RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)
Sekolah : SMAN 1 Cibarusah
Mata pelajaran : Fisika Kelas/Semester : X/1
Materi Pokok : Gerak Parabola Alokasi Waktu : 2 x pertemuan (6 JP)
A. Kompetensi Inti (KI)
KI - 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya *)
KI - 2 : Menunjukkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerja sama, toleran, damai), santun, responsif, dan pro-aktif sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta 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
*) dicapai melalui pembelajaran tidak langsung (indirect teaching), yaitu keteladanan, pembiasaan, dan budaya sekolah dengan memperhatikan karakteristik mata pelajaran, serta kebutuhan dan kondisi peserta didik.
B. Kompetensi Dasar dan Indikator
Kompetensi Dasar KI-3 Kompetensi Dasar KI-4 3.5 Menganalisis gerak parabola dengan
menggunakan vektor, berikut makna
4.5 Mempresentasikan data hasil percobaan gerak parabola dan makna fisisnya
Kompetensi Dasar KI-3 Kompetensi Dasar KI-4 fisisnya dan penerapannya dalam
kehidupan sehari-hari
Indikator Pencapaian Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi 3.5.1. Mendeskripsikan besaran fisis
gerak parabola
3.5.2.Menggambarkan vektor posisi suatu titik terhadap sumbu x dan sumbu y 3.5.3.Menguraikan komponen-komponen vector kecepatan pada sumbu x dan sumbu y gerak parabola
3.5.4.Menentukan posisi benda setelah t detik
3.5.5.Menentukan persamaan kecepatan pada saat t.
3.4.6.Mmenentukan besar arah kecepatan pada saat t
3.4.7.Menentukan tinggi maximum dan jarak terjauh
4.5.1 Mendemonstrasikan gerak parabola 4.5.2. Mnggambarkan vector gerak parabola
4.5.3 Merancang dan melakukan percobaan gerak parabola
4.5.4 Menyajikan data hasil percobaan secara lisan dan tertulis
4.4.5.Merancang percobaan menentukan jarak terjauh pada gerak parabola
C. Tujuan Pembelajaran
Melalui kegiatan pembelajaran model pembelajaran discovery dengan pendekatan saintifik peserta didik mampu membangun kesadaran akan kebesaran Tuhan YME dan mampu menunjukkan sikap kritis, kreatif, teliti, gemar membaca, kolaborasi, jujur, bertanggung jawab dalam menganalisis gerak parabola dengan menggunakan vektor, berikut makna fisisnya dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari dan mempresentasikan data hasil percobaan gerak parabola dan makna fisisnya.
D. Materi Pembelajaran
1. Fakta : lintasan bola dalam permaian bola volly, lintasan shuttlecock pada permaian bulutangkis 2. Konsep : vektor posisi, vektor kecepatan dan vektor percepatan
4. Prosedur : mendemontrasikan dan melakukan percobaan gerak parabola
E. Pendekatan, Metode dan Model Pembelajaran 1. Pendekatan : Saintifik
2. Model pembelajaran : Discovery
3. Metode : Diskusi dan eksperimen
F. Media Pembelajaran
Media/Alat : Bola, Penggaris, Uang logam, Laptop, LCD Proyektor Bahan : LKS, Buku ajar
G. Sumber-sumber Pembelajaran
- Buku fisika “Praktis Belajar Fisika” untuk Kelas X SMA/MA Program IPA, oleh Aip Sarupudin dkk,
- Buku Fisika “Fisika Dasar Jilid 1”, oleh Halliday dan Resnick, Terjemahan Patur Silaban, Ph.D dan Drs. Erwin Sucipto, M.Sc.
- Referensi lainnya (internet) H. Langkah-langkah Pembelajaran
PERTEMUAN PERTAMA ( 3 JP) Indikator Pencapaian Kompetensi:
3.5.1 menyebutkan contoh gerak parabola dalam kehidupan sehari-hari dengan benar. 3.5.2 menjelaskan pengertian gerak parabola dengan benar
3.5.3 menentukan persamaan posisi benda pada sumbu x dan sumbu y setelah t detik dengan teliti
3.5.4 Menghitung kecepatan benda setelah bergerak t detik dengan akurat dan teliti 3.5.5 Memecahkan permasalahan fisika dalam kehidupan sehari-hari yang berhubungan
dengan gerak parabola ( bola golf atau tendangan sepak bola) 1. PENDAHULUAN:
- Menyampaikan tujuan pembelajaran berdasarkan KD dan IPK yang akan dibahas - Menyampaikan indikator pencapaian kompetensi ( 3.5.1 s.d 3.5.5 )
- Menyampaikan garis besar cakupan materi dan kegiatan yang akan dilakukan. - Menyampaikan lingkup dan teknik penilaian yang akan digunakan.
