GERAK HARMONIS SEDERHANA Berdasarkan Kurukulum Terbaharui 2013 Hak Cipta © 2013 pada Penerbit Penulis
: Dyah Rina Puspita Sari Elies Septiana Sari Efitra Nindy Frima Yonansa
Editor
: Dyah Rina Puspita Sari Elies Septiana Sari Efitra Nindy Frima Yonansa
Buku ini diset dan di lay-out oleh Bagian Produksi Penerbit UM Offset
Tata Letak
: Dyah Rina Puspita Sari Elies Septiana Sari Efitra Nindy Frima Yonansa
Desain Cover : Dyah Rina Puspita Sari Elies Septiana Sari Efitra Nindy Frima Yonansa Percetakan
: UM Offset
Dilarang keras mengutip, menjiplak, memfotokopi sebagian atau seluruh isi buku ini serta memperjualbelikannya tanpa mendapat izin tertulis dari Penerbit UM Offset
KATA PENGANTAR Bukan sebuah rahasia lagi bahwa fisika merupakan pelajaran yang rumit dan membosankan. Design buku fisika yang terlalu formal dan terkesan diperumit, semakin menambah keengganan siswa untuk mempelajarinya lebih lanjut. Karena itu
buku ”Gerak Harmonis Sederhana“ ini didesign seperti komik sehingga siswa tidak bosan untuk membacanya dan termotivasi untuk mempelajarinya lebih dalam. Didalamnya pun dibuat format yang simple dan terfokus padamateri yang akan dibicarakan, sehingga siswa tidak dibuat ribet dengan keharusan fokus pada banyak hal. Penulis menyadari bahwa buku ini masih jauh dari sempurna dan perlu adanya perbaikan -perbaikan baik dari segi penulisan
maupun
isinya.Oleh
karena
itu
penulis
sangat
mengharapkan kritik dan saran perbaikan selanjutnya.Penulis sangat berharap agar guru tak kenal lelah untuk terus membekali diri dengan selalu menggali ilmu guna meningkatkan kualitasnya sebagai seorang guru yang digugu dan ditiru.
Malang, 01 Desember 2013 Penulis
i
DAFTAR ISI …………... …………... …………... …………… …………… …………… …………… …………… BAB 2 Perencanaan Pembelajaran ………………….... Kata Pengantar Daftar Isi BAB 1 Pengantar Buku A. Tujuan Penyusunan Buku B. Tujuan Mata Pelajaran Fisika C. Kompetensi Inti D. Kompetensi Dasar E. Indikator Pembelajaran
A. Silabus B. Rencana Pelaksanaan Pembelajaran ………… BAB 3 Pembahasan Lembar Kegiatan Siswa………....
…………… …………… BAB 4 Pembahasan Jawaban Soal……………………. …………… A. Rubrik soal latihan bab 1 B. Rubrik soal latihan bab 2 ………....... C. Rubrik soal latihan bab 3 …………... BAB 5 Teknik Penilaian …………………………………. …………… A. Penilaian Kognitif …………… B. Penilaian Afektif …………… C. Penilainan Psikomotor D. Penilainan Akhir …………… A. B.
E. Penilaian Proyek F. Penilaian Fortofolio G. Lembar Observasi
………….. ………….. …………..
45 49 64 65 70 76 83 83 85 90 92 92 96 104
Daftar Pustaka Daftar Riwayat Hidup Penulis
…………… ……………
111 112
ii
Getaran harmonis pada pegas Ayunan bandul
i ii 1 1 1 3 3 4 8 9 14 45
BAB I Pengantar Buku A. Tujuan Penyusunan Buku Mengembangkan bahan ajar untuk guru merupakan salah satu tugas yang harus dilaksanakan oleh guru. Guru berusaha menemukan inovasi agar pembelajaran menjadi efektif dan efisien. Bahan ajar yang dipergunakan guru berisikan materi, metode, batasan-batasan, dan cara mengevaluasi yang dirancang secara sistematis dan menarik untuk mencapai kompetensi yang diharapkan. Tujuan dari penyusunan bahan ajar cetak ini, antara lain. 1. Memperjelas dan mempermudah penyajian pesan agar tidak bersifat verbal. 2. Mengatasi keterbatasan waktu, ruang, dan daya indera. 3. Meningkatkan motivasi dan semangat belajar.
4. Mengembangkan kemampuan siswa dalam berinteraksi langsung dengan lingkungan dan sumber belajar lainnya. B. Tujuan Mata Pelajaran Fisika Fungsi dan tujuan mata pelajaran fisika di sekolah menengah adalah sarana untuk. 1. Menyadari keindahan dan keteraturan alam untuk meningkatkan keyakinan terhadap Tuhan Yang Maha Esa. 2. Memupuk sikap ilmiah yang mencakup. a. Jujur dan obyektif terhadap data. b. Terbuka dalam menerima pendapat berdasarkan bukti-bukti tertentu. c. Ulet dan tidak cepat putus asa.
1
3.
4.
5.
6.
2
d. Kritis terhadap pernyataan ilmiah yaitu tidak mudah percaya tanpa ada dukungan hasil observasi empiris. e. Dapat bekerjasama dengan orang lain. f. Teliti dalam menyajikan data g. Bertanggungjawab dalam menyajikan data Memberi pengalaman untuk dapat mengajukan dan menguji hipotesis melalui percobaan: merancang dan merakit instrumen percobaan, mengumpulkan, mengolah, dan menafsirkan data, menyususn laporan, serta mengkomunikasikan hasil percobaan secara lisan dan tertulis. Mengembangkan kemampuan berpikir analisis induktif dan deduktif dengan menggunakan konsep dan prinsip fisika untuk menjelaskan berbagai peristiwa alam dan menyelesaian masalah baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Pada kelas X perangkat matematika yang mendukung fisika adalah aljabar. Pada kelas XI selain aljabar penggunaan kalkulus juga diperkenalkan di beberapa bagian. Pada kelas XII penggunaan kalkulus diferensial dan integral dilakukan dengan porsi yang lebih banyak lagi. Menguasai pengetahuan, konsep dan prinsip fisika serta mempunyai keterampilan mengembangkan pengetahuan, keterampilan dan sikap percaya diri sehingga dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari dan sebagai bekal untuk melanjutkan pendidikan pada jenjang yang lebih tinggi; Membentuk sikap positif terhadap fisika dengan menikmati dan menyadari keindahan keteraturan perilaku alam serta dapat menjelaskan berbagai peristiwa alam dan keluasan penerapan fisika dalam teknologi.
C. Kompetensi Inti KI.1 Menghayati dan mengamalkan dianutnya.
ajaran agama yang
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, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya 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, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
D. Kompetensi Dasar 1.1
Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya 1.2 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan)
3
dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan , melaporkan, dan berdiskusi 1.3 Menganalisis hubungan antara gaya dan gerak getaran 1.4 Merencanakan dan melaksanakan percobaan getaran harmonis pada ayunan bandul dan getaran pegas E. Indikator Pembelajaran 1. Kognitif a. Produk 1. Mendiskripsikan defnisi getaran. 2. Menyebutkan contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari. 3. Menyebutkan besaran dan satuan yang ada dalam getaran 4. Menentukan periode getaran harmonik. 5. Menentukan frekuensi getaran harmonik. 6. Menganalisis persamaan simpangan getaran 7. Menganalisis persamaan kecepatan getaran 8. Menganalisis persamaan percepatan getaran. 9. Mengidentifikasi persamaan gaya getaran. 10. Mengaplikasikan konsep getaran dalam bandul sederhana 11. Mengaplikasikan konsep getaran dalam pegas. 12. Menemukan hubungan antara pertambahan panjang pegas dengan gaya tarik 13. Menentukan besar konstanta gaya pegas/tetapan pegas (k) b. Proses 1. Menuliskan contoh getaran yang ada dalam kehidupan sehari-hari 2. Menuliskan persamaan simpangan, kecepatan dan percepatan getaran 3. Menggambarkan grafik simpangan getaran pada pegas dan bandul sederhana
4
4. Melakukan demontrasi untuk mengetahui aplikasi konsep getaran dalam pegas 5. Melakukan percobaan getaran tentang hubungan gaya dengan simpangan dalam gerak getaran 6. Melakukan diskusi untuk menentukan besar konstanta gaya pegas/tetapan pegas (k) 2. Psikomotor 1. Merangkai alat percobaan getaran pada pegas 2. Melakukan pengukuran dengan benar 3. Afektif a. Karakter 1. Mengembangkan karakter tanggung jawab, jujur dan teliti b. Keterampilan sosial 1. Mengembangkan kemampuan siswa dalam kerjasama 2. Mengembangkan kemampuan siswa dalam menyampaikan pendapat 3. Mengembangkan kemampuan siswa dalam bertanya
5
6
Kognitif mengingat
Pengeta huan faktual
Pengeta huan konsept ual
1. Mendeskripsika n pengertian getaran harmonik 2. Menyebutkan contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari 3. Meyebutkan besaran dan satuan yang ada dalam getaran 9. mengidenfikasi persamaan gaya getaran
Kognitif memahami
Kognitif mengaplikasikan
Kognitif menganalisis
10. menjelaskan energi keinetik getaran 11. menjelaskan energi potensial getaran
4.menentukan periode getaran haromonik 5.menentukan frekuensi getaran harmonik
6. menganalisis permaan simpangan getaran 7. menganalisis persamaan kecepatan getaran 8. menganalisis permaan perceptan getaran 12.
Kognifif mengevalua si
Kognitif mengapresiasi kan
menganalisis hubungan antara energi kinetik dan potensial dalam konsep energi mekanik Pengeta huan prosedur al
Pengeta huan metakog nisi
7
14. Mengaplikasikan konsep getaran dalam bandul sederhana 15. Mengapliaksikan konsep getaran dalam pegas
BAB II
Perencanaan Pembelajaran
Mencakup A. Silabus B. Rencana Pelaksanaan Pelaksanaan Pembelajaran
8
SILABUS Satuan Pendidikan
:
SMA
Kelas /Semester
:
XI/1
Kompetensi Inti 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, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya 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, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
9
10 Kompetensi Dasar
Materi Pokok
Pembelajaran
Penilaian
Mengamati Tugas 1. Definisi 1.4 Menyadari Getaran kebesaran Peragaan atau Menyelesaika Kinematika Tuhan yang simulasi getaran n masalah Getaran pada PHET tentang yang menciptaka pengaruh panjang berhubungan n dan Dinamika tali terhadap dengan getaran mengatur periode dan karakteristik alam jagad 2. Getaran frekuensi ayunan getaran raya Harmonis bandul sederhana Observasi Sederhana melalui atau Checklist Peragaan pengamata Pengertian simulasi getaran lembar Getaran n fenomena pada PHET tentang pengamatan Harmonis alam fisis pengaruh sudut kegiatan Sederhana dan penyimpangan diskusi Energi pengukuran terhadap periode kelompok Kinetik pada nya dan frekuensi Getaran
1.5 Menunjukk
Energi Potensial pada
ayunan sederhana
bandul
Mempertanyakan
Portopolio Laporan praktikum Tes
Alokas i Waktu 6 JP
Sumber Belajar Sumber
(6 x 45 Buku menit) IPA
Fisika BSE XI edukasi. net sumber IT lat
statif beban gantun g dengan massa berbed
an perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hatihati; bertanggun g jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari
Getaran
Energi Mekanik pada Getaran 3. Aplikai Getaran harmonis sederhana
Shock Absorber Hukum Hooke Besaran Pegas Jam bandul
Mempertanyakan getaran harmonis pada ayunan bandul dan getaran pegas
Tertulis tentang persamaan simpangan, Eksperimen/eksplora kecepatan dan si percepatan Eksplorasi tentang getaran karakteristik gejala harmonis getaran (kecepatan, simpangan, dan frekuensi)
a pegas pengga ris
Eksplorasi tentang persamaan simpangan, kecepatan, dan percepatan getaran Mendiskusikan tentang gaya pemulih pada ayunan bandul dan getaran pegas Melakukan
11
12 sebagai wujud implementa si sikap dalam melakukan percobaan , melaporkan , dan berdiskusi 1.6 Menganalis is hubungan antara gaya dan gerak getaran
1.7 Merencana
percobaan getaran tentang hubungan gaya dengan simpangan dalam gerak getaran Mengasosiasi
Mengolah data percobaan ke dalam grafik, menentukan persamaan grafik, dan menginterpretasi data dan grafik untuk menenukan karakteristik getaran harmonik pada ayunan bandul dan getaran pegas
kan dan melaksana kan percobaan getaran harmonis pada ayunan bandul dan getaran pegas
Mengomunikasikan Membuat laporan hasil eksperimen dan diskusi
13
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)
Identitas Satuan Pendidikan Mata pelajaran Kelas/Semester Materi pokok Alokasi waktu
: SMA : Fisika : XI/1 : Getaran Harmonik : 6 x 45 menit
Kompetensi Inti 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, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan
14
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, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.
