Susana Endah Sri Hartati, 2016 Penerapan Model Pembelajaran Learning Cycle 5E Dengan Menyisipkan Predict-Observe-Explain (POE) Pada Tahap Explore

(1)

(2)

189

Kisi-Kisi Instrumen Tes Kemampuan Kognitif Elastisitas

No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

1. (C1)Mengingat kembali Menentukan dimensi Tegangan dan regangan Tegangan dan regangan

Tentukan dimensi dari besaran berikut ini: a. Tegangan adalah gaya persatuan luas! b. Regangan adalah berbanding lurus

dengan pertambahan panjang dan berbanding tebalik dengan panjang mula-mula!

Dimensi

a. Tegangan [M][L]-1[T]-2 b. Regangan tidak punya

dimensi karena tidak mempunyai satuan. 1 1 2 2 (C1)Mengingat kembali Menjelaskan pengertian elastisitas(C1) Mencontohkan benda-benda yang bersifat elastis(C2) Elastisitas dan benda- benda elastis

a. Apa yang dimaksud dengan elastisitas?

b. Berilah 4 contoh benda yang besifat elastis?

a. Elastisitas adalah sifat suatu benda yang dapat berubah baik dalam hal ukuran maupun bentuk karena mendapatkan gaya luar dan akan kembali ke bentuk maupun ukuran semula jika gaya luar itu ditiadakan.

b. Pegas, kawat, hanger, karet. 1 1 2 3 (C-2) Memahami Membedakan konsep daerah elastis, daerah plastis dan titik patah pada suatu benda

konsep daerah elastis, daerah plastis dan titik patah pada suatu benda

Seorang pekerja menarik sebuah kawat yang terjepit dengan menggunakan tang,

 ketika dia mulai menarik ujung kawat, seiring peningkatan gaya yang diberikan kawat bertambah panjang secara perlahan dan ketika pekerja tersebut berhenti menariknya kawat kembali ke bentuk semula (peristiwa I)

 ketika pekerja tersebut menarik sedikit lebih keras dari semula ternyata kawat bertambah panjang lebih besar yang disertai mengecilnya

Peristiwa I: Gaya yang diberikan masih berada pada batas elastisitas.

Peristiwa II: Gaya yang diberikan melebihi batas elastisitas.

1

(3)

190 No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

diameter kawat dan ketika pekerja

berhenti menariknya kawat tidak kembali ke bentuk semula (peristiwa II)

Apa yang dapat anda jelaskan dari ke dua peristiwa yang terjadi, peristiwa mana yang menjelaskan daerah plastis dan peristiwa mana yang menjelaskan daerah elastis? 4 (C-2) Memahami Menghitung pengaruh gaya terhadap pertambahan panjang berdasarkan data grafik Pengaruh gaya terhadap pertambahan panjang berdasarkan data grafik

Dari hasil percobaan yang dilakukan di laboratorium pada sebuah pegas yang diberi beban diperoleh hubungan antara beban yang digantungkan pada pegas gaya (F) terhadap pertambahan panjang pegas (

𝛥

x

)tersebut seperti gambar grafik di bawah ini.

Hitung besarnya koefisien pegas dari grafik!

Diketahui : F: 20 N

x



= 4 cm = 0,04 m Ditanyakan : k Jawab : F = k x



x

2 = k x 0,04 k = 2/0,04 = 50 N/m 1 1 2 5 (C-2) Memahami Membandingkan besarnya konstanta pegas berdasarkan kekenyalan suatu bahan Nilai konstanta pegas

Dua pegas memenuhi hukum Hooke, dengan konstanta pegas masing-masing 0,3N/m dan 0,7 N/m. Jadi pegas kedua lebih kaku

dibandingkan pegas pertama. Berapakah gaya yang dibutuhkan untuk menarik masing-masing pegas sehingga bertambah panjang 20

Agar bertambah panjang 20 cm, pegas pertama membutuhkan gaya penarik sebesar 0,3 x0,2

=0,06N.Untuk pertambahan panjang yang sama pegas kedua

membutuhkan gaya penarik 0,7 x 1

2

F(N)

20

4

(4)

191 No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

cm? A. 0,2 =0,14 N. Hal ini nampak bahwa pegas kedua adalah pegas yang lebih kenyal membutuhkan gaya yang lebih besar untuk pertambahan pegas yang sama

1 6 (C-2) Memahami Mencontohkan alat sehari-hari yang menunjukkan susunan pegas(C2) contoh alat sehari-hari yang menunjukkan susunan pegas

Setelah kalian mengetahui susunan pegas seri dan paralel, berilah 3 contoh alat yang menggunakan susunan pegas ?

