Model Modul Program Keahlian : Semua Kelompok Teknologi KATA PENGANTAR

KATA PENGANTAR Kurikulum SMK 2004 adalah perangkat kurikulum yang muatannya memotivasi siswa  terampil menggunakan potensi yang ada dalam dirinya. Untuk menunjang itu semua, maka  Subdis Pendidikan SMK Dinas Dikmenti Provinsi DKI Jakarta, memprakarsai pembuatan modul  Fisika SMK Teknik I ini untuk memberi kesempatan pada peserta diklat untuk belajar secara  mandiri sesuai dengan kecepatan belajar masing­masing.

Modul   sebagai   alat   atau   sarana   pemelajaran   yang   berisi   materi,   metode,   batasan­ batasan dan cara mengevaluasi dan dirancang secara sistematis dan menarik untuk mencapai  kompetensi/ subkompetensi yang diharapkan. Untuk itu ada 2 bagian pokok yang ada dalam  modul ini, yaitu : bagian pendahuluan dan bagian pemelajaran. Bagian pendahuluan berisi :  deskripsi modul, petunjuk penggunaan modul, tujuan akhir pemelajaran, kompetensi, dan cek  kemampuan awal. Sedangkan bagian pembelajaran berisi ; rencana pembelajaran siswa dan  uraian materi. Dalam uraian materi terdapat : • contoh soal , untuk membantu pemahaman peserta diklat

• lembar   kerja   siswa   yang   berisi   praktikum   atau   kegiatan   dan   soal   evaluasi   yang  berguna   sebagai   tolak   ukur   bagi     peserta   diklat   apakah   sudah   menguasai  kompetensi ini atau belum Ucapan terima kasih kami sampaikan pada pihak­pihak yang telah membantu proses  pembuatan dan penerbitan modul ini. Dan mohon maaf bila dalam penulisan modul ini masih  banyak kekurangan, untuk itu kritik dan saran dari rekan­rekan guru, para akademis lain sangat  kami hargai. Semoga modul ini dapat bermanfaat bagi perkembangan dunia pendidikan kita. Jakarta,   Agustus 2006­08­10 Tim penyusun

DAFTAR ISI Halaman Sampul ………...1 Halaman Prancis (Sampul Dalam) ………. ...2 Kata Pengantar ………...3 Daftar isi ……… ...4 Peta Modul ………... 5 Glosarium ………...6 BAB I  PENDAHULUAN ………...7      A..   Deskripsi ………...7      B.    Prasyarat ………...7      C.    Petunjuk Penggunaan Modul  ………...7       D.  Tujuan Akhir ……….. ...8       E.   Kompetensi ………... 9 F.   Cek Kemampuan ………...9 BAB II  PEMELAJARAN ……….. ...11

A.

Rencana Belajar Siswa ……….. ...11 B. Kegiatan Siswa

a.

Uraian materi ………...12

b.

Rangkuman ………...19

c.

Lembar Kerja Siswa ……….. ...20

d.

Uji Kompetensi ………...26

e.

Kunci Jawaban ………... ...26 f. Kriteria Penilaian BAB III  EVALUASI ……….. ...27 BAB IV  PENUTUP ………...28 Daftar Pustaka

PETA MODUL FISIKA SMK TEKNOLOGI DAN INDUSTRI Kompetensi Sifat Mekanika Zat Komponen Besaran dan Satuan Kompetensi Suhu dan Kalor TINGKAT I Kompetensi Usaha, Energi dan  Daya Kompetensi Fluida Kompetensi Gerak dan Gaya

GLOSARIUM Gerak lurus : gerak benda yang lintasannya berupa garis lurus Percepatan  : perubahan kecepatan yang dialami benda dan bernilai    Positif Perlambatan  : perubahan kecepatan yang dialami benda dan bernilai          negatif Gerak vertikal  : gerak suatu benda dalam arah vertikal terhadap tanah         yang    mendapat percepatan gravitasi bumi Gaya sentripental : gaya yang arahnya menuju pusat lingkaran Gaya sentrifugal : gaya yang arahnya meanjauhi pusat lingkaran

BAB I  PENDAHULUAN A.Deskripsi

 

Modul siswa tentang “Gerak dan Gaya” ini terbagi dalam 4 kegiatan belajar. Materi  yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :

1. Kegiatan   belajar   1   tentang   hukum   Newton   tentang   gerak,   membahas  mengenai hukum I Newton, hukum II Newton, dan hukum III Newton. 2. Kegiatan belajar 2 tentang gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah  beraturan. 3. Kegiatan belajar 4 tentang gerak melingkar, membahas mengenai kecepatan  linier dan kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, dan percepatan  dan gaya sentrifugal 4. Kegiatan belajar 4 tentang gesekan, membahas mengenai gaya gesek dan  koefisien gaya gesekan. Selain penjelasan materi di atas, modul ini juga dilengkapi dengan “lembar kerja  siswa”yang terdiri dari kegiatan praktikum dan soal evaluasi. Soal evaluasi erdiri dari 10  soal pilihan ganda dan 5 soal pilihan essai. Soal evaluasi ini sebaai tolak ukur, apakah  seorang siswa sudah menguasai kompetensi ini atau belum. Jika siswa telah meguasai  kompetensi   ini   (   ≥   60%   ),   maka   siswa   dapat   dapat   melanjutkan   ke   kompetensi  berikutnya.

