MODUL AJAR
(RPP versi Kurikulum 2013) Pertemuan Pertama
I. INFORMASI UMUM
A. Identitas Sekolah
Sekolah : SMAN 2 Skanto
Mata Pelajaran : Fisika Tahun Pelajaran : 2022/2023
Jenjang : SMA
Kelas : X/FASE E
Alokasi Waktu : 10 Menit B. Kompetensi Awal
Peserta didik telah mempelajari materi pengukuran pada Bab atau Tema sebelumnya.
C. Profil Pelajar Pancasila
1. Berintegritas dan menjaga keselamatan diri dalam keselamatan kerja; Memahami keterhubungan ekosistem bumi dan menjaga lingkungan (akhlak mulia wujud Beriman dan Bertakwa);
2. Menetapkan tujuan dan rencana, serta mengembangkan kendali dan disiplin diri (wujud Kemandirian);
3. Menunjukkan kolaborasi dan komunikasi untuk tujuan bersama (wujud Bergotong royong);
4. Memperoleh dan mengolah informasi serta menganalisis, mengevaluasi, merefleksi, dan mengevaluasi pikirannya sendiri (wujud Bernalar kritis);
5. Memiliki keluwesan berpikir dalam mencari alternatif solusi permasalahan (wujud Kreativitas).
D. Sarana dan Prasarana
● Sarana : HP/tablet/laptop, media pembelajaranwww.webisika.com
● Prasarana : ruang kelas, laboratorium, lingkungan sekolah E. Target Peserta Didik
Peserta didik reguler/tipika Kesulitan belajar
Pencapaian tinggi
: : :
umum dengan 3 model gaya belajar yang berbeda ada 1-2 peserta didik yang belum mempunyai akun gmail
peserta didik mampu memahami materi Prosedur Kerja Ilmiah dan merancang dengan mengambil tema di sekitar sekolah
F. Model Pembelajaran
Model pembelajaran yang digunakan adalah pembelajaran inkuiri dengan alur atau langkah-langkah pembelajaran sebagai berikut:
1. Orientasi terhadap Masalah 2. Merumuskan Masalah 3. Mengajukan Hipotesis 4. Mengumpulkan Data 5. Menguji Hipotesis 6. Menyimpulkan
Metode pembelajaran : Diskusi, tanya jawab, dan penugasan
II. KOMPONEN INTI
A. Capaian Pembelajaran (Kompetensi Inti dalam Kurikulum 2013)
Pada akhir fase E, peserta didik memiliki kemampuan untuk responsif terhadap isu-isu global dan berperan aktif dalam memberikan penyelesaian masalah. Kemampuan tersebut antara lain mengamati, mempertanyakan dan memprediksi, merencanakan dan melakukan penelitian, memproses dan menganalisis data dan informasi, mengevaluasi dan merefleksi, dan mengkomunikasikan dalam bentuk proyek sederhana atau simulasi visual menggunakan aplikasi teknologi yang tersedia terkait dengan energi alternatif, pemanasan global, pencemaran lingkungan, nanoteknologi, bioteknologi, kimia dalam kehidupan sehari-hari, pemanfaatan limbah dan bahan alam, pandemi akibat infeksi virus. Semua upaya tersebut diarahkan pada pencapaian tujuan pembangunan yang berkelanjutan (SDGs). Melalui pengembangan sejumlah pengetahuan tersebut dibangun pula berakhlak mulia dan sikap ilmiah seperti jujur, objektif, bernalar kritis, kreatif, mandiri, inovatif, bergotong royong, dan berkebhinekaan global.
B. Tujuan Pembelajaran (Kompetensi Dasar dalam Kurikulum 2013)
Pada akhir fase E peserta didik mampu mendeskripsikan gejala alam dalam cakupan kerja ilmiah dalam pengukuran, evolusi alam semesta dan tata surya, perubahan iklim, pemanasan global, lingkungan fisik dan kesehatan manusia, serta energi alternatif dan pemanfaatannya.
