BAB III. MODUL DEMONSTRASI
H. GERAK PARABOLA
I. USAHA & ENERGI
a. Menunjukkan perubahan energi yang terjadi pada bola yang dilempar
b. Menunjukan pada kaleng bolak-balik itu terjadi perubahan energi dari energi kinetik menjadi energi potensial maupun dari energi potensial menjadi energi kinetik.
2. Landasan Teori:
Energi merupakan salah satu dari konsep yang paling penting pada sains. Aspek yang paling penting dari semua jenis energi adalah bahwa jumlah dari semua jenis energi, energi total, tetap sama setelah proses apa pun dengan jumlah sebelumnya: yaitu, besaran “energi” dapat didefinisikan sedemikian sehingga energi merupakan besaran yang kekal. Sebuah benda yang bergerak dapat melakukan kerja pada benda lain yang ditumbuknya. Sebuah peluru meriam yang melayang melakukan kerja pada dinding bata yang dihancurkannya; sebuah martil yang bergerak melakukan kerja pada paku yang dipukulnya. Pada setiap kasus tersebut, sebuah benda yang bergerak memberikan gaya pada benda kedua dan memindahkannya sejauh jarak tertentu. Sebuah benda yang sedang bergerak memiliki kemampuan untuk melakukan kerja dan dengan demikian dapat dikatakan mempunyai energi. Energi gerak disebut energi kinetik, dari kata Yunani kinetikos, yang berarti “gerak.” Energi kinetik dari benda tersebut:
Benda juga mungkin memiliki energi potensial, yang merupakan energi yang dihubungkan dengan gaya-gaya yang bergantung pada posisi atau konfigurasi benda (atau benda-benda) dan lingkungannya. Berbagai jenis energi potensial (EP) dapat didefinisikan, dan setiap jenis dihubungkan dengan suatu gaya tertentu. Pegas pada jam yang diputar
merupakan contoh energi potensial. Pegas jam mendapatkan energi potensialnya karena dilakukan kerja padanya oleh orang yang memutar jam tersebut. Sementara pegas memutar balik, ia memberikan gaya dan melakukan kerja untuk memutar jarum jam. Mungkin contoh yang paling umum dari energi potensial adalah energi potensial gravitasi. Sebuah batu bata yang dipegang tinggi di udara mempunyai energi potensial karena posisi relatifnya terhadap bumi. Batu itu mempunyai kemampuan untuk melakukan kerja, karena jika dilepaskan, batu tersebut akan jatuh ke tanah karena adanya gaya gravitasi, dan dapat melakukan kerja, katakanlah, pada sebuah tiang yang dipancangkan, dan menanamnya ke tanah. Dengan demikian kita definisikan energi potensial gravitasi sebuah benda sebagai hasil kali beratnya, mg, dan ketinggiannya, y, di atas tingkat acuan tertentu (misalnya tanah):
Makin tinggi suatu benda di atas tanah, semakin besar pula energi potensial gravitasi yang dimilikinya (Giancoli, 2001: 178-179 dan 182-183).
3. Alat-alat Demonstrasi yang Dipakai:
Gambar 3. 12
a. Beban pemberat (baut bekas)/ bisa pemberat yang lain b. Tali karet/ pentil
c. Kayu
d. Kaleng bekas/ plaron dan 2 penutupnya e. Bola tenis
4. Proses Demonstrasi a. Bola tenis dilempar
Bola dilempar ke atas kemudian di tangkap. b. Demonstrasi kaleng bolak-balik
Kaleng bekas, kayu 2 batang, dan tali pentil disusun menjadi sebuah alat demonstrasi namanya kaleng bolak-balik.
Demonstrasinya:
Kaleng digelindingkan di tempat yang dapat dilihat oleh semua siswa. Dilihat apa yang terjadi.
5. Urutan Kegiatan Pembelajaran
a. Guru menunjukkan alat-alat demonstrasi yang dibawa, kemudian menjelaskan dengan singkat urutan pembelajaran dan apa yang harus dilakukan oleh siswa selama demonstrasi nanti.
b. Siswa dibagi ke dalam kelompok-kelompok. c. Demonstrasi pertama, “Bola tenis dilempar.”
d. Sebelum demonstrasi dimulai guru memberikan
pertanyaan/persoalan awal kepada siswa, “Apa energi itu? dan Apakah bola ini mempunyai energi bila digerakkan?, Apakah energi kinetik itu? Dan apakah energi potensial itu?, Energi apa saja yang bekerja pada bola yang dilempar ini?”