Setelah mempelajari modul ini, kopetensi yang diharapkan tercapai adalah siswa  dapat menerapkan konsep “Gerak dan Gaya” dalam memecahkan permasalahan yang  berhubungan dengan penggunaan kerja di bengkel.

Pendekatan   yang   digunakan   untuk   mencapai   kompetensi   ini   adalah   pendekatan  siswa aktif, yaitu pendekatan melalui metode pemberian tugas dan diskusi pemecahan  masalah.          B.Prasyarat Modul ini tidak memperlukan prasyarat C.Petunjuk Penggunaan Modul Penjelasan bagi siswa

5. Bacalah   modul   ini   secara   berurutan   dan   pahami   benar   isi   dari   setiap  subkompetensinya. 6. Setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang  yang perlu mempelajari modul ini? Apabila anda menjawab Ya, maka pelajari  modul ini. 7. Laksanakan semua tugas­tugas yang ada dalam modul ini agar kompetensi  anda berkembang sesuai dengan standar 8. Buatlah rencana belajar anda dengan menggunakan format seperti yang ada  dalam   modul   ini.   Konsulasian   dengan   guru   dan   institusi   lain   sehingga  mendapat persetujuan

9. Lakukan   kegiatan   belajar   untuk   mendapatkan   kompetensi   sesuai   rencana  kegiatan belajar yang telah anda susun dan disetujui oleh guru dan intitusi  lain.

10. Pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan jawabannya pada  orang lain, sebelum anda menyelesaikannya.

11. Kerjakan lembar latihan  untuk pembentukan psikomotor skill,  sampai anda  benar­benar terampil sesuai dengan standar. Apabila anda kesulitan dalam  mengerjakan   tugas   ini,   diskusikan   dengan   teman­teman   anda   atau  konsultasikan dengan guru anda.

12. Anda   dapat   melanjutkan   ke   modul   berikutnya   setelah   menunjukan  kemampuan yang disyaratkan dalam modul ini. Peran guru 1.     Membantu siswa dapat merencanakan proses belajar 2.     Membimbing siswa melalui tugas­tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap  belajar 3.        membantu siswa daplam memahami konsep, contoh soal dan menjawab  pertanyaan siswa yang mengalami belajar  4.      membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain  yang diperlukan untuk belajar. 5.     Mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok jika diperlukan.

6.         Merencanakan   seorang   ahli/   pendamping   guru   dari   tempat   kerja   untuk  membantu jika diperlukan. 7.     Melaksanakan penilaian  8.        Menjelaskan pada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi dan  merundingkan rencana pemelajaran selanjutnya 9.     Mencatat pencapaian kemajuan siswa  D.Tujuan Akhir

Spesifikasi   kinerja   yang   diharapkan   dapat   dikuasai   siswa   setelah   mengikuti  seluruh kegiatan belajar adalah : 1.Mengerti hukum I,II dan III Newton, serta mampu menghitung gaya, massa dan  percepatan yang dialami 2.Mengerti dan mampu menghitung gerak lurus  beraturan dan gerak lurus        berubah beraturan 3. Mengerti dan mampu menghitung gerak melingkar beraturan 4. Mengerti dan mampu menghitung gaya gesaek statis dan gaya kinetis Berdasarkan spesifikasi di atas kemungkinan aplikasi  konsep gerak dan gaya  dalam dunia kerja diantaranya untuk menyelesaikan persoalan­pearsoalan dalam teknik  multimedia.

E.Kompetensi Kompetensi : Menerapkan hukum gerak dan gaya Kode : B Durasi pemelajaran  : 14jam @ 45 menit Program Keahlian : Seluruh program keahlian F.Cek Kemampuan Berilah tanda cek (V) pada kolom Ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang  anda pahami

No. Pertanyaan Ya Tidak

1. Dapatkah   anda   memberikan   penjelasan   tentang   Hk   I,II,III  Newton?

2. Tahukah anda tentang gerak lurus beraturan? 3. Tahukah anda gerak lurus berubah beraturan?

4. Dapatkah   anda   menghitung   dengan   menggunakan  persamaan GLB dan GLBB?

5. Tahukah anda tentang gerak melingkar?

6. Tahukah anda tentang kecepatan linier, kecepatan sudut ,  percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya  sentrifugal?

7. Dapatkah   anda   mengghitung   dengan   menggunakan  persamaan­persamaan   kecepatan   linier,   keceptan   sudut,  percepatan  dan  gaya  sentripetal serta percepatanya   dan  gaya sentrifugal?

