk boleh salah bagi siswanya. Siswa masih dalam
proses belajar, maka mereka boleh membuat kesalahan. Dari kesalahan itu
mereka mereka dapat dibantu berkembang (Suparno, 2007: 19). Misalnya
saat guru mengajukan pertanyaan guru langsung berkata ‘‘siswa-siswiku
kalian jangan takut salah, jadi jawab saja pertanyaan saya sesuai dengan
apa yang kalian ketahui’’. Hal semacam ini penting dilakukan karena
berdasarkan pengalaman penulis saat guru bertanya kita bukannya tidak
mau menjawab tapi takut dimarah atau jawaban kita belum selesai guru
sudah langsung memotong perkataan kita.
39
D. Teori Berpikir Kritis
1. Pengertian
John J. Patrick (1986) merangkum beberapa pengertian berpikir kritis
menurut Richard Paul, Barry Beyer, Stepahan Norris, dan Robert H. Ennis.
Paul mendefiniskan berpikir kritis sebagai kemampuan membuat kesimpulan
berdasarkan pada observasi dan informasi. Beyer menggambarkan berpikir
kritis sebagai kegiatan menilai keaslian, keakuratan, dan nilai sebuah klaim,
kepercayaan, dan argumen, atau singkatnya di katakan bahwa berpikir kritis
adalah tindakan membuat penilaian yang masuk akal. Norris menyatakan
bahwa berpikir kritis adalah penerapan seluruh pengetahuan siap dan perasaan
untuk mengevaluasi pikiran sendiri, khususnya untuk mengubah perilaku.
Ennis mendefinisikan berpikir kritis adalah berpikir reflektif dan rasional yang
difokuskan pada upaya memutuskan apa yang mesti dipercaya dan dikerjakan.
Dengan merangkum definisi dari beberapa ahli di atas, dapat ditarik
kesimpulan bahwa kemampuan berpikir kritis adalah kemampuan membuat
kesimpulan dan menilai keaslian serta kebenaran sesuatu dengan berdasarkan
pada pengetahuan yang telah dimiliki. (Mulyanto, 2009 : 3-4).
2. Aspek-aspek Esensial dalam Berpikir Kritis
Beyer (dalam Walker,1997) menggabungkan aspek-aspek esensial dalam
berpikir kritis sebagai berikut:
• Dari sisi watak, pemikir kritis mesti skeptis, berpikiran terbuka,
adil/jujur, menghormati penalaran yang berdasarkan bukti, respek
40
terhadap kejelasan dan kepersisan, mau melihat dari berbagai sudut
pandang yang berbeda, dan konsekuen dengan hasil berpikirnya.
Misalnya saat guru fisika menulis rumus di papan tulis siswa
semestinya punya pemikiran yang skeptis agar siswa terdorong ingin
mencari tahu bagaimana rumus fisika dapat ditulis demikian?
• Dari sisi kriteria, mesti ada kejelasan kriteria yang dipakai, relevan;
akurat faktanya, didasarkan pada sumber yang kredibel, tepat, tanpa
bias; logika yang digunakan konsisten, bebas dari kesalahan nalar, dan
didasari oleh peneralan yang kuat. Dalam fisika hal semacam ini sangat
sering muncul pada pokok bahasan khususnya fisika zat padat. Siswa di
ajar untuk mengunakan logika dalam memahami rumus fisika yang
komplek. Misalnya rumus-rumus pada E = m c2
• Dari sisi argumen, argumen yang digunakan mesti pernyataan atau
preposisi yang didukung oleh bukti, yang di dalamnya ada proses
identifikasi, evaluasi, dan perancangan argumen. Misalnya siswa diajak
menganalisi suatu kasus fisika dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya
diminta menganalisi gaya gesek saat siswa berjalan di aspal.
• Dari sisi penalaran, dibutuhkan kemampuan menyimpulkan dari banyak
premis, termasuk menilai hubungan logis antara pernyataan dengan
data. Hal ini dapat dilakukan dengan mengajak siswa untuk mencari
hubungan grafik pada gerak lurus beraturan dengan kecepatan konstan.
• Dari sisi sudut pandang, dalam memperoleh pemahaman, pemikir kritis
mesti melihat fenomena dari beberapa sudut pandang yang berbeda.
41
Misalnya dalam fisika sehari-hari, siswa bertanya kenapa setiap orang
yang ingin menyeberang ke seberang sungai Kapuas mesti ke hulu?
3. Strategi Pembelajaran Berpikir Kritis
Teaching Resource Center Universitas Tennessee di Chattanooga
(Walker,1997) menawarkan ada delapan strategi yang berpotensi dapat
meningkatkan kemampuan berpikir kritis siswa. Berikut ini merupakan
gambaran kedelapan strategi tersebut:
• CATS (Classroom Assessment Techniques), Strategi ini menekankan
perlunya sistem penilaian untuk memonitor dan memfasilitasi berpikir
kritis siswa. Caranya adalah dengan memberikan tugas menulis singkat
kepada siswa yang isinya merespons pertanyaan sebagai berikut :
Adakah sesuatu yang penting saat siswa belajar fisika hari ini ? Pada
materi yang telah disampaikan bagian manakah yang menggugah
pikiran siswa? Hal lainnya adalah dengan memberikan siswa soal quis.
• CLS (Cooperative Learning Strategies). Strategi ini menekankan pada
pengaturan siswa agar berlajar bekerja sama dalam kelompok. Dalam
kelompok-kelompok itu siswa mendapat kesempatan untuk aktif dan
mendapat respons langsung dengan frekuensi tinggi dari siswa lain.
Misalnya dengan memberi siswa tugas mengukur panjang lebar meja
belajar siswa.
• Metode Diskusi dan Studi Kasus. Strategi ini ditandai dengan
mengajukan kasus atau cerita yang disampaikan guru tanpa kesimpulan
42
atau jalan keluar. Siswa ditantang untuk mencari kesimpulan dan akhir
cerita melalui diskusi dengan teman-temannya. Misalnya mengapa
kedua benda saat dijatuhkan dari ketinggian yang sama memiliki waktu
jatuh yang sama pula?
• Penggunaan pertanyaan. Strategi ini ditandai dengan adanya
pertanyaan-pertanyaan yang disusun baik oleh siswa perkelompok
maupun pribadi. Pertanyaan yang telah mereka buat saling mereka
tanyakan kepada siswa atau kelompok lain. Hal ini bisa diterapkan
kalau siswa sudah paham materi yang telah diajarkan agar pertanyaan
siswa tidak mengambang. Guru mengajukan pertanyaan pancingan
misalnya, benarkah grafik kecepatan tetap terhadap waktu lurus
sepanjang sumbu x positif jika di gambar pada salib sumbu kartesius?
• Conference Style Learning. Strategi ini berisi kegiatan semisal
konferensi. Siswa diberi bahan yang harus mereka pahami kemudian
mempresentasikannya di depan kelas. Tanya jawab dilangsungkan
setelah presentasi tersebut. Sesekali siswa di minta mencatat suatu
materi pelajaran fisika dari sumber yang telah guru persiapkan
misalnya, rangkumlah pokok materi besaran dan satuan dari buku
panduan.
• Pemberian tugas menulis. Strategi ini didasari pemikiran bahwa
menulis adalah dasar pengembangan keterampilan berpikir kritis.
Dengan penugasan menulis, guru dapat menggugah penalaran dialektik
siswa ketika membuat argumen dari beberapa segi tentang suatu isu.
43
Misalnya dengan menugaskan siswa mencatat dari internet tentang
kejadian yang baru semisal gerhana matahari.
• Dialog. Strategi ini dikemukakan oleh Robertson dan Rane Szostak
(1996) dalam dua bentuk yaitu dialog bahan tertulis dan dialog spontan.
Pada dialog bahan tertulis, tiap siswa harus mengidentifikasi perbedaan
sudut pandang dari setiap partisipan. Dari dialog tersebut mereka dilatih
menemukan bias, penggunaan bukti, dan alternatif penafsiran. Hal ini
bisa dilakukan dengan eksperimen di kelas.
• Ambigu. Strategi ini dikemukan Strohm dan Baukus yang ditandai
penciptaan situasi ambigu di dalam kelas. Siswa tidak diberi materi
yang tuntas. Ketidaktuntasan materi mengakibatkan konflik informasi
yang menuntut siswa mencari jalan keluarnya. Dalam pelajaran fisika
misalnya dengan menyisakan rumus-rumus tertentu untuk siswa
selesaikan.
E. Metode Mengajar Guru
Berdasarkan pengalaman yang penulis dapatkan selama menempuh
pendidikan di Kalimantan Barat khususnya di Kabupaten Sintang, model
pengajaran yang sering digunakan guru adalah model ceramah klasik. Model
ceramah klasik yaitu model ceramah di mana guru sendiri menerangkan
dengan kata-kata, menjelaskan prinsip atau bahan fisika kepada siswa
(Suparno, 2007: 160). Biasanya siswa hanya menjadi pendengar atau guru
mengajar namun siswa pasif. Guru lebih banyak mengunakan model ceramah
44
klasik tidak sepenuhnya salah karena kondisi sekolah di daerah cukup
memprihatikan fasilitasnya bahkan terkadang siswa hanya disuruh meringkas
materi secara mandiri tanpa penjelasan lebih lanjut. Selain itu, Guru di daerah
sangat terbatas jumlahnya sehingga metode ceramahlah yang sering digunakan
untuk mengajar. Model ceramah tidak sepenuhnya tidak baik dalam mengajar
fisika, yang terpenting model ceramah harus digabung dengan model yang
lainya seperti model ceramah siswa aktif supaya siswa tidak pasif. Hal ini
dapat dilakukan dengan cara Misalnya guru sesering mungkin bertanya kepada
siswa tentang materi yang dia sedang jelaskan untuk dijawab oleh siswa
(Suparno, 2007:160).
Dari pengalaman tesebut, maka penulis akan berusaha menggabungkan
beberapa metode mengajar fisika di Kabupaten Sintang yaitu metode
demontrasi, model diskusi kelompok dan ceramah siswa aktif.
1. Metode Ekperimen atau Laboratorium
Secara umum metode eksperimen adalah metode mengajar yang mengajak
siswa untuk melakukan percobaan sebagai pembuktian, pengecekan bahwa
teori yang sudah dibicarakan itu memang benar. Jadi lebih untuk mengecek
supaya siswa semakin yakin dan jelas akan teorinya. Metode ini sering
disebut metode laboratorium (praktikum) karena percobaan biasanya
dilakukan di laboratorium. Biasanya metode ekperimen bukan untuk
menemukan teori, tetapi lebih untuk menguji teori atau hukum yang sudah
ditemukan oleh para ahli. Namun dalam praktek guru dapat pula melakukan
45
ekperimen untuk menemukan teorinya atau hukumnya. Intinya guru anggap
saja teori atau hukum itu belum ditemukan, dan siswa diminta untuk
menemukannya. Tentu guru sudah tahu teori atau hukum sebelumnya dan
bagi guru arah eksperimen jelas! Dengan metode ini siswa dapat merasa
bangga dan yakin karena seakan-akan menemukan sendiri.
Metode eksperimen dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu
eksperimen yang terencana atau terbimbing dan eksperimen bebas. Dalam
banyak pembelajaran fisika di SMA kebanyakan eksperimen dipilih yang
terbimbing atau terencana. Alasan utamanya dengan model eksperimen
terbimbing hasilnya akan cepat selesai dan lebih teratur dan terarah,
sehingga siswa tidak mudah bingung. Terlebih siswa-siswa di daerah
terpencil seperti di Kabupaten Sintang, kalau metode ini dipakai maka
harus mengunakan ekeperimen terbimbing. Dalam eksperimen hal yang
semestinya diketahui guru adalah seluruh jalan percobaan sudah dirancang
oleh guru sebelum percobaan dilakukan oleh siswa. Langkah – langkah
yang harus dibuat siswa, peralatan yang harus digunakan, apa yang harus
diamati dan diukur semuanya sudah ditentukan sejak awal. Lain halnya
dengan eksperimen bebas, pada eksperimen bebas guru tidak memberikan
petunjuk pelaksanaan percobaan secara rinci. Dengan kata lain siswa harus
banyak berpikir maka eksperimen bebas ini kurang efektif kalau memang
mau diterapkan pada anak SMA.
46
2. Metode Demonstrasi
a. Pengertian
Demonstrasi berasal dari kata demonstration yang artinya
pertunjukkan. Model pembelajaran dengan mengunakan metode
demonstrasi diartikan sebagai model mengajar dengan pendekatan
visual supaya siswa dapat mengamati proses, informasi, peristiwa, alat
dalam pelajaran fisika. Tujuannya sangat jelas agar siswa lebih
memahami bahan yang diajarkan lewat suatu kenyataan yang dapat
diamati sehingga mudah dimengerti. Model demonstrasi dapat
menolong siswa untuk mengamati sesuatu yang nyata dan bagaimana
cara bekerjanya proses tersebut.
Model demonstrasi ini dapat bersifat konstruktivis bila dalam
demonstrasi guru tidak hanya menunjukkan proses atau alatnya, tetapi
disertai banyak pertanyaan yang mengajak siswa berpikir dan
menjawab persoalan yang diajukan. Maka demonstrasi yang baik
selalu diawali oleh pertanyaan-pertanyaan dari guru, sehingga siswa
berpikir dan membuat hipotesis ataupun ide awal. Setelah itu baru guru
menunjukkan demontrasinya dan siswa dapat mengamati apakah yang
mereka pikirkan dan jawabkan itu sama dengan yang mereka amati.
Selama proses demonstrasi berlangsung baik diawal ataupun diakhir
demonstrasi guru tetap boleh terus bertanya kepada siswa dengan
pertanyaan yang terus berkesinambungan itu, siswa diharapkan dapat
terbantu untuk mengembangkan gagasannya dan aktif berpikir.
47
Dengan demikian, siswa bukan hanya melihat, tetapi aktif memikirkan,
mengolah proses itu dalam pikirannya, dan mengambil kesimpulan.
Hal ini penting dilakukan agar siswa tidak pasif dan pembelajaran
yang konstruktivis dapat terwujud.
b. Bagaimana merencanakan demonstrasi yang baik
Agar demonstrasi sungguh berjalan dengan baik sesuai dengan
yang direncanakan dan sungguh dapat membantu siswa mengerti,
perlulah guru mempersiapkan apa yang mau didemonstrasikan,
peralatannya dan juga kesiapan penyajiannya. Hal-hal yang dapat guru
persiapkan antara lain:
• Guru mengidentifikasi prinsip atau konsep fisika yang mau
diajarkan. Kemudian membuat design demonstrasi macam apa
yang mau digunakan untuk menjelaskan prinsip atau konsep fisika
yang mau diajarkan.
• Bila prinsip yang mau dijelaskan panjang, sebaiknya dipotong
menjadi lebih pendek dan kecil sehingga mudah dijelaskan. Namun
terkadang demonstrasi perlu perbagian makanya guru harus pandai
membaca situasi.
• Rencanakan agar siswa sungguh terlibat dalam proses demonstrasi,
misalnya siswa diminta maju ke depan kelas untuk melakukan
pengukuran sendiri.
48
• Rencanakan peralatan yang digunakan secara teliti. Bila kelas kita
luas, maka peralatan demonstrasi dipilih yang lebih besar sehingga
nampak dari belakang.
• Cobalah peralatan demonstrasi itu sebelum pelajaran dimulai,
sehingga guru siap dan tidak grogi dalam pelajaran sesungguhnya
karena alat tidak berfungsi dengan baik.
• Persiapkan pertanyaan bagi siswa agar lebih terarah.
• Demonstrasi sebaiknya tidak lamban sehingga dapat membuat
siswa bosan; juga tidak terlalu cepat sehingga siswa tidak mengerti
apa-apa. Yang terpenting guru mengerti situasi siswa.
c. Hal yang perlu diperhatikan selama demonstrasi berlansung
Trowbridge & Bybee (1996) dalam Suparno (2007: 144) secara rinci
menekankan apa yang perlu diperhatikan selama guru melakukan
demonstrasi, yaitu:
• Sebaiknya siswa yang duduk di kursi bagian belakang diminta maju ke
depan agar demonstrasi dapat mereka lihat dengan jelas.
• Bicaralah yang keras agar siswa dapat mendengar apa yang guru
katakan.
• Libatkan siswa dalam proses, misalnya ikut mengamati, mengukur,
mencatat hasil dan lain-lain.
• Mulailah dengan pertanyaan awal, suruh siswa membuat hipotesis,
baru mulai ditunjukkan demonstrasi.
49
• Jelaskan apa yang guru lakukan, tujuannya dan prosesnya.
• Bila guru bertanya kepada siswa, beri waktu mereka untuk berpikir
terlebih dahulu.
• Gunakan papan tulis untuk menulis tujuan dari demo ini sehingga
siswa menjadi jelas dan lebih terfokus.
• Dalam mengambil kesimpulan, biarkan siswa menyimpulkan lebih
dulu.
• Kadang demonstrasi perlu diulang beberapa kali agar jelas bagi siswa.
• Dalam pelaksanaan demonstrasi perlu step by step, jangan loncat-
loncat sehingga siswa dapat menangkap apa yang guru
demonstrasikan.
d. Beberapa model demonstrasi
Berdasarkan siapa yang aktif melakukan demonstrasi, apakah guru atau
siswa, dapatlah dikelompokkan beberapa model demonstrasi, yaitu:
• Guru yang berdemonstrasi dan siswa sebagai pengamat. Di sini siswa
kurang berpartisipasi.
• Demonstrasi dilakukan bersama oleh guru dan siswa. Misalnya siswa
ikut mengukur, mengamati, mengumpulkan data, menjawab,
menunjukkan alatnya dan lain sebagainya.
• Dilakukan oleh sekelompok siswa, yaitu mereka yang telah ditunjuk
sebelumnya sehingga mereka dapat mempersiapkan diri dengan baik.
50
• Dilakukan oleh siswa secara pribadi, yaitu siswa yang telah ditunjuk
dan siswa yang menawarkan diri namun guru harus membimbing
sebelumnya agar kesalahan tidak mencolok saat presentasi dapat
diminimalisir.
• Dilakukan oleh tamu undangan yang telah ditunjuk sebelumnya untuk
mendemonstrasikan peralatan yang berhubungan dengan topik yang
sedang dipelajari.
e. Kelebihan metode demonstrasi
Banyak guru suka menggunakan metode ini untuk mengajar fisika karena
mereka beranggapan bahwa metode ini:
• Murah karena peralatan yang disediakan sedikit, sedangkan dalam
praktikum biayanya lebih mahal karena peralatannya banyak. Untuk
sekolah-sekolah yang ada di daerah khususnya di Kabupaten Sintang
maka metode ini cukup baik untuk diterapkan.
• Sekolah di daerah sangat terbatas peralatannya sehingga praktikum
sepertinya sulit untuk dilakukan. Selain itu peralatan untuk praktikum
belum tentu ada dijual di pasaran tedekat.
• Dalam pelaksanaan demontrasi waktunya cukup singkat dibandingkan
dengan praktikum karena demonstrasi biasanya guru sendiri yang
melakukannya.
51
• Keamanan alat untuk demonstrasi cukup terjamin walaupun
demonstrasinya harus menggunakan peralatan yang mudah pecah
karena yang melakukan guru sendiri.
• Guru tetap dapat memberikan pertanyaan rangsangan kepada siswa
untuk berpikir kristis.
f. Kelemahan metode demonstrasi dan cara mengatasinya
Beberapa kelemahan metode demonstrasi (Sund, 1973:168):
• Demonstrasi tidak selamanya berhasil atau sukses meskipun sudah diuji
sebelumnya. Dengan kata lain kemungkinan gagalnya cukup besar.
Dengan demikian sebaiknya guru yang melakukan demonstrasi.
• Tidak semua topik dalam mata pelajaran fisika dapat diajarkan ke siswa
dengan metode demonstrasi.
• Tidak semua guru mau repot karena demonstrasi perlu kreativitas yang
tinggi.
• Jika merangkai alat dan membaca skalanya bisa salah.
• Demonstrasi perlu skill dan ketelitian yang cukup memadai
Dari hal yang telah disebutkan di atas maka terlihat jelas bahwa
faktor guru sangat menentukan berjalan atau tidaknya demonstrasi. Namum
demikian sebaiknya demonstrasi dilakukan oleh guru dan siswa agar siswa
tidak hanya jadi penonton, minimal libatkan mereka untuk mencatat data
ataupun mengamati dengan seksama agar mereka mengerti dan bisa
menarik kesimpulan.
52
3. Model Diskusi Kelompok
Model diskusi adalah model pembelajaran dengan pembicaan
kelompok yang bersifat edukatif, reflektif, terstruktur dengan dan bersama
siswa lain (Kindvatter dan teman-teman, 1990: 278 dalam Suparno, 2007:
129) intinya adalah pembicaraan, di antara siswa dengan siswa
mengadakan pembicaraan, saling tukar gagasan dan ide dengan yang lain;
bahkan dapat juga saling bertukar perasaan.
Diskusi adalah pembicaraan yang bersifat edukatif, artinya demi tujuan
tertentu sesuai dengan arah yang ingin dicapai. Maka biasanya ada
persoalan yang akan dibicarakan bersama atau yang ingin dipecahkan
bersama.
Berpikir reflektif artinya agar siswa berpikir kritis dan kreatif dalam
pembicaraan tentang persoalan yang ada. Jadi bukan hanya asal bicara,
tetapi kritis dalam menanggapi persoalan yang sedang didiskusikan. Maka
akan keluar gagasan yang lebih mendalam dan rasional.
Terstruktur artinya jalannya diskusi itu diatur, diarahkan oleh seorang
pemimpin dalam hal ini adalah guru sendiri. Jadi bukan hanya asal
ngomong, tetapi diarahkan ke hasil yang ingin dicapai. Makanya harus ada
notulen dalam diskusi. Dalam grup yaitu dalam kelompok siswa, dalam
kebersamaan dengan teman .
Diskusi dengan siswa-siswa lain adalah cara yang baik untuk
mengungkapkan pengetahuan siswa (Farmer, 1985 dalam Suparno, 2007:
129). Diskusi dengan teman lain tentang konsep yang baru saja dipelajari
53
akan membuat mereka tertantang mengerti lebih dalam. Mereka saling
mengungkapkan konsep dan gagasan mereka masing-masing,
mendengarkan gagasan teman lain, memperdebatkannya secara
argumentatif rasional gagasan mereka yang berbeda. Dari perdebatan itu,
mereka yang mempunyai gagsan tidak benar, dapat memperbaiki
gagasannya dengan mengambil gagasan teman lain yang benar. Sedangkan
kalau gagasan mereka benar, mereka menjadi lebih yakin akan kebenaran
gagasan itu.
Yang diperlukan dalam diskusi kelompok adalah bahwa mereka dipacu
untuk terlibat aktif dalam diskusi. Siswa perlu dibiasakan
mengekspresikan apa yang mereka pikirkan. Agar mereka semua ikut
aktif, jumlah anggota kelompok perlu dibatasi misalnya maksimal lima
orang dalam satu kelompok. Bila jumlahnya terlalu banyak kemungkin
siswa lain akan pasif sangat besar, makanya harus dibuat demikian.
Diskusi sebaiknya banyak digunakan oleh para guru karena hal ini
dapat memacu siswa yang mempunyai inteligensi interpersonal tinggi
dapat tersalurkan dengan benar. Selain dari itu, diskusi dapat mengajarkan
kepada siswa tentang berdemokrasi yang benar dan ini sangat berguna
untuk hidupnya di masyarakat. Karena dalam diskusi siswa diajarkan
saling menghargai dan belajar untuk saling mendengarkan pendapat orang
lain demi hasil yang lebih baik.
54
a. Manfaat diskusi kelompok
Gall dan Gall (1990, dalam Kinsvatter dkk, hal 238, dalam Suparno,
2007: 130) berpendapat bahwa diskusi sangat berguna dan efektif
dalam pembelajaran, termasuk pembelajaran fisika antara lain:
• Siswa dapat menguasai bahan fisika yang diajarkan guru bukan
hanya sekedar hafalan.
• Siswa dapat memecahkan berbagai persoalan fisika secara
bersama.
• Perkembangan moral siswa. Dengan diskusi, siswa dilatih
mengembangkan nilai moral seperti saling menghargai nilai orang
lain, gagasan orang lain, saling bekerjasama dan terbuka.
• Dapat mengubah tingkah laku siswa, yaitu mereka bisa jadi lebih
sopan, lebih menghargai teman, ngomong secara benar dan
rasional.
• Dapat menambah keterampilan komunikasi siswa, karena dalam
diskusi masing-masing siswa mempunyai kesempatan yang sama
untuk mengeluarkan ide mereka.
b. Kerugian diskusi kelompok
Sebaik apapun suatu metode pembelajaran tetap ada kerugiannya.
Metode diskusi kelompok juga mempunyai beberapa kerugian atau
kelemahan antara lain:
55
• Fakta di lapangan menunjukkan bahwa tidak semua siswa dalam
diskusi berani mengeluarkan idenya. Makanya guru harus tetap
mengontrol jalannya diskusi.
• Biasanya dalam diskusi kelompok siswa bukannya mengerjakan
persoalan yang mereka harus selesaikan tapi ngomong masalah
yang lainnya.
• Diskusi kelompok memakan banyak waktu karena dalam diskusi
kelompok siswa biasanya suka menunda-nunda untuk
menyelesaikan diskusinya.
• Guru kesulitan dalam penilaian karena guru tidak mengetahui
kemampuan siswa secara personal.
Untuk mengatasi berbagai kelemahan diskusi di atas maka guru
sebagai peminpin tertinggi dalam diskusi kelompok harus pandai
membaca situasi dan kondisi. Hal terpenting yang harus dibuat guru
untuk mengendalikan situasi dan kondisi diskusi kelompok adalah
dengan ngomong di awal sebelum diskusi’’ saya akan memberikan nilai
tambahan kepada siswa dan kelompok yang berdiskusi secara
maksimal, dan saya juga tidak segan untuk menegur siswa sekalian
kalau memang itu perlu saya lakukan kepada siswa ’’. Hal ini perlu
dilakukan karena dalam keadaan sadar atau tidak sadar bahwa di dalam
otak primitif manusia hanya mengenal dua kebutuhan mendasar yaitu
menghindari sengsara dan mencari nikmat.
56
4. Metode Ceramah Siswa Aktif
a. Pengertian
Model ceramah adalah model pembelajaran di mana guru sendiri
menerangkan dengan kata-kata, mejelaskan prinsip atau bahan fisika
kepada siswa. Biasanya siswa hanya mendengarkan apa yang
diceramahkan guru. Terkadang guru sambil ceramah menjelaskan dengan
menulis di papan tulis, sehingga dapat lebih pelan-pelan menerangkan
prinsip fisika kepada siswa.
Dengan model ceramah siswa aktif, guru bukan ceramah seperti di atas
saja, tetapi di antara ceramah atau penjelasannya, guru sering bertanya
kepada siswa dan siswa diminta sebentar berpikir atau menjawab
pertanyaan itu. Kadang guru bisa mengajak siswa berdiskusi di dalamnya
sebentar, atau siswa diminta mengerjakan persoalan yang terkait. Dengan
demikian maka siswa tidak melulu mendengarkan saja, tetapi juga aktif
mengolah bahan lewat menjawab pertanyaan, diskusi, dan mengerjakan
persoalan yang ditawarkan guru. Pada umumnya metode ceramah harus
digabungan dengan metode mengajar yang lainnya, supaya siswa mau
aktif belajar dan berpikir membangun pengetahuannya. Dengan demikian
model ini masih dapat dikatakan konstruktivis.
b. Unsur-unsur ceramah siswa aktif
• Ceramah, guru menjelaskan suatu materi pelajaran.
• Diselingi pertanyaan, diskusi, mengerjakan soal.
57
• Agar ceramah menarik perlu digunakan media lain seperti power
point bagi sekolah yang fasilitasnya memenuhi. Namun untuk
sekolah di daerah guru harus cari media lain yaitu back to nature.
Semua ini tentunya harus dilakukan sesuai dengan konteks materi
yang diajarkan pada saat itu.
c. Keuntungan metode ceramah siswa aktif
• Waktu mengajar lebih efektif
• Guru tidak terlalu repot
• Tidak terhalangi oleh faktor apapun juga karena hanya ceramah.
Kalaupun ada jumlahnya sangat sedikit.
• Metode yang paling aman untuk guru yang baru mulai mengajar.
d. Kerugian metode ceramah siswa aktif
• Siswa cepat bosan dan ngantuk apalagi penyampaian materi oleh
guru monoton.
• Tidak semua penjelasan dari guru dapat ditangkap siswa secara
jelas. Karena berdasarkan penelitian manusia pada umumnya
hanya dapat belajar dengan 10% dari apa yang kita baca, 20% dari
apa yang kita dengar, 30% dari apa yang kita lihat, 50% dari apa
yang kita lihat dan kita dengar, 70% dari apa yang kita katakan,
dan 90% dari apa yang katakan dan lakukan (Budi Kartika, 2004:
12). Untuk itu kreativitas guru menyampaikan materi sangat
menentukan.
58
F. Evaluasi
Dalam Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) evaluasi atau
penilaian merupakan satu unsur yang tidak terpisahkan dari proses belajar
mengajar. Dengan demikian proses penilaian perlu diatur sendiri oleh
gurunya.
Telah dijelaskan bahwa penulisan desain ini akan melakukan pembelajaran
fisika yang kontekstual dengan daerah di Kabupaten Sintang Kalimantan
Barat, mengaktifkan siswa dan melatih siswa berpikir kritis dalam
memecahkan soal-soal fisika, maka beberapa aspek penilaian yang penulis
buat setelah siswa mengikuti proses pembelajaran fisika adalah sebagai
berikut:
a) Pengamatan k eaktifan tanya jawab, demonstrasi, dan diskusi
b) Pengamatan sikap dan minat siswa terhadap fisika
c) Penilaian tes keterampilan dan pengamatan melakukan
eksperimen/praktikum
d) Pengamatan tes keterampilan mengerjakan soal-soal fisika
a. Pengamatan ke aktifan tanya jawab, demonstrasi dan diskusi.
Adapun hal-hal yang menjadi dasar penulis untuk melakukan penilaian ini
adalah ke aktifan siswa dalam tanya jawab misalnya ada siswa yang sangat
aktif bertanya dan pertanyaannya masuk akal maka siswa tersebut di beri
kredit lebih tinggi dibanding dengan teman yang kurang aktif. Demikian
halnya dengan demontrasi dan diskusi. Untuk demonstrasi dan diskusi saat
demonstrasi dan diskusi sudah boleh di mulai, ada sedikit perbedaannya
59
dengan tanya jawab yaitu penilaiannya lebih mengarah kepada ke aktifan
siswa untuk mengambil inisiatif dalam melakukan demontrasi ataupun
diskusi. Berikut adalah contoh lembar penilaianya
Nama Sekolah :……………. Mata Pelajaran :…………..
Kelas/Semester : .................... Nama Guru :..................
Pertemuan Ke- : ................... Hari/Tanggal :..................
No Nama siswa Sangat aktif
(4)
Aktif
(3)
Cukup aktif
(2)
Tidak aktif
(1)
1 Ronald 4
2 Nisa 1
.. …… … … …. ….
Keterangan : Kolom diisi nilai 4; 3; 2; atau 1.
4 : Sangat aktif
3 : Aktif
2 : Cukup aktif
1 : Tidak aktif
b. Pengamatan sikap dan minat siswa terhadap pelajaran fisika
Beberapa hal yang layak untuk di perhatikan dari sikap dan minat, seperti
bersikap baik terhadap fisika artinya siswa punya antusias dalam belajar
fisika atau ada siswa tertentu yang sangat tidak antusias dalam belajar
Tabel 4. Lembar pengamatan ke aktifan
60
fisika. Terhadap siswa tersebut guru mesti memberikan kredit yang lebih
kepada yang bersikap baik dan kurang kepada yang tidak baik. Untuk
lebih jelasnya akan di tulis pada tabel di bawah ini:
Nama Sekolah :……………. Mata Pelajaran :…………..
Kelas/Semester : .................... Nama Guru :..................
Pertemuan Ke- : ................... Hari/Tanggal :..................
No Nama Siswa Sangat
baik
(4)
Baik
(3)
Cukup
(2)
Kurang
(1)
Keterangan
1 Yuli 3 Perlu di
tingkatkan
sikap dan
minatnya
2 Muly 1 Diberi
motivasi
Keterangan : Kolom diisi nilai 4; 3; 2; atau 1.
4 : Sangat Baik
3 : Baik
2 : Cukup Baik
1 : Kurang Baik
Tabel 5. Lembar sikap dan minat
61
c. Penilaian tes keterampilan dan pengamatan melakukan
eksperimen/praktikum
Maksud dari penilaian ini adalah tetap ada pemberian kredit kepada
kelompok siswa yang telah maksimal dalam melakukan tugasnya. Atas
dasar itulah guru dapat memberikan kredit lebih pada siswa yang sudah
bekerja maksimal demikian sebaliknya.
Nama Sekolah :……………. Mata Pelajaran :…………..
Kelas/Semester : .................... Nama Guru :..................
Pertemuan Ke- : ................... Hari/Tanggal :..................
No Nama
Kelompok
Mengambil
Alat Benar
Cara
Kerja
Benar
Pembacaan
Alat Benar
Data
Benar
Analisis
Data
Benar
Kesimpulan
Benar
1 Newton 4 4 4 4 4 4
2 Einstain 1 1 1 1 1 1
... ...... ..... .... ... ... ..... ....
Keterangan : Kolom diisi nilai 4; 3; 2; atau 1.
4 : Sangat Baik
3 : Baik
2 : Cukup Baik
Tabel 6. Lembar penilain tes keterampilan dan pengamatan melakukan eksperimen
62
1 : Kurang Baik
d. Pengamatan tes keterampilan mengerjakan soal-soal fisika
Maksud dari bagian ini adalah perlu ada penilaian terus menerus atas
tindakkan apapun yang berhubungan dengan mengerjakan soal fisika baik
dalam rangka latihan soal sehari-hari atau dalam ujian harian dan ujian
akhir semester
Nama Sekolah :……………. Mata Pelajaran :…………..
Kelas/Semester : .................... Nama Guru :..................
Pertemuan Ke- : ................... Hari/Tanggal :..................
No Nama Nilai Catatan
1 Susy 4 Tingkatan
2 Ayan 1 Dipanggil ke kantor
… …….. ….. ………..
Keterangan : Kolom diisi nilai 4; 3; 2; atau 1.
4 : Sangat Baik
3 : Baik
2 : Cukup Baik
1 : Kurang Baik
Dari semua lembar penilaian di atas, maka ditetapkanlah skor akhir atau skor
finalnya. Cara perhitungannya adalah
Tabel 7. Lembar Pengamatan tes keterampilan mengerjakan soal-soal fisika
63
Skor Final = %1004
xdskorcSkorbSkoraSkor +++
Catatan: Untuk ujian kahir semester, karena sekolah-sekolah di daerah biasanya
melakukan ujian bersama maka untuk skore final dapat di rumuskan sebagai
berikut
Skor Final = %1005
xeSkordskorcSkorbSkoraSkor ++++
Keterangan :
Untuk skor antara 85 – 100% mendapat nilai A
Untuk skor antara 69 – 84% mendapat nilai B
Untuk skor antara 53 – 68% mendapat nilai C
Untuk skor antara < 53 % mendapat nilai D
Dalam memberikan soal-soal atau tes kepada siswa guru tetap harus
mengacu pada kriteria pengajaran yang telah di tetapkan sebelumnya yaitu
minimal memenuhi pengajaran fisika yang kontekstual dengan Kabupaten Sintang
Kalimantan Barat, mengaktifkan siswa dan dapat melatih siswa untuk berpikir
kritis dalam memecahkan soal-soal fisika serta tetap mengarah kepada standar
nasional pendidikan
G. Kesesuaian Teori Dengan Desain
Dalam landasan teori dijelaskan bahwa desain ini akan dibuat berdasarkan
Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP). Dalam KTSP dijelaskan bahwa
yang berperanan penting untuk mengatur kegiatan proses belajar mengajar adalah
sekolah. Penulisan desain fisika SMA ini berdasarkan pada KTSP karena itu
64
harus memenuhi ke lima pilar belajar menurut KTSP. Ke lima pilar belajar itu
adalah (a) belajar untuk beriman dan bertaqwa kepada Tuhan Yang Maha Esa,
artinya dengan mempelajari fisika siswa diajak untuk mensyukuri keagungan
Tuhan lewat tindakan misalnya dalam gerak melingkar beraturan dengan
kecepatan konstan. Kita dapat bertanya ke siswa kenapa setiap benda pasti
akhirnya jatuh ke bumi, memang benar ada hukum gaya tarik bumi atau garvitasi
bumi lalu siapa yang menciptakan gaya tarik bumi atau hukum gravitasi tersebut,
lalu benarkah besar gaya garviatsi bumi 9,8 m/s atau 10 m/s, dan kenapa tidak
ada seorangpun yang dapat melawan hukum gravitasi (g) sehingga setiap benda
pada akhirnya jatuh ke bumi ? Kalau ada siswa yang jawab itu merupakan hukum
alam semesta lalu guru boleh bertanya kembali lalu siapa pencipta alam semesta?
(b) belajar untuk memahami dan menghayati, artinya siswa senantiasa diajarkan
untuk bersikap sesuai dengan disiplin ilmunya. Dalam fisika sangat diperlukan
kejujuran khususnya dalam penelitian ilmiah. (c) belajar untuk mampu
melaksanakan dan berbuat secara efektif, artinya dengan disiplin ilmu yang siswa
dapat di fisika siswa diharapkan bisa berbuat sesuatu yang berguna dalam
kehidupannya, misalnya bisa memecahkan persoalan yang berkaitan dengan
fisika. (d) belajar untuk hidup bersama dan berguna untuk orang lain, artinya
siswa senantiasa harus bisa saling tolong menolong dan saling mengisi serta
saling melengkapi satu dengan yang lainnya misalnya dengan belajar kelompok,
dan (e) belajar untuk membangun dan menemukan jati diri, melalui proses
pembelajaran yang aktif, kreatif, efektif, dan menyenangkan. Diharapkan dengan
belajar fisika siswa semakin tahu akan kemampuannya yang senantiasa
65
berpeluang untuk dikembangkan ketahap yang lebih mendalam ( Peraturan
Menteri Pendidikan Nasional Indonesia Nomor 22 Tahun 2006: 1). Selain
memperhatikan kelima pilar pendidikan, desain ini akan memeperhatikan tujuan
penulisan seperti yang telah tercantum pada latar belakang bahwa desain ini
bertujuan (1) kontekstual dengan daerah di Kalimantan Barat (Kab. Sintang), (2)
pengaktifan siswa dan (3) melatih siswa berpikir kritis dalam memecahkan soal-
soal fisika. Dengan demikian, maka penulis mengambil dua pokok pemikiran
utama yaitu teori konstruktivisme dan teori berpikir kritis untuk mendukung
terealisasinya maksud desain ini akan dibuat. Dalam teori filsafat konstruktivisme
dijelaskan bahwa siswalah yang harus aktif mengkonstruksi atau membangun
pengetahuannya. Dengan kata lain siswalah yang harus aktif belajar untuk
menemukan suatu pengetahuan yang baru. Selain teori konstrukstivisme desain ini
didukung oleh teori berpikir kritis. Dalam teori berpikir kritis di katakan bahwa
emampuan berpikir kritis adalah kemampuan membuat kesimpulan dan menilai
keaslian serta kebenaran sesuatu dengan berdasarkan pada pengetahuan yang telah
dimiliki. Untuk terwujudnya beberapa pokok pemikiran tersebut maka desain ini
memakai beberapa metode mengajar yaitu metode ceramah siswa aktif, metode
eksperimen (praktikum), metode diskusi kelompok dan demonstrasi. Dari
beberapa metode mengajar ini guru hendaknya tidak berpikir bahwa metode-
metode tersebut sudah merupakan metode mutlak. Guru sebaiknya bersikap
fleksibel dengan metode mengajarnya karena masih banyak metode mengajar
(Suparno, 2007: 64-146).
66
BAB III
DESAIN PEPMBELAJARAN FISIKA SMA KELAS X
SEMESTER I
DI KABUPATEN SINTANG KALIMANTAN BARAT
BERDASAR KURIKULUM TINGKAT SATUAN PENDIDIKAN
Implementasi Undang-Undang Nomor 20 tahun 2003 tentang Sistem
Pendidikan Nasional dijabarkan ke dalam sejumlah peraturan antara lain peraturan
pemerintah Nomor 19 tahun 2005 tentang standar Nasional Pendidikan. Standar
Nasional Pendidikan digunakan sebagai acuan pengembangan kurikulum, tenaga
kependidikan, sarana dan prasarana, pengelolaan, dan pembiayaan. Penyusunan
Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) selain mengacu pada SNP juga
berpedoman pada Panduan Penyusunan KTSP yang diterbitkan oleh Badan
Standar Nasioanal Pendidikan (BSNP).
Salah satu bagian terpenting dalam KTSP adalah silabus. Silabus adalah
rencana pembelajaran pada suatu dan/atau kelompok mata pelajaran/tema tertentu
yang mencakup standar kompentensi dasar, materi pokok/pembelajaran, kegiatan
pembelajaran, indikator pencapaian kompetensi untuk penilaian, penilaian, alokasi
waktu, dan sumber belajar.
67
Agar silabus dapat dikembangkan sesuai dengan karakteristik mata
pelajaran, potensi peserta didik, potensi daerah maka diperlukan petunjuk teknis
penyusunannya sebagai berikut:
• Prinsip-prinsip pengembangan silabus
• Karakteristik mata pelajaran
• Langkah-langkah pengembangan silabus
• Silabus fisika SMA kelas X smester 1
• Rancangan perencanaan pembelajaran fisika SMA kelas X semester 1
A. Prinsip-prinsip Pengembangan Silabus
Petunjuk ini diambil dari, Petunjuk Teknis Pengembangan Silabus Mata
pelajaran Fisika, 2007, Sintang ( Kal-Bar) halaman 2-3.
1. Ilmiah
Implementasi Undang-Undang Nomor 20 tahun 2003 tentang Sistem
Pendidikan Nasional yang dijabarkan dalam sejumlah peraturan antara
lain peraturan pemerintah Nomor 19 tahun 2005 tentang Standar
Nasional Pendidikan, menyatakan bahwa keseluruhan materi yang
menjadi muatan dalam silabus harus benar dan dapat
dipertanggungjawabkan secara keilmuan. Maksudnya ialah sumber-
sumber yang dijadikan sebagai bahan rujukan dalam memilih materi
dan kegiatan pembelajaran fisika, serta penetapan penilaian memiliki
landasan teori yang sudah teruji keabsahannya. Oleh karena itu materi
pelajaran yang masih diperdebatkan misalnya, tidak boleh digunakan
karena belum teruji kebenarannya. Begitu juga dalam mengembangkan
68
bahan ajar, sumber referensi yang digunakan harus jelas dan otentik.
Dengan kata lain buku-buku panduan apapun bentuknya selama buku-
buku tersebut mau dijadikan sebagai pedoman mata pelajaran untuk
mengajar tidak boleh salah.
2. Relevan
Cakupan, kedalaman, tingkat kesukaran dan urutan penyajian materi
dalam silabus sesuai dengan tingkat perkembangan fisik, intelektual,
sosial, emosional, dan spiritual peserta didik. Artinya sebagai pendidik
guru hendaknya cermat dan teliti merancang kegiatan pembelajaran,
indikator, dan materi pembelajaran sesuai dengan tingkat berpikir
peserta didik. Misalnya standar kompetensi mekanika di kelas X
dirancang secara sederhana dibandingkan dengan kelas XI. Perlu di
ingat siswa kelas X masih dalam tahap penyesuaian, selain itu siswa
kelas X belum tentu semuanya mampu masuk program IPA.
3. Sistematis
Komponen-komponen silabus saling berhubungan secara fungsional
dalam mencapai kompetensi. Hubungan antara kompetensi dasar
dengan materi dan kegiatan pembelajaran serta penilaian harus
sistematis dan sejalan, atau dengan kata lain jangan dipisah-pisah.
Pemilihan materi pembelajaran, indikator, kegiatan pembelajaran serta
penilaian harus merupakan kesatuan yang utuh agar kita sebagai guru
dapat melakukan penilaian dengan lebih cermat. Contohnya
kompetensi mengukur di kelas X dengan kegiatan praktik secara
69
sistematis memerlukan penilaian kinerja, tidak cukup hanya sebatas
dengan penilaian tertulis. Maksudnya aspek kemampuan siswa dalam
praktik harus mendapat kredit tambahan.
4. Konsisten
Adanya hubungan yang konsisten (ajeg, taat asas) antara kompetensi
dasar, indikator dan materi pokok, pengalaman belajar, sumber belajar
dan sistem penilaian. Maksudnya adanya hubungan yang terus-
menerus terjalin saat melakukan penilaian terhadap aspek yang akan
dinilai. Konsistensi diperlukan dalam semua langkah pengembangan
silabus terutama dalam kegiatan pembelajaran dan penilaian.
5. Memadai
Cakupan indikator, materi pokok, pengalaman belajar, dan sistem
penilaian cukup untuk menunjang pencapaian kompetensi dasar.
Karena itu indikator haruslah memadai sehingga mencapai kompetensi
yang diperlukan. Keseluruhan indikator dalam satu kompetensi dasar
(KD) minimal harus mencapai tingkat kompetensi dalam KD,
meskipun dapat dikembangkan jika kondisinya memungkinkan.
Kemudian materi harus memadai dari kedalamannya dan keluasannya.
Maksudnya jangan hanya mengajar suatu pokok materi ala kadarnya
saja. Misalnya guru hanya bertanya apa itu vektor, tetapi mencoba
dikembangkan lebih lanjut. Pengalaman belajar juga harus memadai
dalam keragaman dan kekayaannya. Maksudnya pengalaman aktif di
kelas melalui praktik dan bersentuh langsung dengan objek atau
70
miniatur objek yang dipelajari. Misalnya saat mengukur siswa
hendaknya disuruh menggunakan langsung alat yang dipakai untuk
mengukur. Penilaian juga harus memadai sehingga diharapkan
keseluruhan indiktor dan KD terukur keberhasilannya baik dari aspek
pengetahuan, praktik dan/atau sikap. Pemanfaatan sumber belajar
harus memadai baik referensi, media atau alat yang digunakan
termasuk lingkungan sebagai sumber belajar. Misalnya siswa diajak
belajar di luar kelas atau diminta untuk mencari suatu bahan di internet
dengan berkelompok.
