BAB IV KESIMPULAN, KETERBATASAN PENELITIAN DAN SARAN
C. Saran
1. Bagi guru untuk menerapkan pendekatan Understanding by Design dalam pelaksanaan pembelajaran, dengan mewaspadai beberapa kendala dalam penelitian ini sehingga hasilnya menjadi lebih baik. 2. Disarankan untuk mempersiapkan referensi yang cukup, karena
sumber untuk penelitian ini masih sedikit dan juga dalam bahasa Inggris sehingga peneliti mengalami kesulitan dalam mengartikannya kedalam bahasa Indonesia.
3. Dalam pelaksanaan pembelajaran sebaiknya kegiatan pembelajaran dilaksanakan sesuai perencanaan yang sudah dibuat.
71
DAFTAR PUSTAKA
Herdian, 2010 dalam http://herdy07.wordpress.com/2010/05/27/kemampuan-pemahaman-matematis/(diunduh 18 Juni 2013)
Internet.http://ahli-definisi.blogspot.com/2011/03/definisi-pemahaman-konsep .html(diunduh tanggal 18 Juni 2013)
Internet.http://bdksurabaya.kemenag.go.id(diunduh tanggal 19 Juni 2013)
Internet. http://www.education.umd.edu/EDMS/MARCES/mdarch/pdf/1000012. pdf(diunduh 20 Juni 2013)
Probst, 2000 dalam http://shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/4503/9/09_ chapter%201.pdf(diunduh tanggal 23 Juni 2013)
RetnoUtari, 2011 dalam http://www.bppk.depkeu.go.id/webpkn/attachments/766 -1Taksonomi%20Bloom%20-%20Retno-ok-mima.pdf (diunduh 19 Juni 2013)
Suparno, Paul. 2006. Diktat Statistika untuk Mahasiswa Pendidikan Fisika. Yogyakarta: UniversitasSanata Dharma.
Suparno, Paul. 2007. Metodologi Penelitian Pendidikan Fisika. Yogyakarta: UniversitasSanata Dharma.
Suparno, Paul. 2009. Kajian Kurikulum Fisika SMA/MA Berdasarkan KTSP. Yogyakarta: UniversitasSanata Dharma.
Supiyanto. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XI. Jakarta: PhiBeta.
Tobing, 2007 dalam http://thesis.binus.ac.id/Asli/Bab2/2008-1-00239-MNSI-Bab%202.pdf(diunduh tanggal 23 Juni 2013)
Wiggins,G., &McTighe, J. 2005. Understanding by Design Expanded 2ndEdition. New Jersey: Pearson Education.
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)
Sekolah : SMA X
Kelas/Semester : XI (Sebelas)/ I (Satu) Mata Pelajaran : FISIKA
Alokasi Waktu : 5 x 45 menit
Standar Kompetensi
1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik.
Kompetensi Dasar
1.3 Menganalisis pengaruh gaya pada sifat elastisitas benda
Materi Pelajaran : Gaya Pegas (Hukum Hooke) Alokasi Waktu: 5 x 45 menit
Tujuan Pembelajaran
• Melalui percobaan dan diskusi kelompok siswa dapat menjelaskan hubungan antara gaya, perubahan panjang dan konstanta
• Melalui percobaan siswa dapat menentukan konstanta pegas
• Melalui latihan soal siswa dapat menyelesaikan soal yang berhubungan dengan Hukum Hooke
• Melalui membaca dan diskusi kelompok siswa dapat merumuskan energy potensial pegas
• Melalui latihan soal siswa dapat menyelesaikan soal yang berhubungan dengan energy potensial pegas
• Melalui membaca, diskusi kelompok, latihan soal dan penjelasan guru siswa dapat menghitung konstanta pegas yang dirangkai secara seri
• Melalui membaca, diskusi kelompok, latihan soal dan penjelasan guru siswa dapat menghitung konstanta pegas yang disusun secara paralel
Indikator
• Siswa dapat menjelaskan hubungan antara gaya, perubahan panjang dan konstanta pegas
• Siswa dapat menentukan konstanta pegas
• Siswa dapat mengerjakan soal yang berhubungan dengan Hukum Hooke • Siswa dapat merumuskan energy potensial pegas
• Siswa dapat mengerjakan soal yang berhubungan dengan energi potensial pegas
• Siswa dapat menghitung konstanta pegas yang disusun secara seri • Siswa dapat menghitung konstanta pegas yang disusun secara paralel
Metode Pembelajaran
Eksperimen Diskusi kelompok
Pertemuan 1
Hari/Tanggal : Jumad, 13 September 2013 Alokasi waktu : 2 x 45 menit
Tujuan:
Pertanyaan Pokok:
Pemahaman :
Tahap 1– Identifikasi Hasil yang Diharapkan
• Melalui percobaan dan diskusi kelompok siswa dapat menjelaskan hubungan antara gaya, perubahan panjang dan konstanta pegas secara kalimat dan persamaan matematis
• Melalui latihan soal siswa dapat menyelesaikan soal yang berhubungan dengan Hukum Hooke
Apa yang terjadi pada pegas jika pegas tersebut diberi gaya?
