BAB V PENUTUP. Berdasarkan hasil analisis deskriptif data penelitian dan pembahasan dapat

(1)

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis deskriptif data penelitian dan pembahasan dapat

disimpulkan secara umum bahwa hasil pembelajaran dengan menerapkan model

pembelajaran kooperatif tipe Student Teams Achievement Division (STAD) dapat

diterapkan dengan optimal pada materi pokok Fluida Statis peserta didik kelas XI IPA

3 tahun pelajaran 2015/2016 SMA Negeri 6 Kupang yang berjumlah 25 orang. Secara

terperinci dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. Kemampuan guru dalam mengelola pembelajaran dengan menerapkan model

pembelajaran kooperatif tipe Student Teams Achievement Division (STAD) materi

pokok Fluida Statis peserta didik kelas XI IPA 3 SMA Negeri 6 Kupang yang

mencakup: perencanaan pembelajaran, pelaksanaan pembelajaran dan evaluasi

pembelajaran adalah termasuk dalam kategori baik dengan skor rata-rata secara

berturut-turut adalah: 4,00; 3,9; 4,00.

2. Keterampilan

kooperatif

peserta

didik

meliputi:

berada

dalam

tugas,

mengambil giliran dan berbagi tugas, mendorong berpartisipasi, bertanya

atau menjawab dan mendengarkan dengan aktif semuanya berada pada rentang

rata-rata ideal kefektivitas yang ditetapkan.

3. Indikator Hasil Belajar dalam kegiatan pembelajaran fisika pada materi pokok Fluida

Statis yang menerapkan model pembelajaran kooperatif tipe Student Teams

Achievement Division (STAD) semuanya tuntas dengan rata-rata proporsi ketuntasan

indikator produk (kognitif) sebesar 0,90; indikator afektif sebesar 0,87 dan indikator

psikomotor 0,88.

(2)

4. Hasil Belajar peserta didik kelas XI IPA 3 Kupang dalam kegiatan pembelajaran

fisika pada materi pokok Fluida Statis dengan menerapkan model pembelajaran

kooperatif tipe Student Teams Achievement Division (STAD) yang terdiri dari 25

peserta didik semuanya tuntas dan terjadi peningkatan proporsi jawaban benar untuk

THB produk sebesar 0,56 Semua peserta didik, juga mencapai ketuntasan

belajarnya pada aspek afektif dengan proporsi 0,86 dan aspek psikomotor dengan

proporsi 0,80.

5. Respon peserta didik terhadap pembelajaran kooperatif tipe Student Teams

Achievement Division (STAD) sangat baik, karena rata-rata persentase kelima

aspek berada pada rentang kategori (81-100) % yakni 89,48 %.

B. Saran

Demi terwujudnya

suasana

pembelajaran

yang

kondusif

dan

menyenangkan dalam kelas, maka beberapa saran yang dapat diberikan oleh

peneliti adalah sebagai berikut:

1. Guru harus lebih banyak lagi untuk menguasai strategi, model, serta metode

yang tepat sehingga proses pembelajaran dapat berjalan dengan baik dan

membangkitkan semangat belajar serta keaktifan semua peserta didik.

2. Model pembelajaran kooperatif tipe Student Teams Achievement Division (STAD)

sangat baik dan optimal dalam pembelajaran sains, oleh karena itu disarankan

agar guru mata pelajaran fisika dapat menerapkannya dalam pembelajaran

untuk mendapatkan hasil belajar yang baik pada materi pokok yang sesuai.

3. Dalam menerapkan suatu model atau strategi pembelajaran, guru harus

memperhatikan pengelolaan waktu dalam pelaksanaan pembelajaran sehingga

semua aktivitas peserta didik benar-benar dikembangkan dan berjalan dengan

(3)

baik.

4. Dalam menerapkan suatu model atau strategi pembelajaran, guru harus

menyesuaikan dengan karakteristik materi yang akan diajarkan.

(4)

DAFTAR PUSTAKA

Arikunto, Suharsimi. 2010. Dasar-Dasar Evaluasi Pendidikan. Jakarta: PT Bumi

Aksara

Daryanto. 2013Standar Kompetensi dan Penilaian Kinerja Guru Profesional. Yogyakarta:

Gava Media.

.Mendesain Model Pembelajaran Inovatif-Progresif. Surabaya: Kencana, 2009.

Dimyati dan Mudjiono. Belajar dan Pembelajaran. Jakarta: Rineka Cipta, 2009.

Flavianus A. W. Ledjab dengan: Penerapan Model Pembelajaran Tipe Student Teams

Achievement Division (STAD) Materi Pokok Fluida Statis pada Peserta Didik Kelas

XI IPA 3 SMA N. 2 Kupang Tahun Pelajaran 2012/2013.

Giancoli. Fisika Universitas. Jakarta: PT Gelora Aksara Pratama, 1998.

Haryadi, Bambang. 2009.Fisika: untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: CV Teguh Karya.

Isjoni, H. 2013. Pembelajaran Kooperatif. Yogyakarta: Pustaka Belajar.

,2009, Cooperatif Learning Efektivitas Pembelajaran Kelompok, Bandung; AlfaBeta

Kanginan, Marthen. IPA Fisika untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga, 2007.

Rahmawati, Tutik dan Daryanto. Teori Belajar dan Proses Pembelajaran yang Mendidik.

Yogyakarta: Gava Media, 2015

Riduwan. 2003. Dasar-Dasar Statistik, Bandung: Alfabeta.

Sanjaya, Wina. 2011. Kurikulum dan Pembelajaran. Jakarta: Kencana Prenada Media Group

2013. Penelitian Pendidikan. Jakarta: Kencana Prenada Media Group

Sunardi dan Irawan, Etas. 2011. Fisika Bilingual. Bandung, CV. Yrama Widya.

Sugiyono. 2013. Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: Alfabeta

2013. Statistik Untuk penelitian. Bandung: Alfabeta

Sumantri. 2015Mohamad Syarif. Strategi Pembelajaran. Jakarta: Rajagrafindo Persada,

Trianto. 2009. Mendesain Model Pembelajaran Inovatif-Progresif. Jakarta: Kencana Prenada

Media Group

(5)

(6)

(7)

155

S I L A B U S

Nama sekolah : SMA Negeri 6 Kupang

Mata Pelajaran : Fisika

Kelas/Semester

: XI/II

Standar Kompetensi

: 2. Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah

Kompetensi

Dasar

Indikator Pembelajaran

Kegiatan Pembelajaran

Nilai

Karakte

r dan

Budaya

Bangsa

Materi

Pokok

Penilaian

Alokasi

Waktu

Sumber

Belajar

Teknik

Bentuk

Instrum

en

Contoh

Instrum

en

2.2. Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statis dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

1.

Menentukan hubungan antara gaya, tekanan dan luas daerah yang dikenai gaya.

1.

Mencari informasi dengan

mengamati paku yang

dipukulkan/ ditancapkan ke

papan dengan ujung paku yang

berbeda.

2.

Menceriterakan hasil

pengamatan di depan kelas

 Jujur  Tekun  Komunikat if

Fluida

Statis

Tes

Tertuli

s

(Produ

k)

Non tes

Pilihan

ganda

dan

uraian

THB

afektif

dan THB

psikomot

or

Terlampi

r

2 x 45

Menit

Buku

IPA

Fisika

yang

relevan,

Bahan

Ajar

Peserta

Didik

(BAPD),

2.

