RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARANGERAK HARMONIKPADA AYUNAN BANDUL

Disusun oleh:Naila Hilmiyana SyifaK2311054Pendidikan FisikaKelas : A

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS SEBELAS MARETSURAKARTA2014RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARANSekolah: SMAMata Pelajaran: FisikaKelas/Semester: XI / GanjilMateri Pokok: Getaran Harmonis Sub Materi Pokok: Gerak Harmonik pada Ayunan Bandul Karakteristik gerak harmonik pada ayunan bandul Syarat terjadinya gerak harmonik pada ayunan bandul Periode dan frekuensi pada ayunan bandul Faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandulAlokasi Waktu: 1 x 45 menit

A. Kompetensi Inti (KI) KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.KI 3 : Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.KI 4 :Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.

B. Kompetensi Dasar (KD)Domain Spiritual:1.1 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannyaDomain Sikap:2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan , melaporkan, dan berdiskusiDomain Pengetahuan:3.4 Menganalisis hubungan antara gaya dan gerak getaran Domain Keterampilan:4.4 Merencanakan dan melaksanakan percobaan getaran harmonis pada ayunan bandul dan getaran pegasC. IndikatorKognitif Proses:1. Melakukan eksperimen tentang gerak harmonik pada ayunan bandul2. Melakukan diskusi hasil eksperimen gerak harmonik pada ayunan bandulKognitif Produk:1. Menjelaskan karakteristik gerak harmonik pada ayunan bandul2. Menjelaskan syarat terjadinya gerak harmonik pada ayunan bandul3. Menentukan formulasi periode dan frekuensi pada ayunan bandul 4. Menjelaskan faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandul 5. Menyelesaikan soal hitungan dengan menerapkan rumusan periode dan frekuensi pada ayunan bandulAfektif:1. Menunjukkan perilaku jujur dan teliti saat melakukan pengamatan pada eksperimen tentang gerak harmonik pada ayunan bandul2. Menunjukkan perilaku kritis dan terbuka saat melakukan diskusi hasil eksperimen gerak harmonik pada ayunan bandulPsikomotor:1. Menyusun alat dan bahan menjadi rangkaian eksperimen2. Menghitung waktu yang diperlukan bola ayunan untuk berayunan sepuluh kali sesuai panjang tali3. Mencatat data dalam tabel pengamatan4. Membuat grafik hubungan antara perubahan panjang tali dengan periode ayunan bandul5. Mempresentasikan data hasil percobaan6. Mengembangkan keterampilan sosial meliputi mendengar, bertanya, berpendapat

D. Tujuan Pembelajaran Kognitif Proses:1. Dengan disediakan seperangkat alat percobaan, siswa dapat melakukan eksperimen tentang gerak harmonik pada ayunan bandul dengan benar2. Dengan dibimbing guru, siswa dapat melakukan diskusi hasil eksperimen gerak harmonik pada ayunan bandul dengan benar Kognitif Produk:1. Melalui kegiatan eksperimen, siswa dapat menjelaskan karakteristik gerak harmonik pada ayunan bandul dengan benar2. Melalui kegiatan diskusi, siswa dapat menjelaskan syarat terjadinya gerak harmonik pada ayunan bandul dengan benar3. Melalui kegiatan diskusi, siswa dapat menentukan formulasi periode dan frekuensi pada ayunan bandul dengan benar4. Melalui kegiatan diskusi, siswa dapat faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandul dengan benar5. Secara mandiri, siswa dapat menyelesaikan soal hitungan dengan menerapkan rumusan periode dan frekuensi pada ayunan bandul dengan benar