Kompetensi Dasar 1.8 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya. 1.9 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 berdiskusi. 1.10 Menganalisis hubungan antara gaya dan gerak getaran. 1.11 Merencanakan dan melaksanakan percobaan getaran harmonis pada ayunan bandul dan getaran pegas
15
Indikator 3. Kognitif c. Produk 16. Mendiskripsikan defnisi getaran. 17. Menyebutkan contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari. 18. Menyebutkan besaran dan satuan yang ada dalam getaran 19. Menentukan periode getaran harmonik. 20. Menentukan frekuensi getaran harmonik. 21. Menganalisis persamaan simpangan getaran 22. Menganalisis persamaan kecepatan getaran 23. Menganalisis persamaan percepatan getaran. 24. Mengidentifikasi persamaan gaya getaran. 25. Mengaplikasikan konsep getaran dalam bandul sederhana 26. Mengaplikasikan konsep getaran dalam pegas. 27. Menemukan hubungan antara pertambahan panjang pegas dengan gaya tarik 28. Menentukan besar konstanta gaya pegas/tetapan pegas (k) d. Proses 29. Menuliskan contoh getaran yang ada dalam kehidupan sehari-hari 30. Menuliskan persamaan simpangan, kecepatan dan percepatan getaran 31. Menggambarkan grafik simpangan getaran pada pegas dan bandul sederhana 32. Melakukan demontrasi untuk mengetahui aplikasi konsep getaran dalam pegas 33. Melakukan percobaan getaran tentang hubungan gaya dengan simpangan dalam gerak getaran
16
34. Melakukan diskusi untuk menentukan besar konstanta gaya pegas/tetapan pegas (k) 4. Psikomotor 1. Merangkai alat percobaan getaran pada pegas 2. Melakukan pengukuran dengan benar 5. Afektif a. Karakter 1. Mengembangkan karakter tanggung jawab, jujur dan teliti b. Keterampilan sosial 1. Mengembangkan kemampuan siswa dalam kerjasama 2. Mengembangkan kemampuan siswa dalam menyampaikan pendapat 3. Mengembangkan kemampuan siswa dalam bertanya Tujuan Pembelajaran 1. Kognitif a. Produk 1) Setelah melakukan demonstrasi, siswa dapat mendiskripsikan pengertian getaran dengan tepat 2) Setelah mengidentifikasi penerapan getaran, siswa dapat menyebutkan tiga contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari 3) Setelah melakukan praktikum dan berdiskusi, siswa dapat menentukan gaya pada getaran dengan tepat 4) Setelah melakukan praktikum dan berdiskusi, siswa dapat menentukan simpangan pada getaran dengan tepat
17
5) Setelah berdiskusi, siswa dapat menentukan persamaan getaran dengan tepat 6) Setelah melakukan praktikum dan berdiskusi, siswa dapat menemukan hubungan antara pertambahan panjang pegas dengan gaya tarik dengan tepat 7) Setelah melakukan berdiskusi, siswa dapat menentukan besar konstanta gaya pegas/tetapan pegas (k) dengan tepat b. Proses 8) Setelah memperhatikan demonstrasi, siswa dapat mendiskripsikan pengertian getaran dengan tepat 9) Setelah diberi LKS, siswa dapat menentukan frekuensi pada getaran dengan tepat 10) Setelah diberi LKS, siswa dapat menentukan periode pada getaran dengan tepat 11) Setelah diberi LKS percobaan getaran harmonis pada pegas, siswa dapat melakukan percobaan untuk memperoleh hubungan antara pertambahan panjang pegas dengan gaya tarik dengan tepat 12) Setelah melakukan diskusi, siswa dapat menentukan besar konstanta gaya pegas/tetapan pegas (k) dengan tepat 2. Psikomotor 13) Setelah disediakan alat dan bahan, siswa dapat merangkai alat percobaan getaran harmonis pada pegas dengan benar 14) Setelah disediakan alat dan bahan, siswa dapat melakukan pengukuran dan
18
memasukkan data ke dalam tabel dengan benar 3. Afektif a. Karakter 15) Setelah mengikuti pelajaran, siswa dapat mengembangkan karakter tanggung jawab, jujur, dan teliti b. Keterampilan sosial 16) Setelah melakukan percobaan dan diskusi, siswa dapat mengembangkan kemampuan kerjasama dengan siswa lain 17) Setelah melakukan diskusi, siswa dapat mengembangkan kemampuan menyampaikan pendapat 18) Setelah melakukan diskusi, siswa dapat mengembangkan kemampuan bertanya Materi Pembelajaran 1. Getaran harmonis Getaran harmonis adalah gerak bolak balik yang selalu melewati kesetimbangan tanpa mengalami redaman. Misalkan suatu balok diikat pada pegas, sedang berada pada posisi diam (setimbang). Kemudian disimpangkan sejauh A dengan gaya F, lalu balok dilepas sehingga gaya F ini hilang. Balok akan berosilasi (bergetar) dengan gaya pemulih FP (yang tidak konstan) dan periode tertentu, misalkan T .
19
Simpangan Getaran harmonis y = A sin ωt = A sin 2 y = simpangan (m) A = amplitudo (m)
dengan ω =
ω= kecepatan sudut(rad/s)
f = frekuensi (Hz) t = waktu tempuh (s) Jika pada saat awal benda pada posisi θ 0, maka y = A sin (ωt + θ 0 ) = A sin (2 + θ 0 )
Besar sudut (ωt+θ0) disebut sudut fase (θ), sehingga θ = ωt + θ 0 = 2 + θ 0
θ = 2
= 2
=
=
=
disebut fase getaran dan
20
Δ disebut beda fase.
Kecepatan Getaran harmonis
Untuk benda yg pada saat awal θ 0= 0, maka kecepatannya adalah v=
=
( A sin ωt ) = ωA cos ωt
Nilai kecepatan v akan maksimum pada saat cos ωt = 1, sehingga kecepatan maksimumnya adalah V m = ωA Kecepatan benda di sembarang posisi y adalah V y = ω
Percepatan Getaran harmonis
Untuk benda yg pada saat awal θ0= 0, maka percepatannya adalah
Nilai percepatan a akan maksimum pada saat sin ωt a=
= -1, sehingga percepatan maksimumnya adalah am = Arah percepatan a selalu sama dengan arah gaya pemulihnya.
21
22
2. Gaya Pemulih pada Getaran Harmonis Gaya Pemulih pada Pegas F = ky (notasi skalar) k = konstanta pegas (N/m) F = -k (notasi vektor) y = simpangan (m) Gaya Pemulih pada Ayunan Bandul Sederhana F = mg sin θ m = massa benda (kg) g =percepatan gravitasi (m/s2) Periode dan frekuensi Periode adalah waktu yg diperlukan untuk melakukan satu kali gerak bolak-balik. Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan dalam waktu 1 detik. f = atau T =
̅
Untuk pegas yang memiliki konstanta gaya k yang bergetar karena adanya beban bermassa m, periode getarnya adalah
T = 2π
Sedangkan pada ayunan bandul sederhana, jika panjang tali adalah l, maka periodenya adalah
T = 2π
Model pembelajaran Model REACT (Relating, Cooperating, Transferring)
Experiencing,
Applying,
Metode Pembelajaran Diskusi, ceramah, demonstrasi, percobaan, presentasi, dan tanya jawab Sumber Belajar
23
1) Buku IPA Fisika BSE Kelas XI 2) e-dukasi.net
Alat dan Bahan 1) Statif 2) Beban gantung dengan massa berbeda 3) Pegas 4) Penggaris
Langkah-langkah pembelajaran Pertemuan pertama No a
b
Aktivitas Belajar Kegiatan Guru Pra pembukaan (3 menit) Guru mengucapkan salam dan mengajak siswa berdoa sebelum memulai pelajaran Guru melakukan presensi Membuka Pelajaran ( 7 menit) Relating Mengaitkan materi dengan kehidupan sehari-hari (permainan ayunan ). Guru menunjukkan menunjukkan video anak bermain ayunan Guru mengajukan pertanyaan.tentang pengalaman siswa tentang bermain ayunan
Guru menjelaskan bahwa saat bermain ayunan itu terjadi frekuensi dan juga periode.
24
Kegiatan Siswa
Siswa menjawab salam dan
berdo’a
Siswa memperhatika n video Siswa aktif menjawab pertanyaan guru Siswa memikirkan jawaban
Apa itu frekuensi?
Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan dalam waktu 1 detik.
Apa itu periode?
Periode adalah waktu yg diperlukan untuk melakukan satu kali gerak bolak-balik.
Guru mengemukakan materi dan tujuan pembelajaran 1) Setelah melakukan demonstrasi, siswa dapat mendiskripsikan pengertian getaran dengan tepat 2) Setelah mengidentifikasi penerapan getaran, siswa dapat menyebutkan tiga contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari 3) Setelah melakukan praktikum dan berdiskusi, siswa dapat menentukan gaya pada getaran dengan tepat
Siswa mendengarka n dan mencatat
25
4) Setelah melakukan praktikum dan berdiskusi, siswa dapat menentukan simpangan pada getaran dengan tepat 5) Setelah berdiskusi, siswa dapat menentukan persamaan getaran dengan tepat 6) Setelah melakukan praktikum dan berdiskusi, siswa dapat menemukan hubungan antara pertambahan panjang pegas dengan gaya tarik dengan tepat 7) Setelah melakukan berdiskusi, siswa dapat menentukan besar konstanta gaya pegas/tetapan pegas (k) dengan tepat C
26
Inti 1. E x p e r i e n ci n g Guru membagi siswa Siswa duduk sesuai dalam 4 kelompok dengan kelompok dengan anggota 5 orang yang telah dibentuk dan meminta dan perwakilannya perwakilannya mengambil alat yang mengambil alat yang sudah disediakan yaitu sudah disediakan yaitu statif, pegas, beban statif, stopawatch, dengan massa yang bandul dan beban dan berbeda, penggaris
LKS hubungan gaya dengan simpangan dalam gerak getaran untuk setiap kelompok kelompok
Meminta siswa melakukan eksperimen sesuai dengan LKS hubungan gaya dengan simpangan dalam gerak getaran yang diberikan
dan LKS hubungan gaya dengan simpangan dalam gerak getaran untuk tiap kelompok
Siswa melakukan eksperimen sesuai dengan LKS hubungan gaya dengan simpangan dalam gerak getaran
Membimbing kegiatan Diskusi dalam siswa dengan kelompoknya masingmengajukan tanya masing jawab pada siswa dalam kelompoknya dan membantu siswa yang mengalami kesulitan Mengarahkan siswa untuk berdiskusi mengerjakan soal pada LKS hubungan gaya dengan simpangan dalam gerak getaran d
Siswa berdiskusi mengerjakan LKS hubungan gaya dengan simpangan dalam gerak getaran
2. Applying Meminta salah satu perwakilan kelompok mempresentasikan hasil diskusi LKS hubungan gaya dengan simpangan dalam gerak getaran
Perwakilan salah satu kelompok diskusi LKS hubungan gaya dengan
27
Mengarahkan diskusi kelas dengan memberi kesempatan pada siswa lain mengemukakan pendapat
simpangan dalam gerak getaran
Membimbing siswa menerapkan konsep yang telah dipelajari dengan mengajukan permasalahan:
Diskusi kelas
Siswa apakah ada gaya yang berdiskusi dilakukan oleh pegas? Bagaimana hubungan antara F tarik dengan F pegas? Apakah yang akan terjadi pada balok jika gaya tarik tadi dilepaskan? Apakah balok akan bergerak secara bolak-balik melalui titik kesetimbangan? Ato malah bergerak secara tidak teratur dan tidak meleati titik kesetimbangan? Guru menjelaskan bahwa panjang tali itu mempengaruhi frekuensi dan periode pada bandul E
3. Cooperating
f
4. Transfering Memberikan permasalahan (mengapa beban yang digantung dibuat berbeda massanya?) yang ditulis pada
28
Menjawab permasalahan yang diberikan oleh guru
selembar kertas dan siswa diminta menggunakan pengetahuan yang dimilikinya untuk menyelesaikan permasalahan tersebut pada selembar kertas yang telah diberikan.
pada selembar kertas yang telah diberikan
Meminta siswa mengumpulkan kertas berisi permasalahan dan jawaban siswa.