e. Guru menyuruh siswa dalam kelompoknya untuk membuat
hipotesis awal dan diminta mencatat hipotesisnya tersebut.
f. Setiap kelompok melakukan demonstrasi dan mencatat hasil eksperimennya kemudian mempresentasikan hasil dari demonstrasi mereka.
g. Hasil demonstrasi siswa dibandingkan dengan hipotesis awal siswa dan terakhir guru membuat kesimpulan bersama-sama dengan siswa.
h. Supaya siswa semakin jelas, guru melakukan demonstrasi di depan semua siswa (dipilih tempat yang mudah dilihat oleh semua siswa). Sambil melakukan demonstrasi guru menjelaskan konsep fisikanya. i. Demonstrasi yang kedua adalah kaleng bolak-balik.
j. Di awal guru sengaja melakukan demonstrasi terlebih dahulu untuk memperlihatkan cara kerja alatnya. Guru menggelidingkan kaleng bolak-balik di tempat yang mudah dilihat oleh semua siswa.
k. Kemudian guru baru memberikan pertanyaan/persoalan awal kepada siswa, “Mengapa kaleng ini bisa kembali bergerak mundur setelah didorong ke depan? Jelaskan?, Dan konsep fisika apa yang bekerja pada kaleng ini?”
l. Guru menyuruh siswa dalam kelompoknya untuk membuat
hipotesis awal dan diminta mencatat hipotesisnya tersebut.
m.Setiap kelompok melakukan demonstrasi dan mencatat hasil eksperimennya kemudian mempresentasikan hasil dari demonstrasi mereka.
n. Hasil demonstrasi siswa dibandingkan dengan hipotesis awal siswa dan terakhir guru membuat kesimpulan bersama-sama dengan siswa.
o. Supaya siswa semakin jelas, guru melakukan demonstrasi di depan semua siswa (dipilih tempat yang mudah dilihat oleh semua siswa). Sambil melakukan demonstrasi guru menjelaskan konsep fisikanya. 6. Pertanyaan/ Persoalan
a. Apa energi itu? dan Apakah bola ini mempunyai energi bila digerakkan?
b. Apakah energi kinetik itu? Dan apakah energi potensial itu? c. Energi apa saja yang bekerja pada bola yang dilempar ini?
d. Mengapa kaleng ini bisa kembali bergerak mundur setelah didorong ke depan? Jelaskan?, Dan konsep fisika apa yang bekerja pada kaleng ini?
7. Kunci Konsep Fisikanya
a. Demonstrasi bola tenis dilempar
Energi adalah sesuatu yang dibutuhkan oleh benda agar benda dapat melakukan kerja/ usaha.
Bola yang digerakkan/ dilempar mempunyai energi, yaitu energi kinetik dan energi potensial.
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena gerak/ kecepatanya.
Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena letak/ posisinya.
Hukum kekekalan energi: energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan (energi bersifat kekal).
Perubahan energi pada bola yang dilempar ke atas:
Saat berada di tangan bola mempunyai energi potensial saja. Tetapi begitu bola tepat meluncur ke atas/ tepat saat dilempar bola mempunyai kecepatan maksimum, pada kondisi ini bola mempunyai energi kinetik maksimum. Setelah itu bola terus meluncur ke atas dan akhirnya sampai di titik tertinggi. Selama perjalanan bola dari sesudah tepat akan meluncur ke atas sampai tepat di titik tertinggi bola mempunyai energi kinetik dan energi
potensial. Di titik tertinggi kecepatan bola nol. Di titik tertinggi ini bola mempunyai energi potensial maksimum. Selanjutnya bola akan jatuh ke tangan. Begitu setelah bola bergerak dari titik tertinggi menuju ke tangan, bola mempunyai energi kinetik dan energi potensial. Dan begitu bola tepat sampai di tangan kecepatan bola maksimum, pada saaat itu bola mempunyai energi kinetik maksimum. Dan setelah itu selama di tangan bola hanya punya energi potensial saja. Begitulah proses perpindahan energi bola yang dilempar ke atas kemudian kembali ke tangan.
b. Demonstrasi kaleng bolak-balik
Ini adalah sebuah alat demonstrasi yang menerapkan prinsip perubahan energi/ transfer energi. Dari energi kinetik menjadi energi potensial kemudian kembali ke energi kinetik lagi. Begitulah prosesnya terjadi secara berulang-ulang.