Contoh alat yang menggunakan susunan pegas A. Springbed B. Bolpen yang menggunakan pegas C. shockbreaker 1 1 7 (C3) Mengaplikasikan Menghitung pertambahan panjang pegas (C3) Menganalisis konstanta pegas (C4) pertambahan panjang pegas (C3) Koefisien pegas (C4)

Sebuah kawat tembaga luas penampangnya 2

mm2 dan panjangnya 50 cm. Kawat

ditegangkan dengan gaya 60 N. Jika nilai modulus elastisitas kawat tembaga adalah 120 GN/m 1010 N/m2, Hitunglah

a. Pertambahan panjang kawat setelah diregangkan

b. Perbandingan antara gaya dan pertambahan panjangnya! Diketahui: A = 2 mm2 = 2 x 10-6 m2 l = 50 cm= 0,5 m F = 60 N E = 12 x 1010 N/m2 Ditanyakan : a.



l

b. K Jawab : = = 1,25 x 10-4 m b. k = F/



l

k = 60/1,25 x 10-4 _{k = 480 kN/m} 1 1 1 1 4

(5)

192 No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

Mengaplikasikan persamaan susunan pegas paralel untuk menyelesaikan masalah susunan pegas paralel untuk menyelesaikan masalah

massa 200 gram digantungkan pada ujungnya. Jika satu pegas yang sama ditambahkan secara paralel seperti ditunjukkan pada gambar.

Gambar 1 pegas diberi beban Gambar 2 pegas disusun paralel

Berapa besar pertambahan pegas gambar 2 yang akan terjadi?

F= m.g = 0,2 x 10 = 2N

x



x

2 = k x 0,04 k = 2/0,04 = 50 N/m kp= k1 +k2 = 50 +50 =100 N F = k x



x

2 = 100 x



x



x

= 2/100 = 2 cm 1 1 1 1 9 (C3) Mengaplikasikan Menerapkan persamaan modulus elastisitas suatu bahan untuk menentukan pertambahan panjang suatu bahan Modulus Elastisitas

Sebuah kawat dengan panjang L memiliki jari-jari r dijepit dengan kuat di salah satu ujungnya. Ketika ujung kawat lainnya ditarik oleh gaya F, panjang kawat bertambah l. Kawat lain dengan bahan yang sama panjangnya L dan jari-jari 2r ditarik dengan gaya 3 F. Berapa pertambahan panjangnya?

Diketahui: r = r r’ =2r F= F F’ = 3F F = 400 N Ditanya :

l



_’ Jawab : Jadi 1 1 4

(6)

193 No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

= l 1 1 10 (C3) Mengaplikasikan Menghitung pertambahan panjang pegas yang dirangkai seri Susunan seri pada pegas

Susan memiliki dua buah rangkaian pegas yang disusun seri seperti pada gambar. Jika setiap susunan pegas diberi gaya yang sama dan pegas yang digunakan memenuhi Hukum Hooke, tentukan perbandingan pertambahan panjang pegas pada susunan pegas 1 dan 2! k1= 4k, k2= 2k k1= 2k, k2= 3k, k3= 6k (A) (B) Diketahui : k1= 4k, k2= 2k k1= 2k, k2= 3k, k1= 6k Ditanyakan: Jawab: = = + = = Jadi 1 1 2 4 11 C2 Memahami Membandingkan jenis kawat yang mengalami

Pertambahan panjang kawat

Berikut ini adalah tabel nilai modulus elastisitas kawat dengan bahan yang berbeda

Kawat Modulus Elastisitas

Diketahui : F sama bahan berbeda. Ditanya :

yang paling besar.

(7)

194 No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

pertambahan panjang yang paling besar jika diberi gaya yang sama G N/m2 Baja 200 Tembaga 110 Besi 100 Aluminium 70 Nilon 5

Berdasarkan tabel di atas, jenis kawat manakah yang akan mengalami pertambahan panjang paling besar ketika masing-masing kawat ukuran identik diberi gaya yang sama?

Jawab :

Berdasarkan rumus jika E semakin besar pertambahan panjang semakin kecil jika E kecil maka pertambahan panjang semakin besar

Jadi jawabnya adalah Nilon karena modulus elastisitasnya terkecil

1 1 12 C3 Mengaplikasikan Menghitung besaran-besaran yang berkaitan dengan elastisitas bahan (tegangan)

Tegangan Sebuah kawat tembaga dengan panjang 20 cm

memiliki luas penampang 10-3cm2. Pada kawat tembaga tersebut diberi gaya sebesar 400 N, Berapa nilai tegangan tersebut?