Siswa mengumpulka n kertas jawabnnya
Melakukan pembahasan terhadap permasalahan yang telah diberikan
Siswa memperhatika n
Membimbing siswa membuat kesimpulan pembelajaran dengan mengajukan pertanyaan
Siswa menjawab pertanyaan
Apa saja besaran-besaran yang ada pada getaran? Apa yang dimaksud dengan frekuensi? Apa yang dimaksud dengan periode?
Besaran skalar besaran vektor
dan
Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan dalam waktu 1 detik.
29
Periode adalah waktu yg diperlukan untuk melakukan satu kali gerak bolak-balik. Penutup Memberikan tugas rumah Mengucapkan salam
Mendengarka n penjelasan guru Menjawab salam
Pertemuan ke dua Aktivitas Belajar No Kegiatan Guru Kegiatan Siswa A Pra pembukaan (3 menit) Guru mengucapkan salam Siswa dan mengajak siswa berdoa sebelum memulai pelajaran menjawab salam dan Guru melakukan presensi
berdo’a
B
Membuka Pelajaran ( 7 menit) Relating Mengingatkan materi sebelumnya (definisi getaran)
Guru menunjukkan video ayunan bandul tentang pengaruh massa beban terhadap periode dan frekuensi ayunan bandul
30
Siswa aktif menjawab pertanyaan yang diajukan guru Siswa memperhatikan video
sederhana
Guru memberikan pertanyaan pada siswa, apa yang akan terjadi pada tali tersebut? Bagaimanakah geraknya? Apa yang menyebabkan sistem tersebut mengalami gerak seperti itu? Bila panjang tali diubah-ubah, apa yang terjadi? Apabila massa diubah-ubah, apa pula yang terjadi?
Siswa memikirkan jawaban
Guru mengemukakan materi dan tujuan pembelajaran Untuk menjawab pertanyaaan itu, mari kita lakukan diskusi c
Inti 5. E x p e r i e n ci n g Guru membagi siswa dalam 4 kelompok dengan anggota 5 orang dan meminta perwakilannya LKS ayunan bandul tentang pengaruh massa beban terhadap periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana untuk tiap kelompok
Siswa duduk sesuai dengan kelompok yang telah dibentuk dan perwakilannya mengambil LKS ayunan bandul tentang pengaruh massa beban terhadap periode dan
31
Meminta siswa melakukan diskusi sesuai dengan LKS ayunan bandul tentang pengaruh massa beban terhadap periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana yang diberikan Membimbing kegiatan siswa dengan mengajukan tanya jawab pada siswa dalam kelompoknya dan membantu siswa yang mengalami kesulitan
D
6. Applying Meminta salah satu perwakilan kelompok mempresentasikan hasil diskusi LKS ayunan bandul tentang pengaruh massa beban terhadap periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana
frekuensi ayunan bandul sederhana untuk tiap kelompok
Siswa melakukan diskusi sesuai dengan LKS ayunan bandul tentang pengaruh massa beban terhadap periode dan frekuensi ayunan bandul sederhan Diskusi dalam kelompoknya masing-masing
Perwakilan salah satu kelompok diskusi LKS ayunan bandul tentang pengaruh massa beban terhadap periode dan Mengarahkan diskusi kelas frekuensi dengan memberi kesempatan ayunan bandul pada siswa lain
32
mengemukakan pendapat
sederhana
Membimbing siswa menerapkan konsep yang telah dipelajari dengan Diskusi kelas mengajukan permasalahan: Sebuah pegas melakukan gerak harmonik sederhana dengan persamaan: y = 8 sin Siswa 6 π t, y dalam cm dan t dalam berdiskusi sekon. Tentukan: menyelesaikan a. amplitudo, tugas b. periode, c. kecepatan saat t = 1/5 s,
e
7. Cooperating Meminta siswa berdiskusi untuk menjawab permasalahan pada tahap applying
Guru meminta siswa untuk berdiskusi dengan teman kelompoknya Meminta 1-2 orang siswa untuk menjawab permasalahan hasil diskusi.
Menyelesaikan permasalahan yang dikemukakan guru dengan diskusi kelompok Mengemukakan hasil diskusi kelompok dalam diskusi kelas Siswa lain memperhatikan
f
8. Transfering Memberikan permasalahn (bagaimana hubungan antara massa beban dengan periode ayunan bandul sederhana!?)
Menjawab permasalahan yang diberikan oleh guru pada
33
yang ditulis pada selembar kertas dan siswa diminta menggunakan pengetahuan yang dimilikinya untuk menyelesaikan permasalahan tersebut pada selembar kertas yang telah diberikan.
Meminta siswa mengumpulkan kertas berisi permasalahan dan jawaban siswa. Melakukan pembahasan terhadap permasalahan yang telah diberikan Membimbing siswa membuat kesimpulan pembelajaran dengan mengajukan pertanyaan Bagaimana persamaan simpangan getaran? Bagaimana persamaan kecepatan getaran? Bagaimana persamaan percepatan getaran? Penutup Memberikan tugas rumah Mengucapkan salam
G
34
selembar kertas yang telah diberikan
Siswa mengumpulkan kertas jawabnnya
Siswa memperhatikan Siswa menjawab pertanyaan
Mendengarkan penjelasan guru Menjawab salam
Pertemuan ke tiga N o A
B
Aktivitas Belajar Kegiatan Guru Kegiatan Siswa Pra pembukaan (3 menit) Guru mengucapkan salam Siswa menjawab dan mengajak siswa salam dan berdo’a berdoa sebelum memulai pelajaran Guru melakukan presensi Membuka Pelajaran ( 7 menit) Relating Mengingatkan materi Siswa aktif sebelumnya (definisi menjawab getaran) pertanyaan yang diajukan guru
Guru menunujukkan video Siswa ayunan bandul tentang memperhatikan pengaruh panjang tali video terhadap periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana. Guru memberikan pertanyaan pada siswa, Bagaimanakah pengaruh Siswa memikirkan panjang tali terhadap jawaban periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana?
Guru mengemukakan materi dan tujuan pembelajaran
35
Untuk menjawab pertanyaaan itu, mari kita lakukan diskusi c
Inti 9. E x p e r i e n ci n g Guru membagi siswa dalam 4 kelompok dengan anggota 5 orang dan meminta perwakilannya LKS ayunan bandul tentang pengaruh panjang tali terhadap periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana untuk tiap kelompok
Meminta siswa melakukan diskusi sesuai dengan LKS ayunan bandul tentang pengaruh panjang tali terhadap periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana yang diberikan
Membimbing kegiatan siswa dengan mengajukan tanya jawab pada siswa dalam kelompoknya dan membantu siswa yang
36
Siswa duduk sesuai dengan kelompok yang telah dibentuk dan perwakilannya mengambil LKS ayunan bandul tentang pengaruh panjang tali terhadap periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana untuk tiap kelompok Siswa melakukan diskusi sesuai dengan LKS ayunan bandul tentang pengaruh panjang tali terhadap periode dan frekuensi ayunan bandul sederhana Diskusi dalam kelompoknya masing-masing
mengalami kesulitan D
10. Applying Meminta salah satu Perwakilan salah perwakilan kelompok satu kelompok mempresentasikan hasil diskusi LKS ayunan diskusi LKS ayunan bandul bandul tentang tentang pengaruh panjang pengaruh panjang tali terhadap periode dan tali terhadap frekuensi ayunan bandul periode dan sederhana frekuensi ayunan bandul sederhana Mengarahkan diskusi kelas dengan memberi kesempatan pada siswa lain mengemukakan Diskusi kelas pendapat
Membimbing siswa menerapkan konsep yang telah dipelajari dengan mengajukan permasalahan:
E
bagaimanakah nilai frekuensi ayunan bila panjang tali diperbesar atau diperkecil? 11. Cooperating Meminta siswa berdiskusi untuk menjawab permasalahan pada tahap applying
Siswa berdiskusi menyelesaikan tugas
Menyelesaikan permasalahan yang dikemukakan guru dengan diskusi kelompok
37
f
38
Guru meminta siswa untuk berdiskusi dengan teman kelompoknya
Mengemukakan hasil diskusi kelompok dalam diskusi kelas
Meminta 1-2 orang siswa untuk menjawab permasalahan hasil diskusi.
Siswa lain memperhatikan
12. Transfering Memberikan Menjawab permasalahan (bagaimana permasalahan yang pengaruh panjang tali diberikan oleh guru terhadap periode dan pada selembar frekuensi ayunan bandul kertas yang telah sederhana!?) yang ditulis diberikan pada selembar kertas dan siswa diminta menggunakan pengetahuan yang dimilikinya untuk menyelesaikan permasalahan tersebut pada selembar kertas yang telah diberikan.
Meminta siswa mengumpulkan kertas berisi permasalahan dan jawaban siswa.
Siswa mengumpulkan kertas jawabnnya
Melakukan pembahasan terhadap permasalahan yang telah diberikan
Siswa memperhatikan
Membimbing siswa membuat kesimpulan pembelajaran dengan mengajukan pertanyaan
Siswa menjawab pertanyaan
bagaimanakah nilai frekuensi ayunan bila panjang tali diperbesar atau diperkecil? nilai bagaimanakah periode ayunan bila panjang tali diperbesar atau diperkecil? Penutup Memberikan tugas rumah Mendengarkan penjelasan guru Mengucapkan salam Menjawab salam
g
Pertemuan ke empat N o A
B
Aktivitas Belajar Kegiatan Guru Kegiatan Siswa Pra pembukaan (3 menit) Guru mengucapkan Siswa menjawab salam dan berdo’a salam dan mengajak siswa berdoa sebelum memulai pelajaran Guru melakukan presensi Membuka Pelajaran ( 7 menit) Relating Mengingatkan materi Siswa aktif sebelumnya (definisi menjawab getaran) pertanyaan yang diajukan guru
39
Guru menunujukkan video Siswa ayunan bandul tentang memperhatikan pengaruh periode dan video frekuensi ayunan bandul ketika panjang tali dan massa beban dibuat tetap dengan sudut simpangan divariasi. Guru memberikan pertanyaan pada siswa, Bagaimanakah pengaruh periode dan frekuensi Siswa memikirkan ayunan bandul ketika jawaban panjang tali dan massa beban dibuat tetap dengan sudut simpangan divariasi?