Menerapkan persamaan

A

F

p



dalam menyelesaikan soal-soal. 1. Menggunakan persamaan A F p

untuk menyelesaikan soal-soal. 2. Mengevaluasi hasil pekerjaan

yang telah diselesaikan.

 Kritis  Kreatif  Mandiri  Toleransi Lampiran 01

(8)

156

Unjuk

Kerja

Uji petik

kerja

Lembar

Kerja

Peserta

Didik

(LKPD),

Alat dan

Bahan

praktiku

m,

lingku-ngan

3. Mendeskripsikan tekanan hirostatis

1. Mengisi air ke dalam botol

plastik yang sudah dibuat

lubang dengan tinggi lubang

yang berbeda.

2. Mengamati kekuatan pancaran

air yang keluar dari lubang

botol tersebut

3. Melakukan diskusi untuk

menemukan pengertian

tekanan hidrostatis.

4. Menyimpulkan berdasarkan

data pengamatan.

5. Mempresentasikan hasil

diskusi

 Kerja sama  Kreatif  Terampil  Kritis  Demokratis  Tanggung jawab  Komunikat if  Ketelitian  Jujur 4. Menerapkan persamaan gh P_h



dan h Total P P P  ₀ dalam menyelesaikan soal-soal.

1. Menyelesaikan soal dengan persamaan P_h



gh

dan

h

Total P P

P  0

2. Mengevaluasi hasil pekerjaan yang telah diselesaikan.

 Kritis  Kreatif  Mandiri  Toleransi

5. Mengaplikasikan tekanan dalam kehidupan sehari-hari.

1. Menyebutkan contoh tekanan dalam kehidupan sehari-hari.

 Kreatif  Terampil

(9)

157 6. Membuktikan hukum

Pascal melalui percobaan sederhana.

1. Mengisi air dalam botol yang lubangnya dibuat memiliki ketinggian yang sama.

2. Mengamati kekuatan pancaran air yang keluar dari lubang tersebut sebelum diberi perlakuan dan setelah diberi perlakuan. 3. Melakukan diskusi.

4. Menyimpulkan berdasarkan data pengamatan.

5. Mempresentasikan hasil diskusi.

 Kerja sama  Kreatif  Terampil  Kritis  Demokratis  Tanggung jawab  Komunikat if  Ketelitian 7. Menerapkan persamaan 1 1 2 2

A

F

A

F



dalam menyelesaikan soal-soal. 8. Mengaplikasikan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari

1. Menyelesaikan soal dengan persamaan 1 1 2 2 A F A F 

2. Mengevaluasi hasil pekerjaan yang telah diselesaikan. 1. Menyebutkan contoh-contoh

benda yang menerapkan prinsip hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari.  Jujur  Kritis  Kreatif  Mandiri  Toleransi  Kreatif  Terampil 9. Mendeskripsikan hukum Archimedes.

1. Mengamati sebuah balok yang

di timbang dengan

menggunakan neraca pegas di

udara dan di dalam air

2. Mengamati apakah selisisih

berat balok di udara dan berat

balok di dalam air sama

 Kerja sama  Kreatif  Terampil  Kritis  Demokratis  Tanggung jawab  Komunikat if

(10)

158

dengan volume atau berat air

yang dipindahkan.

3. Melakukan diskusi

4. Menyimpulkan berdasarkan

data pengamatan.

5. Mempresentasikan hasil

diskusi

 Ketelitian  Jujur 10. Menerapkan persamaan g V F_a  _f _bf dalam menyelesaikan soal-soal.

1. Menyelesaikan soal dengan persamaan F_a  _f V_bf g

2. Mengevaluasi hasil pekerjaan yang telah diselesaikan  Kitis  Kreatif  Mandiri  Toleransi 11. Melakukan eksperimen

tentang peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam.

1. Menaruh telur dalam air. 2. Mengamati keadaan telur

tersebut.

3. Mencampurkan garam ke dalam air.

4. Mengamati keadaan telur setelah diberi garam

5. Melakukan diskusi untuk menentukan peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam. 6. Menyimpulkan berdasarkan data

pengamatan

7. Mempresentasikan hasil diskusi.

 Kerja sama  Kreatif  Terampil  Kritis  Demokratis  Tanggung jawab  Komunikat if  Ketelitian  Jujur

(11)

159 penerapan hukum

archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

penerapan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

 Terampil

13. Mengidentifikasi contoh tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari. 14. Mendeskripsikan tegangan

permukaan.

1. Mencari informasi melalui cerita ( pengalaman) untuk dapat

mendefinisikan tegangan permukaan.

2. Menjelaskan kegiatan-kegiatan sehari- hari yang menerapkan konsep tegangan permukaan. 3. Menjelaskan pengertian tegangan

permukaan.  Kreatif  Terampil  Tekun  Jujur  Kritis 15. Menerapkan persamaan

l

F





atau

l

F

2 



dalam menyelesaikan soal-soal.

1. Menyelesaikan soal dengan persamaan

l

F





atau

l

F

2 



2. Mengevaluasi hasil pekerjaan yang telah diselesaikan.

 Kitis  Kreatif  Mandiri  Toleransi

Mengetahui

Kepala Sekolah

Drs. JEMMY A. BARIA

Nip: 19630725 199302 1 002

Kupang, ……….2016

Peneliti

YUNESTI NEPATI NOPE

No. Reg. 161 12 117

(12)

155

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

(RPP) 01

Sekolah

: SMA Negeri 6 Kupang

Mata Pelajaran

: FISIKA

Kelas/Semester

: XI/II

Materi Pokok : Fluida Statis

Alokasi Waktu

: 2 X 45 Menit

I. Standar Kompetensi

2. Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah.

II. Kompetensi Dasar

2.2. Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statis dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

III. Indikator Pembelajaran b. Indikator Produk

1.

Menentukan hubungan antara gaya, tekanan dan luas daerah yang dikenai gaya.

2.

Menerapkan persamaan

A

F

p



3.

Mendeskripsikan tekanan hirostatis.

4.

Menerapkan persamaan Ph



gh dan PTotal P0Ph dalam

menyelesaikan soal-soal.

5.

Mengaplikasikan tekanan dalam kehidupan sehari-hari.

6.

Membuktikan hukum pascal melalui percobaan sederhana.

7.

Menerapkan persamaan 1 1 2 2

A

F

A

F



dalam menyelesaikan soal-soal

8.

Mengaplikasikan hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari. c. Indikator Proses

Lampiran 02a

(13)

156

1.

Merumuskan tujuan

2.

Mengidentifikasi variabel-variabel

3.

Menuliskan alat dan bahan

4.

Menuliskan prosedur kerja

5.

Menampilkan data

6.

Menganalisis data

7.

Membuat kesimpulan d. Indikator Afektif

1. Disiplin dalam bekerja

2. Mengemukakan ide atau pendapat

3. Aktif bekerja sama dalam kelompok dan diskusi 4. Memiliki sikap ingin tahu

5. Jujur dalam bekerja

6. Bersikap hormat terhadap guru 7. Bersikap ramah terhadap teman

8. Tanggung jawab dalam menggunakan alat dan bahan e. Indikator Psikomotor

1.

Ketepatan dalam memilih alat

2.

Ketepatan dalam merancang eksperimen dan merakit alat

3.

Ketepatan menggunakan dan membaca skala pada alat ukur yaitu mistar.

