Tujuan
Menentukan resultan 2 gaya setitik tangkap yang membentuk sudut dengan jajaran genjang gaya
Alat dan Bahan
Meja gaya yang bundar
Cincin logam
2 paku yang dapat dijepitkan tegak di meja
3 penjepit Katrol 2 neraca pegas Busur derajat Tali Balok logam Dasar Teori
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: VEKTOR DAN SKALAR KELOMPOK KOMPETENSI A
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Fisika SMA
89
Jika pada satu benda bekerja 2 gaya setitik tangkap, maka kedua gaya itu dapat diganti dengan sebuah gaya yang setara, disebut resultan gaya. Pada gambar dilukiskan gaya F1 dan F2
mempunyai resultan R. R = F1 + F2 atau R = (F1 2 + F2 2 + 2F1F2Cos θ) 1/2
Pada pusat meja gaya itu terdapat paku tegak yang merupakan titik tangkap gaya-gayanya.
Langkah Percobaan
1) Timbanglah balok logam dengan neraca pegas.
2) Jepitkan katrol pada meja, kemudian lewatkan tali pada katrol. Ujung tali yang satu diikatkan pada balok logam dan ujungnya yang lain pada cincin. Letakkan cincin mengelilingi paku yang dipusat meja.
3) Ikatkan tali pada masing-masing neraca pegas, ujung-ujungnya yang lain diikatkan pada cincin.
4) Jepitkan tegak kedua paku pada tepi meja, kemudian kaitkan neraca-neraca pegas pada paku.
5) Carilah kedudukan kedua neraca pegas sedemikian hingga paku di pusat meja terletak di pusat cincin. Catatlah pembacaan neraca-neraca!
6) Ukurlah dengan busur derajat, sudut antara tali-tali yang diikatkan pada masing-masing neraca pegas.
7) Ulangilah pelaksanaan percobaan 5 dan nomor 6 beberapa kali dengan kedudukan kedua neraca yang berneda-beda.
8) Dengan lembaran data seperti di bawah ini hitunglah harga R rata-rata, kemudian bandingkan dengan berat w balok logam itu.
Tabel Pengamatan
W F1 F2 θ R
Jumlah rata-rata
Pertanyaan
1) Pada percobaan ini gaya resultan R dari F1 dan F2 merupakan gaya pengimbang berat balok
W. Dapatkah dianggap bahwa F1 merupakan gaya pengimbang resultan dari W dan F2, dan
F2 meerupakan gaya pengimbang resultan W dan F1?
2) Mengapa paku di pusat meja harus dipusat cincin? Apakah akibatnya bila cincin menyentuh paku?
3) Dapatkah selalu diharapkan W = R yang dihitung? Jelaskan! 4) Buatlah kesimpulan Anda!
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: VEKTOR DAN SKALAR KELOMPOK KOMPETENSI A
90
LK-2.2
Yoyo Vektor
TujuanMenentukan operasi aljabar vektor untuk menganilis gerakan benda berotasi
Alat dan Bahan
2 buah yoyo mainan
Dasar Teori
Momen gaya atau torsi merupakan besaran fisis yang menyebabkan sebuah benda dapat berputar. Momen gaya tersebut ditentukan oleh besar gaya yang bekerja dan lengan momen arah tegak lurus gaya.
Langkah Percobaan
1) Amati gerakan kedua yoyo jika tali ditarik ke arah kiri, tegak lurus terhadap jari-jari Yoyo, pada bidang kasar.
2) Deskripsikan gerakan putaran kedua yoyo tersebut terhadap bidang acuan tertentu.
3) Gambarkan vektor besaran fisis apa saja yang terdapat pada kedua yoyo ketika ditarik oleh tangan tangan Anda.
4) Bandingkan gambaran vektor pada kedua yoyo tersebut!
5) Tentukan, operasi aljabar vektor yang tepat mengacu kepada gerakan dari kedua yoyo tersebut!
Pertanyaan
Gunakan data hasil pengamatan dan konsep vektor untuk menjawab pertanyaan berikut ini. 1) Apakah pada gerakan kedua yoyo tersebut terdapat gaya gesekan?
2) Bagaimana arah percepatan dari kedua yoyo tersebut?
3) Apakah gaya gesekan selalu berlawanan dengan penyebab gerak bendanya? 4) Buatlah kesimpulan Anda!
