RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Satuan Pendidikan : SMAN 4 Sijunjung
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/ Semester : XI /1
Materi : Elastisitas dan Hukum Hooke:
Alokasi Waktu : 6 X 45 Menit ( 3 x pertemuan )
TP : 2021/2022
A. Tujuan Pembelajaran
Melalui kegiatan pembelajaran menggunakan model Problem based learning yang dipadukan dengan metode tanya jawab, penugasan, diskusi kelompok, eksperimen dan pendekatan saintifik yang menuntun peserta didik untuk menganalisis sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari-hari dan melakukan percobaan tentang sifat elastisitas suatu bahan berikut presentasi hasil dan makna fisisnya dengan rasa ingin tahu, tanggung jawab, displin selama proses pembelajaran,, serta memiliki sikap responsif (berpikir kritis) dan pro-aktif (kreatif), serta mampu berkomunikasi dan bekerjasama dengan baik
B. Kegiatan Pembelajaran Pertemuan 1
1. Kegiatan Pendahuluan (15 menit) Keterangan
Peserta didik mengawali proses pembelajaran dengan berdoa, Asmaul Husna, membaca Al-Quran, dan menyanyikan Indonesi Raya dan mencek kehadiran peserta didik.
Peserta didik menjawab pertanyaan guru terkait materi yang telah dipelajari dan manfaat materi yang akan dipelajari.
Peserta didik mendengarkan penjelasan tentang KD dan tujuan pembelajaran yang akan dicapai; cakupan materi, penilaian serta kegiatan-kegiatan yang akan dilaksanakan pada pertemuan tersebut.
Melakukan apersepsi dengan memberikan pertanyaan:
Apakah yang dimaksud dengan elastisitas?
1. Memotivasi peserta didik untuk memunculkan rasa ingin tahunya tentang materi yang akan dipelajari yang terintegrasi dengan ayat Alquran QS Al-Fath (48) ayat 29 dan falsafah Minangkabau
“tagangnyo bajelo-jelo, kanduanyo badantiang- dantiang, hati lapang paham saleso, pasiah lidah pandai barundiang, kama kelok loyang kasinan kelok lilin”. Maksudnya orang Minangkabau memiliki sikap tegas tapi fleksibel/elastis dalam bertindakan, berjiwa besar dan memiliki kemampuan untuk berunding. Nilai karakter yang terkandung adalah fleksibel, tidak kaku dalam suatu keputusan dan tegas.
15 Menit
1. Kegiatan Inti (60 menit)
Orientasi peserta didik kepada masalah
Guru menayangkan video tentang penggunan benda-benda elastis untuk diamati peseta didik.
Guru menstimulus peserta didik untuk mengajukan pertanyaan tentang video yang telah diamati
60 menit
Peserta didik menjawab pertanyaan guru yang berkaitan dengan video yang ditayangkan
Mengorganisasi peserta didik untuk belajar
Guru membagi peserta didik membentuk kelompok (3 – 4 orang) setiap kelompok
Membimbing penyelidikan individual maupun kelompok
Guru membagikan bahan ajar dan lembar kerja kepada peserta didik.
Peserta didik membaca bahan ajar dan Lembar kerja.
Guru membimbing peserta didik melakukan percobaan tentang hukum Hooke.
Peserta didik berdiskusi, mengolah dan menganalisis data serta merumuskan hasil percobaan dalam kelompoknya masing-masing dengan menggunakan berbagai sumber belajar.
Mengembangkan dan menyajikan hasil karya
Salah satu kelompok mempresentasikan hasil kerja kelompok dan kelompok yang lain mendengarkan dan menanggapinya
dihubungkan dengan hasil yang didapat oleh masing-masing kelompok.
pemecahan masalah
Guru memberi konfirmasi dan penguatan terhadap jawaban dan tanggapan yg diberikan kelompok penyaji tentang materi pembelajaran
2. Kegiatan Penutup
Peserta didik menyimpulkan pembelajaran (dibimbing oleh guru).