• Pertambahan panjang pegas sebanding dengan besarnya gaya yang diberikan pada pegas.
Pengetahuan dan kemampuan kunci yang akan siswa tunjukkan sebagai
hasil dari pembelajaran?
Siswa akan mengetahui…
Pengetahuan dan kemampuan kunci yang akan siswa dapat : • Hubungan antara gaya,
pertambahan panjang dan konstanta pegas
• Hubungan antara energy potensial pegas dengan kuadrat dari pertambahan panjang pegas
Siswa mampu untuk…
• Melakukan percobaan untuk menunjukkan Hukum Hooke • Menggambar dan
menjelaskan grafik hubungan antara gaya (F) dengan perubahan panjang pegas (Δ x)
• Menghitung konstanta pegas • Menentukan energy potensial
Tugas-tugas Siswa:
Bukti Lain :
Tahap2 – Menentukan Bukti Hasil Belajar
Tugas yang akan siswa lakukan untuk mencapai pemahaman yang diinginkan adalah:
• Melakukan percobaan dan mendiskusikan materi dengan teman Kriteria hasil pemahaman dinilai berdasarkan:
• Percobaan (LKS) • Presentasi
12. Guru menyampaikan kepada siswa materi yang akan dipelajari yaitu Hukum Hooke. H
13. Guru mengajukan pertanyaan untuk membawa siswa kearah materi yang akan dipelajari. (Apa yang terjadi pada pegas jika pegas diberi gaya?) H Tampilkan gambar pegas pada sepeda motor.
Gambar.
14. Guru menjelaskan kegiatan pembelajaran (performance tasks) yang akan siswa lakukan dalam pembelajaran. W
15. Guru membagi siswa kedalam kelompok, setiap kelompok terdiri dari 3 orang siswa.
16. Setiap siswa akan mendapat LKS. E
17. Siswa akan mendapat peralatan dan bahan yang akan digunakan untuk mengerjakan LKS. Guru menjelaskan alat dan bahan yang akan mereka gunakan untuk mengerjakan LKS (percobaan). E
18. Siswa bekerja dan berdiskusi dengan teman kelompok dalam mengerjakan LKS. E-2
19. Guru membimbing siswa dalam menggambar dan menjelaskan grafik hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas. R
20. Setiap kelompok mempresentasikan hasil kerja dan diskusi mereka kepada teman lain. E
21. Guru memperbaiki kesalahan yang terjadi saat presentasi untuk membenarkan pemahaman siswa. E, E-2
22. Guru membimbing siswa dalam membuat rangkuman dan menyimpulkan hasil belajar. R
Pertemuan 2
Hari / Tanggal : Senin, 16 September 2013 Alokasi Waktu : 2 x 45 menit
Tujuan :
Pertanyaan Pokok :
Pemahaman :
Tahap 1 – Identifikasi Hasil yang Diharapkan
• Melalui percobaan siswa dapat menentukan konstanta pegas
• Melalui membaca dan diskusi kelompok siswa dapat merumuskan energi potensial pegas
• Melalui latihan soal siswa dapat menyelesaikan soal yang berhubungan dengan energi potensial pegas
Apa yang terjadi pada pegas jika pegas tersebut diberi gaya?