6. Aktual dan kontektual
Cakupan indikator, materi pokok, pengalaman belajar, sumber belajar,
dan sistem penilaian memperhatikan perkembangan ilmu, teknologi
dan seni muktakhir dalam kehidupan nyata, dan peristiwa yang terjadi
misalnya tanah longsor. Guru sebaiknya fleksibel terhadap peristiwa-
peristiwa yang terjadi baik dari alam atau kemajuan teknologi untuk
dikaitkan saat mengajar materi tertentu. Hal ini perlu dilakukan untuk
memotivasi siswa untuk belajar lebih giat dalam mencapai pemahaman
materi secara maksimal. Contoh peristiwa tanah longsor pada
pengunungan yang sering menyebabkan jalan raya antar kota macet
akibat tanah merah yang nempel pada aspal sehingga mobil tidak bisa
melaju sebagai mana mestinya. Bahkan tidak jarang mobil masuk ke
jurang akibat jalan licin tersebut.
71
7. Fleksibel
Keseluruhan komponen silabus dapat mengakomodasi atau
menyesuaikan variasi peserta didik, pendidik, serta dinamika
perubahan yang terjadi di sekolah dan tuntutan masyarakat. Artinya
guru hendaknya menyesuaikan gaya belajar siswa dalam menjelaskan
suatu materi pelajaran kepada siswa.
8. Menyeluruh
Komponen silabus mencakup keseluruhan ranah kompetensi (kognitif,
afektif, psikomotorik). Rumusan indikator dikembangkan sebaiknya
mencakup ke tiga ranah tersebut. Oleh karena itu dibutuhkan
pemilihan kegiatan maupun materi pembelajaran yang dapat
menampilkan indikator kompetensi.
B. Karakteriktik Mata Pelajaran
Petunjuk ini diambil dari, Petunjuk Teknis Pengembangan Silabus Mata
pelajaran Fisika, 2007, Sintang ( Kal-Bar); halaman 4
Mata pelajaran fisika merupakan salah satu mata pelajaran yang sarat
dengan pemahaman yang menyeluruh dan selalu berkesinambungan. Oleh
karena itu penting sekali ditekankan agar senantiasa mengingat
pembelajaran sebelumnya dan memahami materi yang dijelaskan pada hari
itu. Hal ini penting karena pemahaman yang berkesinambungan dapat
memudahkan siswa dalam menyelesaikan persoalan fisika yang lebih
kompleks.
72
C. Langkah-langkah Pengembangan Silabus
Petunjuk ini diambil dari, Petunjuk Teknis Pengembangan Silabus Mata
pelajaran Fisika, 2007, SMA Imannuel Sintang ( Kal-Bar); halaman 5-7
1. Mengkaji Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar
Mengkaji standar kompetensi dan kompetensi dasar mata pelajaran
sebagaimana tercantum pada standar isi, dengan memperhatikan hal-
hal berikut:
a. Urutan berdasarkan hirarki konsep disiplin ilmu dan/atau tingkat
kesulitan materi, tidak harus selalu sesuai dengan urutan yang ada
di silabus. Artinya guru dapat memilah-milah mana materi yang
sulit mana materi yang mudah dan itu sebaiknya diajarkan terlebih
dahulu.
b. Keterkaitan antara standar kompetensi dan kompetensi dasar dalam
mata pelajaran. Maksudnya guru selalu memperhatikan adanya
keterkaitan antara materi yang satu dengan materi yang lainnya,
selanjutnya diberitahukan kepada siswa agar siswa juga tahu
keterkaitannya dan mereka tidak melupakannya.
c. Keterkaitan antara standar kompetensi dan kompetensi dasar antar
mata pelajaran. Guru sanantiasa memperhatikan hal ini dengan
selalu melihat isi mata pelajaran secara keseluruhan.
73
d. Keterkaitan dengan Standar Kompetensi Lulusan Mata Pelajaran
Fisika, kelompok mata pelajaran dan teknologi, serta Standar
Kompetensi Lulusan (SKL) Satuan Pendidikan Tingkat SMA.
Hasil kajian terhadap SK, KD dan SKL dijadikan pertimbangan
dalam mengembangkan silabus yang mencakup kegiatan
pembelajaran, materi pembelajaran, dan penilaian. Artinya hasil
kajian ini benar-benar dijadikan sebagai tolak ukur untuk melihat
kemampuan peserta didik dalam memahami mata pelajaran fisika
karena dari situlah silabus bisa disusun dengan baik.
2. Mengindentifikasi Materi Pokok/Pembelajaran
Mengidentifikasi materi pokok/pembelajaran yang menunjang
pencapaian kompetensi dasar dengan mempertimbangkan:
a. Potensi (kemampauan pengetahuan awal siswa) peserta didik.
b. Relevansi dengan karakteristik daerah
c. Tingkat perkembangan fisik, intelektual, emosioanal, sosial, dan
spritual peserta didik
d. Kebermanfaatan bagi peserta didik
e. Struktur keilmuan
f. Aktualitas, kedalaman, dan keluasan materi pembelajaran
g. Relevansi dengan kebutuhan peserta didik dan tuntutan lingkungan
h. Alokasi waktu.
74
Materi fisika mencakup fakta, konsep, prinsip atau hukum dan
prosedur. Artinya pemilihan materi pembelajaran harus sesuai dengan
tuntutan kompetensi yang dapat diketahui melalui kata kerja
operasional yang digunakan. Misalnya kata kerja mengukur pada
kompetensi 1.1 kelas X semester 1 memerlukan pemilihan materi
pembelajaran proseduran. Sedangkan kompetensi dasar
mendeskripsikan perkembangan teori atom dikelas XII semester 2
memerlukan materi pembelajran fakta, konsep dan prinsip. Hendaknya
guru dapat dengan cermat mengambil metode mengajar yang mau
diterapkan pada suatu materi pokok agar materi yang sampaikan dapat
dipahami dengan baik oleh peserta didik.
3. Mengembangkan Kegiatan Pembelajaran
Kegiatan pembelajaran dirancang untuk memberikan pengalaman
belajar yang melibatkan proses mental dan fisik melalui interaksi
antara peserta didik, peserta didik dengan guru, lingkungan, dan
sumber belajar lainnya dalam rangka pencapaian kompetensi dasar.
Pengalaman belajar dapat terwujud melalui pengunaan pendekatan
pembelajaran yang bervariasi dan berpusat pada peserta didik.
Pengalaman belajar memuat kecakapan hidup yang perlu dikuasai oleh
peserta didik.
Hal-hal yang harus diperhatikan dalam mengembangkan kegiatan
pembelajaran adalah sebagai berikut:
75
a. Kegiatan pembelajaran disusun untuk memberikan bantuan kepada
para pendidik, khususnya guru, agar dapat melaksanakan proses
pebelajaran secara profesional
b. Kegiatan pembelajaran memuat rangkaian kegiatan yang harus
dilakukan peserta didik secara berurutan untuk mencapai
kompetensi dasar.
c. Penentuan urutan kegiatan pembelajaran harus sesuai dengan
hirarki konsep materi pembelajaran
d. Rumusan pernyataan dalam kegiatan pembelajaran minimal
mengandung dua unsur perinci yang mencerminkan pengelolaan
pengalaman belajar siswa, yaitu kegiatan siswa (PR) dan materi.
4. Merumuskan Indikator Pencapaian Kompetensi
Indikator merupakan penanda pencapaian kompetensi dasar yang
ditandai perubahan perilaku yang dapat diukur yang mencakup sikap,
pengetahuan dan keterampilan. Indikator dikembangkan sesuai dengan
karakteristik peserta didik, mata pelajaran, satuan pendidikan, potensi
daerah yang dirumuskan dalam kata kerja operasioanal yang terukur
dan/atau dapat diobservasi. Indikator digunakan sebagai dasar untuk
menyusun alat penilaian.
76
5. Penentuan Jenis Penilaian
Penilaian pencapaian kompetensi dasar peserta didik dilakukan
berdasarkan indikator. Penilaian dilakukan dengan menggunakan tes,
dan non tes dalam bentuk tertulis maupun lisan, pengamatan kinerja,
pengukuran sikap, penilaian hasil karya berupa tugas rumah, proyek
dan/atau produk, pengunaan portofolio dan penilaian diri. Penilaian
merupakan serangkaian kegiatan untuk memperoleh, menganalisis, dan
menafsirkan data tentang proses dan hasil belajar peserta didik yang
dilakukan secara sistematis dan berkesinambungan, sehingga menjadi
informasi yang bermakna dalam mengambil keputusan.
Hal-hal perlu diperhatikan dalam penilaian:
a. Penilaian diarahkan untuk mengukur pencapaian kompetensi bukan
yang lainnya.
b. Penilaian mengunakan acuan kriteria; yaitu berdasarkan apa yang
bisa dilakukan peserta didik setelah mengikuti proses
pembelajaran, dan bukan untuk posisi seseorang terhadap
kelompoknya.
c. Sistem yang direncanakan adalah sistem penilaian yang
berkelanjutan. Berkelanjutan dalam arti semua indikator ditagih,
kemudian hasilnya dianalisis untuk menentukan kompetensi dasar
yang telah dimiliki dan yang belum, serta untuk mengetahui
kesulitan peserta didik.
77
d. Hasil penelitian dianalisis untuk menentukan tindak lanjut. Tindak
lanjut berupa perbaikan proses pembelajaran berikutnya, program
remedi bagi peserta yang pencapaian kompetensi yang di bawah
kriteria ketuntasan, dan program pengayaan bagi peserta didik yang
telah memenuhi kriteria ketuntasan.
e. Sistem penilaian harus disesuaian dengan pengalaman belajar yang
ditempuh dalam proses pembelajaran. Misalnya, jika pembelajaran
menggunakan pendekatan tugas observasi lapangan maka evaluasi
harus diberikan baik pada proses (keterampilan proses) misalnya
teknik wawancara maupun produk/hasil melakukan observasi
lapangan yang berupa informasi yang dibutuhkan.
Jenis dan bentuk penilaian tes yang dapat digunakan untuk menilai
hasil belajar mata pelajaran fisika adalah tes tertulis dalam bentuk
uraian atau pilihan ganda pada saat ulangan harian, ulangan tengah
semester, atau ulangan akhir semester. Jenis dan bentuk penilaian
non tes untuk menilai proses dan hasil belajar dalam bentuk
pengamatan kinerja, sikap, hasil karya atau produk, atau laporan
hasil praktikum.
6. Menentukan Alokasi Waktu
Penentuan alokasi waktu pada setiap kompetensi dasar didasarkan
pada jumlah minggu efektif dan alokasi waktu mata pelajaran per
minggu dengan mempertimbangkan jumlah kompetensi dasar,
78
kelulusan, kedalaman, tingkat kesulitan dan tingkat kepentingan
kompetensi dasar. Alokasi yang dicantumkan dalam silabus
merupakan alokasi perkiraan rerata untuk menguasai kompetensi dasar
yang dibutuhkan oleh peserta didik yang beragam.
Alokasi waktu per semester untuk mata pelajaran fisika kelas X
(sepuluh) berjumlah minimal 36 jam pelajaran yang diperoleh dari
alokasi 2 jam pelajaran perminggu dikalikan 18 minggu efektif dalam
satu semester. Dengan demikian maka hendaknya guru fisika dapat
memanfaatkan waktu yang ada dengan menyesuaikan materi pokok
yang harus disampaikan kepada siswa agar tidak terjadi keterlambatan
materi atau terkesan tergesa-gesa.
7. Menentukan Sumber Belajar
Sumber belajar adalah rujukan, objek dan/atau bahan yang digunakan
untuk kegiatan pembelajaran, yang berupa media cetak dan elektronik,
narasumber, serta lingkungan fisik, alam sosial dan budaya. Namun
untuk di kabupaten Sintang yang paling mungkin digunakan adalah
lingkungan fisik, alam sosial dan budaya karena masih terbatasnya
fasilitas yang lainnya termasuk uang untuk membeli setiap peralatan
buatan pabrik. Penentuan sumber belajar didasarkan pada standar
kompetensi dan kompetensi dasar serta materi pokok/pembelajaran,
kegiatan pembelajaran, dan indikator pencapaian kompetensi. Bahan
ajar disusun dan dikembangkan oleh guru sebagai acuan peserta didik
79
maupun materi yang digunakan dalam kegiatan pembelajaran.
Penentuan bahan ajar didasarkan pada standar kompetensi, kompetensi
dasar dan kegiatan pembelajaran baik dalam bentuk cetak (buku,
modul, lember kerja siswa, hands out, foto, atau gambar) maupun non
cetak (VCD,CD interaktif atau bahan presentasi). Namun untuk di
Kabupaten Sintang hal yang mungkin dalam waktu dekat ini perlu
dibuat adalah kegiatan pembelajaran dalam bentuk cetak.
Pembelajaran dalam bentuk cetak yang dimaksud adalah handout,
karena selama ini jarang sekali guru memberikan handout pada
siswanya khususnya di Kabupaten Sintang.
Perlu diingat bahwa penentuan alat dan media untuk kegiatan
pembelajaran disesuaikan dengan tuntutan kompetensi, karakteristik
satuan pendidikan (sekolah), dan kebutuhan peserta didik. Hal ini
penting dilakukan agar segala upaya yang kita lakukan dapat berhasil
secara seperti yang kita harapkan.
D. Silabus fisika SMA kelas X semester I
Berikut ini adalah silabus yang penulis buat untuk pembelajaran Fsika
SMA Kelas I semester I berdasarkan pada KTSP. Secara keseluruhan
pokok bahasan mata pelajaran Fisika di kelas X semester I adalah besaran
dan satuan, vektor, serta kinematika dan dinamika.
80
Uraian dalam sub bab ini disusun sebagai berikut:
1. Ringkasan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar kelas X,
semester I
2. Silabus Jabaran tiap-tiap Kompetensi Dasar
1. Ringkasan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar kelas X,
semester I
Tabel 8. Ringkasan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar kelas X, semester I
Pada tabel 8 di atas ditunjukkan standar kompetensi dan kompetensi dasar.
Standar Kompetensi Kompetensi Dasar
1. Menerapkan konsep besaran
fisika dan pengukurannya
1.1 Mengukur besaran fisika (massa,
panjang, dan waktu)
1.2 Melakukan penjumlahan vektor
2. Menerapkan konsep dan prinsip
dasar kinematika dan dinamika
benda titik
2.1 Menganalisis besaran fisika pada
gerak dengan kecepatan dan
percepatan konstan
2.2 Menganalisis besaran fisika pada
gerak melingkar dengan laju konstan
2.3 Menerapkan Hukum Newton sebagai
prinsip dasar dinamika untuk gerak
lurus, gerak vertikal, dan gerak
melingkar beraturan
81
2. Silabus Jabaran tiap-tiap Kompetensi dan Kompetensi Dasar
Pada tabel 9 halaman 82-89 dan tabel 10 halaman 90-101 berikut
dituliskan secara lengkap silabus fisika SMA kelas X semester I,
dengan kolom-kolom seperti: Kompetensi dasar, materi pelajaran,
kegiatan pembelajaran, indikator, penilaian, alokasi waktu & sumber
belajar. Namun untuk kemudahan maka setiap tabel penjabaran dibagi-
bagi seperti berikut:
a. Tabel 9 halaman 82-89 mencakup Kompetensi Dasar: Mengukur
besaran fisika pada gerak dengan kecepatan dan percepatan konstan
serta melakukan penjumlahan vektor
b. Tabel 10 halaman 90-101 mencakup Kompetensi Dasar: Menganalisis
besaran fisika pada gerak dengan kecepatan dan percepatan konstan;
menganalisis besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju konstan;
menerapkan Hukum Newton sebagai prinsip dasar dinamika untuk
gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan
82
Kompetensi Dasar
Materi pembelajaran
Kegiatan pembelajaran
Indikator penilaian Alokasi waktu
Sumber belajar
• Mengukur besaran fisika (panjang, massa, dan waktu)
I. Besaran dan pengukuran A. Besaran Pokok dan Turunan
• Melakukan diskusi
kelas untuk mengungkap kembali tentang besaran dan satuan yang telah diketahui pada kehidupan sehari-hari dan mengelompokkan ke dalam besaran fisika dan besaran nonfisika.
• Melakukan diskusi kelas untuk menyebutkan besaran pokok dan besaran turunan serta mengelompokkan ke dalam besaran pokok dan besaran turunan.
• Melakukan diskusi kelas untuk mengidentifikasi satuan besaran-besaran
• Mengidentifikasi
besaran pokok dan besaran turunan.
- Kuis tertulis - Pengamatan
keaktifan siswa pada saat tanya jawab, kinerja keterampilan dalam peragaan dan percobaan serta sikap
- Tugas
8 jam
Buku: Fisika Bilingual, Kelas X Semester 1 & 2 Alat-alat: jangka sorong, meteran, mistar, stopwatch, termometer, gelas ukur, mikrometer sekrup. Sarana/media: Alam sekitar, neraca pegas, jam Fisika Bilingual, SMA Semester 1 & 2
Tabel 9: Silabus Jabaran tiap-tiap Kompetensi dan Kompetensi Dasar untuk Konsep Besaran Fisika dan Pengukurannya
83
B. Dimensi
C. Pengukuran
pokok dalam Sistem Internasional, meliputi besaran panjang, massa, waktu, temperatur, jumlah zat, kuat arus, dan intensitas cahaya.
• Melakukan tanya
jawab mengenai dimensi besaran pokok dan besaran turunan serta menunjukkan pemanfaatan dimensi dalam fisika.
• Mengamati
demonstrasi cara menggunakan macammacam alat ukur (jangka sorong, mikrometer sekrup, neraca lengan, neraca pegas), diteruskan
• Menentukan
dimensi suatu besaran dan menerapkannya dalam analisis dimensional.
• Menunjukkan
penggunaan macam-macam alat ukur.
84
mempraktikkan menggunakan alat-alat ukur sendiri.
• Mengamati demonstrasi cara pembacaan skala nonius dengan menggunakan model (jangka sorong besar) kemudian melakukan percobaan penggunaan jangka sorong dan mikrometer sekrup.
• Mengamati demonstrasi cara memilih dan menyiapkan peralatan serta melakukan pengukuran sesuai dengan fungsi dan tujuan dengan mempertimbangkan aspek ketepatan (akurasi), kesalahan matematis yang memerlukan kalibrasi,
• Membaca skala
nonius.
• Menyiapkan
instrumen dan melakukan pengukuran dengan benar dan tepat.
85
ketelitian (presisi), kepekaan (sensitivitas), dan kesalahan sistematis.
• Melakukan diskusi
kelas untuk menunjukkan langkah-langkah pengukuran/ percobaan/eksperimen dengan benar sesuai dengan fungsi dan tujuannya.
• Menyebutkan macam-macam kesalahan dan memberi contoh-contohnya.
• Menjelaskan pengertian angka penting dan memberi contoh-contoh penerapannya dalam penulisan hasil pengukuran.
• Mengidentifikasi
langkah-langkah yang harus diambil, mulai dari persiapan sampai pada pelaksanaan eksperimen/ percobaan dan termasuk keamanan kegiatan eksperimen.
• Mengidentifikasi pengertian angka penting dan menerapkannya dalam pengukuran.
86
• Melakukan
penjumlahan vektor
II. Vektor A.Penggambaran Vektor
• Menyebutkan peraturan dan memberi contoh- contohnya dalam penulisan angka penting yang berkaitan dengan: pembulatan, penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian.
• Mengolah data hasil pengukuran dengan mempertimbangkan kesalahan relatif pengukuran.
• Mengidentifikasi
perbedaan besaran skalar dan vektor.
• Menggambarkan cara menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode jajargenjang, metode poligon, dan metode analisis.
• Menganalisis data hasil pengukuran
• Menggambarkan
vektor tunggal dan beberapa vektor baik segaris maupun membentuk sudut
- Pengamatan
keaktifan siswa pada saat tanya jawab, kinerja keterampilan dalam peragaan
4 jam
Buku: Fisika Bilingual, SMA Semester 1 & 2 Alat-alat: Busur derajat, tali statip. Sarana/media:
87
B. Operasi pada Vektor
• Menunjukkan resultan dua buah vektor yang segaris maupun yang membentuk sudut.
• Menentukan resultan
hasil penjumlahan dan pengurangan dua buah vektor yang membentuk sudut.
• Menentukan arah
vektor resultan hasil penjumlahan dan pengurangan dua vektor yang membentuk sudut .
• Menguraikan sebuah atau beberapa vektor pada sumbu yang saling tegak lurus (sumbu X dan sumbu Y ).
• Memadukan dua vektor atau lebih secara
• Menjumlahkan dan mengurangkan dua vektor atau lebih. membentuk sudut
• Menguraikan vektor dalam bidang datar menjadi dua vektor komponen yang saling tegak lurus.
• Menentukan arah vektor resultan hasil penjumlahan dan pengurangan
• Menghitung penjumlahan dan pengurangan dua
dan percobaan serta sikap
- Laporan Hasil percobaan
- Tugas
Alam sekitar,File Animasi dari internet, Fisika Bilingual, SMA Semester 1 & 2.
88
analisis. • Melakukan percobaan
untuk menggabungkan dua vektor atau lebih
• Melakukan diskusi kelompok, memecahkan permasalahan berkaitan dengan operasi pada vektor
• Menjelaskan pengertian vektor satuan.
• Menuliskan vektor posisi suatu titik dalam koordinat Cartesian.
• Menghitung penjumlahan dan pengurangan dua buah vektor atau lebih.
• Menghitung perkalian titik dua vektor.
• Menghitung perkalian silang dua vektor.
• Melakukan diskusi kelas, memberi
buah vektor dengan vektor satuan
• Menghitung hasil perkalian dua buah vektor dengan cara perkalian titik dan perkalian silang
• Menerapkan
perhitungan vektor dalam fisika
89
contoh-contoh penggunaan perhitungan vektor dalam fisika.
• Melakukan diskusi kelompok memecahkan permasalahan berkaitan dengan penerapan penjumlahan dan pengurangan perkalian titik serta perkalian silang untuk persoalan-persoalan yang berkaitan dengan fisika.
90
Seperti telah dijelaskan pada halaman 80-81, tabel 10 halaman 90-101 berikut ini akan menunjukkan penjelasan yang di maksud
uraian tersebut.
Tabel 10: Silabus Jabaran tiap-tiap Kompetensi dan Kompetensi Dasar untuk Konsep dan Prinsip Dasar Kinematika dan
Dinamika Benda Titik.
Kompetensi Dasar
Materi pembelajaran
Kegiatan pembelajaran
Indikator penilaian Alokasi waktu
Sumber belajar
• Menganalisis besaran fisika pada gerak dengan kecepatan dan percepatan konstan
III. Gerak Lurus A. Gerak
lurus dengan kecepatan konstan
• Melakukan diskusi
kelas untuk menyebutkan macam-macam gerak yang ada dalam kehidupan sehari-hari.
• Mengamati demonstrasi gerak suatu benda.
• Mengamati demonstrasi gerak lurus dan gerak benda lainnya.
• Melakukan diskusi kelas untuk menunjukkan
• Mendefinisikan
pengertian gerak.
• Menunjukkan perbedaan antara perpindahan dengan jarak (panjang lintasan).
• Memperagakan gerak lurus.
- Kuis tertulis - Pengamatan
keaktifan siswa pada saat tanya jawab, kinerja keterampilan dalam peragaan dan percobaan serta sikap
- Laporan hasil percobaan - Tugas
6 jam
Buku: Fisika Bilingual SMA Kelas X Semester I & Buku-buku fisika yang relevan Alat-alat: Mobil mainan, bola voli, bola tenis,bola karet yang dibuat siswa, spidometer, ticker timer (kalau ada), bidang
91
B. Jenis-Jenis
Gerak Lurus
perbedaan antara perpindahan dengan panjang lintasan/jarak.
• Mengamati demonstrasi gerak lurus beraturan.
• Melakukan percobaan
atau mengamati demonstrasi cara mengukur kelajuan gerak lurus beraturan.
• Menentukan besar kecepatan dan perpindahan setelah bergerak selama t satuan waktu pada GLB.
• Melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan berkaitan dengan gerak lurus beraturan (GLB).
• Mengamati demonstrasi macam-macam
• Menunjukkan
gerak lurus beraturan (GLB).
• Menentukan kecepatan dan perpindahan pada GLB.
• Menerapkan gerak lurus dalam pemecahan masalah secara teori maupun dalam kehidupan sehari-hari.
• Menunjukkan macam-macam GLBB.
• Mengidentifikasi gerak lurus berubah beraturan
6 jam
miring, busur derajat Sarana/Media: Animasi-animasi, Fisika Bilingual, SMA semester 1 & 2 serta buku-buku fisika yang relevan
92
gerak lurus berubah beraturan disertai tanya jawab.
• Mengamati
demonstrasi cara mengukur besar kecepatan dan besar perpindahan setelah bergerak t satuan waktu disertai tanya jawab.
• Menentukan besar kecepatan setelah t satuan waktu pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB).
• Menentukan besar perpindahan setelah t satuan waktu pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB)
• Melakukan diskusi kelompok memecahkan persoalan berkaitan dengan gerak lurus berubah beraturan.
dan hubungannya dengan besaran-besaran yang terkait.
• Menerapkan GLBB dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari.
93
• Mengamati demonstrasi gerak vertikal disertai tanya jawab.
• Melakukan diskusi kelas untuk menentukan syarat suatu benda mencapai titik tertinggi (tinggi maksimum) pada gerak vertikal ke atas.
• Melakukan diskusi kelas untuk menentukan arah, besar, dan percepatan benda yang bergerak vertikal.
• Melakukan demonstrasi/percobaan gerak vertikal ke atas dan ke bawah serta benda jatuh bebas disertai tanya jawab.
• Melakukan diskusi kelas untuk menentukan persyaratan benda
• Menunjukkan gerak vertikal.
• Menentukan tinggi
maksimum pada gerak vertikal.
• Menentukan
kecepatan dan ketinggian pada gerak vertikal.
• Menunjukkan
gerak jatuh bebas.
94
• Menganalisis
besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju konstan
IV.Gerak
Melingkar A. Gerak
Melingkar Beraturan (dengan laju konstan)
jatuh bebas. • Melakukan diskusi
kelompok untuk memecahkan persoalan yang berkaitan dengan gerak vertikal.
• Mengamati
demonstrasi untuk menjelaskan perbedaan dan persamaan gerak melingkar dengan gerak linear yang disertai tanya jawab.
• Memberi contoh-contoh
gerak melingkar pada peristiwa kehidupan nyata sehari-hari.
• Menyebutkan besaran-besaran
yang berlaku pada gerak melingkar.
• Menunjukkan
gerak melingkar. • Menentukan
kecepatan sudut pada gerak melingkar.
• Menentukan perpindahan sudut pada gerak melingkar.
• Menentukan hubungan antara kelajuan linear dengan kelajuan sudut.
• Menunjukkan dan menentukan
- Kuis tertulis - Pengamatan
keaktifan siswa pada saat tanya jawab, kinerja keterampilan dalam peragaan dan percobaan serta sikap
- Laporan hasil percobaan
- Tugas
6 jam
Buku: Fisika Bilingual, SMA semester 1 & 2 Alat-alat: Bandul, benang, bola pinpong, kayu, roda/sepeda, kereta
95
• Menentukan kecepatan sudut/anguler setelah bergerak t satuan waktu.
• Menentukan besar sudut yang ditempuh setelah t satuan waktu pada gerak melingkar beraturan.
• Menjelaskan pengertian percepatan sentripetal disertai peragaan.
• Menentukan percepatan sentripetal.
• Melakukan diskusi kelas untuk menunjukkan aplikasi gaya sentripetal pada kehidupan seharihari (pengayaan)
• Melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan yang berkaitan dengan gerak melingkar
percepatan sentripetal.
• Menunjukkan aplikasi percepatan sentripetal.
mainan, Sarana/media: Animasi, Fisika Bilingual SMA semester 1 & 2
96
B. Gerak
Melingkar Berubah Beraturan
beraturan (pengayaan)
• Mengamati demonstrasi gerak melingkar berubah beraturan disertai tanya jawab.
• Menentukan besar percepatan sudut.
• Menentukan hubungan percepatan linear dengan percepatan sudut.
• Menentukan kelajuan sudut pada gerak melingkar berubah beraturan.
• Menentukan perpindahan sudut pada gerak melingkar berubah beraturan.
• Melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan yang
• Menunjukkan
gerak melingkar berubah beraturan dan memberi contoh-contohnya.
• Menentukan hubungan besaran-besaran yang terkait pada gerak melingkar berubah beraturan.
97
berkaitan dengan gerak melingkar berubah beraturan.
Kompetensi Dasar
Materi pembelajaran
Kegiatan pembelajaran
Indikator penilaian Alokasi waktu
Sumber belajar
• Menerapkan hukum Newton sebagai prinsip dinamika untuk gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan
V. Dinamika Benda Titik
A. Hukum- Hukum Newton tentang Gerak
• Melakukan peragaan/ percobaan untuk menunjukkan kelembaman suatu benda.
• Melakukan diskusi kelas untuk memberikan contohcontoh peristiwa kelembaman yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari.
• Mendefinisikan hukum I Newton.
• Melakukan percobaan untuk menunjukkan
• Mendeskripsikan hukum I Newton.
• Mendeskripsikan hukum II Newton.
• Mendeskripsikan hukum III Newton.
• Menerapkan Hukum-hukum Newton pada peristiwa yang terjadi pada kehidupan seharihari.
• Menentukan gaya berat dan aplikasinya pada kejadian dalam kehidupan
- Kuis tertulis - Tes tertulis - Pengamatan
keaftifan siswa pada saat tanya jawab, kinerja keterampilan dalam peragaan dan percobaan serta sikap
- Laporan percobaan - Tugas
10 jam Buku: Fisika Bilingual, SMA semester 1 & 2, Situs-situs Internet (untuk variasi) serta buku-buku fisika yang relevan. Alat-alat : Balok kayu, gelas, kertas, kelereng, meja, kursi, Siswa, stopwatch, neraca pegas, bidang miring, anak timbangan, mobil mainan buatan siswa, ticker timer (kalau ada),
98
B. Penerapan Hukum- Hukum Newton
hubungan antara percepatan, massa benda, dan gaya, yang merupakan hukum II Newton.
• Mengamati
demonstrasi menunjukkan penerapan hukum II Newton.
• Melakukan peragaan untuk menunjukkan adanya gaya berat.
• Menentukan berat suatu benda. • Mengamati
demonstrasi untuk menunjukkan gaya aksi – reaksi (merupakan hukum III Newton), disertai tanya
jawab. • Mengamati
demonstrasi
seharihari. • Mendeskripsikan
konsep gaya sentripetal pada gerak melingkar beraturan.
• Mendeskripsikan
gaya gesekan statik dan kinetik.
• Menganalisis secara kuantitatif untuk persoalanpersoalan dinamika sederhana pada bidang miring.
troli ( kalau ada). Sarana/media : Animasi-animasi, Buku Fisika Bilingual SMA semester 1 & 2, Alam sekitar
99
untuk menunjukkan konsep gaya sentripetal pada gerak melingkar beraturan, disertai tanya jawab.
• Melakukan percobaan untuk menunjukkan gaya yang bekerja pada benda yang terletak di atas bidang miring.
• Melakukan percobaan gerak benda berkaitan dengan katrol dan bidang miring.
• Melakukan diskusi kelas, menunjukkan penerapan hukum III Newton dalam kehidupan sehari-hari, dan pada penerapan produk teknologi.
• Melakukan demonstrasi untuk menunjukkan dan
• Menganalisis
kasus mobil yang bergerak pada jalan menikung.
100
menjelaskan adanya gaya sentripetal.
• Melakukan diskusi kelas untuk menunjukkan peristiwa yang berkaitan dengan gaya sentripetal dalam kehidupan sehari-hari.
• Melakukan percobaan untuk menunjukkan gaya gesekan statik dan gaya gesekan kinetik.
• Merumuskan besar gaya gesekan statik maupun gaya gesekan kinetik.
• Melakukan percobaan untuk menentukan koefisien gesekan statik.
• Melakukan percobaan
101
untuk menentukan koefisien gesekan kinetik.
• Melakukan diskusi kelas untuk menunjukkan aplikasi gaya gesekan pada kehidupan sehari-hari
• Melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan berkaitan dengan hukum-hukum Newton (pengayaan)
102
E. RPP Fisika SMA Kleas X, Semester I
Sebagai perwujudan silabus pada halaman sebelumnya, maka di buatlah rencana
pelaksanaan pembelajaran berikut. Di sini dibuat masing-masing RPP dengan
urutan sebagai berikut:
1. RPP 1. Besaran Pokok, Besaran Turunan dan Dimensi; halaman 103 -112
2. RPP 2. Pengukuran; halaman 113-129
3. RPP 3. Pengukuran dan Angka Penting; halaman 130-138
4. RPP 4. Pengambaran dan Operasi Vektor; halaman 193-154
5. RPP 5. Perhitungan Vektor; halaman 155-169
6. RPP 6. Gerak Lurus Beraturan; halaman 170-190
7. RPP 7. Gerak Lurus Berubah Beraturan; halaman 191-205
8. RPP 8. Praktikum Gerak Lurus Beraturan dan Gerak Lurus Berubah
Beraturan; halaman 206-215
9. RPP 9. Gerak Vertikal; halaman 216-229
10. RPP 10. Gerak Melingkar Beraturan; halaman 230-250
11. RPP 11. Gerak Melingkar Berubah Beraturan; halaman 251-261
12. RPP 12. Gerak Melingkar tidak Beraturan; halaman 262-268
13. RPP 13. Hukum-hukum Newton tentang Gerak; halaman 269-290
14. RPP 14. Praktikum Hukum-hukum Newton tentang Gerak;
halaman 291-296
15. RPP 15. Aplikasi Hukum-hukum Newton tentang Gerak;
halaman 297-322
103
16. RPP 16. Penerapan Hukum-hukum Newton dalam berbagai Soal Fisika;
halaman 323-362
RPP 1. Besaran Pokok dan Besaran Turuanan dan Dmensi
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 1
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya
Indikator : – Mengidentifikasi besaran pokok dan besaran turunan.
– Menentukan dimensi suatu besaran dan menerapkannya
dalam analisis dimensional.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat membedakan besaran pokok dan besaran turunan serta dapat
memberikan contoh dalam kehidupan sehari-hari.
� Siswa dapat menentukan dimensi suatu besaran dan menerapkan analisis
dimensional dalam pemecahan masalah fisika.
II. Materi Ajar
� Besaran Pokok dan Besaran Turunan
� Dimensi
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/ceramah siswa aktif
2. Diskusi
104
3. Tanya Jawab
4. Praktikum
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan tanya jawab mengungkap
kembali pengetahuan awal siswa tentang besaran dan satuan yang pernah
dipelajari di SMP.
Di Sekolah Menengah Pertama (SMP) siswa telah mengenal pengertian
besaran yaitu sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan nilai (harga).
Untuk mengukur besaran fisika kita memerlukan suatu alat ukur, sebagai
contoh besaran panjang dapat diukur dengan mengunakan mistar, langkah,
jengkal, mikrometer sekrup. Pada tabel 11 ditunjukkan contoh-contoh alat
ukur untuk mengukur besaran fisika
Tabel 11. Alat ukur besaran fisika
Nama alat Besaran fisika yang diukur
Meteran
Jengkal (tradisional)
Langkah (tradisional)
Jangka sorong
Mikrometer sekrup
Panjang
Timbangan atau neraca Massa
Dinamometer atau neraca pegas Berat
Selinder ukur atau gelas ukur Volume
105
Catatan:
1 meter = 1/2 depa tangan manusia (ini berdasarkan kebiasaan orang Sintang)
1 langkah = ± 25 - 30 cm
1 jengkal = ± 15 – 20 cm
Siswa diminta mencoba mengukur buku mereka masing-masing dengan jengkal
dan kemudian membandingkan dengan mistar !
B. Kegiatan Inti
� Guru memberikan ceramah singkat kemudian diteruskan dengan tanya
jawab serta memberikan tugas pada siswa untuk menulis dimensi besaran
pokok dan besaran turunan serta menunjukkan pemanfaatan analisis
dimensional.
� Siswa melakukan diskusi kelas atau bisa dengan membentuk kelompok-
kelompok berdasarkan tempat duduk siswa untuk menyebutkan besaran
pokok dan besaran turunan kemudian mengelompokkan ke dalam besaran
pokok dan besaran turunan. Berdasarkan kelompok yang telah di bentuk
siswa mengidentifikasi satuan besaran pokok dalam Sistem Internasional
pada besaran panjang, massa, waktu, kuat arus, intensitas cahaya, jumlah
zat, dan temperatur.
� Siswa melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan (soal-
soal) yang diberikan guru atau soal-soal dari buku siswa yang berkaitan
dengan besaran dan satuan serta dimensi.
106
Pada tabel 12 diberikan contoh-contoh besaran pokok dan besaran turunan
beserta dimensinya. Berilah tanda centang (√ ) pada kolom besaran pokok
dan besaran turunan yang menurut anda benar.
Besaran
fisika
Satuan Lambang Besaran
pokok
Besaran
turunan
Dimensi
Panjang Meter m √ [L]
Massa kilogram kg [M]
waktu sekon detik [T]
Kuat arus ampere A [I]
Suhu kelvin K [θ]
Intensitas
cahaya
kandela Cd J
Jumlah zat Mol mol [N]
Luas meter persegi m2 [M]2
Volume meter kubik m3 [L]3
Massa jenis kilogram/meter
kubik
Kg/m3 [M] [M] -3
Kecepatan meter/sekon m/s [L] [T]-1
Energi joule J [M] [L]2[s]-2
Daya watt Kg m2 s-3
atau W
[M][L] 2[T] -3
Tabel 12. Besaran pokok da besaran turunan
107
Contoh penyelesaian untuk mencari dimensi
Misalnya mencari dimensi energi
Energi di simbolkan dengan E, dan rumus yang digunakan adalah
E = ½ m v2, maka dengan melihat rumus kita akan ketemukan satuan energi
adalah kilogram kali meter per detik atau sekon kuadrat. Jika dilambangkan
tampak seperti berikut ini
E = ½ m v2 = kilogram kali meter per sekon kuadrat = [M] [L]2 / s2 = [M] [L] 2[T] -2
Dengan cara yang sama siswa diminta membentuk kelompok-kelompok untuk
membuktikan dimensi seperti yang tercantum pada tabel benar atau salah
� Siswa diminta untuk praktek mengukur meja belajarnya masing-masing
dengan mistar kemudian diukur juga dengan jengkal.
Meja yang akan di ukur Mistar
Langkah-langkah:
- Tetapkan meja yang akan diukur
- Ambil mistar
- Lakukan pengukuran dengan cermat minimal 3 kali.
- Catat hasil pengukuran anda
- Laporkan atau presentasikan hasil pengukurannya dan simpulkan.
Gambar 1. Meja Gambar 2. Pengaris (Koleksiku.net)
108
� Guru memberikan kuis tertulis dengan cara lisan untuk mengetahui
pemahaman materi yang telah dipelajari.
Contoh Soal Kuis Akhir
1. Tulislah dimensi Percepatan
2. Di antara besaran: massa, kecepatan, waktu, kuat arus listrik, gaya,
panjang, yang bukan merupakan besaran pokok?
3. Turunkan dimensi energi potensial ?
4. Sebutkan besaran pokok yang anda kenal ?
5. Sebutkan alat ukur tradisional yang tidak termasuk dalam satuan SI ?
Jawaban Kuis
1. L / T atau L T-2
2. Kecepatan, gaya
3. E = m g h = kg m/s2 m = [M] [L] [T] -2 [L]
4. Panjang, massa, waktu, kuat arus dan intensitas cahaya
5. Jengkal dan langkah
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan pada materi besaran dan satuan serta dimensi, diteruskan dengan
pemberian tugas mandiri, tugas kelompok, serta membaca dan memahami materi
berikutnya.
109
V. Sumber Belajar
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Buku-buku Fisika yang relevan pilihan dari guru dan Fisika
Bilingual SMA Semester 1& 2 (Yrama Widia)
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Pengamatan keaktifan siswa dalam menjawab pertanyaan dalam tanya
jawab/diskusi, penilaian sikap, minat, dan tingkah laku siswa.
� Tugas rumah
Siswa diminta, menemukan minimal lima besaran pokok dan besaran turunan
yang paling sering digunakan di lingkungan sekitar siswa serta alat ukur apa
sajakah yang paling banyak digunakan.
Berikut ini merupakan contoh penilaian sebagaimana di maksudkan pada poin IV.
a. Pengamatan ke aktifan tanya jawab, demonstrasi dan diskusi.
Nama Sekolah :……………. Mata Pelajaran :…………..
Kelas/Semester : .................... Nama Guru :..................
Pertemuan Ke- : ................... Hari/Tanggal :..................
No Nama siswa Sangat aktif
(4)
Aktif
(3)
Cukup aktif
(2)
Tidak aktif
(1)
1 Rigean 4
2 Kumang 1
.. …… … … …. ….
Tabel 13. RPP Lembar pengamatan ke aktifan
110
Keterangan : Kolom diisi nilai 4; 3; 2; atau 1.
4 : Sangat aktif
3 : Aktif
2 : Cukup aktif
1 : Tidak aktif
b. Pengamatan sikap dan minat siswa terhadap pelajaran fisika
No Nama Siswa Sangat
baik
(4)
Baik
(3)
Cukup
(2)
Kurang
(1)
Keterangan
1 Yuli 3 Perlu di
tingkatkan
sikap dan
minatnya
2 Muly 1 Diberi
motivasi
Keterangan : Kolom diisi nilai 4; 3; 2; atau 1.
4 : Sangat Baik
3 : Baik
2 : Cukup Baik
1 : Kurang Baik
Tabel 14. RPP Lembar sikap dan minat
111
c. Penilaian tes keterampilan dan pengamatan melakukan
eksperimen/praktikum
No Nama
Kelompok
Mengambil
Alat Benar
Cara
Kerja
Benar
Pembacaan
Alat Benar
Data
Benar
Analisis
Data
Benar
Kesimpulan
Benar
1 Newton 4 4 4 4 4 4
2 Einstain 1 1 1 1 1 1
... ...... ..... .... ... ... ..... ....
Keterangan : Kolom diisi nilai 4; 3; 2; atau 1.
4 : Sangat Baik
3 : Baik
2 : Cukup Baik
1 : Kurang Baik
d. Pengamatan tes keterampilan mengerjakan soal-soal fisika
No Nama Nilai Catatan
1 Susy 4 Tingkatan
2 Ayan 1 Dipanggil ke kantor
… …….. ….. ………..
Tabel 16. RPP Lembar Pengamatan tes keterampilan mengerjakan soal-soal fisika
Tabel 15. RPP Lembar Penilaian tes keterampilan dan pengamatan melakukan
Eksperimen/praktikum
112
Keterangan : Kolom diisi nilai 4; 3; 2; atau 1.
4 : Sangat Baik
3 : Baik
2 : Cukup Baik
1 : Kurang Baik
Dari semua lembar penilaian di atas, maka ditetapkanlah skor akhir atau skor
finalnya. Cara perhitungannya adalah
Skor Final = %1004
xdskorcSkorbSkoraSkor +++
Catatan:
Jawaban di atas dapat langsung dikoreksi oleh temannya di bangku sebelahnya,
kemudian nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara
menyebutkan nilai secara lisan agar semua siswa tahu.
Sintang, 27 Januari 2010
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––––––– –––––––––––––––––
NIP: 316777167 NIP:3117888715
Mad, S.Pd Katamso, S.Pd
113
RPP 2. Pengukuran
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 2
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya
Indikator : - Menunjukkan/memperagakan macam-macam alat uur
seperti jangka sorong, mikrometer sekrup dan stop
watch.
- Membaca skala nonius
- Menyiapkan intrumen dan melakukan pengukuran
dengan benar serta tepat
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat memperagakan atau menunjukkan cara penggunaan berbagai
alat ukur seperti neraca lengan, neraca pegas, jangka sorong, mikrometer
sekrup, dan stop watch.
� Siswa dapat mempergunakan dan membaca nilai pada alat ukur dan
menuliskan hasil pengukuran sesuai dengan peraturan penulisan angka
penting.
� Siswa dapat menjelaskan pengertian macam-macam kesalahan dalam
melakukan pengukuran.
II. Materi Ajar
Pengukuran
114
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/ceramah siswa aktif
2. Demonstrasi
3. Praktikum
4. Tanya jawab/Diskusi kelompok
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan pemberian kuis tertulis yang
disampaikan secara lisan tentang materi besaran, satuan, dan dimensi serta
materi yang akan diajarkan, dalam waktu ± 8 menit.
Quis ± 8 menit
1.Sebutkan besaran pokok dan besaran turunan minimal lima yang siswa
ketahui
2. Apakah anma alat yang sering di gunakan orang Sintang mengukur panjang
dan lebar rumah mereka?
3. Sebutkan macam-macam alat yang kamu ketahui untuk menimbang berat
benda
4. Apa nama alat yang dapat mengukur sampai mencapai milimeter?
B. Kegiatan Inti
� Guru memberikan penjelasan singkat dan siswa kemudian melakukan
demonstrasi cara menggunakan berbagai macam alat ukur (Mistar, Jangka
115
sorong, Mikrometer sekrup kalau ada) disertai tanya jawab. Untuk mistar,
siswa diminta mencoba sendiri mengukur panjang bukunya.
� Siswa melakukan demonstrasi untuk membaca skala nonius jangka sorong
dan mikrometer sekrup, dengan membentuk kelompok-kelompok kecil.
1. Pengukuran Panjang
Alat ukur yang digunakan untuk mengukur panjang benda haruslah sesuai
dengan ukuran benda. Sebagai contoh, untuk mengukur lebar buku kita gunakan
pengaris, sedangkan untuk mengukur lebar jalan raya lebih mudah menggunakan
meteran kelos.
a. Pengukuran Panjang dengan Mistar
Siswa di minta memahami penjelasan berikut kemudian ukurlah panjang
meja siswa. Masing-masing siswa melakukan minimal melkaukan 2 kali
pengukuran. Selanjutnya laporkan pengukuran siswa ke teman sebelahnya.