2. KEGIATAN INTI:
Tahap Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu Pemberian Stimulus
(Stimulation) Guru menampilkan video contoh benda bergerak parabola atau mendemontrasikan ciontoh benda bergerak parabola
Peserta didik mengamati media yang
ditayangkan dan diberi kesempatan untuk mengajukan pertanyaan
10’
Identifikasi/Pernyataan Masalah
(Problem Statement)
Guru mengidentifikasi masalah benda bergerak
dengan lintasan parabola
Peserta didik diberi kesempatan untuk
menggambarkan identifikasi masalah tersebut dalam bentuk pernyataan masalah.
15’
Pengumpulan Data
(Data Collection) Guru dan Peserta didik melakukan diskusi dan tanya jawab untuk mengumpulkan data, dalam hal ini besaran-besaran dalam gerak parabola , makna fisis dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
Tahap Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu Pengolahan Data
(Data Processing) Guru membimbing Peserta didik dalam mengolah data hasil diskusi dan tanya jawab tentang ini besaran-besaran dalam gerak parabola , makna fisis dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari..
Peserta didik secara kelompok mengerjakan soal
latihan yang diperoleh dan membuat penryataan hasil pengerjaan/kesimpulan.
40’
Verifikasi
(Verification) Guru melakukan verifikasi pekerjaan peserta didik, dengan melakukan pembahasan dan
Peserta didik membandingkan hasil diskusiantar
kelompok melalui presentasi kelompok . proses pembelajaran diarahkan dalam bentuk komunikatif dengan materi gerak parabola.
20’
Generalisasi
(Generalization) Guru dan Peserta didik membuat kesimpulan generalisasi dari hasil verifikasi tersebut. Generalisasi berkaitan dengan besaran pada gerak parabola dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari
5’
3. PENUTUP:
- Memfasilitasi dalam menemukan kesimpulan tentang gerak parabolal.
- Melakukan penilaian untuk mengetahui pencapaian kompetensi dari IPK 3.5.1 – 3.5.5.
- Meminta beberapa peserta didik untuk mengungkapkan penerapan dan manfaat mempelajari materi gerak parabola - Memberikan tugas kepada peserta didik…..(Tugas Terlampir).
Indikator Pencapaian Kompetensi:
4.5.1 Menentukan alat-alat sederhana untuk percobaan gerak parabola
4.5.2 Melakukan percobaan gerak parabola dengan menggunakan alat-alatsederhana dengan bekerjasama tiap kelompok
1.5.3 Membuat laporan hasil percobaan gerak parabola dengan jujur dan teliti
1.5.4 Mempesentasikan hasil percobaan dengan komunikatif dan penuh percaya diri 1. PENDAHULUAN:
- Membuka pelajaran dengan mengucapkan salam dan melakukan presensi terhadap peserta didik. - Menyampaikan tujuan pembelajaran berdasarkan IPK.
- Menyampaikan indikator pencapaian kompetensi (4.5.1 s.d 4.5.4)
- Menyampaikan garis besar cakupan materi kegiatan praktikum yang akan dilakukan. - Menyampaikan lingkup dan teknik penilaian yang akan digunakan.
2. KEGIATAN INTI:
Tahap Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu Mengorientasikan Guru memberikan penjelasan singkat tentang
gerak parabola dan membagikan LKS untuk kegiatan praktikum gerak parabola
Peserta didik menyimak penjelasan dan diberi
kesempatan untuk mengajukan pertanyaan.
5’
Mengorganisasikan
kegiatan belajar Peserta didik dalam kelompok (sudah dibagi ) diberi kesempatan untuk mendeskripsikan tujuan praktikum gerak parabola didampingi oleh guru.
10’
Membimbing
penyelidikan kelompok Peserta didik melakukan kegiatan praktikum untuk mengumpulkan data yang diminta dalam LKS. Secara kelompok peserta didik mengolah data yang diperoleh dari percobaan dan menarik
Tahap Pembelajaran Deskripsi Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu
kesimpulan bersama dibuat dalam laporan praktikum
Mengembangkan dan
menyajikan hasil karya Hasil laporan disampaikan per kelompok, peserta didik membandingkan hasil percobaan antar kelompok melalui sesi presentasi dan proses pembelajaran diarahkan kebentuk tanya jawab tentang fenomena dan gejala yang dialami peserta didik selama kegiatan praktikum
Guru melakukan verifikasi pekerjaan peserta
didik, dengan melakukan pembahasan.
10’
Menganalsis dan Evaluasi
proses pemecahan masalah Guru dan Peserta didik berdiskusi bersama untuk mengevaluasi kegiatan praktikum, hal-hal yang menjadi kendala dalam praktikum .
5’
3. PENUTUP:
- Memfasilitasi dalam menemukan kesimpulan tentang praktikum gerak parabola.