Peserta didik mengadakan evaluasi atas proses pembelajaran yang telah dilakukan.
Peserta didik melakukan refleksi terhadap pencapaian tujuan pembelajaran yang telah dilakukan
Peserta didik menginformasikan penugasan dan rencana kegiatan pembelajaran berikutnya
Menutup kegiatan dengan berdoa bersama.
15 menit
C. Penilaian Hasil Belajar
1) Penilaian sikap dilakukan selama proses pembelajaran dengan cara pengamatan dan observasi,
2) Penilaian pengetahuan dilakukan dengan cara tes lisan dan tulisan selama proses pembelajaran
3) Penilaian keterampilan dilakukan dengan cara tes unjuk kerja dan presentasi.
Pembelajaran Remedial akan dilaksanakan bila nilai peserta didik tidak memenuhi KKM (75) dengan pemberian tugas menganalisis sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari-hari.
Pengayaan diberikan bagi peserta didik yang mempunyai nilai di atas 75 berupa tugas menyelesaikan soal-soal UN dan SMBPTN tentang materi elastisitas bahan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari .
Mengetahui,
Kepala SMAN 4 Sijunjung
Drs. Rahmad,MM
NIP.196909181994121002
Di Periksa Oleh Waka Ur Kurikulum
Eni Pesma, ST. MP.d NIP.197408162006042003
Padang Sibusuk, Juli 2021 Guru Mata Pelajaran
Eni Pesma, ST. MP.d NIP.197408162006042003
BAHAN AJAR
ELASTISITAS 1. Pengertian elastisitas
Sifat elastis atau elastisitas didefinisikan sebagai kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan pada benda itu dihilangkan (dibebaskan).
2. Bahan-bahan elastis dalam kehidupan sehari-hari
Banyak bahan elastisitas yang kita temui dalam kehidupan, seperti karet gelang, pegas dan lain sebagainya. Bahan-bahan ini banyak digunakan dalam produk/alat yang kita butuhkan dalam kehidupan. Misalnya ketapel yang digunakan anak-anak untuk bermain. Karet pada ketapel harus ditarik terlebih dahulu agar batu bisa terlempar jauh. Pegas yang ada pada springbed membuat kita nyaman saat tidur.
Berdasarkan sifat keelastisannya benda dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :
a. Benda elastis yaitu benda yang jika diberi gaya luar, maka benda tersebut akan mengalami perubahan ukuran atau bentuk, ketika gaya luar dihilangkan maka gaya dalam cenderung untuk mengembalikan bentuk dan ukuran benda ke keadaan semula.
Contoh: karet gelang, pegas/per, karet ketapel dan tali busur.
b. Benda plastis (tak elastis) yaitu benda yang diberi gaya luar, maka benda tersebut akan mengalami perubahan ukuran atau bentuk tetapi setelah gaya luar dihilangkan ukuran dan bentuk benda tidak kembali ke keadaan semula. Contoh : plastik dan tanah liat.
3. Sifat-sifat elastisitas bahan a. Tegangan (stress)
Tegangan (stress) adalah besarnya gaya yang bekerja tiap satu satuan luas penampang.
σ =
dengan : σ = tegangan (N/m2) F = gaya (N)
A = luas penampang (m2) b. Regangan (strain)
Regangan (strain) perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula-mula.
e =
dengan : e = regangan
∆L = pertambahan panjang (m) Lo = panjang awal (m)
c. Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas adalah besaran yang menggambarkan tingkat
elastisitas bahan. Modulus elastisitas disebut juga modulus Young yang didefinisikan sebagai perbandingan tegangan dengan regangan.
E = =
Satuan E = = N/m2 atau Pa 3. Hukum Hooke
Jika sebuah pegas ditarik dengan gaya tertentu, maka panjangnya akan bertambah. Semakin besar gaya tarik yang bekerja, semakin besar pertambahan panjang pegas tersebut. Ketika gaya tarik dihilangkan, pegas akan kembali pada keadaan semula.