Penggaris atau mistar berbagai macam jenisnya, seperti penggaris yang
berbentuk lurus, berbentuk segitiga yang terbuat dari plastik atau logam,
mistar tukang kayu, dan penggaris berbentuk pita (meteran pita). Mistar
mempunyai batas ukur sampai 1 meter, sedangkan meteran pita dapat
mengukur panjang sampai 3 meter. Mistar memiliki ketelitian 1 mm atau 0,1
cm. Contoh alat ukur besaran panjang yang sering digunakan oleh
masyarakat pada umumnya di kabuten Sintang (gambar 3).
Meteran pita Meteran segitiga Mistar plastik
Gambar 3. Berbagai Alat Ukur Panjang (Koleksiku.net)
116
Cara membaca hasil pengukuran dengan mistar harus benar, yaitu posisi mata
harus melihat tegak lurus terhadap skala ketika membaca skala mistar.
Hal ini untuk menghindari kesalahan pembacaan hasil pengukuran akibat beda
sudut kemiringan dalam melihat atau disebut dengan kesalahan paralaks (gambar
4).
b. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong
Pahami penjelasan berikut ini, kemudian jawab setiap pertanyaan yang
telah di sediakan oleh guru berikut.
Bagaimanakah mengukur kedalaman suatu tutup pulpen? Untuk mengukur
kedalaman tutup pulpen dapat digunakan jangka sorong. Jangka sorong
merupakan alat ukur panjang yang mempunyai batas ukur sampai 10 cm
dengan ketelitiannya 0,1 mm atau 0,01 cm. Jangka sorong juga dapat
digunakan untuk mengukur diameter cincin dan diameter bagian dalam sebuah
pipa.
Bagian-bagian penting dari sebuah jangka sorong yaitu ( gambar 5)
• Rahang tetap dengan skala tetap terkecil 0,1 cm
• Rahang geser yang dilengkapi skala nonius. Skala tetap dan nonius
mempunyai selisih 1 mm.
Gambar 4. Pembacaan Skala (Koleksiku.net)
117
Contoh latihan soal
Hitunglah diameter baut pada gambar berikut!
Pembahasan
• Langkah pertama
Tentukan terlebih dahulu skala utama. Pada gambar terlihat skala nol nonius
terletak di antara skala 2,4 cm dan 2,5 cm pada skala tetap. Jadi, skala tetap
bernilai 2,4 cm.
• Langkah ke dua
Menentukan skala nonius. Skala nonius yang berimpit dengan skala tetap
adalah angka 7. Jadi, skala nonius bernilai 7 x 0,01 cm = 0,07 cm.
• Langkah ke tiga
Menjumlahkan skala tetap dan skala nonius. Hasil pengukuran = 2,4 cm +
0,07 cm = 2,47 cm Jadi, hasil pengukuran diameter baut sebesar 2,47 cm.
Latihan soal
Gambar 5. Jangka sorong (Sumber: www.loscoltrahues.com (2008))
118
Tentukanlah diameter kelereng yang terukur pada jangka sorong seperti pada
gambar halman 111 bagian jangka sorong !
Sumber Gambar: Pristiadi Utomo, fisika kelas x, pokok bahasan besaran dan
satuan.
c. Pengukuran Panjang dengan Mikrometer Sekrup
Pahami penjelasan berikut ini dan kemudian jawab setiap pertanyaan yang
ada karena akan di nilai. Keaktifan siswa, minat siswa terhadap fisika,
keterampilan siswa berdomenstrasi atapun praktikum.
Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang lebih teliti kita dapat
mengunakan mikrometer sekrup, karena mikrometer sekrup dapat memiliki
ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk
mengukur benda yang mempunyai ukuran kecil dan tipis, seperti mengukur
ketebalan plat, diameter kawat, dan onderdil kendaraan yang berukuran kecil.
Bagian-bagian dari mikrometer adalah rahang putar, skala utama, skala putar,
dan silinder bergerigi ( gambar 6).
119
Skala terkecil dari skala utama bernilai 0,1 mm, sedangkan skala terkecil
untuk skala putar sebesar 0,01 mm.
Contoh penyelesaian soal
Hitunglah diameter kawat seperti pada gambar berikut ini!
Pembahasan
• Langkah pertama
Menentukan skala utama, terlihat pada gambar skala utamanya adalah 1,5 mm.
• Langkah kedua
Gambar 6. Bagian-Bagian Mikrometer Sekrup Sumber Gambar: koleksiku.net daam www.phy.uct.ac.za (2008)
120
Perhatikan pada skala putar, garis yang sejajar dengan skala utamanya adalah
angka 29. Jadi, skala nonius sebesar 29 ´ 0,01 mm = 0,29 mm.
• Langkah ketiga
Menjumlahkan skala utama dan skala putar. Hasil pengukuran = 1,5 mm +
0,29 mm = 1,79 mm. Jadi hasil pengukuran diameter kawat adalah 1,79 mm.
Latihan soal
Dari gambar berikut berapakah besar diameter kawat
Sumber Gambar: Pristiadi Utomo, fisika kelas X pokok bahasan besaran dan
satuan
2. Pengukuran Massa Benda
Diskusikan berbagai alat pengukuran massa berikut dan jawab setiap
pertanyaanya karena apapun perbuatan siswa yang berhubungan dengan fisika
akan di nilai.
Pada pasar Inpres Sintang atau di pasar sayur siswa-siswi dapat menemukan
berbagai jenis timbangan yang sering dijumpai seperti dacin, timbangan pasar
121
atau sering dikenal dengan timbangan kulat Karet, timbangan emas, bahkan
mungkin timbangan atau neraca digital. Lihat gambar 7 dibawah ini.
Timbangan-timbangan tersebut digunakan untuk mengukur massa benda. Prinsip
kerjanya adalah keseimbangan kedua lengan, yaitu keseimbangan antara massa
benda yang diukur dengan anak timbangan yang digunakan. Dalam dunia
pendidikan sering digunakan neraca O’Hauss tiga lengan atau dua lengan (gambar
8).
Neraca pasar Dacin Dacin
Gambar 7. Beberapa Jenis Neraca. Sumber Gambar: Koleksiku.net
122
Bagian-bagian dari neraca O’Hauss tiga lengan adalah sebagai berikut:
• Lengan depan memiliki skala 0-10 g, dengan tiap skala bernilai 1 g.
• Lengan tengah berskala mulai 0-500 g, tiap skala sebesar 100 g.
• Lengan belakang dengan skala bernilai 10 sampai 100 g, tiap skala 10 g.
Guru meminta siswa untuk mengamati dacin dan timbangan pasar atau
timbangan kulat karet di pasar atau di lingkungan tempat tinggal mereka.
Contoh pembacaan dengan neraca O hauss
Sekantong plastik gula pasir ditimbang dengan neraca O’Hauss tiga lengan.
Posisi lengan depan, tengah, dan belakang dalam keadaan setimbang
ditunjukkan pada gambar berikut ini. Tentukan massa gula pasir tersebut!
Gambar 8. Neraca ohaus tiga lengan. Sumber Gambar: Koleksiku.net
123
Pembahasan
Dari gambar dapat diketahui bahwa:
- posisi anting depan 5,5 gram
- posisi anting tengah 20,0 gram
- posisi anting belakang 200,0 gram
Dari hasil pembacaan ini kita jumlahkan maka akan menghasilkan massa gula
pasir 225,5 gram
3. Pengukuran Besaran Waktu
a. Stop Watch
Diskusikanlah penjelasan alat ukut waktu berikut ini dan presentasikan
penjelasan siswa A ke siswa B.
Stop watch digunakan untuk mengukur interval
waktu yang pendek. Ada dua jenis
stop watch yaitu, digital dan
manual atau analog. Stop watch
digital memiliki pengukuran yang
Pada gambar 9 ditunjukkan gambar suatu Stop Watch ( Pristiadi Utomo)
. Stop Watch Digital . Gambar 9. Stop watch
124
lebih teliti dibandingkan dengan jenis analog. Batas ketelitian stop watch ± 0,1
sekon – 0,01 sekon.
Ketika bepergian kita tidak lupa membawa jam tangan. Jam tersebut kita gunakan
untuk menentukan waktu dan lama perjalanan yang sudah ditempuh. Berbagai
jenis alat ukur waktu yang lain, misalnya: jam analog, jam digital, jam dinding,
jam atom, jam matahari, dan stopwatch. Dari alat-alat tersebut, stopwatch
termasuk alat ukur yang memiliki ketelitian cukup baik, yaitu sampai 0,01 s.
4. Ketidakpastian dari hasil pengukuran
Pahami uraian berikut ini karena bapak guru akan memberi pertanyaan secara
lisan dan bagi yang bisa jawab akan mendapat nilai tambahan. Kemudian
jawablah setiap pertanyaan seperti yang diminta.
Ketika melakukan pengukuran, hasil yang didapat belum tentu hasil yang akurat.
Untuk itu dalam setiap hasil pengukuran perlu ditambahkan ketidakpastian dari
hasil pengukuran tersebut. Misalnya mengukur lebar meja menggunakan mistar
atau pengaris didapatkan hasil pengukuran 100 cm. Hasil pengukuran tersebut
dapat ditulis dalam bentuk (100 ± 0,1) cm, di mana 0,1 cm adalah batas ketelitian
alat ukur mistar. Dengan demikian lebar meja tersebut sekitar 99,9 cm dan 100,01
Jam tangan Jam plastik Jam air Gambar 10. Berbagai Jenis Alat Ukur Waktu Sumber Gambar: Koleksiku.net
125
cm. Jadi ketidakpastian dalam pengukuran adalah perbandingan batas ketelitian
dengan benda yang diukur.
Prosentanse ketidakpastian dapat dirumuskan
%100% xpengukuranhasil
ketelitianbatastianketidakpas =
Dai contoh di atas dapat di hitung % ketidakpastian pengukuran tersebut.
% ketidakpastian = %1,0%100100
1,0 =x
Latihan soal
1. Jika suatu benda di ukur dengan mistar seperti tampak pada gambar berikut ini
berapakah hasil pengukuran itu sebenarnya?
Tentukan panjang karet penghapus A dan B ? (Sumber Pristiadi Utomo, fisika
kelas x, pokok bahasan besaran dan satuan)
Karet penghapus B
126
2. Minggu kemarin Pardi menempuh ujian praktik pelajaran olah raga, yaitu
praktik lari satu kali putaran lapangan sepak bola dan lempar cakram 1 kg. Waktu
tempuh Pardi adalah 1 menit 23 detik, sedangkan jarak lemparnya 6,5 m.
Nyatakan satuan massa, waktu, dan arah lempar masing-masing dalam satuan
gram, sekon, dan dm!
3. Tentukan hasil pengukuran dari alat-alat ukur berikut ini!
a. Jangka sorong
b. Mikrometer sekrup
c. Neraca tiga lengan
Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan pada materi pengukuran, diteruskan dengan pemberian tugas mandiri
atau tugas kelompok, membuat model skala nonius jangka sorong besar, serta
membaca dan memahami materi berikutnya. Penting Guru terus-menerus
mengatakan agar siswa belajar di rumah, karena guru fisika sewaktu-waktu
127
memberikan ujian dengan tiba-tiba atau mengadakan Quis untuk mata pelajaran
berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat-Alat/Bahan : Jangka sorong, mikrometer sekrup, neraca lengan, neraca
pegas, anak timbangan, batu, dan stop watch.
Catatan: Semua alat di atas kalau memang ada di sekolah tersebut bisa saja
langsung praktek tapi kalau tidak ada guru bisa menjelaskan lewat gambar-
gambar yang guru ambil sendiri dari internet atau dari buku-buku yang ada.
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Gambar-gambar alat jangka sorong, mikrometer sekrup dll, Fisika
Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia)
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Sikap siswa pada saat tanya jawab/diskusi, kinerja keterampilan dalam
melakukan percobaan dan peragaan serta penilaian sikap, minat dan
tingkah laku siswa.
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya siswa tidak ada melakukan praktikum maka lembar penilaian
praktikum jangan dipakai.
� Tugas mandiri, tugas kelompok, laporan hasil percobaan.
Tugas kelompok
128
Buatlah kelompok yang terdiri dari empat orang dan diskusikanlah cara-cara
mengurangi kesalahan dalam pengukuran menggunakan ala-alat berikut.
• Jangka sorong
• Mikrometer sekrup
• Stopwatch
• Neraca tiga lengan
Contoh Soal Kuis
1. Sebuah silinder diukur dengan jangka sorong. Ujung skala nonius
menunjuk angka 8,3 cm lebih sedikit, kalau setrip yang berimpit pada
skala nonius 4, berapa diameter silinder tersebut?
2. Hitung prosentase ketidakpastian dari hasil pengukuran (5,3 ± 0,1) cm
3. Jika kita menginginkan ketelian dalam sebuah penelitian hingga satuan
milimeter alat pengukuran apakah yang paling tepat kita gunakan
5. Seorang anak yang sedang main sepak bola mendapat tendangan Penalti
berapa jauh bola itu harus ditendang dari gawang diukur dengan langkah?
Jawaban Kuis
1. 4 g/cm3
2. 8,34 cm
3. %100%pengukuranhasil
ketelitianBatastianketidakpas =
% ketidakpastian = %88,1%1003,5
1,0 =x
4. Mikrometer sekrup dan jangka sorong
129
5. 12 langkah atau lebih terkenal dengan 12 pas
Catatan:
Kalau ada waktu, jawaban dapat langsung dikoreksi oleh temannya di bangku
sebelahnya, kemudian nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan
cara menyebutkan nilai secara lisan agar semua siswa tahu.
.......,..................... 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––– ––––––––––––––
130
RPP 3. Pengukuran dan Angka Penting
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 3
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya
Indikator : - Mengindentifikasi langkah-langkah yang harus di ambil
mulai dari persipan sampai pada pelaksanaan
eksperimen/ percobaan dan termasuk keamanan
kegiatan eksperimen
– Mengidentifikasi pengertian angka penting dan
menerapkannya dalam pengukuran.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat menjelaskan pengertian angka penting dan menerapkan dalam
pengukuran.
� Siswa dapat menyiapkan instrumen dan melakukan pengukuran dengan
benar dan tepat.
II. Materi Ajar
Pengukuran
131
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/ceramah siswa aktif
2. Diskusi
3. Tanya jawab
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan tanya jawab mengungkap kembali
pengetahuan awal siswa tentang penggunaan alat ukur dan persiapan pengukuran.
B. Kegiatan Inti
� Siswa melakukan diskusi menyebutkan macam-macam kesalahan dalam
penulisan angka penting dan memberi contohnya.
� Siswa melakukan diskusi untuk menjelaskan pengertian angka penting
dan memberi contoh penerapannya dalam penulisan hasil pengukuran.
� Siswa melakukan tanya jawab menyebutkan peraturan dan memberi
contoh-contoh dalam penulisan angka penting yang berkaitan dengan
pembulatan, penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian.
Angka Penting
Pahami semua penjelasan tentang angka penting dan diskusikan dengan teman di
sebelah siswa. Kemudian jawab setiap pertanyaan yang telah di sediakan.
Semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran merupakan angka penting.
Angka penting adalah bilangan yang diperoleh dari hasil pengukuran yang
terdiri dari angka-angka penting yang sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu
angka terakhir yang ditafsir atau diragukan. Sedangkan angka eksak/pasti adalah
132
angka yang sudah pasti (tidak diragukan nilainya), yang diperoleh dari kegiatan
membilang (menghitung).
Bila kita mengukur panjang suatu benda dengan mistar berskala mm (mempunyai
batas ketelitian 0,5 mm) dan melaporkan hasilnya dalam 4 angka penting, yaitu
108,5 mm.
Jika panjang benda tersebut diukur dengan jangka sorong (jangka sorong
mempunyai batas ketelitian 0,1 mm) maka hasilnya dilaporkan dalam 5 angka
penting, misalnya 114,45 mm, dan jika diukur dengan mikrometer sekrup
(Mikrometer sekrup mempunyai batas ketelitian 0,01 mm) maka hasilnya
dilaporkan dalam 6 angka penting, misalnya 113,349 mm. Ini menunjukkan
bahwa banyak angka penting yang dilaporkan sebagai hasil pengukuran
mencerminkan ketelitian suatu pengukuran. Makin banyak angka penting yang
dapat dilaporkan, makin teliti pengukuran tersebut. Tentu saja pengukuran
panjang dengan mikrometer sekrup lebih teliti dari jangka sorong dan mistar.
Pada hasil pengukuran mistar tadi dinyatakan dalam bilangan penting yang
mengandung 4 angka penting : 108,5 mm. Tiga angka pertama, yaitu: 1, 0, dan 8
adalah angka eksak/pasti karena dapat dibaca pada skala, sedangkan satu angka
Gambar 11. Pembacaan alat ukur dengan mistar (kolekskiku.net)
133
terakhir, yaitu 5 adalah angka tafsiran karena angka ini tidak bisa dibaca pada
skala, tetapi hanya ditafsir.
1. Ketentuan Angka Penting :
• Semua angka yang bukan nol merupakan angka penting. Contoh : bila
diketahui hasil dari suatu pengukuran adalah 6,89 mm, maka pengukuran
tersebut memiliki 3 angka penting. Kemudian kalau dalam suatu
pengukuran terbaca pada alat ukur 78,99 mm, maka pengukuran itu
memiliki empat angka penting. Demikian halnya dengan 7000,2003 ( 9
angka penting ).
• Semua angka nol yang terletak di antara bukan nol merupakan angka
penting. Contoh : 1208 memiliki 4 angka penting. 2,0067 memiliki 5
angka penting.
• Semua angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir,
tetapi terletak di depan tanda desimal adalah angka penting. Contoh :
70000, ( 5 angka penting).
• Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di
belakang tanda desimal adalah angka penting. Contoh : 23,50000 (7 angka
penting).
• Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan
tidak dengan tanda desimal adalah angka tidak penting. Contoh : 3500000
(2 angka penting).
134
Angka nol yang terletak di depan angka bukan nol yang pertama adalah angka
tidak penting. Contoh : 0,0000352 (3 angka penting).
2. Aturan Pembulatan
Jika angka pertama setelah angka yang hendak dipertahankan adalah 4 atau lebih
kecil, maka angka itu dan seluruh angka di sebelah kanannya ditiadakan. Contoh
(1) : 75,494 = 75,49 (angka 4 yang dicetak tebal ditiadakan). Contoh (2) :
1,00839 = 1,008 ( kedua angka yang dicetak tebal ditiadakan)
Jika angka pertama setelah angka yang akan anda pertahankan adalah 5 atau lebih
besar, maka angka tersebut dan seluruh angka di bagian kanannya ditiadakan.
Angka terakhir yang dipertahankan bertambah satu.
Contoh (1) 1,037878 = 1,038 (ketiga angka yang diberi garis bawah dihilangkan,
sedangkan angka 7 yang dicetak tebal, dibulatkan menjadi 8).
Contoh (2) 28,02500 = 28,03 (ketiga angka yang diberi garis bawah ditiadakan.
Angka 2 yang dicetak tebal diubah menjadi 3).
Contoh (3) : 12,897 = 12,90 (angka 7 yang diberi garis bawah ditiadakan. Angka
8 dan 9 yang dicetak tebal diubah menjadi 90
3. Aturan Penjumlahan dan Pengurangan
Apabila melakukan operasi penjumlahan atau pengurangan, maka hasilnya hanya
boleh mengandung satu angka tafsiran (catatan : angka tafsiran adalah angka
terakhir dari suatu angka penting).
Contoh :
135
Jumlahkan 273,219 g; 15,5 g; dan 8,43 g (jumlahkan seperti biasa, selanjutnya
bulatkan hasilnya hingga hanya terdapat satu angka tafsiran)
Angka 4 dan 9 ditiadakan. Hasilnya = 297,1
4. Aturan Perkalian dan Pembagian
Pada operasi perkalian atau pembagian, hasil yang diperoleh hanya boleh
memiliki jumlah angka penting sebanyak bilangan yang angka pentingnya paling
sedikit.
Contoh : hitunglah operasi perkalian berikut ini : 0,6283 x 2,2 cm
(petunjuk : lakukanlah prosedur perkalian atau pembagian dengan cara biasa.
Kemudian bulatkan hasilnya hinga memiliki angka penting sebanyak salah satu
bilangan yang memiliki angka penting paling sedikit)
Hasilnya dibulatkan menjadi 1,4 cm2 (dua angka penting)
Hasil perkalian atau pembagian antara bilangan penting dengan bilangan
eksak/pasti hanya boleh memiliki angka penting sebanyak jumlah angka penting
pada bilangan penting.
Contoh : hitunglah operasi perkalian berikut ini : 25 x 8,95
136
Hasilnya dibulatkan menjadi 224 cm (tiga angka penting) agar sama dengan
banyak angka pada bilangan penting 8,95. (www. gurumuda.com).
Ketentuan-ketentuan lain mengenai angka penting atau aturan pembulatan:
- Pembulatan ke atas boleh dilakukan untuk angka 5 atau lebih. Sedangkan
angka bukan 5 dihilangkan. Misalnya 127,5939 = 127,594 (dibulatkan 3
desimal) = 127,59 (dibulatkan 2 desimal) = 127,6 (dibulatkan 1 desimal).
- Hasil perkalian maupun pembagian mempunyai angka penting yang sama
banyaknya dengan bilangan yang memiliki angka penting paling sedikit.
Misalnya 73,24 (empat angka penting) X 4,52 9 tiga angka penting) =
331,0448 = 331 (tiga angka penting); 1,648 (empat angka penting) : 0,023
(dua angka penting) = 71,652174 = 72 (dua angka penting).
Cara baku ialah penyingkatan dalam penulisan angka. Misalnya: panjang
gelombang sinar ungu λ = 0,0000004 m ditulis λ = 4. 10-7 m ; Kecepatan cahaya C
= 300.000.000 m/det ditulis C = 3. 108 m/s.
Tugas untuk siswa kerjakan:
Sebutkan berapa angka penting pada angka-angka di bawah ini? Dan selesaikan
pula penjumlahan,pengurangan, perkalian dan pembagian berikut.
137
C. Kegiatan Akhir
Guru menyimpulkan dan memberi penekanan pada materi pengukuran dan
peraturan angka penting, diteruskan dengan pemberian tugas mandiri, tugas
kelompok, serta membaca dan mempersiapkan eksperimen/percobaan untuk
pertemuan berikutnya.
V. Sumber Belajar
Buku Fisika Bilingual SMA semester 1 & 2 (Yrama Widia)
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Pengamatan keaktifan siswa dalam dalam tanya jawab/diskusi, penilaian
sikap, minat, dan tingkah laku siswa
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya siswa tidak ada melakukan praktikum maka lembar penilaian
praktikum jangan dipakai.
5. 150,273
6. 34,157 + 12,591
7. 54, 143 – 26, 981
8. 2,65 x 3,710
9. 4,45 : 2
10. 5 : 92
1. 1000000,10
2. 0,0100000
3.2, 7001
4. 2,3 x 10-7
138
� Tugas
Tugas yang dimaksud adalah tugas yang dikerjakan siswa dirumah, ini
bisa berupa meringkas catatan atau mengerjakan soal tambahan yang
diberikan oleh guru di sekolah. Tugas ini dikumpulkan pada pertemuan
berikutnya agar siswa merasa harus mengerjakannya
Contoh Soal Kuis Akhir
1. Tulislah hasil pengukuran luas buku kerja Anda dengan aturan angka
penting !
2. Sebutkan minimal 3 aturan angka penting !
3. Sebutkan macam-macam kesalahan yang terjadi dalam pengukuran ?
4. Apa manfaat yang anda ambil dari hasil pengukran ini ?
...........,...................... 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––– –––––––––––––––
NIP: NIP:
139
RPP 4. Penggambaran dan Operasi Vektor
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 4
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya
Indikator : - Menggambarkan vektor tunggal dan beberapa vektor
baik segaris maupun membentuk sudut baik segaris
maupu membentuk sudut.
– Menjumlahkan dan mengurangkan dua vektor atau
lebih
- Menguraikan sebuah vektor dalam bidang datar
menjadi dua vektor komponen yang saling tegak lurus.
– Menentukan arah vektor resultan hasil penjumlahan dan
pengurangan.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat membedakan besaran skalar dan besaran vektor serta dapat
memberikan contoh dalam kehidupan sehari-hari.
� Siswa dapat menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode
jajargenjang dan poligon.
� Siswa dapat menjumlahkan dan mengurangkan dua vektor yang segaris
dan membentuk sudut.
140
� Siswa dapat menentukan arah vektor resultan hasil penjumlahan dan
pengurangan dua vektor.
� Siswa dapat menguraikan sebuah vektor dalam bidang datar menjadi dua
vektor komponen yang saling tegak lurus.
� Siswa dapat menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan cara analisis.
II. Materi Ajar
Penggambaran dan Operasi Vektor
III. Metode Pembelajaran
1. Ceramah siswa aktif
2. Diskusi
3. Tanya jawab
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan pemberian kuis tertulis yang
diberikan
secara lisan tentang materi besaran dan pengukuran serta materi yang
akan diajarkan dalam waktu ± 8 menit.
Besaran-besaran fisika terdiri dari besaran skalar dan besaran vektor. Besaran
skalar adalah besaran yang hanya mempunyai nilai saja tanpa memperhatikan arah
sedangkan besaran vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah.
141
Quis ± 8 menit.
1. Sebutkan besaran fisika yang temasuk besaran vektor
2. Sebutkan besaran fisika yang termasuk besaran skalar
3. Temukan perbedaan antara besaran skalar dengan besaran vektor
B. Kegiatan Inti
� Siswa melakuan diskusi untuk mengidentifikasi perbedaan besaran skalar
dan besaran vektor.
� Siswa mengerjakan tugas yang telah guru peersiapkan, tentang cara
menjumlahkan dua vektor atau lebih dengan metode jajargenjang, poligon,
dan metode analisis.
� Siswa diminta memahami penjelasan tentang menjumlahkan atau
mengurangkan dua buah vektor yang segaris maupun yang membentuk
sudut.
� Siswa mempelajari setiap penjelasan untuk menentukan arah vektor
resultan hasil penjumlahan dan pengurangan dua buah vektor yang
membentuk sudut.
� Siswa memahami penjelasan tentang menguraikan sebuah vektor dalam
bidang datar menjadi dua vektor komponen yang saling tegak lurus.
� Siswa diberi tugas melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan
persoalan berkaitan dengan operasi vektor.
� Siswa di ajak refresing naik perahu menuju ke seberang sungai durian
sambil naik perahu sekaligus guru menjelasan tambahan mengenai vektor
142
Pahamami penjelasan berikut, kemudian catat poin-poin penting dari apa yang
siswa pahami karena bapak akan periksa catatan siswa. Selanjutnya cobalah
diskusikan semua penjelasan tentang vektor serta jawab setiap pertanyaan
yang telah di siapkan karena pada akhir mata pelajaran siswa akan di ajak
jalan-jalan ke pasar sungai durian.
Konsep dasar vektor
Sifat-sifat besaran vektor dan besaran skalar
Besaran vektor Besaran skalar
• Punya nilai
• Punya arah
• Contohnya: perpindahan,
kecepatan, percepatan dan gaya
• Tidak selalu memenuhi aturan
aljabar matemati seperti
pembagian, pengurangan,
perkalian, penjumlahan dan lain
sebagainya
• Punya nilai
• Tanpa arah
• Contohnya: massa jenis, suhu,
dan volume
• Selalu memenuhi aturan aljabar
matemati seperti pembagian,
pengurangan, perkalian,
penjumlahan dan lain
sebagainya
Dari data yang ada pada tabel 17 di atas simpulkanlah apa yang dimaksud besaran
vektor dan apa yang dimaksud besaran skalar serta berikalah contohnya?
Hal-hal dasar yang harus dipahami dalam mempelajari besaran vektor:
Tabel 17. Sifat-sifat dasar vector dan skalar
143
a. Sebuah vektor dinyatakan atau diinterpretasikan oleh sebuah anak panah
( A B).
b. Sebuah vektor ditentukan oleh :
• Titik tangkap (titik pangkal) vektor, yaitu titik A.
• Panjang vektor, yaitu AB (panjang vektor menyatakan besarnya besaran
vektor).Contoh: Kecepatan sebesar 50 m/s dapat kita misalkan sebuah
vektor dengan panjang vektor sebesar 5 cm; artinya 1 cm panjang vektor
menyatakan kecepatan sebesar 10 m/s
• Arah vektor, yaitu sesuai dengan arah anak panah.
c. Penjumlahan dan pengurangan vektor (jumlah vektor):
Dua buah vektor masing-masing A dan B dapat dijumlahkan dan
menghasilkan sebuah vektor baru yang disebut resultan. Penjumlahan dua
buah vektor dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut
A + B = R
Penjumlahan vektor mempunyai arti yang berbeda dengan penjumlahan
bilangan skalar, tetapi penjumlahan vektor memenuhi hukum komutatif
penjumlahan dan hukum asosiatif penjumlahan.
R = A + B ≠ A + B
Hukum komutatif penjumlahan adalah
A + B = B + A
Hukum asosiatif penjumlahan
A + (B + C) = (A + B) + C
144
Sedangkan pengurangan vektor adalah penjumlahan vektor dengan
mendefinisikan vektor negatif sebagai vektor lain yang sama besar tetapi
arahnya berlawanan, misalnya vektor A dan vektor B hendak dikurangkan
maka kedua vektor tersebut dapat ditulis:
A – B = A + (-B)
Penjumlahan dan pengurangan vektor dapat ditentukan dengan cara geometri
dan dengan cara analitik
Cara geometri
Penjumlahan dan pengurangn vektor secara geometri terdiri dari metode
segitiga (poligon) dan metode jajargejang. Metode segitiga cara
menjumlahkannya dengan mempertemukan ujung dengan ujung vektor satuan
sedangan metode jajargenjang dengan mempertemukan pangkal dengan
pangkal vektor.
145
Perhatikan contoh berikut ini dengan seksama (gambar 12).
Cara analitik
Sebuah dapat diuraikan menjadi dua atau lebih vektor. Hal ini karena vektor
terdiri dari komponen-komponen vektor.
A
B
A
B
R=A + B B A
R=A + B
Cara seitiga
Cara jajar genjang
Penjumlahan dua buah vektor
B A
-B
-B R = A - B
A A
-B R = A - B
Cara jajar genjang Cara segitiga
Pengurangan dua buah vektor
Gambar 12. Penjumlahan dan Pengurangan Vektor
146
Perhatikan diagram vektor dalam koordinat kartesius berikut ini!
Berdasarkan gambar di atas, vektor A diuraikan menjadi Ax dan Ay. Dengan
Ax adalah komponen A yang searah sumbu X sedangkan Ay adalah
komponen A yang searah dengan sumbu Y. Jadi vektor A dapat dinyatakan
dengan:
A = Ax + Ay (dua dimensi)
Berdasarkan aturan trigonometri, maka komponen-kompenen vektor A
tersebut dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut.
Ax = A cos α
Ay = A sin α
Dengan
A = besar vektor A
Ay = besar vektor Ay
Ax = besar vektor Ax
α = sudut antar A dengan sumbu X positif
untuk menjumlah vektor secara analitik, maka vektor-vektor tesebut diuraikan
terlebih dahulu, kemudian komponen-komponen vektor yang searah
α Ax
Ay
X
Y
A
Gambar 13. Diagram vektor
147
dijumlahkan. Sebagai contoh, perhatikan penjumlahan vektor A dengan vektor
B menggunakan cara analitik sebagai berikut:
A = Ax + Ay dan B = Bx + By
Sehingga kita memperoleh hasil
A + B = ( Ax + Bx) + (Bx + By)
R = Rx + Ry
Dan besarnya vektor resultan (R) dapat ditentukan sebagai berikut
22yx RRR += bila diminta mencari arahnya (sudutnya α), maka kita bisa
menggunakan persamaan α = tan-1
x
y
v
v
Contoh penyelesaian soal
Sebuah vektor kecepatan(v) membentuk sudut 300 dengan sumbu x positif dan
besarnya 20 m/s. Tentukan besar komponen-komponen vektor tersebut! dan
tentukanlah arah resultannya.
Penyelesaian:
Ax
Ay
X
Y
A
B Bx
Bx
Gambar 14. Diagram vektor
α v cos α
v sin α
X
Y
v
148
Telah diketahui pada soal di atas v = 20 m/s dan sudutnya 300 maka
vx = v cos α = 20 cos 300 = 20 (0,866) = 17,32 m/s
vy = v sin α = 20 sin 300 = 20 (1/2) = 10 m/s
22yx vvv +=
22 )10()32,17( +=v = 1009824,299 +=v = 19,99956 = 20 m/s
α = tan-1
x
y
v
v= tan-1
06099,59732,110
32,17 ===
Latihan
Lima buah vektor gaya masing-masing besarnya 20 N, 10 N, 15 N,10 N dan 5
N dengan sudut 300, 600, 900, 1500 dan 2100. Tentukan besar dan arah vektor
resultan F
d. Besar dan arah resultan vektor
Pada vektor V1 dan V2 jika kita ingin menentukan vektor resultannya yang diapit
oleh kedua vektor dengan sudut α, maka dapat dilakukan cara seperti berikut ini:
Pertama dengan mengingat rumus kosinus C2 = A2 + B2 – 2 AB cos α, maka
sekarang kita dapat menggunakan rumus ini untuk menyelesaikan persoalan yang
ada. Perhatikan gambar 15 di atas, ∠OAC = (1800 - α) sudut dihadapan sisi OC
dalam OAC, sehingga rumus kosinus dalam OAC :
OC2 = OA2 + AC2 - 2OA . AC cos α, ∠OAC
Keterangan V1 = Vektor yang bertitik tangkap di O V2 = Vektor yang bertitik tangkap di O R = Resultan (paduan) vektor dari vektor-vektor V1dan V2 atau jumlah vektor (V1+V2) = Diagonal jajar genjang dengan sisi-sisi V1 dan V2
O
V1
V2
R α
α
B
∠OAC
C
A β
Gambar 15. Resultan vektor
149
OC2 = OA2 + AC2 - 2OA . AC cos α, (1800 - α )
OC2 = OA2 + AC2 - 2OA . AC (-cos α)
OC2 = OA2 + AC2 + 2OA . AC cos α
Karena OC = R, OA = V1, dan AC = V2 sehingga persamaan di atas dapat ditulis
menjadi
R2 = V12 + V2
2 + 2V1V2 cos α,
αcos2 212
22
1 VVVVR ++=
dengan 00 < α < 1800 disebut sudut apit, yaitu sudut terkecil yang dibentuk oleh
vektor V1 dan V2.
Untuk menentukan arah vektor resultannya, dapat digunakan rumus sinus. Sudut β
dapat anda tentukan dengan menggunakan rumus sinus dalam setiga OAC, yaitu
αβ
ββ
βα
sinsin
sinsin
sin)180sin(
2
2
20
R
V
VR
VR
=
=
=−
Atau bisa dengan menggunakan rumus tangen
tan β = 2
1
V
V
Contoh penyelesaian soal
Dua buah vektor kecevatan mempunyai titik pangkal berimpit, yaitu V1= 3
m/s dan V2 = 4 m/s. Jika α = 600, tentukan besar dan arah resultan vektor
tersebut!
Siswa diminta mengerjakan terlebih dahulu.
150
Penyelesaian
smV
V
VVVVV
/08,637
60cos)4)(3(2)4()3(
cos2
022
212
22
1
==
++=
++= α
Latihan
Dengan soal yang sama tapi sudutnya 1200 tentukan besar dan arah
resultan vektor tersebut!
Penjelasan tambahan
Pelajari beberapa penjelasan vektor berikut!
Penjelasan ini di ambil dari buku Djiwatampu halaman 20-21
• Cara Grafis atau segi banyak(Polygon)
• Cara analitis atau cara Sumbu siku-siku (Rectangular).
Cara analitis biasanya dikenal dengan menjumlahkan vektor dengan mengunakan
sumbu siku-siku. Caranya dengan membuat: pertama Sumbu X sumbu Y pada
titik tangkap O dari vektor-vektor V1,V2, V3 dan V4. Kedua vektor-vektor V1,V2,
V3 dan V4 masing-masing diuraikan (diproyeksikan) menjadi komponen pada
sumbu X da sumbu Y seperti terlihat pada gambar, kemudian semua komponen-
┴ sm
Arahnya:
Arc tan-1 4
3= 0,75 = β
Maka β = 360,86
O
V3
V2
V1
V4
V21
R
V31
V41
Caranya dengan membuat: V2
1 # V2 ; V31 # V3 ; V4
1# V4. # = Sama panjang dan sejajar R = V1 + V2 + V3 + V4 (jumlah vektor)
= vektor paduan (vektor resultan) dari vektor-vektor V1,V2, V3 dan V4 yang bertitik tangkap di O. Atau sama dengan hasil jumlah vektor-vektor V1,V2, V3 dan V4.
Gambar 16. Penjumlahan vector segi banyak
151
komponen pada sumbu X dijumlahkan menjadi sebuah vektor Rx dan semua
komponen-komponen pada sumbu Y menjadi Ry yaitu sebagai berikut:
Rx = Vx1 + Vx2 + Vx3 + Vx4 ; Ry = Vy1 + Vy2 + Vy3 + Vy4
R = Rx + Ry
R = V1+ V2 + V 3 + V4 (jumlah vektor)
Catatan:
Penjumlahan vektor tidak sama dengan penjumlahan/pengurangan aljabar, sebab
penjumlahan atau pengurangan vektor bergantung pada sudut antara vektor-vektor
yang akan dijumlahkan atau dikurangkan.
Pengurangan vektor (selisih vektor)
• Pengurangan dengan jajar genjang
Caranya dengan membuat:
Vektor V21 yang segaris, sama panjangnya tapi berlawanan arah dengan
vektor V2, sehingga V21= - V2
R = V2 + V21 = V1+(-V2) = V1 - V2
Y
-X
-Y
V3
V4
R
R
V2
Ry
αR α3
X V1
α2
α4
V2y
V2x
V3y
V3x V4x
V4y
= vektor-vektor resultan dari dari vektor-vektor V1,V2, V3 dan V4 yang bertitik tangkap di O
= Hasil jumlah vektor-vektor V1,V2, V3 dan V4.
Gambar 17. Penjumlahan secara analitis
152
R = Selisih vektor V1 dan vektor V2
• Pengurangan dengan cara segitiga
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan pada materi penggambaran dan operasi vektor, diteruskan dengan
pemberian tugas mandiri, tugas kelompok, serta membaca dan memahami materi
perhitungan vektor.
V. Sumber Belajar
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA Semester 1& 2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Fisika Dasar SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia)
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi dan peragaan
serta penilaian sikap, minat, dan tingkah laku siswa
V1
V21 = -V2
V2
R = V1 - V2
V1 R= V1- V2
V2
V2 + R = V1 R = V1 - V2
R = Selisih vektor V1 dengan vektor V2
Gambar 18. Pengurangan vector secara jajar genjang
Gambar 19. Pengurangan vector secara segitiga
153
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya siswa tidak ada melakukan praktikum maka lembar penilaian
praktikum jangan dipakai.
� Tugas
Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan persoalan dalam kehidupan sehari-
hari. Contohnya siswa diminta mengamati dan melaporkan mengapa setiap
perahu yang sering menyeberang di Sungai Kapuas ke suatu titik di seberang
sungai harus lebih ke hulu mengarahkan haluan perahunya jika ia telah
menetapkan tujuannya?
Contoh Soal Kuis Awal
1. Apakah besaran kecepatan, massa, suhu, dan kuat arus, termasuk besaran
vektor?
2. Empat persegi dengan panjang 10,2 cm dan lebar 2,6 cm, luas empat
persegi panjang tersebut menurut peraturan angka penting adalah ….
3. Alat yang tepat digunakan untuk mengukur diameter kawat adalah alat ….
4. Vektor A dan B mempunyai besar yang sama yaitu 10 N, membentuk
sudut 60o. Vertor resultan hasil penjumlahan A + B sebesar ….
5. Vektor A sebesar 5 N membentuk sudut 30o terhadap sumbu X. Besar
vektor komponen yang diproyeksikan pada sumbu Y adalah ….
6. Vektor A dan vektor B membentuk sudut θ, tuliskan rumus resultan hasil
pengurangan vektor A – B.
154
Jawabab Kuis
1. Kecepatan termasuk besaran vektor
2. 26,5 cm2
3. Mikrometer sekrup
4. 10 N
5. 2,5 N
6. θcos222 ABBAR −+=
Catatan:
Kalau ada waktu, jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman di bangku
sebelahnya, kemudian nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai
dengan cara menyebutkan nilai secara lisan agar semua siswa tahu.
................................. 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––– –––––––––––––––
NIP: NIP
155
RPP 5. Perhitungan Vektor
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 5
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya
Indikator : – Menghitung hasil penjumlahan dan pengurangan dua
buah vektor atau lebih dengan vektor satuan.
– Menghitung hasil perkalian dua vektor dengan cara
perkalian titik (dot product) dan perkalian silang (cross
product).
– Menerapkan perhitungan vektor dalam fisika.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat menuliskan vektor dengan menggunakan vektor satuan.
� Siswa dapat menjumlahkan dan mengurangkan dua buah vektor atau lebih
dengan vektor satuan.
� Siswa dapat menghitung hasil perkalian dua buah vektor dengan perkalian
titik (dot product) dan perkalian silang (cross product).
II. Materi Ajar
Perhitungan Vektor
156
III. Metode Pembelajaran
1. Diskusi
2. Tanya jawab
3. Demonstrasi
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan mengungkap kembali tentang
penggambaran vektor dan operasi vektor dengan cara tanya jawab.
B. Kegiatan Inti
� Siswa dituntun untuk menkontruksi pengertian vektor satuan.
� Siswa memahami cara menuliskan vektor posisi sebuah titik dalam
koordinat cartesian. Jika kurang jelas siswa langsung bertanya kepada guru
� Siswa memahami penjelasan tentang penjumlahan dan pengurangan dua
vektor atau lebih. Jika kurang jelas siswa bertanya kepada guru.
� Siswa mendiskusikan tentang cara menghitung perkalian titik (dot
product) dan perkalian silang (cross product) dua buah vektor.
� Siswa melakukan diskusi kelas untuk memberi contoh-contoh penggunaan
perhitungan vektor dalam fisika dan memecahkan permasalahan yang
berkaitan dengan penerapan perkalian titik dan perkalian silang.
� Guru memberikan kuis tertulis secara lisan untuk mengetahui pemahaman
siswa tentang materi yang telah dipelajari.
157
Pahamilah dan catat poin-poin dari penjelasan berikut ini! Kemudian diskusikan
apa yang siswa dapat dengan teman disebelahnya. Selanjutnya kerjakan setiap
soal-soal yang ada. Pada akhir pelajaran catatan siswa akan dikoreksi guru. Bagi
siswa yang kurang jelas langsung bertanya kepada guru.
1. Vektor satuan
Vektor satuan adalah vektor yang besarnya satu satuan dan arahnya sama
dengan arah komponen vektor tersebut. Pada sistem koordinat xy digunakan
vektor î untuk menunjukkan arah sumbu x positif dan vektor satuan ĵ untuk
menunjukkan arah sumbu y positif. Perhatikan contoh berikut ini. Misalnya
terdapat sebuah vektor F sebagaimana tampak pada gambar 20 di bawah ini.
Pada gambar tampak bahwa vektor satuan î menunjukkan arah sumbu x
positif dan vektor satuan ĵ menunjukkan arah sumbu y positif. Dengan
demikian dapat dikatakan bahwa hubungan antara vektor komponen dan
komponennya masing-masing adalah
Fx = Fx î dan Fy = Fy ĵ
Sehingga jika ditulis vektor F adalah F = Fx î + Fy ĵ
Gambar 20. Vector satuan
158
Misalnya terdapat dua vektor, A dan B pada sistem koordinat xy, di mana
kedua vektor ini dinyatakan dalam komponen-komponennya, sebagaimana
tampak di bawah :
A = Ax î + Ay ĵ
B = Bx î + By ĵ
Sehingga jika vektor A dan vektor B dijumlahkan
R = A + B
R = (Ax î + Ay ĵ)+(Bx î + By ĵ)
R = (Ax + Bx) î + (Ay + By) ĵ
R = Rx î + Ry ĵ
Apabila tidak semua vector berada pada bidang xy, maka dapt ditambahkan
vector satuan $k , arah sumbu x positif.
A = Ax î + Ay ĵ + Az $k
B = Bx î + By ĵ + Bz $k
Jika vector A dan B dijumlahkan maka akan diperoleh hasil sebagai berikut:
R = A + B
R = (Ax î + Ay ĵ + Az $k ) + (Bx î + By ĵ + Bz $k )
R = (Ax + Bx) î + (Ay + By) ĵ + (Az + Bz) $k
R = Rx î + Ry ĵ + Rz $k
2. Perkalian vektor
• Perkalian titik (dot product vector)
159
Perkalian titik vektor titik memberikan hasil skalar, sehingga perkalian
titik vektor disebut perkalian skalar vektor. Sebagai contoh perkalian titik
vektor antara A dan B dapat dinyatakan sebagai berikut.
Hasil A . B adalah skalar yang nilainya ( besarnya) AB cos θ
A . B = AB cos θ
Dalam fisika usaha (dilambangkan dengan W) merupakan contoh besaran
yang dihasilkan dari perkalian titik antara vektor gaya (F) dengan vektor
perpindahan (s), dan dinyatakan dengan persamaan berikut ini.
W = F . s = F s cos θ
Perkalian titik meggunakan vektor satuan
Perkalian skalar secara langsung dapat di hitung komponen x, y dan z dari vektor
A dan B, diketahui
Untuk melakukan perkalian titik dengan cara ini, terlebih dahulu kita lakukan
perkalian titik dari vektor satuan, setelah itu kita nyatakan vektor A dan B dalam
komponen-komponennya, menguraikan perkaliannya dan menggunakan perkalian
dari vektor-vektor satuannya.