- Melakukan umpan balik hasil penilaian unjuk kerja untuk mengetahui pencapaian kompetensi dari IPK 4.5.1 s.d 4.5.4 - Meminta beberapa peserta didik untuk mengungkapkan kesan-kesan setelah melaksanakan praktikum
- Memberikan tugas kepada peserta didik…..(Tugas Terlampir). 1. Penilaian
Non tes : Penilaian Kinerja (terlampir)
Pandeglang, juli 2017
Mengetahui Kepala SMAN CMBBS
Jubaedi, M.Psi.T. NIP. 196803261994031002
Guru Mata Pelajaran Fisika
H a r j o n o, S.Pd.,M.Si NIP.19781025 200902 1 001 Lampiran I. MATERI PEMBELAJARAN GERAK PARABOLA Pengantar
Pada pokok bahasan Gerak Lurus, baik GLB, GLBB dan GJB, kita telah membahas gerak benda dalam satu dimensi, ditinjau dari perpindahan, kecepatan dan percepatan. Kali ini kita mempelajari gerak dua dimensi di dekat permukaan bumi yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Pernakah anda menonton pertandingan sepak bola ? mudah-mudahan pernah walaupun hanya melalui Televisi. Gerakan bola yang ditendang oleh para pemain sepak bola kadang berbentuk melengkung. Mengapa bola bergerak dengan cara demikian ?
Selain gerakan bola sepak, banyak sekali contoh gerakan peluru/parabola yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Diantaranya adalah gerak bola volly, gerakan bola basket, bola tenis, bom yang dijatuhkan, peluru yang dtembakkan, gerakan lompat jauh yang dilakukan atlet dan sebagainya. Anda dapat menambahkan sendiri. Apabila diamati secara saksama, benda-benda yang melakukan gerak peluru selalu memiliki lintasan berupa lengkungan dan seolah-olah dipanggil kembali ke permukaan tanah (bumi) setelah mencapai titik tertinggi. Mengapa demikian ?
Benda-benda yang melakukan gerakan peluru dipengaruhi oleh beberapa faktor. Pertama, benda tersebut bergerak karena ada gaya yang diberikan. Mengenai Gaya, selengkapnya kita pelajari pada pokok bahasan Dinamika (Dinamika adalah ilmu fisika yang menjelaskan gaya sebagai penyebab gerakan benda dan membahas mengapa benda bergerak demikian). Pada kesempatan ini, kita belum menjelaskan bagaimana proses benda-benda tersebut dilemparkan, ditendang dan sebagainya. Kita hanya memandang gerakan benda tersebut setelah dilemparkan dan bergerak bebas di udara hanya dengan pengaruh gravitasi. Kedua, seperti pada Gerak Jatuh Bebas, benda-benda yang melakukan gerak peluru dipengaruhi oleh gravitasi, yang berarah ke bawah (pusat bumi) dengan besar g = 9,8 m/s2. Ketiga, hambatan atau gesekan udara. Setelah benda tersebut ditendang, dilempar, ditembakkan atau
dengan kata lain benda tersebut diberikan kecepatan awal hingga bergerak, maka selanjutnya gerakannya bergantung pada gravitasi dan gesekan alias hambatan udara. Karena kita menggunakan model ideal, maka dalam menganalisis gerak peluru, gesekan udara diabaikan.
Pengertian Gerak Peluru
Gerak peluru merupakan suatu jenis gerakan benda yang pada awalnya diberi kecepatan awal lalu menempuh lintasan yang arahnya sepenuhnya dipengaruhi oleh gravitasi.
Karena gerak peluru termasuk dalam pokok bahasan kinematika (ilmu fisika yang membahas tentang gerak benda tanpa mempersoalkan penyebabnya), maka pada pembahasan ini, Gaya sebagai penyebab gerakan benda diabaikan, demikian juga gaya gesekan udara yang menghambat gerak benda. Kita hanya meninjau gerakan benda tersebut setelah diberikan kecepatan awal dan bergerak dalam lintasan melengkung di mana hanya terdapat pengaruh gravitasi.
Mengapa dikatakan gerak peluru ? kata peluru yang dimaksudkan di sini hanya istilah, bukan peluru pistol, senapan atau senjata lainnya. Dinamakan gerak peluru karena mungkin jenis gerakan ini mirip gerakan peluru yang ditembakkan.
Jenis-jenis Gerak Parabola
Dalam kehidupan sehari-hari terdapat beberapa jenis gerak parabola.
Pertama, gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal dengan sudut teta terhadap garis horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak gerakan benda yang berbentuk demikian. Beberapa di antaranya adalah gerakan bola yang ditendang oleh pemain sepak bola, gerakan bola basket yang dilemparkan ke ke dalam keranjang, gerakan bola tenis, gerakan bola volly, gerakan lompat jauh dan gerakan peluru atau rudal yang ditembakan dari permukaan bumi.
Kedua, gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal pada ketinggian tertentu dengan arah sejajar horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Beberapa contoh gerakan jenis ini yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari, meliputi gerakan bom yang dijatuhkan dari pesawat atau benda yang dilemparkan ke bawah dari ketinggian tertentu.
