[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)] (RPP)]
March 19, 2013
2013
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) Tugas Strategi Pembelajaran Fisika Ayu Surya Agustin 100321400869
[AYU SURYA AGUSTIN] | Confidential
[AYU SURYA AGUSTIN] 3/19/2013
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)] (RPP)]
March 19, 2013
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)
A. IDENTITAS MATA PELAJARAN
Satuan Pendidikan
: SMA
Mata Pelajaran
: FISIKA
Kelas/Semester
: XI / 1
Program
: IPA
Pertemuan Ke-
: 1 (Pertama)
Alokasi Waktu
: 2 x 45 Menit (2 Jam Pelajaran)
B. KOMPETENSI INTI
3.
Memahami,
menerapkan,
dan
menjelaskan
pengetahuan
faktual,
konseptual,
prosedural, dan metakognitif dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan dengan wawasan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
C. KOMPETENSI DASAR
3.5 Menerapkan Hukum Kekekalan Momentum dan Kekekalan Energi Mekanik untuk menyelesaikan permasalahan
D. INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
1. Menganalisis Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada gerak benda pada bidang miring melalui praktikum. 2. Menganalisis Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada gerak benda pada bidang lingkaran.
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
March 19, 2013
E. TUJUAN PEMBELAJARAN
Kognitif Setelah proses belajar mengajar siswa dapat : 1. Menjelaskan penerapan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak benda pada bidang miring melalui percobaan. 2. Menjelaskan penerapan Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada gerak benda pada bidang lingkaran.
Psikomotor Guru menyediakan media untuk praktikum, siswa dinilai untuk dapat : 1. Merangkai alat praktikum dengan benar 2. Menggunakan alat ukur dengan benar 3. Melakukan pengamatan dengan benar
Afektif Karakter:
Sisiwa terlibat dalam percobaan secara aktif dan menunjukkan karakter meliputi : 1. Menyajikan data secara rapi, jelas, dan jujur 2. Kreatif, kritis, logis, bekerja teliti, jujur, dan berperilaku santun
Keterampilan Sosial
Siswa terlibat dalam percobaan secara aktif dan menunjukkan perilaku sosial: 1. Mampu bekerjasama dan menghargai teman dalam kelompok 2. Menunjukkan keterampilan bertanya dan menjawab pertan yaan 3. Menyumbang ide atau berpendapat 4. Menjadi pendengar yang baik
F. MATERI AJAR
Hukum Kekekalan Energi Mekanik Energi mekanik didefinisikan sebagai penjumlahan antara energi kinetik dan energi potensial. Untuk lebih memahami energi kinetik perhatikan sebuah bola yang dilempar ke atas. Kecepatan bola yang dilempar ke atas makin lama makin berkurang. [AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
March 19, 2013
Gambar 1.1 Bola yang jatuh dari ketinggian h
Makin tinggi kedudukan bola (energi potensial gravitasi makin besar), makin kecil kecepatannya (energi kinetik bola makin kecil). Saat mencapai keadaan tertinggi, bola akan diam. Hal ini berarti energi potensial gravitasinya maksimum, namun energi kinetiknya minimum (v = 0). Pada waktu bola mulai jatuh, kecepatannya mulai bertambah (energi kinetiknya bertambah) dan tingginya berkurang (energi potensial gravitasi berkurang). Berdasarkan kejadian di atas, seolah terjadi semacam pertukaran energi antara energi kinetik dan energi potensial gravitasi. Apakah hukum kekekalan energi mekanik berlaku dalam hal ini?
Misalkan terdapat suatu benda yang dijatuhkan dari ketinggian hA di atas tanah. Pada ketinggian tersebut benda memiliki EpA = m g hA terhadap tanah dan EkA = 0. Kemudian dalam selang waktu t benda jatuh sejauh hB (jarak benda dari tanah hA – hB). Persamaan energi mekaniknya menjadi seperti berikut.
+
+
+ 0 ( − ) + 12 1 ( − ) + 2
Berdasarkan rumus jatuh bebas, benda yang jatuh sejauh hB memiliki kecepatan sebesar
√ 2
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
March 19, 2013
( − ) + (√ 2 ) ( − ) + 12 2 ( − ) + Persamaan di atas membuktikan bahwa energi mekanik yang dimiliki oleh suatu benda adalah kekal (tetap). Pernyataan ini disebut Hukum Kekekalan Energi Mekanik. Hukum kekekalan energi mekanik dapat dirumuskan sebagai berikut.