Energi potensial pegas sebanding dengan setengah dari kuadrat perubahan panjang pegas.
Pengetahuan dan kemampuan kunci yang akan siswa tunjukkan sebagai
hasil dari pembelajaran?
Siswa akan mengetahui…
Pengetahuan dan kemampuan kunci yang akan siswa dapat :
• Hubungan antara gaya, pertambahan panjang dan konstanta pegas
• Hubungan antara energi potensial pegas dengan kuadrat dari pertambahan panjang pegas
Siswa mampu untuk…
• Menghitung konstanta pegas • Menentukan energi potensial
Tugas-tugas Siswa:
Bukti Lain :
Tahap2– Menentukan Bukti Hasil Belajar
Tugas yang akan siswa lakukan untuk mencapai pemahaman yang diinginkan adalah:
• Melakukan percobaan dan mendiskusikan materi dengan teman Kriteria hasil pemahaman dinilai berdasarkan:
• Percobaan (LKS) • Presentasi
• Tugas /Evaluasi
11. Guru menyampaikan kepada siswa materi yang akan dipelajari yaitu konstanta pegas. H
12. Guru menjelaskan kegiatan pembelajaran (performance tasks) yang akan dilakukan dalam proses pembelajaran. W
13. Guru membentuk siswa kedalam beberapa kelompok, setiap kelompok terdiri dari 3 orang siswa. (Anggota kelompok seperti pada pertemuan sebelumnya) 14. Setiap siswa akan mendapat LKS. E
15. Siswa berdiskusi dengan teman kelompok dalam mengerjakan LKS. E-2 16. Guru membimbing siswa dalam menjelaskan konstanta pegas berdasarkan
grafik. E
17. Setiap kelompok mempresentasikan hasil diskusi mereka kepada teman lain.
E, E-2
18. Siswa mengerjakan latihan soal yang sudah disediakan di LKS.
19. Guru memperbaiki kesalahan yang terjadi saat presentasi untuk membenarkan pemahaman siswa. E, E-2
20. Guru membimbing siswa dalam membuat rangkuman dan menyimpulkan hasil belajar. R
Pertemuan3
Hari/ Tanggal : Selasa, 17 September 2013 Alokasi Waktu : 1 x 45 menit
Tujuan:
Pertanyaan Pokok:
Pemahaman:
Tahap 1 – Identifikasi Hasil yang Diharapkan
• Melalui membaca, diskusi kelompok, latihan soal dan penjelasan guru siswa dapat menghitung konstanta pegas yang dirangkai secara seri • Melalui membaca, diskusi kelompok, latihan soal dan penjelasan guru
siswa dapat menghitung konstanta pegas yang disusun secara paralel
Apa keuntungan dan kerugian yang diperoleh jika 2 pegas atau lebih dirangkai secara seri?
Apa keuntungan dan kerugian yang diperoleh jika 2 pegas atau lebih dirangkai secara paralel?
• Gaya tarik pada pegas pengganti seri adalah sama dengan gaya tarik yang dialami masing-masing pegas.
Pertambahan panjang pegas pengganti sama dengan jumlah pertambahan panjang panjang masing-masing pegas.
• Gaya tarik pada pegas pengganti sama dengan jumlah gaya tarik dari masing-masing pegas.
Pertambahan panjang pegas penggati paralel sama dengan pertambahan panjang pada masing-masing pegas.
Pengetahuan dan kemampuan kunci yang akan siswa tunjukkan sebagai
hasil dari pembelajaran?