Ketiga, gerakan benda berbentuk parabola ketika diberikan kecepatan awal dari ketinggian tertentu dengan sudut teta terhadap garis horisontal, sebagaimana tampak pada gambar di bawah.
Menganalisis Gerak Parabola
Bagaimana kita menganalisis gerak peluru ? Eyang Galileo telah menunjukan jalan yang baik dan benar. Beliau menjelaskan bahwa gerak tersebut dapat dipahami dengan menganalisa komponen-komponen horisontal dan vertikal secara terpisah. Gerak peluru adalah gerak dua dimensi, di mana melibatkan sumbu horisontal dan vertikal. Jadi gerak parabola merupakan superposisi atau gabungan dari gerak horisontal dan vertikal. Kita sebut bidang gerak peluru sebagai bidang koordinat xy, dengan sumbu x horisontal dan sumbu y vertikal. Percepatan gravitasi hanya bekerja pada arah vertikal, gravitasi tidak mempengaruhi gerak benda pada arah horisontal.
Percepatan pada komponen x adalah nol (ingat bahwa gerak peluru hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Pada arah horisontal atau komponen x, gravitasi tidak bekerja). Percepatan pada komponen y atau arah vertikal bernilai tetap (g = gravitasi) dan bernilai negatif /-g (percepatan gravitasi pada gerak vertikal bernilai negatif, karena arah gravitasi selalu ke bawah alias ke pusat bumi).
Gerak horisontal (sumbu x) kita analisis dengan Gerak Lurus Beraturan, sedangkan Gerak Vertikal (sumbu y) dianalisis dengan Gerak Jatuh Bebas.
Untuk memudahkan kita dalam menganalisis gerak peluru, mari kita tulis kembali persamaan Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Jatuh Bebas (GJB).
Sebelum menganalisis gerak parabola secara terpisah, terlebih dahulu kita amati komponen Gerak Peluru secara keseluruhan.
Pertama, gerakan benda setelah diberikan kecepatan awal dengan sudut teta terhadap garis horisontal.
Kecepatan awal (vo) gerak benda diwakili oleh v0x dan v0y.v0x merupakan kecepatan awal pada sumbu x, sedangkan v0y merupakan kecepatan awal pada sumbu y. vy merupakan komponen kecepatan pada sumbu y dan vx merupakan komponen kecepatan pada sumbu x. Pada titik tertinggi lintasan gerak benda, kecepatan pada arah vertikal (vy) sama dengan nol.
Kedua, gerakan benda setelah diberikan kecepatan awal pada ketinggian tertentu dengan arah sejajar horisontal.
Kecepatan awal (vo) gerak benda diwakili oleh v0x dan v0y.v0x merupakan kecepatan awal pada sumbu x, sedangkan Kecepatan awal pada sumbu vertikal (voy) = 0. vy merupakan komponen kecepatan pada sumbu y dan vx merupakan komponen kecepatan pada sumbu x.
Menganalisis Komponen Gerak Parabola secara terpisah
Sekarang, mari kita turunkan persamaan untuk Gerak Peluru. Kita nyatakan seluruh hubungan vektor untuk posisi, kecepatan dan percepatan dengan persamaan terpisah untuk komponen horisontal dan vertikalnya. Gerak peluru merupakan superposisi atau penggabungan dari dua gerak terpisah tersebut
Terlebih dahulu kita nyatakan kecepatan awal untuk komponen gerak horisontal v0x dan kecepatan awal untuk komponen gerak vertikal, v0y.
Catatan : gerak peluru selalu mempunyai kecepatan awal. Jika tidak ada kecepatan awal maka gerak benda tersebut bukan termasuk gerak peluru. Walaupun demikian, tidak berarti setiap gerakan yang mempunyai kecepatan awal termasuk gerak peluru Karena terdapat sudut yang dibentuk, maka kita harus memasukan sudut dalam perhitungan kecepatan awal. Mari kita turunkan persamaan kecepatan awal untuk gerak horisontal (v0x) dan vertikal (v0y) dengan bantuan rumus Sinus, Cosinus dan Tangen. Dipahami dulu persamaan sinus, cosinus dan tangen di bawah ini.
Berdasarkan bantuan rumus sinus, cosinus dan tangen di atas, maka kecepatan awal pada bidang horisontal dan vertikal dapat kita rumuskan sebagai berikut :
Keterangan : v0 adalah kecepatan awal, v0x adalah kecepatan awal pada sumbu x, v0y adalah kecepatan awal pada sumbu y, teta adalah sudut yang dibentuk terhadap sumbu x positip.
Kecepatan dan perpindahan benda pada arah horisontal
Kita tinjau gerak pada arah horisontal atau sumbu x. Sebagaimana yang telah dikemukakan di atas, gerak pada sumbu x kita analisis dengan Gerak Lurus Beraturan (GLB). Karena percepatan gravitasi pada arah horisontal = 0, maka komponen percepatan ax = 0. Huruf x kita tulis di belakang a (dan besaran lainnya) untuk menunjukkan bahwa percepatan (atau kecepatan dan jarak) tersebut termasuk komponen gerak horisontal atau sumbu x. Pada gerak peluru terdapat kecepatan awal, sehingga kita gantikan v dengan v0.