C. Indikator Ketercapaian Tujuan Pembelajaran (IKTP)
Setelah mengikuti pembelajaran Pertemuan Pertama ini diharapkan peserta didik mampu:
1. Mendefinisikan pengertian usaha
2. Mendefinisikan energi berdasarkan konsep usaha.
3. Mengidentifikasikan macam-macam bentuk energi dasar yang ada dalam kehidupan sehari-hari.
4. Menganalisis bentuk energi yang terlibat pada penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
D. Pemahaman Bermakna
Informasi yang bermanfaat: informasi mengenai kegunaan dan cara kerja kincir air, menganalisis besaran yang terkait dengan usaha kincir air, usaha merupakan cara untuk menyalurkan energi dan merupakan besaran skalar.
E. Pertanyaan Pemantik
Jika Kalian melakukan perjalanan ke Abepura melewati daerah Yoka, pernahkah Kalian melihat kincir air di dekat Kali Jernih (KJ)? Bentuk energi apa yang masih dapat digali lebih lanjut lagi pada kincir air ini? Adakah potensi energi di sekitar Kalian yang belum digali seperti kincir air?
F. Persiapan Pembelajaran
1. Mengupload Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD): Aktivitas 6.1 dan Aktivitas 6.2 di Drive Bersama
2. Membaca referensi mengenai bentuk-bentuk energi dasar, masalah ketersediaan energi dan potensi sumber energi yang ada di lingkungan sekitar tempat tinggal.
G. Kegiatan Pembelajaran
No. Kegiatan Pembelajaran Alokasi
Waktu 1. Pendahuluan/Kegiatan awal
● Dimulai dengan doa, salam, menanyakan kabar, dan mengabsen kehadiran peserta didik
● Guru melakukan apersepsi dan motivasi pembelajaran berupa manfaat setelah mempelajari materi Usaha dan Energi
2 Menit
2. Kegiatan Inti
Alur Pembelajaran di Pertemuan Pertama:
1. Orientasi terhadap Masalah
Guru melakukan konstruksi pengetahuan terlebih dahulu dengan langkah-langkah sebagai berikut:
● Guru membimbing peserta didik untuk mengamati kincir air pada Gambar 6.1 dan membaca informasi mengenai kegunaan dan cara kerja kincir air tersebut.
● Guru mengarahkan peserta didik untuk menganalisis besaran yang terkait dengan usaha kincir air pada bacaan Subbab 6.1.
● Guru menekankan bahwa usaha merupakan cara untuk menyalurkan energi dan mengingatkan juga bahwa usaha merupakan besaran skalar.
● Guru mengarahkan peserta didik untuk mengidentifikasikan bentuk energi yang terlibat pada kincir air.
● Guru mengarahkan peserta didik membaca macam-macam bentuk energi yang biasa ditemukan dalam kehidupan sehari-hari pada bacaan subbab 6.2.
● Guru mengarahkan peserta didik untuk berpikir bagaimana cara mengukur bentuk-bentuk energi tersebut.
6 Menit
Selanjutnya, guru melakukan aplikasi konsep untuk mengarahkan peserta didik merumuskan masalah dengan langkah-langkah sebagai berikut:
● Guru menuntun peserta didik untuk melakukan perhitungan secara matematis sederhana pada Aktivitas 6.1 bersama-sama dalam kelompok diskusi kecil beranggotakan dua sampai tiga orang dan memberikan batasan waktu pengerjaan yang disesuaikan dengan kondisi peserta didik di kelas tersebut.
● Setelah selesai, guru menuntun kembali peserta didik untuk mengerjakan Aktivitas 6.2 bersama-sama dalam kelompok diskusi kecil beranggotakan dua sampai tiga orang dan memberikan batasan waktu pengerjaan yang disesuaikan dengan kondisi peserta didik di kelas tersebut.
3. Penutup/Kegiatan Akhir
Guru melakukan refleksi pembelajaran sebagai berikut:
● Guru mengarahkan peserta didik menuliskan poin-poin pembelajaran yang telah diperoleh pada bab ini di buku latihan.
● Guru meminta perwakilan peserta didik untuk membacakan apa yang telah dipelajari pada pertemuan hari ini.
Guru memberikan umpan balik kepada peserta didik sebagai berikut:
● Usaha dilakukan gaya dorong aliran air sungai memutar kincir air sehingga dapat memindahkan air dari posisi yang rendah menuju posisi yang lebih tinggi.