Guru mengemukakan materi dan tujuan pembelajaran Untuk menjawab pertanyaaan itu, mari kita lakukan diskusi c
40
Inti 13. E x p e r i e n ci n g Guru membagi siswa dalam 4 kelompok dengan anggota 5 orang dan meminta perwakilannya LKS ayunan bandul tentang periode dan
Siswa duduk sesuai dengan kelompok yang telah dibentuk dan perwakilannya mengambil LKS ayunan bandul
frekuensi ayunan bandul ketika panjang tali dan massa beban dibuat tetap dengan sudut simpangan divariasi untuk tiap kelompok
tentang periode dan frekuensi ayunan bandul ketika panjang tali dan massa beban dibuat tetap dengan sudut simpangan divariasi untuk tiap kelompok
Meminta siswa melakukan diskusi sesuai dengan LKS ayunan bandul tentang periode dan frekuensi ayunan bandul ketika panjang tali dan massa beban dibuat tetap dengan sudut simpangan divariasi yang diberikan
Siswa melakukan diskusi sesuai dengan LKS ayunan bandul tentang pengaruh periode dan frekuensi ayunan bandul ketika panjang tali dan massa beban dibuat tetap dengan sudut simpangan divariasi
Membimbing kegiatan siswa dengan mengajukan tanya jawab pada siswa dalam kelompoknya dan membantu siswa yang mengalami kesulitan d
Diskusi dalam kelompoknya masing-masing
14. Applying Meminta salah satu Perwakilan salah perwakilan kelompok satu kelompok mempresentasikan hasil diskusi LKS ayunan diskusi LKS ayunan bandul bandul tentang tentang pengaruh periode pengaruh periode dan frekuensi ayunan dan frekuensi bandul ketika panjang tali ayunan bandul
41
dan massa beban dibuat tetap dengan sudut simpangan divariasi
ketika panjang tali dan massa beban dibuat tetap dengan sudut simpangan divariasi
Mengarahkan diskusi kelas dengan memberi kesempatan pada siswa lain mengemukakan Diskusi kelas pendapat Membimbing siswa menerapkan konsep yang telah dipelajari dengan mengajukan permasalahan:
Siswa berdiskusi menyelesaikan tugas
bagaimanakah nilai frekuensi ayunan bila sudut penyimpangan diperbesar atau diperkecil? E
15. Cooperating Meminta siswa berdiskusi untuk menjawab permasalahan pada tahap applying
Guru meminta siswa untuk berdiskusi dengan teman kelompoknya Meminta 1-2 orang siswa untuk menjawab permasalahan hasil diskusi.
42
Menyelesaikan permasalahan yang dikemukakan guru dengan diskusi kelompok Mengemukakan hasil diskusi kelompok dalam diskusi kelas Siswa lain memperhatikan
F
16. Transfering Memberikan Menjawab permasalahan permasalahan yang (bagaimanakah nilai diberikan oleh guru frekuensi ayunan bila pada selembar sudut penyimpangan kertas yang telah diperbesar atau diberikan diperkecil?) yang ditulis pada selembar kertas dan siswa diminta menggunakan pengetahuan yang dimilikinya untuk menyelesaikan permasalahan tersebut pada selembar kertas yang telah diberikan. Siswa Meminta siswa mengumpulkan mengumpulkan kertas kertas jawabnnya berisi permasalahan dan jawaban siswa.
Melakukan pembahasan terhadap permasalahan yang telah diberikan
Siswa memperhatikan
Membimbing siswa membuat kesimpulan pembelajaran dengan mengajukan pertanyaan
Siswa menjawab pertanyaan
bagaimanakah nilai frekuensi ayunan bila sudut penyimpangan diperbesar atau
43
g
diperkecil? simulasi Berdasarkan yang kalian lihat, bagaimanakah nilai periode ayunan bila sudut penyimpangan diperbesar atau diperkecil? Penutup Memberikan tugas rumah Mendengarkan penjelasan guru Mengucapkan salam Menjawab salam
Malang, 7 Oktober 2013 Mengetahui, Kepala Sekolah Mata Pelajaran Fisika _______________ ______________________ NIP.
44
Guru
NIP.
BAB 3 Pembahasan Lembar Kerja Siswa (LKS) GETARAN HARMONIS PADA PEGAS
Indikator : 1. Menentukan periode dan frekuensi getaran 2. Mengaplikasikan konsep getaran dalam pegas Tujuan:
1. menentukan konstanta gaya sebuah pegas 2. membandingkan frekuensi getaran pegas hasil pengukuran dengan hasil perhitungan
Alat dan Bahan: - pegas
- statif
- stopwatch
- beban
45
Skema Percobaan:
(1)
(1) statif
(2)
(2) pegas
(3)
(3) beban bermassa m Prosedur Kerja: Mengukur tetapan gaya (konstanta pegas) 1. ukur panjang pegas tanpa beban 2. gantungkan beban bermassa m pada ujung bawah pegas 3. ukur panjang pegas setelah pembebanan 4. ulangi langkah-langkah tersebut dengan merubah-ubah massa beban m 5. masukkan data hasil percobaan ke dalam tabulasi berikut, hitung juga tetapan pegas yang digunakan:
No
1 .
Rtrt
46
Mass a Beba n m (kg)
Panjang Pegas Tanpa Beban (m)
Panjang Pegas setelah Pembeban an (m)
Pertambah an Panjang Pegas (m)
Tetapan Pegas (N/m)
6. buatlah grafik hubungan antara F dan x berdasarkan data-data percobaan Mengukur frekuensi getaran pegas 1. Menyusun alat sebagaimana terlihat pada skema percobaan 2. Menarik beban ke bawah kemudian melepaskannya 3. Mengukur waktu (t ) yang dibutuhkan beban untuk melakukan sejumlah n getaran dengan menggunakan stopwatch 4. Mengulangi langkah 1 sampai dengan 3 dengan massa beban yang berbeda-beda 5. Masukkan hasil pengamatan pada tabel berikut
No
Massa Beban m (kg)
Jumlah Getaran (n)
Waktu Getar (t)
Frekuensi getaran Hasil Pengamata n (Hz)
Frekuensi Getaran Hasil Perhitungan (Hz)
1 . . Rtrt
47
Pembahasan: Diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut: 1. mengapa percobaan dilakukan dengan lebih dari 1 kali variasi data ? 2. apakah kelima hasil perhitungan konstanta pegas menghasilkan angka yang ajeg /konsisten/persis sama?, kalau tidak mengapa terjadi demikian? (kesalahan percobaan dapat diakibatkan oleh faktor alat dan faktor praktikan, uraiakan kemungkinankemungkinan kesalahan alat dan kesalahan praktikan) 3. bagaimanakah pengaruh massa beban terhadap frekuensi getaran pegas ? 4. berapa konstanta pegas dalam percobaan ini ?
Kesimpulan dan Saran: (kesimpulan: sesuaikan dengan tujuan percobaan. Saran: berikan saran-saran bagi orang lain yang melakukan percobaan serupa agar mendapatkan hasil yang lebih baik)
48
PEMBAHASAN LKS AYUNAN BANDUL 1. PENGARUH MASSA BEBAN TERHADAP PERIODE DAN FREKUENSI AYUNAN BANDUL SEDERHANA A. Tujuan Menentukan periode dan frekuensi ayunan bandul ketika panjang tali dan sudut simpangan dibuat tetap dengan massa beban divariasi. B. ICT/Internet Based Free download Phet Software Interaktive Simulations dari University of Colorado at Boulder alamat situs http://phet.colorado.edu.simulation. C. Rumusan Masalah Apa yang terjadi dengan periode dan frekuensi ayunan bandul ketika panjang tali dan sudut simpangan dibuat tetap dengan massa beban divariasi? D. Hipotesis Jika.............................................., maka....................................................................... . E. Variabel 1. Variabel Kontrol : panjang tali dan sudut simpangan 2. Variabel bebas : massa beban 3. Variabel terikat : frekuensi dan periode ayunan bandul 4. F. Langkah Penyelesaian Masalah
49
Buka PHET Interactive Simulation. Kemudian susunlah percobaan untuk menentukan nilai frekuensi dan periode yang
dapat kalian hitung dengan menekan “Pause”
dan mengukurnya menggunakan stopwatch atau fitur photogate timer. Lakukan beberapa kali percobaan dengan memvariasikan massa beban. Tuliskanlah langkah-langkah percobaan yang harus kalian lakukan. Langkah-langkah Percobaan: 1. Membuka aplikasi Phet “Ayunan Bandul” yang terdapat pada CD Pembelajaran Interaktif 2. Menentukan panjang tali dan sudut penyimpangan 3. Menentukan massa beban yang digunakan 4. Menekan tombol play untuk menggetarkan bandul 5. Menghitung banyak getaran yang terjadi selama selang waktu tertentu 6. Menekan tombol pause untuk menghentikan getaran bandul 7. Menentukan frekuensi ayunan dengan cara membagi n dengan t 8. Menentukan periode ayunan dengan cara membagi t dengan n 9. Mengubah massa beban dan mengulagi langkah 1 s.d. 8
G. Tabel Pengamatan Panjang tali : .... cm
50
Sudut ....
No
1 2 3 4
Massa beban (kg)
Pengukuran frekuensi (Hz) n t f
Pengukuran periode (t) n t T
0,2 0,4 0,6
H. Pertanyaan Diskusi 1. Berdasarkan simulasi yang kalian lihat, bagaimanakah nilai frekuensi ayunan bila massa beban diperbesar atau diperkecil? Pada umumnya, dengan jumlah getaran yang sama ternyata bandul menempuh waktu yang relatif sama ketika beban massa dibuat bervariasi. Jadi variasi massa beban tidak mempengaruhi frekuensi ayunan bandul. 2. Berdasarkan simulasi yang kalian lihat, bagaimanakah nilai periode ayunan bila massa beban diperbesar atau diperkecil? Pada umumnya, dengan jumlah getaran yang sama ternyata bandul menempuh waktu yang relatif sama ketika beban massa dibuat bervariasi. Jadi variasi massa beban tidak mempengaruhi periode ayunan bandul. 3. Mengacu pada percobaan 1, buatlah grafik hubungan antara massa beban dengan frekuensi ayunan bandul sederhana! Bagaimana gradien/ kemiringan grafik yang kamu buat? Kemukakan hubungan antara variasi massa beban dengan frekuensi yang dihasilkan oleh ayunan bandul!
51
3.5 3 f 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
2
4
6
Dari bentuk grafik terlihat bahwa grafik berbentuk garis lurus yang searah dengan sumbu x. Ini menunjukkan bahwa gradien grafik bernilai nol. Variasi massa beban tidak mengubah nilai frekuensi. Jadi dapat diketahui bahwa massa beban tidak berpengaruh pada nilai frekuensi ayunan. 4. Mengacu pada percobaan 1, buatlah grafik hubungan antara massa beban dengan periode ayunan bandul sederhana! Bagaimana gradien/ kemiringan grafik yang kamu buat? Kemukakan hubungan antara variasi massa beban dengan periode yang dihasilkan oleh ayunan bandul! 3.5 3T 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
52
2
4
6
ari bentuk grafik terlihat bahwa grafik berbentuk garis lurus yang searah dengan sumbu x. Ini menunjukkan bahwa gradien grafik bernilai nol. Variasi massa beban tidak mengubah nilai periode. Jadi dapat diketahui bahwa massa beban tidak berpengaruh pada nilai periode ayunan. I. Kesimpulan 1. Apakah hipotesis kalian diterima? Jika massa beban dibuat bervariasi (diperbesar atau diperkecil) maka nilai frekuensi dan periode ayunan tidak berubah. 2. Kesimpulan apa yang bisa kalian buat?(kesimpulan yang dibuat harus disesuaikan dengan tujuan) - Variasi massa beban tidak mempengaruhi frekuensi ayunan - Variasi massa beban tidak mempengaruhi periode ayunan
2.PENGARUH PANJANG TALI TERHADAP PERIODE DAN FREKUENSI AYUNAN BANDUL SEDERHANA A. Tujuan Menentukan periode dan frekuensi ayunan bandul ketika massa beban dan sudut simpangan dibuat tetap dengan panjang tali divariasi. B. ICT/Internet Based Free download Phet Software Interaktive Simulations dari University of Colorado at Boulder alamat situs http://phet.colorado.edu.simulation.