8. Tahukah   anda   tentang   gaya   gesek   dan   koefisien   gaya  gesek?

9. Dapatkah   anda   menghitung   dengan   menggunakan  persamaan gesek dan koefisien gaya gesek?

Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan di atas, 

pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada 

semua pertanyaan, maka lanjutkan dengan mengerjakan tugas, tes formatif 

dan evaluasi yang ada pada modul ini !

BAB 2  PEMELAJARAN A. Rencana Belajar Siswa

Buatlah   rencana   belajar   anda   berdasarkan   rancangan   pemelajaran   yang   telah  disusun   guru, untuk menguasai materi “Gerak dan Gaya” ini dengan menggunakan  format sebagai berikut :

No

.

Jenis kegiatan

Pencapaian Tanggal Jam Tempa

t Alasan  perubahan bila  diperlukan Paraf Siswa Guru 1. Melakukan  eksperimen   dan  mengerjakan   soal­ soal   yang   berkaitan  dengan   Hk   Newton  I,II,III Lab 2. Mengerjakan   soal­ soal   dengan  menggunakan  persamaan GLB dan  GLBB R. teori 3. Mengerjakan   soal­ soal dan melakukan  eksperimen   tentang  kecepatan   sudut,  percepatan   dan  gaya   sentripetal,  serta   percepatan  dan gaya sentrifugal Lab 4. Mengerjakan   soal­ soal   yang   berkaitan  dengan   gaya   gesek  dan   koefisien   gaya  gesek R.  Teori ……… Mengetahui, Guru pembimbing Siswa peserta diklat ( ……….. ) ( ……… )

B. Uraian Materi I.      Menggunakan Hukum Newton A. Pengertian Hukum Newton 1. Hukum I Newton “Sebuah benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan jika tidak ada gaya  luar yang bekerja pada benda itu (F = 0)”. 2. Hukum II Newton

“Besarnya   percepatan   (a)   berbanding   lurus   dengan   besarnya   gaya   (F)   dan  berbanding terbalik dengan konstanta (k) yang merupakan ukuran kuantitas benda  yang besarnya selalu tetap, selanjutnya disebut massa benda”. Secara matematis   a = F/m  F = m x a Keterangan : F  = Gaya (Newton, Joule) m  = massa benda (kilogram, gram) a  = percepatan (m/s2, cm2/s2)    N = 1 kgm/s2 *Hk Newton I * hk Newton  II * GLB * GLBB *Kecepatan linier dan  kecepatan sudut *Percepatan dan gaya  sentripetal *Percepatan dan gaya  GERAK DAN GAYA HK Newton  tentang gerak 

Contoh : Mesin mobil balap mampu menghasilkan gaya 10000 N. Berapa percepatan mobil  balap itu jika massa mobil beserta pembalapnya 900 kg dan hambatan angin dan  jalan 1000 N. Strategi : Untuk gaya mesin P ke kanan dan gaya hambatan R ke kiri maka resultan gaya  pada mobil adalah : ΣF = P – R     a = Σ  f         m Jawab : P = 10000 N R = 1000 N m = 900 kg Percepatan mobil adalah : a  = P ­ R    m    = 10.000 – 1.000 = 10 m/s2          900 3. Hukum III Newton Dinyatakan dengan “Jika A mengerjakan gaya pada B, maka B akan mengerjakan  gaya pada A yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Hukum ini kadang­kadang dinyatakan sebagai berikut : “Untuk setiap aksi, ada suatu reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah. Secara matematis Hukum III Newton dinyatakan sebagai berikut : Contoh : Gambar       N       w II. Menghitung Gerak Lurus A. Pengertian Gerak Gerak adalah perubahan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan tertentu. Jadi  sebuah benda dikatakan bergerak apabila posisi atau kedudukan benda pada  setiap saat berubah dari suatu titik ke titik lain. A mengalami perpindahan sebesar X3       X4    X2       X1     X2 – X1 = 1 – 4 = ­3 B mengalami perpindahan sebesar     X4 – X3 = ­1 – (­5) = +4

Aksi = ­ Reaksi

Dari contoh  di atas  dapat disimpulkan  perpindahan  berharga  positif  atau  negative  semata­mata hanya bergantung pada arah gerak. Dimana jika arah gerak itu ke kanan  perpindahan  berharga positif dan jika arah gerak itu ke kiri perpindahan  berharga  negative. B. Gerak Lurus Beraturan (GLB) Sebuah benda disebut bergerak lurus beraturan bila dalam tiap selang waktu yang  sama benda tersebut menempuh jarak perpindahan yang sama pula. Kecepatan benda yang bergerak lurus beraturan dinyatakan : V = S atau S = V x t                t Kadang­kadang benda yang bergerak lurus tidak dimulai dari titik pangkal (o) sebagai  titik acuan, melainkan dimulai dari titik awal (A) yang berjarak So dari titik 0. Maka rumusnya menjadi : S = V x t + So Jarak yang ditempuh suatu benda yang melakukan GLB akan sama dengan   luas  daerah yang diarsir pada grafik di bawah ini : V = m/s S = OA x OB   A S = V x t     t (s)      0      B Contoh : Sepotong balok panjangnya 20 cm akan diketam dengan alat ketam yang mempunyai  kecepatan   tetap   5   cm/s.   Berapakah   waktu   yang   diperlukan   untuk   mengetam   balok  tersebut ? Jawab  : S = V x t t = S      V t = 20 cm/s        5 cm t = 4 sekon C.   Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Sebuah benda disebut bergerak lurus berubah beraturan bila dalam tiap selang waktu  yang sama kecepatannya berubah secara teratur. GLBB ada 2 macam :