● Terdapat macam-macam bentuk energi yang biasa ditemukan dalam kehidupan sehari-hari.
● Bentuk energi yang sudah dimanfaatkan oleh masyarakat pada kincir air adalah energi kinetik dan energi potensial gravitasi, yaitu energi mekanik.
● Bentuk energi lain yang masih bisa dimanfaatkan sebenarnya adalah energi listrik.
Guru memberikan tindak lanjut pembelajaran sebagai berikut:
● Guru mengingatkan kembali mengenai bentuk-bentuk energi pada Sub Bab 6.2 dan Aktivitas 6.2, mintalah peserta didik untuk mengamati potensi energi (seperti pada kincir air, masih dapat dieksplorasi menjadi pembangkit listrik mikrohidro) yang ada di lingkungan sekitar rumah peserta didik untuk dijadikan proyek akhir bab pada Aktivitas 6.7 A.
2 Menit
H. Asesmen
Asesmen yang akan diberikan kepada peserta didik meliputi:
1. Asesmen sebelum pembelajaran (diagnostik) : Penilaian Diri
2. Asesmen selama proses pembelajaran (formatif) : Mengerjakan Aktivitas 6.1 dan Aktivitas 6.2
3. Asesmen akhir proses pembelajaran (sumatif) : Tes Tertulis
I. Pengayaan dan Remedial
Pengayaan : Diberikan soal tambahan kepada peserta didik Remedial : Pengulangan materi pembelajaran
J. Refleksi Peserta Didik dan Guru
Peserta didik : Membuat poin-poin penting materi yang sudah dipelajari Guru : Memberikan umpan balik dan penguatan kepada peserta didik
III. LAMPIRAN
A. Lembar Kerja Peserta Didik
B. Bahan Bacaan Guru dan Peserta Didik
Pernahkah Kalian melihat kincir air? Kalau Kalian akan pergi ke Abepura melewati Yoka maka Kalian akan melihat kincir air di dekat Kali Jernih. Gambar 6.1 di atas adalah gambar kincir air yang ada di buku teks IPA. Kincir air biasanya digunakan untuk mengalirkan air sungai ke sawah saat musim kemarau tiba. Kincir air baru berfungsi sebagai alat untuk membantu pengairan sawah. Padahal kincir air tersebut masih dapat dimanfaatkan lebih lanjut lagi sebagai pembangkit energi listrik.
Setelah membaca berita di atas, pertanyaan apa yang timbul di benak Kalian?
6.1. Energi
Banyaknya air yang mengalir pada sungai dinyatakan dalam besaran debit yang secara matematis dinyatakan dengan persamaan berikut.
dengan
Q = debit air (m3/s)
V = volume air (m3) dan t = waktu (s)
Aliran air sungai dengan debit tertentu menyediakan gaya dorong yang dibutuhkan untuk memutar kincir air dan mengangkat air pada tabung bambu hingga mencapai ketinggian sekitar 5 meter. Gaya dorong aliran air sungai tersebut tegak lurus dengan kincir airnya. Gaya tersebut menyebabkan kincir air tersebut berputar disebut torsi.
Secara matematis, torsi oleh gaya dorong aliran air sungai tersebut dinyatakan dengan persamaan berikut.
dengan
= torsi (N.m) τ
F = gaya dorong yang diberikan oleh aliran air (N) r = jarak ujung kincir air terhadap poros kincir (m)
Gaya tersebut yang diberikan aliran sungai menyalurkan energi pada kincir tersebut.
Oleh karena itu, Kalian dapat menyebutkan bahwa gaya dorong aliran air tersebut melakukan usaha.
Melakukan usaha artinya cara memindahkan atau menyalurkan energi. Usaha dan energi memiliki satuan yang sama. Dalam SI satuannya adalah Joule (J). Dimensi dari usaha dan energi adalah .
Secara matematis, usaha yang dikerjakan oleh gaya dorong aliran air tersebut dinyatakan dengan persamaan
dengan
W = usaha yang dikerjakan oleh gaya (J) F = gaya (N)
Δs = perpindahan (m)
Seberapa lama waktu yang digunakan untuk melakukan usaha dinyatakan dengan besaran daya. Secara matematis, daya dinyatakan dengan persamaan matematis berikut ini.
dengan
P = daya (Watt) W = usaha (Joule) t = waktu (s)
Dalam kehidupan sehari-hari, energi tidak selalu dinyatakan dalam satuan SI, Joule.