53
C. Rumusan Masalah Apa yang terjadi dengan periode dan frekuensi ayunan bandul ketika massa beban dan sudut simpangan dibuat tetap dengan panjang tali divariasi? D. Hipotesis Jika .............................................., maka....................................................................... . E. Variabel 5. Variabel Kontrol : massa beban dan sudut simpangan 6. Variabel bebas : panjang tali 7. Variabel terikat : periode dan frekuensi F. Langkah Penyelesaian Masalah Buka PHET Interactive Simulation.Kemudian susunlah percobaan untuk menentukan nilai frekuensi dan periode yang
dapat kalian hitung dengan menekan “Pause”
dan mengukurnya menggunakan stopwatch atau fitur photogate timer.Lakukan beberapa kali percobaan dengan memvariasikan panjang tali.Tuliskanlah langkah-langkah percobaan yang harus kalian lakukan. Langkah-langkah Percobaan: 1. Membuka aplikasi Phet “Ayunan Bandul” yang terdapat pada CD Pembelajaran Interaktif 2. Menentukan massa beban dan sudut penyimpangan
54
3. Menentukan panjang tali yang digunakan 4. Menekan tombol play untuk menggetarkan bandul 5. Menghitung banyak getaran yang terjadi selama selang waktu tertentu 6. Menekan tombol pause untuk menghentikan getaran bandul 7. Menentukan frekuensi ayunan dengan cara membagi n dengan t 8. Menentukan periode ayunan dengan cara membagi t dengan n 9. Mengubah panjang tali dan mengulagi langkah 1 s.d. 8 G. Tabel Pengamatan Massa beban : ..0,5.. kg Sudut ..5.. No Panjang Pengukuran Pengukuran tali frekuensi (Hz) periode (t) (cm) n T F n t T 1 2 3 4
60 70 80 90
10 10 10 10
15,52 16,91 17,78 18,98
49
H. Pertanyaan Diskusi 1. Berdasarkan simulasi yang kalian lihat, bagaimanakah nilai frekuensi ayunan bila panjang tali diperbesar atau diperkecil?
55
Pada umumnya, dengan jumlah getaran yang sama ternyata bandul menempuh waktu yang semakin lama ketika panjang talidiperbesar. Jadi variasi panjang tali yang semakin besar menyebabkan frekuensi ayunan menjadi semakin kecil. 2. Berdasarkan simulasi yang kalian lihat, bagaimanakah nilai periode ayunan bila panjang tali diperbesar atau diperkecil? Pada umumnya, dengan jumlah getaran yang sama ternyata bandul menempuh waktu yang semakin lama ketika panjang tali diperbesar. Jadi variasi panjang tali yang semakin besar menyebabkan periode ayunan menjadi semakin besar. 3. Mengacu pada percobaan 2, buatlah grafik hubungan antara panjang tali dengan frekuensi ayunan bandul sederhana! Bagaimana gradien/ kemiringan grafik yang kamu buat? Kemukakan hubungan antara variasi panjang tali dengan frekuensi yang dihasilkan oleh ayunan bandul! Berdasarkan bentuk grafik, 6 Semakin panjang 5 tali yang 4 digunakan, semakin kecil f3 frekuensinya.Dari 2 grafik, dapat diamati juga 1 bahwa grafik turun 0 secara 0 5 10 eksponensial.Hal 1/l ini menunjukkan 2
56
bahwa frekuensi berbanding terbalik dengan akar kuadrat panjang talinya.
4. Mengacu pada percobaan 2, buatlah grafik hubungan antara panjang tali dengan periode ayunan bandul sederhana! Bagaimana gradien/ kemiringan grafik yang kamu buat? Kemukakan hubungan antara variasi panjang tali dengan periode yang dihasilkan oleh ayunan bandul! Berdasarkan bentuk grafik, 6 Semakin panjang 5 tali yang 4 digunakan, semakin besar T3 periodenya.Dari 2 grafik, dapat diamati juga bahwa 1 grafik naik secara 0 eksponensial.Hal 0 2 4 6 ini menunjukkan l bahwa frekuensi berbanding lurus dengan akar kuadrat panjang talinya. 2
57
I. Kesimpulan 1. Apakah hipotesis kalian diterima? Jika panjang tali diperbesar, maka nilai periode ayunan akan semakin besar namun frekuensi akan semakin kecil 2. Kesimpulan apa yang bisa kalian buat? - Semakin panjang tali yang digunakanakan semakin kecil frekuensinya. Frekuensi yang dihasilkan berbanding terbalik dengan akar kuadrat panjang talinya. - Semakin panjang tali yang digunakan akan semakin besar periodenya. Periode yang dihasilkan berbanding lurus dengan akar kuadrat panjang talinya.
3.PENGARUH SUDUT PENYIMPANGAN TERHADAP PERIODE DAN FREKUENSI AYUNAN BANDUL SEDERHANA A. Tujuan Menentukan periode dan frekuensi ayunan bandul ketika panjang tali dan massa beban dibuat tetap dengan sudut simpangan divariasi. B. ICT/Internet Based Free download Phet Software Interaktive Simulations dari University of Colorado at Boulder alamat situs http://phet.colorado.edu.simulation.
58
C. Rumusan Masalah Apa yang terjadi dengan periode dan frekuensi ayunan bandul ketika massa beban danpanjang tali dibuat tetap dengan sudut simpangan divariasi? D. Hipotesis Jika.............................................., maka....................................................................... . E. Variabel 1. Variabel Kontrol : massa beban dan panjang tali 2. Variabel bebas : sudut penyimpangan 3. Variabel terikat : frekuensi dan periode F. Langkah Penyelesaian Masalah Buka PHET Interactive Simulation.Kemudian susunlah percobaan untuk menentukan nilai frekuensi dan periode yang
dapat kalian hitung dengan menekan “Pause”
dan mengukurnya menggunakan stopwatch atau fitur photogate timer.Lakukan beberapa kali percobaan dengan memvariasikan sudut penyimpangan bandul.Tuliskanlah langkahlangkah percobaan yang harus kalian lakukan. Langkah-langkah Percobaan: 1. Membuka aplikasi Phet “Ayunan Bandul” yang terdapat pada CD Pembelajaran Interaktif 2. Menentukan massa beban dan panjang tali 3. Menentukan sudut penyimpangan yang digunakan 4. Menekan tombol play untuk menggetarkan bandul
59
5. Menghitung banyak getaran yang terjadi selama selang waktu tertentu 6. Menekan tombol pause untuk menghentikan getaran bandul 7. Menentukan frekuensi ayunan dengan cara membagi n dengan t 8. Menentukan periode ayunan dengan cara membagi t dengan n 9. Mengubah sudut penyimpangan dan mengulagi langkah 1 s.d. 8
G. Tabel Pengamatan Massa beban : .... kg : .... cm No Sudut Pengukura n frekuensi ( ) (Hz) n t F 1 2 3 4
Panjang tali Pengukuran periode (t) n
t
10 15 20
H. Pertanyaan Diskusi 1. Berdasarkan simulasi yang kalian lihat, bagaimanakah nilai frekuensi ayunan bila sudut penyimpangan diperbesar atau diperkecil?
60
T
Pada umumnya, dengan jumlah getaran yang sama ternyata bandul menempuh waktu yang relatif sama ketika sudut penyimpangan dibuat bervariasi. Jadi variasi sudut penyimpangan tidak mempengaruhi frekuensi ayunan bandul. 2. Berdasarkan simulasi yang kalian lihat, bagaimanakah nilai periode ayunan bila sudut penyimpangan diperbesar atau diperkecil? Pada umumnya, dengan jumlah getaran yang sama ternyata bandul menempuh waktu yang relatif sama ketika sudut penyimpangan dibuat bervariasi. Jadi variasi sudut penyimpangan tidak mempengaruhi periode ayunan bandul. 3. Mengacu pada percobaan 3, buatlah grafik hubungan antara sudut penyimpangan dengan frekuensi ayunan bandul sederhana! Bagaimana gradien/ kemiringan grafik yang kamu buat? Kemukakan hubungan antara variasi sudut penyimpangan dengan frekuensi yang dihasilkan oleh ayunan bandul! 3.5 3f 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
10
20
30
sudut penyimpangan
Dari bentuk grafik terlihat bahwa grafik berbentuk garis lurus yang searah dengan sumbu x. Ini menunjukkan bahwa gradien grafik bernilai nol. Variasi sudut
61
penyimpangan tidak mengubah nilai frekuensi.Jadi dapat diketahui bahwa sudut penyimpangan tidak berpengaruh pada nilai frekuensi ayunan. 4. Mengacu pada percobaan 3, buatlah grafik hubungan antara sudut penyimpangan dengan periode ayunan bandul sederhana! Bagaimana gradien/ kemiringan grafik yang kamu buat? Kemukakan hubungan antara variasi sudut penyimpangan dengan periode yang dihasilkan oleh ayunan bandul! 3.5
T3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0
10
20
30
sudut penyimpangan
Dari bentuk grafik terlihat bahwa grafik berbentuk garis lurus yang searah dengan sumbu x. Ini menunjukkan bahwa gradien grafik bernilai nol. Variasi massa beban tidak mengubah nilai periode. Jadi dapat diketahui bahwa massa beban tidak berpengaruh pada nilai periode ayunan. I. Kesimpulan 1. Apakah hipotesis kalian diterima? Jika sudut penyimpangan dibuat bervariasi (diperbesar atau diperkecil) maka nilai frekuensi dan periode ayunan tidak berubah.
62
2. Kesimpulan apa yang bisa kalian buat? - Variasi sudut penyimpangan tidak mempengaruhi frekuensi ayunan - Variasi sudut penyimpangan tidak mempengaruhi periode ayunan
Pembahasan Video 1= hal 14…….. Berdasarkan video yang kalian lihat bagaimanakah hubungan antara bentuk gelombang yang terbentuk apabila dipengaruhi oleh gaya gesek? Bagaimana bila gaya gesek diperbesar? Bagaimana bila diperkecil? Bila dipengaruhi oleh gaya gesek, maka gelombang yang terbentuk akan semakin renggang dan amplitudonya akan semakin kecil
Pembahasan Video3= hal 49 …….. Apa yang dapat kalian lihat dari video tersebut? 1. Pada setiap posisi bandul memiliki besar energi potensial dan Energi Kinetik yang berbeda. Ketika bandul mencapai posisi simpangan terbesar, maka ia memiliki Energi Potensial maksimum dan Energi Kinetiknya sama dengan nol. Sebaliknya, ketika bandul berada pada posisi setimbang, maka ia memiliki Energi Kinetik maksimum dan Energi Potensial sama dengan nol. 2. Jumlah Energi Potensial dan Energi Kinetik merupakan Energi Mekanik atau Energi Total dimana nilainya akan tetap di setiap posisi bandul.
63
BAB IV
Pembahasan Soal Latihan
Mencakup A. Rubrik Soal Latihan Bab 1 B. Rubrik Soal Latihan Bab 2 C. Rubrik Soal Latihan Bab 3
64
A.