Vektor satuan î, ĵ dan $k saling tegak lurus satu sama lain, sehingga dapat
memudahkan dalam perhitungan. Mengunakan persamaan perkalian skalar yang
telah diturunkan di atas ( A . B = AB cos θ) dapat di peroleh:
î . î = ĵ. ĵ = $k . $k = (1) (1) cos 0 = 1
î .ĵ = î . $k = ĵ. $k = (1) (1) cos 900 = 0
160
Selanjutnya vektor A dan B dinyatakan dalam komponen-komponennya, dengan
menguraikan perkaliannya dan menggunakan perkalian dari vektor-vektor
satuannya.
A . B = (Ax î + Ay ĵ + Az $k ) . (Bx î + By ĵ + Bz $k )
= Ax î . Bx î + Ax î . By ĵ + Ax î . Bz $k + Ay ĵ . Bx î + Ay ĵ . Bz$k
Az $k . Bx î + Az $k . Bx î + Az $k . By ĵ + Az $k . Bz $k
= AxBx (î . î ) + Ax By (î . ĵ) + Ax Bz (î . $k ) + Ay Bx (ĵ . î ) + Ay By (ĵ . ĵ)
Ay Bz (ĵ . $k ) Az Bx ( $k . î ) + Az By ( $k . ĵ ) + Az Bz ( $k . k̂ )
Karena A . B = AB cos θ
î . î = ĵ. ĵ = $k . $k = (1)(1) cos 0 = 1
î . ĵ = î. ĵ = ĵ . $k = (1)(1) cos 900 = 1
maka
A . B = Ax Bx + Ay By + Az Bz
Dapat disimpulkan bahwa perkalian skalar alias perkalian titik dari dua vektor
adalah jumlah dari perkalian komponen-komponennya masing-masing.
Contoh penyelesaian soal
1. Besar vektor A dan B berturut-turut adalah 5 dan 4, sebagaimana tampak
pada gambar di bawah. Sudut yang terbentuk adalah 90o. Hitunglah
perkalian titik kedua vektor tersebut?
161
Penyelesaian
Cari komponen pada sumbu x dan sunbu y
Ax = (5) cos 0o = (5) (1) = 5
Ay = (5) sin 0o = (5) (0) = 0
Az = 0
Bx = (4) cos 90o = (4) (0) = 0
By = (4) sin 90o = (4) (1) = 1
Bz = 0
Vektor A hanya mempunyai komponen vektor pada sumbu x dan vektor B hanya
mempunyai komponen vektor pada sumbu y. Komponen z bernilai nol karena
vektor A dan B berada pada bidang xy.
Sekarang di hitung perkalian titik antara vektor A dan B dengan menggunakan
persamaan perkalian titik dengan vektor komponen :
A . B = Ax Bx + AyBy + AzBz
A . B = (5) (0) + (0) (1) + 0
A . B = 0 + 0 + 0 = 0
Cara penyelesaian dengan rumus
A.B = AB cos teta
y
B
î
ĵ .
A x
Gambar 21. Perklaian vektor
162
A.B = (4)(5) cos 90
A.B = (4) (5) (0) = 0
Di sini dapat disimpulkan hasilnya sama
Latihan
Dengan cara yang sama hitunglah perkalian titik vektor A dan B , jika diketahui
besar sudut yang terbentuk antara vektor A dan B adalah 30o dan besar vektor A
dan B berturut-turut adalah 5 dan 4, sebagaimana tampak pada gambar di halaman
153.
Perkalian silang mengunakan komponen vektor satuan
Dengan perkalian silang, secara langsung dapat diketahui komponen vektornya.
Urutannya sama dengan perkalian titik.
Pertama-tama, lakukan perkalian antar vector-vetor satuan î, ĵ dan $k . Hasil
perkalian vector, yaitu antara vector satuan yang sama adalah nol.
î x î = ĵ x ĵ = $k x $k = 0
Dengan berpedoman pada persamaan perkalian vektor yang telah diturunkan
sebelumnya (A x B = AB sin θ) dan sifat anti komutatif dari perkalian vector
(A x B = - B x A), maka kita peroleh :
î x ĵ = - ĵ x î = $k
ĵ
î. θ
A x
B
y
163
ĵ x $k = - $k x ĵ = î
$k x î = - î x $k = ĵ
selanjutnya vektor A dan B dinyatakan dalam komponen-komponennya,
menguraikan perkaliannya dan menggunakan perkalian dari vektor-vektor
satuannya
A x B = (Ax î +Ay ĵ + Az$k ) x (Bx î +By ĵ + Bz
$k )
= Ax î x Bx î + Ax î x By ĵ + Ax î x Bz$k +
Ay ĵ x Bx î + Ay ĵ x By ĵ + Ay ĵ x Bz$k +
Az $k x Bx î + Az $k x By ĵ + Az $k x Bz$k
= Ax Bx ( î x î ) + Ax By (î x ĵ ) + Ax Bz ( î x $k ) +
Ay Bx ( ĵ x î ) + Ay By ( ĵ x ĵ) + Ay Bz ( ĵ x $k ) +
Az Bx ( $k x î ) + Az By ( $k x ĵ ) + Az Bz ( $k x $k )
Perkalian silang antar vektor satuan dapat dilihat di bawah ini.
î x î = ĵ x ĵ = $k x $k = 0
î x ĵ = - ĵ x î = $k
ĵ x $k = - $k x ĵ = î
$k x î = - î x $k = ĵ
164
selanjutnya masukan hasil ini ke dalam perkalian silang antar vektor
komponennya.
A x B = Ax Bx ( 0 ) + Ax By ( $k ) + Ax Bz (- ĵ ) +
Ay Bx (- $k ) + Ay By ( 0 ) + Ay Bz ( î ) +
Az Bx ( ĵ ) + Az By ( -î ) + Az Bz (0)
A x B = Ay Bz (î ) + Az By ( - î ) +
Az Bx ( ĵ ) + AxBz ( -ĵ ) +
Ax By ( $k ) + Ay Bx (- k)
A x B = ( Ay Bz – Az By ) î + ( Az Bx – Ax Bz ) ĵ + ( AxBy – AyBx ) $k
Jika C = A x B, maka komponen – komponen dari C adalah sebagai berikut :
Cx = AyBz – AzBy
Cy = AzBx – AxBz
Cz = AxBy – Ay Bx
Penjelasan tambahan Perkalian silang atau vektor (cross product vector)
Penjelasan tambahan ini di ambil dari diktat Matematika Dasar 2005, Kartika
Budi hal 12-13.
Bila: A x B menghasilkan C, maka:
165
1. Nilainya didefinisikan: C = │A x B│= AB sin θ
2. Arahnya:
� C ┴ A dan C ┴ B atau C ┴ bidang (A, B).
� Arah C ditentukan dengan aturan genggaman tangan kanan sebagai
berikut
- Putar A menuju B melalui sudut θ seperti tampak pada gambar
22
- Genggamlah tangan kanan anda dengan ibu jari tetap lurus dan
tempatkan sedemikian sehingga arah putaran jari sama dengan
arah putaran vektor A. Arah vektor C sama dengan arah ibu
jari .
Dalam fisika momen gaya (τ) merupakan contoh besaran yang dihasilkan
dari perkalian silang antara vektor lengan momen(r ) dengan vektor gaya
(F) dan besaranya adalah
τ = │r x F│= r F sin θ
Hasil kali vektor dipakai misalnya pada gaya Lorentz yang persamaannya: FL= l I
x B. Besaranya FL = l I x B ∟(I, B), dan arahnya ditentukan dengan aturan
gemgaman tangan kanan
C = AxB
θ A
B
Gambar 22. Perkalian silang
166
Contoh penyelesaian soal
1. Sebuah benda berpindah dengan lintasan lurus sejauh 20 meter. Selama proses
perpindahan benda mengalami gaya sebesar 10 Newton membentuk sudut 600
dengan lintasan. Berapa usaha yang dilakukan benda tersebut
Catatan: Siswa diminta mengerjakan terlebih dahulu
Penyelesaian
W = F . s = Fs cos ∟(F,s) = (20)(10) cos 600 = 100 Nm = 100 J.
2. Kawat berarus listrik 2 A, terletak dalam medan magnet yang induksi
magnetiknya 10 T (tesla) ∟(I,B) = 300. arah B mendatar ke kanan, arah I
mendatar ke belakang. Bagian kawat yang berada dalam mendan magnet lurus
dan panjangnya 0,5 meter. Berapa besar dan kemana arah gaya Lorentz yang
bekerja pada kawat tersebut.
Cacatan: siswa harus mengerjakan terlebih dahulu
Penyelesaian:
FL = l Ix B = l I B∟(I,B) = (2)(0,5)(10) sin 300 N = (2)(0,5)(10) (05) N
= 5 N
FL
B I
A
FL
B d
Gambar 23. Penerapan perkalian vektor
167
Latihan:
Dengan soal yang sama pada ke dua soal di atas hanya sudutnya masing 1200 dan
2150, selesaikanlah soal-soal tersebut sesuai dengan permintaan seperti pada soal
di atas.
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan pada materi perhitungan vektor, diteruskan dengan pemberian tugas
mandiri, tugas kelompok, serta membaca dan memahami materi berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat-Alat : neraca pegas, statip, anak timbangan, busur derajat, dan mistar
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA semester 1 & 2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Animasi / download vektor dari internet, Fisika Bilingual SMA
Semester 1& 2 (Yrama widia), alam sekitar agar sesuai konteks
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Tes tertulis
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi, kinerja
keterampilan dalam melakukan peragaan serta penilaian sikap, minat dan
tingkah laku siswa
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
168
misalnya siswa tidak ada melakukan praktikum maka lembar penilaian
praktikum jangan dipakai.
� Tugas (bisa perorangan atau berkelompok).
Tugas yang dimaksud pada halaman sebelumnya adalah mengerjakan soal-
soal yang berhubungan dengan perkalian vektor titik dan silang.
Contoh Soal Kuis Akhir
1. Tuliskan vektor posisi untuk titik A(2, –5).
2. Vektor r1 = 2 i + 4 j dan vektor r2 = – i + 2 j , hitung r2 – r1.
3. Sama dengan soal no 2 di atas, hitung r1 × r2.
4. Sama dengan soal no 2 di atas, hitung r1 . r2.
5. Diketahui vektor r1 = i + 2 j dan vektor r2 = –2 i + j , hitung besar r1 – r2.
Jawaban Kuis
1. r = 2 i – 5 j
2. 2. –3 i – 2 j
3. 8 k
4. 6
5. √10
169
Catatan:
Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman di bangku sebelahnya, kemudian
nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara menyebutkan
nilai secara lisan.
................................ 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––– ––––––––––––––––
NIP: NIP:
170
RPP 6. Gerak Lurus Beraturan
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 6
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi: Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : – Mendefinisikan pengertian gerak.
– Memperagakan gerak lurus.
– Menunjukkan perbedaan antara perpindahan dan jarak
(panjang lintasan).
– Menunjukkan gerak lurus beraturan (GLB).
– Menentukan kecepatan dan perpindahan pada gerak
lurus beraturan.
– Menerapkan gerak lurus dalam pemecahan masalah
secara teori maupun dalam kehidupan sehari-hari.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat membedakan pengertian jarak dan perpindahan.
� Siswa dapat membedakan kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat.
� Siswa dapat mendefinisikan pengertian gerak lurus.
II. Materi Ajar
Gerak Lurus Beraturan
171
Materi dan sebagian besar gambar di ambil dari tulisan Pristiadi Utomo, fisika
SMA kelas X semester 1.
III. Metode Pembelajaran
1. Ceramah
2. Diskusi
3. Tanya jawab
4. Demonstrasi/ praktikum (diajak kelapangan/di luar kelas)
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan mengungkap kembali tentang gerak
lurus yang telah diterima di SMP dengan cara tanya jawab.
Singkatnya KINEMATIKA adalah Ilmu gerak yang membicarakan gerak suatu
benda tanpa memandang gaya yang bekerja pada benda tersebut (massa benda
diabaikan). Jadi jarak yang ditempuh benda benda selama geraknya hanya
ditentukan oleh kecepatan v dan atau percepatan a.
Guru menanyakan apa itu gerak lurus! Taukah siswa tentang kayu glondongan yang sering lewat sungai Kapuas adalah merupakah salah satu contoh gerak lurus?
Gambar 24. Contoh gerak lurus. Sumber: Bike-zone.com
172
B. Kegiatan Inti
� Siswa melakukan demonstrasi untuk menjelaskan pengertian gerak.
� Siswa melakukan demonstrasi untuk menjelaskan perbedaan perpindahan
dan jarak (panjang lintasan).
� Siswa diminta mengamati kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat.
� Siswa di ajak keluar kelas melihat kayu glodongan yang lewat pada sungai
Kapuas menunjukkan gerak lurus beraturan.
� Siswa melakukan diskusi untuk memberikan beberapa peristiwa yang
menunjukkan gerak lurus beraturan.
� Siswa membuat grafik hubungan besaran-besaran fisika yang terkait
dengan gerak lurus beraturan.
Pahami pelasan berikut dan diskusikan apa yang siswa pahami dengan teman
sebangku anda. Kemudian jawablah setiap soal yang telah tersedia pada
halaman-halaman berikut ini.
Gerak Lurus
Gerak lurus adalah gerak suatu benda yang berada dalam lintasan lurus. Salah
satu contoh gerak lurus saat siswa berlari sprint di sekolah. Guru meminta
siswa menyebutkan contoh yang lainnya?
1. Besaran-besaran fisika
Pada SMP kelas VII, siswa telah mempelajari bahwa gerak adalah perubahan
posisi atau kedudukan terhadap suatu titik acuan tertentu. Contohnya siswa A
diminta ibu guru maju ke depan kelas untuk mengerjakan tugas di papan tulis.
Titik acuan atau tempat duduk A Papan tulis
173
a. Jarak dan Perpindahan
Mendefinisikan Perpindahan dan Jarak
Perpindahan Jarak
• Garis terpendek penghubung
titik awal dan akhir
• Tanpa memperhatikan
lintasannya
• Besaran vektor
• Garis penghubung titik awal
dan akhir
• Memperhatikan lintasan yang
ditempuh
• Besaran skalar
Guru meminta siswa menyimpulkan pengertian perpindahan dan jarak pada tabel
11.
Contoh penyelesaian soal
Seorang siswa bergerak ke utara sejauh 3 km, kemudia bergerak ke timur sejauh 4
km, lalu berhenti. Berapa jarak yang ditempuh siswa tersebut? Berapa
perpindahannya?
Penyelesaian:
Jarak yang ditempuh siswa tersebut berarti keseluruhan lintasan yang ditempuh
yaitu 3 km + 4 km = 7 km.
Sedangkan, perpindahan sepanjang garis putus-putus pada gambar di bawah ini,
yaitu km52543 22 ==+=
3km
4 km
Tabel 18. Jarak dan perpindahan
174
b. Kecepatan Rata-rata dan Kececepatan Sesaat
Dalam mempelajari ilmu fisika kecepatan dan kelajuan mempunyai arti yang
berbeda. Kecepatan adalah perpindahan yang ditempuh tiap satuan waktu,
sedangkan kelajuan adalah jarak yang ditempuh tiap satuan waktu.
Kecepatan merupakan besaran vektor sedangkan kelajuan merupakan
besaran skalar.
Rumus kecepatan
Kecepatan = )(
)(
swaktuSelang
meternPerpindaha Kelajuan =
)(
)(
swaktuSelang
meteJarak
Kecepatan = t
S
∆∆
v = t
S
∆
Alat untuk mengukur kelajuan kendaraan bermotor adalah Speedometer
(gambar 25)
Contoh penyelesaian soal
Seorng siswa berjalan dengan lintasan ABC, seperti pada gambar, selang
waktu dari A ke C 10 sekon. Tentukan kelajuan dan kecepatan siswa
tersebut?
Penyelesaian:
Rumus kelajuan
Gambar 25. Speedometer (www. Tachoprogrammng.com)
3 m
4 m C B
5 m
A
175
Kelajuan = sms
meter
swaktuSelang
meterJarak/7,0
10
7
)(
)( ==
Kecepatan = sms
meter
swaktuSelang
meternPerpindaha/5,0
10
5
)(
)( ==
Kecepatan Rata-rata
Ketika melakukan perjalanan dengan mengendari mobil dari satu kota ke kota
lain, sering di jumpai atapun dilewati jalan yang tidak selalu lurus. Jalan yang
tidak selalu lurus menyebabkan kendaraan yang digunakan kecepatannya
berubah-ubah. Hal ini, dapat terlihat pada speedometer suatu kendaraan. Karena
kecepatan yang terjadi tidak tetap, maka nilai kecepatan yang digunakan adalah
kecepatan rata-rata. Kecepatan rata-rata di definisikan sebagai perbandingan
perpindahn benda dengan selang waktu yang diperlukan. Kecepatan rata-rata
dirumuskan sebagai berikut
Dimana ∇ = kecepatan rata-rata (m/s), ∆s = perpindahan (m) dan
∆t = selang waktu (s)
Sedangkan kelajuan rata-rata adalah merupakan jarak yang ditempuh
seluruhnya dibagi dengan selang waktu tempuh, kelajuan rata-rata
dirumuskan sebagai berikut
Di mana v = kelajuan rata-rata (m/s)
S = jarak (m)
∆t = selang waktu (s)
t
S
∆∆=∇
t
S
∆=∇
176
Contoh penyelesaian soal
Gambar berikut menyatakan hubungan antara jarak (S) terhadap waktu (t)
dari benda yang bergerak. Bila S dalam m dan t dalam sekon. Tentukanlah
kecepatan rata-rata beda!
∆s = 10 m
∆t = 6 s
Kecepatan sesaat
Grafik gambar 26 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 ∇ = t
S
∆∆
, 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. Dan
dirumuskan:
0
lim
→∆∆∆=
tt
svsesaat
c. Percepatan Gambar 26. Grafik kecepatan sesaat
S(m)
∆t
A
t (s)
B
∆S
sms
m
t
S/67,1
6
10 ==∆
=∇
10
S
2 6
S (m)
t (s)
177
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 (akselarasi)
dapat ditentukan dengan membagi perubahan kecepatan dengan selang
waktu yang ditempuh.
Jika dirumuskan untuk persamaan percepatan adalah sebagai berikut
t
va
∆∆=
Berikut ini merupakan grafik hubungan perubahan kecepatan terhadap selang
waktu (gambar 27).
Dari grafik gambar 27 di atas terlihat bahwa perubahan kecepatan dalam selang
waktu tertentu sama dengan kemiringan grafik, semakin besar percepatan benda.
Pada gambar 2 percepatan terbesar adalah A, kemudian B dan C. Hal ini karena
kemiringan grafik terbesar adalah A, B, kemudian C.
Keterangan: a = Percepatan (m/s2) ∆v = Kecepatan (m/s) ∆t = Sekon (s)
v1
v
t (selang waktu) (1)
v0
v
C
B
A
(2)
Gambar 27. Grafik perubahan kecepatan terhadap waktu
178
Contoh penyelesaian soal
Seorang pengendara motor, mula-mula dari keadaan diam kemudian menambah
kecepatannya menjadi 30 m/s dalam selang waktu 3 sekon. Hitunglah percepatan
pengendara tersebut.
Penyelesaian
sms
m
t
va /10
3
030 =−=∆∆=
Praktikum menghitung percepatan beberapa benda
Tujuan:
Siswa mampu menghitung percepatan.
Alat dan bahan
1. Jam tangan
2. Meteran pita
3. Tali nilon
4. Balok ( 10 cm)
5. Spidol
Langkah kerja
1. Pilih tebing sungai yang landai
2. Pasang tali nilon yang telah di sekat pakai rapia ataupun spidol berjarak 2
meter dari hulu sungai ke jarak yang telah di sekat pada tali nilon.
3. Amati waktu yang diperlukan balok bergerak dari hulu ke hilir sungai
hingga mencapai jarak 2 meter ( tandai tali nilon dengan spidol atau
rapia). Mengulangi percobaan ini beberapa kali untuk mendapatkan hasil
yang akurat.
Hulu Hilir
Gambar 28. Menghitung percepatan
179
4. Setiap jaraknya bertambah 2 meter ulangi langkah 3
5. Catat hasil pengamatan siswa pada tabel berikut
Jarak (m) Waktu tempuh
(sekon)
Kecepatan
rata-rata (m/s)
Kecepatan
akhir (m/s)
Pertanyaan:
1. Hitung kecepatan rata-rata degan rumus = tempuhWaktu
Jarak
2. Hitung keceapatan akhir dengan rumus = 2 x kecepatan rata-rata
3. Buatlah kecepatan-akhir dan kecepatan akhir-waktu! Dari kedua grafik
tersebut, dan tentukanlah percepatan kelereng tersebut!
2. Gerak lurus beraturan
Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus
dengan kecepatan tetap (percepatan a = 0), sehingga jarak yang ditempuh S hanya
ditentukan oleh kecepatan yang tetap dalam waktu tertentu.. Untuk lebih
memahaminya, perhatikan grafik gambar 29 berikut.
Tabel 19. Data hasil pengamatan
Gambar 29. Grafik v-t untuk GLB
v (m/s)
5
0 1 2 3 t (s)
180
Grafik 29 tersebut menyatakan hubungan antara kecepatan (v) dan waktu tempuh
(t) suatu benda yang bergerak lurus. Berdasarkan grafik tersebut Siswa diminta
menentukan berapa besar kecepatan benda pada saat t = 0 sekon, t = 1 sekon, t = 2
sekon s, t = 3 sekon ? benarkah kalau kecepatan benda tersebut sama dari waktu
ke waktu yakni 5 m/s?
Semua benda yang bergerak lurus beraturan akan memiliki grafik v - t yang
bentuknya seperti gambar 29 itu. Guru mengatakan berapa jarak yang ditempuh
benda tersebut pada detik ke 3? Siswa dapat menghitung jarak yang ditempuh
oleh benda dengan cara menghitung luas daerah di bawah kurva bila diketahui
grafik (v - t)
Contoh
Jarak yang ditempuh = luas daerah yang diarsir pada grafik v – t
Jarak yang ditempuh = p x l = 3 x 5 = 15 m
Atau dapat diselesaikan dengan rumus GLB
v = t
S. Untuk S = v x t = 5 x 3 = 15 m.
Persamaan GLB S = v t berlaku bila gerak benda memenuhi grafik pada cotoh
soal di atas. Pada grafik tersebut terlihat bahwa pada saat t = 0 sekon, maka v = 0.
Artinya, pada mulanya benda diam, kemudian bergerak dengan kecepatan 5 m/s.
Guru mengatakan bagaimana kalau benda sedang bergerak apakah rumus tersebut
masih berlaku? sehingga benda telah memiliki posisi awal S0.
S = v t, Merupakan persamaan GLB S = jarak tempuh (m) v = kecepatan (m/s) t = waktu tempuh (s)
v (m/s)
5
0 1 2 3 t (s)
181
Untuk keadaan ini, maka persamaan GLB yang tepat adalah
tvSS += 0
Dengan S0 merupakan posisi awal benda.
Persamaan di atas adalah persamaan GLB untuk benda yang sudah bergerak sejak
awal pengamatan.
Berikut merupakan grafik jarak terhadap waktu.
Guru mengajak siswa untuk membaca grafik 30 tersebut?
Perhatikan gambar 30 di atas. Pada saat t = 0 sekon, jarak yang ditempuh oleh
benda S = 0, pada saat t = 1 s, jarak yang ditempuh oleh benda S= 2 m, pada saat t
= 2 sekon, jarak S = 4 m, pada saat t = 3 s, jarak S = 6 m dan seterusnya.
Berdasarkan penjelasan di atas, dapat di simpulkan bahwa benda yang diwakili
oleh grafik S – t pada gambar 30 bergerak dengan kecepatan tetap yaitu 2 m/s.
Tugas:
Berdasarkan gambar grafik 30 di atas, berapakah jarak yang ditempuh benda di
luar waktu yang tertera pada grafik. Tulis hasil pengamatan dalam tabel di bawah
ini.
Di samping grafik v - t di atas, pada gerak lurus
terdapat juga grafik S - t, yakni grafik yang
menyatakan hubungan antara jarak tempuh (S) dan
waktu tempuh (t) seperti tampak pada gambar 30
Gambar 30. Grafik S - t untuk GLB.
S (m)
8
2
4
6
4 3 2 1 0 t (s
v = t
S
182
S (m) …… …… ….... …… …… …….
t (s) 5 6 9 12 14 16
Contoh penyelesaian soal
1. Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap 36 km/jam. Berapa
meterkah jarak yang ditempuh mobil itu setelah bergerak 10 menit?
Penyelesaian
Terlebih dahulu ubah satuan-satuan dari besaran yang diketahui ke dalam
sistem satuan SI
Diketahui
v = smsx
mx
jam
km/10
6060
10003636 ==
t = 10 menit = 10 x 60 sekon = 600 sekon
S = v.t =10 x 600 =6000 m = 6 km
2. Gerak sebuah benda yang melakukan GLB di wakili oleh grafik S – t di
bawa ini. Berdasarkan grafik tersebut hitunglah jara yang ditempuh oleh
benda dalam waktu 3 sekon dan 10 sekon
Table 20: Hubungan jarak dan waktu pada GLB
2
4
4 3 2 1 0 t (s)
S (m)
12
8
v = t
S
183
Gambar grafik S - t di atas sebenarnya menyatakan sebuah benda yang
melakukan GLB yang memiliki posisi awal S0. Dari grafik dapat dilihat
kecepatan benda yakni v = 4 m/s. Seperti telah dijelaskan, hal ini berarti
bahwa benda telah bergerak dan menempuh jarak sejauh S0 = 2 m
Jadi untuk menyelesaikan soal ini, akan digunakan persamaan GLB untuk
benda
yang sudah bergerak sejak awal pengamatan.
Diketahui:
S0 = 2 m
v = 4 m/s
Ditanya:
a. Jarak yang ditempuh benda pada saat t = 3 sekon.
b. Jarak yang ditempuh benda pada saat t = 10 sekon.
Jawab:
a. S (t) = S0 + v t
S (3 det) = 2 + 4 x 3
= 14 m
b. S (t) = S0 + v t
S (10 det) = 2 + 4 x 10
= 42 m
184
Penjelasan tambahan
Ticker Timer
Ticker timer atau mengetik waktu biasa digunakan di laboratorium fisika untuk
menyelidiki gerak suatu benda (Gambar 31.a). Pita ketik pada ticker timer
merekam lintasan benda yang bergerak misalnya mobil mainan bertenaga baterai
(Gambar 31.b) berupa serangkaian titik-titik hitam disebut dot pada pita tersebut
(Gambar 32).
(a) Ticker timer atau pengetik waktu. Pita berwarna putih adalah pita ketiknya
(b) Mobil mainan bertenaga batrai untuk percobaan gerak lurus
Jarak antara dot tersebut menggambarkan kecepatan gerak benda (Gambar 34).
Selain itu pita ketik pada ticker timer juga dapat menunjukkan apakah gerak suatu
benda itu dipercepat, diperlambat atau justru bergerak dengan kecepatan tetap
Gambar 32. Rekaman gerak benda pada pita ketik ticker timer
Gambar 33. Kecepatan benda lebih besar pada gambar (a) dibandingkan pada gambar (b)
Gambar 31. Ticker timer
185
(Gambar 34).
Interval waktu antara dua dot terdekat atau pada pita ketik sebuah ticker timer
selalu tetap, yaitu 1/50 sekon atau 0,02 sekon. Berdasarkan hal ini kita dapat
menentukan kelajuan atau besar kecepatan rata-rata suatu benda. Langkah-
langkahnya sebagai berikut. Pertama, Ambil rekaman pita ketik suatu benda yang
ingin kita selidiki kecepatan rata-ratanya.
Guntinglah pita ketik tersebut untuk sebelas dot berturut-turut (Gambar 35). Jarak
dari dot pertama sampai dot kesebelas ditempuh dalam waktu 10 x 0,02 sekom =
0,2 sekon.
Selanjutnya, dengan menggunakan penggaris mm kita ukur jarak dari dot pertama
sampai dot kesebelas pada pita ketik. Besar kecepatan rata-rata benda adalah besar
jarak ini dibagi 0,2 sekon
Gambar 34. Gerak benda (a) dipercepat (b) diperlambat (c) kecepatan tetap
Gambar 35. Pita ketik ticker timer:
186
Kegiatan di atas bisa di lakukan kalau ada ticker timer. Namum kalau ticker
timernya tidak ada siswa di ajak mengamati kayu Glondong yang di dorong oleh
Klotok. Setiap 30 menit siswa di minta memperkirakan jarak yang di tempuh kayu
Glondong. Besar kecepatan rata-rata benda hádala perkiraan jarak tersebut di bagi
waktu.
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan pada materi gerak lurus beraturan, diteruskan dengan pemberian tugas.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat-Alat : Tali rapia, tali nilon, spidometer pada motor siswa,
balok kayu dan spidol
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA Semester 1& 2 (yrama widia) dan
buku fisika yang relevan
Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama
Widia).
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi, kinerja
keterampilan dalam melakukan peragaan serta penilaian sikap, minat, dan
tingkah laku siswa
187
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya siswa tidak ada melakukan praktikum maka lembar penilaian
praktikum jangan dipakai. Intinya adalah jika semua kriteria penilaian itu
terpenuhi maka penilaian dapat dilakukan persis sama dengan halam 58-63
� Tugas.
Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal yang telah guru
persiapkan seperti berikut ini.
1. Dua semut P dan Q berjalan lurus berhadapan masing-masing dengan
kecepatan 4 cm/det dan 5 m/det. Kedua semut awalnya terpisah pada jarak
180 cm. Hitung kapan dan dimana kedua semut akan berpapasan?
2. Sebuah benda mula-mula diam di titik P, lalu bergerak ke titik R melalui Q
seperti pada gambar di bawah. Setelah sampai di R benda kembali ke Q
dan berhenti di sana.
Tentukan yang manakah yang merupakan jarak tempuh benda dan yang
mana pula yang merupakan perpindahan benda!
3. Apa perbedaan antara kelajuan dan kecepatan?
4. Siti berlari sepanjang lintasan lurus. Mula-mula jarak 100 m ditempuhnya
dalam waktu 20 sekon, 100 m kedua 25 sekon dan 100 m ketiga 35 sekon.
Hitung kelajuan rata-rata Siti dalam menempuh keseluruhan jarak di atas.
188
5. Sebuah mobil bergerak sepanjang lintasan lurus, mula-mula dengan
kelajuan 4 m/s selama 10 sekon lalu berubah menjadi 8 m/s selama 5
sekon dan berubah lagi menjadi 10 m/s selama 5 sekon pula. Berapakah
kelajuan rata-rata mobil itu selama 20 sekon pertama?
6. Pada sebuah garis lurus, sebuah benda mula-mula berada di A lalu bergerak
ke kanan menuju C seperti pada gambar di bawah. Bila setelah sampai di
C benda kembali ke B dan berhenti di sana, serta waktu yang diperlukan
benda untuk menjalani keseluruhan proses tersebut selama 20 sekon.
Hitung besar kecepatan rata-rata benda itu!
7. Christyan lari pagi mengelilingi lapangan dalam lintasan dengan jari-jari 5
m. Bila Christyan melakukan tepat 10 putaran dalam waktu 62,8 sekon,
hitung kelajuan rata-rata Christyan itu!
8. Tulislah pengertian percepatan rata-rata sebuah benda yang bergerak lurus!
9. Apakah yang dimaksud gerak lurus beraturan atau GLB?
10. Gerak suatu benda dinyatakan dalam bentuk grafik v - t di bawah.
Berdasarkan grafik di dibawah ini, berapakah jarak yang ditempuh benda
dalam waktu 5 sekon?
v (m/s)
10
2 1 0 t (s)
189
11. Pada grafik di bawah berapakah besar kecepatan rata-rata benda-benda?
12. Sebuah perahu bergerak di sungai kapuas dalam lintasan garis lurus. Jarak
180 m ditempuh perahu itu dalam waktu 1 menit. Bila perahu bergerak
dengan kelajuan tetap, berapakah jarak yang ditempuh perahu dalam
waktu 1 jam
13. Untuk gambar di bawah, berapakah jarak yang ditempuh oleh benda dalam
waktu 8 sekon?
Contoh Soal Kuis Akhir
1. Tuliskan persamaan gerak lurus beraturan saat benda sedang bergerak di
ketahui ?
2. Sebuah benda bergerak dengan kecepatan konstan 10 m/det. Besar
perpindahan selama 4 sekon adalah ....
S (m)
20
5
10
15
4 3 2 1 0 t (s)
S (m)
30
5 10
20
3 2 1 0 t (s)
190
3. Sebuah benda bergerak lurus apabila tidak ada gesekan merupakan
gerak....
4. Seseorang berlari pagi di mengelilingi tugu BI Sintang yang jari-jari
lingkarannya adalah R. Apabila orang tersebut kembali pada titik semula,
perpindahannya adalah ...
5. Tuliskan persamaan kecepatan sesaat ....
Jawaban Kuis
1. S = S0 + v t 2. 40 m 3. Lurus beraturan
4. nol 5.
0
lim
→∆∆∆=
tt
Sv
Catatan:
Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman di bangku sebelahnya, kemudian
nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara menyebutkan
nilai secara lisan.
.................................... 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru
Fisika
–––––––––––––– ––––––––––––––
NIP: NIP:
191
RPP 7. Gerak Lurus Berubah Beraturan
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 7
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : – Mendefinisikan pengertian gerak.
– Memperagakan gerak lurus.
– Menunjukkan perbedaan antara perpindahan dan jarak
(panjang lintasan).
– Menunjukkan gerak lurus beraturan (GLB).
– Menentukan kecepatan dan perpindahan pada gerak
lurus beraturan.
– Menerapkan gerak lurus dalam pemecahan masalah
secara teori maupun dalam kehidupan sehari-hari.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat membedakan pengertian jarak dan perpindahan.
� Siswa dapat membedakan kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat.
� Siswa dapat mendefinisikan pengertian gerak lurus.
� Siswa dapat menganalisis gerak dengan kecepatan dan percepatan tetap.
� Siswa dapat menganalisis dan merumuskan gerak lurus beraturan.
192
� Siswa dapat menggambarkan hubungan besaran-besaran fisika pada gerak
lurus beraturan pada grafik.(ini dapat berupa pengayaan jika siswa punya
daya tangkap kurang )
II. Materi Ajar
Gerak Lurus Berubah Beraturan
Materi dan sebagian besar gambar di ambil dari modul tulisan Setia Gunawan,
dengan no modul: Fis.X.02
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi (dapat berupa kejadian alam sekitar atau dari berbagai fenomena
yang terjadi baik dari media cetak atai elektronik) /ceramah Siswa aktif
2. Diskusi
3. Tanya jawab
4. Demonstrasi
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan kuis tertulis yang diberikan secara
lisan tentang materi gerak lurus sebelumnya dan materi yang akan diajarkan
dengan waktu ± 8 menit.
Benda yang mengalami gerak lurus berubah beraturan memiliki kecepatan
yang berubah seiring dengan perubahan waktu. Perubahan kecepatan yang terjadi
193
nilainya selalu konstan atau dapat disebut juga percepatannya konstan. Jadi gerak
lurus berubah beraturan adalah gerak lurus yang memilki percepatan konstan.
Quis ± 8 menit.
1. Apa yang siswa ketahu tentang gerak lurus berubah beraturan dipercepat ?
2. Apa yang siswa ketahui tentang gerak lurus berubah beraturan diperlambat?
B. Kegiatan Inti
� Siswa melakukan demonstrasi mainan mobil-mobilan yang telah siswa
buat secara kelompok yang menunjukkan macam-macam gerak lurus
berubah beraturan disertai tanya jawab.
� Siswa mengamati demonstrasi cara mengukur besar kecepatan dan besar
perpindahan setelah bergerak t satuan waktu disertai tanya jawab.
� Siswa merumuskan besar kecepatan setelah t satuan waktu pada GLBB
dan merumuskan besar perpindahan setelah t satuan waktu pada GLBB.
� Siswa melakukan diskusi kelompok memecahkan persoalan berkaitan
dengan GLBB.
� Guru memberikan kuis tertulis untuk mengetahui pemahaman siswa
tentang materi yang telah dipelajari (ini penting dilakukan).
Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Pahami semua konsep dan prinsip GLBB berikut ini dan catatlah poin-poin
pentingnya.
Demonstrasi oleh siswa yang telah membuat mobil-mobilan yang bisa di dorong
namun bisa juga di lakukan pada sungai kapuas.
194
Alat-alat untuk membuat mobil-mobilan atau perahu-perahuan:
a. Kayu berdiameter 2 cm
b. Karet
c. Muk
d. Paku dengan panjang 3-4 cm
e. Bambu yang di belah ujungnya ( panjang bambu ± 1 meter)
f. Papan kecil
g. Sandal rusak
Cara kerja
Belah bambu sedemikian rupa, pasang muk dan kayu pada ujung bambu.
Kemudian di antara muk dan kayu di pasang karet yang telah di hubungkan
dengan paku, selanjutnya pasang roda dari sándal pada kedua sisi bambu yang
telah di belah. Bila benar gambarnya seperti pada gambar 36. Dorong mobil-
mobilan itu maka ia akan menghasilkan bunyi tek-tek sepanjang perjalanan
Merancang mobil-mobilan
1. Konsep Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan
garis lurus dengan percepatan tetap. Jadi, ciri utama GLBB adalah bahwa dari
Bambu yang udah di belah Kayu d = 2 cm
Muk
Karet gelang & paku
Lantai
Roda dari sandal
Gambar 36. Mobil-mobilan
195
waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat. Dengan
kata lain gerak benda dipercepat. Namun demikian, GLBB juga dapat berarti
bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lambat hingga
akhirnya berhenti. Dalam hal ini benda mengalami perlambatan tetap. Dalam
pembahasan ini, kita tidak menggunakan istilah perlambatan untuk gerak benda
diperlambat. tetapi tetap saja menamakannya percepatan, hanya saja nilainya
negatif. Jadi perlambatan sama dengan percepatan negatif.
Pelajari grafik di bawah ini! Dengan memperhatikanlah gambar di atas dapat
dibuat grafik menyatakan hubungan antara kecepatan (v) dan waktu (t) sebuah
benda yang bergerak lurus berubah beraturan dipercepat. (Gunawan, 2009 : 21).
Besar percepatan benda
12
12
tt
vv
t
va
−−
=∆∆=
Contoh sehari-hari GLBB dipercepat adalah peristiwa jatuh
bebas. Contoh yang sering kita lihat adalah peristiwa jatuhnya
buah durian dari ketinggian tertentu, semakin lama buah
durian itu bergerak semakin cepat gerakkanya.
Gambar 37. Peristiwa durian jatuh contoh GJB
Gambar 38. Grafik v- t untuk GLBB dipercepat
t(s) t
v0
∆v
vt
v(m/s)
196
Dengan v1 = v0, v2 = vt, t1 = 0, t2 = t
sehingga, t
vva 01 −
= atau a t = v1 - v0
dari persamaan tersebut di atas maka didapat persamaan kecepatan GLB
sebagai berikut
vt = v0 + a t
Keterangan:
v0 = kecepatan awal (m/s)
vt = kecepatan akhir (m/s)
a = percepatan (m/s2)
t = selang waktu (s)
Perhatikan bahwa selama selang waktu t (pada penjelasan sebelumnya di beri
simbol ( t), kecepatan benda berubah dari v0 menjadi vt sehingga kecepatan rata-
rata benda dapat dituliskan:
20 tvv
v−
=
Karena vt = (v0 + a t), maka
2
2
2
)( 000 tavtavvv
+=
++=
Telah di ketahui bahwa kecepatan rata-rata
t
Sv = , maka
22
2 0 tav
t
S +=
atau
S= v0 t ½ + a t2
Keterangan:
S = jarak yang ditempuh (m)
v0 = kecepatan awal (m)
a = percepatan (m/s2)
t = selang waktu (s)
197
Persamaan di atas merupakan persamaan jarak GLBB (Setia Gunawan, halaman
21-23). Apabila ke dua persamaan GLBB tersebut di gabungkan, maka akan
mengahasilkan persamaan GLBB seperti berikut.
Persamaan ketiga GLBB dapat dituliskan:
Catatan: siswa diminta membuktikan kebenaran persamaannya!
vt2 = v0
2 + 2 a t
Persamaan di atas merupakan persamaan kecepatan sebagai fungsi jarak.
Contoh penyelesaian soal
1. Benda yang semula diam didorong sehingga bergerak dengan percepatan tetap
3 m/s2. Berapakah besar kecepatan benda itu setelah bergerak 5 sekon?
Penyelesaian
v0 = 0
a = 3 m/s2
t = 5 s
di tanya: vt = ?
Jawab:
vt = v0 + a t = 0 + 3 . 5
= 15 m/s
2. Benda yang bergerak lurus berubah beraturan diwakili oleh grafik v - t di
bawah.
6
2
0 10
v (m/s)
t (s)
198
Tentukan: a. Pecepatan rata-rata!
b. Jarak yang ditempuh selama 10 sekon
Penyelesaian:
Dari grafik dapat di ketahui:
v0 = 2 m/s
vt = 6 m/s
Sehingga dapat kita hitung besar percepatan rata-rata benda:
20 /4,010
26sm
t
vva t =−=
−=
Jarak yang ditempuh oleh benda dalam waktu 10 sekon dapat dihitung dengan 2
cara
Cara 1
s = v0 t ½ + a t2
= 2 . 10 + ½ 0,4 . 102
= 20 + 20 = 4 meter
Cara 2
Hitung luas di bawa kurva grafik v-t, yaitu luas daerah yang diarsir.
Tampak daerah tersebut merupakan bidang berbentuk trapesium. Hitunglah luas
bidang tersebut. Jika diperhatikan dengan lebih teliti, daerah yang diarsir pada
v (m/s)
t (s) 0 10
6
2
199
grafik di atas sebenarnya terdiri dari 2 bidang, yaitu sebuah segiempat dan sebuah
segitiga dengan panjang sisi-sisi yang diketahui.
Luas bidang I = 2 x 10
= 20 m
Luas bidang II = 1/2 x 10 x 4
= 20 m
Luas total = 20 m + 20 m
= 40 m
Jarak yang ditempuh = luas total = 40 meter.
Latihan soal
• Mobil yang semula bergerak lurus dengan kecepatan 5 m/sekon berubah
menjadi 10 m/sekon dalam waktu 6 sekon. Bila mobil itu mengalami
percepatan tetap, berapakah jarak yang ditempuh dalam selang waktu 4
sekon itu?
2. Mengukur percepatan benda
Untuk mengukur percepatan benda yang bergerak dapat kita gunakan ticker
timer yang cara pemakaiannya sudah dijelaskan di depan. Misalkan kita ingin
mengukur percepatan sebuah mobil mainan yang meluncur pada bidang miring
seperti ditunjukkan gambar berikut.
Gambar 39. Mobil mainan pada bidang miring akan mengalami percepatan tetap karena gaya gravitasi bumi.
200
Setelah pita ketik kita hubungkan pada mobil mainan (tanpa baterai) dan mobil
meluncur ke bawah, maka rekaman pada pita ticker akan tampak seperti pada
berikut.
Kita tentu masih ingat bahwa interval waktu antara dua dot terdekat adalah 0,02
sekon. Sehingga interval waktu untuk 10 dot berturut-turut adalah 0,2 sekon.
Untuk mengukur percepatan mobil mainan, ditentukan terlebih dahulu kecepatan
awal dan kecepatan akhir mobil mainan tersebut untuk selang waktu tertentu.
Misalnya selang waktu tersebut adalah selang waktu untuk menempuh 50 dot atau
5 x 10 dot berturut-turut sehingga lamanya waktu tersebut adalah ∆t = 1 sekon.
Namun untuk kabupaten sintang hal ini sepertinya itdak memungkinkan. Sebagai
gantinya siswa di minta merancang mainan dari perahu mini tanpa mesin
pengerak
Praktikum
Rancanglah suatu eksperimen untuk menentukan besarnya percepatan rata-rata
suatu benda berbentuk perahu mini. Siapkan alat-alat seperti pada demonstrasi
seperti mainan mobil mobilan pada gambar 36. Kemudian buat sistematika cara
kerjanya hingga perahu tersebut bisa bergerak. Selanjutnya karya siswa akan di uji
cobakan di sungai Kapuas. Kemudian buatlah laporan dari praktikum anda.
Latihan soal
1. Tulislah pengertian gerak lurus berubah beraturan!
2. Tulislah 3 persamaan penting pada gerak lurus berubah beraturan!
Gambar 40. Pita ketik Mobil mainan yang bergerak pada bidang miring.
201
3. Perahu mini di sungai Kapuas yang semula diam didorong seorang siswa yang
melakukan eksperimen sehingga bergerak dengan percepatan tetap 2 m/s2.
Berapakah besar kecepatan benda itu setelah 5 sekon kemudian?
4. Gerak suatu benda dipercepat sehingga dalam waktu 4 s kecepatannya berubah
dari 8 m/s menjadi 12 m/s. Berapakah jarak yang ditempuh benda selama 15 s
itu?
5. Perhatikan grafik v - t untuk suatu benda yang bergerak lurus berubah beraturan
seperti ditunjukan pada gambar di bawah ini, berapakah besar percepatan rata-
rata pada grafik tersebut!
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan pada materi gerak lurus berubah beraturan, diteruskan dengan
pemberian tugas membaca serta memahami materi berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat-Alat : Bola kaki, bola tenis, balok kayu, bidang miring
Sumber : Buku Fisika Dasar SMA 1A (Tiga Serangkai)
Sarana/Media : Alam sekitar, Animasi-animasi yang dibuat sendiri olh guru,
Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia).
10
5
4 0 t(s)
v(m/s)
202
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi dan
demonstrasi seta perancangan alat praktikum
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya siswa tidak ada melakukan praktikum maka lembar penilaian
praktikum jangan dipakai. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan
berfungsi sepenuhnya bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada
poin-poin penilaian tersebut.
� Tugas
Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan soa-soal yang telah disiapkan oleh
guru.
1. Tulislah pengertian gerak lurus berubah beraturan!
2. Tulislah 3 persamaan penting pada gerak lurus berubah beraturan!
3. Benda yang semula diam didorong sehingga bergerak dengan percepatan
tetap 2 m/s2. Berapakah besar kecepatan benda itu setelah 5 sekon
kemudian?
4. Gerak suatu benda dipercepat sehingga dalam waktu 4 sekon kecepatannya
berubah dari 8 m/s menjadi 12 m/s. Berapakah jarak yang ditempuh
benda selama 15 sekon itu?