= 400/10-3 = 4 X 105N/ cm2 1 1 1 13 C2 Memahami Mengidentifikasi variabel tetap dan variabel bebas pada percobaan modulus elastisitas Modulus elastisitas

Jika suatu percobaan bertujuan untuk mengidentifikasi pengaruh luas permukaan terhadap pertambahan panjang suatu karet ketika diberikan suatu gaya, apa variabel bebas dan terikat pada percobaan ini?

Beban dan panjang mula-mula dibuat tetap, luas permukaan karet divariasikan 1 1 2 14 C3 Mengaplikasikan Menentukan jenis pegas pada suatu benda dalam kehidupan sehari-hari Susunan pegas paralel: kp = k1 + k2 + k3 +.. Hukum Hooke F = k ∆L F berbanding lurus dengan k F berbanding lurus dengan ∆L ∆L berbanding terbalik dengan k

Mengapa jika Astrid berdiri diatas spring bed akan lebih cepat rusak dibandingkan Astrid tidur, padahal massa tubuh yang ditahan oleh kasur tetap, baik saat berdiri maupun saat tidur?

Pegas pada spring bed dipasang secara paralel.

Saat kita tidur pegas yang tertekan lebih banyak dari pada saat kita berdiri di atas spring bed. Saat berdiri sedikit pegas digunakan untuk menahan gaya, sehingga menyebabkan perubahan panjang pegas akan semakin besar. Perubahan panjang pegas yang besar akan menyebabkan pegas kehilangan keelastisitasannya

(8)

195 No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

karena pegas tersebut melampaui

batas elastisitasnya. Oleh karena itu, berdiri di atas spring membuatnya lebih cepat rusak.

1 15 C3 Mengaplikasikan Menentukan besarnya koefisien pada susunan pegas

Susunan Pegas Perhatikan gambar berikut! Pegas-pegas dalam

susunan adalah identik dan masing-masing memiliki koefisien sebesar 200 N/m.

Gambar a

Gambar b

Tentukan koefisien pegas untuk pegas

gambar a dan gabar b!

a) nilai total koefisien susunan pegas pada gambar 3a

Susunan pada gambar 3a identik dengan 4 pegas yang disusun paralel, sehingga ktot = 200 + 200 + 200 + 200 = 800 N/m

b) nilai total koefisien susunan pegas pada gambar 3b

1 1 2 16 C3 Mengaplikasikan Menentukan prosedur yang tepat dan efektif untuk menghitung konstanta pegas gabungan seri dan paralel

Terdapat 5 buah pegas A,B,C.D, E yang memiliki nilai konstanta yang sama yang disusun seperti pada gambar di bawah . a. Bagaimana urutan prosedur menghitung koefisiien pegas gabungan?

b. Bila masimg masing pegas mempunyai koefisien yang sama 10 N/m hitunglah koefisien pegas untuk gambar di bawah ini!

a. A,B,C, dan D dihitung secara paralel.

Gabungan A,B,C,D dihitung secara seri dengan E b. kp = 10+10+10+10 = 40 N/m 1 1 2

(9)

196 No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

A D B C E ks = 8 N/m 17 C3 Mengaplikasikan Menggunakan persamaan hukum Hooke untuk menyelesaikan permasalahan dalam kehidupan sehari-hari

Hukum Hooke Terdapat dua pegas identik yang panjang

mula-mula keduanya adalah 20 cm. Jika sebuah massa 200 gram digantungkan pada salah satu pegas panjang pegas menjadi 25 cm; dan jika massa lain sebesar M di gantung pada pegas yang lainnya panjang pegas menjadi 23 cm, Berapakah massa dari M? Diketahui : m =200 gram =0,2 kg F= m.g = 0,2 x 10 = 2N

x



x

2 = k x 0,05 k = 2/0,05 = 40 N/m F = k x



x

= 40 x 0,03 F = 1,2 m = 1,2/10 = 0,12 kg = 120 gram 1 1 2 18 C3 Mengaplikasikan Menentukan besar koefisien pegas yang dapat digunakan pada percobaan untuk membandingkan konstanta gabungan pegas yang disusun seri dan paralel.