Rubrik Soal Latihan Bab I
No
Indikator
Soal
1
Mendeskr berdasarkan gambar ipsikan berikut yang dinamakan 1 Pengertia getaran adalah… n getaran harmonik A
2
Menyebut kan contoh getaran dalam kehidupa n seharihari
3
Menyebut kan besaran dan satuan yang ada dalam getaran
4
Menentuk an periode
B
Kunci Jawaban C
C
Berikut ini yang tidak termasuk contoh getaran dalam kehidupan sehari-
C
hari adalah…
a. anak kecil bermain ayunan b. pegas pada mobil yang mengeper c. ombak air tsunami d. bandul pada jam kuno e. pegas pada bolpoin Berikut ini adalah besaran yang ada pada konsep getaran, KECUALI. . . a. Periode b. Frekuens c. Waktu d. Massa e. jumlah getaran Periode dari bandul sederhana sebanding dengan...
D.
D.
65
getaran harmonik
5
Menentuk an periode getaran harmonik
6
Menentuk an frekuensi getaran harmonik
7
Menentuk an frekuensi getaran harmonik
a. Percepatan gravitasi b. Massa benda c. Panjang tali d. Akar panjang tali e. Kuadrat Massa Benda Sebuah benda melakukan A getaran, jika massanya semakin bertambah, maka periode getarnya . . . a. Semakin bertambah bertambah b. Semakin berkurang berkurang c. Tetap d. Berbanding terbalik terbalik dengan massanya e. Massa dan periode periode tidak saling mempengaruhi Pada gerak harmonik C. sederhana selalu terdapat perbandingan yang tetap antara simpangan
dengan…….
a. Kecepatan d. periode b. Percepatan e. massa c. Frekuensi Sebuah gerak harmonik D sederhana mempunyai Amplitudo = persamaan y = 0,8 sin 0,8 cm
(10πt). Jika y dalam cm
dan t dalam sekon, maka amplitudo dan frekuensi getaran harmonik
adalah……
a. 8 cm dan 2 Hz b. 4 cm dan 2 Hz
66
8
Menganal isis persamaan kecepatan getaran
c. 1 cm dan 4 Hz d. 0,8 cm dan 5 Hz e. 0,4 cm dan 10 Hz Sebuah partikel melakukan E. getaran 5 Hz dan diketahui amplitude 8 cm adalah ( dalam cm/s) d. 72 π a. 8 π e. 80 π b. 30 π Ditanya c. 60 π
9
Menganalisis persamaan simpangan
Sebuah partikel beresolusi menurut persamaan y = 5 cos 23 t, dimana y dalam cm. tentukan posisi partikel pada saat t = 0,15 s a. 4,8 cm d. – 3,6 cm b. 3,6 cm e. 5 cm c. -4,8 cm
10
Menganalisis persamaan percepatan getaran
Sebuah pendulum yang bergerak harmonik sederhana dengan frekuensi 50 Hz dan mempunyai amplitudo 0,2 m. kecepatan pendulum pada titik seimbang adalah. . . a. 5 m/s2 d. 1 m/s2 b. 4 m/s2 e. 0 m/s2 c. 2 m/s2
E.
E. Pada titik setimbang posisi benda adalah diam sehingga tidak memiliki kecepatan.
67
No
Indikator
ESAY 1 Menganalisis persamaan simpangan
Pertanyaan
Jawaban
Sebuah pegas melakukan gerak harmonik sederhana dengan persamaan: y =
Diketahui:
Ditanyakan: a. b. c. 8 sin 6 π t, y d. dalam cm dan t Jawab: dalam sekon. a. Tentukan: b. a. amplitudo, b. periode, c. c. kecepatan saat saat t = 1/5 s, d. percepatan saat t = 1/5 s.
( ) () Saat
d.
saat
68
2
Menentukan Periode getaran harmonik
Sebuah pegas dengan konstanta pegas Ditanyakan : π2 N/m diberi Jawab : beban 40 gram. Selanjutnya, pegas ditekan ke atas sejauh 10 cm dan digetarkan. Tentukan periode dan frekuensinya!
69
B. Rubrik Soal Latihan Bab II No Indikator 1 Menjelas kan energi kinetik getaran.
2
Menjelas kan energi potensial getaran.
Soal Benda yang massanya 400 g bergetar harmonik dengan amplitudo 5 cm dan frekuensi 100 Hz. Besar energi kinetiknya adalah. .. a. 144 J b. 154 J c. 148 J d. 158 J e. 155 J
Sebuah benda yang massa 1 kg bergetar harmonik dengan amplitudo 4 m dan frekuensinya 5 Hz. Besar energi potensial pada saat simpangannya 2m adalah . . . a. 100 ² J b. 150 ² J
70
Kunci C Diketahui :
Ditanyakan:
d
c. 250 d. 200 e. 300
3
4
² J ² J ² J Menganal Sebuah benda isis bermassa 0,2 kg hubunga mengalami n antara getaran bersama energi pegas. Frekuensi kinetik getarannya 5 Hz dan dan amplitudo energi 10 cm. Pada saat potensial simpangannya 8 dalam cm, maka besar konsep energi mekanik energi getarannya adalah mekanik ... a. 0,2 ² J b. 0,1 ² J c. 0,5 ² J d. 0,4 ² J e. 0,3 ² J Menjelas Sebuah pegas kan mempunyai energi tetapan 500 N/m. potensial Energi potensial getaran. pegas jika diregangkan sehingga bertambah panjang 10 cm adalah. . . a. 1,5 J b. 2 J c. 2,5 J d. 4 J e. 3 J
b
2
C
71
5
6
Menjelas kan energi potensial getaran
Menjelas kan energi kinetik getaran.
Panjang awal A sebuah pegas 20 cm. Bila benda bermassa 100 g digantung pada ujung pegas, maka panjang pegas menjadi 40 cm. Energi potensial pegas bila pegas ditarik 10 cm adalah . . . a. 0,125 J b. 1,25 J c. 12,5 J d. 0,115 J e. 1,15 J Sebuah benda c bergetar dengan energy mekanik sebesar 0,1 ²J dan energi potensial sebesar 0,064 ² J, maka energy kinetic benda tersebut adalah . . . a. 0,016 ² J b. 0,026 ² J c. 0,036 ² J d. 0,056 ² J e. 0,046 ² J Energi kinetik A maksimum pada gerak harmonik dicapai ketika. . .
7
72
Menjelas kan energi kinetik
dicapai
getaran.
a. b. c. d. e.
8
Menjelas kan energi kinetik getaran.
Berada di titik setimbang Berada di titik balik Cos2 ωt = 0 Cos2 ωt tidak sama dengan 1 Sin2 ωt = 0
Pada saat energi kinetik benda yang bergetar selaras sama dengan energy potensialnya, maka .... a. Sudut fasenya 180° b. Fasenya
c. Sudut fasenya 45o d. Fasenya e. Percepatanya nol
jika
=1. Artinya, ωt harus bernilai = , , . . .dst Sehingga Ekmaks dicapai di titik setimbang.
C
Karena
Maka
Ek dan Ep akan selaras jika nilai sudut fasenya sama, sin = cos = , = 45o
9
Menganal isis hubunga n antara energi
Energi mekanik getaran suatu benda tidak bergantung pada . ..
B
√
73
kinetik dan energi potensial dalam konsep energi mekanik
10
74
a. Waktu dan amplitude b. Waktu dan tempat c. Tempat dan amplitude d. Tempat dan massa e. Waktu dan massa Menganal Jika benda isis memiliki energy hubunga kinetik maksimum n antara maka energy energi potensial dan kinetik energy mekanik dan masing- masing energi benda tersebut potensial adalah. . . dalam a. Ep maksimum konsep dan Em energi maksimum mekanik b. Ep minimum dan Em maksimum c. Ep maksimum dan Em tetap d. Ep minimum dan Em minimum e. Ep minimum dan Em tetap
E
Esay 1 Mengidentifika si persama an gaya getaran.
2
Menjelaskan energi potensial getaran.
Sebuah pegas spiral dengan gaya pegas 400 2 N/m tergantung bebas. Pada bagian bawah pegas digantungi beban 1 kg dan digetarkan dengan amplitudo 10 cm. Tentukan gaya getar saat t = 0,025 sekon!
Sebuah pegas menggantung dalam keadaan normal, panjangnya 40 cm. Ketika pada
Jadi pada saat t=0,025 sekon, gaya getarnya =40 Diketahui :
75
ujungnya diberi beban 200 gram, panjangnya menjadi 50 cm. Jika pegas ditarik sepanjang 5 cm, hitunglah energi potensial elastis pegas! (g = 10 m/s2)
Ditanyakan : Jawab :
Pada saat maka
C. Rubrik Soal Latihan Bab III No 1
Indikator
Soal Sebuah pegas bergetar dengan frekuensi 0,5 Hz. Berapa waktu yang dibutuhkan untuk melakukan 30 getaran? a. 60 sekon b. 30 sekon c. 15 sekon d. 3 sekon e. 2 sekon
76
Kunci Jawaban Diketahui :
Ditanyakan : T ? Jawab :
(A)
2
Sebuah bandul digantung dengan tali yang panjangnya 160 cm. Saat dilepas dari simpangan awal tertentu, bandul akan berayun dengan periode T1. Apabila tali bandul dipotong 70 cm, periode ayunan menjadi T2. Selisih T1 dan T2 adalah sekitar . . . a. 0,5π sekon b. π sekon c. 2π sekon d. 3π sekon e. 4π sekon
3
Pada getaran harmonik, jika massa beban yang digantung pada ujung bawah pegas 1 kg, periode getarannya 2 sekon. Jika massa
Diketahui :
Ditanyakan : Jawab :
Diketahui :
Ditanyakan :
..?
Jawab :
77
beban ditambah menjadi 4 kg, periode getaran menjadi .... a.
¼ sekon sekon
d. 4
b. ½ sekon sekon
e. 8
c. 1 sekon 4
Pada suatu getaran harmonik pegas, jika massa beban yang digantung pada ujung bawah pegas 300 g, frekuensi getaran 2 Hz, besar massa benda yang harus ditambahkan agar frekuensi getaran pegas menjadi 1,5 Hz adalah .... a. 150 gram d. 418 gram b. 233 gram e. 533 gram c. 346 gram
78
√ (D)
Diketahui :
√ Ditanyakan : Jawab :
(E)
5
Dua buah ayunan sedehana A dan B bergerak harmonik dengan frekuensi f A dan f B. Jika f A = 2/3 f B, panjang tali kedua ayunan sederhana tersebut akan memenuhi hubungan .... a.
b.
c. 6
d.
e.
Dua buah sistem massa pegas A dan B bergetar dengan periode T A dan T B. Jika T A = 2 T B dan tetapan kedua pegas dianggap sama maka kedua massa m A dan mB memenuhi hubungan .... a. m A = ¼ mB b. m A = ½ mB
Diketahui :
√ Ditanyakan : Jawab :
Diketahui : T A = 2 T B Ditanyakan : hubungan m A dan mB
√ Jawab :
79
c. m A= 2 mB d. m A = 2mB e. m A = 4mB 7
Sebuah ayunan melakukan gerak harmonic sederhana. Jika panjang tali ayunan 10 m dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2, berapakah periode ayunan tersebut adalah ....
(E)
Diketahui :
Ditanyakan : Jawab :
(E)
a. 0,2 sekon b. 0,2 π sekon c. 0,4 sekon
d. 0,4π sekon e. 2 π sekon Sebuah pegas dengan konstanta pegas sebesar A, jika ditarik mengalami pertambahan panjang sebesar B maka energi potensial elastis pegas adalah ..