Siswa akan mengetahui…
• Konstanta pegas pengganti dari 2 pegas atau lebih yang dirangkai secara seri
Siswa mampu untuk…
• Menghitung konstanta pengganti pada pegas yang dirangkain secara seri
Tugas-Tugas Siswa:
Bukti Lain :
Tahap 2 – Menentukan Bukti Hasil Belajar
Tugas yang akan siswa lakukan untuk mencapai pemahaman yang diinginkan adalah:
• Melakukan percobaan dan mendiskusikan materi dengan teman Kriteria hasil pemahaman dinilai berdasarkan:
• LKS • Presentasi • Tugas/Evaluasi
1. Guru menyampaikan kepada siswa materi yang akan dipelajari yaitu Rangkaian Pegas. H
2. Guru mengajukan pertanyaan sebagai gambaran agar siswa tahu apa yang akan dipelajari. (Apa keuntungan dan kerugian yang diperoleh jika suatu rangkaian dipasang secara seri?) H
3. Guru menjelaskan kegiatan pembelajaran (performance tasks) yang akan dilakukan dalam proses pembelajaran. W
4. Guru membentuk siswa kedalam beberapa kelompok, setiap kelompok terdiri dari 3 orang siswa. (Anggota kelompok seperti pada pertemuan sebelumnya)
5. Setiap siswa akan mendapat LKS. E
6. Siswa berdiskusi dengan teman kelompok dalam mengerjakan LKS. E-2 7. Guru membimbing siswa dalam menggambar dan menjelaskan rangkaian
seri dan pegas pengganti rangkaian seri. E
8. Guru membimbing siswa dalam menggambar dan menjelaskan rangkaian paralel danpegas pengganti pada rangkaian paralel. E
9. Setiap kelompok mempresentasikan hasil diskusi mereka kepada teman lain. E, E-2
10. Guru memperbaiki kesalahan yang terjadi saat presentasi untuk membenarkan pemahaman siswa. E, E-2
11. Guru membimbing siswa dalam membuat rangkuman dan menyimpulkan hasil belajar. R
Pertemuan4
Hari/Tanggal : Jumat, 20 September 2013 Alokasi waktu : 2 x 45 menit
Tujuan:
Pertanyaan Pokok:
Understandings:
Pengetahuan dan kemampuan kunci yang akan siswa tunjukkan sebagai
hasil dari pembelajaran?
Tahap 1– Identifikasi Hasil yang Diharapkan
• Melalui membaca, diskusi kelompok, latihan soal dan penjelasan guru siswa dapat menghitung konstanta pegas gabungan (seri dan paralel)
Apa perbedaan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel?
Rangkaianga bungan merupakan kombinasi dari rangkaian seri dan paralel.
Siswa akan mengetahui… • Konstanta pegas pengganti
dari 2 pegas atau lebih yang dirangkain secara paralel • Konstanta pegas pada
rangkaian gabungan (seri dan paralel)
Siswa mampu untuk…
• Menghitung konstanta pengganti pada pegas yang dirangkain secara seri • Menghitung konstanta
pegas pada rangkaian gabungan (seri dan paralel)
Tugas-Tugas Siswa:
Bukti Lain :
Tahap 2 – Menentukan Bukti Hasil Belajar
Tugas yang akan siswa lakukan untuk mencapai pemahaman yang diinginkan adalah:
• Melakukan percobaan dan mendiskusikan materi dengan teman Kriteria hasil pemahaman dinilai berdasarkan:
• LKS • Presentasi • Tugas/Evaluasi
11. Guru menyampaikan kepada siswa materi yang akan dipelajari yaitu Rangkaian Pegas Gabungan (Seri dan Paralel). H
12. Guru mengajukan pertanyaan sebagai gambaran agar siswa tahu apa yang akan dipelajari. (Apa perbedaan antara rangkaian seri dan paralel?) H 13. Guru menjelaskan kegiatan pembelajaran (performance tasks) yang akan