a.GLBB dipercepat      b.GLBB diperlambat

Dengan   demikian   arah   GLBB   adalah   gerak   dimana   pada   setiap   saat   mempunyai  percepatan dan perlambatan yang tetap, hanya kecepatan awal tidak sama dengan  kecepatan akhir. V1 = V0 + a t tanda + jika dipercepat tanda ­ jika dipelambat a = V dimana V = V1 – V0. Jadi a = Vt – V0        t        t Keterangan :  V0  = kecepatan awal (m/s) V1  = kecepatan akhir setelah bergerak selama t detik a    = percepatan (m/s2)

St = V0 x  t + ½ a x t2   berlaku juga      Vt2 = V02 + 2 x a x S Keterangan :  St  = Jarak yang ditempuh selama t detik Vt  = Kecepatan setelah t detik (m/s) Contoh  : Sebuah kereta api yang mula­mula bergerak dengan kecepatan 90 km/jam di rem  dan berhenti setelah menempuh jarak 250 meter (dari saat mulai di rem). Berapakah  perlambatannya ? Penyelesaian : Vt2 = V02 + 2 x a x S

2

= (25) 2 _{+ 2 x a x 250} 625 = ­ 500a a = ­ 625 m/s2       500 a = ­ 1,25 m/s2 jadi perlambatannya 1,25 m/s2   D. Gabungan GLB dan GLBB Percepatan gabungan gerak GLB dan GLBB misalnya sebuah mobil yang mula­mula  bergerak dipercepat dari keadaan diam, kemudian meneruskan perjalanan  dengan  kecepatan konstan dan akhirnya diperlambat sampau berhenti ketika sampai di tujuan. 3.Gerak Melingkar Gerak melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran. Pada gerak melingkar  terdapat dua gerakan yaitu : a). gerakan linier b).gerakan sudut

A Kecepatan Linier Kecepatan linier adalah kecepatan gerak benda yang selalu menyinggung lintasan  berupa lingkaran.   V = 2  x Rπ                         T Keterangan : V = kecepatan linier (m/s) R = jari­jari lingkaran (m) T = periode (sekon) f = frekuensi (Hertz atau       ) B Kecepatan Sudut Kecepatan sudut atau kecepatan anguler adalah sudut yang ditempuh selama t detik.. W = 2π atau W = 2  x fπ         T Hubungan kecepatan linier dengan kecepatan sudut V = 2  x R x fπ V = 2  x f x Rπ V =  ω x R      C.    Percepatan dan gaya sentripetal         Pada gerak melingkar akan ada percepatan,karena arah vektor kecepatan            selalu   berubah ubah sesuai dengan arah putaran.                                          Besar percepatan sentripetal     as = V2 /R  atau     as  =     ω 2 / R       Dengan :   as = percepatan sentripetal (m/s2).       V = kecepatan linier (m/s).        R= jari jari lingkaran (m).       = kecepatan sudut/kecepatan anguler (rad/s)          Percepatan sentripetal arahnya menuju ke pusat lingkaran demikian juga gaya yang           menyebabkannya.         Hubungan gaya sentripetal dengan percepatan sentripetal sebagai berikut :         Fs = m . as   karena     as = V2/R

        Maka :         Fs  = m . V2_{/R   karena V}2 _{/ R   =  ω}2_. R       Jadi :       Fs  = mω2.R Keterangan : Fs = gaya sentripetal (N) M  = massa benda (kg) As = percepatan sentripetal (ms­2) V  = keceptan linier (m/s) ω  = kecepatan sudut/ kecepatan anguler (rad/s) Contoh : Sebuah kincir angin mempunyai kecepatan sudut 40 rad/s, jika jari­jarinya 30 cm. tentukan  percepatan suatu titik pada sisi lingkaran kipas angin tersebut ! Diketahui : ω  = 40 rad/s        R = 30. 10­2 _m Ditanya : as Jawab :  v = ω.R      = 40.30.10­2      = 12 m/s  as = V2/R      = 122_/ 30.10­2      = 480 m/s­2 D. _{Percepatan dan Gaya sentrifugal}