Keterangan : vx adalah kecepatan gerak benda pada sumbu x, v0x adalah kecepatan awal pada sumbu x, x adalah posisi benda, t adalah waktu tempuh, x0 adalah posisi awal. Jika pada contoh suatu gerak peluru tidak diketahui posisi awal, maka silahkan melenyapkan x0.
Perpindahan horisontal dan vertikal
Kita tinjau gerak pada arah vertikal atau sumbu y. Untuk gerak pada sumbu y alias vertikal, kita gantikan x dengan y (atau h = tinggi), v dengan vy, v0 dengan voy dan a dengan -g (gravitasi). Dengan demikian, kita dapatkan persamaan Gerak Peluru untuk sumbu y :
Keterangan : vy adalah kecepatan gerak benda pada sumbu y alias vertikal, v0y adalah kecepatan awal pada sumbu y, g adalah gravitasi, t adalah waktu tempuh, y adalah posisi benda (bisa juga ditulis h), y0 adalah posisi awal.
Berdasarkan persamaan kecepatan awal untuk komponen gerak horisontal v0x dan kecepatan awal untuk komponen gerak vertikal, v0y yang telah kita turunkan di atas, maka kita dapat menulis persamaan Gerak Peluru secara lengkap sebagai berikut :
Setelah menganalisis gerak peluru secara terpisah, baik pada komponen horisontal alias sumbu x dan komponen vertikal alias sumbu y, sekarang kita menggabungkan kedua komponen tersebut menjadi satu kesatuan. Hal ini membantu kita dalam menganalisis Gerak Peluru secara keseluruhan, baik ditinjau dari posisi, kecepatan dan waktu tempuh benda. Pada pokok bahasan Vektor dan Skalar telah dijelaskan teknik dasar metode analitis. Sebaiknya anda mempelajarinya terlebih dahulu apabila belum memahami dengan baik.
Pertama, vx tidak pernah berubah sepanjang lintasan, karena setelah diberi kecepatan awal, gerakan benda sepenuhnya bergantung pada gravitasi. Nah, gravitasi hanya bekerja pada arah vertikal, tidak horisontal. Dengan demikian vx bernilai tetap.
Kedua, pada titik tertinggi lintasan, kecepatan gerak benda pada bidang vertikal alias vy = 0. pada titik tertinggi, benda tersebut hendak kembali ke permukaan tanah, sehingga yang bekerja hanya kecepatan horisontal alias vx, sedangkan vy bernilai nol. Walaupun kecepatan vertikal (vy) = 0, percepatan gravitasi tetap bekerja alias tidak nol, karena benda tersebut masih bergerak ke permukaan tanah akibat tarikan gravitasi. jika gravitasi nol maka benda tersebut akan tetap melayang di udara, tetapi kenyataannya tidak teradi seperti itu.
Ketiga, kecepatan pada saat sebelum menyentuh lantai biasanya tidak nol.
Pembuktian Matematis Gerak Peluru = Parabola
Sekarang Gurumuda ingin menunjukkan bahwa jalur yang ditempuh gerak peluru merupakan sebuah parabola, jika kita mengabaikan hambatan udara dan menganggap bahwa gravitasi alias g bernilai tetap. Untuk menunjukkan hal ini secara matematis,
kita harus mendapatkan y sebagai fungsi x dengan menghilangkan/mengeliminasi t (waktu) di antara dua persamaan untuk gerak horisontal dan vertikal, dan kita tetapkan x0 = y0 = 0.
Kita subtitusikan nilai t pada persamaan 1 ke persamaan 2
Dari persamaan ini, tampak bahwa y merupakan fungsi dari x dan mempunyai bentuk umum
y = ax – bx2
Di mana a dan b adalah konstanta untuk gerak peluru tertentu. Persamaan ini merupakan fungsi parabola dalam matematika.
Pertama, baca dengan teliti dan gambar sebuah diagram untuk setiap soal yang diberikan. tapi jika otakmu mirip Eyang Einstein, gambarkan saja diagram tersebut dalam otak.
Kedua, buat daftar besaran yang diketahui dan tidak diketahui.
Ketiga, analisis gerak horisontal (sumbu x) dan vertikal (sumbu y) secara terpisah. Jika diketahui kecepatan awal, anda dapat menguraikannya menjadi komponen-konpenen x dan y.
Keempat, berpikirlah sejenak sebelum menggunakan persamaan-persamaan. Gunakan persamaan yang sesuai, bila perlu gabungkan beberapa persamaan jika dibutuhkan.