+ + + 12 + 12 G. MODEL DAN METODE PEMBELAJARAN
Model Pembelajaran
:
REACT (Relating, Experiencing, Appliying, Cooperating, Transfering)
Metode Pembelajaran
:
Diskusi Kelompok (Tanya Jawab)
Presentasi
Eksperimen
Penugasan Individu
Tes Tertulis
Ceramah
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
March 19, 2013
H. SUMBER BELAJAR
Sumber :
Yudistira, 2006. Fisika untuk SMA Kelas XI, Jakarta : Penerbit Erlangga
LKS
I. MEDIA DAN ALAT PEMBELAJARAN
Media :
LCD
Set percobaan Hukum Kekekalan Mekanik
Alat :
Mobil mainan
Papan luncur
Meteran
Stopwatch
Spidol
Whiteboard
J. KEGIATAN PEMBELAJARAN Fase
Kegiatan Siswa
Siswa menjawab salam dari
Alokasi
Kegiatan Guru
guru
Waktu
Guru memberi salam kepada siswa.
Guru menuliskan Tujuan Pembelajaran yaitu tentang Energi dan penerapan Hukum Kekekalan Energi Mekanik dalam kehidupan sehari-hari.
Relating (mengaitkan
Siswa menyiapkan buku
Mengaitkan
materi
dengan
pelajaran
kejadian
sehari-hari
dengan
dengan
menayangkan
sebuah
konteks)
roller
yang
coaster
bergerak
pada
video sedang lintasan
melingkar.
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
10’
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
Siswa menjawab pertanyaan
dari guru :
Kalian pernah pergi ke taman hiburan ? Ada
Pernah bu, iya di taman
roller coaster ?
hiburan ada roller
coaster.
March 19, 2013
Kalian tahu prinsip kerja roller coaster tersebut?
Prinsip kerjanya dengan energi potensial
Kemungkinan ada juga yang menjawab :
Gerak melingkar
Hukum Kekekalan Mekanik
Experiencing
(melakukan percobaan)
Siswa membentuk kelompok
Guru membagi siswa dengan
3-5 orang
anggota kelompok 3-5 orang
Perwakilan kelompok
dan meminta perwakilannya
mengambil alat percobaan
mengambil alat percobaan
dan LKS yang telah
dan LKS yang sudah
disediakan.
disediakan.
Siswa melakukan percobaan
Guru menjelaskan prosedur
tentang “Menentukan Energi
percobaan dan siswa
Kinetik benda pada bidang
diperbolehkan melakukan
miring dengan Hukum
percobaan sesuai dengan
kekekalan Energi Mekanik”
petunjuk yang ada di LKS.
secara berkelompok
Dalam kelompok, siswa bersama-sama memahami
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
25’
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
March 19, 2013
prosedur percobaan sesuai dengan petunjuk yang ada di LKS
Siswa melakukan percobaan
Guru membimbing kegiatan
Hukum Kekekalan Energi
eksperimen dan membantu
Mekanik
siswa yang mengalami kesulitan
Siswa menghitung waktu dan kecepatan yang dibutuhkan mobil untuk bergerak dari posisi 1 ke posisi 2
Siswa menghitung besarnya energi mekanik (Em) = Ep + Ek
Siswa memasukkan data hasil percobaan dalam data pengamatan
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
Siswa mendiskusikan hasil
March 19, 2013
Diskusikanlah hasil
percobaan dan menjawab
percobaan yang telah
pertanyaan di LKS
kalian dapatkan dengan anggota kelompok dan jawablah pertanyaanpertanyaan yang ada di LKS.
Perwakilan kelompok
Setelah melakukan
mempresentasikan hasil
diskusi menjawab
diskusi dan kelompok lain
pertanyaan dan
menanggapi
menyimpulkan hasil percobaan, masingmasing kelompok mempresentasikan hasil diskusi di depan kelas dan kelompok yang lain mengajukan pertanyaan untuk menanggapi hasil presentasi
Siswa membuat kesimpulan
dengan dibimbing guru
Guru membimbing siswa untuk membuat kesimpulan
Energi mekanik benda
dari percobaan yang telah
pada titik A, A1 dan A2
dilakukan
adalah sama.
Energi mekanik benda pada titik B, B1 dan B2 adalah sama.