Bola di titik tertinggi (E potensial mak) Tepat setelah bola meluncur naik sampai
di titik tertinggi dan tepat setelah dari titik tertinggi ke tangan
(E potensial & E kinetik)
Tepat saat bola dilempar, V mak Jadi punya (E kinetik mak)
Proses lebih jelasnya yaitu saat kaleng digelindingkan ke depan karet pentil yang mengikat beban (baut) akan tergulung, tetapi beban (baut) ini tetap berada di bawah karena pengaruh dari gravitasi bumi. Begitu kaleng berhenti menggelinding ke depan, beban (baut) tadi akan jatuh kembali ke posisi awal (posisi sebelum karet pentil tergulung), sehingga beban (baut) juga akan menarik karet pentil selama kembali ke posisi awal tadi. Nah selama beban (baut) tadi menarik karet pentil untuk kembali ke posisi awal, kaleng akan bergerak ke belakang (kaleng kembali ke tangan).
Perpindahan transfer energinya yaitu pada saat kaleng tepat digelindingkan ke depan, kaleng mempunyai kecepatan maksimum (energi kinetik maksimum). Selama kaleng bergerak, energi yang bekerja adalah energi kinetik dan energi potensial. Dan begitu kaleng berhenti menggelinding, kaleng mempunyai kecepatan nol (energi potensial saja). Energi potensial ini terjadi di dalam kaleng, tepatnya terjadi pada beban (baut) mempunyai energi potensial maksimum. Kemudian beban (baut) jatuh ke posisi awal (posisi sebelum kaleng digelindingkan). Saat beban (baut) jatuh akan menarik karet pentil, selama proses tersebut kaleng akan bergerak kembali ke tangan. Selama kaleng kembali ke tangan (energi potensial dan energi kinetik). Begitulah proses transfer energi kaleng bolak-balik.
8. Uji Modul Demonstrasi a. Waktu pelaksanaan:
Jumat, 22 Februari 2013 Jam 19:00 – 21:30 WIB b. Tempat pelaksanaan:
Asrama Putri St. Angela SMA PL Sedayu, Bantul, Yogyakarta c. Sampel penelitian:
Modul ini diujikan kepada enam siswi asrama Sedayu. Yang terdiri dari empat orang siswi kelas X SMA PL Sedayu dan dua orang siswi kelas XI IPA1 SMA PL Sedayu.
d. Hasil uji modul demonstrasi:
Modul demonstrasi untuk topik usaha dan energi ini sudah berjalan dengan lancar.
Pada demonstrasi pertama, semua kelompok bisa menjawab dengan benar bahwa bola yang sedang bergerak menggelinding mempunyai energi. Tetapi saat mendefinisikan energi kinetik dan potensial, masih ada kesalahan pada definisi energi potensial. Dan semua kelompok bisa menjawab energi apa saja yang bekerja pada bola yang sedang dilempar tetapi mereka belum bisa menjelaskan dengan detail proses perpindahan energi yang bekerja pada bola yang dilempar tersebut.
Sementara pada demonstrasi yang kedua, banyak siswa dalam kelompoknya terkecoh dengan cara kerja kaleng bolak-balik, dan
mereka belum bisa menjelaskan konsep fisika yang bekerja pada kaleng bolak-balik tersebut.
e. Kekurangan modul demonstrasi:
Ada tiga masalah yang akan diuraikan dalam kekurangan modul demonstrasi ini, yaitu masalah kognitif, psikomotorik, dan masalah lainnya yang terjadi selama uji coba modul demonstrasi ini. Ketiga masalah itu akan lebih dijelaskan sebagai berikut:
1) Kognitif
Hampir semua jawaban hipotesis siswa masih kurang tepat, jawaban mereka singkat dan penjelasannya kurang tepat. 2) Psikomotorik
Pada demonstrasi yang pertama masih terlihat siswa yang kurang bersemangat untuk mendemonstrasikan alatnya. 3) Masalah lainnya
Pada topik ini peneliti hanya membahas demonstrasi pada masalah energi saja. Sedangkan masalah “usaha” peneliti tidak membahas pada demonstrasi ini, karena keterbatasan waktu untuk mencari alat/bahan yang akan didemonstrasikan. f. Kelebihan modul demonstrasi:
Meskipun ada beberapa siswa yang terlihat kurang bersemangat tetapi ternyata saat siswa-siswa diberi tugas untuk menjawab pertanyaan mereka tetap aktif menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut dalam hipotesis. Siswa-siswa ternyata juga tetap aktif
untuk mendemonstrasikan alat-alat demonstrasinya saat ditunjuk atau diberi tugas untuk berdemonstrasi.