Contoh Soal 1 :
David Bechkam menendang bola dengan sudut 30o terhadap sumbu x positif dengan kecepatan 20 m/s. Anggap saja bola meninggalkan kaki Beckham pada ketinggian permukaan lapangan. Jika percepatan gravitasi = 10 m/s2, hitunglah :
a) Tinggi maksimum
b) waktu tempuh sebelum bola menyentuh tanah
c) jarak terjauh yang ditempuh bola sebelum bola tersebut mencium tanah
d) kecepatan bola pada tinggi maksimum
e) percepatan bola pada ketinggian maksimum
Soal ini terkesan sulit karena banyak yang ditanyakan. Sebenarnya gampang, jika kita melihat dan mengerjakannya satu persatu-satu.
Karena diketahui kecepatan awal, maka kita dapat menghitung kecepatan awal untuk komponen horisontal dan vertikal.
a) Tinggi maksimum (y)
Jika ditanyakan ketinggian maksimum, maka yang dimaksudkan adalah posisi benda pada sumbu vertikal (y) ketika benda berada pada ketinggian maksimum alias ketinggian puncak. Karena kita menganggap bola bergerak dari permukaan tanah, maka yo = 0. Kita tulis persamaan posisi benda pada gerak vertikal
Bagaimana kita tahu kapan bola berada pada ketinggian maksimum ? untuk membantu kita, ingat bahwa pada ketinggian maksimum hanya bekerja kecepatan horisontal (vx) , sedangkan kecepatan vertikal (vy) = 0. Karena vy = 0 dan percepatan gravitasi diketahui, maka kita gunakan salah satu gerak vertikal di bawah ini, untuk mengetahui kapan bola berada pada tinggian maksimum.
Berdasarkan perhitungan di atas, bola mencapai ketinggian maksimum setelah bergerak 1 sekon. Kita masukan nilai t ini pada persamaan y
Ketinggian maksimum yang dicapai bola adalah 5 meter. Gampang khan ?
b) Waktu tempuh bola sebelum menyentuh permukaan tanah
Ketika menghitung ketinggian maksimum, kita telah mengetahui waktu yang diperlukan bola untuk mencapai ketinggian maksimum. Sekarang, yang ditanyakan adalah waktu tempuh bola sebelum menyentuh permukaan tanah. Yang dimaksudkan di sini adalah waktu tempuh total ketika benda melakukan gerak peluru.
Untuk menyelesaikan soal ini, hal pertama yang perlu kita ingat adalah ketika menyentuh permukaan tanah, ketinggian bola dari permukaan tanah (y) = 0. sekali lagi ingat juga bahwa kita menanggap bola bergerak dari permukaan tanah, sehingga posisi awal bola alias y0 = 0.
Waktu tempuh total adalah 2 sekon.
Sebenarnya kita juga bisa menggunakan cara cepat. Pada bagian a), kita sudah menghitung waku ketika benda mencapai ketinggian maksimum. Nah, karena lintasan gerak peluru berbentuk parabola, maka kita bisa mengatakan waktu tempuh benda untuk mencapai ketinggian maksimum merupakan setengah waktu tempuh total. Dengan kata lain, ketika benda berada pada ketinggian maksimum, maka benda tersebut telah melakukan setengah dari keseluruhan gerakan. Cermati gambar di bawah ini sehingga anda tidak kebingungan. Dengan demikian, kita bisa langsung mengalikan waktu tempuh bola ketika mencapai ketinggian maksimum dengan 2, untuk memperoleh waktu tempuh total.
Jika ditanya jarak tempuh total, maka yang dimaksudkan di sini adalah posisi akhir benda pada arah horisontal (atau s pada gambar di atas). Soal ini gampang, tinggal dimasukkan saja nilainya pada persamaan posisi benda untuk gerak horisontal atau sumbu x. karena kita menghitung jarak terjauh, maka waktu (t) yang digunakan adalah waktu tempuh total.
d) kecepatan bola pada tinggi maksimum
Pada titik tertinggi, tidak ada komponen vertikal dari kecepatan. Hanya ada komponen horisontal (yang bernilai tetap selama bola melayang di udara). Dengan demikian, kecepatan bola pada pada tinggi maksimum adalah :
e) percepatan bola pada ketinggian maksimum
Pada gerak peluru, percepatan yang bekerja adalah percepatan gravitasi yang bernilai tetap, baik ketika bola baru saja ditendang, bola berada di titik tertinggi dan ketika bola hendak menyentuh permukaan tanah. Percepatan gravitasi (g) berapa ? jawab sendiri ya…
Contoh soal 2 :
Seorang pengendara sepeda motor yang sedang mabuk mengendarai sepeda motor melewati tepi sebuah jurang yang landai. Tepat pada tepi jurang kecepatan motornya adalah 10 m/s. Tentukan posisi sepeda motor tersebut, jarak dari tepi jurang dan kecepatannya setelah 1 detik.