Energi mekanik benda pada titik C, C1 dan C2 adalah sama.
Applying
Guru mengarahkan siswa
(menerapkan
untuk memberikan contoh
pengetahuan
dari penerapan materi
dalam konteks
Hukum Kekekalan Energi
kehidupan
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
15’
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)] nyata)
March 19, 2013
Siswa menjawab pertanyaan
Mekanik dalam kehidupan
guru
sehari-hari.
Pernah
Orang dapat berputar
melihat orang naik roller
sesuai dengan lintasan
coaster ?
roller coaster, dan tidak
Apa yang kalian amati?
berjatuhan
Bagaimana lintasan
Lintasan roller coaster
roller coaster?
dari lintasan menanjak
Pernahkah kalian
Mengapa orang tidak
keatas hingga
berjatuhan dari roller
melingkar
coaster yang terjungkir?
Orang yang menaiki
Apakah penyebabnya?
roller coaster tetap pada tempatnya dan tidak berjatuhan Karena adanya hukum
kekekalan energi mekanik
Cooperating
(berdiskusi
Siswa
berdiskusi
dalam
kelompok mengenai :
memecahkan
masalah)
Bagaimana
cara
Guru meminta siswa untuk
20’
berdiskusi dalam kerja
kelompoknya
dari roller coaster ?
Mengapa
orang
tidak
berjatuhan
dari
roller
coaster yang terjungkir?
Siswa membacakan hasil
Guru meminta siswa untuk
diskusi dan siswa lain
membacakan hasil diskusi
menanggapi
dan siswa yang lain menanggapi
Transfering (mentransfer pengetahuan
Siswa mencatat penjelasan guru
Guru mereview materi Hukum Kekekalan Energi Mekanik dan penerapannya
di dalam
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
20’
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)] konteks situasi
Hukum Kekekalan Energi
baru)
March 19, 2013
pada gerak benda pada
Mekanik pada Gerak Benda
bidang lingkaran
pada bidang Lingkaran
Jika di kedudukan terendah yaitu kedudukan (1) , dianggap energi potensial Ep1 = 0, maka :
Dengan h2=2R sehingga :
Siswa mengajukan
Guru menjawab pertanyaan
siswa
pertanyaan
Berapa besar kecepatan minimum v1 agar
Resultan gaya bersifat gaya sentripetal
kelereng dapat berputar melalui lintasan melingkar?
Agar v1 minimum, v2 harus minimum atau N2 = 0
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
Siswa mengerjakan latihan
soal yang diberikan 1.
March 19, 2013
Guru memberi latihan soal untuk
mengetahui
mana
pemahaman
mengenai
materi
sejauh siswa yang
dijelaskan
a. Berapakah ketinggian minimum balok yang harus dilepas agar gerakannya dapat mencapai puncak lingkaran (titik B) b. Tentukan besar percepatan balok di titik B
2. Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang seperti
miring pada
Perbandingan
yang
licin
gambar. energi
potensial dan energi kineti balok
berada
dititik
M
adalah .............
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
siswa
membuat
kesimpulan
pelajaran
Guru
March 19, 2013
mengarahkan
siswa
untuk membuat kesimpulan materi yang telah dipelajari
Dalam gerak
menganalisis roller
coaster
menggunakan
konsep
energi
potensial
dan
hukum kekekalan energi mekanik. Jika kecepatan roller
coaster
kedudukan
pada terendah
tidak mencapai jangan
harap
√5gr , roller
coaster tersebut mampu mencapai
kedudukan
tertingginya.
Siswa
mencatat
pekerjaan
rumah
Guru memberikan pekerjaan rumah kepada siswa dan harus dikumpulkan pada pertemuan selanjutnya.
Suatu partikel dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat
lepas
dari
bibir
meja
sebesar 2 m/s, jika g=10 m/s2, maka energi mekanik partikel pada saat ketinggiannya dari tanah 1 m adalah ......
Siswa menjawab salam
Guru memberi salam
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
March 19, 2013
K. PENILAIAN HASIL BELAJAR
a. Teknik Penilaian Penilaian berikut ini sudah mencakup segi kognitif, afektif, dan psikomotor (format dan rubrik penilaian terlampir) : o
Nilai tugas individu__________________NT
o
Nilai ulangan harian__________________ NU
o
Nilai tugas praktikum_________________ NP
o
Nilai sikap siswa_____________________NS
b. Bentuk I nstrumen o
Tes Pilihan Ganda
o
Tes Uraian
o
Lembar Kegiatan Siswa
c. Contoh Bentuk I nstrumen o
Tes Pilihan Ganda 1. Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari puncak bidang miring yang licin seperti pada gambar. Perbandingan energi potensial dan energi kineti balok berada dititik M adalah ................