Satuan energi, kaitannya dengan daya, biasa dinyatakan dalam kilowatt.jam (kWh).
Mari mencoba aplikasikan persamaan tersebut pada kincir air tersebut dengan contoh kasus berikut.
Misalkan gaya dorong yang diberikan volume air tertentu yang bergerak. Gaya F memutar kincir air hingga air terangkat sejauh 5 m dari dasar sungai, maka usaha yang dikerjakan oleh gaya F adalah sebagai berikut.
W = F Δs W = F (5) = 5F W = 5F Joule
Maka energi yang diberikan oleh gaya dorong aliran air sungai pada kincir air adalah 5F Joule.
Ayo Coba
Kalian sudah mendapat penjelasan mengenai energi. Cobalah lakukan Aktivitas 6.1 agar Kalian dapat memahaminya lebih lanjut.
Aktivitas 6.1
Kelompok tani dari desa tetangga terancam mengalami gagal panen akibat musim kemarau. Mereka memutuskan membuat kincir air seperti kelompok tani Desa Manggungsari. Jika jari-jari kincir air yang mereka buat sebesar 3 meter. Jika gaya dorong aliran airnya sebesar 62,21 N, energi yang disalurkan oleh gaya dorong aliran air pada kincir air tersebut adalah ... Joule.
6.2. Bentuk-bentuk Energi
Kincir air dapat berputar karena gaya dorong aliran air. Bentuk energi yang terlibat pada peristiwa tersebut adalah energi kinetik. Pada Gambar 6.2, terlihat bahwa air mengalir keluar dari tabung bambu setelah tabung tersebut mencapai pada posisi tertinggi atau puncak kincir air. Hal tersebut terjadi akibat adanya gaya tarik dari gravitasi Bumi, sehingga energi yang disalurkan pada air dalam tabung bambu tersebut adalah energi potensial gravitasi.
Pada peristiwa kincir air tersebut, terdapat dua bentuk energi yang terlibat. Namun apakah masih ada bentuk-bentuk energi lain selain dua bentuk energi tersebut? Ya.
Tentu saja masih banyak bentuk energi lainnya. Mari bersama-sama mengulas bentuk-bentuk energi.
A. Energi Kinetik
Energi yang dimiliki oleh benda bergerak lurus disebut energi kinetik. Secara matematis, dinyatakan dengan persamaan.
dengan
EK = energi kinetik (J) m = massa benda (kg) v = kecepatan benda (m/s)
Untuk menentukan energi kinetik dari suatu benda, Kalian memerlukan informasi massa benda dan kecepatan benda. Kecepatan benda dinyatakan dengan persamaan.
dengan
Δs = perpindahan benda (m) Δt = selang waktu (s)
Pada kasus kincir air, tabung bambu yang berada pada ujung-ujung kincir bergerak pada lintasan lingkaran. Jarak yang ditempuh tabung bambu saat berputar adalah sebagai berikut.
∆s = n × Keliling lingkaran
Jika ∆s disubstitusikan ke persamaan (6.6), kecepatan tabung putaran tabung bambu adalah sebagai berikut.
Jika persamaan (6.7) disubstitusikan pada persamaan (6.5), sehingga persamaan energi kinetik untuk kincir air yang berotasi adalah sebagai berikut.
dengan
EK = energi kinetik kincir yang berotasi (J) m = massa kincir air (kg)
n = banyaknya putaran r = jari-jari roda kincir (m)
t = waktu yang dibutuhkan tabung bambu untuk menempuh satu putaran (s) B. Energi Potensial Gravitasi
Di bawah pengaruh gaya gravitasi Bumi, benda akan memiliki energi yang tersimpan. Energi tersebut biasanya disebut dengan istilah Energi Potensial Gravitasi.
dengan
EP = energi potensial gravitasi (J) m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (10 m/s2)
h = posisi benda pada ketinggian tertentu (m) C. Kalor
Ketika terjadi perubahan suhu pada benda, terdapat energi yang diserap atau dilepaskan oleh benda, yaitu kalor. Secara matematis kalor dinyatakan dengan persamaan berikut ini.