Susunan Pegas Jika akan menggunakan empat buah pegas

untuk melakukan percobaan membandingkan koefisien susunan pegas yang disusun seri dan paralel, bagaimana nilai koefisien dari

keempat pegas yang harus dipilih?

Keempat pegas yang digunakan harus memiliki nilai konstanta yang sama

(10)

197 No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

19 C4 Menganalisis Menganalisis susunan seri dan pararel pada pegas

Susunan seri dan paralel pada pegas

Perhatikan gambar di bawah ini.Jika: a. masing masing pegas mempunyai

nilai koefisien k1 , k2 ,k3,k4 adalah 5 N/m, 5, N/m 10 N/m,20 N/m. Hitunglah konstanta susunan pegas tersebut!

b. koefisien total susunan pegas 20 N/m hitunglah nilai koefisien masing masing pegas! K1 K2 K3 K4 Diketahui: k1 , k2 ,k3,k4 adalah 5 N/m, 5, N/m 10 N/m,20 N/m. Ditanya: a. k susuna pegas

b. koefisien masing-masing bila keempatnya mempunyai nilai yang sama. Jawab: a. kp = k1 +k2 = 5+5 = 10 N.m b. Jika keempat pegas

mempunyai konefisienyang sama kT = 5/2 k 20 = 5k/2 5k =40 k = 8 N/m 1 1 1 1 4 20 C4 Menganalisis Menganalisis konstanta pegas yang dipotong dan

Putri mempunyai pegas yang memiliki koefisien 100 N/m. Karena memerlukan nilai koefisien yang berbeda maka pegas tersebut

Diketahui : k = 100 N/m

setelah dipotong masing-masing

(11)

198 No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

disusun ulang dipotong menjadi dua bagian yang sama.

a. Apakah nilai koefisien pegas masih sama setelah dipotong?

b. Jika pegas hasil potongan tersebut kemudian disusun paralel berapa koefisien pegas yang dihasilkan.?

200 N/m . Ditanya: k pararel Jawab:

a. setelah dipotong nilai konstanta pegasnya 200N/m dengan rumus seri k = 200 N/m b.kp= k1 +k2 = 200 +200 =400 N/m 1 1 1 1 21 C4 Menganalisis Membedakan pertambahan panjang tiga pegas yang disusun seri dan paralel ketika diberi gaya yang sama

Perhatikan gambar berikut.

Gambar a Gambar b

Jika masing-masing pegas yang digunakan memilliki nilai koefisien yang sama dan kedua susunan pegas diberi beban yang sama. Bagaimana perbandingan pertambahan panjang (∆x) yang akan terjadi dan konstanta susunan pegas? Diketahui : k1 = k2= k3= k ms = mp jadi Fs = Fp = F Ditanya : ∆xP ... ∆xS kP... kS Jawab kp = k+k+k = 3k ks = k/3 Jadi ∆xP < ∆xS karena kP > kS 1 1 1 1 4

(12)

199 No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor

Total

22 C4 Menganalisis Mendeskripsikan susunan pegas seri dan paralel

Susunan Pegas Terdapat dua rangkaian pegas yang dirangkai

secara seri dan paralel. Kedua rangkaian tersebut tersusun oleh 3 pegas yang identik. Berikut ini adalah beberapa pernyataan mengenai kedua susuna pegas tersebut.

1. Pertambahan panjang rangkaian seri lebih besar dari pada rangkaian paralel ketika diberi beban yang sama besar

2. Pertambahan panjang rangkaian

paralel lebih besar dari pada rangkaian seri ketika diberi beban yang sama besar

3. Untuk memperoleh pertambahan

panjang pegas yang sama, rangkaian pegas paralel memerlukan beban yang lebih berat daripada pada rangkaian seri

4. Untuk memperoleh pertambahan

panjang pegas yang sama, rangkaian pegas seri memerlukan beban yang lebih berat daripada pada rangkaian parallel

5. Rangkaian seri akan mudah

meregang karena memiliki koefisien pengganti yang lebih kecil

Pernyataan manakah yang benar menurut anda tentang kedua rangkaian tersebut?

Pernyataan yang benar tentang kedua rangkaian tersebut adalah … .

1. Pertambahan panjang rangkaian seri lebih besar dari pada rangkaian paralel ketika diberi beban yang sama besar 3. Untuk memperoleh

pertambahan panjang pegas yang sama, rangkaian pegas paralel memerlukan beban yang lebih berat daripada pada rangkaian seri

5 Rangkaian seri akan mudah meregang karena memiliki konstanta pengganti yang lebih kecil.

1

(13)