dilakukan dalam proses pembelajaran. W
14. Guru meminta siswa untuk membentuk kelompok seperti pada pertemuan sebelumnya.
15. Setiap siswa akan mendapat LKS. E
16. Siswa berdiskusi dengan teman kelompok dalam mengerjakan LKS. E-2 17. Guru membimbing dan membantu siswa untuk menganalisis rangkaian
gabungan (seri dan paralel). E
18. Setiap kelompok mempresentasikan hasil kerja dan diskusi mereka kepada teman lain. E, E-2
19. Guru memperbaiki kesalahan yang terjadi saat presentasi untuk membenarkan pemahaman siswa. E, E-2
20. Guru membimbing siswa dalam membuat rangkuman dan menyimpulkan hasil belajar. R
Lembar Kerja Siswa
(LKS)
Mata Pelajaran : Fisika Satuan Pendidikan : SMA X Kelas/Semester : XI IPA 1/ I
Kompetensi Dasar : Menganalisis pengaruh gaya pada sifat elastisitas bahan
Tujuan
• Melalui percobaan dan diskusi kelompok siswa dapat menjelaskan hubungan antara gaya, perubahan panjang dan konstanta pegas
• Melalui percobaan siswa dapat menentukan konstanta pegas
• Melalui latihan soal siswa dapat menyelesaikan soal yang berhubungan dengan Hukum Hooke
• Melalui membaca dan diskusi kelompok siswa dapat merumuskan energi potensial pegas
• Melalui latihan soal siswa dapat menyelesaikan soal yang berhubungan dengan energi potensial pegas
• Melalui membaca, diskusi kelompok, latihan soal dan penjelasan guru siswa dapat menghitung konstanta pegas yang dirangkai secara seri
• Melalui membaca, diskusi kelompok, latihan soal dan penjelasan guru siswa dapat menghitung konstanta pegas yang disusun secara paralel
Indikator
Siswa dapat:
Menjelaskan hubungan antara gaya, perubahan panjang dan konstanta pegas
Menentukan konstanta pegas
Mengerjakan soal yang berhubungan dengan Hukum Hooke Merumuskan energi potensial pegas
Mengerjakan soal yang berhubungan dengan energi potensial pegas Menghitung konstanta pegas yang disusun secara seri
LKS Pertemuan 1
Hukum Hooke Tujuan :
Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari hubungan antara gaya (F), pertambahan panjang (Δ x) dan konstanta pegas (k).
Kegiatan 1. Mendefinisikan Hukum Hooke
Lakukan percobaan berikut, kemudian catatlah data atau kejadian yang terjadi, dan selanjutnya jawablah pertanyaan-pertanyaan.
Alat yang diperlukan : pegas, statif, beban, mistar Langkah-langkah percobaan sebagai berikut.
1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar.
2. Gantungkan pegas ditiang tanpa beban, kemudian catatlah panjang pegas awal (x0).
3. Kemudian gantungkan beban (m1) pada pegas dan lihat perubahan yang terjadi pada pegas. Ukur perubahan panjang pegas dan catat hasilnya.
4. Masukkan data yang diperoleh kedalam tabel berikut. x0= … m No. Massa (kg) Panjang pegas (x) 1. 2. 3. 4. 5.
5. Ulangi percobaan dengan menggantung 4 beban berbeda yaitu m2, m3, m4dan m5.
sebelum ada beban setelah diberi m1
Δ x1 x1 x0
Pertanyaan-pertanyaan 1. Buatlah tabel berikut.
No. Pertambahan panjang pegas (x) Gaya (F) 1. 2. 3. 4. 5.
Untuk menghitung besar gaya yang dihasilkan pegas, digunakan persamaan :
F = m.g, dimana g = 10 N/m2
2. Berdasarkan data yang diperoleh buatlah grafik hubungan antara gaya tarik (F) dan pertambahan panjang pegas (x).
sumbuxadalah perubahan panjang pegas (Δ x) sumbuy adalah besar gaya (F)
F (N)
3. Berdasarkan grafik diatas,jelaskan hubungan antara gaya tarik (F) dan pertambahan panjang pegas(x).
……… ……… ……… ……… ……… ……… 4. Kesimpulan apa yang diperoleh dari percobaan?
Jika massa beban yang digantung pada pegas bertambah ………. maka gaya yang bekerja pada pegas ………. 5. Bagaimana bunyi Hukum Hooke?
Bacalah Buku Fisika Kelas XI untuk melengkapi bagian-bagian yang kosong.
Hukum Hooke menyatakan hubungan antara gayaF yang meregangkan pegas dan pertambahan panjang pegas x pada daerah elatis pegas. Pada daerah elastis linear,F sebanding dengan x.