IV. Tujuan Pembelajaran a. Tujuan Produk

Peserta didik diharapkan mampu:

1. Menentukan hubungan antara gaya, tekanan dan luas daerah yang dikenai gaya.

2. Menggunakan persamaan

A

F

p



untuk menyelesaikan soal-soal. 3. Mendeskripsikan tekanan hirostatis.

4. Menggunakan persamaan Ph



gh dan PTotal P0 Ph untuk

menyelesaikan soal-soal.

5. Menyebutkan contoh-contoh tekanan dalam kehidupan sehari-hari. 6. Menjelaskan bunyi hukum Pascal berdasarkan percobaan sederhana.

(14)

157 7. Menggunakan persamaan 1 1 2 2

A

F

A

F



untuk menyelesaikan soal-soal 8. Menyebutkan contoh-contoh hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari. b. Tujuan Proses

Peserta didik diharapkan mampu: 1. Merumuskan tujuan

2. Mengidentifikasi variabel-variabel 3. Menuliskan alat dan bahan

4. Menuliskan prosedur kerja 5. Menampilkan data

6. Menganalisis data 7. Membuat kesimpulan c. Tujuan Afektif

Peserta didik diharapkan dapat: 1. Disiplin dalam bekerja

8. Tanggung jawab dalam menggunakan alat dan bahan d. Tujuan Psikomotor

Peserta didik diharapkan dapat:

1. Terampil dalam memilih alat dengan tepat

2. Terampil dalam merancang percobaan dan merakit alat dengan tepat 3. Terampil dalam menggunakan dan membaca skala alat ukur dengan

benar (Posisi /arah mata benar).

V. Materi Pembelajaran

Tekanan Hidrostatis dan Hukum Pascal

VI. Pendekatan dan Metode Pembelajaran

(15)

158

Metode pembelajaran : Demonstrasi, eksperimen, diskusi, tanya jawab

VII. Sumber Belajar

1. Bahan Ajar Peserta Didik (BAPD)

2. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)

3. Buku IPA Fisika SMA Kelas XI

4. Alat dan bahan praktikum

5. Lingkungan

VIII. Kegiatan Pembelajaran

Kegiatan Pembelajaran

Alokasi Waktu

A. Pendahuluan (15 menit)

Fase I Menyampaikan indikator dan memotivasi siswa.

1. Guru memotivasi peserta didik dengan meminta salah satu peserta didik ke depan kelas untuk melakukan demonstrasi dengan cara menancapkan pines pada gabus dengan kedua ujung paku berbeda dan peserta didik lain diminta untuk memperhatikan apa yang dilakukan temannya.

2. Peserta didik tersebut diminta untuk menceritakan kepada teman-teman tentang demonstrasi yang baru saja dilakukan. 3. Guru menanyakan kepada peserta didik mengapa pines lebih

mudah ditancapkan bila ujungnya runcing?

4. Guru menyampaikan indikator pembelajaran agar peserta didik mengetahui materi yang akan dikuasai setelah pembelajaran selesai.

15 menit

B. Kegiatan Inti

Tahap Eksplorasi

Fase II Menyajikan materi pelajaran

Tahap I pengembangan materi pelajaran dan pembelajaran soal pre test untuk mendapat skor awal pada peserta didik.

1. Peserta didik diberi penjelasan secara garis besar mengenai

(16)

159

materi yang akan dipelajari, yaitu Tekanan Hidrostatis dan Hukum Pascal.

2. Peserta didik diberikan pre test. Tahap Elaborasi

Fase III Mengorganisasikan peserta didik ke dalam kelompok

belajar

Tahap 2: membagi kelompok

a. Guru membagi peserta didik kedalam kelompok kecil yang beranggotakan 4-5 orang secara heterohen.

b. Guru membagikan LKPD pada kelompok belajara

c. Mengarahkan peserta didik untuk melakukan kegiatan yang ada pada LKPD

Fase IV Membimbing Kelompok Belajar Tahap 3: belajar kelompok dalam kelas STAD

1. Guru membimbing peserta didik untuk melakukan kegiatan yang ada pada LKPD.

2. Guru mengontrol kerja peserta didik dan membantu seperlunya serta memotivasi peserta didik agar aktif dalam bertanya dan mengemukakan pendapat dalam kelompok masing-masing.

Kelompok Konfirmasi

Fase V Evaluasi

Tahap 4: Mempresentasikan laporan akhir

1. Guru meminta masing-masing kelompok untuk mempresentasikan hasil kerjanya.

2. Guru memberikan kesempatan kepada peserta didik yang lain untuk menanggapinya.

3. Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan menegaskan kembali konsep-konsep atau hal-hal penting mengenai tekanan hidrostatis dan hukum pascal. Guru

(17)

160

menegaskan kembali tentang pengertian tekanan, hubungan antara gaya dan luas penampang, hubungan berat zat cair dan ketinggian zat cair serta contoh tekanan dalam kehidupan sehari-hari, hukum pascal serta penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari.

4. Guru memberikan kuis untuk mengetahui tingkat pemahaman peserta didik.

C. Penutup

Fase VI Membuat kesimpulan dan memberikan penghargaan 1. Guru membimbing peserta didik untuk membuat

kesimpulan

2. Guru memberikan penghargaan pada kelompok yang berhasil

15 menit

IX. Penilaian

1. Teknik penilaian : - Tes tertulis (produk) - Non tes

- Tes unjuk kerja

2. Bentuk instrument : - Pilihan ganda dan uraian

- THB afektif dan THB psikomotor - Uji petik kerja

3. Contoh instrumen dan jawaban

1) Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi besar tekanan yang

bekerja pada suatu benda?

Jawaban: 1. Gaya tekan (F)

2. Luas bidang (A)

2) Dua buah pisau yang sama persis memiliki ketajaman yang

berbeda. Pisau pertama (pisau tajam) memiliki luas permukaan sisi

tajam sebesar 1 cm

2

, sedangkan pisau kedua (pisau tumpul)

memiliki luas permukaan sisi 4 cm

2

. Jika kamu menggunakan

kedua pisau untuk memotong roti dengan gaya sebesar 100 N,

berapakah tekanan yang dihasilkan masing-masing pisau dan apa

kesimpulan anda?

(18)

161 Diketahui: A1 = 1 cm2 = 1 x 10-4 m2 A2 = 4 cm2 = 4 x 10-4 m2 F = 100 N Ditanya: P1 dan P2 = ….? Jawab: P =

A

F

Tekanan pada pisau pertama: P

1

=

A

F

2 4 10 1 100 m x N   P1 = 106 Pa

Tekanan pada pisau kedua: P

2

=

A

F

2 4 10 2 100 m x N   P1 = 5 x 105 Pa

Jadi, tekanan yang paling besar berada pada pisau pertama (pisau tajam) karena memiliki luas permukaan yang kecil. Tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan.

Mengetahui

Kepala Sekolah

Drs. JEMMY A. BARIA

Nip: 19630725 199302 1 002

Kupang, ……….2016

Peneliti

YUNESTI NEPATI NOPE

No. Reg. 161 12 117

(19)

162

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

(RPP) 02

Sekolah

: SMA Negeri 6 Kupang

Mata Pelajaran

: FISIKA

Kelas/Semester

: XI/II

Materi Pokok : Fluida Statis

Alokasi Waktu

: 2 X 45 Menit

2.2 Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statis dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

III. Indikator Pembelajaran a. Indikator Produk

1. Mendeskripsikan hukum Archimedes.

2. Menerapkan persamaan F_a  _f V_bf g dalam menyelesaikan soal-soal. 3. Melakukan eksperimen tentang peristiwa terapung, melayang, dan

tenggelam.