203
5. Perhatikan grafik v - t untuk suatu benda yang bergerak lurus berubah
beraturan di bawah. Berapakah besar percepatan rata-rata pada grafik di
sampings?
6. Perhatikan grafik sebuah benda yang bergerak lurus berubah beraturan di
bawah ini lalu tentukan jarak yang ditempuh benda dalam waktu 4 sekon!
Contoh Soal Kuis Awal.
1. Grafik hubungan kecepatan dengan waktu pada GLB berbentuk ....
2. Benda yang ditembakkan vertikal ke atas merupakan gerak dipercepat
beraturan. Benar atau salah.
3. Tuliskan rumus kecepatan setelah t satuan waktu.
4. Grafik hubungan antara perpindahan dengan waktu berbentuk garis
miring. Benar atau salah.
10
v(m/s)
t(s) 4
5
v (m/s)
8
2
6
4
4 3 2 1 0 t (s)
10
204
5. Setelah bergerak selama 5 sekon, kecepatan benda berubah dari 15 m/s
menjadi 10 m/s. Kecepatan benda tersebut adalah ....
6. Benda bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s. Setelah 4 sekon, benda
berhenti. Jarak yang ditempuh benda adalah ....
7. Perbedaan kecepatan dengan kelajuan adalah ....
8. Kecepatan dapat berharga negatif. Pernyataan tersebut benar atau salah.
9. Panjang lintasan benda yang bergerak lurus berubah beraturan selalu
positif. Benar atau salah.
10. Tulis rumus jarak yang ditempuh setelah t satuan waktu untuk gerak lurus
berubah beraturan.
Jawaban Kuis
1. garis miring 2. salah
3. vt = vo + at
4. salah
5. 1 m/s2
6. 20 m
7. kecepatan mempunyai arah
8. benar
9. benar
10. S = vo t + ½ at2
205
Catatan:
Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman di bangku sebelahnya, kemudian
nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara menyebutkan
nilai secara lisan.
...........,.................... 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––– –––––––––––––––
NIP: NIP:
206
RPP 8. Praktikum Gerak Lurus Beraturan dan Gerak Lurus
Berubah Beraturan
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 8
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : –Menunjukkan gerak lurus berubah beraturan.
–Mengidentifikasi gerak lurus berubah beraturan dan
hubungannya dengan besaran-besaran yang terkait.
– Menerapkan gerak lurus berubah beraturan pada
teknologi dan kehidupan sehari-hari.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat mengidentifikasi pengertian percepatan rata-rata dan
percepatan sesaat.
� Siswa dapat menentukan kecepatan pada gerak lurus berubah beraturan.
� Siswa dapat menunjukkan atau memperagakan suatu benda yang
melakukan gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus berubah beraturan
(GLBB).
� Siswa dapat mengaplikasikan gerak lurus beraturan (GLB) dan gerak lurus
berubah beraturan (GLBB) dalam kehidupan sehari-hari.
207
II. Materi Ajar
Gerak lurus beraturan dan Gerak lurus berubah beraturan
III. Metode Pembelajaran
Eksperimen (percobaan/praktikum)
IV. Langkah-langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan menjelaskan persiapan-persiapan
yang perlu dilakukan sebelum dan setelah melakukan eksperimen serta
menjelaskan laporan hasil kegiatan (eksperimen). Pada pokok pembahasan
terdahulu kita telah mempelajari tentang gerak lurus berubah beraturan dan gerak
lurus berubah beraturan. Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda pada
lintasan yang lurus di mana pada setiap selang waktu yang sama, benda tersebut
menempuh jarak yang sama (gerak suatu benda pada lintasan yang lurus dengan kelajuan
tetap). Sedangkan gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak suatu benda yang
menempuh lintasan lurus dan mengalami perubahan kecepatan yang sama setiap
sekonnya atau mengalami percepatan yang sama.
B. Kegiatan Inti
� Guru memberikan pre-test sebelum melakukan eksperimen.
Contoh soal pre-test
a. Apa yang dimaksud gerak lurus berturan dan bagaimana rumus
umumnya?
208
b. Apa yang dimaksud gerak lurus berubah beraturan dan bagiamna
rumusnya umumnya?
c. Apa yang anda ketahui tentang ticker timer!
d. Apa nama alat untuk mengukur kecepatan sebuah benda?
e. Sebutkan contoh-contoh gerak lurus berubah beraturan!
� Siswa melakukan percobaan untuk memperoleh data-data yang akan
dipecahkan.
� Siswa melakukan diskusi kelas, mengolah data hasil pengukuran dengan
mempertimbangkan kesalahan relatif pengukuran.
� Siswa melakukan presentasi hasil percobaan.
� Siswa membuat laporan hasil percobaan.
1. Praktikum Gerak Lurus Beraturan
Di dalam laboratorium, alat yang digunakan untuk menyelidiki gerak lurus
beraturan adalah ticker timer. Alat ini mempunyai sebuah plat baja yang dapat
bergetar 50 kali setiap sekonnya. Setiap kali bergetar plat baja ini akan membuat
sebuah tanda titik hitam pada kertas pita yang ditarik oleh benda yang akan
diamati geraknya. Untuk lebih memahami tiker timer perhatikanlah gambar
berikut dengan seksama.
Gambar 41. Ticker timer (koleksiku.net)
209
Tujuan:
Mengamati gerak lurus beraturan.
Alat dan bahan:
Sebuah landasan yang rata, sebuah mobil mainan elektronik, pewaktu ketik (ticker
timer) dan pitanya, sebuah gunting, kertas polos dan mistar.
Cara kerja:
1. Buatlah landasan yang lurus agar mobil mainan dapat bergerak lurus.
Letakkan ticker timer di ujung landasan. Kemudian, hubungkan mobil mainan
dengan pita ticker timer.
Perhatikan gambar.
2. Jalankan mobil mainan sehingga mobil mainan tersebut bergerak dengan
kelajuan tetap.
3. Amatilah jarak antara dua titik yang berdekatan.
4. Hitunglah titik hitam pada pita ticker timer. Berilah tanda setiap jarak 5 ketik.
5. Guntinglah pita ticker timer setiap jarak 5 ketik, kemudian tempelkan pada
kertas polos
6. Catat hasil pengamatan pada tabel
Gambar 42. Rangkaian percobaan GLB (koleksiku.net)
210
Jawab pertanyan berikut ini berdasarkan praktikum GLB yang telah anda
lakukan!
1. Apakah jarak antara dua titik hitam yang berdekatan sama?
2. Apakah panjang guntingan pita yang berjarak setiap lima titik hitam sama?
3. Bagaimana bentuk grafik GLB dan gambarkanlah grafik jarak terhadap
waktu dan kecepatan terhadap waktu dari praktikum yang telah anda
lakukan!
4. Buatlah kesimpulan dari praktikum yang telah anda lakukan dan lakukan
presentasi di depan kelas berdasarkan kelompok yang telah dibentuk.
2. Praktikum Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak lurus suatu benda yang perubahan kecepatannya selalu bertambah
disebut gerak lurus dipercepat. Sedangkan gerak suatu benda yang
perubahan kecepatannya selalu berkurang disebut gerak lurus diperlambat.
a. Gerak lurus berubah beraturan dipercepat
Tujuan:
Mengamati gerak lurus berubah beraturan dipercepat.
Alat dan bahan:
Sebuah landasan yang rata, sebuah mobil mainan elektronik, beberapa buah
buku tebal, pewaktu ketik (ticker timer) dan pitanya, sebuah gunting, serta
kertas polos.
211
Cara kerja:
1. Buatlah landasan yang miring dengan menaikkan salah satu ujung
landasan. Letakkan ticker timer di ujung landasan tersebut. Kemudian,
hubungkan mobil mainan dengan pita ticker timer.
2. Lepaskan mobil mainan dari ujung landasan yang sudah dinaikkan
sehingga mobil mainan tersebut bergerak dipercepat.
3. Amatilah jarak antara dua titik yang berdekatan pada kertas ticker timer.
4. Hitunglah titik hitam pada pita ticker timer. Berilah tanda setiap jarak 5
ketikan.
5. Guntinglah pita ticker timer setiap jarak 5 ketik, kemudian tempelkan pada
kertas polos.
Diskusikan pertanyaan berikut dalam kelompok dan presentasikan di depan
kelas!
1. Apakah jarak antara dua titik hitam yang berdekatan sama?
2. Apakah panjang guntingan pita yang berjarak setiap lima titik hitam sama?
3. Gambarkanlah grafik kecepatan terhadap waktu dari praktikum yang anda
lakukan.?
4. Buatlah kesimpulan dari praktium yang telah anda lakukan
Gambar 43. Rangkaian percobaan GLBB dipercepat (koleksiku.net)
212
b. Praktikum gerak lurus berubah beraturan diperlambat
Tujuan:
Mengamati gerak lurus berubah beraturan diperlambat.
Alat dan bahan:
Sediakanlah sebuah landasan yang rata, sebuah mobil mainan elektronik, beberapa
buah buku tebal, pewaktu ketik (ticker timer) dan pitanya, sebuah gunting, mistar
dan kertas polos.
Prosedur kerja:
1. Buatlah landasan yang miring dengan menaikkan salah satu ujung landasan.
Letakkan ticker timer di ujung landasan tersebut. Kemudian, hubungkan mobil
mainan dengan pita ticker timer. Perhatikan gambar berikut.
2. Lepaskan mobil mainan dari ujung landasan yang lebih rendah sehingga mobil
mainan tersebut bergerak diperlambat.
3. Amatilah jarak antara dua titik yang berdekatan pada pita ticker timer.
4. Hitunglah titik hitam pada pita ticker timer. Berilah tanda setiap jarak 5 ketik.
5. Guntinglah pita ticker timer setiap jarak 5 ketik, kemudian tempelkan pada
kertas polos.
Diskusikan pertanyaan berikut ini dalam kelompok praktikum anda!
Gambar 44. Rangkaian percobaan GLBB diperlambat (koleksiku.net)
213
1. Apakah jarak antara dua titik hitam yang berdekatan sama?
2. Apakah panjang guntingan pita yang berjarak setiap lima titik hitam sama?
3. Gambarkanlah grafik kecepatan terhadap waktu dan bagaimana bentuk
grafiknya?
4. Buatlah kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan?
Catatan:
Praktikum ini bisa saja di lakukan bila suatu sekolah tersedia ticker Timer. Namun
bila tidak, maka di buat alat yang dapat mengantikan peran ticker timer. Alat
tersebut adalah mobil-mobilan.:
Alat-alat untuk membuat mobil-mobilan:
a. Kayu berdiameter 2 cm
b. Karet
c. Muk
d. Paku dengan panjang 3-4 cm
e. Bambu yang di belah ujungnya ( panjang bambu ± 1 meter)
f. Papan kecil
g. Sandal rusak
h. Kertas Karton
Cara kerja
Belah bambu sedemikian rupa, pasang muk dan kayu pada ujung bambu.
Kemudian di antara muk dan kayu di pasang karet yang telah di hubungkan
dengan paku, selanjutnya pasang roda dari sándal pada kedua sisi bambu yang
telah di belah, pasang roda pada ujung bambu yang tidak di belah. Hubungkan
214
dan pasang memanjang kertas karton yang paling tipis pada paku yang
bersentuhan dengan muk. Bila benar gambarnya mirip gambar 15, hanya
antar ujung bambu yang belah atau yang tidak dibelah masing di kasi roda
yang terhubung kayu berdiameter 2 cm. Dorong mobil-mobilan pada jalan
yang menanjak dan dorong mobil-mobilan tersebut pada jalan yang turun.
Amati setiap ketikan oleh paku pada kertas kartun kemudian guntinglah setiap
jarak guntingan hasil ketikan itu tepat seperti pada ticker timer.
Merancang mobil-mobilan
C. Kegiatan Akhir
Siswa menyimpulkan hasil percobaan yang telah dilakukan, diteruskan dengan
pemberian tugas serta membaca dan memahami materi berikutnya.
V. Sumber Belajar
Buku Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia) dan buku fisika yang
relevan
VI. Penilaian
� Tes tertulis/pre-test
� Pengamatan keaktifan dalam melakukan percobaan, presentasi, penilaian
sikap, minat, dan tingkah laku siswa
Bambu yang udah di belah Kayu d = 2 cm
Muk
Karet gelang & paku
Lantai
Roda dari sandal
Gambar 45. Mobil-mobilan
Roda dari sandal Kertas Karton
215
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya siswa ada melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum
disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi sepenuhnya
bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin penilaian
tersebut.
� Hasil laporan percobaan
...........,...................... 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
–––––––––––––– ––––––––––––––––
NIP: NIP:
216
RPP 9. Gerak Vertikal
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 9
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : – Menunjukkan gerak vertikal.
– Menunjukkan gerak vertikal ke atas
– Menunjukkan gerak vertikal ke bawah.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat memahami gerak vertikal secara jelas
� Siswa dapat memahi dan menyelesaikan persoalan yang berhubungan
dengan gerak vertikal ke atas
� Siswa dapat memahami dan menyelesaikan persoalan yang berkaitan
dengan gerak vertikal ke bawah
� Siswa dapat membedakan gerak vertikal ke atas dan ke bawah.
II. Materi Ajar
Gerak Vertikal
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/ceramah
2. Diskusi
3. Tanya jawab
217
4. Demonstrasi
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan pemberian kuis tertulis yang
disampaikan secara lisan tentang materi sebelumnya (waktu ± 8 menit).
B. Kegiatan Inti
� Guru memberi penjelasan singkat mengenai gerak vertikal.
� Siswa melakukan demonstrasi gerak vertikal yang dilakukan oleh siswa
� Siswa melakukan diskusi kelas untuk menentukan syarat suatu benda
mencapai titik tertinggi (tinggi maksimum) pada gerak vertikal ke atas.
� Siswa melakukan demonstrasi mengenai benda jatuh bebas kemudian di
lanjutkan dengan diskusi kelas.
� Siswa mengamati demonstrasi untuk benda jatuh bebas.
� Siswa melakukan diskusi kelas untuk menentukan arah, besar, dan
percepatan benda yang bergerak vertikal.
� Siswa melakukan diskusi kelas untuk menentukan persyaratan benda jatuh
bebas.
� Siswa melakukan peragaan yang menunjukkan bahwa massa tidak
mempengaruhi besarnya waktu benda jatuh bebas.
� Guru melakukan diskusi kelas untuk menentukan hubungan besaran-
besaran yang terkait dengan gerak vertikal.
� Siswa melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan
berkaitan dengan gerak vertikal.
218
Gerak vertikal
Untuk memperlajari gerak vertikal, dasar yang harus di pahami adalah gerak lurus
berubah beraturan, karena sebenarnya gerak vertikal merupakan salah satu contoh
gerak lurus berubah berturan.
Pelajari beberapa penjelasan berikut. Kemudian catat poin-poin penting dari
pemahaman siswa karena pak guru akan periksa catatan siswa pada akhir
pertemuan.
a. Gerak jatuh bebas
Siswa melakukan demontrasi
Peristiwa di atas dalam Fisika disebut sebagai gerak jatuh bebas, yakni gerak
lurus berubah beraturan pada lintasan vertikal. Ciri khasnya adalah benda
jatuh tanpa kecepatan awal (v0 = nol). Semakin ke bawah gerak benda
semakin cepat. Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu
sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi yang besarnya 9,8 m/s2
atau 10 m/s2.
Pertanyaannya: Batu dan kertas di jatuhkan dari ketingian yang sama. Di antara batu dan kertas tersebut manakah yang lebih dahulu menyentuh lantai?
Batu Kertas
Lantai Gambar 46. Demontrasi gerak jatuh bebas
219
Guru memberi penjelasan singkat, pada gerak jatuh bebas ke tiga persamaan
GLBB dipercepat yang pernah bicarakan pada kegiatan sebelumnya tetap berlaku,
hanya saja v0
dihilangkan dari persamaan karena harganya nol dan lambang s pada persamaan-
persamaan tersebut akan di ganti dengan h yang menyatakan ketinggian dan a di
ganti dengan g.
Persamaan gerak jatuh bebas:
1. vt = g . t
2. h = ½ g t2
3. ghvt 2=
Dalam persamaan ke 2, jika di reduksi maka akan didapatkan persamaan waktu
jatuh bebas benda.
h = ½ g t2
jika ruas kiri dan kanan masing-masing dikalikan 2 maka akan didapatkan:
2 h = g t2
t2 = g
h2
g
ht
2=
Gambar 47. disamping mengambarkan benda jatuh
bebas mengalami percepatan yang besarnya sama
dengan percepatan gravitasi.
Keterangan: g = percepatan gravitasi (m/s2) h = ketinggian benda (m) t = waktu (s) vt = kecepatan akhir (m/s)
Gambar 47. Benda jatuh bebas
220
Dari persamaan waktu jatuh, terlihat bahwa waktu jatuh benda bebas hanya
dipengaruhi oleh dua faktor yaitu h = ketinggian dan g = percepatan gravitasi
bumi. Jadi berat dan besaran-besaran lain tidak mempengaruhi waktu jatuh.
Artinya meskipun berbeda beratnya, dua benda yang jatuh dari ketinggian
yang sama di tempat yang sama akan jatuh dalam waktu yang bersamaan.
Dalam kehidupan kita sehari-hari mungkin kejadiannya lain. Benda yang
berbeda beratnya, akan jatuh dalam waktu yang tidak bersamaan. Hal ini dapat
terjadi karena adanya gesekan udara. Percobaan di dalam tabung hampa udara
membuktikan bahwa sehelai bulu ayam dan satu buah koin jatuh dalam waktu
bersamaan.
.Bulu ayam dan koin (a) di udara (b) di ruang hampa udara
Contoh penyelesaian soal
1. Dari salah satu bagian gedung yang tingginya 20 m, dua buah batu
dijatuhkan secara berurutan. Massa kedua batu masing-masing 1/2 kg dan
5 kg. Bila percepatan gravitasi bumi di tempat itu g = 10 m/s2, tentukan
waktu jatuh untuk kedua batu itu (Abaikan gesekan udara)
221
Penyelesaian
Diketahui h1 = h2 = 20 m
m1 = 0,5 kg
m2 = 5 kg
g = 10 m/s2
Ditanya t1 dan t2 ?
Jawab:
Karena gesekan udara di abaikan, maka gerak kedau batu memenuhi persaman
waktu jatuh bebas
g
ht 12= =
10
202x= 2 sekon
Untuk batu ke dua,
g
ht 22= =
10
202x = 2 sekon.
Dengan demikian, benda –benda yang jatuh bebas dari ketinggian yang sama di
tempat yang sama (= percepatan gravitasinya sama) akan jatuh dalam waktu yang
sama.
b. Gerak Vertikal Ke Atas
Siswa melakukan demontrasi, siswa mengamati gerakan bola yang dilempar
vertikal tersebut. Bagaimana kecepatan bola dari waktu ke waktu!
Gambar 48. Bola dilemparkan vertikal ke atas.
222
Dari gambar tersebut, bola mengalami dua fase gerakkan. Saat bergerak ke atas
bola bergerak GLBB diperlambat (a = g) dengan kecepatan awal tertentu lalu
setelah mencapai tinggi maksimum bola jatuh bebas yang merupakan GLBB
dipercepat dengan kecepatan awal nol. Dalam hal ini berlaku persamaan-
persamaan GLBB yang telah dipelajari pada kegiatan sebelumnya.
Pada saat benda bergerak naik atau bergerak vertical ke atas berlaku persamaan :
1. Kecepatan : vt = v0 – gt
2. Tinggi : h = v0t – ½ g t2
3. Kecepatan : vt = v02 – 2 g h
Sedangkan pada saat jatuh bebas berlaku persamaan-persamaan gerak jatuh bebas
yang sudah kita pelajari pada kegiatan lalu.
Contoh penyelesaian soal
1. Sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s (g = 10
m/s2).
Hitunglah:
a. Waktu yang dibutuhkan bola untuk sampai ke titik tertinggi.
b. Tinggi maksimum yang dicapai bola.
c. Waktu total bola berada di udara.
Penyelesaian
Diketahui : v0 = 20 m/s
g = 10 m/s2
Ditanya : a) t = ?
b) h = ?
v0 = kecepatan awal (m/s) g = percepatan gravitasi (m/s) t = waktu (s) vt = kecepatan akhir (m/s) h = ketinggian (m)
223
c) t di udara
Jawab:
a. Bola mencapai titik tertinggi pada saat vt = 0. Selanjutnya kita gunakan
persamaan
pertama gerak vertikal ke atas,
vt = v0 - g.t
0 = 20 - 10 t
10 t = 20
= 20/10 = 2 sekon
b. Tinggi maksimum bola,
h = v0 t - 1/2 . g.t2
= 20 . 2 - 1/2 10 . 22
= 40 – 20 = 20 meter
c. Waktu total di sini maksudnya waktu yang dibutuhkan oleh bola sejak
dilemparkan ke atas sampai jatuh kembali ke tanah. Terdiri dari waktu
mencapai tinggi maksimum (jawaban pertanyaan a) dan waktu untuk jatuh
bebas yang akan kita hitung sekarang.
g
ht
2= , karena tinggi maksimumnya 20 m, maka
10
202xt = = 2 sekon
Jadi waktu total benda yang bergerak vertikal ke atas lalu jatuh kembali
adalah 4 sekon.
224
Latihan
1. Berapa tinggi maksimum yang dicapai oleh benda yang dilemparkan vertikal
ke atas dengan kecepatan awal 5 m/s ? Anggap percepatan gravitasi bumi g =
10 m/s2 ?
2. Berapa kecepatan awal minimum seorang anak yang ingin melempar buah
mangga muda yang berada pada ketinggian 10 m?
c. Gerak Vertikal Ke Bawah
Berbeda dengan jatuh bebas, gerak vertikal ke bawah yang dimaksudkan adalah
gerak benda-benda yang dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan awal
tertentu. Jadi seperti gerak vertikal ke atas hanya saja arahnya ke bawah. Sehingga
persamaan - persamaannya sama dengan persamaan - persamaan pada gerak
vertikal ke atas, kecuali tanda negatif pada persamaan-persamaan gerak vertikal
ke atas diganti dengan tanda positif. Sebab gerak vertikal ke bawah adalah GLBB
yang dipercepat dengan percepatan yang sama untuk setiap benda yakni g.
Jadi rumus yang dipakai pada gerak vertical ke atas berlaku juga pada gerak
vertical ke bawah ( Gunawan, 2009: 31-32), yaitu
1. Kecepatan : vt = v0 + g t
2. Tinggi : h = v0 t + ½ g t2
3. Kecepatan : vt = v02 + 2 g
Contoh penyelesaian soal
1. Sebuah bola dilemparkan vertikal ke bawah dengan kecepatan 10 m/s dari atas
bangunan bertingkat (g = 10 m/s2). Bila tinggi bangunan itu 40 m, hitunglah:
a. kecepatan benda 1,5 sekon setelah dilemparkan.
225
b. Waktu untuk mencapai tanah.
c. Kecepatan benda saat sampai di tanah.
Penyelesaian:
a. Kecepatan benda 1,5 sekon setelah dilemparkan:
vt = v0 + g t
= 10 + 10 . 1,5 = 25 m/s
b. Waktu untuk mencapai tanah:
h = v0 t + 1/2 g t2
40 = 10 t + 1/2 10 . t2 ⇒40 = 10 t + 5 t2
Bila ruas kiri dan kanan sama-sama kita bagi 5, maka:
8 = 2 t + t2
atau
t2 + 2 t - 8 = 0
(t + 4) (t - 2) = 0
t1 = - 4 dan t2 = + 2
Kita ambil t = t2 = 2 s (sebab tidak ada waktu berharga negatif). Jadi waktu
untuk mencapai tanah = 2 sekon.
c. Kecepatan benda sampai di tanah:
vt = v0 + g t
= 10 + 10 . 2
= 30 m/s
Cara lain
vt2 = v0
2 + 2 g h
226
= 102 + 2 . 10 . 4
= 900 m/s. Sehingga, 900=tv = 30 m/s
Dapat disimpulkan bahwa gerak vertikal ke bawah sama dengan gerak GLBB
pada arah mendatar. Bedanya adalah bahwa pada gerak vertikal ke bawah benda
selalu dipercepat, sedangkan gerak GLBB pada arah mendatar dapat pula
diperlambat. Selain itu pada gerak vertikal ke bawah besar percepatan selalu sama
dengan percepatan gravitasi g. Sedangkan percepatan pada GLBB arah mendatar
dapat berharga berapa saja.
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan pada materi gerak vertikal, diteruskan dengan pemberian tugas
mandiri, tugas kelompok, membaca dan memahami materi berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat-Alat : Bola kaki, bola tenis,
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA Semester 1 & 2 (Yrama
Widia)
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Tes tertulis
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi, kinerja
keterampilan dalam melakukan peragaan serta penilaian sikap, minat dan
tingkah laku siswa
227
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya tidak siswa melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum
tidak disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi
sepenuhnya bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin
penilaian tersebut.
� Tugas
Tugas yang dimaksud adalah melakukan eksperimen secara kelompok
berdasarkan urutan baris kursi tempat duduk siswa.
Langkah-langkahnya
1. Carilah sebuah tempat di lingkungan Anda di mana Anda dapat menjatuhkan
dua atau tiga benda dengan leluasa
2. Tugaskan teman anda untuk mencatat waktu jatuh benda dengan menggunakan
stopwatch atau jam tangan digital atau dengan Hp anda.
3. Lakukan no 2 berulang dan catat hasilnya pada tabel
4. Buat laporannya dan presentasikan di depan kelas
5. Buat kesimpulan dari pengamatan anda.
Contoh Soal Kuis Awal.
1. Benda jatuh bebas termasuk gerak lurus berubah beraturan. Benar atau
salah.
228
2. Percepatan benda pada gerak vertikal adalah selalu negatif. Benar atau
salah.
3. Benda yang ditembakkan vertikal ke atas pada suatu saat percepatannya
dapat nol. Benar atau salah.
4. Sebuah peluru ditembakkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 100
m/s, waktu yang diperlukan untuk mencapai titik tertinggi adalah ....
5. Dua buah kelapa dengan massa yang berbeda apabila dijatuhkan dari
ketinggian yang sama maka waktu yang diperlukan untuk sampai tanah
sama atau berbeda
Jawaban Kuis
1. Benar.
2. Benar.
3. Benar.
4. t = v0/g.
5. sama.
229
Catatan:
Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman di bangku sebelahnya, kemudian
nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara menyebutkan
nilai secara lisan.
............,...................... 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––– ––––––––––––––––
NIP: NIP
230
RPP 10. Gerak Melingkar Beraturan
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 10
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : – Menunjukkan gerak melingkar.
– Menentukan kecepatan sudut pada gerak melingkar.
– Menentukan perpindahan sudut yang ditempuh pada
gerak melingkar.
– Menentukan hubungan antara kelajuan linear dengan
kelajuan sudut.
– Menunjukkan dan menentukan percepatan sentripetal.
–Menunjukkan aplikasi percepatan sentripetal(pengayaan)
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat menganalisis besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju
konstan.
� Siswa dapat merumuskan gerak melingkar beraturan secara kualitatif.
� Siswa dapat mengaplikasikan gerak melingkar beraturan dalam kehidupan
sehari-hari.
231
II. Materi Ajar
Gerak Melingkar Beraturan
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/ceramah
2. Diskusi
3. Tanya jawab
4. Demonstrasi
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan kuis tertulis yang diberikan secara
lisan tentang materi yang akan diajarkan (waktu ± 8 menit)
Gerak melingkar beraturan adalah gerakkan suatu benda atau titik massa dengan
kelajuan konstan mengelilingi suatu lingkaran yang memiliki jari-jari sama.
Quis ± 8 menit
1. Gerak melingkar termasuk besaran apa?
2. Apa satuan yang sering digunakan dalam gerak melingkar?
3. Dapatkah suatu benda bergerak dipercepat bila kelajuannya konstan?
B. Kegiatan Inti
� Siswa melakukan demonstrasi untuk menjelaskan perbedaan dan
persamaan gerak melingkar dengan gerak translasi kemudian guru
bertanya kepada siswa.
� Melakukan tanya jawab untuk memberi contoh-contoh gerak melingkar
pada peristiwa sehari-hari.
232
� Siswa mencari tahu besaran-besaran fisika yang terkait dengan gerak
melingkar beraturan.
� Siswa melakukan demonstrasi dan mengidentifikasi pengertian percepatan
sentripetal dan aplikasinya.
� Siswa melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan yang
berkaitan dengan gerak melingkar beraturan.
Gerak Melingkar Beraturan
1. Demontrasi oleh Siswa
Siswa diminta mengemukakan pendapatnya terhadap gerak melingkar............?
Siswa memahami uraian demi uraian pada pokok bahasan gerak melingkar.
Catat masing-masing poin yang di anggap penting dan kerjakan setiap soal
yang ada. Pada akhir pertemuan guru akan periksa catatan siswa.
Dalam gerak lurus yang telah dibahas sebelumnya, posisi suatu benda
setiap saat bisa berubah terhadap acuan, misalnya Oplet (kalau di Jogja seperti
bus 21 yang masuk daerah Paingan) yang sedang bergerak lurus mengangkut
penumpang dari terminal Sungai Durian Sintang akan berubah setiap saat
posisinya terhadap terminal tersebut. Bagaimana dengan gerak roda
Alat-alat : Bambu atau peralon kecil, benang dan bola pimpong
Cara kerja: - Putarlah bambu hingga bola pimpong yang telah terhubung dengan benang itu berputar
- Lakukan berulang-ulang Analisislah apa yang terjadi dengan benang saat bambu diputar cepat dan pada saat bambu diputar lambat dan mengapa demikian ?
Gambar 49. Demontrasi gerak melingkar
233
penggiling karet, roda penggiling yang sering digunakan masyarakat sekitar
Sintang untuk merapikan karet mentah yang akan dijual? Jika diperhatikan
posisi roda tetap di tempatnya sehingga posisi roda jelas tetap terhadap ruang
di mana penggiling itu ditempatkan. Akan tetapi posisi gerigi di pinggir roda
setiap saat berubah terhadap pusat roda atau garis yang melalui pusat roda
(disebut poros). Gerak yang dialami gerigi di pinggir roda disebut gerak
melingkar.
Dalam gerak melingkar arah kecepatan setiap saat berubah walaupun besar
kecepatan dapat saja tetap seperti pada gerak melingkar beraturan. Arah
kecepatan yang setiap saat berubah inilah yang menimbulkan adanya
percepatan yang senantiasa mengarah kepusat, disebut percepatan sentripetal.
Dalam gerak lurus ada tiga besaran utama yaitu perpindahan (linier),
kecepatan (linier), dan percepatan (linier). Demikan halnya dengan gerak
melingkar ketiga besaran utama tersebut yaitu perpindahan sudut, kecepatan
sudut dan percepatan sudut. Dalam gerak lurus telah dipelajari gerak lurus
beraturan dan gerak lurus berubah beraturan. Dalam bagian ini siswa akan
mempelajari gerak melingkar beraturan (GMB dengan keceptan konstan) dan
gerak melingkar berubah beraturan (GMBB). Persamaan dalam GMB dan
GMBB mirip dengan persamaan-persamaan yang ada pada GLB dan GLBB.
Guru menginformasikan, gerak melingkar yang akan dibahas pada bagian ini
cukup hanya sampai pada kinematika GMB sedangkan penyebabnya tidak
dibahas. Contoh-contoh GMB antara lain gerak mobil menikung dengan
kecepatan linear tetap pada belokan mendatar; gerakan gerigi dengan
234
kecepatan linear pada piringan hitam atau Compact Disk (CD) dan lain
sebagainya. Siswa diminta menemukan contoh gerak milingkar yang ada di
sekitar lingkungannya.
2. Besaran-besaran fisika dalam gerak melingkar Physical quantities in
circular motion)
a. Periode dan frekuensi (Period and frequency)
Dua buah besaran fisika yang penting dalam kajian gerak melingkar
adalah periode dan frekuensi. Untuk memahami konsep periode dan
frekuensi dalam gerak melingkar, perhatikan gambar 48 di bawah ini dan
penjelasan berikut!
Sesuai dengan gambar 48 di atas, periode adalah waktu yang diperlukan oleh
benda untuk bergerak dari suatu titik (misalnya A) melalui lintasan lingkaran yang
berjari-jari dan kembali ketitik itu. Jadi, periode adalah waktu yang dibutuhkan
benda untuk menempuh satu putaran penuh. Periode gerak melingkar dapat
dinyatakan dengan dengan persamaan berikut:
T = n
t
Keterangan:
T = periode (s)
Gambar 50. Benda mengalami gerak melingkar
A
D
B
C Radius jari-jari r ●
235
t = waktu berputar (s)
n = Jumlah putaran
Sedangkan, frekuensi adalah jumlah putaran dalam waktu satu detik.
Sehinga frekuensi gerak melingkar dapat dinyatakan dengan persamaan
berikut.
f = t
n
Dengan
f = frekuensi (s
1 atau Hz).
n = jumlah putaran per sekon (kali)
Guru meminta siswa untuk mencari hubungan antara periode dengan
frekuensi.
Contoh penyelesaian soal
Sebuah benda bergerak melingkar dan selama 60 sekon benda berputar
sebanyak 5 kali. Hitunglah frekuensi dan periode benda tersebut
Sebelum guru mengerjakan soal di atas siswa diminta menjawab terlebih
dahulu persoalannya dengan menggunakan rumus yang telah dipelajari
sebelumnya.
Penyelesaian :
T = n
t= s
s12
5
60 =
f = t
n= Hzsx
sx
ss 12
1
12
11
12
1
12
1
60
5 1 ==== −
Jadi, periode dan frekuensi benda adalah12 det dan 1/12 Hz
236
b. Jarak sudut dan perpindahan sudut (angular distance and angular
displacement).
Pada kasus kinematika gerak lurus, jarak atau perpindahan partikel disebut
jarak linier, sedangkan pada gerak melingkar jarak atau perpindahan
partikel disebut dengan jarak sudut atau perpindahan sudut.
Pada Gambar 51. di atas ditunjukkan benda yang bergerak dari A ke B
pada lintasan lingkaran berjari-jari r. Berdasarkan gambar tersebut, dalam
selang waktu ∆t = tB – tA, benda tersebut mengalami perubahan posisi
sudut sebesar θ dan menempuh lintasan sepanjang S. Berdasarkan aturan
matematis, maka perpindahan atau jarak sudut dapat ditentukan sebagai
berikut:
θ (rad) = r
S
Keterangan:
θ = Perpindahan atau jarak sudut (rad)
S = Perpindahan atau jarak linier (m)
r = Jari-jari lintasan (m)
B ө
A
r
tA s
t B
•
• •
Gambar 51. Jarak sudut dan perpindahan sudut
237
Ketika sebuah partikel menempuh satu putaran penuh, maka S = 2 π r (satu
keliling lingkaran), sehingga
θ (rad) = r
S = radian
r
r ππ2
2 =
Jika dihubungkan dengan sudut satu putaran penuh, maka
1 putaran = 2 π radian = 3600 dan 1 radian = 03,57180 =derajadπ
Berdasarkan penjelasan di atas, maka jarak sudut atau perpindahan sudut
dapat dinyatakan dengan satuan radian, putaran atau derajad.
Contoh penyelesaian soal
Sebuah partikel bergerak melingkar pada lintasan berdiameter 7 meter,
jika partikel tersebut menempuh 2/3 bagian lintasan lingkaran tersebut
tentukan:
a. Panjang lintasan yang ditempuh oleh partikel
b. Perpindahan sudut dalam satuan radian, putaran dan derajad
Guru memberi kesempatan kepada siswa untuk mengerjakan contoh soal
ini, kemudian guru mengerjakannya.
Penyelesaian
a. s = 2/3 x keliling lingkaran
= 2/3 x 2 π r
Karena π = 22/7 dan r = ½ d = ½ x 7 m = 3,5 m
s = 2/3 x 2 (22/7) x 3,5 = 14,66 m
Jadi panjang lintasan yang ditempuh oleh partikel adalah 14,66 m
238
b. θ = radianradianradianr
s18,4
5,3
66,14 ==
2 π radian = 1 putaran, maka
θ = putaranputaran 3/2)14,3(2
18,4
2
18,4 ==π
1 radian = 57,30, maka
θ = 4,18 x 57,30 = 239,50 ≈ 2400
Jadi, perpindahan sudut partikel adalah 4,18 radian = 2/3 putaran = 2400
c. Kecepatan (laju) sudut(angular) dan kecepatan (laju) linier(tangensial)
Laju atau kecepatan pada gerak melingkar disebut dengan laju sudut atau
kecepatan sudut. Laju atau kecepatan sudut dari partikel yang bergerak
melingkar dapat dinyatakan dengan persamaan berikut.
dt
d
t
ttt
θθω
θθθϖ
=∆∆=
∆∆=
−−
=
lim
01
01
Catatan
Kecepatan sudut dapat pula di nyatakan dalam satuan rpm (rotation per
menute) 1 rpm = sradsekon
rad
menit
putaran/
3060
21 ππ ==
Keterangan: ϖ = laju atau kecepatan sudut rata-rata (rad/s) ∆θ = perpindahan sudut (rad) ∆t = selang waktu (s) ω = Kecepatan sudut sesaat (rad/s)
239
Benda dalam lintasan melingkar menempuh busur lingkaran ∆s dalam
selang waktu tertentu ∆t. Bila perubahan busur lingkaran yang tempuh
sama tiap selang waktu sama, maka gerak melingkar semacam ini disebut
gerak melingkar beraturan.
Kelajuan tangensial ( besar dari kecepatan tangensial), atau disebut dengan
kelajuan linier
t
sv
∆∆= .
Arah vektor kecepatan tangensial selalu tegak lurus dengan arah vektor
jari-jari denagan arah gerak benda (arah gerak benda dari A ke B).
Jika ∆s adalah keliling lintasan yang ditempuh benda dalam satu periode
waktu maka ∆s = 2 π r dan (∆t = T) kelajuan tangensial atau kelajuan linier
dirumuskan
v = T
rπ2.
Sudut yang ditempuh benda dalam selang waktu waktu tertentu dinamakan
kelajuan anguler atau kecepatan sudut benda. Pada gerak melingkar
Gambar 52. Gerak melingkar memiliki dua kecepatan yaitu kecepatan anguler dan kecepatan tangensial
∆θ
∆s
r
●A
●B
240
beraturan besar kelajuan angulernya selalu sama dalam selang waktu yang
sama. Sehingga dapat dirumuskan
ω = t∆
∆θ.
Apabila sudut yang ditempuh benda satu periode waktu ∆t =T adalah ∆θ =
2π radian, maka kelajuan anguler dalam gerak melingkar beraturan
dirumuskan
ω = T
π2.
Contoh penyelesaian soal
Sebuah roda berputar sebanyak 900 putaran dalam waktu 30 sekon,
tentukan kecepatan sudut rata-rata roda tersebut ?
Penyelesaiannya
sradadalahtersebutrodarataratasudutkecepaJadi
sradrad
makastdanradradxputaranKarenat
/60tan,
/60det30
1800
,30,18002900900
π
ππϖ
ππθ
θϖ
−
==
=∆===∆∆∆=
d. Hubungan kecepatan sudut(angular) dengan periode dan frekuensi
Hubungan kecepatan sudut dengan periode dan frekuensi dapat dengan
persamaan sebagai berikut.
T
πω 2= karena T = ,1
fmaka ω = 2 π f
Keterangan
ω = Kecepatan sudut (rad/s) f = frekuensi (Hz)
241
T = Periode (s)
e. Hubungan kecepatan sudut dengan laju linier
Hubungan kecepatan sudut dengan laju linier dapat dinyatakan dengan
persamaan berikut.
v = ω r karena ω = T
rvmaka
r
ππ 2,
2 =
Keterangan
v = Laju linier (m/s)
r = Jari-jari (m)
Contoh penyelesaian soal
Seluruh siswa harus mengerjakan terlebih dahulu kemudian baru ditunjuk
salah satu siswa untuk mengerjakannya di papan tulis
Sebuah motor listrik berputar pada 960 rpm. Tentukan:
a. frekuensi dan periode putaran
b. kecepatan sudut dalam rad/s
c. laju linier sebuah titik pada pingir gerinda yang digerakkan oleh motor
listrik tersebut jika jari-jari gerinda adalah 10 cm.
Penyelesaian
a. frekuensi dan periode putaran
16
1,
116
det60
960
960
====
=
Tmakaf
TKarenaHzputaran
f
menit
putaranf
Jadi, frekuensi dan periode motor listrik adalah 16 Hz dan 1/16 s.
242
b. kecepatan sudut
sradadalahtersebutlistrikmotorsudutkecepaJadi
sradmakasTkarenaT
/32tan,
/3216/1
2,16/1,
2
π
ππωπω ====
c. v = ω r
Karena ω = 2 π rad/s dan r = 10 cm = 0,1 m, maka v = 32 π (0,1) m/s
h. Percepatan sudut, percepatan tangensial, dan percepatan sentripetal
Pada gerak melingkar dikenal tiga besaran percepatan, yaitu percepatan
sudut (α), percepatan tangensial (at) dan percepatan sentripetal (as).
Percepatan sudut (α) didefinisikan perubahan kecepatan sudut (∆ω) dalam
selang waktu ∆t dan secara matematis dinyatakan dengan persamaan
sebagai berikut. α = t∆
∆ω.
Pada gerak melingkar yang partikelnya mempunyai perubahan kecepatan
linier selama geraknya maka partikel tersebut mempunyai percepatan
tangensial (at) yang secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan
sebagai berikut.
at = ωω ∆=∆=∆∆
rvmakarvkarenat
v,,
at = αωr
tr =
∆∆
Penurunan rumus percepatan sentripetal
Dari uraian kita sebelumnya tampak bahwa vektor kecepatan (v) dapat
dianalogikan dengan vektor kedudukan (R). Analogi inilah yang akan kita
gunakan untuk menurunkan rumus percepatan sentripetal (gambar 51).
243
Besar percepatan sentripetal (disimbolkan as =0→∆t
Lim
t
v
∆∆
...1)
didefinisikan percepatan benda yang arahnya menuju pusat lingkaran. Bila
selang waktu ∆t diambil sama dengan periode T, (∆t = T), maka jarak
yang ditempuh benda sama dengan satu kali keliling lingkaran (jari-jari =
v). Dengan demikian ∆v = keliling lingkaran = 2π v......2 ( Kanginan,
2000: 207-208). Jika nilai dari (2) dan ∆t = T kita masukan kedalam (1),
kita peroleh:
as = lim 3...........222
vT
aT
v
T
vS
=⇔= πππ
Oleh karena
menjadimakar
vdan
T)3(,
2 == ωωπ
as = ω v = r
vav
r
vS
2
=⇔
Oleh karena v = r ω, maka bentuk lain dari persamaan di atas adalah
as = ( )
rar
rS
22
ωω =⇔
Jadi untuk partikel yang melakukan gerak melingkar beraturan, percepatan
tangensialnya nol, tetapi partikel itu masih mengalami percepatan
sentripetal, as, yang di rumus oleh:
Gambar 53. Vektor vP dan vektor vQ
pada waktu t dan t + ∆t yang ditarik dari titik tangkap
∆v vP vQ Q
P
O
244
as = ( )
rar
rS
22
ωω =⇔
Contoh penyelesaian soal
Seorang siswa SMA mengedarai motornya melewati tikungan lingkaran
yang diameternya 30 m. Berapa percepatan motor menuju ke pusat
lintasan jika kecepatan motor 30 m/s?
Penyelesaian
Jari-jai r = m152
30 =
Kecepatan linier v = 30 m/s
Percepatan sentripetal
as = ( )
smr
v/60
15
30 22
==
Arah percepatan sentripetal selalu menuju ke pusat lingkaran dimanapun
benda itu berada, dan selalu tegak lurus dengan arah vektor kecepatannya.
Keterangan:
α = Percepatan sudut (rad/s2)
r = Jari-jari (m)
at = Percepatan tangensial (m/s2)
as = Percepatan sentripetal (m/s2)
Gambar 54. Arah percepatan sentripetal selalu tegak lurus vector kecepatannya
245
Gerak Melingkar Beraturan (Uniform Circular Motion)
Pahamilah penjelasan berikut dan catat poin-poin pentingnya.
Gerak melingkar beraturaturan (GMB) merupakan gerak benda-benda
pada lintasan lingkaran dengan kecepatan sudut tetap (ω = tetap). Gerak
melingkar beraturan analog dengan gerak lulurus beraturan, sehingga
persamaan gerak melingkar beraturan analog dengan persamaan gerak
lurus beraturan.
a. Jarak atau perpindahan sudut (Angular distance or displacement)
Jika pada GLB jarak atau perindahan partikel dinayatakan dengan S = S0 +
v t, maka pada GMB jarak atau perpindahan sudut partikel dapat
dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.
θ = θ0 + ω t
Jika θ0 = 0, maka θ = ω t
b. Kecepatan sudut (Angular velocity)
Karena kecepatan sudut benda yang bergerak melingkar beraturan adalah
tetap, maka ω = ωo
c. Percepatan sudut, perecepatan centripetal, dan percepatan tangensial
(Angular acceleration, tangential acceleration, and centripetal
acceleration)
Karena pada gerak melingkar beraturan kecepatan sudutnya tetap, maka
percepatan sudutnya dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut.
000 =∆−
=∆∆=
tt
ωωωα
Sehingga percepatan tangensialnya juga sama dengan nol
246
at = r α = r (0) = 0
Meskipun α = 0 dan at = 0, tetapi benda yang bergerak melingkar
beraturan mempunyai percepatan centripetal (as ≠ 0). Mengapa demikian?
Karena benda yang bergerak melingkar beraturan mempunyai kecepatan
sudut dan kecepatan linier yang tetap setiap saat, tetapi arahnya vektor
kecepatanya liniernya selalu berubah, dan perubahan arah kecepatan linier
tersebut menyebabkan suatu percepatan, yaitu percepatan sentripetal.