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: VEKTOR DAN SKALAR KELOMPOK KOMPETENSI A
Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan Guru Mata Pelajaran Fisika SMA
91
E. Latihan/Kasus/Tugas
a. Latihan Soal
Setelah mempelajari materi sifat mekanika bahan, silahkan Anda mencoba mengerjakan latihan soal secara mandiri selanjutnya diskusikan dalam kelompok. Kumpulkan hasil kerja tepat waktu sesuai jadwal yang ditentukan.
1. Perhatikan gambar vektor-vektor di bawah ini!
(a) (b)
Gambarkan resultan gayanya dengan menggunakan metoda polygon!
2. Sebuah sungai mengalir dari barat ke timur dengan kelajuan 3 m/s. Seorang anak berenang ke utara menyebrangi sungai dengan kelajuan 2 m/s relatif terhadap air. Berapakah resultan dan arah kecepatan anak relatif terhadap pinggir sungai?
3. Seorang pengirim paket mulai bergerak untuk mengirimkan paketnya dengan berkendaraan sejauh 22 km arah utara ke kota berikutnya. Ia kemudian meneruskan dengan arah 60o ke selatan dari arah timur sepanjang 47 km ke kota lainnya. Berapa resultan dan arah perpindahannya dari ia mulai bergerak?
4. Sebuah perahu cepat (speed boat) mempunyai koordinat awal (x1,y1)=(100 m, 200 m). Dua menit kemudian, perahu itu mempunyai koordinat (x2,y2)=(120 m, 210 m). Berapa resultan dan arah kecepatan rata-ratanya untuk selang waktu 2 menit ini? 5. Sebuah mobil beergerak ke timur dengan kelajuan 60 km/jam. Mobil ini mengelilingi
kurva, dan 5 detik kemudian mobil bergerak ke utara dengan kelajuan 60 km/jam. (a) Bagaimana menyatakan percepatan rata-rata secara vektor, (b) berapa resultan percepatan rata-rata mobil?
b. Tugas Pengembangan Soal
Pada tugas pengembangan soal ini Anda diminta untuk membuat soal UN/USBN berdasarkan kisi-kisi yang dikeluarkan oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Soal yang dikembangkan disesuaikan dengan kurikulum yang
KEGIATAN PEMBELAJARAN 2: VEKTOR DAN SKALAR KELOMPOK KOMPETENSI A
92
digunakan oleh sekolah Anda (Kurikulum 2006 atau Kurikulum 2013) dengan materi sesuai dengan materi yang dibahas pada Kegiatan Pembelajaran 2 ini.
Prosedur Kerja
1. Pelajari kembali bahan bacaan berupa Modul Pengembangan Instrumen Penilaian di Modul G Kelompok Kompetensi Pedagogik.
2. Pelajari kisi-kisi yang dikeluarkan oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan seperti pada Lampiran 2 dan 3
3. Buatlah kisi-kisi soal UN/USBN pada lingkup materi yang dipelajari sesuai format berikut pada Lampiran 4. (Sesuaikan dengan kurikulum yang berlaku di sekolah anda).
4. Berdasarkan kisi-kisi di atas, buatlah soal UN/USBN pada lingkup materi yang dipelajari pada modul ini.
5. Kembangkan soal-soal level Higer Orther of Thinking skill’s HOTs
6. Bentuk soal yang dikembangkan berupa Pilhan Ganda (PG) dan essay, masing- masing 3 soal
7. Masing-masing soal dibuat dalam kartu soal seperti pada Lampiran 5 dan 6 8. Sebagai acuan pengembangan soal yang baik Anda dapat menelaah soal
tersebut secara mandiri atau dengan teman sejawat dengan menggunakan instrumen telaah soal seperti terlampir pada Lampiran 7 dan 8.
F. Rangkuman
1. Vektor adalah besaran fisika yang mempunyai nilai dan arah sedangkan Skalar adalah besaran fisika yang hanya mempunyai nilai tetapi tidak mempunyai arah. 2. Perpindahan, kecepatan, percepatan dan gaya termasuk contoh besaran vektor
karena besaran-besaran tersebut selain mempunyai nilai juga mempunyai arah. 3. Massa, jarak, waktu, luas, volume dan massa jenis, termasuk contoh besaran skalar
karena besaran-besaran tersebut hanya mempunyai nilai saja.
4. Operasi vektor meliputi penjumlahan, selisih, perkalian silang, dan perkalian titik. 5. Menentukan jumlah dan selisih antara dua vektor atau lebih dapat dilakukan dengan
cara grafis yang meliputi cara segitiga, cara jajaran genjang dan cara polygon, serta dengan cara matematika menggunakan rumus cosinus untuk penentuan besar resultan dan rumus sinus untuk penentuan arah resultan.