Afektif:1. Melalui kegiatan eksperimen, siswa dapat menunjukkan perilaku jujur dan teliti saat melakukan pengamatan pada eksperimen tentang gerak harmonik pada ayunan bandul dengan tepat2. Melalui kegiatan diskusi, siswa dapat menunjukkan perilaku kritis dan terbuka saat diskusi hasil eksperimen tentang gerak harmonik pada ayunan bandul dengan tepatPsikomotor:1. Melalui kegiatan eksperimen, siswa dapat menyusun alat dan bahan menjadi rangkaian eksperimen dengan benar2. Melalui kegiatan eksperimen, siswa dapat menghitung waktu yang diperlukan bola ayunan untuk berayunan sepuluh kali sesuai panjang tali dengan benar3. Melalui kegiatan diskusi, siswa dapat encatat data dalam tabel pengamatan dengan benar4. Melalui kegiatan diskusi, siswa dapat membuat grafik hubungan antara perubahan panjang tali dengan periode ayunan bandul dengan benar5. Melalui kegiatan diskusi, siswa dapat mempresentasikan data hasil percobaan dengan benar6. Melalui kegiatan diskusi, siswa dapat mengembangkan keterampilan sosial meliputi mendengar, bertanya, berpendapat dengan baik

E. Materi PembelajaranPada gerak harmonik sederhana, benda akan selalu bergerak bolak-balik di sekitar titik kesetimbangannya secara terus-menerus. Dengan demikian, definisi gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak-balik benda melalui suatu titik kesetimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan. Contoh gerak harmonik sederhana yaitu gerak ayunan bandul yang amplitudonya kecil.

Getaran pada ayunan terjadi karena adanya gaya pemulih (F), yaitu gaya yang menyebabkan benda kembali ke keadaan semula. Gerak harmonik pada ayunan bandul yaitu ayunan terbuat dari seutas tali dengan panjnag l dan massa m. Apabila bandul bergerak vertikal dengan membentuk sudut , seperti pada gambar 1, maka gaya pemulih bandul secara matematis dapat dituliskan . Oleh karena maka Gambar 1.Besar gaya pemulih sama dengan gaya sentripetal, sehingga :

Tanda (-) negatif menunjukkan bahwa arah gaya pemulih yang senantiasa menuju ke titik kesetimbangan selalu berlawanan dengan arah gaya penyebabnya atau arah simpangannya.Periode ayunan adalah waktu yang diperlukan ayunan untuk melakukan satu kali gerak bolak balik dari titik P O Q O P, seperti pada gambar 2. Sedangkan banyaknya getaran atau gerak bolak-balik yang dapat dilakukan dalam waktu satu detik disebut frekuensi. Frekuensi yang ditimbulkan oleh ayunan tidak dipengaruhi gaya dari luar. Gambar 2Periode dan frekuensi pada ayunan sederhana diperoleh dari persamaan gaya pemulih dan gaya sentripetal, yaitu :

Sehingga diperoleh persamaan periode dan frekuensi pada ayunan sederhana sebagai berikut : dan Dimana : T = periode (s)f = frekuensi (Hz)l = panjang tali (m)g = percepatan grafitasi (m/s2)

F. Pendekatan PembelajaranPendekatan : Scientific Approach

G. Model PembelajaranDiscovery Learning

H. Metode Pembelajaran1. Eksperimen2. Diskusi

I. Media, Alat, dan Sumber Pembelajaran 1. Media: Papan tulis, LCD proyektor, Laptop2. Alat/Bahan: Bandul, Benang, Stopwatch, Mistar, Busur, Statif3. Sumber Belajar : - Indrajit, Dudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Fisika : untuk Kelas XI. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional- Kamajaya. 2008. Cerdas Belajar Fisika untuk Kelas XI. Bandung : Grafindo Media Pratama- Saripudin, Aip. 2009. Pintar Belajar Fisika untuk Kelas XI. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional- Siswanto. 2009. Kompetensi Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional- LKS tentang gerak harmonik pada ayunan bandul

J. Kegiatan PembelajaranGuruSiswaAlokasi Waktu

Pendahuluan:PembukaanGuru menyiapkan peserta didik secara psikis dan fisik untuk mengikuti proses pembelajaran.Prasyarat Konsep: Apakah benda yang bergerak bolak balik memiliki titik kesetimbangan? Gerak apa yang dilakukan benda yang bergerak bolak-balik melewati titik kesetimbangan?