Hal ini dinyatakan dalam bentuk persamaan:
………..….. (1)
F : x : k :
Pada waktu pegas ditarik dengan gayaF, pegas mengadakan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang menarik, tetapi arahnya berlawanan (Faksi= Freaksi). Jika gaya ini kita sebut dengan gaya pegas Fp, yang besarnya sebanding dengan pertambahan panjang pegas x, sehingga untuk Fpdapat dirumuskan sebagai
………. (2)
Secara umum, persamaan (1) dan persamaan (2) dapat dinyatakan dalam kalimat yang disebut Hukum Hooke.Bunyi Hukum Hooke adalah:
“……… ……… ……….……… ………”
LKS Pertemuan 2
Kegiatan 1. Menentukan konstanta pegas
Untuk menentukan konstanta pegas diambil data yang sudah diperoleh saat praktikum kegiatan 1.
1. Berdasarkan data pada kegiatan 1 buatlah tabel berikut. x0= … m No. m Δ x F 1. 2. 3. 4. 5. Keterangan: m : massa benda (kg)
Δ x : perubahan panjang pegas (m) F : gaya tarik pegas (N)
Untuk menghitung perubahan panjang pegas (Δ x) digunakan persamaan:
Δ x = x1–x0
2. Berdasarkan data diatas, buatlah grafik hubungan antara gaya tarik (F) dan perubahan panjang pegas (Δ x)
Dimana, sumbu x memuat perubahan panjang pegas (Δ x) sedangkan sumbu y memuat gaya tarik pegas (F).
Grafik hubungan antara Fdan Δ x.
Untuk menentukan konstanta dari pegas maka kita harus menghitung gradien dari grafik.Gradien adalah perbandingan antara komponen y (ordinat) dan komponen x (absis) antara dua titik pada garis tersebut.Gradien biasanya disimbolkan dengan huruf m.
Untuk menghitung besar gradien, digunakan persamaan:
= Δ F = Fakhir- Fawal Δ x = xakhir- xawal F(N) Δ x (m) Δ F Δ x F(N) Δ x (m)
Maka, konstanta pegasnya : ……… ……… ……… ……… Contoh soal.
Sebuah benda bermassa 10 kg ditimbang dengan neraca pegas, maka pegas pada neraca akan menyimpang sejauh 20 cm. Berapakah konstanta pegas tersebut? Penyelesaian Diketahui: m = 10 kg x = 20 cm = 0,2 m g = 10 N/m2 Ditanya: k= …? Jawab:
Persamaan Hukum Hooke F = kx mg = kx
=
=(10)(10) 0,2
=1000,2 = 500
Jadi, besar konstanta pegas neraca pegas tersebut adalah 500 N/m.
Latihan soal
Seorang pelajar yang massanya 50 kg, bergantung pada ujung sebuah pegas, sehingga pegas bertambah panjang 10 cm. Tentukan konstanta pegas tersebut? Penyelesaian ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ………
Kegiatan 2.Energi Potensial Pegas
Bacalah buku Fisika Kelas XI.
Energi potensial merupakan energi yang dimiliki benda karena kedudukan atau keadaanya.Untuk meregangkan pegas dibutuhkan energi. Energi tersebut akan pindah ke pegas dan berubah menjadi energi potensial pegas (Ep). Maka, Energi Potensial Pegas adalah energi yang ……. dalam pegas, saat pegas………
Besarnya energi potensial pegas sama denganluas grafik antara F dan x.
Persamaan energi potensial pegas:
= Keterangan Ep: k : x : F x
Contoh Soal
Untuk menarik suatu pegas agar bertambah panjang 0,5 m diperlukan gaya sebesar 20 N. Jika konstanta pegasnya sebesar 40 N/m, berapakah energi potensial pegas? Penyelesaian Diketahui: x= 0,5 m F = 20 N k= 40 N/m Ditanya: Ep…? Jawab: = 12 = 12 (40)(0,5) =12 (40)(0,25) = 5 J
Latihan Soal
Sebuah pegas tergantung tanpa beban panjangnya 30 cm. Kemudian ujung bawah pegas digantungi beban 100 gr sehingga panjangnya menjadi 35 cm. Jika beban tersebut ditarik kebawah sejauh 5 cm, dan percepatan grafitasi bumi 10 m/s2, berapakah besar energi potensial pegas tersebut?