Contoh penyelesaian soal
Sebuah partikel terdapat pada tepi gerinda yang sedang bergerak
melingkar dengan kecepatan sudut 1800 rmp. Tentukan
• Percepatan sudut dalam rad/s
• Percepatan sentripetal jika jari lingkarannya 10 cm
Penyelesaian
a. ω = 1800 rpm
ω = sputarans
putaran/30
60
1800 =
karena 1 putaran = 2 π rad, maka
ω = sradrad
/60det
)2(30 ππ =
Jadi, kecepatan sudutnya adalah 60 π rad/s.
b. rr
vas
22
ω==
karena ω = 60 π rad/s dan r = 10 cm = 0,1 m, maka
as = ω2 r = (60 π rad/s)2 (0,1m) = 360 π m/s2
247
Jadi, percepatan sentripetalnya adalah 360 π m/s2
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan pada materi gerak melingkar beraturan, diteruskan dengan pemberian
tugas dan membaca serta memahami materi berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat-Alat : Bola pinpong, kayu ± 50 cm, tali atau benang ± 50 cm, diirangkai
sedemikian rupa, sehingga alat yang dirangkai tersebut bisa
digerakan secara melingkar.
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Dasar SMA 1&2 (Yrama Widia)
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Tes tertulis ( mengerjakan soal-soal dari buku panduan)
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi, kinerja
keterampilan dan peragaan serta penilaian sikap, minat dan tingkah laku
siswa
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya tidak siswa melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum
tidak disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi
248
sepenuhnya bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin
penilaian tersebut.
� Tugas
Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal yang telah dipersiapkan
oleh guru.
Misalnya:
1. Apa yang anda ketahui tentang gerak melingkar beraturan?
2. Pada suatu saat kelajuan anguler sebuah keping CD yang berdiameter 12
cm adalah 314 rad/s. Tentukanlah
a. Kelajuan tangensial suatu titik yang berjarak 3 cm dan 4 cm dari pusat
keping CD
b. Berapa frekuensi periodenya
3. Sebuah sepeda dikendari monyet sirkus dengan kecepatan 8 m/s sepanjang
lintasan melingkar yang mempunyai radius 40 m. Jari-jari roda sepeda
adalah 2/π m, tentukan
a. Kecepatan anguler sepeda
b. Kecepatan anguler roda sepeda
4. Sebuah tamiya berputar mengikuti lintasan melingkar dengan kelajuan
tetap 3 m/s dan periode 2 sekon. Jika jari-jari lintasan lingkaran adalah 1
m, tentukanlah
a. Percepatan sentripetal tamiya
b. Perubahan kecepatan tangensial tamiya selama bergerak 1 sekon, dan
percepatan rata-rata tamiya selama 1 sekon.
249
5. Suatu titik materi bergerak melingkar beraturan. Dua detik yang pertama
menempuh busur sepanjang 40 cm. Bila jari-jari lingkaran 5 cm,
tentukanlah
a. Kelajuan liniernya
b. Kelajuan angulernya
c. Sudut pusat yang ditempuh
Contoh Soal Kuis Awal
1. Satuan kecepatan sudut adalah ....
2. Panjang satu putaran dengan jari-jari r pada gerak melingkar adalah ....
3. Kecepatan linear dengan kelajuan pada gerak melingkar beraturan adalah
sama. Benar atau salah.
4. Tulis rumus hubungan kelajuan linear dengan kelajuan sudut.
5. Besar sudut 1 radian = ... derajat
6. Arah percepatan sentripetal pada gerak melingkar beraturan adalah ....
Jawaban Kuis
1. rad/det 2. 2πr 3. Salah
4. v = ω r
5. 360/2π atau 57,30
6. tegak lurus pada pusat lingkaran
250
Catatan:
Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman di bangku sebelahnya, kemudian
nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara menyebutkan
nilai secara lisan.
...........,...................... 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––– –––––––––––––––––
NIP: NIP:
251
RPP 11. Gerak Melingkar Berubah Beraturan
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 11
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : – Menunjukkan gerak melingkar.
– Menentukan kecepatan sudut pada gerak melingkar.
– Menentukan perpindahan sudut yang ditempuh pada
gerak melingkar.
– Menentukan hubungan antara kelajuan linear dengan
kelajuan sudut.
– Menunjukkan dan menentukan percepatan sentripetal.
– Menunjukkan aplikasi percepatan sentripetal
(pengayaan)
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat menganalisis besaran fisika pada gerak melingkar dengan laju
konstan.
� Siswa dapat mengaplikasikan gerak melingkar beraturan dalam kehidupan
sehari-hari.
II. Materi Ajar
Gerak Melingkar Berubah Beraturan
252
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/ceramah siswa aktif
2. diskusi
3. Tanya jawab
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan kuis tertulis yang diberikan secara
lisan tentang materi yang telah dipelajari (waktu ± 8 menit).
Quis waktu ± 8 menit
1. Sebutkan contoh-contoh gerak melingkar berubah beraturan yang ada di
sekitar leingkungan siswa
2. Tuliskan persamaan Gerak melingkar berubah beraturan
3. Apakah lempar cakram termasuk termasuk pada gerak GMBB, mengapa?
B. Kegiatan Inti
1. Siswa melakukan demonstrasi. Kemudian siswa yang lain mengamati
demonstrasi gerak melingkar berubah beraturan tersebut yang dilakukan
siswa.
2. Siswa dapat menemukan besaran-besaran yang terkait dengan gerak
melingkar berubah beraturan dan siswa menentukan besar dari besaran-
besaran tersebut.
Gerak Melingkar Berubah Beraturan (Accelerated Uniform Circular
Motion)
Demonstrasi:
253
Salah satu siswa melakukan salto ke depan ataupun kebelakang sebanyak 3
kali. Siswa lain mengamati dan menjelaskan dapatkah siswa yang bersalto
tersebut tidak beranjak dari posisi dia semula, kalau dapat mengapa kalau
tidak dapat mengapa? Siswa di minta menjelaskan dalam kelompok dan
kemudian salah perwakilan menyampaikan pendapat dari kelompok.
Siswa memahami penjelasan di bawah ini kemudian catat poin-poin
pentingnya.
Gerak melingkar berubah beraturan (GMBB) merupakan gerak benda-
benda pada lintasan lingkaran dengan percepatan sudut yang tetap (α =
konstan atau tetap). GMBB analog dengan GLBB, persamaan GMBB
analog juga dengan GLBB.
a. Jarak atau perpindahan sudut (Angular distance or displacement)
Jika pada GLBB, jarak atau perpindahan partikel dinyatakan dengan
persamaan 1 di bawah ini.
S = S0 + v0 t + ½ a t2, maka pada GMBB jarak atau perpindahan sudut
partikel dapat dinyatakan dengan persamaan berikut ini
Karena penurunan persamaannya mirip dengan menurunkan persamaan
pada GLBB maka siswa diminta untuk menurunkan sendiri persamaan
seperti yang tercatat di bawah ini.
Jika θ0 = 0, maka
θ = ω0 t + ½ α t2 ............................................................(1)
254
b. Kecepatan Sudut ( Angular velocity)
Kecepatan sudut benda yang bergerak melingkar berubah beraturan dapat
dinyatakan dengan persamaan 2 berikut ini.
Analogi GMBB adalah GLBB maka persamaan pada GMBB mirip dengan
persamaan GLBB, di sini kita tinggal merubah simbol-simbolnya.
Kita telah mengenal persamaan α = ttt
00
0
ωωωωω −=
−−
=∆∆
ω – ω0 = α t
ω = ω0 + α t.................................................................(2)
Karena ω = r
v, maka v = r (ω0 + α t) atau v = r ω0 + r α t................(3)
Kita juga dapat menghilangkan t pada persama 1 dengan mensubtitusi
t = 2,0 persamaandaridiperolehα
ωω −.
Diskusi kelompok memecahkan persamaan ω2 = ω02 + 2α θ.
Jawababan yang di harapkan dari siswa:
θ = ω0 t + ½ α t2
θ = ω0
−α
ωω 0 + ½ α
−α
ωω 0 2
255
θ = α
ωωωωα
ωωωα
ωωωωαα
ωωω2
222/1
200
2200
2
200
2200 +−
+−
=+−
+−
X
θ = α
ωωωωωωωα
ωωωωα
ωωω2
222
2
2
2
200
2200
200
2200 +−+−
=+−
+−
θ = αωω
2
20
2 −
ω2 – ω02 = 2α θ ⇒ω2 = ω0
2 + 2α θ...........................................(4)
c. Percepatan total pada GMBB
Satu-satunya percepatan yang dialami oleh partikel yang melakukan GMB
adalah percepatan sentripetal. Percepatan sentripetal yang besarnya tetap
dan mengarah ke pusat lingkaran diperlukan oleh partikel agar partikel
dapat membelok menempuh lintasan melingkar. Mengapa besar
percepatan linier dalam GMB adalah tetap? Dalam GMB, percepatan
sudut α sama dengan 0, sehingga percepatan tangensial at = r α = 0.
Karena percepatan tangensial yang segaris kerja dengan kecepatan linier
sama dengan nol, maka besar kecepatan linier (Gambar 55) yang dapat di
rumuskan seperti pada persamaan 5.
as
vQ
vP Q
P O as
Gambar 56. Kecepatan linier
atot at
as θ
P
atot
at
as
Q
as
vQ
vP Q
P O as
at
at
Gambar 55. Kecepatan linier
256
Dalam GMBB, partikel mengalami percepatan sudut α yang tetap tetapi
tidak nol. Karena α tidak nol maka partikel akan mengalami percepatan
tangensial at, yang dinyatakan oleh at = α r. Vektor percepatan tangensial at
segaris kerja dengan vektor kecepatan linier v, bisa searah atau berlawanan
arah. Misalkan putaran partikel makin lama makin cepat maka arah at
searah dengan arah v (lihat gambar 55). Dengan demikian partikel yang
melakukan GMBB mengalami dua percepatan yaitu perceptan sentripetal
yang mengarah ke pusat lingkaran dan percepatan tangensial yang
menyinggung lingkaran. Percepatan total α dalam GMBB adalah jumlah
vektor dari kedua percepatan ini.
atot = as + at...................................................(5)
karena arah as dan arah at saling tegak lurus maka besar percepatan
totalnya, a adalah
besar percepatan total 22tstot aaa += .......................................(6)
arah percepatan total s
t
a
a=θtan .....................................................(7)
dengan as = αω radanrr
vt == 2
2
257
Dengan demikian dapat dikatakan bahwa dalam kasus gerak melingkar
berubah beraturan :
1. (Vektor) percepatan sudut, α
2. Setiap saat partikel mengalami dua macam percepatan yaitu percepatan
sentripetal (as) dan percepatan tangensial (at).
3. Baik besar maupun arah kecepatan linier, v setiap saat berubah.
Contoh penyelesaian soal
Dari kedaan diam, sebuah partikel bergerak melingkar dengan percepatan
sudut 15 rad/s2. Jika jarak partikel ke pusat lingkaran adalah 10 cm,
hitunglah percepatan total partikel tersebut setelah bergerak selama 0,4
detik serta kemanakah arah gerak partikel tersebut.
Catatan: siswa harus mengerjakan terlebih dahulu, baru guru mengerjakan
seperti di bawah ini.
Peyelesaian
as = ω2 r, karena ω = ω0 + α t, α = 15 rad/s2 , t = 04 s dan r = 10 cm
= 0,1m, maka as = (ω0 + α t)2 r = (0 + 15 rad/s2 ) 0,1 m = 3,6 m/s2
at = r α = 0,1 m X 15 rad/s2 = 1,5 m/s2
Sehingga percepatan totalnya adalah
258
22tstot aaa += =
atot = 22 )5,1()6,3( + = 3,9 m/s2
arahnya, tan θ = 42,06,3
5,1 ==s
t
a
a
θ = 220,62 = 230
Jadi, percepatan total dari partikel yang bergeak melingkar berubah
beraturan tersebut adalah 3,9 m/s dan arahnya sebesar 230.
Soal Latihan
1. Seorang siswa mengendari sepeda pergi ke sekolahnya jika dia berangkat
sudah telat ( 6.45 Wib). Siswa tersebut harus memacu sepedanya dengan
kecepata berapa, jika siswa tersebut harus sampai jam 7 tepat di
sekolahnya. Sepeda tersebur memliki percepatan sudut 10 rad/s2 dan jarak
dari rumah ke sekolah 2 km
2. Sebuah mesin pengiling padi membutuhkan waktu 8 sekon untuk mengubah
kecepatan roda besi dari 400 rpm menjadi 2000 rpm sehingga padi bisa
menjadi beras . Tentukan percepatan sudut dalam rad dan tentukan pula
perpindahan sudut selama 8 sekon
3. Seorang anak memasang kipas angin dari kertas di depan halaman
rumahnya agar saat angin datang dia bisa liat asyiknya menyaksikan
perputaran kipas angin buatannya itu. Jika angin suatu sore melintasi di
depan halaman itu dan kipas angin berputar dengan kecepatan sudut 10
259
rad/s dalam waktu 30 sekon, berapakah percepatan sudut serta
perpindahan sudut total si kipas angin kertas?
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, siswa menyimpulkan dan guru memberi penekanan
pada materi gerak melingkar berubah beraturan diteruskan dengan pemberian
tugas dan membaca serta memahami materi berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat-Alat : Bola pinpong, kayu ± 50 cm dan tali ± 50 cm
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA 1& 2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Tes tertulis
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi dan dalam
melakukan peragaan serta penilaian sikap, minat dan tingkah laku siswa
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya tidak siswa melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum
tidak disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi
sepenuhnya bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin
penilaian tersebut.
260
� Tugas.
Tugas yang dimaksud adalah siswa diminta membuat sendiri soal yang
berhubungan dengan gerak melingkar minimal 2 soal, lalu tukar sama
teman sebelahnya untuk dijawab
Contoh Soal Kuis Awal
1. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 10 cm dan
kelajuan sudut 2 rad/s. Besar kelajuan linear benda adalah ....
2. Rumus percepatan sentripetal/radial pada gerak melingkar beraturan
adalah ....
3. Percepatan total pada gerak melingkar berubah beraturan adalah ....
4. Rumus kecepatan sudut setelah t satuan adalah ....
5. 1 rps = ... rpm
Jawaban Kuis
1. 20 cm/det
2. a = v2/r atau a = ω2r
3. 22sttot aaa +
4. ωt = ω0 + αt
5. 60 rpm
261
Catatan:
Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman di bangku sebelahnya, kemudian
nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara menyebutkan
nilai secara lisan.
............,...................... 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
–––––––––––––– –––––––––––––––––
NIP: NIP:
262
RPP 12. Gerak Melingkar Tidak Beraturan
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 12
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : – Menunjukkan dan menganalisis gerak melingkar tidak
beraturan dan memberi contoh-contohnya
– Menentukan hubungan besaran-besaran yang terkait
pada gerak melingkar tidak beraturan.
– Membedakan gerak melingkar beraturan dan gerak
melingkar tidak beraturan.
I. Tujuan Pembelajaran
• Siswa dapat menganalisis gerak melingkar tidak beraturan.
• Siswa dapat membedakan gerak melingkar beraturan, gerak melingkar
berubah beraturan, dan gerak melingkar tidak beraturan
II. Materi Ajar
Gerak Melingkar Tidak Beraturan
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/ceramah siswa aktif
2. Diskusi
3. Tanya jawab
263
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan demonstrasi oleh salah satu siswa
yang telah di tunjuk sebelumnya.
B. Kegiatan Inti
� Guru memberi ceramah dan melakukan demonstrasi tentang gerak
melingkar tidak beraturan disertai tanya jawab.
� Siswa melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan yang
berkaitan dengan gerak melingkar tidak beraturan.
� Siswa membuat daftar perbedaan gerak melingkar beraturan, gerak
melingkar berubah beraturan, dan gerak melingkar tidak beraturan ke
dalam tabel.
Gerak Melingkar tidak Beraturan
Gaya melingkar dengan laju konstan terjadi jika gaya total pada benda yang
diberikan menuju pusat lingkaran.
Saat kita mulai memutar bola diujung tali di sekitar kepala, kita harus memberikan percepatan tangensial kepada bola itu. Caranya dengan menarik tali dengan tangan yang tidak berada di pusat lingkaran (gambar 57)
Demontrasi
Gambar. 57. Demontrai GMB
264
Jika gaya total tidak diarahkan kepusat, melainkan dengan sudut tertentu, gaya
tersebut memiliki dua komponen.
Komponen yang diarahkan menuju pusat lingkaran FR atau gaya radial
menyebabkan percepatan sentripetal dan mempertahankan gerak benda dalam
lingkaran.
Komponen tangen Ftan, bekerja untuk menaikkan atau menurunkan laju dan
dengan demikian menghasilkan komponen percepatan yang merupakan tangen
terhadap lingkaran atan.
Komponen tangensial dari percepatan, atan, sama dengan perubahan besar
kecepatan benda:
aR = t
v
∆∆
.
Percepatan radial (sentripetal) muncul dari perubahan arah kecepatan yang
memenuhi persamaan
aR = r
v2
.
Percepatan tangensial selalu menunjuk ke arah tangen dari lingkaran, dan
merupakan arah gerak (paralel terhadap v) jika laju bertambah, ini dapat dilihat
•
•
aR a
atan
Gambar 58. Uraian vector GMB
265
pada gambar 57. Jika laju berkurang, atan menunjukan arah yang antiparalel
terhadap v.
Dalam kedua kasus tersebut, atan dan aR selalu tegak lurus satu dengan yang
lainnya. Dan arah keduanya terus berubah sementara benda bergerak sepanjang
jalur melingkarnya. Percepatan vektor totalnya, a, adalah jumlah keduanya
a = atan + atan
Karena atan dan aR selalu tegak lurus satu dengan yang lain, besar a pada setiap
saat adalah
a = Raa 2tan
2 +
Contoh penyelesaian soal
Sebuah mobil balap mulai dari keadaan diam dari area pit dan dipercepat
beraturan sampai laju 35 m/s dalam waktu 11 sekon, dan berjalan pada lintasan
yang melingkar dengan radius 800 m. dengan menganggap percepatan
tangensialnya konstan, hitunglah
a. Percepatan tangensialnya
b. Percepatan sentripetal jika laju mobil balap sebesar 30 m/s
c. Percepatan total mobil balap
Penyelesaian
a. atan konstan, dengan besar
atan = 2/2,311
/)035(sm
s
sm
t
v =−=∆∆
b. aR = 222
/8,1500
)/30(sm
m
sm
r
v ==
266
c. a = Raa 2tan
2 + = 22 )8,1()2,3( + = 18,33 = 5,76 m/s2
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan materi gerak melingkar, diteruskan dengan pemberian tugas dan
membaca serta memahami materi berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat-Alat : Bola pinpong, kayu dan tali
Sumber : Buku Fisika bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia) dan
internet
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Tes tertulis
Tes tertulis yang dimaksud mengerjakan soal-soal yang telah di persiapkan
guru baik mengerjakan pada buku panduan atau mengambil soal dari
internet yang ada hubungan dengan konteks Kabupaten Sintang
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi dan dalam
melakukan peragaan serta penilaian sikap, minat dan tingkah laku siswa
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
267
misalnya tidak siswa melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum
tidak disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi
sepenuhnya bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin
penilaian tersebut.
� Tugas.
Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal atau permasalahan yang
berhubungan dengan gerak melingkar tidak beraturan di lingkungan siswa.
Misalnya:
1. Apa yang anda ketahui tentang gerak melingkar beraturan, gerak
melingkar tidak beraturan dan gerak melingkar berubah beraturan
2. Seorang siswa sedang memutar bola pingpong yang telah terhubung
dengan benang di sekitar kepalanya. Bila diketahui radius putar 50 cm dan
kecepatan tangensialnya konstan serta laju bola pingpong adalah 20 cm/s
pada waktu 5 sekon. Berapakah percepatan total bola pingpong
3. Buatlah dalam tabel perbedaan, persamaan dan rumus gerak melingkar
beraturan, gerak melingkar berubah beraturan dan gerak melingkar tidak
beraturan!
Contoh Soal Kuis Awal
1. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari 10 cm dan
kelajuan sudut 2 rad/s. Besar kelajuan linear benda adalah ....
2. Rumus percepatan sentripetal/radial pada gerak melingkar beraturan
adalah ....
3. Percepatan total pada gerak melingkar berubah beraturan adalah ....
268
4. Rumus kecepatan sudut setelah t satuan adalah ....
5. 1 rps = ... rpm
Jawaban Kuis
1. 20 cm/det
2. a = v2/r atau a = ω2 r
3. atot = 22rt aa +
4. ωt = ω0 + αt
5. 60 rpm
Catatan:
Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman di bangku sebelahnya, kemudian
nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara menyebutkan
nilai secara lisan.
.................................. 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––– –––––––––––––––
NIP: NIP:
269
RPP 13. Hukum-Hukum Newton tentang Gerak
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 13
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : – Mendeskripsikan hukum I Newton.
– Mendeskripsikan hukum II Newton.
– Mendeskripsikan hukum III Newton.
– Menerapkan hukum-hukum Newton pada peristiwa
yang terjadi pada kehidupan sehari-hari.
I. Tujuan Pembelajaran
• Siswa dapat menjelaskan hukum-hukum Newton tentang gerak.
II. Materi Ajar
Hukum-Hukum Newton tentang gerak
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/ceramah siswa aktif
2. Diskusi
3. Tanya jawab
4. Demonstrasi
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
270
Guru membuka pelajaran diteruskan dengan kuis tertulis yang diberikan secara
lisan tentang materi yang telah dipelajari dan yang akan diterima dalam waktu ± 8
menit.
Manusia dan hewan dapat menarik benda-benda karena adanya gaya otot,
kendaraan dapat bergerak karena adanya gaya mesin, ketapel bisa melemparkan
batu karena adanya gaya pegas. Kita dapat berjalan di lantai karena adanya gaya
gesek antara kaki dengan lantai. Bumi tarik menarik dengan bulan karena adanya
gaya gravitasi. Guru mengatakan bahwa pada bagian ini, siswa akan mempelajari
gaya dan hukum-hukum tentang gaya.
Quis ± 8 menit
1. Apakah yang di maksud dengan gaya ?
2. Sebutkan ada berapa hukum Newton
3. Tuliskan rumus salah satu dari hukum Newton
B. Kegiatan Inti
� Siswa melakukan demonstrasi untuk menunjukkan adanya kelembaman
pada suatu benda.
� Siswa melakukan diskusi kelas untuk mencari contoh-contoh peristiwa
kelembaman yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari dan mendefinisikan
Hukum I Newton.
Isaac Newton menemukan hukum-hukum Newton tentang gerak yang mendasari mekanika dalam Fisika, khususnya kinematika dan dinamika. Selanjutnya Newton juga menemukan hukum gravitasi Newton yang menjelaskan secara gamblang interaksi benda-benda di seluruh alam semesta ini.
271
� Siswa memahami penjelasan hubungan antara percepatan, massa benda,
dan gaya, yang merupakan hukum II Newton.
� Siswa mengamati demonstrasi dan menyimpulkan hukum II Newton.
� Siswa melakukan peragaan untuk menunjukkan adanya gaya berat dan
merumuskan berat benda.
� Siswa melakukan demonstrasi untuk menunjukkan gaya aksi – reaksi yang
merupakan hukum III Newton, disertai tanya jawab.
� Siswa mengelompokkan peristiwa-peristiwa yang berkaitan dengan
hukum-hukum Newton tentang gerak.
� Guru memberikan kuis tertulis secara lisan untuk mengetahui pemahaman
siswa tentang materi yang telah dipelajari.
Hukum - Hukum Newton Tentang Gerak
Demonstrasi untuk menunjukan hukum I, II, III Newton.
a. Hukum I Newton
Letakan gelas di atas meja yang dilapisi dengan kaca, lalu isilah gelas
tersebut dengan air hampir penuh kemudian kaca tersebut di lapisi lagi
dengan kertas, baru terakhir letakan gelas kaca di atas kertas tersebut alu
siswa suruh tarik kertas dengan sangat pelan. Amati apa yang terjadi
dengan gelas. Siswa rancang sendiri kalimat di atas.
b. Hukum II Newton
Siswa diminta meletakan beberapa buku yang tebal di atas meja lalu
dorong buku tersebut hingga bergeser atau saat akan bergerak. Apa yang
siswa bisa simpulkan?
272
c. Hukum III Newton
Dua orang siswa diminta saling tarikan tangan, lalu apa yang dapat mereka
simpulkan dari kejadian tersebut
Siswa diminta memahami penjelasan di bawah ini dan mencatat poin-poin
pentingnya.
1. Gaya
Gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang dapat menimbulkan perubahan
gerak. Dengan demikian jika benda ditarik/didorong maka pada benda bekerja
gaya, dan keadaan gerak benda dapat dirubah. Gaya adalah penyebab gerak. Gaya
termasuk besaran vektor, karena gaya ditentukan oleh besar dan arahnya. Sebagai
contoh mobil dapat bergerak karena didorong oleh gaya mesin, namun bila mobil
mogok dan memerlukan orang yang mendorong mobil mogok itu, dikatakan orang
memberikan gaya dorong yang bersumber dari tenaga ototnya.
Pengertian lain dari gaya adalah bahwa gaya merupakan penyebab timbulnya
percepatan atau perlambatan. Besarnya gaya yang diberikan pada sebuah kilogram
standard didefinisikan sebagai percepatan dengan ketentuan bahwa gaya yang
mempercepat 1 m/s2 sebuah massa kilogram standard didefinisikan sebesar 1
newton (N). Arah percepatan selalu searah dengan arah gaya.
Gambar 59. Mobil bisa bergerak karena adanya gaya mesin
273
F
Gambar 60. Menggambarkan gaya pada suatu benda dengan anak panah
Arah tersebut ditunjukkan dengan arah anak panah. Sedangkan panjang garis
mewakili besar gaya.
Contoh
1. Gambarlah dua buah gaya yang setitik tangkap yang membuat sudut
lancip.
Jawab:
2. Gambarlah dua buah gaya 80 N dan 100 N yang setitik tangkap dan
mengapit sudut 50º
Jawab:
Latihan
1. Sebuah balok berada di atas lantai yang licin. Pada benda tersebut masing-
masing bekerja gaya F1 = 2 N dan F2 = 3 N. Gambarkan gaya-gaya yang
bekerja pada benda jika
a. kedua gaya ke arah kanan.
b. F1 ke kanan dan F2 ke kiri
2. Seorang penerjun payung dapat melayang di udara, karena adanya gaya tahan
udara yang bekerja pada parasut penerjun. Gambarkan gaya-gaya yang bekerja
pada penerjun payung tersebut.
274
2. Resultan dari Beberapa Gaya
Gaya adalah besaran vektor, sehingga jika beberapa buah gaya bekerja pada
sebuah benda, maka gaya total yang bekerja pada benda itu merupakan jumlah
vektor dari gaya-gaya tersebut yang biasa disebut dengan resultan gaya ( R atau
FR). Bila gaya- gaya yang bekerja pada benda mempunyai arah yang sama (berarti
masing-masing gaya saling membentuk sudut 0°) maka resultan gaya dapat
ditentukan dengan menjumlahkan gaya-gaya tersebut secara aljabar. Persamaan
resultan yang dimaksud dapat dituliskan sebagai berikut.
R = F1 + F2
=
Penjumlah gaya segaris :
Gaya- gaya yang bekerja pada benda berlawanan arah (berarti masing-masing
gaya saling membentuk sudut 180°) maka resultan gaya dapat ditentukan dengan
mengurangkan gaya-gaya tersebut secara aljabar. Persamaan resultan yang
dimaksud dapat dituliskan sebagai berikut.
R = F1 - F2
F2 = 10 N
F1 =20 N
R R = 20 +10 = 30 N
Gambar 61.Dua buah gaya searah
Gambar 62. Dua gaya berlawan arah
F1 F2
F2
F1
R= F1 + F2
275
Gambar 62. jika di gambar pada diagram anak panah dapat
digambarkan sebagai berikut.
Penjumlah gaya berlawanan arah:
Bila pada benda bekerja dua buah gaya yang saling tegak lurus atau saling
membentuk sudut 90°, maka resultan gaya dapat ditentukan dengan teorema
Pithagoras sebagai berikut.
22
21 FFR +=
Perhatikan gambar 61, sebuah balok dikenai dua gaya yang saling tegak lurus 30
N dan 40 N. Resultan kedua gaya tersebut dapat ditentukan dengan teorema
Pitagoras , yaitu
R = 22 4030 + = 2500 = 50 N.
Arah resultan gayanya: tan α = 40
30= 0,75 sehingga arc tan- 0,75 = 37°.
Jadi α = 370
Arah resultan gaya itulah yang akan diikuti benda sebagai arah geraknya.
R= F1- F2
F2 F2
F1 F1
Gambar 63. Dua buah gaya yang tegak lurus beserta resultannya.
30N
40 N
30N
40 N
50 N
276
Balok tersebut akan bergerak ke arah serong 37° dari arah horisontal atau searah
dengan arah resultan gaya yang besarnya 50 N.
Dua buah gaya yang bekerja pada suatu benda tidak selalu membentuk sudut 0°,
atau 180° maupun 90°, namun membentuk sudut α sembarang. Untuk itu
perhitungan resultan gaya harus menggunakan persamaan umum resultan gaya.
Secara umum resultan dari dua buah gaya yang bekerja pada suatu benda dengan
αααα merupakan sudut antara kedua gaya tersebut dapat ditentukan melalui
persamaan berikut ini. Persamaan ini sering disebut dengan resultan jajaran
genjang.
α .cos.F2.F F F 2122
21 ++=RF
Sedangkan arah resultan dengan menggunakan persamaan sinus sebagai berikut.
βsin
F
αsin
R 2=
Dimana α adalah sudut antara F1 dan F2, sedangkan β adalah sudut antara R
dengan F1.
277
Experimen menemtukan resultan gaya-gaya searah
Contoh penyelesaian soal
Perhatikan gambar di bawah! Ada dua buah gaya 80 N dan 100 N yang bekerja di
benda P dan kedua gaya saling membentuk sudut 50°. Untuk menghitung resultan
gaya digunakan rumus resultan jajaran genjang sebagai berikut.
Jawab:
FR = αcos2 212
22
1 FFFF ++
FR = )50cos10080(210080 022 xx++
FR = 25680 = 160 N
Latihan
1. Gambarkan serta tentukan besarnya penjumlahan dan pengurangan gaya-gaya
berikut ini
a. F1 + F2 b. F2 – F3
Tujuan :
Menentukan resultan gaya-gaya searah
Petunjuk Teknis:
Lakukan percobaan ini dengan menggunakan
dinamometer, dan beberapa buah beban logam.
1.Gantungkan sebuah beban pada pengait dinamometer pada arah vertikal. Gaya berat beban ditunjukkan oleh skala F1.
2. Gabungkan kedua beban dan pasang pada dinamometer kemudian catat gaya F2
3. Gambarlah skema gaya-gaya searah tersebut dan hitunglah resultan gayanya.
4. Ulangi untuk beban-beban yang berbeda 5. Buatlah laporan percobaanmu.
278
Table 21. Perbedaan massa dan berat
c. F1 + F3 – F2 d. F1 – F3
2. Bagaimanakah menggambarkan gaya 8 N ke arah sumbu x positif kemudian
gambarkan pula gaya sebesar 6 N ke arah sumbu x negatif secara vektor?
Berapakah resultannya ?
3. Massa dan Berat
Massa (m) benda adalah jumlah partikel yang dikandung benda. Sedangkan berat
suatu benda (w) adalah besarnya gaya tarik bumi terhadap benda tersebut dan
arahnya menuju pusat bumi. ( vertikal ke bawah ).
Perbedaan massa dan berat :
massa benda Berat benda
• Massa (m) besaran skalar
• besarnya di mana-mana selalu
bernilai tetap, kecuali benda
tersebut mengalami
pengurangan materi, misalnya
mengalami pecah, sobek atau
aus, maupun mengalami
penambahan materi sejenis
misalnya dua potong besi dilas
dengan bahan yang sama.
• Berat (w) merupakan besaran
vektor
• besarnya tergantung pada
tempatnya ( percepatan
gravitasi pada tempat benda
berada ).
• Berat sebuah benda dalam
bahasa Inggris weight (w)
adalah sebuah gaya yang
bekerja pada benda tersebut dari
F1 = 3 N F2 = 6 N F3 = 4 N
279
• Massa (m) sebuah benda adalah
karakteristik benda itu yang
mengkaitkan percepatan benda
dengan gaya (atau resultan
gaya) yang menyebabkan
percepatan tersebut.
benda-benda lain (atau benda-
benda astronomi).
Gaya berat sebenarnya adalah gaya gravitasi pengaruh benda astronomi terdekat
terhadap benda tersebut. Benda astronomi yang paling dekat dengan kehidupan
kita adalah bumi, sehingga gaya berat seiring dinyatakan secara matematis sebagai
berikut
w = m g
Keterangan
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (9,8 m/s2 atau 10 m/s2)
w = gaya berat (N)
Gaya berat adalah besaran vektor, sehingga bila sebuah benda bermassa m
diletakkan di sekitar dua atau lebih benda astronomi, maka gaya berat benda
tersebut merupakan jumlah vektor dari setiap gaya berat yang ditimbulkan oleh
masing-masing benda astronomi. Hal itu biasanya dijumpai pada sistem makro
misalnya pada sistem tatasurya. Bayangkanlah pada saat bumi, bulan dan matahari
terletak dalam satu garis lurus, maka pada tiap-tiap benda tersebut mengalami
280
vektor resultan gaya berat/gravitasi yang ditimbulkan oleh masing-masing benda
astronomi di sekitarnya.
Berat benda-benda di permukaan bumi tidak sama di setiap bagian bumi, berat
benda di kutub lebih besar daripada berat benda yang sama di khatulistiwa. Berat
benda yang berada di ketinggian tertentu dari permukaan bumi lebih kecil
daripada berat benda yang sama di permukaan bumi. Hal itu disebabkan oleh jarak
benda kepusat bumi berpengaruh terhadap nilai gaya berat. Gaya berat berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak antara benda dengan pusat bumi. Lebih mendalam
hal itu akan dikaji dalam pembahasan tentang bab gravitasi.
Hukum-hukum Newton
Dari praktikum yang telah dilakukan pada halaman 271-272, siswa
diminta memahami penjelasan berikut dengan seksama.
1. Hukum I Newton
Siswa diminta untuk beranjak dari tempat duduknya tampa menyentuh
apapun atau tanpa berpinjak dengan apapun? Apa yang terjadi? Pasti tidak
ada seorangpun yang dapat beranjak. Karena berdasarkan hukum I
Newton: Sebuah benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan
jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu. Jadi, jika jumlah
gaya-gaya yang bekerja pada benda adalah nol, maka ada dua
kemungkinan keadaan benda yaitu benda dalam keadaan diam atau benda
sedang bergerak dengan kecepatan benda konstan.
Bagian pertama dari pernyataan Hukum I Newton itu mudah dipahami,
yaitu sebuah benda akan tetap diam bila benda itu tidak dikenai gaya lain.
281
Gambar 65. Arah gaya dorong, gaya gesekan dan gaya Normal yang seimbang menyebabkan benda tetap diam
Gaya Normal
Gaya gesekan
Gaya dorong
Gambar 64. Hukum kelembaman
Tentunya gaya-gaya konservatif seperti gaya berat dan gaya
normal selalu ada dan sama besar serta berlawanan
sehingga saling meniadakan. Keadaan benda diam
demikian itu disebut keseimbangan. Perhatikan gambar
mainan sederhana dari gabus, korek api, mur dan kawat
yang tetap dalam kesetimbangan karena resultan gaya nol
( gambar 64).
Jika resultan dari gaya-gaya yang bekerja pada sebuah benda sama dengan
nol (ΣF = 0), maka percepatan benda juga sama dengan nol (a = 0) dan
benda tersebut :
- Jika dalam keadaan diam akan tetap diam, atau
- Jika dalam keadaan bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus
beraturan.
Bagian kedua dari pernyataan itu dapat dipahami sebagai berikut. Bila
ingin mengubah kecepatan benda baik mempercepat atau memperlambat,
maka juga diperlukan gaya. Jadi bila tidak ada gaya atau resultan gayanya
nol maka bentuk lintasan lurus dan kecepatan benda akan selalu tetap.
Kecenderungan benda akan selalu berusaha mempertahankan keadaan
awal jika benda tidak dikenai gaya atau resultan gaya. Hal ini yang
282
menyebabkan seringnya hukum I Newton disebut sebagai hukum
kelembaman/inertia (malas/inert untuk berubah dari keadaan awal).
Dalam persamaan matematis hukum I Newton sering dituliskan sebagai
berikut.
ΣΣΣΣ F = 0 dimana ΣΣΣΣ F adalah resultan gaya yang bekerja pada benda.
Kesimpulan : ΣF = 0 dan a = 0 Karena benda bergerak translasi, maka
pada sistem koordinat Cartesius dapat dituliskan
Σ Fx = 0 dan Σ Fy = 0.
Gambar 66. Astronot di ruang tanpa bobot
dapat diam melayang bila tidak ada gaya
Pada gambar 66, resultan gaya sama dengan nol
membuat benda sangat lembam, contohnya seorang
astronot tidak akan bergerak ke mana-mana di ruang hampa bila Ia sendiri
tidak mengubah resultan gaya menjadi tidak sama dengan nol. Cara yang
bisa dilakukan misalnya menghidupkan roket kecil di punggungnya atau
menarik tali yang terikat di pesawat angkasa luar (space shuttle).
Pertanyaan
Analisalah kejadian berikut ini!
Saat kita duduk di dalam mobil yang melaju dengan kencang, tiba-tiba
direm mendadak. Apa yang kita rasakan ? Mengapa demikian ? Pada saat
kita duduk di dalam mobil yang berhenti tetapi masih hidup mesinnya, lalu
dijalankan dengan tiba-tiba. Apa yang kita rasakan ? Mengapa demikian ?
2. Hukum II Newton
283
Bila ada resultan gaya yang timbul pada sebuah benda, dapat dipastikan
benda tersebut akan bergerak dengan suatu percepatan tertentu. Bila benda
semula dalam keadaan diam akan bergerak dipsercepat dengan percepatan
tertentu, sedangkan bila benda semula bergerak dengan kecepatan tetap
akan berubah menjadi gerak dipercepat atau diperlambat. Resultan gaya
yang bekerja pada benda yang bermassa konstan adalah setara dengan
hasil kali massa benda dengan percepatannya. Pernyataan inilah yang
dikenal sebagai hukum II Newton.
Secara matematis hukum tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.
ΣΣΣΣ F = m . a
Contoh penyelesaian soal
1. Jika pada benda bekerja banyak gaya yang horisontal maka berlaku :
Σ F = m . a
F1 + F2 - F3 = m . a
Arah gerak benda sama dengan F1 dan F2 jika F1 + F2 > F3
Arah gerak benda sama dengan F3 jika F1 + F2 < F3
Keterangan: m = massa benda (kg) a = percepatan (m/s2) Σ F = jumlah resultan gaya (N)
Gambar 67. Hukum II Newton
284
2. Jika pada beberapa benda bekerja banyak gaya yang horisontal maka
berlaku :
Σ F =Σ m . a
F1 + F2 - F3 = ( m1 + m2 ) . a
3. Jika pada benda bekerja gaya yang membentuk sudut θ dengan arah
mendatar maka berlaku :
F cos θθθθ = m . a
Hukum II Newton inilah yang boleh kita sebut sebagai hukum Newton
tentang gerak.
Latihan
Sepeda dikayuh dengan kecepatan 36 km/jam, dalam waktu 10 detik
mendapat tambahan dari gaya otot sehingga kecepatannya berubah
menjadi 72 km/jam. Bila percepatan gaya yang bekerja pada benda adalah
60 N, berapakah massa sepeda tersebut ?
3. Hukum III Newton
Hukum III Newton mengungkapkan bahwa, gaya-gaya aksi dan reaksi
oleh dua buah benda pada masing-masing benda adalah sama besar
dan berlawanan arah.
285
Penekanan pada hukum ini adalah adanya dua benda, dalam arti gaya
aksi diberikan oleh benda pertama, sedangkan gaya reaksi diberikan
oleh benda kedua.
Hukum ini dikenal sebagai hukum aksi-reaksi, dan secara matematis
dapat di tuliskan sebagai berikut.
ΣΣΣΣ Faksi = - ΣΣΣΣ Freaksi
Syarat gaya aks-reaksi dapat bekerja:
1. Bekerja pada dua benda atau lebih
2. Gaya aksi dan gaya reaksi bekerja pada dua benda yang berlainan
3. Besar gaya aksi dan gaya reaksi sama hanya arahnya yang berlainan
Gaya berat dan gaya normal pada sebuah buku yang tergeletak di
meja bukan merupakan pasangan gaya aksi-reaksi. Pasangan gaya aksi-
reaksi adalah gaya berat buku terhadap bumi w dengan gaya tarik bumi
terhadap buku w. Pasangan gaya aksi-reaksi lainnya adalah gaya berat
buku terhadap meja F dan gaya tekan meja terhadap buku (gaya normal)
N. Bukan berarti di sini buku memiliki dua gaya berat, melainkan gaya
berat itu tetap satu yang ada sebagai gaya gravitasi (gaya medan) dan
berfungsi sebagai gaya sentuh terhadap meja.
Gambar 68. Gaya-gaya pada sebuah buku yang terletak di atas meja
286
Pasangan gaya aksi-reaksi misalnya pada seorang siswa yang menarik tali
yang terikat pada paku di dinding. Gaya aksi adalah gaya tarik anak pada
tali. Gaya gesek pada tangan siswa yang timbul bukan gaya reaksi,
melainkan gaya tegangan tali itulah gaya reaksi (gambar 68).
Perhatikan pula gambar 69 orang yang mendorong kulkas berikut ini.
Gaya dorong tangan orang terhadap dinding kulkas F sebagai gaya aksi,
dan karena sifat inersianya kulkas terasa menekan tangan orang dengan
gaya –F sebagai gaya reaksi. Pasangan gaya aksi-reaksi dalam kejadian
tersebut F dan –F. Tanda negatif hanya menunjukkan arah berlawanan.
Guru meminta siswa mengamati roda mobil yang berputar di jalan
beraspal! Jika diamati secara seksama maka pasangan gaya aksi-reaksi
menurut hukum III Newton ditunjukkan seperti pada gambar 70 berikut
ini. Putaran roda disebabkan karena adanya gaya F yaitu gaya gesekan
roda dengan jalan. Gaya inilah sebagai gaya aksi yang mana jalan aspal
Gambar 69. Pasangan gaya aksi-reaksi pada orang yang mendorong
287
akan memberikan gaya reaksi –F dengan arah berlawanan seakan gaya ini
mendorong mobil maju ke depan.
Pada sistem gravitasi benda astronomi misalnya bumi terhadap
benda lain yang terpisah sejauh r dari pusat bumi misalnya pesawat ulang-
alik yang mengangkasa, tentunya ada gaya tarik bumi, F terhadap pesawat.
Gaya gravitasi F inilah sebagai gaya aksi, yang mana menimbulkan gaya
reaksi –F berupa gaya tarik pesawat terhadap bumi.
C. Kegiatan Akhir
Gambar 71. Pesawat ulang-alik yang mengangkasa meninggalkan bumi saling berinteraksi dengan bumi dengan gaya tarik F dan – F. Gaya-gaya gravitasi inilah yang dinamakan dengan gaya aksi-reaksi. Gaya F bekerja pada pesawat akibat pesawat ditarik oleh bumi. Sedangkan gaya – F bekerja pada bumi akibat bumi ditarik oleh pesawat. Ketentuan penamaan gaya aksi dan gaya reaksi sebenarnya dapat dipertukarkan karena gaya-gaya itu munculnya saling bersamaan satu sama lain.
Gambar 70. Pasangan gaya aksi-reaksi pada roda mobil yang berjalan.
Gambar 71. Pesawat Alang-alik
288
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan pada materi hukum-hukum Newton, diteruskan dengan
pemberian tugas dan membaca serta memahami materi berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat-Alat : Balok kayu, bidang miring, anak timbangan, neraca pegas, tali,
timbangan karet
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA 1& 2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi dalam
melakukan percobaan dan peragaan serta penilaian sikap, minat dan
tingkah laku siswa
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya tidak siswa melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum
tidak disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi
sepenuhnya bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin
penilaian tersebut.
� Tugas.
Tugas yang dimaksukan adalah mengerjakan tugas yang telah dipersiapkan
guru. Tugas tersebut dapat berupa soal-soal atau proyek. Misalnya:
289
1. Jelaskan pengertian dari istilah-istilah berikut!
(a). gaya (b). massa (c). berat
2. Dua buah gaya F1= 40 N dan F2 = 50 N bekerja pada sebuah benda.
Tentukana besar dan arah resultan gaya pada benda secara grafis dan
secara analistis, jika:
(a). F1 dan F2 membentuk sudut 600 (b). F1 dan F2 tegak lurus
3. Mengapa pada saat anda di bonceng teman anda, saat berhenti tubuh anda
seolah-olah terlempar kedepan? Jelaskan anlisismu?
4. Sebuah mobil bermassa 800 kg, dari keadaaan diam mobil tersebut
bergerak dipercepat dengan percepatan tetap, setelah 4 sekon mobil
menempuh jarak 32 meter. Tentukan gaya yang dihasilkan oleh mobil
tersebut jika selama geraknya mobil mengalami gaya gesekan sebesar 200
newton.
5. Ketika seorang anak menarik karet ketapel, gambarkanlah pasangan gaya
aksi-reaksinya !
Contoh Soal Kuis
1. Hukum pertama Newton disebut juga hukum kelembaman. Benar atau
salah.
2. Arah percepatan sentripetal dapat masuk atau keluar lingkaran. Benar atau
salah.
3. Hukum II Newton dapat dirumuskan ....
4. Besar gaya aksi sama dengan gaya reaksi. Benar atau salah ?
290
5. Besar gaya sentripetal dapat dirumuskan F = 2r
vm benar atau salah?
Jawaban Kuis
1. Benar
2. Salah
3. ΣF = Σma
4. Benar
5. Salah
Catatan:
Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh teman dibangku sebelahnya, kemudian
nilai langsung dimasukkan dalam daftar nilai dengan menyebutkan secara lisan.
.................................. 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––– –––––––––––––––
NIP: NIP:
291
RPP 14. Praktikum Hukum-Hukum Newton tentang Gerak
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 14
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 × 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : – Mendeskripsikan hukum I Newton.
– Mendeskripsikan hukum II Newton.
– Mendeskripsikan hukum III Newton.
– Menerapkan hukum-hukum Newton pada peristiwa
yang terjadi pada kehidupan sehari-hari.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat menjelaskan hukum-hukum Newton tentang gerak.