8
a. A.B b. A.B2
80
Diketahui :
Ditanyakan : Ep? Jawab :
c. A2.B d. ½ A2.B e. 1/2 A.B2 9
Sebuah bandul digantung dengan tali yang panjangnya 160 cm. Saat dilepas dari simpangan awal tertentu, bandul akan berayun dengan periode T1. Apabila tali bandul dipotong 70 cm, periode ayunan menjadi T2. Selisih T1 dan T2 adalah sekitar . . . a. 0,5 π sekon b. π sekon c. 2π sekon d. 3π sekon e. 4π sekon
10
Diketahui :
Ditanyakan : Jawab :
Sebuah ayunan Diketahui : bandul sederhana memiliki panjang tali 64 cm, massa beban 0,1 kg. Saat
81
beban diberi simpangan 10 cm dan dilepaskan, terjadi getaran selaras (g = 10 m/s2). Berapakah periode ayunan dan kecepatan maksimum benda tersebut! a. 0.16 π 10 s dan b. 0.16 π 5 s dan
√ √ √ √ √
c. 0.14 π 10 s dan d.
dan 0.16 π 10 s e.
dan 0.16 π 5 s
82
BAB 5 TEKNIK PENILAIAN
Mencakup
A. B. C. D. E. F.
Penilaian Kognitif Kognitif Penilaian Afektif Penilaian Psikomotorik Penilaian Proyek Penilaian Fortofolio Lembar Observasi
A. PENILAIAN KOGNITIF Lembar penilaian kognitif siswa dapat diformatkan seperti tabel dibawah ini. No Abse n
Nama Siswa 1
Penilaian 2 3 4
Juml ah
Nil ai
Keterangan Penilaian 1. Soal latihan bab 1 2. Soal latihan bab 2 3. Soal latihan bab 3
83
4. Soal refleksi diri Teknik penilaian a. Soal konsep Benar-Salah Benar-Salah Skor
: Benar = 10 poin Salah = 0 poin
Penilaian 1 =
b. Soal pilihan ganda ganda Skor
: Benar = 10 poin Salah = 0 poin
Penilaian 2 = c. Soal uraian Skor
: A = Uraian jawaban tepat (100 poin) B = Uraian jawaban jawaban mendekati atau
hampir tepat sebesar 75% (75 poin) C = Uraian Uraian jawaban jawaban mendekati mendekati 50% 50% (50 (50 poin) D = Uraian Uraian jawaban jawaban tidak tepat, tetapi tetapi uraian besaran tepat (20 poin) Jumlah penilaian Jumlah =
84
x 100%
Nilai Kategori
Jumlah
Kualifikasi
A
90-100
Dengan Pujian
B
80-89
Memuaskan
C
70-79
Cukup Baik
D
Dibawah 70
Kurang
B. PENILAIAN AFEKTIF Lembar penilaian afektif siswa dapat diformulasikan seperti tabel berikut: No absen
Nama Siswa
Penilaian Afektif
Nilai
Teknik Penilaian 1. Penilaian Diri (Partisipasi (Partisipasi dalam Diskusi) Nama
: .................................. ..................................
Kelas
: .................................. .................................. Petunjuk: 1)
Isilah pernyataan berikut dengan jujur
85
2) Pilih dengan memberi tanda checklist () pada kolom yang tersedia, dengan kriteria sebagai berikut: 1 = Tidak Pernah 2 = Kadang-kadang 3 = Sering 4 = Selalu NO.
PERNYATAAAN
KRITERIA 1
1.
Saya mendengarkan ketika teman menyampaikan pendapat
2.
Saya mendengarkan ketika teman menyampaikan hasil diskusi
3.
Saya memberikan komentar bila pendapat teman berbeda dengan pendapat saya
4.
Saya bertanya ketika saya tidak memahami materi yang belum jelas
86
5.
Saya mengusulkan ide
6.
Saya menerima pendapat,
2
3
4
ide, atau komentar lain yang lebih baik atau benar meskipun pendapat tersebut berbeda dengan pendapat saya 7.
Saya aktif mengikuti diskusi
8.
Saya mengikuti diskusi, tetapi tidak memperhatikan apa yang didiskusikan
9.
Saya tidak mengikuti diskusi Skor total=
2. Lembar Observasi Perilaku Karakter Nama
: ..................................
Kelas
: ..................................
Petunjuk: Untuk setiap perilaku berkarakter berikut ini, beri penilaian dengan skala sebagai berikut: 4 = Ketiganya selalu dilakukan 3 = Hanya dilakukan dua 2 = Hanya dilakukan satu 1 = Ketiganya tidak pernah dilakukan
87
Pengamatan Perilaku Berkarakter No 1
2
3
4
Karakter yang diamati Disiplin (kehadiran, menyelesaikan tugas, tidak terlambat) Berfikir kritis dan logis (memcahkan masalah, menyimpulkan pelajaran, mengaplikasikan pelajaran) Berperilaku sopan (salam pada guru, sikap duduk, cara berbicara) Rapi (Rambut, Ikat pinggang, kaos kaki, baju)
Skor total=
3. Penilaian Afektif
(√) apabila indikator terlaksana! Keterangan : Melakukan = 1 Tidak melakukan = 0 Skor total=
88
4
3
2
1
81
No
No. Daftar Hadir Peserta Didik *)
Indikator Ketrampilan Sosial 1 1 2 3
4
82 5 6 7 8
2
3
4
5
6
7
...
Bekerjasama dalam kelompok Menghargai teman dalam kelompok Menunjukkan keterampilan sosial bertanya pada teman dalam kelompok Menunjukkan keterampilan sosial bertanya pada guru Menyumbangkan ide atau pendapat Menjadi pendengar yang baik Berkomunikasi sesuai Menuliskan data pengamatan dengan rapi Penilaian Afektif Akhir
∑
Nilai
Kategori A B C
Jumlah (%) 90 - 100 80 - 89 70 - 79
Kualifikasi Sangat Baik Baik Cukup Baik
89
D
Dibawah 70
Kurang
C. PENILAIAN PSIKOMOTORIK Lembar penilaian psikomotorik siswa dapat diformatkan seperti tabel dibawah ini. No Absen
Nama Siswa
Penilaian Psikomotorik
Nilai
Teknik Penilaian Nomor Aspek yang dinilai 1 PERSIAPAN 1. Menyusun alat dan bahan seperti gambar pada petunjuk 2. Pemilihan variasi massa untuk beban 3. Mengukur panjang pegas tanpa beban 4. Menggunakan alat dan bahan dengan benar 2 PELAKSANAAN 1. Mengukur panjang pegas setelah pembebanan 2. Mengulangi langkah-langkah pada percobaan I dengan merubah-ubah massa beban m 3. Mengulangi langkah 1 sampai dengan 3 pada percobaan II dengan massa beban yang berbeda-beda 4. Menarik beban ke bawah kemudian
90
Skor 4 1 1 1 1 7 1 1
1
1
melepaskannya 5. Mengukur waktu (t ) yang dibutuhkan beban untuk melakukan sejumlah n getaran dengan menggunakan stopwatch 6. Mencatat hasil dalam tabel I pengamatan 7. Mencatat hasil dalam tabel II Pengamatan 3 HASIL 1. Mengolah data hasil percobaan di atas dan hasil pengolahannya diserahkan kepada guru pembimbing 2. Mengetahui mengapa percobaan dilakukan dengan lebih dari 1 kali variasi data 3. Mengetahui apakah kelima hasil perhitungan konstanta pegas menghasilkan angka yang ajeg /konsisten/persis sama?, kalau tidak mengapa terjadi demikian? 4. Menulisakan pengaruh massa beban terhadap frekuensi getaran pegas 5. Mengetahui konstanta pegas dalam percobaan 6. Menuliskan kesimpulan tentang percobaan ini 7. Menuliskan saran pada percobaan ini Nilai Total
1
1 1 7 1
1
1
1 1 1 100
Keterangan Penilaian 1 = Melakukan 0 = Tidak melakukan
91
Penilaian Psikomotorik Jumlah = Nilai
Kategori
Jumlah
Kualifikasi
A
90 - 100
Sangat terampil
B
80 – 89
Terampil
C
70 – 79
Cukup Terampil
D
Dibawah 70
Kurang
D. PENILAIAN AKHIR Keterangan berbagai macam penilaian a.
Nilai kognitif (Nilai tugas individu) = NT
b.
Nilai Afektif
= NA
c.
Nilai Psikomotorik
= NP
d.
Nilai Ulangan Harian
= NU
E. PENILAIAN PROYEK No. 1
92
Aspek Perencanaan: a. Persiapan
1
2
Skor 3
4
5
2
3
b. Rumusan judul Pelaksanaan: a. Sistematika penulisan b. Keakuratan sumber data /informasi c. Kuantitas sumber data d. Analisis data e. Penarikan kesimpulan Laporan proyek: a. Performans b. Presentasi dan penguasaan Total skor
Rubrik Pemyelesaian Proyek Komponen yang dinilai
Kriteria
Topik
Sesuai materi pembelajaran, orisinil, konstektual Sesuai materi pembelajaran, orisinil, tidak konstektual Sesuai materi pembelajaran, tidak orisinil, konstektual Sesuai materi pembelajaran, tidak orisinil, tidak konstektual
Skor 5 4 3 2
93
Tidak sesuai materi pembelajaran, tidak orisinil, tidak konstektual Mencerminkan hubungan, ada peluang penemuan Mencerminkan hubungan, tidak ada peluang penemuan Kurang mencerminkan Diagram hubungan, ada peluang Proyek penemuan Kurang mencerminkan hubungan, tidak ada peluang penemuan Tidak membuat diagram Lengkap, sistematis, metodologis Lengkap, kurang sistematis, metodologis Lengkap, sistematis, kurang Tahapan metodologis Proses Proyek Lengkap, kurang sistematis, kurang metodologis Kurang lengkap, kurang sistematis, kurang metodologis Monitoring Sesuai tahapan proyek, jadwal jelas, ada lembar kemajuan Sesuai tahapan proyek, jadwal jelas, tidak ada lembar kemajuan Sesuai tahapan proyek, jadwal tidak jelas, ada lembar kemajuan Sesuai tahapan proyek,
94
1 5 4 3
2 1 5 4 3 2 1
5
4
3 2
jadwal tidak jelas, tidak ada lembar kemajuan Tidak sesuai tahapan proyek
1
Nilai Skor
Kualifikasi
1-7
Kurang baik
8-14
Baik
15-20
Sangat Baik
95
F. PENILAIAN FORTOFOLIO TUGAS PORTOFOLIO NamaSiswa No. Induk Kelas / Semester
: ………………………………….. : ………………………………….. : ………………………………......
PORTOFOLIO FISIKA KELAS XI/I Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar
Indikator
Menganalisis 1. Menyadari kebesaran 1. gejala alam Tuhan yang Mendesk dan menciptakan dan ripsikan keteraturannya mengatur alam jagad karakteristik dalam raya melalui gerak pada cakupan pengamatan getaran mekanika fenomena alam fisis pegas benda titik dan pengukurannya 2. Menjelaskan 2. Menunjukkan perilaku hubungan ilmiah (memiliki rasa antara ingin tahu; objektif; periode jujur; teliti; cermat; getran tekun; hati-hati; dengan bertanggung jawab; massa terbuka; kritis; kreatif; beban inovatif dan peduli berdasarkan lingkungan) dalam data aktivitas sehari-hari pengamatan sebagai wujud 3. Menganalisa implementasi sikap gaya, dalam melakukan
96
percobaan , melaporkan, dan berdiskusi 3. Menganalisis hubungan antara gaya dan gerak getaran
simpangan, kecepatan dan percepatan pada gerak harmonis sederhana
4. Merencanakan dan melaksanakan percobaan getaran harmonis pada ayunan bandul dan getaran pegas
Tugas Portofolio: 1. Menulis sebuah karya tulis/artikel yang berkaitandenganaplikasipadakehidupansehari-hari denganmateriGetaranHarmonis. 2. Buat laporan untuk kegiatan ini beserta:
Rekaman wawancaraataukonsultasi dengan guru ataunarasumberselama proses penyelesaianportofolio. Buktireferensi (copy , print out )yang dirujukataudikutip. Jadwal pelaksanaan kegiatan pengumpulan. Data pengumpulan sumber (hari, tanggal, tempat pengambilan, dan sebagainya)
97
Lain-lain yang dianggap penting untuk disertakan sebagai bukti/informasi. 3. Laporan dikumpulkan paling lambat minggu ke-2 bulan November 2013. Jadw al peng erjaan portofo lio.