Panduan Jawaban :
Kita memilih titik asal koordinat pada tepi jurang, di mana xo = yo = 0. Kecepatan awal murni horisontal (tidak ada sudut), sehingga komponen-komponen kecepatan awal adalah :
Di mana letak sepeda motor setelah 1 detik ? setelah 1 detik, posisi sepeda motor dan pengendaranya pada koordinat x dan y adalah sbb (xo dan yo bernilai nol) :
x = xo + vox t = (10 m/s)(1 s) = 10 m y = yo + (vo sin teta) t – ½ gt2 y = – ½ gt2 y = – ½ (10 m/s2)(1 s)2 y = – 5 m
Nilai negatif menunjukkan bahwa motor tersebut berada di bawah titik awalnya.
Berapa jarak motor dari titik awalnya ?
Berapa kecepatan motor pada saat t = 1 s ?
vx = vox = 10 m/s
vy = -gt = -(10 m/s2)(1 s) = -10 m/s
Setelah bergerak 1 sekon, sepeda motor bergerak dengan kecepatan 14,14 m/s dan berada pada 45o terhadap sumbu x positif.
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid I (Terjemahan). Jakarta : Penerbit Erlangga.
Halliday dan Resnick. 1991. Fisika Jilid I (Terjemahan). Jakarta : Penerbit Erlangga.
Tipler, P.A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (Terjemahan). Jakarta : Penebit Erlangga.
Lampiran II.
LEMBAR KERJA GERAK PARABOLA
Tujuan : Peserta didik dapat menetukan factor yang empengaruhi gerak parabola dari sebuah peluru.
A. Tuliskanlah pendapat kalian pada pertanyaan berikut ini.
1) Bgaimana pendapat kalian tentang gerak parabola sebuah peluru agar mengenai sebuah target sasaran:
_____________________________________________________________________________________________________
2) Faktor apa saja yang Anda berpikir mempengaruhi pergerakan peluru (mencoba untuk daftar setidaknya tiga faktor):
_____________________________________________________________________________________________________
B. Lakukanlah percobaan secara virtual melalui laman ke http://phet.colorado.edu/sim u lations / sims.php? Sim =
Projectile_Motion * Tekan tombol RUN NOW
Aktivitas 1:
1) Dengan teman sekelompok kalian, pilih salah satu faktor yang baru saja tercantum diatas dan mengusulkan sebuah pertanyaan untuk menguji faktor yang Anda ungkapkan. Tujuan Anda adalah untuk mencapai target!
a) Faktor: _______________ b) Pertanyaan: _____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________.
2) Tulislah hipotesis Anda mengenai bagaimana faktor yang Anda pilih akan mempengaruhi peluru untuk mencapai target.
3) Apa variabel pengujian Anda? ____________________ Variabel Hasil? _________________________
4) Variabel apa yang harus Anda tetap konstan? _________________________________________________
5) Setelah Anda telah menempatkan semua variabel , Apakah peluru mencapai target Anda? Tuliskanlah pernyataan kesimpulan yang menjelaskan hasil Anda.
____________________________________________________________________________________________________ Aktivitas 2:
1) Dengan mitra laboratorium Anda, memilih faktor yang berbeda dari yang di atas dan mengusulkan sebuah pertanyaan untuk menguji faktor yang Anda ungkapkan.. Tujuan Anda adalah untuk mencapai target!
a) Faktor: _______________ b) Pertanyaan: _____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________.
2) Menulis hipotesis Anda tentang bagaimana faktor yang Anda pilih akan mempengaruhi kemampuan Anda untuk mencapai target:
_____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________.
3) Apa variabel pengujian Anda? ____________________ Variabel Hasil? _________________________
4) Variabel apa yang harus Anda tetap konstan? _________________________________________________
6) Setelah Anda telah menempatkan semua variabel , Apakah peluru mencapai target Anda? Tuliskanlah pernyataan kesimpulan yang menjelaskan hasil Anda.
_____________________________________________________________________________________________________ ____________________________________. C. Kesimpulan : ……… ………..