Motivasi:Guru menampilkan ilustrasi, yaitu video anak yang bermain ayunan.Motivasi: Pernahkah kalian melihat anak yang bermaina ayunan? Atau pernahkan kalian bermain ayunan?Masalah yang timbul : a) Apakah ayunan itu akan terus bergerak jika tidak diberikan dorongan atau gaya?b) Gaya apakah yang menyebabkan gerakan ayunan kembali ke keadaaan semula?c) Di titik apakah ayunan akan berhenti?d) Jika gerakan bolak balik ayunan tersebut memerlukan waktu untuk bergerak, maka apakah ayunan tersebut memiliki periode? Opini:Siswa diminta mengemukakan pendapatnya berkaitan dengan permasalahan tersebut

Mengamati

Menanya

Menyampaikan pendapat5 menit

Kegiatan Inti:Eksplorasi1. Menyampaikan tujuan pembelajaran dan menegaskan rumusan masalah

2. Membimbing siswa dalam pembentukan kelompok, satu kelompok terdiri dari 3 siswa.

3. Membagikan LKS eksperimen dan diskusi tentang gerak harmonik ayunan bandul pada masing-masing kelompok.4. Membimbing siswa untuk mengidentifikasi alat dan bahan yang akan digunakan

5. Membimbing siswa bekerja dalam kelompok untuk melakukan eksperimen sesuai langkah-langkah pada LKS Elaborasi1. Membimbing siswa untuk mendiskusikan dalam kelompoknya hasil eksperimen

2. Membimbing siswa saat berdiskusi untuk menemukan karakteristik gerak harmonik pada ayunan bandul, syarat terjadinya gerak harmonik pada ayunan bandul, menentukan periode dan frekuensi pada ayunan bandul, dan menemukan faktor yang mempengaruhi ayunan bandul

3. Siswa dari salah satu kelompok mempresentasikan hasil diskusinya dan ditanggapi oleh siswa yang lain

Konfirmasi1. Membimbing siswa untuk menyimpulkan hasil diskusi2. Memberikan penegasan materi tentang Karakteristik gerak harmonik pada ayunan bandul Syarat terjadinya gerak harmonik pada ayunan bandul Formulasi periode dan frekuensi pada ayunan bandul Faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandul

Mendengarkan dan memperhatikan apa yang disampaikan oleh guru

Mempersiapkan diri dalam kelompoknya

Menerima LKS

Mengidentifikasi alat dan bahan

Melakukan eksperimen

Mengasosiasi : diskusi dalam mengerjakan LKS bersama teman satu kelompok

Mengkomunikasikan :Diskusi kelompok membahas hasil percobaan

Mengkomunikasikan :Hasil diskusi kelompok30 menit

Penutup:RangkumanMembimbing siswa untuk membuat rangkuman tentang materi yang telah disampaikanEvaluasi/TestMemberikan evaluasi berupa soal post testUmpan BalikGuru memberikan penjelasan tentang jawaban soal evaluasi yang benarTindak Lanjut Guru menyampaikan informasi tentang materi pembelajaran yang akan disampaikan pada pertemuan berikutnya dan menutup pertemuan hari ini10 menit

K. Evaluasi1. Jenis/teknik evaluasi A. Jenis/teknik evaluasi kognitif : Tes tertulis (post test) Pekerjaan Rumah (PR)B. Jenis/teknik evaluasi afektif:Penilaian Hasil Belajar (PHB) sikapC. Jenis/teknik evaluasi psikomotor:Penilaian Hasil Belajar (PHB) keterampilan2. Bentuk instrumen dan instrumenA. Bentuk instrumen : Soal uraian untuk penilaian kognitif Lembar ceklist observasi penilaian afektif Lembar skor observasi penilaian psikomotorB. Instrumen : Post testNo. SoalNo. Indi-katorSoalKunci JawabanSkorMaksimal

11Bagaimana karakteristik gerakan pada ayunan bandul?Gerakan bolak balik terhadap titik kesetimbangan10

22Apa syarat terjadinya gerak harmonik ayunan bandul?1. Terdapat gaya pemulih2. Amplitudonya kecil3. Bergerak secara periodik (memiliki periode)4. Frekuensi tidak dipengaruhi oleh gaya luar20

33Tuliskan rumus periode dan frekuensi pada ayunan bandul!Periode :

Frekuensi :

30

44Sebutkan faktor yang mempengaruhi besarnya periode pada ayunan bandul!Panjang tali dan sudut simpangan10

55Sebuah ayunan sederhana melakukan gerak harmonik sederhana dengan panjang tali 40 cm. Jika g = 10 m/s2, tentukanlah periode dan frekuensi ayunan tersebut.