dengan
Q = kalor (J) m = massa benda (kg)
c = kalor jenis (J/kg.K) ΔT = perubahan suhu (K) D. Energi Listrik
Muatan listrik Q memiliki medan listrik, kemudian muatan listrik lainnya q dipindahkan dari satu tempat ke tempat yang lain dalam pengaruh medan listrik Q, maka muatan listrik q memiliki energi. Secara matematis dinyatakan dengan persamaan:
Pada persamaan tersebut, berlaku Hukum Ohm.
dengan
W = energi listrik (J)
V = beda potensial atau tegangan listrik (Volt) I = kuat arus listrik (A)
R = hambatan listrik (ohm) t = selang waktu (s)
Ayo Identifikasi
Kalian sudah mengetahui bentuk-bentuk energi. Ayo lakukan Aktivitas 6.2.
Aktivitas 6.2
Salinlah tabel di bawah pada buku latihan Kalian dan isilah jawabannya.
A. Tentukanlah besaran-besaran yang perlu diketahui untuk mengetahui besar energi terkait beserta dimensi dan alat ukurnya.
B. Tentukanlah satuan SI dan dimensi dari besaran yang merupakan konstanta berikut ini.
C. Buktikanlah bahwa persamaan ini memiliki dimensi yang sama dengan energi.
C. Glosarium
beda potensial listrik : banyaknya energi listrik yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan listrik dari suatu tempat ke tempat lainnya
besaran : sesuatu yang ingin diketahui ukurannya dengan skala satuan tertentu
besaran skalar : besaran yang memiliki nilai dan tidak memiliki arah besaran vektor : besaran yang memiliki nilai dan arah
daya : usaha per satu satuan waktu
dimensi : cara penyusunan suatu besaran turunan dari besaran-besaran pokok
energi : kemampuan untuk melakukan usaha energi kinetik : energi yang dimiliki oleh benda bergerak
energi listrik : energi yang timbul akibat adanya pergerakan muatan-muatan listrik
energi mekanik : penjumlahan dari energi kinetik dan energi potensial
energi potensial : energi yang dimiliki oleh benda yang berada pada posisi/kedudukan tertentu.
gaya : ukuran kekuatan yang bekerja pada suatu benda, mengakibatkan suatu benda mengubah keadaan geraknya hambatan listrik : ukuran kesukaran suatu bahan dalam menghantarkan arus
listrik
hipotesis : jawaban sementara dari masalah yang perlu diuji kebenarannya melalui eksperimen
kalor : energi panas yang berpindah dari benda bersuhu tinggi menuju benda bersuhu rendah
kalor jenis : banyaknya kalor yang dibutuhkan 1 gram zat untuk menaikkan suhunya sebesar 1oC
D. Daftar Pustaka
Puspaningsih, Ayuk R., dkk. (2021). Ilmu Pengetahuan Alam SMA Kelas X. Jakarta:
Kemdikbud Ristek.
Nama/Kelas :
1. Penilaian Diagnostik
Jawablah pertanyaan ini sesuai kondisi yang sebenarnya:
a. Bagaimana kabar Kalian hari ini?
b. Apakah ada yang pernah pergi ke Abepura melewati Yoka dan melihat kincir air di dekat Kali Jernih (KJ)?
2. Penilaian Formatif
Penilaian formatif Aktivitas 6.1 dan 6.2 ada di GCR (salinan GSlide) untuk Peserta Didik yang memiliki model gaya belajar Visual, Peserta Didik yang memiliki gaya belajar Auditori dan Kinestetik dapat mengerjakannya di website pembelajaran fisika www.webisika.com. Semua tugas diunggah (diupload) di Drive Bersama Folder Aktivitas 6.1 dan Folder Aktivitas 6.2.
3. Penilaian Sumatif
Terlampir dalam link quizizz yang terintegrasi dalam website pembelajaran fisika www.webisika.com
Mengetahui,
Kepala SMA Negeri 2 Skanto
Mesak Mantek, S.Pd., M.Si.
NIP. 19790304 200502 1 003
Skanto, 3 Juli 2022 Guru Mapel Fisika
Wiji Susilowati, S.Si., M.Pd.
NIP. 19821206 201004 2 001