Percepatan   sentrifugal  merupakan   kebalikan   dari  percepatan   dan   gaya   sentripetal,   yaitu  menjauhi pusat lingkaran. Percepatan dan gaya sentrifugal  digunakan untuk mengimbangi  percepatan dan gaya sentripetal. Persamaan :  Fsf = m.asf Fsf = m.v2/R Keterangan : Fsf = gaya sentrifugal (N) M  = masa benda yang berputar (kg) Asf = percepatan sentrifugal (m/s2) 4.     Gaya Gesekan Gaya gesekan adalah gaya yang berlawanan dengan gaya kerja. Adanya gaya gesekan  antara bidang dengan benda, maka gaya yang kita berikan akan berkurang. Keterangan : F = gaya kerja f = gaya gesekan m  = massa a  = percepatan yang ditimbulkan

F – f = m x a

Besar gaya gesekan bergantung pada : a) gaya normal b) kekasaran bidang (koefisien gesekan) µ =  f       N Dengan : µ = koefisien gesekan ( 0 < µ < 1 ) f = gaya gesekan (N) N = gaya normal (N)  1. Gesekan Statis dan Kinetis µs > µk Contoh :        N fk F       W = m x g

Sebuah   balok   bermassa   2  kg  terletak  di   atas  bidang   datar  dan  bergerak  dengan  kecepatan 4 m/s2. Karena ditarik oleh gaya sebesar 10 N. Bila g = 10 m/s2  _maka  tentukan :

a)

besar gaya gesekan kinetis b) koefisien gesekan kinetis Penyelesaian : Diketahui  :   m = 2 kg   a = 4 m/s2   F = 10 N      g = 10 m/s2 Ditanya :  a) ∑F = ….? b) µk = …..?

a)

   ΣF  = m x a F – fk   = m x a 10 – fk = 2 x 4 fk = 10 – 8 fk = 2 N b) µk =  fk       N = W = m x g→       N     µk =   fk     =       2       =   2       m x g         2 x 10        20     µk = 0,1

Rangkuman

1.

Hk I Newton menyatakan bahwa jika resultan gaya pada suatu benda sama 

dengan nol maka benda yang mula­mula diam akan tetap diam, dan benda 

yang mula­mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap. 

Secara matematis 

∑

F = 0 atau setara dengan dua persamaan berikut: 

∑

Fx = 0 dan 

∑

F

y

 = 0

2. Hk II Newton menyatakan  bahwa percepatan suatu benda sebanding 

dengan resultan gaya; searah dengan resultan gaya; dan berbanding 

terbalik dengan massa benda 

a = 

∑

F/m atau 

∑

F = m.a

3.

Hk III  Newton menyatakan bahwa untuk dua benda A dan B saling 

berinteraksi, jika A mengerjakan gaya pada B (F

BA

) maka B akan 

mengerjakan gaya pada A (F

AB

) yang besarnya sama tapi arahnya 

berlawanan. F

AB

 dan F

AB

 disebut pasangan aksi reaksi dan berlaku:

F

BA

 = ­F

AB 

4. Gerak dikatan sebagai perpindahan, digambarkan sebagai segmen segaris.

X

2

 – X

1

5. Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak benda bila dalam tiap selang 

waktu yang sama benda tersebut menempuh jarak perpindahan yang sama 

pula.

S = v.t

S = v.t + So

6. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda yang bergerak 

lurus berubah beraturan bila dalam tiap selang waktu yang sama 

kecepatannya berubah secara teratur.

v

t

 = v

o

 ± a.t

v

t2

 = v

o2

 ± 2.a.s

S

t

 = v

o

.t ± ½ a.t

2

7. Gerak melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran

a.

kecepatan linier v = 2

π

.R/ T

b.

kecepatan sudut 

ω

 = 2

π

.f

Hubungan kecepatan linier dengan kecepatan sudut adalah v = 

ω

. R

8. Percepatan sentripetal adalah percepatan yang arahnya menuju pusat 

lingkaran

a

s

 = 

ω

2

. R

Gaya sentripetal adalah gaya yang arahnya menuju pusat lingkaran

F

s

 = m. 