30

Total skor100

Soal pekerjaan rumahNo.SoalSoalKunci JawabanNilaiMaksimal

1.Jika panjang bandul 160 cm dan perceptan gravitasi di tempat itu 10m/s2. Tentukan periode dan frekuensi ayunan bandul,!

30

2.Dua ayunan sederhana masing-masing panjang talinya 16 cm dan 36 cm. Berapa perbandingan periode kedua ayunnan tersebut?l1 = 16 cm =0,16 ml2 = 36 cm = 0,36 mP1 : P2 =?

35

2.Beban 100 gram digantungkan pada sebuah ayunan sederhana, kemudian disimpangkan sehingga bergerak bolak-balik dengan frekuensi 5 Hz. Jika panjang tali ayunan tersebut dikurangi sebesar nya, tentukanlah frekuensinya.m = 100 grf1 = 5Hzl2=1-3/4 l1=1/4 l1f2 = ?

35

Total skor100

Lembar observasi afektifNo

Nama SiswaSikap yang munculJumlah

JujurObyektifKritisTerbuka

1M.Ardian YAW

2M.Taufik Akbar

3Rezki Alif P

4Riyana Indah S

5Suci Novira A

6Uly Azmi Masna

Lembar observasi psikomotorAspek yang dinilaiInterval SkorSkor

1. Merakit alat dan bahan menjadi rangkaian eksperimen7-12

2. Menghitung waktu yang diperlukan bola ayunan untuk berayunan sepuluh kali sesuai panjang tali7-12

3. Mencatat data dalam tabel pengamatan7-12

4. Membuat grafik hubungan antara perubahan panjang tali dengan periode ayunan bandul7-12

5. Mempresentasikan data hasil percobaan7-12

6. Mendengarkan7-12

7. Bertanya9-14

8. Berpendapat9-14

Skor total60-100

3. Pedoman penskoranA. Nilai kognitif

Nilai = B. Nilai afektif

Nilai = C. Nilai psikomotorNilai = total skor

LEMBAR KERJA SISWA (LKS)

Mata Pelajaran: FisikaPokok Bahasan: Getaran HarmonisSub Pokok Bahasan: Gerak Harmonik pada bandul AyunanSatuan Pelajaran: SMAKelas / Semester: XI / GanjilAlokasi Waktu: 1 JP (1 x 45 menit)Nama Anggota: 1. .............................. 2. .............................. 3. ..............................Kompetensi Dasar:3.4 Menganalisis hubungan antara gaya dan gerak getaran Indikator:Kognitif Produk1. Menjelaskan karakteristik gerak harmonik pada ayunan bandul2. Menjelaskan syarat terjadinya gerak harmonik pada ayunan bandul3. Menentukan formulasi periode dan frekuensi pada ayunan bandul 4. Menjelaskan faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandul 5. Menyelesaikan soal hitungan dengan menerapkan rumusan periode dan frekuensi pada ayunan bandulPendekatan:Scientific ApproachModel:Discovery LearningMetode:Eksperimen, Diskusi

Kegiatan Eksperimen:A. Judul : Gerak Harmonik pada bandul AyunanB. Tujuan : 1. Menjelaskan karakteristik gerak harmonik pada ayunan bandul2. Menjelaskan syarat terjadinya gerak harmonik pada ayunan bandul3. Menentukan formulasi periode dan frekuensi pada ayunan bandul 4. Menjelaskan faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandul C. Alat dan Bahan :1. 1 buah bandul2. Benang secukupnya3. 1 buah stopwatch4. 1 buah mistar5. 1 buah busur6. 1 buah statif