4. Mengaplikasikan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari. b. Indikator Proses

1. Merumuskan tujuan

4. Menuliskan prosedur kerja 5. Menampilkan data

6. Menganalisis data 7. Membuat kesimpulan Lampiran

(20)

163 c. Indikator Afektif

2. Mengemukakan ide atau pendapat.

8. Tanggung jawab dalam menggunakan alat dan bahan d. Indikator Psikomotor

3. Ketepatan dalam memilih alat

4. Ketepatan dalam merancang eksperimen dan merakit alat

5. Ketepatan menggunakan dan membaca skala pada alat ukur yaitu neraca pegas, gelas ukur, gelas pancuran.

Peserta didik diharapkan mampu: 1. Menjelaskan hukum Archimedes.

2. Menggunakan persamaan F_a  _f V_bf g untuk menyelesaikan soal-soal. 3. Menjelaskan peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam berdasarkan

eksperimen yang dilakukan.

4. Menyebutkan contoh hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari. b. Tujuan Proses

2. Mengidentifikasi variabel-variabel 3. Menulis alat dan bahan

4. Membuat prosedur kerja 5. Menampilkan data 6. Menganalisis data 7. Membuat kesimpulan c. Tujuan Afektif

(21)

164 Peserta didik diharapkan dapat: 1. Disiplin dalam bekerja

2. Terampil dalam merancang eksperimen dan merakit alat dengan tepat 3. Terampil dalam menggunakan dan membaca skala pada alat ukur yaitu

neraca pegas, gelas ukur, gelas pancuran dengan tepat

V. Materi Pembelajaran Hukum Archimedes

VI. Model dan Metode Pembelajaran

Model Pembelajaran : Pembelajaran Kooperatif Tipe STAD

Metode pembelajaran : Demonstrasi, eksperimen, diskusi, tanya jawab

VII. Sumber Belajar

1. Bahan Ajar Peserta Didik (BAPD)

2. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)

3. Buku IPA Fisika SMA Kelas XI

4. Alat dan bahan praktikum

5. Lingkungan

(22)

165 VIII. Kegiatan Pembelajaran

Kegiatan Pembelajaran

Alokasi Waktu

A. Kegiatan Pendahuluan

Fase I Menyampaikan indikator dan memotivikasi peserta didik. 1. Guru memotivasi peserta didik dengan meminta salah satu

peserta didik ke depan kelas untuk melakukan demonstrasi dengan cara mengikat batu dengan benang kemudian mengangkatnya (menggantungkan) di udara setelah itu batu di masukkan ke dalam air. Peserta didik lain diminta untuk memperhatikan apa yang dilakukan temannya.

2. Peserta didik tersebut diminta untuk menceritakan kepada teman-teman tantang demonstrasi yang baru saja dilakukan 3. Guru menanyakan kepada peserta didik apa yang anda

rasakan ketika batu digantungkan di udara dan di dalam air? Mengapa batu terasa lebih ringan ketika berada di dalam air dari pada di udaraa?

5 menit

B. Kegiatan Inti

Tahap Eksplorasi

Fase II Menyajikan materi pelajaran Tahap 1: pengembangan materi pelajaran. Tahap Elaborassi

Fase III Mengorganisasikan peserta didik kedalam kelompok belajar

1. Guru membagi peserta didik ke dalam kelompok kecil yang beranggotakan 4-5 orang secara heterogen. 2. Guru membagikan LKPD pada kelompok belajar 3. Mengarahkan siswa untuk melakukan kegiatan yang

ada pada LKPD

Fase IV Membimbing kelompok belajar

Tahap 3: belajar kelompok dalam kelas STAD

1. Guru membimbing peserta didik untuk melakukan

(23)

166 kegiatan yang ada pada LKPD

2. Guru mengontrol kerja peserta didik dan membantu seperlunya serta memotivasi agar aktif dalam bertanya dan mengemukakan pendapat dalam kelompok masing-masing.

Tahap Konfirmasi Fase V Evaluasi

Tahap 4: mempresentasikan laporan akhir

1. Guru meminta masing-masing kelompok untuk mempresentasikan hasil kerjanya

2. Guru memberikan kesempatan kepada peserta didik yang lain untuk menganggapinya.

3. Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan menegaskan konsep-konsep atau hal-hal penting mengenai hukum archimedes. Guru menegaskan kembali tentang bunyi hukum archimedes, peristiwa tenggelam, melayang dan terapung, cara menentukan gaya apung suatu benda, serta penerapan hukun archimedes dalam kehidupan sehari-hari

4. Guru memberikan kuis untuk mengetahui tingkat pemahaman peserta didik

C. Penutup

Konfirmasi

Fase VI Membuat kesimpulan dan memberikan

penghargaan

1. Guru membimbing peserta didik untuk membuat kesimpulan

15 menit

IX. Penilaian

(24)

167 - Non tes

- Tes unjuk kerja

2. Bentuk instrument : - Pilihan ganda dan uraian

1) Sebongkah es terapung dalam sebuah gelas yang penuh berisis air. Ketika meleleh apakah air akan tumpah?

Jawaban:

Berat air yang dipindahkan sama dengan gaya ke atas (= berat es). ketika es meleleh, akan menjadi air yang beratnya sama dengan berat air yang dipindahkan, sehingga permukaan air tetap sama, tidak ada air yang tumpah.

2) Sebuah benda (batu) berat di udara 20 N dan ketika di dalam air 18 N, maka tentukan gaya ke atas oleh zat cair terhadap benda.

Diketahui:

wu 20N

wa 18N

Ditanya:

Fa ....?

Jawab:

F_a w_u w_a

2 N

18

20 





3) Sebuah batu yang volumenya 0,5 m3 tercelup seluruhnya ke dalam air yang memiliki massa jenis 1,5 g/cm3. Jika percepaptan adalah 10 m/s2, maka tentukanlah gaya ke atas yang dikerjakan air terhadap benda tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

3 m 0,5  b V 3 3 3 6 3 3

₁

_,

₅

₁₀

_/

10

5 ,

1 g/cm

1,5

kg

m

kg

f







_ 



1500kg/m3

g = 10 m/s

2

(25)

168

Ditanya:

Fa ....?

Jawab:

F_a 



_f gV_b

N

7500

5 ,

0

10 1500







Mengetahui

Kepala Sekolah

Drs. JEMMY A. BARIA

Nip: 19630725 199302 1 002

Kupang, ……….2016

Peneliti

YUNESTI NEPATI NOPE

No. Reg. 161 12 117

(26)

169

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

(RPP) 03

Sekolah

: SMA Negeri 6 Kupang

Mata Pelajaran

: FISIKA

Kelas/Semester

: XI/II

Materi Pokok : Fluida Statis

Alokasi Waktu

: 2 X 45 Menit

2.2 Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statis dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.

III. Indikator Pembelajaran a. Indikator Produk

1. Mengidentifikasi contoh tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari. 2. Mendeskripsikan tegangan permukaan.