ω

2

. R

9. Percepatan sentrifugal adalah percepatan yang arahnya menjauhi pusat 

lingkaran

a

sf

 = v

2

/ R

Lembar Kerja Siswa LEMBAR KERJA SISWA I. EKSPERIMEN KECEPATAN PADA GERAK LURUS BERATURAN A. Tujuan  : Memperlihatkan besarnya kecepatan GLB Alat­alat dan bahan  : ­ kereta dinamika (trolly) ­ bidang miring (papan luncur) ­ ticker timer ­ catu daya (power daya) ­ pita kertas ­ sumber arus ­ balok kayu ganjalan B. Kegiatan : 1. susunlah alat seperti pada gambar. 2. buatlah sudut kemiringan kecil 3. kereta sedikit didiorong, buatlah kereta meluncur sebentar lalu akan berhenti 4. atur sudut kemiringan papan sehingga gerakan kereta tampak tetap 5. hubungkan kereta dengan pita kertas 6. hidupkan ticker timer dan lepaskan kereata sehingga beargerak 7. pada pita terlihat rekaman ketukan ticker timer seperti gambar ……… . . . …… , ambilah kertas pada bagian ditengah 8. tentukan satu­satuan waktu ( misal tiap 10 ketukan yang beraturan ) C. Apakah kesimpulan anda dari hasil kegiatan tersebut di atas : 1. Samakah waktu yang diperlukan untuk menempuh setiap potongan pita? 2. Bagaimana pendapatmu mengenai kecepatan rata­rata? 3. Kesimpulan apakah yang dapat kamu ambil dari kegiatan tersebut?

II  EKSPERIMEN MENYELIDIKI GAYA SENTRIPETAL A. Tujuan : Mengetahui dan meragakan gaya sentripetal Alat­alat dan bahan : ­ seutas tali (benang untuk tukang batu) ­ stop watch dan mistar 1meter

­

beban ± 20 gram (dari tutup botol) = mB

­

beban ± 200 gram (anak timbangan) = mA ­ tempat ballpoin kosong B. Kegiatan :

1.

Rangkailah alat tersebut dengan panjang tali PB = 1m 2. Putarlah beban B sehingga bergerak melingkar beraturan, usahan tali PB horisontal 3. Hitung waktu untuk 20 putaran. Tentukan perioda putaran (T) dan ukurlah jari­jari  lingkaran 4. Ulangi percobaan ini 3 kali dengan keadaan yang sama dan masukan keadaan tabel 5. Lakukan percobaan tersebut 2 kali dengan keadaan yang sama dan data tersebut  masukan dalam tabel.            B mA = …… mB = …… A No. 20 

putaran T (s) R (m) v  (m/s) as (m/s2) Fs (rad/s)ω 1. 2. 3. dst C. Apakah kesimpulan anda dari kegiatan tersebut adalah …. 1. Pengaruh peubahan kelajuan bendaa terhadap besar gaya yang bekerja pada tangan  anda 2. Apa yang terjadi dengan gerak benda, jika tali dilepaskan ? III  EKSPERIMEN MEMAHAMI KOEFISIEN GESEK A. Tujuan  : mengetahui dan memahami koefisien gesekan dari suatu      benda,    karena pengaruh permukaannya Alat­alat dan bahan  : ­ balok berkait

­ neraca pegas ­ meja triplek ­ katrol dengan klem ­ beban yang massanya 100 gram dan 200 gram B.  Kegiatan :  1. Timbanglah berat balok, beban 1 dan beban 2 dalam satuan Newton 2. pasang peralatan seperti gambar 3. tariklah neraca pegas, tegak lurus dengan gaya F mula­mula kecil kemudian diperbesar 4. Catat gaya F dari neraca pegas pada saat balok akan bergerak 5. Ulangi percobaan tersebut dengan menambah beban di atas balok, berturut­turut 100  gram dan 200 gram. Catat gaya F pada saat beban akan bergerak 6. Masukkan data tersebut ke dalam tabel No. Berat beban  (N) Gaya Normal (N) F (N) fs (N) µs (fs /N) 1. 2. 3. C. Apakah kesimpulan anda tentang kegiatan gaya gesek adalah …. 1. Bagaimana keadaan balok itu pada saat pegas ditarik dengan gaya F? 2. Bagaimana harga (fs /N) dari percobaan tersebut? 3. mungkinkah gaya gesek nilainya nol ? Sebab …. UJI KOMPETENSI A. Pilihan Ganda 1. Pengertian Hukum Newton I pada suatu benda adalah ………. A. diam B. bergerak C. diam dan gerak D. jumlah gaya tidak = 0 E. keseimbangan 2. Pengertian Hukum Newton II pada suatu benda adalah ………. A. diam B. bergerak C. diam dan gerak D. jumlah gayanya = 0 E. kelenturan

3. Massa sebuah benda adalah 2 kg dalam keadaan diam ditarik dengan gaya 10 N  dengan arah mendatar selama 2 detik, percepatannya adalah ………

A.

20 m.s­2

B.

14 m.s­2

C.

8 m.s­2

D.

6 m.s­2

E.

5 m.s­2

4.

Dua buah vektor F1 = 15 N dan F2 = 9 N, dengan satu titik tangkap dengan sudut  600_{, maka besar resultannya adalah ………..} A. 6 N B. 9 N C. 15 N D. 21 N E. 24 N

5.

Jika sebuah vektor dari 12 N diuraikan menjadi dua buah vektor saling tegak lurus  dan yang sebuah dari padanya membentuk sudut 300 _{dengan vector itu, maka besar}  masing­masing vector adalah ……. A. 6 N dan 6 √3 N B. 6 N dan 6 √2 N C. 6 N dan 3 √2 N D. 3 N dan 3 √2 N E. 3 N dan 3 √3 N

6.