“Jika gaya tarik tidak melampaui batas elastis pegas, pertambahan panjang pegas berbanding lurus (sebanding) dengan gaya tariknya.”
4. Menghitung besaran-besaran yang berkaitan dengan hukum Hooke Secara matematis, hubungan antara besar gaya yang bekerja dengan pertambahan panjang pegas dapat dituliskan sebagai berikut:
F = - k .
Keterangan : F = gaya yang bekerja (N) K = konstanta pegas (N/m)
= pertambahan panjang pegas (m)
5. Hubungan gaya dengan pertambahan panjang pada benda elastis Kita bisa melakukan percobaan untuk melihat hubungan gaya dan pertambahan panjang berdasarkan Hukum Hooke. Langkah-langkah percobaan yang dapat kita lakukan adalah sebagai berikut.
a. Menyiapkan pegas, beban statif, stopwatch, mistar b. Menyusun alat sesuai dengan petunjuk pada LKS c. Mengukur panjang pegas tanpa beban dengan mistar
d. Menggantungkan beban bermassa m pada ujung bawah pegas e. Mengukur panjang pegas setelah pembebanan dengan mistar
f. Mengulangi langkah-langkah tersebut dengan merubah-ubah massa beban m
g. Menghitung tetapan pegas berdasarkan data yang diperoleh
Berdasarkan data hasil percobaan kita bisa membuat grafik hubungan antara gaya dengan pertambahan panjang pegas seperti berikut.
Berdasarkan grafik diatas dapat dilihat bahwa hubungan antara gaya dan dan pertambahan panjang pegas adalah berbanding lurus, semakin besar gaya yang diberikan maka semakin besar pula pertambahan panjang suatu pegas.
6. Energi potensial pegas
Kemampuan pegas untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya yang diberikan dilepaskan disebut energi potensial pegas. Secara sistematis energi potensial pada pegas adalah sebagai berikut:
Epg = ½ k x2
7. Susunan pegas seri dan paralel a. Susunan Seri
Untuk susunan seri yang terdiri dari dua pegas atau lebih, maka tetapan pegas pengganti serinya dapat ditentukan dengan persamaan
k1
k2
ks
F
Dua pegas atau lebih yang disusun secara seri memiliki prinsip sebagai berikut :
a. gaya tarik pada pegas pengganti seri adalah sama dengan gaya tarik yang dialami masing-masing pegas.
F1 = F2 = F
b. Pertambahan panjang pegas pengganti seri sama dengan jumlah pertambahan pegas masing-masing pegas.
∆x = ∆x1 +∆x2
sebagai berikut:
b. Susunan Paralel
Tetapan pegas pengganti paralel sama dengan jumlah tetapan pegas dari pegas yang disusun secara paralel. Untuk susunan paralel lebih dari dua pegas, berlaku persamaan berikut.
∆x = ∆x1=∆x2
kp = k1 +k2 + . . .
8. Pemanfaatan bahan elastik berdasarkan sifatnya a. Alat Ukur Gaya Tarik Kereta Api
b. Peredam Getaran atau Goncangan Pada Mobil c. Peranan Sifat Elastis dalam Rancang Bangun d. Pemanfaatan Sifat Elastis dalam Olahraga
F = F1+ F2
Dua pegas atau lebih yang disusun secara paralel memenuhi prinsip sebagai berikut :
a. Gaya tarik pada pegas pengganti paralel sama dengan jumlah gaya tarik pada pegas masing-masing.
b. Pertambahan panjang pegas pengganti paralel sama besar dengan pertambahan panjang pada
k1 k2
F
A Petunjuk Belajar
B Kompetensi Dasar
LKPD 1
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : XI / Ganjil Alokasi Waktu : 2 x 45 menit
Nama Kelompok :
Nama Anggota Kelompok :
1. ……….