Penyelesaian ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ………
LKS Pertemuan 3
Susunan Pegas Seri
Tujuan
- Merumuskan rangkaian seri pegas
- Menentukan pegas pengganti rangkaian seri - Merumuskan rangkaian paralel
- Menentukan pegas pengganti rangkaian paralel Pertanyaan-pertanyaan
1. Gambar rangkaian seri.
Berdasarkan gambar diatas, menurutmu apa itu rangkaian seri pegas? ……… ……… ……… Dua buah pegas atau lebih yang disusun secara seri memiliki prinsip sebagai berikut.
a. Gaya tarik pada pegas pengganti seri adalah sama dengan gaya tarik yang dialami masing-masing pegas.
Jika F1 dan F2 adalah gaya tarik menarik yang dialami masing-masing pegas dan F adalah gaya tarik pada pegas pengganti seri,maka:
b. Pertambahan panjang pegas pengganti seri sama denganjumlah pertambahan panjang masing-masing pegas.
Jika Δ x1 dan Δ x2 adalah pertambahan panjang masing-masing pegas dan Δ x adalah pertambahan panjang pegas pengganti seri, maka
Berdasarkan kedua prinsip diatas dan Hukum Hooke, hubungan antara tetapan gaya pegas penggganti seri dengan tetapan gaya pegas masing-masing pegas dapat ditentukan sebagai berikut.
= . = ; = ; = Karena,Δ x =…+…, maka: F =…=… Δ x =…+…
2. Pegas Pengganti
Jika pegas dirangkai seri, seperti gambar dibawah ini
Dari gambar diatas, dapat disimpulkan bahwa pegas pengganti adalah ……… ……… ……… Secara umum, n buah pegas yang disusun secara seri memiliki konstanta gaya pegas pengganti ksyang memenuhi hubungan
= + +
Contoh soal
Dua buah pegas dengan tetapan 200 N/m dan 300 N/m disusun secara seri kemudian diberi gaya sebesar 30 N. Berapakah besar konstanta pengganti untuk pegas-pegas tersebut?
Penyelesaian Diketahui: k1= 200 N/m k2= 300 N/m F = 30 N Ditanya: ks…? Jawab: 1 = 1 + 1 1 = 1 200 +3001 1 = 600 +3 6002 1 = 6005 = 6005 = 120 / Latihan soal
1. Dua buah pegas masing-masing berkonstanta pegas k1 dan k2 disusun seri dan ujung terbawah susunan ini digantungi beban 2 kg (lihat gambar dibawah). Jika percepatan gravitasi bumi g = 10 m/s2, maka tentukan nilai
perbandingan dari pertambahan panjang pegas k1dengan pegas k2. Penyelesaian ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ………
Susunan pegas paralel
Pertanyaan-pertanyaan
1. Gambar rangkaian paralel pegas.
k1= 100 N/m
k2= 400 N/m m = 2 kg
Berdasarkan gambar diatas, dapat disimpulkan bahwa rangkaian paralel pegas adalah
……… ……… ……… Dua buah pegas atau lebih yang disusun secara paralel memenuhi prinsip berikut ini.
a. Gaya tarik pada pegas pengganti paralel sama dengan jumlah gaya tarik pada masing-masing pegas.
Jika F adalah gaya tarik pada pegas pengganti paralel serta F1 dan F2
adalah gaya tarik pada masing-masing pegas, maka:
b. Pertambahan panjang pegas pengganti paralel sama besar dengan pertambahan panjang pada masing-masing pegas.
Jika Δ x1 dan Δ x2 adalah pertambahan panjang pada masing-masing pegas dan Δ x adalah pertambahan panjang pegas pengganti paralel, maka
Berdasarkan kedua prinsip diatas dan Hukum Hooke, hubungan antara tetapan gaya pegas penggganti paralel dengan tetapan gaya pegas masing-masing pegas dapat ditentukan sebagai berikut.
= .
F =…+…
F = . F = .
= . = .
Karena, F = F1+ F2, maka:
2. Pegas pengganti
Pegas dirangkai secara paralel serta pegas penggati digambarkan seperti berikut.