A. Ep : Ek = 1 : 3
D. Ep : Ek = 2 : 3
B. Ep : Ek = 1 : 2
E. Ep : Ek = 3 : 2
C. Ep : Ek = 2 : 1
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
[RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)]
March 19, 2013
Pembahasan :
+ + 1 + 1 + 1 J awaban : B
2. Sebuah benda dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari bibir meja adalah 2 m/s. Jika g=10m/s 2, energi mekanik pada benda saat ketinggian dari tanah 1 m adalah ...........
A. 2 Joule
D. 22 Joule
B. 10 Joule
E. 24 Joule
C. 12 Joule
Pembahasan : Em pada ketinggian 1 meter adalah sama dengan Ek saat benda berada di ketinggian 2m. Ingat bahwa Energi Mekanik itu kekal. Maka (
+ 12 + (1102) 2 + 20 22
J awaban : D o
Tes Uraian 1. Sebuah balok bermassa m meluncur pada suatu talang (lingkaran dalam) seperti terlihat pada gambar. Jika gaya gesekan antara balok dan talang diabaikan.
[AYU SURYA AGUSTIN] 100321400869
c.
Berapakah ketinggian minimum balok yang harus dilepas agar gerakannya dapat mencapai puncak lingkaran (titik B)
d.
Tentukan besar percepatan balok di titik B
Pembahasan : a. Gunakan rumus kelajuan minimum pada titik terendah Jadi kelajuan minimum di titik C besarnya
√
sehingga
antara titik A dan C dengan menggunakan Hukum Kekekalan Energi Mekanik
+ + + 12 + 12 2. Perhatikan gambar dibawah ini !
Suatu partikel dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari bibir meja sebesar 2 m/s, jika g=10 m/s 2, maka energi mekanik partikel pada saat ketinggiannya dari tanah 1 m adalah ......
Pembahasan :
+ + + + 102+ 2 101+ + + 1101 + 12 22 KD PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DAN BUDI PEKERTI
1
Nama Anggota Kelompok : 1. 2. 3. 4.
_____________________ _____________________ _____________________ _____________________
LEMBAR KEGIATAN SISWA HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
A. TUJUAN
Menentukan Energi Kinetik benda pada bidang miring dengan Hukum kekekalan Energi Mekanik
B. ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan antara lain : 1. Mobil Mainan 2. Papan Luncur 3. Meteran 4. Stopwatch 5. Balok 6. Kayu Penyangga
C. SKEMA ALAT
Gambar 1.2 Set Percobaan Energi Kinetik
KD PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DAN BUDI PEKERTI
2
D. LANGKAH KERJA
1. Susunlah peralatan seperti pada gambar diatas. 2. Pada papan luncur, tandai Pada papan luncur, tandai garis start dan garis finis. Kemudian ukurlah jarak kedua garis tersebut. 3. Tempatkan papan luncur pada balok penyangga pada posisi A. 4. Lepaskan mobil mainan dari garis start, kemudian catatlah waktu yang diperlukan untuk mencapai garis finis. 5. Ulangilah sebanyak tiga kali, kemudian hitunglah waktu rata-ratanya. 6.
Ulangilah langkah 3 - 5 untuk papan luncur pada balok penyangga pada posisi B dan C.
7.
Hitunglah besarnya energi mekanik (Em) = Ep + Ek, tanpa menghiraukan kemiringan papan luncur, dan catatlah dengan mengikuti format tabel berikut ini.
E. DATA PENGAMATAN
Panjang lintasan (s) = ........ m Massa mobil = .........
Posisi Papan Luncur
Waktu yang diperlukan t (s) Ketinggian h (m)
Kelajuan V (m/s) t1
t2
t3
t
Energi Kineti k Ek (J)
Energi Potensial (Ep)
Energi Mekanik Em (J)
A1 A2 B1 B2 C1 C2
KD PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DAN BUDI PEKERTI
3
F.