Jadwal kegiatan pelaksanaan penyusunan portofolio: (1) memonitor pelaksanaan kegiatan; (2) mengevaluasi pelaksanaan kegiatan)
No
Kegiatan
Sept embe r 3
1
Mendapat tugas
x
2
Merenca nakan kegiatan
x
3
Monitoring ke 1
4
Monitoring ke 2
98
4
Oktober
Nove mber
1 2 3 4 1
x
Keterang an
2
Melaporkan hasil pengumpulan tahap pertama. x
.
Melaporkan hasil pengumpulan tahap pertama
5
Pengece kan kelengka pan data dan bukti
x
6
Penyusu nan karya tulis
7
Penjilida n laporan
x
8
Penyerah an laporan
x
x x
Format Penilaian: Nama siswa : Kelas/No. : …………. / ………… : ………………… Tanggal No.
Aspek yang Dinilai
…………………
Portofolio ke 1
1.
2
3
Latar Belakang Masalah/ pendahuluan
2.
Kajian Pustaka
3.
Ketajaman pembahasan/ analisis
99
4. Penyimpulan/penutup 5.
Penggunaan bahasa (kesesuaian EYD)
6.
Kelengkapan isikarangan
7.
Penyusunan fisik laporan
8. Ketepatanwaktupengumpulan Skor Total
Keterangan: *) Skor maksimum untuk tiap aspek yang dinilai adalah: 1. Penulisan tentang GetaranHarmonis, skor maksimum 10, dengan rincian: - Dirumuskan dalam kalimat-kalimat yang runtut/redaksinya benar (2,5) - Menunjukkan pentingnya masalah (7,5) 2. Pengkajian pustaka (termasuk hasil konsultasi), skor maksimum 15, dengan rincian: - Isi relevan dengan permasalahan yang ada (5) - Dikutip/diambil dari sumber yang benar/dibenarkan (5) - Dirumuskan dalam kalimat-kalimat yang runtut (2) - Cara penulisannya benar (3) 3. Pembahasan (dalambidangapaditerapkan), skor maksimum 25, dengan rincian: - Mampu menganalisis data yang ada (10)
100
- Menghubungkan antara data dengan pustaka sebagai referensi (10) - relevan dengan tujuan (5) 4. Rumusan simpulan, skor maksimum 10, dengan rincian: - Relevan dengan permasalahan/tujuan (2,5) - Relevan dengan data dan pembahasannya (7,5) 5. PenggunaanBahasaskormaksimum 25 - Penggunaan Ejaan dengan benar (15) - Bahasa menggunakan bahasa Indonesia Baku (10)
Kelengkapan Bagian-bagian karangan, skor maksimum 6, dengan rincian: a. penulisan halaman judul (1) b. penulisan daftar isi (1,5) c. penulisan pengantar (2) d. penulisan daftar pustaka (1,5)
Kerapihan Penyusunan Fisik Artikel skor maksimum 4, dengan rincian sebagai berikut: a. kesusaian dan penggunaan bahan karya tulis, ukuran kertas dan bahan penjilidan (2) b. kerapihan penjilidan (2)
6. Ketepatanwaktupengumpulan (Total skor (maksimum) = 100)
101
Nilai
Jumlah skor yang diperoleh
Jumlah skor maksimum
x 100
F o r m a t K o m e n t ar u n t u k P o r t o f o l io
Lembar ini juga dapat digunakan untuk penilaian (komentar) oleh orang tua. Nama : Kelas :
Gur u : Tanggal :
Isi dari portofolio :
Kompetensi yang berkembang :
Komentar Guru :
Tandatangan guru
102
L e m b a r P e n i l a i a n D i r i
Nama : Kelas :
Mata P Pela jar an :: Tanggal :
Se jauh iini s saya b bela jar banyak ttentang ::
Saya iingin ttahu llebih b banyak ttentang ::
Besok s saya a akan b bela jar :
Saya s senang b bela jar dengan c car a ::
Saya s sulit m memahami ::
Di k kelas s saya tter masuk ::
Mengetahui O Or ang Tua /Wali
Tanda tangan dan nama siswa
...........................................
........................................
103
G. LEMBAR OBSERVASI a. Lembar Observasi LEMBAR OBSERVASI SISWA
N o.
Nama Siswa Mata Pelajaran Kelas / Program Kompetensi Kegiatan
……… : Fisika : XI / M-IPA : KD 1.1; 1.2; 1.3 dan 1.4 Nilai Ju mla h 1 2 3 4 sko r
1. Aktifitas Merancang/menge set alat eksperimen dengan benar Dapat menjelaskan fungsi dan pengertian spec alat (kemampuan batas ukur) dengan benar. Melakukan pengambilan data dengan mempertimbangka n kondisi pengukuran dengan benar Dapat
104
Ket.
2.
3.
menggunakan dan membaca alat ukur dengan benar Melaporkan dan menuliskan data eksperimen dengan menggunakan angka penting dengan benar
Diskusi Melakukan pengolahan data dan melaporkan hasil Menginterpretasika n dan mengobservasi data untuk menunjukkan adanya hubungan antar variable dan kecenderungan data. Menjelaskan pemahaman dasar tentang kesalahan eksperimen dan menganalisis kesalahan eksperimen tersebut. Menyimpulkan hasil eksperimen Kerjasama
105
Semua anggota datang tepat waktu Tidak ada peralatan yang rusak Merapikan kembali peralatan Pembagian tugas dalam melakasanakan praktikum (ada yang melakukan percobaan, membaca data, dan menuliskan data) Keterangan : 1 2 3 4
Sangat kurang Kurang Baik Sangat baik
106
b. Lembar kinerja presentasi LEMBAR KINERJA PRESENTASI SISWA Nama Siswa Mata Pelajaran Kelas / Program Kompetensi Kegiatan
……… : Fisika : XII / M-IPA : KD 1.1; 1.2; 1.3 dan 1.4 Nilai Jumla 1 2 3 4 h skor
N o . 1 Presentasi . Mengorganisasi dan mengkomunikasikan hasil dari observasi dan eksperimen baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Mampu menuliskan hasil kegiatan secara sistematis dan jelas (melalui power point) Mampu menjelaskan hasil eksperimen secara jelas dan tidak berbelit – belit. Melaporkan data eksperimen dengan menggunakan nonius dan angka penting secara benar Kesimpulan menggambarkan tujuan yang diharapkan Memberikan argumentasi
Ket.
107
2 .
3 .
dan jawaban secara rasional Visual Melakukan presentasi dengan suara dan intonasi yang jelas Melakukan presentasi menjadi menarik (tidak membosankan) Dapat menarik perhatian kelompok lain Isi Teori pengolahan data dengan benar dan perhitungan yang benar Melakukan analisis dengan benar yaitu menjelaskan temuan dan hasil yang diharapkan, kecenderungan kesalahan, serta kaitannya dengan teori yang mendasarinya.
Keterangan : 1 2 3 4
Sangat kurang Kurang Baik Sangat baik
108
c. Lembar Observasi dan kinerja presentasi LEMBAR PENGAMATAN OBSERVASI DAN KINERJA PRESENTASI Mata Pelajaran : Fisika Kelas/Program : XII/M-IPA Kompetensi : KD 1.1; 1.2; 1.3 dan 1.4 Nilai Nilai Nama Observ Kinerja Jml No Nilai Siswa asi Presen Skor tasi 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. ....
109
Daftar Pustaka Halliday, David. Resnick, Robert. 1996. Fisika. Jilid 1 &2 (terjemahan).Edisiketiga. Jakarta: Erlangga. Handayani, Sri, Damari, Ari. 2009. Fisikauntuk SMA dan MA kelas XI. BSE. Haryadi, Bambang. 2009. Fisikauntuk SMA dan MA kelas XI. BSE. Indrajat, Dudi. 2009. MudahdanAktifBelajarFisikauntukKelas XI SMA dan MA. Jakarta: PusatPerbukuanDiknasPendidikanNasional Karyono, Pulpi, DwiStya, danSuharyanto. 2009. FisikauntukKelas XI SMA dan MA. Jakarta: PusatPerbukuanDiknasPendidikan Nasional. Nuachmandani, Setya. 2009. Fisikauntuk SMA dan MA kelas XI. BSE. Sarwono. 2009. Fisikauntuk SMA dan MA kelas XI. BSE. Sears, F.W danZemabski. 2002. FisikaUniversitas. Jakarta: Earlangga. SuparnodanWidodo, Tri. 2009. PanduanPembelajaranFisika XI. Jakarta: PusatPerbukuanDiknasPendidikanNasional. Young, Hugh, D. Anf Freedman, Roger, A. 2004. Sears and
Zemansky’s University Physics. San Fransisco: Pearson Education, Inc Sumber pendukung www.google.com www.vuvox.com http://bengkelbalapwidi.blogspot.com http://fisika79.wordpress.com http://barangtempodoloe.blogspot.com/2012/12/jambandul.html http://jonyantik.blogspot.com http://ralokuuh.com
111
Daftar Riwayat PENULIS
Efitra Nindy Frima Yonansa, dilahirkan di Tulungagung, Jawa Timur pada 30 Maret 1993. Pendidikan dasar dan menengah ditempuh di daerah kelahirannya. Kecintaannya terhadap ilmu Fisika mendorongnya untuk menggapai impiannya menjadi seorang guru. Penulis berharap dapat menularkan kecintaannya terhadap Fisika kepada peserta didiknya nanti. Sebagai calon guru, penulis berharap ini bukanlah satu-satunya buku yang ia tulis. Nantinya, akan banyak buku-buku yang lebih bermutu yang akan ia tulis untuk membantunya dan peserta didiknya memahami lebih dalam mengenai ilmu Fisika. Anak sulung dari dua bersaudara ini berharap buku ini adalah langkah awal
baginya untuk menghapus “image” Fisika yang mengerikan. Semoga buku ini dapat mendapat respon positif bagi siapapun yang membacanya.
Elies Septiana Sari , dilahirkan
di
Probolinggo – Jawa Timur pada tanggal 25 September 1989. Pendidikan dasar sampai menengah atas ditempuh di kota kelahiranya itu kota Probolinggo. Pada tahun 2008 diterima di S1 Fisika melalui SNMPTN dan lulus tahun 2012. Selama menjadi mahasiswa, pernah mengikuti kegiatan Himpunan Mahasiswa Jurusan (HMJ) Fisika selama 2 tahun yaitu pada tahun 2009-2011. Kemudian pada bulan desember 2012 mengikuti program alih jenjang pendidikan Fisika sampai
112
Daftar Riwayat PENULIS
Dyah Rina Puspita Sari , dilahirkan di Kediri-jawa timur pada tanggal 22 juni 1989. Merupakan lulusan SDI AL HUDA KOTA KEDIRI, SMPN 5 KEDIRI, dan SMAN 3 KEDIRI. Yang
kemudian
menempuh
dilanjutkan
pendidikan
di
perguruan tinggi Universitas Negeri Malang pada tahun 2008 menempuh jurusan fisika, dan lulus pada tahun 2012, dan menempuh pendidikan S1 lagi sebagai pendidikan fisika melalui jar SPAJ.
113
114