2. ……….
3. ……….
4. ……….
1. Amatilah demonstrasi yang ditampilkan guru di depan kelas!
2. Bacalah materi yang berkaitan dengan sifat-sifat elastisitas bahan 3. Lakukan percobaan sesuai dengan petunjuk langkah kerja
4. Diskusikan jawaban pertanyaan evaluasi yang ada sesuai dengan hasil percobaan dengan tepat
5. Simpulkan hasil diskusi dengan tepat 6.Presentasikan hasil diskusi di depan kelas
5.2. Melakukan percobaan tentang sifat elastisitas suatu bahan berikut presentasi hasil dan makna fisisnya
D Materi Pembelajaran C Tujuan Kegiatan
3.2.1. Menjelaskan pengertian elastisitas
3.2.2. Mengidentifikasi bahan-bahan elastis dalam kehidupan sehari-hari 3.2.3. Menjelaskan sifat-sifat elastisitas bahan
3.2.4. Merumuskan persamaan tegangan, regangan, dan modulus elastisitas.
3.2.5. Menghitung besaran-besaran yang berkaitan dengan tegangan, regangan, dan modulus elastisitas
Elastisitas didefinisikan sebagai kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk awalnya segera setelah gaya luar yang diberikan pada benda itu dihilangkan (dibebaskan). Berdasarkan sifat keelastisannya benda dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :
1. Benda elastis yaitu benda yang jika diberi gaya luar, maka benda tersebut akan mengalami perubahan ukuran atau bentuk, ketika gaya luar dihilangkan maka gaya dalam cenderung untuk mengembalikan bentuk dan ukuran benda ke keadaan semula. Contoh: karet gelang, pegas/per, karet ketapel dan tali busur.
2. Benda plastis (tak elastis) yaitu benda yang diberi gaya luar, maka benda tersebut akan mengalami perubahan ukuran atau bentuk tetapi setelah gaya luar dihilangkan ukuran dan bentuk benda tidak kembali ke keadaan semula.
Contoh : plastik dan tanah liat.
Sifat elastisitas suatu bahan berhubungan dengan konsep tegangan (stress), regangan (strain), dan modulus elastisitas.
1. Tegangan (stress) adalah besarnya gaya yang bekerja tiap satu satuan luas penampang.
E Informasi Pendukung
σ =
dengan : σ = tegangan (N/m2) F = gaya (N)
A = luas penampang (m2)
2. Regangan (strain) merupakan perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula-mula.
e =
dengan : e = regangan
∆L = pertambahan panjang (m) Lo = panjang awal (m)
3. Modulus Elastisitas adalah besaran yang menggambarkan tingkat elastisitas bahan. Modulus elastisitas disebut juga modulus Young yang didefinisikan sebagai perbandingan tegangan dengan regangan. Satuan modulus Young adalah N/m2. Dalam SI satuan modulus elastisitas sama dengan satuan tegangan. Semakin besar nilai E, berarti semakin sulit untuk merentangkan benda, artinya dibutuhkan gaya yang lebih besar.
Elastisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Suatu benda dikatakan elastis apabila benda tersebut setelah diberi gaya dapat kembali ke bentuk semula. Setiap benda elastis memiliki batas elastis yang apabila keelastisan benda tersebut sudah melampaui batas elastisitas maka akan menyebabkan kerusakan pada benda tersebut. Jika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda elastis, maka bentuk benda tersebut berubah.
F Tugas dan Langkah Kerja
A. Kamu telah mengamati demonstrasi karet yang ditampilkan guru. Rumuskan masalah dalam bentuk pertanyaan berdasarkan demonstrasi yang diamati!
………
………
………
………..………
B. Buatlah hipotesis berdasarkan rumusan masalah yang telah kamu buat!
Diskusikan dengan teman sekelompokmu!
………
………
………..