D. Langkah Kerja :1. Susunlah alat alat seperti gambar di samping.

2. Aturlah panjang tali l = 30 cm.3. Ayunkan beban dengan sudut simpangan 15o, dan catat waktu yang diperlukan untuk 10 ayunan pada tabel pengamatan.4. Ulangi langkah 2 dan 3 dengan panjang tali (l ) yang berbeda beda, seperti tertera pada tabel pengamatan.5. Masukkan data hasil percobaan kalian ke dalam tabel berikut.Tabel PengamatanPanjang tali (cm)Waktu 10 ayunan (s)

30

40

50

60

E. AnalisisTujuan 1 : Menjelaskan karakteristik gerak harmonis pada ayunan bandul1. Perhatikan bandul sebelum diayunkan. Apakah posisi beban tegak lurus atau miring? 2. Jika posisi bandul sebelum diayunkan terletak pada titik kesetimbang. Bagaimana gerakan bandul setelah diayunkan?3. Setelah bandul diayunkan, apakah gerak bandul melewati titik kesetimbangan?4. Berdasarkan jawaban pertanyaan diatas, bagimana karakteristik gerakan pada ayunan bandul?Tujuan 2 : Menjelaskan syarat terjadinya gerak harmonis pada ayunan bandul1.a. Agar bandul bergerak, apakah bantul harus ayunkan? b. Dapatkan gerakan mengayunan bandul disebut dengan memberikan gaya pada bandul? c. Apakah gaya tersebut yang menyebabkan bandul kembali ke keadaan semula?d. Disebut apakah gaya yang menyebabkan benda kembali ke keadaan semula?2.a. Saat bandul bergerak, di sebut apakah simpangan terjauh yang dicapai bandul?b. dengan sudut ayunan 150, kecil atau besarkah simpangan terjauh yang dicapai bandul? .3. a. Disebut apakah waktu yang diperlukan bandul untuk melakukan satu kali gerak bolak balik? b. Jadi ayunan bandul bergerak secara4.a. Disebut apakah banyaknya getaran atau gerak bolak-balik yang dapat dilakukan dalam waktu satu detik? b. Selain gaya yang menyebabkan bandul kembali ke keadaan semula, adakah gaya lain yang mempengaruhi gerak bandul? c. Jadi yang ditimbulkan oleh ayunan ... dipengaruhi oleh gaya lain.

Tujuan 3 : Menentukan formulasi periode dan frekuensi pada ayunan bandul1. Masukkanlah data hasil percobaan ke dalam tabel berikut iniPanjang tali = l (m)Waktu 10 ayunan( detik )Perioda ayunan T( detik )Kuadrat periodeT2

0,3

0,4

0,5

0,6

2. Hubungan kuadrat periode dengan pertambahan panjang tali dapat digambarkan dalam grafik berikut

T2

l

3. Berdasarkan grafik, bagaimana hubungan l dan T2 ? ..............................................................................................................................4. Jika kemiringan grafik / gradien = C, maka hubungan C, l dan T2 dituliskan dengan persamaan C = .........5. Jika C = 42/g , tuliskan persamaan untuk T2 ! T2 = ................................6. Maka T =.................................7. Frekuensi berbanding terbalik dengan periode atau secara matematis f = , maka f =.................................Tujuan 4 : Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandul1. Jika panjang tali semakin besar maka waktu getaran ayunan semakin ...................... sehingga periode ayunan semakin .....................2. Jika sudut simpangan semakin besar maka ayunan menempuh jarak semakin .............. maka ayunan bergetar semakin ............. sehingga periode ayunan semakin .................3. Jadi faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandul adalah .................... dan ............................

F. Kesimpulan1. Karakteristik gerak harmonis pada ayunan bandul adalah 2. Syarat terjadinya gerak harmonis pada ayunan bandul yaitua.b. c.d.3. Secara matematis periode pada ayunan bandul dituliskan dengan .Secara matematis frekuensi pada ayunan bandul dituliskan dengan .4. Faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandul yaitu .................... ...