Setiap   benda   yang   bergerak   secara   beraturan   dalam   suatau   lintasan   berebntuk  lingkaran, maka……… A. vektor kecepatannya tetap B. vektor percepatannya tetap C. gaya radialnya tetap D. momentum linearnya tetap E. semua jawaban di atas salah 7. Pada grafik berikut ini merupakan hubungan kecepatan (V) dan waktu (t) dari suatu  gerak lurus. Bagian grafik yang menunjukkan gerak lurus beraturan adalah…………. A. gbr. a B. gbr. b C. gbr. c D. gbr. d E. gbr. e

8. Jarak   rumahku   ke   sekolah   adalah   36   km,   ditempuh   dengan   waktu   30   menit,  kecepatan rata­rata adalah………… A. 1200 m/s B. 120  m/s C. 72 m/s D. 66 m/s E. 20 m/s 9. Juli naik mobil dengan kecepatan 15 m/detik, pada jarak 75 km. Juli turun dari mobil,  maka waktu yang diperlukannya adalah……….. A. 90 jam B. 60 jam C. 50 jam D. 1,38 jam E. Tidak ada jawabannya

10. kecepatan kendaraan 60 km/jam, setelah waktu ¾ jam kendaraan tersebut berhenti,  maka jarak tempuhnya adalah………….. A. 45 m B. 450 m C. 4500 m D. 45000 m E. Jawaban salah semua

11.

Benda   dijatuhkan   dari   ketinggian   122,5   meter   tanpa   kecepatan   awal.   Jika  percepatan  gravitasi 9,8 m/s2  _{maka pada  ketinggian  78,4 meter dari permukaan}  tanah waktu yang diperlukan adalah…………..

A. 3 detik

B. 4 detik C. 5 detikD. 6 detik E. 7 detik

12. Mobil bermassa 2 ton bergerak dengan kecepatan 10 m/s, kemudian direm dengan  gaya F sehingga berhenti pada jarak 25 m dari saat mulai pengereman, maka besar  gaya F yang diberikan adalah………

A. 400 N

B. 800 N C. 1000 ND. 4000 N E. 5000 N

13. Dari   keadaan   diam   hingga   menempuh   jarak   5   meter,   kecepatan   suatu   benda  menjadi 10 m/detik. Maka besarnya percepatan benda tersebut adalah………….

A.

15 m/s2

B.

10  m/s2

C.

5 m/s2

D.

1,5 m/s2

E.

0,5 m/s2 14. Sebuah bola pejal bermassa 0,25 kg dan jari­jari 20 cm, diputar pada sumbu yang  melalui   pusat   bola   dengan   kecepatan   sudut   750   rpm,   momentum   sudut   bola  adalah……….

A.

0,05  .kg mπ 2_/s

B.

0,10  .kg mπ 2_/s

C.

0,20  .kg mπ 2_/s

D.

0,25  .kg mπ 2_/s

E.

0,63  .kg mπ 2_/s

15.

Sebuah benda massa 0,1 kg bergerak melingkar beraturan dengan kelajuan 10 m/s,  jari­jari lintasannya 2 m. besarnya gaya sentripental yang dialami benda tersebut  adalah……… A. 0,5 N B. 2 N C. 2,5 N D. 5 N E. 20 N

Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan benar ! 1. Diketahui gaya­gaya (F) seperti pada gambar : Berapakah besar resultan ketiga gaya itu ? 2. Jika suatu benda diletakkan di atas bidang seperti gambar: Berat A = 20 N (g = 10 m/s2_{), koefisien gesek kinetis 0,2. Berapakah percepatan}  gerak benda A ? 3. Sebuah benda bergerak melingkar dengan beraturan melakukan 72 putaran per  menit pada jari­jari 1,5 meter. Berapakah kecepatan linearnya ?

4.

Sebuah elevator bermassa 400 kg bergerak vertical ke atas dari keadaan diam  dengan kecepatan tetap sebesar 2 m/s. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s2_.  Berapakah tegangan tali penariknya ?

5.

Sebuah benda bermassa 25 kg terletak diam di atas bidang datar yang kasar.  Kemudian benda tersebut didorong dengan gaya F horizontal 100 N. Ternyata  setelah   5   detik   kecepatan   benda   menjadi   10   m/s.   Tentukan   besar   koefisien  gesekan kinetis (µk) antara benda dengan lantai ! KUNCI JAWABAN A. Pilihan Ganda  1. A   6. C 11. A  2. B   7. C 12. D  3. E   8. E 13. B  4. D   9. D 14. B  5. A 10. D 15. D B. ESSAY 1. 3N 2. 3 m/s2 3. 3,6 m/s 4. 4720 N 5. 0,2

Pilihan Ganda  = 15 x 4,0 = 60,0 Essay                   = 5 x 8,0   = 40,0      + J u m l a h         = 100 BAB III  EVALUASI 1. Gaya 1 N bekerja pada sebuah benda yang bermassa 5 kg. berapa jauh benda itu  bergerak dalam waktu 10 detik. Benda mula­mula dalam keadaan diam A. 5 m C. 20 m E. 50 m B. B. 10 m D. 25 m

2.