3. Menerapkan persamaan

l

F





atau

l

F

2 



b. Indikator Proses

1. Merumuskan tujuan

4. Menuliskan prosedur kerja Lampiran

(27)

170 5. Menampilkan data

6. Menganalisis data 7. Membuat kesimpulan c. Indikator Afektif

2. Mengemukakan ide atau pendapat.

8. Tanggung jawab dalam menggunakan alat dan bahan d. Indikator Psikomotor

1. Ketepatan dalam memilih alat

2. Ketepatan dalam merancang eksperimen dan merakit alat 3. Ketepatan menggunakan alat yaitu penjepit kertas dan pipet.

Peserta didik diharapkan mampu:

1. Menyebutkan contoh tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari. 2. Menjelaskan tegangan permukaan.

3. Menggunakan persamaan

l

F





atau

l

F

2 



untuk menyelesaikan soal-soal.

b. Tujuan Proses

2. Mengidentifikasi variabel-variabel 3. Menulis alat dan bahan

4. Membuat prosedur kerja 5. Menampilkan data 6. Menganalisis data 7. Membuat kesimpulan

(28)

171 c. Tujuan Afektif

Peserta didik diharapkan dapat: 1. Disiplin dalam bekerja

2. Terampil dalam merancang eksperimen dan merakit alat dengan tepat 3. Terampil dalam menggunakan penjepit kertas dan pipet dengan tepat

V. Materi Pembelajaran Tegangan Permukaan

VI. Model dan Metode Pembelajaran

Model Pembelajaran : Pembelajaran kooperatif tipe STAD

Metode pembelajaran : Demonstrasi, eksperimen, diskusi, tanya jawab VII. Sumber Belajar

1. Bahan Ajar Peserta Didik (BAPD)

2. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)

3. Buku IPA Fisika SMA Kelas XI

4. Alat dan bahan praktikum

5. Lingkungan

VIII. Kegiatan Pembelajaran

Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu A. Kegiatan Pendahuluan

Fase I Menyampaikan indikator dan memotivasi siswa

(29)

172

1. Guru memotivasi peserta didik dengan bercerita tentang nyamuk yang bisa berdiri di atas air. Peserta didik diminta untuk mengamati cerita yang diberikan. 2. Guru meminta peserta didik menceritakan

pengalamannya yang sesuai seperti dengan ilustrasi tersebut

3. Guru menanyakan kepada peserta didik, mengapa nyamuk bisa berdiri di atas air?

4. Menyampaikan indikator pembelajaran agar peserta didik mengetahui materi yang akan dikuasai setelah pembelajaran selesai

B. Kegiatan Inti

Eksplorasi

Fase II Menyajikan materi

Tahap 1: Pengembangan materi pelajaran

1. Peserta didik diberi penjelasan secara garis besar mengenai materi yang akan dipelajari, yaitu tegangan permukaan.

Tahap Elaborasi

Fase III Mengorganisasikan peserta didik ke dalam kelompok belajar.

Tahap 2: membagi kelompok

1. Guru membagi peserta didik dalam kelompok kecil yang beranggotakan 4-5 orang secara heterogen 2. Guru membagikan LKPD pada kelompok belajar 3. Mengarahkan peserta didik melakukan kegiatan yang

ada pada LKPD.

Fase IV Membimbing kelompok belajar

Tahap 3: belajar kelompok dalam kelas STAD

1. Guru membimbing peserta didik untuk melakukan

(30)

173 kegiatan yang ada di LKPD

2. Guru mengontrol kerja siswa dan membantu seperlunya serta memotivasi peserta didik agar aktif dalam bertanya dan mengemukakan pendapat dalam kelompok masing-masing.

Tahap Konfirmasi

Fase V Evaluasi

Tahap 4: mempresentasikan laporan akhir

1. Guru meminta masing-masing kelompok untuk mempresentasikan hasil kerjanya.

2. Guru memberikan kesempatan kepada peserta didik yang lain untuk menanggapinya

3. Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan menegaskan konsep-konsep atau hal-hal pentiing mengenai tegangan permukaan. Guru menegaskan kembali tentang pengertian tegangan permukaan serta contoh tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari.

4. Guru memberikan beberapa pertanyaan untuk mengetahui tingkat pemahaman peserta didik

C. Penutup

Fase VI Membuat kesimpulan dan memberikan penghargaan 1. Guru membimbing peserta didik untuk membuat

kesimpulan

15 menit

IX. Penilaian

1. Teknik penilaian : - Tes tertulis - Non tes - Tes unjuk kerja

(31)

174

1) Tegangan permukaan dapat dikatakan sebagai kecenderungan permukaan untuk berkontraksi (mengerut). Bagaimana sifat tegangan permukaan ketika air tersebut dipanaskan?

Jawaban:

Ketika air dipanaskan molekul-molekul bergerak lebih cepat, sehingga gaya kohesinya (gaya tarik antara molekul sejenis) berkurang. Berkurangnya gaya kohesi mengurangi gaya kontraksi sehingga gaya tegangan permukaan mengecil.

Tegangan permukaan ini jugalah yang menyebabkan suatu sub terasa lebih enak ketika masih panas. Ketika sub dingin tegangan permukaan yang besar akan menyebabkan lemak-lemak menggumpal di permukaan dan menyebabkan sub terasa berlemak (tidak enak lagi).

2) Sebuah kawat berbentuk U dengan panjang 10 cm dicelupkan ke dalam air sabun. Untuk menarik air itu diperlukan gaya tambahan sebesar 0,015 N. Hitunglah tegangan permukaan cairan sabun.

Penyelesaian:

Diketahui: l = 10 cm = 0,1 m

F = 0,015 N

Ditanya:



....?

Jawab:

Untuk mencari tegangan permukaan air sabun, kita dapat menggunakan

persamaan:

2 ,

0

015 ,

0

1 ,

0

2

015 ,

0

2 





l

F



2 ,

0

015 ,

0

1 ,

0

2

015 ,

0 _





0,075N/m

Mengetahui

Kepala Sekolah

Drs. JEMMY A. BARIA

Nip: 19630725 199302 1 002

Kupang, ……….2016

Peneliti

YUNESTI NEPATI NOPE

No. Reg. 161 12 117

(32)

175 I. Standar Kompetensi

2 Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah

II. Kompetensi Dasar

2.2 Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statis dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

III. Indikator Pembelajaran

1. Menentukan hubungan antara gaya, tekanan dan luas daerah yang dikenai gaya. 2. Menerapkan persamaan

A

F

p



dalam menyelesaikan soal-soal 3. Mendeskripsikan tekanan hirostatis

4.

Menerapkan persamaan Ph



gh dan PTotal P0Ph dalam menyelesaikan

soal-soal.

5.

Mengaplikasikan tekanan dalam kehidupan sehari-hari.

6.

Mendeskripsikan hukum Pascal berdasarkan percobaan sederhana.

7.

Menerapkan persamaan 1 1 2 2

A

F

A

F



dalam menyelesaikan soal-soal

8.

Mengaplikasikan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari.

9.

Mendeskripsikan hukum Archimedes.

10. Menerapkan persamaan

F_a  _f V_bf g dalam menyelesaikan soal-soal

11. Melakukan eksperimen tentang peristiwa terapung, melayang, dan tenggelam.

12. Mengaplikasikan hukum archimedes dalam kehidupan sehari-hari.

13. Mengidentifikasi contoh tegangan permukaan dalam kehidupan sehari-hari.

14. Mendeskripsikan tegangan permukaan.

15. Menerapkan persamaan

l

F





atau

l

F

2 



BAHAN AJAR

PESERTA

DIDIK

Lampiran 03

(33)

176

FLUIDA STATIS

Wujud zat secara umum dibedakan menjadi tiga, yaitu zat padat,

cair dan gas. Berdasarkan bentuk dan ukurannya, zat padat mempunyai

bentuk dan volume tetap, zat cair memiliki volume tetap, akan tetapi

bentuknya berubah sesuai wadahnya, sedangkan gas tidak memiliki

bentuk maupun volume yang tetap. Karena zat cair dan gas tidak

mempertahankan bentuk yang tetap sehingga keduanya memiliki

kemampuan

untuk

mengalir. Zat yang dapat mengalir dan

memberikan sedikit hambatan terhadap perubahan bentuk ketika

ditekan disebut FLUIDA.