Penilaian Praktik No Nama Siswa Mencatat data percobaan Analisa/ Pengolahan Data Penulisan Laporan Presentasi Laporan Jumlah Skor 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1. 2. 3. Keterangan :
1 = Kurang 65-75 Cukup; 76-90 Baik; 91-100 Amat Baik
2 = cukup 3 = Baik/Tepat
KISI-KISI PENULISAN SOAL PENILAIAN HARIAN
JENIS SEKOLAH : SMA
KELAS/ SEMESTER : X/ 1 MATA PELAJARAN : FISIKA
No Kompetensi Dasar Materi IPK Indikator Soal Level
Kognitif Bentuk Soal No Soal 1 3.5 Menganalisis gerak parabola dengan menggunakan vektor, berikut makna fisisnya dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari Gerak Parabola 3.3.1 Mendeskripsikan besaran fisis pada gerak parabola
Disajikan gambar sebuah peluru yang mengalami gerak parabola, peserta didik dapat menentukan kecepatan terbesar pada arah vertikal
C2 PG 1
3.5.3.Menguraikan komponen-komponen vector kecepatan pada sumbu x dan sumbu y gerak parabola
Diketahui tinggi dan jarak sasaran sebuah peluru, peserta didk dapat menentukan kecepatan awal dan arah peluru saat mengeni sasaran
C3 PG 2
3.5.4.Menentukan posisi benda setelah t detik
Disajikan gambar dan data percobaan gerak parabola, peserta didik dapat menentukan jarak jangkauan dan sudut elevasi pada saat tertentu
C4 PG 3
Disajikan data percobaan gerak parabola, peserta didik dapat
No Kompetensi Dasar Materi IPK Indikator Soal Level Kognitif Bentuk Soal No Soal 3.4.7.Menentukan tinggi
maximum dan jarak terjauh
menentukan grafik percepatan terhadap waktu
Disajikan data percobaan gerak parabola, peserta didik dapat menentukan urutan jarak jangkauan maksimum
C4 PG 5
Diketahui sebuah meriam diatas tebing setinggi h dan ditembakkan dengan kecepatan tertentu untuk mencapai target sasaran, peserta didik dapat menentukan posisi peluru masuk atau diluat target sasaran
SOAL PENILAIAN HARIAN Satun Pendidikan : SMAN 1 Cibarusah
Mata Pelajaran : Fisika Kelas / Semester : X/1
Piihlah salah satu jawaban yang paling benar.
1. Seorang peserta didik mencoba menganalisi gerapk peluru melalui sebuh animasi. Hasil animasi tampak seperti gambar dibawah.
Posisi peluru yang kecepatan pada arah vertikalnya terbesar adalah ... A. A
B. B C. C D. D E. C
2. Sasaran yang tingginya 240 m dan jarak mendatarnya 600 m ditembakkan oleh sebuah peluru dengan sudut elevasi 450 (g = 10 m/s2). Jika sasaran tertempat oleh peluru, maka kecepatan awal peluru dan arah peluru saat kena kesasaran adalah A. 100 m/s, naik
B. 100 m/s, turun C. 90 m/s, naik D. 90 m/s, turun E. 80 m/s, naik
3. Sekelompok siswa melakukan percobaab gerak parabola dengan sebuah kelerang bermasssa 50 gram ditembakkan dengan sudut elevasi yang berbeda-beda. Tampak seperti pada gambar.
Data percobaan ditunjukkan pada table dibawah ibi.
No. Sudut elevasi (α0) Jarak jangkauan maksimum cm) 1 30 93 2 45 X 3 50 96 4 60 82 5 Y 48
Nilai yang X dan Y yang benar pada percobaan tersebut adalah…. A. 80 dan 65
B. 90 dan 67 C. 95 dan 70 D. 98 dan 75 E. 102 dan 80
4. Pada sebauh percobaan untuk menganalisis besaraan fisis pada gerak parabola, peserta didik menjatuhkan dua buah bola identik A dan B dari ketinggian 120 cm. Posisi bola dalam selang waktu yang sama ditampilkan pada gambar dibawah ini.
Berdasarkan gambar diatas, grafik percepatan pada sumbu y (a) terhadap waktu (t) yang benar dari kedua bola adalah ….
A B a A a B a D a E a C t t t t t A B B A A A=B A B B
5. Sebuah meriam menembakkan 5 butir peluru identic dengan kecepapan awan dan sudut elevasi yang berbeda-beda, seperti pada table di bawah ini.
Peluru Kecepatan awal (m/s) Sudut elevasi (0)
1 1,0 90
2 2,0 60
3 2,0 90
4 2,0 45
5 3,0 60
Berdasarkan data diatas, urutan kenaikan jarak jangkauan maksimum peluru yang benar adalah … A. 1,3,5 B. 2,3,4 C. 3,4,5 D. 4,5,1 E. 5,1,3 URAIAN
Sebuah Meriam menembakkan perlur seperti pada gambar dibawah.
Jika meriam akan menembakkan peluru dari ketinggian 52 m dengan kecepatan awal 25 m/s. Jika terget sasaran memiliki diameter 80 meter seperti gambar diatas, apakan peluru tersebut jatuh didalam target atau diluar target sasaran?
Jawab
Pedoman Penskoran
Kata Kunci/Kunci Jawaban Skor
Diketahui : h = 52 m x = 80 m 𝑣0= 25 m/s
g = 10 ms-2
𝜃= 00
Ditanyakan :
Peluru masuk ke targer sasaran atau tidak? 1
Jawab :
Waktu peluru sampai di tanah 𝑡 = √2ℎ
𝑔 = √ 2.52
10 = 3,22 sekon
Jarak jangkauan pada sumbu x dalam selang waktu 3,22 sekon adalah 𝑥 = 𝑣𝑜𝑐𝑜𝑠𝜃. 𝑡 = 25. cos 0 . 3,22 = 80,5 𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟
3
3 Karena jarak jangkauan peluru diluar diameter target sasaran maka posisi peluru
jatuh diluar target sasaran
2