Sebuah benda bermassa m, berada pada bidang miring dengan sudut kemiringan  30o _{terhadap horisontal bidang licin, percepatan gravitasi benda g maka percepatan}  benda ….

A.

g C. ½ mg E. 1/2√3g B. mg D. ½ g 3. Kalau kita berada dalam sebuah mobil yang sedang bergerak kemudian bila mobil  tersebut direm, maka kita akan terdorong ke depan, hal ini sesuai dengan …..

A. Hk Newton I C. Hk Newton III E. Hk gaya berat B. Hk Newton II D. Hk aksi reaksi 4. Dari  keadaan diam hingga mencapai kecepatan 10 m/det sebuah benda massa 0,5  kg memerlukan waktu 5 detik, maka gaya yang bekerja sebesar …. A. 0,5 N C. 2,5 N E. 5 N B. 1 N D. 4  N 5. Benda beratnya 15 N berada pada bidang datar, benda ditarik dengan gaya F = 5 N  sehingga bergerak dengan kecepatan tetap, maka gaya gesekan yang bekerja  pada benda adalah …. A. 3 N C. 10 N E. 20 N B. 5 N D. 15 N 6. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan melakukan 72 putaran per  menit pada jari­jari 1,5 m. Besarnya kecepatan liniernya adalah ….

A.

1,2π  m/s C. 3,6π  m/s E. 1,2 m/s B. 1,8 m/s D. 3,6 m/s 7. Besar gaya sentripetal yang bekerja pada benda yang massanya 0,2 kg, kecepatan  sudut 5 rad/s dan jari­jari  lingkaran 2,4 m adalah …. A. 1N C. 2 N E. 6 N B. 1,2 N D. 2,4 N 8. Perhatikan gambar !       F = 10 N Diketahui berat A adalah 20 N (g= 10 m/s2_{) dan koefisien gesekan kinetisnya0,2.}  Percepatan gerak A adalah ….

A.

2 m/s2 _C. 4 m/s2 _E. 6 m/s2

B.

3 m/s2 _D. 5 m/s2

A.

0,8π  m/s C. 1,5π  m/s E. 80/3π  m/s

B.

1,2π  m/s D. 2,4π  m/s 10. benda yang massanya 50 gram bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan  linier 2 m/s dan jari­jari putaran 1 m. besar gaya sentripetal yang bekerja pada  benda itu sebesar …. A. 0,1 N C. 0,4 N E. 2 N B. 0,2 N D. 1 N B. ESSAY     1. Perhatikan gambar !       F               Sebuah balok beratnya 10Newton berada pada lantai yang licin. Bila didorong        dengan gaya F = 5 N. Apakah benda akan bergerak ? Bila bergerak berapakah        percepatan benda ? 2. Tarno mengendarai mobil dengan kecepatan tetap 15 m/s. tentukan : a. jarak yang ditempuh Tarno setelah berjalan 4 sekon! b. Lamanya berjalan untuk menempuh jarak 3 km 3. Sebuah partikel bergerak lurus berubah beraturan dengan persamaan lintasan  S = 2t2 _{+ 4t – 5}    Jika s dalam meter dan t dalam detik. Maka hitung kecepatan benda selama 1s 4. Perhatikan gambar !        N Tidak ada gesekan antara benda dengan alasnya. Massa  benda m = 1 kg, g = m/s2, apabila θ  = 30o_.  Berapakah : a. Percepatan yang dialami benda       b. Besarnya gaya normal (N) 5. perhatikan gambar !        Massa benda m = 2 kg (g = 10 m/ s2_{), F µk = 0,4.Berapakah gaya F yang}   diperlukan tepat benda akan    bergerak fs

BAB IV  PENUTUP Jika siswa dapat menguasai kompetensi ini dengan bobot ≥ 60%, maka siswa/  peserta diklat dapat melanjutkan ke kompetensi berikutnya. DAFTAR PUSTAKA 1. Gunawan Setia dkk. 1994. Fisika  klas 1, Jakarta, Aries Lima Anggota IKAP 2. Kamajaya Suadharma L.1990, Penuntun Pelajaran Fisika, Bandung Ganeca Exact 3. Tim Cipta Eksakta. 2002, Sumber Soal Fisika, Bandung, Epsilon Grup Anggota IKAPI 4. Kanginan, Marten. 2004, Fisika IA  kelas X, Jakarta, Erlangga 5. Taranggono Agus. 2000, Fisika, Jakarta, Bumi Aksara 6. Kanginan Marten. 2004, Fisika SMA 1B, Jakarta, Erlangga 7. Tim Fisika SMK Teknik. 2005, Fisika SMK Teknik, Jakarta, PT. Galaksi Pusparaga