Secara umum fluida dibagi atas 2 bagian, yaitu:

fluida statis (tak bergerak) dan fluida dinamis (bergerak). Fluida statis

adalah fluida yang tidak mengalami perpindahan bagian-bagiannya. Pada

keadaan ini, fluida statis memiliki sifat-sifat seperti memiliki tekanan dan

tegangan permukaan.

1. Tekanan pada Fluida

Tekanan didefenisikan sebagai gaya per satuan

luas, dimana gaya F dipahami bekerja tegak lurus

terhadap permukaan A.

…… …………..…(1.1)

dengan: P : tekanan (N/m

2

) atau Pa

F : gaya (N)

A : luas bidang tekanan (m

2

)

Satuan SI untuk tekanan adalah pascal (Pa) untuk

member penghargaan kepada Blaise Pascal yaitu,

1 Pa = 1 N/m

2

. Satuan-satuan lain yang

kadang-kadang digunakan adalah cm raksa (cmHg) dyne/cm

2

, lb/in

2

(kaang-kadang

disingkat “psi”).

1 N/m2 = 1 Pa

Tekanan =

A F P

Gambar 1.1 Paku dibuat

runcing agar mendapat tekanan yang lebih besar

(34)

177

1 atm = 76 cmHg = 1,01 x 10

5

Pa

Penerapan konsep tekanan dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada pisau

dan paku. Ujung paku dibuat runcing dan pisau dibuat tajam untuk

mendapatkan tekanan yang lebih besar, sehingga lebih mudah menancap pada

benda lain.

Contoh Soal!

3. Dua balok sejenis dengan berat 24 N terletak pada lantai, seperti ditunjukkan pada gambar. Hitung tekanan

Masing-masing balok pada lantai. Penyelesaian: Diketahui: A1 = p . l = 6 m2 A2 = p . l = 12 m2 F = 24 N Ditanya: P1 dan P2 = ….? Jawab: P =

A

F

Tekanan pada pisau pertama: P

1

=

A

F

2

6

24 m

N



P1 = 4 Pa

Tekanan pada pisau kedua: P

2

=

A

F

2

12

24 m

N



P1 = 2 Pa a. Tekanan Hidrostatis

Zat cair melakukan tekanan yang disebut tekanan hidrostatis. Gaya gravitasi menyebabkan zat cair dalam suatu wadah selalu tertarik ke bawah. Makin tinggi zat cair dalam wadah, makin berat zat cair itu, sehingga makin besar juga tekanan zat cair pada dasar wadah. Tekanan zat cair yang hanya disebabkan oleh beratnya sendiri disebut tekanan hidrostatis.

(35)

178

Untuk memahami tekanan hidrostatis, anggap zat

terdiri atas beberapa lapisan (gambar 1.2). Setiap

lapisan memberi tekanan pada lapisan di bawahnya,

sehingga lapisan bawah akan mendapatkan tekanan

paling

besar.

Karena

lapisan

atas

hanya

mendapatkan tekanan dari udara (atmosfer),

maka tekanan pada permukaan zat cair sama

dengan tekanan atmosfer.

Besarnya tekanan hidrostatik disembarang titik di dalam fluida dapat

ditentukan sebagai berikut.

Misalnya, sebuah kotak berada pada kedalaman h

di bawah permukaan zat cair yang massa

jenisnya ρ, seperti gambar 1 .3. Tekanan yang

dilakukan zat cair pada alas kotak disebabkan

oleh berat zat cair di atasnya. Dengan demikian,

besarnya tekanan adalah:

A

g

m

A

F

P

_h



.

Karena

m.V

dan

V  A.h,

maka:

A

Ahg

A

Vg

P

_h









………...(1.2)

dengan: P

h

: tekanan hidrostatis (Pa)

ρ : massa jenis zat cair (kg/m

3

)

g : percepatan gravitasi (m/s

2

)

h : kedalaman (m)

Apabila tekanan udara luar (tekanan atmosfer) diperhitungkan, maka dari

persamaan (1.2 ) dihasilkan:

………(1.3)

Gambar 1.2 Zat cair dapat dianggap tersusun atas lapisan-lapisan air A A h Gambar 1.3 Tekanan pada kedalaman h dalam zat cair.

gh Ph



(36)

179

dengan: P

0

= tekanan udara luar (N/m

2

)

Dengan demikian tekanan tekanan berbanding lurus dengan massa jenis

zat cair, dan dengan kedalaman di dalam zat cair. Berikut adalah beberapa

faktor konversi diantara bebagai satuan tekanan.

Tabel 1.1

Faktor konfersi antara satuan-satuan tekanan yang berbeda

Dalam ukuran 1 Pa = 1 N/m

2

Relatif terhadap 1 atm

1 atm = 1,013 x 10

5

N/m

2

1 atm = 1,013 x 10

5

N/m

2

= 1,013 x10

5

Pa = 101,3 kPa

1 bar

=

1,000 x 10

5

N/m

2

1 atm = 1,013 bar

1 dyne/

cm

2

=

0,1 N/m

2

1 atm = 1,013 x 10

6

dyne/cm

2

1 lb/in

2

=

6,90 x 10

3

N/m

2

1 atm = 14,7 lb/in

2

1 lb/ft

2

=

47,9 N/m

2

1 atm = 2,12 x 10

3

lb/ft

2

1 cm-Hg

=

1,33 x 10

3

N/m

2

1 atm = 76 cm-Hg

1 mm-Hg

=

133 N/m

2

1 atm = 760 mm-Hg

1 torr

=

133 N/m

2

1 atm = 760 tor

1 mm-H

2

O (4

o

C) = 9,81 N/m

2

1 atm = 1,03 x 10

4

mm-H

2

O (4

o

C)

Sumber : Giancoli, 1998: 331

Contoh Soal!

1. Seekor ikan berada pada kedalaman 15 meter di bawah permukaan air. Jika massa jenis air 100 kg/m3, percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan tekanan udara luar 105 N/m, tentukan:

a. Massa hidrostatis yang dialami ikan b. Tekanan total yang dialami ikan

(37)

180

Penyelesaian

Diketahui h = 15 m

Ρ = 1000 kg/m

3

g = 10 m/s

2

P

0

= 10

5

Pa

Ditanya: a. P

h

= ….?

b. Ptotal = ….?

Jawab:

a. Tekanan hidrostatis yang dialami ikan

P

h

= ρgh

= 1000 x 10 x 15

= 150000

= 1,5 x 10

5

N/m

2

b. Tekanan total yang dialami ikan:

P

total

= P

0

+ P

h

= 1,5 x 10

5

+ 10

5

= 2,5 x 10

5

Pa

2. Sautu tempat di dasar danau memiliki kedalaman 20 m. diketahui massa jenis air danau 1000 kg/m3, percepatan gravitasi g = 10 m/s, dan tekanan di atas permukaan air 1 atm. Hitunglah tekanan hidrostatis dan tekanan total di tempat tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui:

h = 20 m

ρ = 1000 kg/m

3

g = 10 m/s

2

P

0

= 1,013 x 10

5

Pa

Ditanya: a. P

h

= ….?

b P

total

= ….?