II. Materi Ajar
Hukum-Hukum Newton tentang Gerak
III. Metode Pembelajaran
Eksperimen (percobaan/praktikum)
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan menjelaskan persiapan-persiapan
yang perlu dilakukan sebelum dan setelah melakukan eksperimen serta
menjelaskan laporan hasil kegiatan (eksperimen).
292
B. Kegiatan Inti
Siswa dibagi dalam 3 kelompok. Masing - masing kelompok wajib melakukan
percobaan untuk mengamati hukum I, II, dan III Newton!
Siswa melakukan percobaan untuk memperoleh data-data yang akan dipecahkan.
� Siswa melakukan diskusi kelas dan mengolah data hasil percobaan.
� Siswa melakukan diskusi kelompok untuk memecahkan persoalan (soal-
soal) yang ada dalam percobaan dan menyimpulkan hasilnya.
� Siswa mempresentasikan hasil percobaan.
� Siswa membuat laporan ilmiah dari hasil percobaan.
Eksperimen I pada hukum 1 Newton
Alat dan bahan
Kertas, folio secukupnya, gelas, meja, bambu, balon dan tali
1. Ambillah sebuah gelas berisi air hampir penuh dan letakkan di atas
sehelai kertas agak panjang (ukuran folio) pada sebuah meja.
Kemudian tariklah kertas tersebut secara cepat dan mendatar. Ulangi
kegiatan dengan menarik kertas secara pelan dan mendatar. Apa yang
terjadi? Mengapa demikian, buat kesimpulan siswa ?
2. Ambillah dua buah balon dan tiuplah, kemudian ikatkan pada
kedua ujung bambu
di mana letak
resultan gaya berat
kedua balon ?
293
Bagaimana caranya menentukan agar balon tersebut
setimbang? (perhatikan gambar dalam soal ini).
Eksperimen 2 pada hukum II Newton
1. Alat dan bahan: Buku minimal 1 kg, stik drum atau benang, dan meja
2. Cara kerja:
a. Letakan buku di atas meja!
b. Dorong buku dengan 1 telunjuk, 2 telunjuk dan seterusnya!
c. Lakukan petunjuk b hingga dapat data yang memuaskan anda!
d. Catat hasil praktikum anda pada tables!
e. Presentasikan hasil pengamatan anda dan beri kesimpulan!
Contoh tabel hasil eksperimen hukum II Newton
Resultan gaya (N) Massa (kg) Percepatan (a) =
m
F (m/s2)
1 2 ……
294
Keterangan: 1 Telunjuk kita misalkan sama dengan 1 newton besar gaya
resultannya
Eksperimen 3 pada hukum III Newton
Alat dan bahan: Tali tambang, buku, mobil-mobilan dan meja.
Tujuan: Mengetahui gaya aksi dan reaksi
Percobaan I: Tarik tambang
Cara kerja
1. Lakukan kegiatan tarik tambang dengan teman-teman sekelompok
2. Buatlah diagram gaya yang menggambarkan gaya-gaya yang bekerja pada
tali selama kejadian tarik tambang itu !
Percobaan II : Aksi dan reaksi pada Balon yang di tekan ke tembok
sampai pecah.
Tujuan : Mengetahui gaya aksi dan reaksi
Cara kerja :
1. Tiup balon sampai ukuran yang siswa inginkan!
2. Ambil balon tersebut kemudian tempelkan ke tembok!
3. Tekan balon tersebut dengan tangan anda
4. Apa yang terjadi dengan balon ? Mengapa demikian ?
5. Buatlah hasil laporan percobaan anda pada kertas folio!
295
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, dilakukan kegiatan menyimpulkan dan memberi
penekanan pada percobaan yang telah dilakukan, diteruskan dengan pemberian
tugas dan membaca serta memahami materi berikutnya.
V. Sumber Belajar
Buku Fisika Bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)
VI. Penilaian
� Tes tertulis
Tes tertulis yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal yang telah
dipersiapkan guru berhunbugan dengan percobaan yang telah dilakukan.
Misalnya:
1. Setelah anda melakukan percobaan hukum I Newton tuliskan kembali
hukum pertama Newton dengan berpatokan pada percobaan anda!
2. Mengapa saat gelas ditarik dengan cepat gelas tidak jatuh dan jika di tarik
dengan pelan justru jatuh? Bagaimana hal itu dapat terjadi?
3. Setelah melakukan percobaan hukum II Newton apa yang anda ketahui
tentang hukum II Newton, misalnya hubungan percepatan dengan gaya
atau dengan massa benda?
4. Setelah anda melakukan praktikum hukum III Newton apa yang dapat
anda peroleh mafaatnya dalam kehidupan ini?
� Pengamatan keaktifan dalam melakukan percobaan, penilaian sikap,
minat, dan tingkah laku siswa
296
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya siswa melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum
disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi sepenuhnya
bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin penilaian
tersebut.
� Laporan hasil percobaan
...........,...................... 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
NIP: NIP:
297
RPP 15. Aplikasi Hukum-Hukum Newton tentang Gerak
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 15
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 x 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : – Mendeskripsikan hukum I Newton.
– Mendeskripsikan hukum II Newton.
– Mendeskripsikan hukum III Newton.
– Menerapkan hukum-hukum Newton pada peristiwa yang
terjadi pada kehidupan sehari-hari.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat menjelaskan hukum-hukum Newton tentang gerak dengan
melakukan eksperimen (percobaan).
II. Materi Ajar
Hukum-Hukum Newton tentang Gerak
III. Metode Pembelajaran
1. Informasi/ceramah siswa aktif
2. Diskusi
3. Tanya jawab
4. Demontrasi
298
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan kuis tertulis yang diberikan secara
lisan tentang materi yang telah dipelajari dan yang akan diterima dalam waktu ±8
menit. Misalnya:
1. Tuliskan hukum I, II, dan III dalam betuk rumus!
2. Apakah yang siswa ketahui tentang gaya?
3. Apa yang disebut gerak?
4. Apa yang siswa ketahui tentang tegangan tali?
B. Kegiatan Inti
� Siswa menyebutkan atau menemukan macam-macam bentuk gaya dan
merumuskannya disertai diskusi dengan teman sebelahnya.
� Siswa menyimak dan mengidentifikasi berbagai peristiwa yang berkaitan
dengan gaya-gaya yang dijelaskan pada bahan yang ditugaskan guru untuk
siswa pahami.
� Siswa mengerjakan latihan-latihan soal yang berkaitan dengan gaya.
HUKUM I NEWTON
Pahami dan diskusikan semua penjelasan berikut ini dengan teman sebangku
anda serta catat poin-poin pentingnya karena selesai jam pelajaran bapak guru
akan periksa catatan siswa. Kemudian jawab setiap latihan soal yang ada karena
akan dikumpulkan selesai jam pelajaran.
299
a. Gaya Mempengaruhi Gerak Benda
Siswa mendorong mobil mainan yang diam. Jika dorongan siswa lemah
kemungkinan mobil mainan terebut belum bergerak, jika gaya dorong diperbesar
mobil bergerak. Siswa naik sepeda meluncur di jalan raya, jika sepeda
direm, sepeda berhenti.
Apakah sebenarnya yang membuat mobil mainan yang mula-mula diam
menjadi bergerak, dan sepeda yang mula-mula bergerak menjadi diam?
Agar mobil bergerak dan sepeda berhenti diperlukan energi (tenaga).
Energi untuk mendorong mobil dan menghentikan sepeda dikerjakan, pada
benda dengan suatu alat tertentu. Saat mendorong mobil Anda memakai
tangan dan saat mengerem karet rem menyentuh roda sepeda hingga
berhenti.
Saat tangan menyentuh mobil dan karet rem menyentuh roda, maka tangan
dan karet memberikan gaya tekan yang mempengaruhi benda. Jadi, yang
menyebabkan sebuah benda bergerak atau berhenti adalah energi. Energi
diperlukan untuk mengerjakan gaya pada benda. Kemudian gaya akan
mempengaruhi gerakan benda.
Gambar 72. Mobil mainan yang didorong
300
Ada beberapa pengaruh gaya pada benda bila gaya bekerja pada suatu benda:
1. Gaya akan mengubah kecepatan benda dari diam menjadi bergerak, dari
bergerak lalu berhenti.
2. Gaya dapat mengubah arah gerak benda, misalnya ditunjukkan oleh
gambar 74. berikut:
3. Gaya juga dapat mengubah bentuk benda. Jika Anda memiliki balon, tiup
dan ikatlah balon, sehingga balon tetap menggembung. Apa yang terjadi
jika balon tadi kita tekan perlahan dengan tangan? Pasti Anda akan
mendapatkan balon agak kempes, atau bentuk balon berubah. Perubahan
balon karena pengaruh gaya tekan
4. Gaya dapat mempengaruhi ukuran sebuah benda. Karet jika ditarik akan
bertambah panjang, sedangkan pegas jika ditekan akan bertambah pendek.
Gambar 73. Mobil mongok didorong didorong hingga bergerak
Gambar 74. Bola ditendang dari sisi gawang lalu disundul ke arah gawang
301
Coba anda bayangkan seandainya sebuah gelas di letakan di atas meja
datar. Amati beberapa saat, apakah gelas tetap diam atau menadi bergerak?
Anda akan mendapatkan bahwa gelas tetap diam, karena tidak ada gaya yang
bekerja pada gelas (gambar 75.)
Bayangkanlah saat mengamati kelereng yang sedang meluncur di lantai licin yang
datar. Apakah kelereng akan terus meluncur bergerak atau berhenti? Jika keadaan
lantai licin sempurna, akan didapatkan kelereng terus bergerak, karena tidak ada
gaya yang menghentikan kelereng (gambar 76.)
.
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa benda yang diam cenderung
untuk diam, benda yang bergerak cenderung untuk tetap bergerak. Hal ini disebut
sifat kelembaman benda.
Seorang ahli fisika dari Inggris bernama Newton, merumuskan peristiwa-peristiwa
seperti di atas, dan selanjutnya disebut dengan Hukum I Newton, yang berbunyi:
Suatu benda akan tetap diam atau tetap bergerak lurus beraturan jika jumlah
seluruh gaya pada benda sama dengan nol. Apabila dirumuskan
Σ F = 0 Newton
Gambar 75. Gelas diam tetap diam
Gambar 76. Kelereng yang bergerak tetap bergerak
302
Dengan ΣF adalah resultan gaya pada benda, dengan satuan newton (N), 1 newton
= 1 kg m/s2.
Contoh 1
Gambar di bawah ini adalah benda (balok) terletak di atas bidang datar yang licin.
Balok mengalami gaya tarik F1 = 15 N ke kanan dan gaya F2 ke kiri. Jika benda
tetap diam berapa besar F2?
Penyelesaian
ΣF = 0
F1 – F2 = 0
F2 = F1
= 15 N
Contoh 2
Pada gambar berikut, beban B meluncur ke kanan dengan kecepatan tetap 4 m/det-1
Jika F1 = 10 N; F2 = 20 N, berapa besar F3?
Penyelesaian
Sesuai dengan Hukum I Newton, gaya yang bergerak lurus beraturan (kecepatan
tetap) adalah nol.
ΣF = 0
303
F1 + F3 – F2 = 0
F3 = F2 – F1
F3 = 20 – 10
F3 = 10 N
Contoh 3
Beban yang beratnya 50 N tergantung pada 2 tali seperti ditunjukkan gambar
96. (Sin 37 = 0,6).
Tentukan berapa besar gaya tegangan tali T1 dan T2!
a) Beban tergantung pada dua tali. b) Diagram gaya.
Jawaban
Gambarkan dahulu diagram gaya-gayanya seperti pada gambar di atas.
Selanjutnya kita tinjau beban w.
Karena beban diam, maka ΣF = 0 → T – w = 0 T = w = 50 N
Selanjutnya kita tinjau pada cabang tali
- Arah mendatar ΣFα = 0
304
T2X – T1X = 0
T2 Cos 53 = T1 Cos 37
0,6 T2 = 0,8 T1
T1 = 0,75 T2v
- Arah Vertikal ΣFy = 0
T1y + T2y – T = 0
T Sin 37 + T2 Sin 53 – 50 = 0 subtitusi dengan
0,75 T2. 0,6 + T2. 0,8 – 50 = 0
T2 = 40 N
T1 = 0,75 T2 = 0,75 x 40 = 30 N
b. Gaya Kontak / Sentuh
Untuk mengerjakan gaya pada suatu benda perlu ada kontak langsung dengan benda
atau dapat juga menggunakan benda lain. Saat terjadi kontak antara dua benda
akan bekerja dua gaya kontak yaitu:
1. Gaya Normal (N)
Gaya normal adalah gaya kontak yang kedudukannya tegak lurus bidang
kontak dan arahnya menjauhi bidang kontak. Gambar 77. memperlihatkan
gaya normal sebagai gaya kontak
Gambar 77. Gaya normal tegak lurus bidang kontak.
305
2. Gaya Gesekan (f)
Gaya gesekan adalah gaya kontak yang kedudukannya berimpit dengan
bidang kontak dan arahnya berlawanan dengan kecenderungan arah gerak
benda. Ada syarat khusus untuk gaya gesekan yaitu permukaan yang
bersentuhan tidak boleh licin. Khusus mengenai gaya gesekan akan
dibahas pada bab tersendiri.
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menemukan kasus-kasus
gesekan, seperti gesekan antara ban motor atau mobil dengan permukaan
jalan, gesekan antara bagian-bagian mensin dan lain sebagainya.
Kita tahu bahwa suatu gesekan menyebabkan hambatan pada gerak
suatu benda. Hal menunjukan bahwa ada gaya lain yang bekerja saat suatu
benda bergerak atau kita dorong suatu benda yang arahnya berlawanan
dengan kecenderungan arah gerak benda, gaya tersebut di sebut gaya
gesekan ( f ).
Ada dua gaya gesekan yang telah kita kenal yaitu gaya gesekan statis
(fs) gaya gesekan kinetis ( fk ). Gaya gesekan statis adalah gaya gesekan
pada benda yang diam, sedangkan gaya gesekan kinetis adalah gaya
gesekan pada benda yang bergerak.
Besarnya gaya gesekan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan
matematis sebagai berikut.
306
Nf
Nf
kk
ss
µµ
==
Gaya gesek pada bidang tegak
Gaya gesekan di bidang tegak biasanya dialami oleh sebuah batu
yang meluncur turun jatuh dari sebuah bukit yang memiliki sudut
kemiringan 900 atau tegak lurus bidang permukaan tanah datar. Agar batu
tersebut dapat bergesekan dengan dinding bukit maka umumnya pada batu
bekerja gaya luar yang menahan batu tersebut agar selalu menempel pada
bukit. Bila Anda analogikan sebuah bukit dengan sebuah dinding rumah
maka gaya gesekan yang terjadi di bidang tegak dapat digambarkan
sebagai berikut:
Gambar 79. Gaya gesek pada bidang tegak
Dengan: fs = gaya gesek statis(N) fk = gaya gesek kinetis (N) µs = koefesien statis µk = koefesien gesekan kinetis
m Fluar
fS
Gambar 78. Gaya gesek pada bidang datar
307
Pada batu bekerja beberapa komponen gaya yang dapat Anda uraikan
dengan menggunakan hukum II Newton, seperti persamaan di bawah ini.
Pada sumbu x:
Σ F = m a
Σ Fx = m a ( lihat gambar 79 halaman 306, dimana a = 0 )
N – F = 0 atau N = F
Sedangkan pada sumbu y :
Σ Fy = m a ( lihat gambar79 halaman 306)
Sehingga f = W – ma, dimana W = m g
f = mg – ma
keterangan
f = gaya gesek
F = gaya luar (N)
N = gaya normal (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Hukum II Newton
A. Gaya Menimbulkan Percepatan
Pada Kegiatan 1, telah dibahas jika benda diam atau bergerak lurus beraturan,
maka resultan gaya pada benda nol.
Bagaimanakah jika gaya pada benda tidak nol? Untuk menjawabnya, coba
Anda perhatikan uraian berikut.
308
Gambar 80. Beban bermassa m mengalami gaya F.
Gambar 80 memperlihatkan beban bermassa m dalam keadaan bergerak
dengan kecepatan V1. Kemudian pada benda m diberikan gaya dorong (F)
yang searah dengan V1. Ketika kecepatan diukur kembali besarnya menjadi
V2. Ini berarti gaya dorong (F) yang diberikan menimbulkan perubahan
kecepatan (∆V) atau menimbulkan percepatan (a) pada benda m. Menurut
Hukum Newton, besar perubahan kecepatan atau percepatan yang dialami
benda berbanding lurus dengan besar gaya yang diberikan. Atau secara
matematis
Σ F ~ t
v
∆∆
atau Σ F ~ a. ( ~ dibaca: sebanding dengan)
Ternyata jika masa benda (m) dikalikan dengan percepatan nilainya sama
dengan besar gaya yang dikerjakan, sehingga dapat ditulis:
ΣF = m.a
Persamaan inilah yang dikenal sebagai Hukum II Newton . Persamaan ini
menjelaskan bahwa setiap resultan gaya (ΣF) tidak bernilai nol pada benda akan
menimbulkan perubahan kecepatan atau percepatan pada benda tersebut. Jadi
Keterangan: ΣF = resultan gaya yang bekerja (N),
m = massa (kg),
a = percepatan (m/s2).
309
gaya menimbulkan percepatan pada benda. Untuk mempermudah memahami apa
yang telah Anda baca, perhatikan contoh soal berikut.
Contoh 1
Balok B mengalami dua gaya masing-masing F1 = 25 N dan F2 = 20 N seperti
ditunjukkan pada gambar. Berapa percepatan balok B?
Dari Hukum II Newton
ΣF = m.a
F1 – F2 Cos 60 = m.a
25 – 20. 0,5 = 2.a
2/5,72
1025sma =−=
Contoh 2
Jika balok B yang massanya 2 kg mengalami percepatan 5 m/s2 ke kanan, berapa
besar F3?
Karena ΣF = m.a
F1 + F2 – F3 = m.a
10 + 40 – F3 = 2,5 F3 = 40 N
310
B. Gaya Berat
Dalam percakapan sehari-hari, sering kita dengar istilah berat. Misalnya “Amir
disuruh ibunya membeli gula yang beratnya 2 kg.” Dalam fisika, kata yang
dimaksudkan oleh ibu Amir seharusnya adalah massa, yaitu jumlah zat yang
terkandung dalam suatu benda (selalu tetap di manapun berada). Lalu apakah
berat itu? Berat suatu benda adalah massa suatu benda yang dipengaruhi oleh
percepatan gravitasi bumi, di tempat yang gravitasinya berbeda berat benda
akan berubah. Berdasarkan Hukum II Newton, berat benda dirumuskan:
w = m.g
di mana w = gaya gravitasi bumi pada benda atau berat benda dalam Newton
m = massa benda, dalam kg
g = percepatan gravitasi bumi yang besarnya 9,8 m/s2 kadang-kadang
untuk memudahkan dibulatkan menjadi 10 m/s2
Contoh 3
Berat benda yang massanya 2 kg, jika g = 9,8 m/s2 adalah:
w = m g
w = 2. 9,8
w = 19,6 Newton.
Makin jauh dari bumi percepatan gravitasi bumi makin kecil, sehingga berat roket
pada saat di A lebih besar dibandingkan roket di B.
311
Semua benda yang berada di atas permukaan bumi pada jarak tertentu dari pusat
bumi akan mengalami gaya gravitasi yang dinamakan gaya berat w. Gaya berat w
kedudukannya pada pusat massa benda itu dan arahnya menuju pusat bumi.
Beberapa gambar gaya berat benda diperlihatkan oleh gambar 81.
Gambar 81. Kedudukan Gaya Berat Dari gambar 81 nampak bahwa gaya berat (w) dapat digambarkan mengambil
kedudukan tegak lurus terhadap permukaan tanah. Dalam menyelesaikan
persoalan-persoalan dinamika penempatan gaya berat dan gaya normal dalam
sistem benda turut menentukan hasil yang diperoleh.
312
Latihan
1. Beban m massanya 4 kg (g = 10 m/s2) terletak di atas bidang miring licin.
Akibat gaya F (perhatikan gambar) beban mengalami percepatan 2 m/s2 arah
turun. Berapakah besar F?
2. Beban m 5 kg mengalami gaya F1, F2 dan F3 masing-masing 10 N, 25 N dan 20
N. Berapakah percepatan yang dialami beban m?
C. Gaya tegangan tali ( String tensional force)
Gaya tegangan tali merupakan gaya yang diteruskan melalui tali atau
kawat ketika tali atau kawat ditarik kuat-kuat oleh gaya yang bekerja pada
salah satu ujung tali
Gambar berikut ini menunjukan gaya tegangan tali yang dialami suatu
benda.
A B C
Tali 1
F T2 T2 T1 T1
Tali
Gambar 82. Tiga benda A, B, dan C dihubungkan oleh dua utas tali. Di ujung-ujung tali tegangan tali 1 muncul tegangan T1 dan di ujung-ujung muncul tegangan T
313
Misalkan benda A, B, dan C yang terletak di atas lantai di hubungkan oleh dua
utas tali berbeda. Jika C ditarik dengan gaya F kekanan (gambar 82) maka A dan
B ikut tertarik. Ini karena ketika C ditarik, tali 1 dan 2 tegang. Pada ke dua ujung
tali yang tegang timbul tegangan tali (diberi lambang T).
Hukum III Newton
Siswa diminta memperhatikan gambar berikut ini dengan seksama.
Pada gambar 83 tersebut, Amir mendorong dinding dengan gaya F. Apa yang
dirasakan oleh Amir? Amir merasa bahwa tangannya didorong oleh dinding
dengan gaya F1. Gaya F1 disebut gaya reaksi karena gaya ini timbul setelah F
dikerjakan pada tembok. Jadi F adalah gaya yang dikerjakan Amir pada tembok
dan F1 adalah gaya yang dikerjakan tembok pada Amir. Newton menjelaskan
peristiwa ini dengan pernyataan: Jika benda A mengerjakan gaya pada benda B
(gaya aksi FAB), maka benda B akan mengerjakan gaya pada benda A (gaya
reaksi, FBA) Ini disebut Hukum III Newton. Pernyataan matematisnya ialah:
F = - F1 atau FAB = -FAB
Gambar 83.Mendorong dinding
314
Rumusan matematis ini merupakan persamaan karena selama mendorong,
tembok tidak bergerak atau sistem diam.
Dari uraian di atas dapat disimpulkan syarat-syarat gaya aksi reaksi yaitu:
1. Arahnya berlawanan.
2. Besarnya sama (karena sistem diam).
3. Bekerja pada benda yang berbeda. (FAB pada tembok dan FBA pada Amir)
Hal penting lainnya yang perlu diperhatikan dari pasangan gaya aksi-reaksi ialah
titik tangkap Gaya FAB dan FBA. Dari gambar 83. Nampak bahwa titik tangkap FAB
dan FBA berimpit di titik P pada bidang sentuh. Ini berarti bahwa gaya aksi-reaksi
juga merupakan gaya kontak. Jadi Gaya aksi-reaksi termasuk gaya kontak.
Berbagai percobaan menunjukkan bahwa ketika dua benda bersentuhan,
dua buah gaya yang mereka berikan satu sama lain selalu memiliki besar yang
sama dan arahnya berlawanan. Tetapi Hukum III Newton juga menjelaskan gaya-
gaya yang titik tangkapnya berbeda. Gaya-gaya demikian disebut gaya jarak jauh.
Contohnya ialah gaya berat benda (w) dan gaya gravitasi bumi (Fg) yang
diperlihatkan pada gambar 83. Berbagai percobaan menunjukkan bahwa ketika
dua benda bersentuhan, dua buah gaya yang mereka berikan satu sama lain selalu
memiliki besar yang sama dan arahnya berlawanan. Tetapi Hukum III Newton
juga menjelaskan gaya-gaya yang titik tangkapnya berbeda. Gaya-gaya demikian
disebut gaya jarak jauh. Contohnya ialah gaya berat benda (w) dan gaya gravitasi
bumi (Fg) yang diperlihatkan pada gambar 84. berikut:
315
Gambar 84. Gaya aksi-reaksi pada gaya-gaya jarak jauh.
Sebuah bola besi diletakkan di atas meja. Gaya kontak yang terjadi antara bola
besi dan meja adalah gaya normal N sebagai gaya reaksi, dan N1 adalah gaya aksi.
Karena bola besi memberikan gaya tekan pada meja.
N1 = - N Tetapi bola besi memiliki berat w yang ditimbulkan oleh gravitasi bumi. Ini
berarti bumi mengerjakan gaya aksi pada bola besi yaitu gaya w, maka bola besi
juga mengerjakan gaya pada bumi yaitu w1. Jadi w gaya aksi dan w1 gaya reaksi.
Ditulis:
w = - w1
Perhatikan bahwa titik tangkap gaya w pada bola besi dan titik tangkap gaya w1
pada bumi. w dan w1 merupakan pasangan gaya aksi-reaksi dari gaya jarak jauh.
Contoh lain gaya aksi-reaksi jarak jauh dalam kejadian sehari-hari adalah:
• Gaya tarik menarik kutub Utara dengan kutub Selatan magnet;
• Gaya tarik menarik bumi dengan bulan;
• Gaya tolak menolak antara muatan listrik muatan positif dengan muatan positif,
muatan negatif dengan muatan negatif.
316
Untuk lebih meningkatkan pemahaman Anda tentang gaya aksi-reaksi, perhatikan
Gambar 85 .
Gambar 85. Beban w tergantung pada tali
Beban yang beratnya w, digantungkan pada penumpu O melalui tali, akibatnya
tali menegang. Pada tali bekerja gaya yang disebut gaya tegangan tali, biasanya
diberi simbol T. Gaya-gaya yang bekerja pada beban adalah T, sebagai tarikan tali
terhadap beban, dan w berat beban itu sendiri sebagai tarikan bumi. Karena beban
diam, maka pada beban berlaku T1 – w = 0, atau:
T1 = w
Interaksi dua benda terjadi antara beban dengan tali. Beban disangga oleh tali, tali
menarik beban dengan gaya T, sebagai reaksinya beban menarik tali dengan gaya
T2 yang besarnya sama dengan T1 arahnya berlawanan dengan T1.
Jadi T1 dan T2 merupakan pasangan gaya aksi-reaksi kontak. Interaksi dua benda
juga terjadi antara penumpu O dengan tali, karena tali disangga oleh penumpu O,
tali ditarik oleh penumpu dengan gaya T3. Sebagai reaksinya, tali menarik
penumpu O dengan gaya T4 yang besarnya sama dengan T3, arahnya berlawanan
dengan T3. Jadi T3 dan T4 merupakan pasangan aksi-reaksi kontak. Tetapi T3
317
disebabkan oleh berat benda sehingga T3 dan W merupakan pasangan gaya aksi-
reaksi jarak jauh.
Contoh penyelesaian soal:
Perhatikan gambar 85 di atas dan jawablah pertanyaan dibawah ini
1. Sebutkan gaya-gaya yang bekerja pada tali!
2. Bagaimanakah besar gaya T2,T3?
3. Coba Anda jelaskan apakah gaya berikut pasangan aksi-reaksi
a. T1 dan w1 !
b. T2 dan T4 !
Penyelesaian:
1. T2 dan T3
2. T2 = T3 = w
3. a. T1 dan T2 bukan pasangan aksi-reaksi, karena bukan interaksi dua benda
b. T2 dan T4, bukan pasangan aksi-reaksi, karena bukan interaksi dua benda.
Gaya Sentripetal dan Gaya Sentrifugal
a. Gaya Sentripetal
Gaya sentripetal adalah gaya eksternal yang dibutuhkan agar sebuah benda dapat
bergerak melingkar. Gaya ini bukan merupakan gaya fisis, atau gaya dalam arti
sebenarnya, melainkan hanya suatu penamaan atau penggolongan jenis-jenis gaya
yang berfungsi membuat benda bergerak melingkar. Bermacam-macam gaya fisis
dapat digunakan sebagai gaya sentripetal, antara lain gaya gravitasi, elektrostatik,
318
tegangan tali, gesekan dan lainnya. Istilah gaya sentripetal berasal dari kata bahasa
Latin, yaitu centrum ("pusat") dan petere ("mengarah ke luar").
Dengan hukum kedua Newton, dapat diturunkan gaya sentripetal sebagai berikut
F = m a
r
vas
2
=
r
vmFs
2
=
Gaya sentripetal memiliki besar sebanding dengan kuadrat kecepatan tangensial
benda dan berbanding terbalik dengan jari-jari lintasan atau jika ditulis
persamanya adalah
r
vmFs
2
=
b. Gaya sentrifugal
Gaya sentrifugal sebenarnya tidak ada. Gaya sentrifugal hanya merupakan efek
semu yang ditimbulkan ketika sebuah benda melakukan gerak melingkar, tetapi
gaya sentrifugal sendiri bukan merupakan gaya. Sentrifugal berarti menjahui
pusat.
Gaya yang arahnya menjahui pusat tersebut dinamakan gaya sentrifugal. Gaya
yang menyebabkan benda bergerak melingkar beraturan disebut Gaya
Sentripetal yang arahnya selalu ke pusat lingkaran. Sedangkan akibat dari gaya
sentripetal (gaya radial) ini disebut Gaya Sentrifugal yang arahnya menjauhi
pusat lingkaran. Adapun besarnya gaya-gaya ini adalah:
Gambar 86. Arah gaya sentripetal
319
F = m.a
Fr = m.ar
RmFataur
vmF rr
22
ω==
Dengan: Fr = gaya sentripetal/sentrifugal
m = massa benda
v = kecepatan linier
R = jari-jari lingkaran.
Besar gaya sentrifugal sama dengan besar gaya sentripetal, sedangkan arah gaya
sentrifugal berlawanan dengan gaya sentripetal. Hal ini dimaksudkan agar benda
yang melakukan gerak melingkar berada dalam keadaan setimbang.
Contoh penyelesaian soal
Sebuah benda bergerak melingkar dengan kecepatan sudut 30 rad/s sedang
mengelilingi lingkaran dengan jari-jari 15 m. Jika diketahui massa benda terebut 1
kg, berapakah gaya sentripetal dan gaya sentrifugalnya?
Dik ω = 30 rad/s
r = 15 m
m = 1 kg
dit Fs dan F r ?
RmFataur
vmF rr
22
ω==
Fs = 1 kg x (30 rad/det)2 15 m = 450 N
Untuk Fr sama dengan Fs hanya arahnya berlawanan dengan Fs, jadi besar
320
Fr = – 450 N
C. Kegiatan Akhir
Dengan cara tanya jawab, siswa menyimpulkan dan guru memberi penekanan
pada materi hukum-hukum Newton, diteruskan dengan pemberian tugas dan
membaca serta memahami materi berikutnya.
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA 1& 2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA 1 & 2 (Yrama Widia)
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi penilaian sikap,
minat, dan tingkah laku siswa
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya tidak siswa melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum
tidak disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi
sepenuhnya bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin
penilaian tersebut.
321
� Tugas.
Tugas yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal yang telah dipersiapkan
oleh guru. Misalnya
1. Di dalam kendaraan yang sedang bergerak lalu direm mendadak para
penumpang akan terdorong ke depan. Jelaskan dengan prinsip Hukum I
Newton.
2. Perhatikan gambar di bawah ini! Beban B terletak di atas bidang datar,
mengalami dua gaya yaitu F1 = 15 N ke kanan dan F2 ke kiri. Jika beban
tersebut diam, berapakah besar F2?
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan berat suatu benda!
4. Beban m 5 kg mengalami gaya F1, F2 dan F3 masing-masing 10 N, 25 N
dan 20 N. Berapakah percepatan yang dialami beban m?
5. Berikanlah dua contoh pasangan gaya aksi-reaksi dalam kejadian sehari-hari!
322
6. Seorang anak sedang mengitari Tugu BI Sintang. Jika diketahuan laju
sepeda yang digunakan si anak adalah 15 m/s dan jari tugu BI adalah 50
meter. sementara berat si anak 25 kg berapakah gaya sentripetal dan
sentrifugal anak tersebut!
Contoh Soal Kuis
1. Posisi gaya normal selalu di tengah benda. Benar atau salah?
2. Besar gaya gesekan adalah ....
3. Gaya gesekan selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Benar atau
salah?
4. Rumus gaya gesekan pada benda di atas bidang miring adalah ....
5. Sebuah benda yang bergerak lurus apabila tidak ada gaya gesekan akan
tetap bergerak lurus beraturan. Benar atau salah?
Jawaban Kuis
1. Salah 2. F = µN 3. Benar 4. F = µmg cos
θ
5. Benar
Catatan: hasil kuis bisa langsung di nilai.
.................................. 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
––––––––––––– –––––––––––––––
NIP: NIP:
323
RPP 16. Penerapan Hukum-hukumNewton dalam berbagai
Soal Fisika
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : X/1 (satu)
Pertemuan Ke- : 16
Alokasi Waktu : 2 jam pelajaran (2 x 45 menit)
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan
dinamika benda titik
Indikator : – Menentukan gaya berat dan aplikasinya dalam
kehidupan sehari-hari.
– Mendeskripsikan konsep gaya sentripetal pada gerak
melingkar beraturan.
– Mendeskripsikan gaya gesekan statis dan kinetis.
– Menganalisis secara kuantitatif untuk persoalan-
persoalan dinamika sederhana pada bidang miring.
– Menganalisis kasus mobil yang bergerak pada jalan
menikung.
I. Tujuan Pembelajaran
� Siswa dapat menerapkan hukum Newton sebagai prinsip dasar dinamika
untuk gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan.
II Materi Ajar
Penerapan Hukum-Hukum Newton
324
III. Metode Pembelajaran.
1. Informasi/ceramah siswa aktif
2. Diskusi
3. Tanya jawab
4. Demonstrasi
IV. Langkah-Langkah Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Guru membuka pelajaran, diteruskan dengan kuis tertulis yang diberikan secara
lisan tentang materi gerak lurus dan materi yang akan dipelajari dalam waktu ±8
menit. Misalanya:
1. Apa pengertian gaya berat?
2. Tuliskan rumus gerak lurus beraturan!
3. Tuliskan rumus gerak lurus berubah beraturan!
4. Tuliskan rumus gaya gesek kenetis!
5. Apa pengertian gaya normal?
B. Kegiatan Inti
� Siswa melakukan demonstrasi untuk menunjukkan konsep gaya sentripetal
pada gerak melingkar beraturan disertai tanya jawab.
� Siswa memahami dan dapat mengambarkan gaya yang bekerja pada benda
yang terletak di atas bidang miring.
� Siswa memahami semua konsep hukum newton tentang gerak dan
aplikasinya.
325
� Guru menjelaskan penerapan hukum-hukum Newton tentang gerak untuk
gerak lurus, gerak vertikal, dan gerak melingkar beraturan, disertai tanya
jawab.
� Siswa mengerjakan latihan-latihan yang berkaitan dengan hukum-hukum
Newton tentang gerak.
� Guru memberikan soal-soal latihan dan membahasnya bersama untuk
menghadapi ujian semester.
A. Penerapan Hukum-hukum Newton
Pahamilah semua penjelasan berikut ini dan cobalah diskusikan jawaban
yang ada dari setiap contoh tersebut apakah sudah benar atau masih salah.
Selanjutnya kerjakan semua soal yang ada.
1. Aplikasi gaya-gaya pada sistem benda
a. Pada sebuah benda yang diam di atas lantai
N = w
w = gaya berat benda memberikan gaya aksi pada lantai.
N = gaya normal ( gaya yang tegak lurus permukaan
tempat di mana benda berada ).
Hal ini bukan pasangan aksi - reaksi.
Perhatikan beberapa keadaan dan besar gaya normal pada beberapa kasus
lain.
Gambar 87. Gaya normal
326
N = w cos θ
N = w - F sin θ
N = w + F sin θ
b. Pasangan aksi - reaksi pada benda yang digantung
Balok digantung dalam keadaan diam pada tali vertikal. Gaya w1 dan T1
bukanlah pasangan gaya aksi – reaksi, meskipun besarnya sama,
berlawanan arah dan segaris kerja.
Sedangkan yang merupakan pasangan gaya aksi – reaksi adalah gaya T1
dan T1’. Demikian juga gaya T2 dan T2’ merupakan pasangan gaya aksi -
reaksi.
c. Hubungan gaya tegangan tali (T) dengan percepatan.
• Bila benda dalam keadaan diam, atau dalam keadaan
bergerak lurus beraturan maka berlaku Σ F = 0, sehingga
diperoleh:
T = w
Gambar 88. Beberapa keadaan gaya normal
Gambar 89. Pasangan gaya aksi-reaksi
327
T = m . g
• Bila benda bergerak ke atas dengan percepatan a maka :
T = m . g + m . a
• Benda bergerak ke bawah dengan percepatan a maka :
T = m . g - m . a
d. Benda bergerak pada bidang miring
Gaya - gaya yang bekerja pada benda tampak seperti pada gambar.
e. Benda pada sistem katrol tetap
Dua buah benda m1 dan m2 dihubungkan dengan karol tetap
melalui sebuah tali yang diikatkan pada ujung-ujungnya. Apabila
massa tali diabaikan, dan tali dengan katrol tidak ada gaya
gesekan, maka akan berlaku persamaan-persamaan sebagai
berikut.
Bila m1 > m2 maka sistem akan bergerak ke arah m1 dengan
percepatan sebesar a m/det2.
Gambar 90. Beberapa tegangan tali pada benda
Gambar 91. Gaya pada bidang miring
Gambar 92.Sistim katrol tetap
328
Tinjau benda m1 Tinjau benda m2
T = m1.g - m1.a T = m2.g + m2.a
Karena gaya tegangan tali di mana-mana sama, maka kedua persamaan dapat
digabungkan :
m1 . g - m1 . a = m2 . g + m2 . a
m1 . a + m2 . a = m1 . g - m2 . g
( m1 + m2 ) . a = ( m1 - m2 ) . g
a = g)m(m
)m(m
21
21
+−
Persamaan ini digunakan untuk mencari percepatan benda yang
dihubungkan dengan katrol.
Cara lain untuk mendapatkan percepatan benda pada sistem katrol dapat
ditinjau keseluruhan sistem :
Sistem akan bergerak ke arah m1 dengan percepatan a.
Oleh karena itu semua gaya yang terjadi yang searah dengan
arah gerak sistem diberi tanda +, yang berlawanan diberi
tanda −.
Σ F = Σ m . a
w1 - T + T - T + T - w2 = ( m1 + m2 ) . a
Karena T di mana-mana besarnya sama maka T dapat dihilangkan.
w1 - w2 = (m1 + m2 ) . a
( m1 - m2 ) . g = ( m1 + m2 ) . a
a = g)m(m
)m(m
21
21
+−
Gambar 93. Sistim katrol berlawanan arah
329
Tugas kelompok
1. Bagaimanakah menggambarkan gaya aksi dan reaksi pada seorang anak
yang sedang mendorong tembok ?
2. Gambarkan gaya aksi dan gaya reaksi pada seorang siswa yang sedang
menarik gerobak!
3. Ketika seorang anak menarik karet ketapel, gambarkanlah pasangan gaya
aksi-reaksinya !
Latihan
Dua buah gaya berlawanan arah masing-masing 80 N dan 60 N bekerja pada
benda bermassa 5 kg. Bila kecepatan awal benda 100 m/s dan berubah
menjadi 150 m/s berapakah waktu yang diperlukan ? Berapakah jarak yang
ditempuh ?
2. Gaya gesek
Gesekan antara permukaan benda yang bergerak dengan bidang tumpu benda
akan menimbulkan gaya gesek yang arahnya senantiasa berlawanan dengan
arah gerak benda.
Ada dua jenis gaya gesek yaitu :
gaya gesek statis (fs) bekerja pada saat benda diam (berhenti) dengan
persamaan
fs = µs N
gaya gesek kinetis (fk) : bekerja pada saat benda bergerak dengan persamaan :
fk = µk. N
330
Dimana nilai fk < fs.
Gaya gesek merupakan gaya sentuh, artinya gaya ini muncul jika permukaan
dua zat bersentuhan secara fisik, dimana gaya gesek tersebut sejajar dengan
arah gerak benda dan berlawanan dengan arah gerak benda. Untuk
menentukan gaya gesek suatu benda perhatikan beberapa langkah sebagai
berikut :
1. Upayakan kita menganalisis komponen-komponen gaya yang bekerja pada
benda dengan menggambarkan uraian gaya pada benda tersebut. Peruraian
gaya-gaya ini akan membuat kita lebih memahami permasalahan lebih mudah.
2. Tentukan besar gaya gesek statis maksimun dengan persamaan :
fsmak = µs . N
Keterangan:
fsmak = gaya gesek statis maksimum (N)
µs = koefisien gesek statis.
N = gaya normal yang bekerja pada benda (N)
Catatan
Nilai koefisien statis selalu lebih besar dibanding nilai koefisien gesek kinetis
(tanpa satuan)
3. Tentukan besar gaya yang bekerja pada benda yang memungkinkan
menyebabkan benda bergerak. Kemudian bandingkan dengan gesar gaya
gesek statis maksimum.
331
a. Jika gaya penggerak lebih besar dari gaya gesek statis maksimum, maka
benda bergerak, sehingga gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek kinetis,
dengan demikian :
fk = µk . N
Keterangan:
fk = gaya gesek kinetis (N)
µk = koefisien gesek kinetis (tanpa satuan)
N = gaya normal yang bekerja pada benda (N)
b. Jika gaya penggerak sama dengan gaya gesek statis maksimum, maka benda
dikatakan tepat akan bergerak, artinya masih tetap belum bergerak, sehingga
gaya gesek yang bekerja pada benda sama dengan gaya gesek statis
maksimumnya.
c. Jika gaya penggeraknya lebih kecil dari gaya gesek statis maksimumnya, maka
benda dikatakan belum bergerak, dan gaya gesek yang bekerja pada benda
sebesar gaya penggerak yang bekerja pada benda.
3. Penerapan Hukum Newton Pada Bidang Datar
Siswa diajak untuk memahami gaya - gaya pada bidang datar lewat beberapa
contoh soal berikut :
Contoh
1. Sebuah buku bermassa 200 gram berada di atas meja yang memiliki
koefisien gesek statik dan kinetik dengan buku sebesar 0,2 dan 0,1. Jika
buku di dorong dengan gaya 4 N sejajar meja, maka tentukan besar gaya
gesek buku pada meja ?
332
(g = 10 m/det2)
Penyelesaian :
Langkah 1 :
Uraikan atau gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada buku di atas meja.
Langkah 2 :
Tentukan gaya gesek statis maksimumnya :
fsmak = µs . N
fsmak = µs . w
fsmak = µs . m.g
fsmak = 0,2 . 0,2.10
fsmak = 0,4 N
Langkah 3 :
Bandingkan gaya penggeraknya (F = 4 N) dengan gaya gesek statis
maksimumnya. Ternyata gaya penggeraknya lebih besar dibanding dengan
gaya gesek statis maksimumnya, maka gaya gesek yang bekerja pada benda
adalah gaya gesek kinetis.
fk = µk . N
fk = µk . w
fk = µk . m.g
fk = 0,1 . 0,2.10
fk = 0,2 N
Jadi gaya geseknya f = 0,2 N
333
2. Suatu hari Watik memindahkan sebuah balok bermassa 10 kg dan berada di
atas lantai dengan koefisien gesek statis 0,3 dan koefisien gesek kinetik 0,2
terhadap balok. Jika balok ditarik dengan gaya 5 N sejajar lantai, tentukan
besar gaya gesek yang bekerja pada balok !
Penyelesaian :
Langkah 1 :
Uraikan atau gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada balok.
Langkah 2 :
Tentukan gaya gesek statis maksimumnya :
fsmak = µs . N
fsmak = µs . w
fsmak = µs . m.g
fsmak = 0,3 . 10.10
fsmak = 30 N
Langkah 3 :
Bandingkan gaya penggeraknya (F = 5 N) dengan gaya gesek statis
maksimumnya. Ternyata gaya penggeraknya lebih kecil dibanding dengan
gaya gesek statis maksimumnya, maka gaya gesek yang bekerja pada
334
benda adalah gaya yang diberikan pada balok. Jadi gaya geseknya f = F =
5 N
3. Budi menarik balok di atas lantai kasar dengan gaya 10 N. Jika gaya tarik
yang dilakukan Budi membentuk sudut 60° terhadap lantai, dan massa
balok 8 kg, maka tentukan besar koefisien gesek statisnya, saat balok
dalam kondisi dalam keadaan tepat akan bergerak !
Penyelesaian :
Langkah 1 :
Uraikan atau gambarkan gaya-gaya yang
bekerja pada balok yang ditarik Budi.
Langkah 2 :
Saat tepat akan bergerak, maka gaya penggeraknya (F cos α) sama dengan
gaya gesek statis maksimumnya.
F cos α = f smak
F cos α = µ s N dimana N + F sin 60° = w karena ΣFy = 0
F cos α = µ s (w – F sin 60°)
10 cos 60° = µ s (8 . 10 – 10 (0,866))
5 = µ s 71,33
µ s = 0,07
4. Saat Janu menghapus papan tulis, ia menekan penghapus ke papan tulis
dengan gaya 8 N. Jika berat penghapus 0,8 N dan koefisien gesek kinetis
penghapus dan papan tulis 0,4, maka tentukan gaya yang harus diberikan
335
lagi oleh Janu kepada penghapus agar saat menghapus ke arah bawah
kecepatan penghapus adalah tetap !
Penyelesaian :
Langkah 1 :
Uraikan gaya-gaya yang bekerja pada penghapus di papan tulis.
Keterangan :
A = gaya tekan pada penghapus ke papan tulis (N)
N = gaya normal (N)
w = gaya berat penghapus (N)
B = gaya dorong ke penghapus ke arah bawah (N)
f = gaya gesek dalam soal ini adalah gaya gesek kinetis (N)
Langkah 2 :
Pada sumbu x, penghapus tidak mengalami pergerakan, artinya
kedudukannya tetap. Penghapus tidak masuk pada papan tulis, juga tidak
meninggalkan papan tulis, sehingga resultan pada sumbu x atau sumbu
mendatar adalah nol
336
Σ Fx = 0
A – N = 0
A = N
8 newton = N
N = 8 newton
Langkah 3 :
Panda sumbu y, penghapus bergerak ke bawah dengan kecepatan tetap.