PEMBAHASAN DAN ANALISIS
1. Dimanakah posisi mobil mainan sehingga Ek = 0 ? Mengapa demikian ?
2. Dimanakah posisi mobil mainan sehingga Ep = 0 ? Mengapa demikian ?
3. Tuliskan bunyi Hukum Kekekalan Energi Mekanik !
G. KESIMPULAN
Buatlah kesimpulan berdasarkan percobaan diatas !
PEMBAHASAN MASALAH
KD PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DAN BUDI PEKERTI
4
Menjelaskan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak dalam bidang miring Misalnya sebuah benda diletakan pada bidang miring sebagaimana tampak pada gambar berikut.
Gambar 1.18 Benda yang diletakkan pada b idang miring
Pada analisis ini kita menganggap permukaan bidang miring sangat licin sehingga tidak ada gaya gesek yang menghambat gerakan benda. Kita juga mengabaikan hambatan udara. Apabila benda kita letakan pada bagian paling atas bidang miring, ketika benda belum dilepaskan, benda tersebut memiliki EP maksimum. Pada titik itu EK-nya = 0 karena benda masih diam. Total Energi Mekanik benda = Energi Potensial (EM = EP).
Perhatikan bahwa pada benda tersebut bekerja gaya berat yang besarnya adalah
mg
cos θ.
Ketika benda kita lepaskan, maka benda pasti meluncur ke bawah akibat tarikan gaya berat. Ketika benda mulai bergerak meninggalkan posisi awalnya dan bergerak menuju ke bawah, E P mulai berkurang dan E K mulai bertambah. E K bertambah karena gerakan benda makin cepat akibat adanya percepatan gravitasi yang nilainya tetap yakni g cos θ. Ketika benda tiba pada separuh lintasannya, jumlah E P telah berkurang menjadi separuh, sedangkan E K bertambah setengahnya. Total Energi Mekanik = ½ EP + ½ EK.
Semakin ke bawah, jumlah E P makin berkurang, sedangkan jumlah EK semakin meningkat. Ketika tiba pada akhir lintasan (kedudukan akhir di mana h2 = 0), semua EP berubah menjadi EK. Dengan kata lain, pada posisi akhir lintasan benda, EP = 0 dan EK bernilai maksimum. Total Energi Mekanik = Energi Kinetik.
KD PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DAN BUDI PEKERTI
5
Menjelaskan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak dalam bidang lingkaran
Gambar 1.19 Benda yang diiikatkan pada salah satu ujung pegas dengan arah vertikal
Salah satu contoh aplikasi Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada gerak melingkar adalah gerakan Roller Coaster pada lintasan lingkaran vertikal sebagaimana tampak pada gambar di atas. Kita menganggap bahwa Roler coaster bergerak hanya dengan bantuan gaya gravitasi, sehingga agar bisa bergerak pada lintasan lingkaran vertikal, roler coaster harus digiring sampai ketinggian h1. Kita mengunakan model ideal, di mana gaya gesekan, baik gesekan udara maupun gesekan pada permukaan lintasan diabaikan. Pada ketinggian titik A, Roller coaster memiliki EP maksimum sedangkan E K-nya nol, karena roller coaster belum bergerak.
Ketika tiba di titik B, Roller coaster memiliki laju maksimum, sehingga pada posisi ini EK-nya bernilai maksimum. Karena pada titik B laju Roller coaster maksimum maka ia terus bergerak ke titik C. Benda tidak berhenti pada titik C tetapi sedang Sumber: satuduatigazero.blogspot.com
bergerak dengan laju tertentu, sehingga pada titik ini Roller coaster masih memiliki sebagian EK.
Gambar 1.20 Roller Coaster
KD PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DAN BUDI PEKERTI
6
Sebagian Energi Kinetik telah berubah menjadi Energi Potensial karena roller coaster berada pada ketinggian maksimum dari lintasan lingkaran.
Roller coaster terus bergerak kembali ke titik C. Pada titik C, semua Energi Kinetik Roller coaster kembali bernilai maksimum, sedangkan E P-nya bernilai nol. Energi Mekanik bernilai tetap sepanjang lintasan. Karena kita menganggap bahwa tidak ada gaya gesekan, maka Roller coaster akan terus bergerak lagi ke titik C dan
Sumber : behurop.net78.net
seterusnya.
REFERENSI
......., 2013. KOMPETENSI DASAR KURIKULUM 2013 . Kementerian Pendidikan Dan Kebudayaan : Jakarta
KD PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DAN BUDI PEKERTI
7