Jawab:

a. Tekanan hidrostatis: Ph = ρgh

(38)

181

= 1000 x 10 x 20

= 200.000 Pa

b. Tekanan total:

P

total

= P

0

+ P

h

= 1,013 x 10

5

+ 2 x 10

5

= 3,013 x 10

5

Pa

c. Tekanan Terukur (Gauge)

Tekanan gauge adalah selisih antara tekanan yang tidak diketahui dengan

tekanan atmosfer (tekanan udara luar). Nilai tekanan yang diukur oleh alat

pengukur

tekanan

adalah

tekanan

gauge,

sedangkan

tekanan

sesungguhnya dikenal dikenal dengan tekanan mutlak (absolut). Dengan

demikian, untuk mendapatkan tekanan mutlak (P), kita harus

menambahkan tekanan gauge (P

gauge

) dengan tekanan atmosfer (P

atm

).

Tekanan mutlak = tekanan gauge + tekanan atmosfer

……….(1.3)

Sebagai contoh, sebuah ban yang mengandung udara dengan tekanan

gauge 2 atm (di ukur oleh alat ukur) memiliki tekanan mutlak kira-kira 3

atm. Ini karena tekanan atmosfer pada permukaan air laut kira-kira 1 atm.

Aplikasi Tekanan dalam keseharian

Untuk dapat meluncur di atas es beku, pemain luncur es menggunakan sepatu luncur. Sepatu luncur memiliki pisau yang ada di bawahnya. Pisau ini memberi tekanan yang besar pada lantai es beku, sehingga es tepat di bawah pisau mencair, tetapi di kiri-kanannya tidak. Cairan tepat di bawah es berfungsi sebagai pelumas, sedangkan es beku di kiri dan kanan pisau mencengkram pisau, sehingga sepatu luncur beserta pemain dapat meluncur di atas kolam beku. Sepert yang diketahui, bagian es yang mencair segera membeku setelah tekanan pisau hilang karena pemain berpindah.

Jika pemain ski menggunakan sepatu luncur es, pisau memberi tekanan besar pada lapisan salju, hingga lapisan salju mencair dan pemain ski tidak dapat meluncur di atas salju. Pemain ski harus menggunakan sepatu ski yang luas bidangnya cukup besar. Ini agar tekanan yang diberikan pemain ski yang berdiri

(39)

182

pada sepetu ski tidak membuat salju mencair, sehingga pemain ski dapat meluncur di atas salju.

2. Hukum Pokok Hidrostatis

Telah diketahui sebelumnya bahwa tekanan yang dilakukan oleh zat cair

besarnya tergantung pada kedalamannya,

Ph



gh

.

Hal ini menunjukkan bahwa titik-titik yang berada

pada kedalaman yang sama mengalami tekanan

hidrostatik yang sama pula. Fenomena ini dikenal

dengan Hukum Hidrostatik

yang dinyatakan:

Tekanan hidrostatik di semua titik yang terletak pada

satu bidang mendatar di dalam satu jenis zat cair

besarnya sama. Perhatikan gambar 1.4 di samping.

Berdasarkan Hukum Pokok Hidrostatik, maka tekanan

di titik A, B, dan C besarnya sama.

PA PB PC 



gh

Hukum Pokok Hidrostatika dapat digunakan

untuk menentukan massa jenis zat cair

dengan menggunakan pipa U (gambar 1.5).

Zat cair yang sudah diketahui massa

jenisnya (



₂

) dimasukkan dalam pipa U,

kemudian zat cair yang akan dicari massa

jenisnya (



₁

) dituangkan pada kaki yang lain

setinggi h

1.

Adapun h

2

adalah tinggi zat cair

mula-mula, diukur dari garis batas kedua zat cair. Berdasarkan Hukum

Pokok Hid rostatika, maka:

B A

P



B B A A

gh



gh





……….(1.4)

dengan:



_A

: massa jenis cairan A (kg/m

3

)

Gambar 1.4 Tekanan hidrostatis di titik A, B, dan C adalah sama.

B B A A

h



h





Gambar 1.5 Pipa U untuk

menentukan massa jenis zat cai

(40)

183

B



: massa jenis cairan B (kg/m

3

)

h

A

: tinggi cairan A dari bidang batas (m)

h

B

: tinggi cairan B dari bidang batas (m

contoh Soal!

Perhatikan gambar di samping!

Jika massa jenis air = 1 gr/cm

3

dan massa jenis

oli = 0,8 gr/cm

3

, berapakah selisi tinggi

permukaan air dan oli?

Penyelesaian:

Diketahui:



_air

= 1 gr/cm

3 oli



= 0,8 gr/cm

3

h

oli

= 20 cm

ditanya: x = ….?

Jawab:



_air 



_oli

oli oli air airh



h





1 . x =

0,820

cm

x = 1,6 cm

3. Prinsip Pascal

Seorang ilmuwan dari Perancis, Blaise Pascal (1623-1662) telah menyumbangkan

sifat ﬂuida statis yang kemudian dikenal sebagai hukum Pascal. Bunyi hukum

Pascal itu secara konsep dapat dijelaskan sebagai berikut.

“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup diteruskan ke

segala arah dengan besar yang sama.”

Dari prinsip ini diperoleh bahwa dengan gaya

kecil dapat dihasilkan gaya lebih besar.

Sebagian alat menggunakan prinsip ini,

seperti: dongkrak hidrolik, pompa hidrolik

ban sepeda, mesin hidrolik pengangkat

mobil, rem hidrolik pada mobil, mesin

pengepres hidrolik.

Gambar 1.6 Prinsip Pascal.

oli 20 cm

air

(41)

184

Perhatikan sebuah dongkrak hidrolik yang penampangnya ditunjukkan seperti

pada gambar berikut.

Fluida pA1

Pengisap 1 Pengisap 2

Gambar 1.7 Prinsip kerja sebuah dongkrak hidrolik.

Jika pengisap kecil dengan luas penampang A

1

ditekan dengan gaya F

1

maka pada pengisap besar akan dihasilkan gaya angkat F

2

. Secara matematis,

hukum Pascal dirumuskan sebagai berikut.

1

2

P



………(1.5)

Jika luas pengisap berbentuk selinder,

₁ ₁2

4

1 d

A





dan

₂ ₂2

4

1 d

A





.

Sehingga:

2 1 1 2 2 2 4 1 4 1 d F d F





……….(1.6)

dengan:

F

2

: gaya yang dihasilkan untuk mengangkat nenan (N)

F

1

: gaya tekanan yang diberikan (N)

d

1

: diameter penampang A

1

d

2

: diameter penampang A

2

Aplikasi Hukum Pascal dalam keseharian

1. Dongkrak hidrolik

2. Pompa hidrolik ban sepeda 3. Mesin hidrolik pengangkat mobil

1 1 2 2

A

F

A

F

_

₂ 1 1 2 2 2

d

F

d

F

_

(42)

185

4. Pengepresan kapas oleh pengepresan hidrolik

Contoh Soal!