Berdasarkan gambar diatas, maka dapat disimpulkan pegas pengganti adalah
……… ……… ……… Secara umum, untuk n buah pegas yang disusun secara paralel, konstanta gaya pegas pengganti kpadalah
Contoh soal
Dua buah pegas disusun secara paralel, dengan konstanta pegas masing-masing pegas adalah k1 = 20 N/m dan k2 = 10 N/m. Susunan pegas ini diberi beban 200 gram, hingga mengalami pertambahan panjang 4 cm. Hitunglah konstanta pegas pengganti pada rangkaian tersebut!
Penyelesaian Diketahui k1= 20 N/m k2= 10 N/m m = 200 gr Δ x = 4 cm Ditanya kp…? Jawab kp= k1+ k2 = 20 N/m + 10 N/m = 30 N/m
Latihan soal
1. Perhatikan gambar berikut.
Jika nilai konstanta k1 = 50 N/m, k2 = 30 N/m dan k3 = 60 N/m diberi beban sebesar 150 gram, tentukan konstanta pegas penggantinya.
Penyelesaian ……… ……… ……… ……… ……… ……… 2. Sebuah balok bermassa 100 kg diletakkan diatas 4 buah pegas yang disusun secara paralel seperti tampak pada gambar. Jika konstanta masing-masing pegas memiliki konstanta gaya 100 N/m. Berapa jauh pemampatan yang terjadi pada keempat pegas tersebut?
F
Penyelesaian ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… ……… k k k k
LKS Pertemuan 4
Susunan Pegas Gabungan
Tujuan
- Menganalisis rangkaian gabungan (seri dan paralel) Pertanyaan - pertanyaan
1. Jelaskan perbedaan antara rangkaian seri dan paralel
……… ……… ……… ……… ……… ……… 2. Bagaimana pengaruh rangkaian seri dan paralel dalam kehidupan
sehari-hari. (keuntungan dan kerugian)
……… ……… ……… ……… ……… ………
3. Pegas gabungan
Perhatikan gambar berikut.
Berdasarkan gambar diatas, dapat disimpulkan rangkaian gabungan adalah ……… ……… ……… Dari gambar diatas, maka dapat disimpulkan langkah-langkah untuk menyelesaikan permasalahan pada rangkaian gabungan adalah sebagai berikut.
• Paralelkan pegas ___ dengan ___
……… ……… • Serikan hasil paralel dengan ___
……… ………
k1 k2
Contoh Soal
1. Tiga buah pegas disusun seperti pada gambar dibawah.
Konstanta masing-masing pegas adalah k1 = 200 N/m, k2 = 400 N/m, dan k3 = 200 N/m. Susunan pegas dipengaruhi oleh beban B, sehingga mengalami pertambahan panjang 5 cm. Berapakah besar konstanta pegas pengganti? Penyelesaian Diketahui: k1= 200 N/m k2= 400 N/m k3= 200 N/m Δ x = 5 cm Ditanya: Konstanta pengganti? k1 k2 k3 F
Jawab • Paralelkan k1dan k2 = + = (200 + 400) = 600 • Serikan kpdan k3 1 = 1 + 1 1 = 600 +1 2001 1 = 1 600 +6003 1 = 6004 = 6004 = 150
Jadi, konstanta penggantinya adalah 150 N/m.
Latihan soal
1. Pegas disusun secara seri dan paralel seperti gambar dibawah.
Pada ujung pegas digantung pegas yang sama. Bila konstanta k1= k2= k, maka tentukan perbandingan konstanta total untuk pada rangkaian seri dan paralel?
……… ……… ……… ……… ……… ……… 2. Lima buah pegas disusun seperti gambar dibawah ini. Jika k1 = 200
N/m, k2 = 150 N/m, k3 = 400 N/m, k4 = 300 N/m dan k5 = 500 N/m. Tentukan:
a. Konstanta pegas pengganti
b. Pertambahan panjang (Δ x) jika digantungkan beban 80 N Gambar.
k1 k2
k3 k4
k5
Penyelesaian ……… ……… ……… ……… ……… ……… 3. Jika Anda memiliki 4 pegas identik, maka pegas-pegas tersebut dapat
divariasikan dalam beberapa susunan/rangkaian.