Suatu benda yang memiliki kecepatan tetap berarti tidak meliliki
perubahan kecepatan, sehingga nilai percepatannya adalah nol, sehingga
pada sumbu y berlaku persamaan :
Σ Fy = 0
fk – w – B = 0
µk. N – w – B = 0
0,4 . 8 – 0,8 – B = 0
B = 2,4 N
5. Sebuah balok bermassa 400 gram berada di atas lantai datar dengan
koefisien gesek statis dan kinetis 0,2 dan 0,1. Jika balok yang mula-mula
diam diberi gaya mendatar sebesar 4 N selama 5 sekon, tentukan
percepatan yang dialami balok !
Penyelesaian :
Langkah 1 :
Uraikan komponen gaya yang bekerja :
337
Langkah 2 :
Tentukan besar gaya gesek statis
maksimumnya :
fsmak = µs . N
fsmak = µs . m . g
fsmak = 0,2 . 0,4 . 10
fsmak = 0,8 N
Langkah 3 :
Bandingkan gaya penggerak F = 4 N dengan fsmak. Ternyata F lebih besar
dibandingkan dengan fsmak, sehingga benda bergerak, dan besar gaya
geseknya adalah gaya gesek kinetis.
f = µk . N
f = µk . m . g
f = 0,1 . 0,4 . 10
f = 0,4 N
Langkah 4 :
Masukkan dalam persamaan hukum Newton yang ke II
Σ F = m . a
338
F – f = m . a
4 – 0,4 = 0,4 . a
3,6 = 0,4 . a
a = 9 m/s2
Jadi percepatannya sebesar 9 m/s2.
6. Sebuah mobil mainan yang mula-mula diam memiliki massa 500 gram,
berjalan di atas lantai yang mempunyai koefisien gesek kinetis 0,2 dan
koefisien gesek statis 0,4. Jika mesin mobil menghasilkan gaya dorong
sebesar 10 N dalam 2 sekon, maka tentukan jarak yang ditempuh mobil
mainan itu selama gayanya bekerja !
Penyelesaian :
Langkah 1 :
Uraikan komponen gayanya :
Gaya normal merupakan resultan dari
gaya normal yang bekerja pada
masing-masing roda.
Begitu juga gaya gesek merupakan resultan dari gaya gesek yang bekerja
pada roda.
Langkah 2 :
Tentukan gaya gesek statis maksimumnya :
fsmak = µs . N
fsmak = µs . m . g
fsmak = 0,4 . 0,5 . 10
339
fsmak = 2 N
Langkah 3 :
Bandingkan gaya penggerak F = 10 N dengan fsmak. Ternyata F lebih besar
dibandingkan dengan fsmak, sehingga benda bergerak, dan besar gaya
geseknya adalah gaya gesek kinetis.
f = µk . N
f = µk . m . g
f = 0,2 . 0,5 . 10
f = 1 N
Langkah 4 :
Masukkan dalam persamaan hukum Newton yang ke II
Σ F = m . a
F – f = m . a
10 – 1 = 0,5 . a
9 = 0,5 . a
a = 18 m/s2
Langkah 5 :
Masukkan dalam persamaan :
St = vo . t + ½ . a. t2
St = 0 . 2 + ½ . 18. 22 (mula-mula diam berarti vo = 0)
St = 36 m.
340
7. Fitri mendorong balok yang mula-mula diam di atas lantai dengan koefisien
gesek statis dan kinetis 0,3 dan 0,1. Jika massa balok 4 kg dan gaya
mendatar yang diberikan 20 N selama 5 sekon, maka tentukan kecepatan
akhir dari balok !
Penyelesaian:
Langkah 1 :
Uraikan gaya-gaya yang bekerja pada balok.
Langkah 2 :
Bandingkan gaya penggerak dengan gaya gesek statis maksimumnya.
fsmak = µs . N
fsmak = µs . m . g
fsmak = 0,3 . 4 . 10
fsmak = 12 N
Langkah 3 :
Bandingkan gaya penggerak F = 20 N dengan fsmak. Ternyata F lebih besar
dibandingkan dengan fsmak, sehingga benda bergerak, dan besar gaya
geseknya adalah gaya gesek kinetis.
f = µk . N
f = µk . m . g
f = 0,1 . 4 . 10
f = 4 N
Langkah 4 :
341
Masukkan dalam persamaan hukum Newton yang ke II
Σ F = m . a
F – f = m . a
20 – 4 = 4 . a
16 = 4 . a
a = 4 m/det2
Langkah 5 :
Masukkan dalam persamaan :
vt = vo + a . t
vt = 0 + 4 . 5
vt = 20 m/det
8. Dua balok A dan B bertumpukan di atas lantai seperti gambar. Massa balok
A yang berada di bawah adalah 3 kg dan massa balok B yang di atas
adalah 2 kg. Jika koefisien gesek statis dan kinetis antara balok A dan B
adalah 0,3 dan 0,2, sedang koefisien gesek statis dan kinetis antara balok A
dan lantai adalah 0,2 dan 0,1, maka tentukan percepatan maksimum sistem
agar balok B tidak tergelincir dari balok A yang ditarik gaya F !
Penyelesaian :
Langkah 1 :
Uraikan komponen-komponen gaya yang bekerja pada sistem.
Ket :
Nba = gaya normal pada balok b terhadap
balok a
342
Nab = gaya normal pada balok a terhadap b
Na lantai = gaya normal pada balok a
terhadap lantai
wb = berat benda b
wa = berat benda a
fba = gaya gesek benda b terhadap a
fab = gaya gesek benda a terhadap b
fa = gaya gesek benda a terhadap lantai
F = gaya tarik pada sistem di benda A
Jika diuraikan pada masing-masing balok gaya gaya yang bekerja adalah:
Pada balok A Pada balok B
Langkah 2 :
Pada benda B (balok atas), benda tidak bergerak vertikal, sehingga
resultan pada sumbu y bernilai nol, maka akan diperoleh :
Σ Fy = 0
Nba – wb = 0
Nba = wb
Nba = mb . g
343
Nba = 2 . 10 = 20 N dimana besar nilai Nba sama dengan Nab, hanya arah
berlawanan
Langkah 3 :
Pada benda A, benda juga tidak bergerak secara vertikal, sehingga resultan
gaya vertikal yang bekerja pada benda A bernilai nol, sehingga diperoleh :
Σ Fy = 0
N a lantai – Nab – wa = 0
N a lantai – Nba – ma . g = 0
N a lantai – 20 – (3 . 10) = 0
N a lantai – 20 – 30 = 0
N a lantai = 50 N
Langkah 4 :
Sebagai suatu sistem yang melibatkan benda A dan B dan memperhatikan
arah gerak benda yang ke kanan, sehingga gaya-gaya mendatar (sumbu x)
yang diperhatikan adalah gaya yang sejajar dengan gerakan benda,
sehingga diperoleh :
Σ Fx = m . a
F + fba – fab – f a lantai = (ma + mb) . a
(fba dan fab merupakan pasangan gaya aksi reaksi yang memiliki besar
sama, namun arah berlawanan dan bekerja pada dua benda, yaitu fba pada
balok B, dan fab pada balok A, sehingga keduanya dapat saling
meniadakan)
F – f a lantai = (ma + mb) . a
344
Karena persoalan dalam soal ini adalah percepatan maksimum sistem,
maka sistem diasumsikan dalam keadaan bergerak, sehingga gaya gesek
balok pada lantai adalah gaya gesek kinetis.
F - µk . N a lantai = (ma + mb) . a (Na lantai diperoleh dari langkah 3)
F – 0,1 . 50 = (3 + 2) . a
F – 5 = 5 a
sehingga a = 5
)5( −F persamaan (1)
Langkah 5
Besar percepatan sistem ini berlaku untuk benda A dan benda B, sehingga
jika persamaan (1) diberlakukan pada balok B, maka besar resultan gaya di
balok B pada arah mendatar dapat dinyatakan :
Σ Fx = m . a
fba = mb . a
nilai gaya gesek pada balok B (fba), merupakan nilai gaya gesek statis
maksimum, agar diperoleh percepatan maksimum dalam sistem, dan balok
B tetap tidak bergerak terhadap balok A :
fba = fsmak
fsmak = mb . a persamaan (1) kemudian di substitusikan dalam
persamaan ini
µs . Nba = mb .
−5
)5(F
345
µs . wb = mb .
−5
)5(F
µs . mb .g = mb .
−5
)5(F
µs . g =
−5
)5(F
0,3 . 10 =
−5
)5(F
15 = F – 5
F = 20 N
(gaya maksimum yang dapat diberikan pada sistem agar balok B tidak
bergerak ke belakang)
Sehingga besar percepatan sistem, yang nilainya sama untuk balok A dan
B diperoleh dengan memasukkan nilai F dalam persamaan (1), yaitu :
a = 5
)5( −F
a = 5
)520( −
a = 3 m/s2
Percepatan maksimum pada sistem adalah 3 m/s2
9. Balok A = 2 kg dihubungkan dengan tali ke balok B = 4 kg pada bidang
datar, kemudian balok B dihubungkan dengan katrol di tepi bidang datar,
lalu dihubungkan dengan balok C = 4 kg yang tergantung di samping
bidang datar. Jika koefisien gesek kinetik dan statis antara balok A dan B
346
terhadap bidang datar adalah 0,3 dan 0,2, dan massa katrol diabaikan, maka
tentukan tegangan tali antara balok A dan B !
Penyelesaian :
Langkah 1 :
Uraikan gaya-gaya yang
bekerja pada sistem
Langkah 2 :
Tentukan gaya gesek statis maksimum dari benda A dan B :
f smak a = µs . Na dimana Na = wa = ma . g sehingga :
f smak a = µs . ma . g
f smak a = 0,3 . 2 . 10
f smak a = 6 N
f smak b = µs . Nb dimana Nb = wb = mb . g
sehingga :
f smak b = µs . mb . g
f smak b = 0,3 . 4 . 10
f smak b = 12 N
Sedang gaya penggerak sistem adalah wc :
wc = mc . g
wc = 4 . 10
wc = 40 N
347
Ternyata gaya penggerak 40 N, dan gaya penghambat 6 + 12 = 18 N,
sehingga masih besar gaya penggerak, maka sistem dalam keadaan
bergerak, dan gaya gesek yang diperhitungkan adalah gaya gesek kinetis.
f k a = µk . Na dimana Na = wa = ma . g
sehingga :
f k a = µk . ma . g
f k a = 0,2 . 2 . 10
f k a = 4 N
f k b = µk. Nb dimana Nb = wb = mb . g
sehingga :
f k b = µk . mb . g
f k b = 0,2 . 4 . 10
f k b = 8 N
Langkah 3 :
Gunakan hukum Newton yang kedua :
Σ F = m .a
(gaya yang searah gerakan benda bernilai positif, yang berlawanan bernilai
negatif)
wc – T2 + T2 – T2 + T2 – fkb – T1 + T1 – fka = (ma + mb + mc) . a
40 – 8 – 4 = (2 + 4 + 4) . a
28 = 10 . a
a = 2,8 m/s2
348
Tegangan tali antara A dan B adalah T1, yang dapat diperoleh dengan
memperhatikan balok A atau B.
Misalkan diperhatikan balok A, maka diperoleh :
Σ Fa = ma . a
T1 – 4 = 2 . 2,8
T1 – 4 = 5,6 sehingga T1 = 9,6 N
Dengan memperhatikan beberapa contoh latihan penerapan hukum newton
di atas, maka diharapakan siswa dapat mengerjakan latihan yang diberikan berikut
ini.
Tugas:
1. Sebuah balok dengan massa 2 kg diletakkan di atas meja yang mempunyai
koefisien gesek statis dan kinetis 0,4 dan 0,2. Tentukan gaya gesek yang
bekerja pada balok, jika balok ditarik gaya mendatar sebesar 4 N !
2. Dua balok A = 3 kg dan B = 5 kg dihubungkan tali dan diletakkan di atas
lantai yang mempunyai koefisien gesek statis dan kinetis 0,2 dan 0,1. Jika
balok B ditarik gaya 40 N dengan arah 60° terhadap bidang datar, maka
tentukan tegangan tali antara balok A dan B.
3. Balok bermassa 200 gram yang mula-mula diam diberi gaya mendatar 1 N
selama 10 sekon. Jika balok berada di atas lantai dengan koefisien gesek
statis dan kinetis 0,2 dan 0,1, maka tentukan jarak yang ditempuh balok
selama diberi gaya !
4. Dua balok A = 0,5 kg dan B = 2 kg ditumpuk, dengan balok A di atas dan
balok B di bawah. Jika koefisien gesek statis dan kinetis antara balok A
349
dan B adalah 0,2 dan 0,1, serta koefisien gesek statis dan kinetis antara
balok B dengan lantai adalah 0,3 dan 0,1, maka tentukan gaya maksimum
yang dapat digunakan untuk menarik B agar balok A tidak bergerak
terjatuh dari atas balok B!
Percobaan Mandiri
Tujuan :
Menentukan koefisien gesek statis suatu benda pada sebuah permukaan
Petunjuk teknis :
Gunakan satu jenis bahan dengan menvariasi massanya, kemudian tariklah
bahan tersebut pada sebuah permukaan dengan menggunakan dinamometer.
Pada saat tepat akan bergerak, akan menunjukkan nilai gaya gesek statis
maksimumnya.
4. Penerapan Hukum Newton pada Bidang Miring
Guru menanyakan apa yang akan terjadi saat
seorang anak bermain pada sebuah bidang
miring yang melengkung-lengkung di suatu
kolam renang, tiba-tiba air yang mengalir pada
bidang miring lengkung itu dimatikan?
Perhatikan pula mengapa seorang yang
mengangkat kotak besar dan berat pada sebuah
truk, cenderung menggunakan bidang miring?
Gambar 94.Anak meluncur pada lengkungan miring di suatu kolam renang
350
Bayangkan juga, apa yang akan terjadi, jika kita
saat naik tangga, ternyata tangga tersebut penuh
berlumuran dengan oli?
Bidang miring dapat menyebabkan suatu benda bergerak atau diam.
Prinsip untuk memahami gaya yang mempengaruhi gerakan pada bidang
miring sama dengan pada bidang datar, hanya penguraian gaya pada bidang
miring tidak sama dengan bidang datar.
Analisa
Guru meminta siswa menjelaskan bagaimana pengaruh adanya gaya gesek pada
bidang miring. Guru meminta siswa untuk memahami beberapa contoh penjelasan
soal berikut ini!
1. Suatu balok bermassa 200 gram berada di bidang miring dengan kemiringan
30° terhadap bidang datar. Jika koefisien gesek statis dan kinetis antara balok
dan bidang miring 0,25 dan 0,1, serta nilai percepatan gravitasi 10 m/s2, maka
tentukan gaya gesek yang bekerja pada balok !
Penyelesaian :
Langkah 1 :
Gambarkan peruraian gayanya
Langkah 2 :
Tentukan gaya gesek statis maksimumnya :
fsmak = µs . N
351
fsmak = µs . w cos 30°
fsmak = µs . m . g . cos 30°
fsmak = 0,25 . 0,2 . 10 . 32
1
fsmak = 0,25 . 3
fsmak = 0,433 N
Langkah 3 :
Tentukan gaya penggeraknya :
Fmiring = w sin 30
Fmiring = m . g. . sin 30
Fmiring = 0,2 . 10 . 0,5
Fmiring = 1 N
Langkah 4 :
Membandingkan gaya penggerak terhadap gaya gesek statis maksimum.
Ternyata gaya penggeraknya lebih besar dibanding gaya gesek statis
maksimumnya, sehingga benda bergerak dan gaya gesek yang digunakan
adalah gaya gesek kinetis.
fk = µk . N
fk = µk . w cos 30°
fk = µk . m . g . cos 30°
fk = 0,1 . 0,2 . 10 . 32
1
fk = 0,1 . 3 = 0, 173 N
352
2. Suatu balok bermassa 2 kg berada pada bidang miring dengan kemiringan 30°.
Jika koefisien gesek statis dan kinetis antara bidang miring dan balok 0,2 dan
0,1 maka tentukan jarak yang ditempuh oleh balok yang mula-mula diam pada
bidang miring selama 2 sekon !
Penyelesaian :
Langkah 1 : Uraikan komponen gaya yang bekerja
Langkah 2 :
Tentukan gaya gesek statis maksimumnya :
fsmak = µs . N
fsmak = µs . w cos 30°
fsmak = µs . m . g . cos 30°
fsmak = 0,2 . 2 . 10 . 32
1
fsmak = 2 . 3
fsmak = 3,46 N
Langkah 3 :
Tentukan gaya penggeraknya :
Fmiring = w sin 30°
Fmiring = m . g. . sin 30°
Fmiring = 2 . 10 . 0,5
Fmiring = 10 N
Langkah 4 :
353
Membandingkan gaya penggerak terhadap gaya gesek statis maksimumnya.
Ternyata gaya penggeraknya lebih besar dibanding dengan gaya gesek statis
maksimumnya, sehingga gaya gesek yang berlaku adalah gaya gesek kinetis.
fk = µk . N
fk = µk . w cos 30°
fk = µk . m . g . cos 30°
fk = 0,1 . 2 . 10 . 32
1
fk = 1 . 3
fk = 1,73 N
Langkah 4 :
Gunakan hukum Newton tentang gerak :
Σ F mendatar = m . a
F miring – fk = m . a
10 – 1,73 = 2 . a
a = 4,135 m/s2 maka lintasan yang ditempuh pada bidang miring adalah :
St = vo . t + ½ a t2
St = 0 + ½ . 4,135 . 22
St = 8,27 m
3. Seorang pemain ski seperti yang pernah anda tonton di TV mulai meluncur
pada suatu bidang miring dengan kemiringan 37°. Tentukan kecepatannya
setelah menempuh waktu 6sekon, jika koefisien gesek sepatu pemain ski dan
es adalah 0,1 !
354
Penyelesaian :
Langkah 1 :
Uraikan komponen gayanya !
Langkah 2 :
Saat ditanya kecepatan akhir dan koefisien gesek yang diketahuhi hanya satu
yaitu 0,1, maka dapat disimpulkan bahwa pemain ski dapat bergerak, artinya
gaya penggeraknya lebih besar dibanding gaya gesek statis maksimumnya,
sehingga gaya geseknya tentunya senilai dengan gaya gesek kinetisnya.
Catatan:
Sudut 37° merupakan sudut yang dapat dikatakan “Istimewa”, karena sering
keluar dalam soal Ujian Akhir, Ujian Nasional maupun UMPTN. Oleh karena
itu perlu siswa hafalkan nilai sin 37° = 0,6 dan cos 37° = 0,8 .
Gaya gesek kinetis :
fk = µk . N
fk = µk . w cos 37°
fk = µk . m . g . cos 37°
fk = 0,1 . m . 10 . 0,8
355
fk = 0,8 m N
Gaya penggerak :
Fmiring = w sin 37°
Fmiring = m . g. . sin 37°
Fmiring = m . 10 . 0,6
Fmiring = 6 m N
Langkah 3 :
Gunakan hukum Newton tentang gerak :
Σ F mendatar = m . a
F miring – fk = m . a
6 m – 0,8 m = m . a a = 5,2 m/s2
Semua ruas dibagi dengan m, maka maka kecepatan akhirnya adalah :
vt = vo + a . t
vt = 0 + 5,2 . 6
vt = 31,2 m/s
Tugas
1. Suatu balok berada pada bidang miring dengan kemiringan 37°. Jika
massa balok 4 kg dan koefisien gesek statis dan kinetis balok terhadap
bidang miring adalah 0,3 dan 0,1, dan mula-mula balok diam, maka
tentukan :
a. pecepatan balok
356
b. kecepatan balok setelah 2 sekon
c. jarak yang ditempuh balok dalam 2 sekon
2. Suatu balok I bermassa 2 kg
berada pada suatu bidang
miring dengan kemiringan
57°. Jika balok I dihubungan
dengan tali ke balok II
bermassa 3 kg melalui
sebuah katrol dan tergantung
bebas disisi yang lain seperti
pada gambar, serta koefisien
gesek statis dan kinetis antara
balok I dengan bidang miring
adalah 0,2 dan 0,1, maka
tentukan :
a. percepatan sistem
b. tegangan tali antara balok I dan II
5. Gaya sentripetal pada Gerak Melingkar
Menurut hukum II Newton tentang gerak F = m.a, bila a merupakan
percepatan sentripetal maka besar gaya sentripetal pada benda yang bergerak
melingkar adalah F = m.a atau
357
F = m.r
v 2
di mana m adalah massa benda, v kecepatan nya (kelajuan dan arah), dan r
jarak nya dari pusat lingkaran. Sedangkan F diasumsikan sebagai resultan
gaya pada benda.
Gambar 95. Gaya Sentripetal adalah gaya ke pusat yang menyebabkan suatu benda
bergerak dalam lintasan melingkar. Sebagai contoh, sebuah bola diikat pada tali yang
diayunkan melingkar horisontal dengan kecepatan tetap.
Gaya sentripetal juga berperan menahan planet-planet tetap dalam
orbitnya. Menurut hukum I Newton, setiap massa memiliki inersia dan akan
cenderung bergerak dengan kecepatan konstan pada lintasan lurus. Bumi
misalnya, ingin bergerak lurus tetapi tertahan oleh gaya gravitasi matahari.
Matahari menerapkan gaya sentripetal pada bumi.
Lintasan inersia
Gaya sentripetal
358
Demikian pula pada permainan roller coaster ‘halilintar’
penumpangnya tidak takut jatuh pada saat di puncak
karena adanya gaya sentripetal yang bekerja menuju
pusat lintasan lingkaran ( gambar 96).
Gambar 96. Gaya Sentripetal juga bekerja pada coaster yang memiliki inersia oleh
kecepatannya sehingga berada di puncak lintasan tidak jatuh.
Pembahasan gaya sentripetal juga banyak terdapat pada benda yang bergerak
di sepanjang talang berbentuk melingkar. Pembahasan semacam ini akan
dijumpai pada bab usaha dan energi. Gaya sentripetal tidak diperdalam lagi
karena telah dibahas pada bab terdahulu.
C. Kegiatan Akhir
Guru memberikan semangat kepada siswa untuk belajar lebih giat dalam
menghadapi ujian semester.
Guru mengatakan pada siswa bahwa untuk mencapai segala sesuatu di dunia
ini pasti ada harga yang harus dibayar. Sebagai contoh saat kita makan di
warung, kita pasti akan bayar makanannya! Demikian juga saat kita
menginginkan nilai yang terbaik kita harus lakukan lebih dari yang dilakukan
siswa rata-rata.
359
V. Alat/Bahan/Sumber Belajar
Alat-Alat : Balok kayu, bidang miring, anak timbangan, neraca pegas,
dan tali
Sumber : Buku Fisika Bilingual SMA 1&2 (Yrama Widia)
Sarana/Media : Alam sekitar, Fisika Bilingual SMA 1& 2 (Yrama Widia)
dan internet.
VI. Penilaian
� Kuis tertulis
Kuis tertulis yang dimaksud misalnya:
1. Gaya gesekan selalu merugikan bagi kehidupan manusia. Benar atau
salah?
2. Jalan tikungan dibuat miring lebih aman dibanding dengan jalan datar.
Benar atau salah.
3. Pada saat kita ingin berangkat dari tempat duduk kita, pasti kita selalu
bertumpu pada suatu benda lain karena kalau tidak demikian maka kita
tidak mungkin bisa beranjak dari tempat duduk kita. Benar atau salah
peryantaan demikian
4. Pada saat kita naik mobil melewati jalan melengkung ke atas besar gaya
normalnya akan lebih besar dibanding di jalan datar. Benar atau salah.
5. Gaya yang arahnya keluar lingkaran pada gerak melingkar beraturan
dinamakan gaya sentrifugal. Benar atau salah
Jawaban Kuis
1. Salah 2. Benar 3. Benar 4. Salah 5. Benar
360
� Tes tertulis
Tes tertulis yang dimaksud adalah mengerjakan soal-soal yang telah
dipersiapkan oleh guru. Soal-soal tersebut dapat berupa esai ataupun pilihan
ganda, yang terpenting dengan mengerjakan soal-soal tersebut siswa dapat
dilatih berpikir kritis. Misalnya
1. Bagaimana seandainya yang duduk di bawah pohon apel dan kejatuhan
buah apel pada saat itu bukan Isaac Newton melainkan dirimu?
2. Sebuah mobil menempuh belokan pada jalan datar, yang memiliki jari-jari
kelengkungan 9 m. Koefisien gesekan statis antara ban dan jalan 0,4 dan g
= 10 m/s2. Berapa kelajuan maksimum yang diperbolehkan agar mobil
dapat membelok tanpa slip.
3. Benda m1 dan m2 masing-masing bermassa 10 kg dan 5 kg dihubungkan
dengan tali melalui sebuah katrol seperti pada gambar , g = 10 m/s2.
Tentukan
a. percepatan sistem
b. besarnya tegangan tali
m1
530 m2
361
4. Dua buah balok massanya berturut-turut m1 = 4 kg dan m2 = 8 kg
diletakkan di atas bidang datar licin saling bersentuhan seperti pada
gambar. Bila sistem diberi gaya F sebesar 24 N dengan arah mendatar,
tentukanlah :
a. percepatan sistem.
b. besarnya gaya kontak antar kedua balok.
5. Gambar di bawah ini menunjukan sebuah mobil menarik gerobak beroda.
Tinjaulah mobil dan gerobak sebagai satu sistem. Gambarkanlah semua
gaya-gaya yang ada pada sistem tersebut dengan benar. Berapakah
resultan gaya-gaya pada arah vertikal. Bila massa mobil M1, massa
gerobak M2 dan massa rantai penyambung diabaikan, serta percepatan
sistem a, tentukan percepatan tersebut!
� Pengamatan keaktifan siswa pada saat tanya jawab/diskusi penilaian sikap,
minat, dan tingkah laku siswa
Untuk lembar penilaian dapat di lihat pada Bab II halaman 58 – 63, namun
yang harus diperhatikan adalah lembar demi lembar penilaian wajib
disesuaikan dengan kegiatan yang dilakukan siswa. Maksudnya adalah
misalnya tidak siswa melakukan praktikum maka lembar penilaian praktikum
tidak disertakan. Intinya adalah lembar penilaian siswa akan berfungsi
362
sepenuhnya bila siswa melakukan kegiatan seperti yang tertera pada poin-poin
penilaian tersebut.
� Tugas.
Tugas yang dimaksudkan adalah mencari contoh dalam kehidupan sehari-hari
yang berhubungan dengan penerapan hukum-hukum newton tentang gerak
disertai analisisnya minimal 3 kasus.
Catatan:
Tugas ini boleh dikerjakan secara berkelompok maksimal 5 orang.
Soal Tes Tertulis
� Pilihan ganda
Pilihlah jawaban yang benar!
1. Koefisien gesek statis antara sebuah lemari kayu dan lantai kasar suatu bak
truk sebesar 0,75. Jadi, percepatan maksimum yang masih boleh dimiliki
truk agar lemari tetap tak bergerak terhadap bak truk itu adalah . . . .
a. nol d. 7,5 m/s2
b. 0,75 m/s2 e. 10 m/s2
c. 2,5 m/s2
363
2. Sebuah mobil massanya 2 ton dan mula-mula diam. Setelah 5 sekon
kecepatan mobil menjadi 20 m/s. Gaya dorong yang bekerja pada mobil
ialah . . . .
a. 100 N d. 800 N
b. 200 N e. 8000 N
c. 400N
3. Apabila sebuah benda bergerak dalam bidang datar yang kasar maka
selama gerakannya. . . . .
a. gaya normal tetap dan gaya gesekan berubah
b. gaya normal berubah dan gaya gesekan tetap
c. gaya normal dan gaya gesekan kedua-duanya tetap
d. gaya normal dan gaya gesekan kedua-duanya berubah
e. gaya normal dan gaya gesekan kadang-kadang berubah dan tetap
bergantian.
4. Mobil 700 kg mogok di jalan yang mendatar. Kabel horizontal mobil
derek yang dipakai untuk menyeretnya akan putus jika tegangan di
dalamnya melebihi 1400 N (g = 10 m/s2). Percepatan maksimum yang
dapat diterima mobil mogok dan mobil derek adalah ....
a. 2 m/s2 d. 7 m/s2
b. 8 m/s2 e. 0 m/s2
c. 10 m/s2
364
5. Pada sebuah benda yang bergerak, bekerja gaya sehingga mengurangi
kecepatan gerak benda tersebut dari 10 m/s menjadi 6 m/s dalam waktu 2
sekon. Bila massa benda 5 kg, besar gaya tersebut adalah ....
a. 5N d. 10N
b. 6 N e. 11N
c. 8N
6. Peristiwa di bawah ini yang tidak mempunyai hukum kelembaman adalah
a. Bila mobil yang kita tumpangi direm mendadak, tubuh kita terdorong ke
depan
b. Bila kita berdiri di mobil, tiba-tiba mobil bergerak maju tubuh kita
terdorong ke belakang.
c. Pemain ski yang sedang melaju, tiba-tiba tali putus, pemain ski tetap
bergerak maju.
d. Pemain sepatu roda bergerak maju, tetap akan bergerak maju walaupun
pemain itu tidak memberikan gaya.
e. Penerjun payung bergerak turun ke bawah walaupun tidak didorong
dari atas.
7. Suatu benda bermassa 2 kg yang sedang bergerak, lajunya bertambah dari
1 m/s menjadi 5 m/s dalam waktu 2 sekon bila padanya beraksi gaya yang
searah dengan gerak benda, maka besar gaya tersebut adalah ....
365
a. 2 N d. 8 N
b. 4 N e. 10 N
c. 5 N
8. Benda massanya 2 kg berada pada bidang horizontal kasar. Pada benda
dikerjakan gaya 10 N yang sejajar bidang horizontal, sehingga keadaan
benda akan bergerak. Bila g = 10 m/s2, maka koefisien gesekan antara
benda dan bidang adalah ....
a. 0,2 d. 0,5
b. 0,3 e. 0,6
c. 0,4
9. Sebuah benda massanya 4 kg terletak pada bidang miring yang licin
dengan sudut kemiringan 45 derajat terhadap horizontal. Jadi, besar gaya
yang menahan benda itu…. (g = 10 m/s2)
a. 2 2 N d. 40 N
b. 8 2 N e. 40 2 N
c. 20 2 N
10. Sebuah elevator yang massanya 1500 kg diturunkan dengan percepatan 1
m/s2. Bila percepatan gravitasi bumi g = 9,8 m/s2, maka besarnya tegangan
pada kabel penggantung sama dengan……
a. 32400 N d. 14700 N
366
b. 26400 N e. 13200 N
c. 16200 N
11. Seorang yang massanya 80 kg ditimbang dalam sebuah lift. Jarum
timbangan menunjukkan angka 1000 newton. Apabila percepatan gravitasi
bumi = 10 m/s2 dapat disimpulkan bahwa....
a. massa orang di dalam lift menjadi 100 kg
b. lift sedang bergerak ke atas dengan kecepatan tetap
c. lift sedang bergerak ke bawah dengan kecepatan tetap
d. lift sedang bergerak ke bawah dengan percepatan tetap
e. lift sedang bergerak ke atas dengan percepatan tetap
12. Sebuah benda massanya 2 kg terletak di atas tanah. Benda tersebut ditarik
ke atas dengan gaya 30 N selama 2 sekon lalu dilepaskan. Jika percepatan
gravitasi 10 m/s2, maka tinggi yang dapat dicapai benda adalah :
a. 10 meter d. 18 meter
b. 12 meter e. 20 meter
c. 15 meter
13. Sebuah benda bermassa 20 kg terletak pada bidang miring dengan sudut
300 terhadap bidang horizontal, Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2 dan
benda bergeser sejauh 3 m ke bawah, usaha yang dilakukan gaya berat
a. 60 joule d. 294,3 joule
367
b. 65,3 joule e. 588 joule
c. 294 joule
14. Sebuah benda yang beratnya W meluncur ke bawah dengan kecepatan
tetap pada suatu bidang miring kasar. Bidang miring tersebut membentuk
sudut 300 dengan horizontal. Koefisien gesekan antara benda dan bidang
tersebut adalah ....
a. 1/2 3 W d. 1/3 3
b. 1/2 W e. 1/2
c. ½ 3
15. Sebuah benda yang massanya 1200 kg digantungkan pada suatu kawat
yang dapat memikul beban maksimum sebesar 15.000 N. Jika percepatan
gravitasi bumi sama dengan 10 m/s2, maka harga maksimum percepatan ke
atas yang diberikan pada beban itu sama dengan ....
a. 2,5 m/s2 d. 22,5 m/s2
b. 10,0 m/s2 e. 12,5 m/s2
c. 7,5 m/s2
16. Seseorang yang massanya 50 kg berdiri di dalam lift yang sedang
bergerak ke atas. Jika gaya tekan kaki orang tersebut terhadap lantai lift
600 N, maka percepatan lift adalah …. m/s2 (g = 10 m/s2)
a. 1
368
b. 2
c. 3
d. 5
e. 10
17. Sebuah benda digantungkan pada langit-langit seperti gambar di bawah
ini.
w = berat beban, massa tali diabaikan; T = gaya tegangan tali) Gaya-gaya
tersebut yang merupakan pasangan aksi-reaksi adalah ….
a. w dan T1
b. w dan T2
c. T2 dan T3
d. T1 dan T2
e. T1 dan T3
18. Sebuah balok bermassa 5 kg berada di atas lantai mendatar yang kasar.
Balok tersebut dipengaruhi oleh dua buah gaya F1 = 60 N ke kanan dan F2
= 35 ke kiri, jika balok bergerak dengan percepatan tetap 3 m/s2, maka
koefisien gesekan kinetik antara balok dan lantai adalah …
T3
w
T1
T2
369
a. 0,20
b. 0,25
c. 0,30
d. 0,40
e. 0,50
19. Sebuah benda yang meluncur pada bidang miring yang kasar akan
mendapat gaya gesekan. Gaya gesekan tersebut tidak ditentukan oleh :…
a. massa benda
b. Gaya normal
c. Sudut kemiringan bidang
d. Kecepatan benda
e. Kekasaran permukaan bidang.
20. Grafik percepatan (a) sebagai fungsi resultan gaya pada suatu benda
adalah sebagai berikut . Massa benda tersebut adalah ….
a. 0,3 Kg
b. 0,4 Kg
c. 0,6 Kg
d. 0,9 Kg
e. 1,0 Kg
21. Sebuah benda dengan massa 20 kg (g = 10 m/s2) terletak pada bidang
miring dengan sudut miring α (Sin 5
3=α ). Gaya normal bidang terhadap
normal adalah …
3 6
10
5
F (N)
a (m/s2)
370
a. 80 N c. 160 N
b. 100 N d. 200 N
c.150 N
22. Benda dengan massa m berada pada bidang miring dengan kemiringan θ
jika besarnya gravitasi g dan papan licin sempurna, besarnya percepatan
benda
a. g cos θ c. ½ g sin θ
b. g tan θ d. ½ g cos θ e. g sin θ
23. Sebuah balok dengan massa 5 Kg terletak pada lantai mendatar yang licin,
dipengaruhi gaya F = 15 N yang bersudut 370 terhadap arah mendatar (tan
370 = 0,75). Jika g = 10 m/s2 percepatan gerak balok adalah …..
a. 1,8 m/s2 c. 4,17 m/s2
b. 2,25 m/s2 d. 5,01 m/s2
c. 2,4 m/s2
24. Seorang pengendara sepeda motor mengelilingi suatu kendaraan yang jari-
jarinya 20 m dengan kelajuan 72 Km/jam. Jika massa totalnya 200 Kg
maka gaya sentripetalnya adalah ….
a. 2.000 N c. 4.000 N
F
371
b. 2.500 N d. 5.194 N
c. 3.000 N
25. Benda bermassa 100 gram bergerak melingkar dengan jari-jari 0,5 m dan
percepatan sudut 2 rad/s2. Benda tersebut mengalami gaya sentripetal
sebesar …
a. 0,1 N c. 0,6 N
b. 0,2 N d. 0,8 N
c. 0,4 N
� Soal Uraian
Jawablah dengan benar soal-soal berikut ini !
1. Sebuah lampu digantung seperti pada
gambar. Berapakah gaya tegangan
talinya ?
2. Sebuah lampu digantung seperti pada
gambar. Berapakah gaya tegangan
talinya ?
3. Dari gambar disamping ini. Tentukan :
a. Gaya tegangan tali
372
b. Gaya yang dikerjakan engsel terhadap
balok penopang. Jika balok diabaikan.
4. Kendaraan yang massanya 1000 kg bergerak dari kecepatan 10 m/s menjadi
20 m/s selama 5 sekon. Berapakah gaya yang bekerja pada benda ?
5. Kendaraan dengan massa 1000 kg mempunyai rem yang menghasilkan 3000 N.
a. Kendaraan bergerak dengan kecepatan 30 m/s, di rem.
Berapa lama rem bekerja sampai kendaraan berhenti.
b. Berapa jarak yang ditempuh kendaran selama rem bekerja ?
6. Sebuah benda mendapat gaya sebesar 30 N, sehingga dalam waktu 6 sekon
kecepatannya menjadi 30 m/s dari keadaan diam.
Berapa berat benda jika g = 10 m/s2.
7. Pada sebuah benda yang mula-mula berada dalam keadaan tidak bergerak
bekerja gaya K selama 4,5 sekon. Setelah itu K dihilangkan dan gaya yang
berlawanan arahnya dengan semula dan besarnya 2,25 N mulai bekerja pada
benda tersebut, sehingga setelah 6 detik lagi kecepatannya = 0. Hitunglah gaya
K.
8. Benda massanya 10 kg tergantung pada ujung kawat. Hitunglah besarnya
tegangan kawat, jika :
a. Benda ke atas dengan percepatan 5 m/s2.
b. Benda ke bawah dengan percepatan 5 m/s2.
9. Seutas tali dipasang pada kantrol dan ujung-ujung tali di beri beban 4 kg dan 6
kg. Jika gesekan tali dengan katrol diabaikan, hitung :
373
a. Percepatan.
b. Tegangan tali.
10. Sebuah katrol dengan massa 5 kg dan massa benda lainya 3 kg, jika F nya 90
N berapakah :
a. percepatan m1
b. percepatan m2
11. Sebuah benda berada di atas bidang datar kasar dengan koefisien gesekan
statis 0,4 dan koefisien gesekan kinetik 0,3 jika massa benda 10 kg, ditarik
dengan gaya 50 newton mendatar, jika mula-mula diam, setelah 5 detik gaya
50 newton dihilangkan, hitunglah jarak yang ditempuh benda mulai bergerak
hingga berhenti kembali.
12. Sebuah benda berada dibidang miring kasar dengan sudut kemiringan 37o dan
koefisien gesekan kinetiknya 0,2 Jika massa benda 5 kg dan ditarik dengan
gaya 10 newton, tentukan arah gerak benda, tentukan pula jarak yang
ditempuhnya selama 5 detik jika mula-mula dalam keadaan diam.
374
Catatan:
Jawaban dapat langsung dikoreksi oleh temannya di bangku sebelahnya,
kemudian nilai langsung dapat dimasukkan dalam daftar nilai dengan cara
menyebutkan nilai secara lisan.
.................................... 2009
Mengetahui,
Kepala Sekolah Guru Fisika
–––––––––––––– ––––––––––––––––
NIP: NIP:
375
BAB IV PENUTUP
A. Rangkuman
Desain fisika SMA yang penulis buat merupakan desain yang berdasar
KTSP. Tujuan pembuatan desain ini adalah akan membuat desain
pembelajaran fisika yang kontekstual dengan Kabupaten Sintang Kalimantan
Barat, mengaktifkan siswa dan melatih siswa berpikir kritis untuk
memecahkan soal-soal fisika.
Demi terwujudnya tujuan tersebut maka penulis mendasarkan penulisan
ini dengan teori konstruktivisme dalam belajar, teori berpikir kritis dan
Kurikulum Tingkat Satuan pendidikan. Kemudian untuk mendukung teori-
teori tersebut penulis menggunakan metode mengajar yang konstruktivistik,
yaitu menggunakan metode eksperimen atau praktikum, demonstrasi, diskusi
dan metode ceramah siswa aktif. Dan, untuk mengetahui sejauh mana
keberhasilan desain ini maka penulis mengukurnya dengan mengevaluasi
pembelajaran pada akhir setiap bab.
Dengan mengacu pada teori belajar, metode mengajar dan hasil evaluasi
pembelajaran maka dapat di simpulkan bahwa desain ini telah sesuai dengan
Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan yang bercirikan kontekstual dengan
Kabupaten Sintang Kalimantan Barat, mengaktifkan siswa dan melatih siswa
untuk berpikir kritis dalam memecahkan soal-soal fisika.
376
B. Saran-saran
Demi kualitas ouput yang dihasilkan maka saran yang bisa penulis kemukakan
berdasarkan desain yang telah penulis buat, antara lain:
1. Kesiapan calon guru.
Kesiapan calon guru merupakan faktor penting dalam mendesain fisika
berdasar KTSP, karena berdasarkan pengalaman penulis saat berhadapan
dengan setumpuk materi yang harus disusun selama satu semester
terkadang ada keraguan kalau-kalau desain ini tidak terselesaikan dengan
baik. Sebagai desainer fisika yang baik, calon guru harusnya bisa lebih
tenang. Hal ini bisa terjadi kalau semuanya telah dipersiapkan dengan
baik, baik secara mental maupun secara pengetahuan.
2. Bersikaplah selalu optimis (Tung Disem Waringin; VCD life revolution,
2004 ).
Sikap optimis di manapun sangat diperlukan untuk menghadapi hidup
yang penuh dengan tantangan ini, terlebih kalau tantangan itu untuk
menyelesaikan sesuatu yang sama sekali baru. Sikap optimis tidak cukup
hanya dikembangkan pada saat anda sebagai calon guru untuk
menyelesaikan tugasnya sekarang tapi lebih penting lagi sikap tersebut
perlu transformasikan pada anak didik kelak.
377
3. Teruslah miliki sikap selalu ingin lebih (Tung Disem waringin; VCD Life
Revolution, 2004)
Sikap yang selalu ingin lebih dalam hal belajar fisika sangat diperlukan
karena masih banyak hal yang belum diketahui. Demikian halnya dengan
mendesain fisika SMA yang bagi penulis sudah cukup kompleks.
4. Perlunya pemahaman yang jelas tentang KTSP
Karena pada saat penulis merencanakan untuk mendesain kurikulum
berdasar pada KTSP yang berdasar konteks, seberapa dalamnya pengertian
saya akan KTSP sangat vital. Pada saat itu penulis sampai beberapa kali
harus mengulang pokok bahasan yang sama untuk dikerjakan, sehingga
waktunya sangat tidak efektif.
5. Perlunya memahami konteks atau daerah yang jelas dimana desain itu
dibuat.
Setiap daerah sudah mempunyai kebudayaan belajar sendiri-sedniri dan
lingkungan yang sangat berbeda. Situasi lingkungan belajar yang berbeda
mesti harus disikapi dengan perlakuan yang berbeda pula. Misalnya di
Kabupaten Sintang, di sana tidak ada kereta api lalu kita menjelaskan
pokok bahasan fisika tertentu dengan memakai contoh kereta api pasti
siswa sulit memahaminya.
6. Perlunya mengenali kemampuan belajar siswa
Hal ini penting, agar pada saatnya sebagai guru kita bisa memutuskan
metode apa yang paling cocok untuk diterapkan dalam proses belajar
mengajar di sekolah kita. Misalnya siswa dari latar belakang yang
378
kemampuan belajarnya sangat rendah sebagai guru kita harus punya
inisiatif untuk memilih metode yang sesuai dengan kemampuan tersebut.
379
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standar Nasional Pendidikan. 2006. Panduan Penyusunan Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan Jenjang Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com
Budi, Kartika. 2004. Kurikulum Berbasis Kompetensi. Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma
Budi, Kartika. 2005. Diktat Matematika Dasar. Yogyakarta: Universitas Sanata
Dharma Depdiknas. 2006. Permendiknas Nomor 22 Tahun 2006 tentang Standar Isi untuk
Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com
Depdiknas. 2006. Permendiknas Nomor 23 Tahun 2006 tentang Standar Kompetensi
Lulusan untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com
Depdiknas. 2006. Permendiknas Nomor 24 Tahun 2006 tentang Pelaksanaan Permendiknas Nomor 22 Tahun 2006 tentang Standar Isi untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah dan Permendiknas Nomor 23 Tahun 2006 tentang Standar Kompetensi Lulusan untuk Satuan Pendidikan Dasar dan Menengah. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com
Djiwatampu, F. 1973. Ilmu Pesawat. Bandung: ITB Bandung Giancoli, Douglas C. 1998. Fisika Jilid I. Jakarta : Erlangga Gunawan, Setia. 2009. Kinematika Gerak Lurus. Jakarta. Kanginan, Marten. 2000. Fisika 2000. Jakarta: Erlangga Lohan, San. 2009. Aturan Angka Penting.: Dalam www. Gurumuda.com Mulyanto, Agung. 2009. Teori Berpikir Kritis : Dalam http://www.fkip-uninus.org
/index.php/artikel-fkip-uninus-bandung/artikel-pendidikan/58 Astra, I Made. 2008. Fisika SMA Kelas X: Dalam www. E-dukasi.net
380
NN. 2007. Petunjuk Teknis Pengembangan Silabus Mata pelajaran Fisika. Kabupaten Sintang Kalimantan Barat, Sintang : SMA Imannuel
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2005 tentang Standar
Nasional Pendidikan. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com
Suparno, Paul. 2004. Teori Inteligensi Ganda. Yogyakarta: Kanisius Suparno, Paul. 2007. Metodolgi Pembelajaran Fisika. Yogyakarta: Universitas
Sanata Dharma Sunardi. Irawan, Etsa Indra. 2007. Fisika Bilingual SMA/ MA. Bandung: Yrama
Widya Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 2003 tentang Pendidikan
Nasional. Jakarta: Dalam www. Tigaserangkai.com Utomo, Pristiadi. 2007. Fisika Kelas X. Semarang: Dalam http://Poedjoko
Rebijantoro Waringin, Tung Disem. 2004. VCD Life Revolution. Jakarta: TDW Winarsih, Anni. dkk. 2008. Ipa Terpadu: SMP/MTs Kelas VII. Jakarta: Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional: Dalam http://koleksiku.net
top related