Sebuah mobil hendak diangkat dengan menggunakan dongkrak hidrolik. Bila pipa

sebuah memiliki jari-jari 25 cm dan pipa kecil memiliki jari-jari 2 cm, berapa

gaya yang harus diberikan pada pipa kecil bila beratnya mobil adalah

15.000N?

Penyelesaian!

Diketahui R

1

= 2 cm

R

2

= 25 cm

F

2

= 15.000

Jawab:

Dengan menggunakan persamaan (1.5):

2 1 2 2

A

F

A

F

_

atau

2 1 2 1

A

F







2₂ 2₂ 2

25

2

000 .

15 cm

cm

N

F





N

F

₁



9 ,

6

4. Prinsip Archimedes

Pada waktu batu diletakkan di dalam air, batu akan mendapat tekanan

dari segala arah. Gaya arah mendatar saling menghapuskan sedangkan pada

arah vertikal tidak. Selisih gaya yang ke atas dan yang ke bawah ini

dinamakan dengan gaya ke atas atau gaya apung (gambar 1.8). Akibat gaya

ke atas inilah batu akan terasa lebih ringan ketika berada di dalam air.

Sementara, jika batu yang diukur di udara hanya dipengaruhi oleh gaya

gravitasi saja.

(43)

186 1 2 F F Fa  



h2 h1



gA f   gAh f  

………..(1.7)

dengan: F

a

: gaya angkat fluida (N)

m

f

: massa fluida yang dipindahkan (kg)

g : percepatan gravitasi bumi (m/s

2

)

f



: massa jenis fluida (kg/m

3

)

bf

V

: volume benda yang tercelup dalam fluida (m

3

)

Dari persamaan tersebut,

V_bf

= Ah merupakan volume benda. Sementara itu,

g

m g V_bf _f

f 



yang tidak lain adalah berat fluida yang dipindahkan dengan

volume

sama dengan volume benda. Perhitungan ini dinyatakan dalam suatu kalimat

yang dikenal sebagai Hukum Archimedes.

“Suatu benda yang dicelupkan dalam suatu fluida akan mengalami gaya ke

atas yang sama dengan berat fluida yang dipindahkan.”

Jika benda ditimbang di udara, berat yang ditunjukkan neraca adalah berat

sesungguhnya, w

u

= m.g. Jika benda ditimbang di dalam fluida, berat yang

ditunjukkan neraca adalah berat semu atau bukan berat benda sesungguhnya,

karena dipengaruhi gaya angkat fluida.

Berat semu = berat di udara – gaya ke atas fluida

a u f w F w  

………(1.8)

dengan:

F

a

: gaya ke atas yang dikerjakan fluida terhadap benda (N)

u

w

: berat benda di udara (N)

f

w

: berat benda di dalam fluida (N)

F_aw_uw_f

Gambar 1.8

Menghitung gaya apung

F_a  _f V_bf g

(44)

187

Jika massa benda dengan massa jenis



_b

dicelupkan seluruhnya ke dalam zat cair

dengan massa jenis

_f

maka berlaku:

atas

ke

gaya

benda

berat

fluida

jenis

massa

benda

jenis

massa

_

………(1.9)

dengan:



_b

: massa jenis benda (kg/m

3

)

f



: massa jenis fluida (kg/m

3

)

w

_{: berat benda (N)}

F

a

: gaya ke atas oleh fluida (N)

Penerapan hukum Archimedes antara lain:

 Kapal laut yang tebuat dari besi dapat mengapung di air

 Kapal selam dapat mengapung, melayang dan tenggelam

 Balon udara dapat naik ke atas

 Hidrometer untuk mengukur massa jenis zat cair

 Jembatan ponton

Tiga keadaan benda yang berada dalam zat cair yaitu sebagai

berikut.

a.

Tenggelam

Suatu benda dikatakan tenggelam jika berat benda

lebih besar dari gaya ke atasnya.

Jika volume benda V dan massa jenis benda ρ maka berat

benda adalah:

w

benda

= m.g = V ρ

benda

g

Ketika benda tenggelam, volume zat cair yang dipindahkan V

p

sama dengan

volume benda

sehingga gaya ke atas yang diterima benda (= berat benda yang dipindahkan)

adalah:

a f b

F

w





(45)

188

F

A

= V

p

ρ

zat cair

g = V ρ

zat cair

g

Karena w

benda

> F

A

, maka:

V ρ

benda

g > V ρ

zat cair

g atau

ρ

benda

> ρ

zat cair

(syarat tenggelam)

b.

Melayang

Suatu benda dikatakan melayang jika berat benda sama dengan gaya ke

atasnya.

Ketika benda melayang, volum zat cair yang

dipindahlan V

p

sama dengan volume benda V

(karena seluruh benda tercelup) sehingga gaya keatas

yang diterima benda (= berat zat cair yang

dipindahkan)

adalah:

F

A

= V

p

ρ

zat cair

g = V ρ

zat cair

g

Karena w

benda

= F

A

, maka:

V ρ

benda

g = V ρ

zat cair

g atau

ρ

benda =

ρ

zat cair

(syarat melayang)

c.

Terapung

Suatu benda dikatakan terapung jika berat benda lebih kecil dari gaya ke

atasnya.

Ketika benda terapung, volume zat cair yang

dipindahkan V

p

sama dengan volume benda yang

tercelup saja. Ini tidak sama dengan volume total

benda V (ini berbeda dengan peristiwa melayang

dimana V = V

p

). Gaya ke atas yang diterima benda

adalah:

F

A

= V

p

ρ

zat cair

g

Karena w

benda

= F

A

, maka:

V ρ

benda

g = V ρ

zat cair

g atau

zatcair p benda

V





Gambar 1.10 benda melayang karena berat benda sama dengan gaya ke atas

Gambar 1.11 benda terapung karena berat benda lebih kecil dari pada gaya ke atas

(46)

189

Namun karena V

p

slalu lebih kecil dari V, maka:

ρ

benda

< ρ

zat cair

(syarat terapung)

Agar lebih jelas perhatikan tabel 1.2 berikut

Tabel 1.2

Syarat keadaan terapung, melayang, dan tenggelam

Untuk benda mengapung, jika volume benda yang tercelup dalam zat cair adalah

bf

V

dan volume benda total adalah

V_b

maka berlaku:

………(1.10)

Jika tinggi benda yang tercelup dalam zat cair adalah

h_bf

dan tinggi total benda

h_b

maka berlaku:

………(1.11)

b bf f b

V





b bf f b

h





(47)

190

b

V

4

1

bf h b h

Air/zat cair Volime benda yang tercelup

bf

V

Volime benda yang muncul di permukaan

b

V

Gambar 1.13 Kasus untuk benda mengapung

Selain itu, untuk massa jenis benda yang mengapung dalam fluida dirumuskan:

………(1.12)

Dengan:



_b

: massa jenis benda (kg/m

3

)

f



: massa jenis fluida (kg/m

3

)

bf

V

: volume benda yang tercelup dalam fluida (m3)

b

V

: volume benda seluruhnya (m3)

Contoh Soal!

1. Sebuah benda (batu) berat di udara 20 N dan ketika di dalam air 18 N, maka tentukan gaya ke atas oleh zat cair terhadap benda.

Diketahui:

wu 20N N 18  a w

Ditanya:

F_a ....?

Jawab:

F_a w_u w_a

N

2

18

20 





2. Perhatikan gambar di samping! Jika massa jenis benda yang mengapung tersebut Adalah 900 kg/m3, maka tentukanlah massa Jenis larutan tersebut!