………
C. Mengumpulkan Data 1. Alat dan bahan:
Pegas, mistar, beban dan neraca 2. Langkah-langkah Kerja
a. Sediakanlah seluruh alat dan bahan yang akan digunakan!
b. Ukurlah panjang mula-mula pegas (l0) !
c. Ukurlah jari-jari karet ban (r) dan hitunglah luas penampang pegas (A)!
d. Gantunglah beban 50 gram pada pegas!
e. Ukur panjang pegas setelah digantung beban (l)!
f. Hitung pertambahan panjang pegas tersebut (∆l) ! g. Lepaskan beban yang digantung!
h. Ulangilah kegiatan sampai 5 kali percobaan dengan menambahkan beban yang lebih besar
i. Catatlah hasil percobaan yang telah dilakukan pada tabel pengamatan.
Tabel 1. Hasil Pengamatan
No Massa
(kg)
F = mg (N)
r (m)
A (m2)
L0
(m)
L1
(m)
∆l (m)
1 0,05
2 0,15
3 4 5 rata2
Berdasarkan percobaan di atas selanjutnya kerjakan soal di bawah ini!
a. Apa yang terjadi ketika pegas diberi beban!
………
………
………
……….…
b. Apa yang terjadi pada pegas ketika beban dilepas!
………
………
………
.………..………
c. Berdasarkan percobaan, tuliskan pengertian elastisitas?
...
...
...
...
...
d. Tuliskan contoh bahan elastis dalam kehidupan sehari-hari
...
...
...
...
...
e. Jelaskan pengertian tegangan!
...
...
...
...
f. Tuliskan persamaan tegangan!
...
...
...
...
g. Jelaskan pengertian regangan!
...
...
...
...
h. Tuliskan persamaan regangan!
...
...
...
...
i. Berdasarkan persamaan dari tegangan dan regangan, carilah persamaan dari modulus elastis (E)
...
...
...
...
j. Hitunglah nilai tegangan, regangan dan modulus elastisitas berdasarkan nilai rata-rata data percobaan!
1) Tegangan (σ)
...
...
2) Regangan (e)
H Evaluasi
...
...
3) Modulus Elastisitas (E)
...
...
k. Bagaimana hubungan sifat elatisitas bahan terhadap nilai modulus elastisitasnya?
...
...
...
...
Buatlah kesimpulan berdasarkan hasil diskusi yang telah dilakukan!
………...
………...
………....
………..…
(Kesimpulan: sesuaikan dengan tujuan kegiatan)
1. Kawat logam panjangnya 80 cm dan luas penampang 4 cm2. Ujung yang satu diikat pada atap dan ujung yang lain ditarik dengan gaya 50 N.
Ternyata panjangnya menjadi 82 cm. Tentukan:
a. regangan kawat, b. tegangan pada kawat, c. modulus elastisitas kawat!
2. Sepotong kawat homogen panjangnya 140 cm dan luas penampangnya 2 mm2. Ketika ditarik dengan gaya sebesar 100 N, bertambah panjang 1 mm. modulus elastisitas kawat tersebut adalah ….
G Kesimpulan
B Kompetensi Dasar A Petunjuk Belajar
LKPD 2
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : XI / Ganjil Alokasi Waktu : 2 x 45 menit
Nama Kelompok :
Nama Anggota Kelompok :
1 ……….
2 ……….
3 ……….
4 ……….
7.Amatilah video yang ditampilkan guru di depan kelas!
8.Bacalah materi yang berkaitan dengan hukum hooke dan energi potensial pegas
9. Lakukan percobaan sesuai dengan petunjuk langkah kerja
10. Diskusikan jawaban pertanyaan evaluasi yang ada sesuai dengan hasil percobaan dengan tepat
11. Simpulkan hasil diskusi dengan tepat 12. Presentasikan hasil diskusi di depan kelas
5.2. Melakukan percobaan tentang sifat elastisitas suatu bahan berikut presentasi hasil dan makna fisisnya
C Tujuan Kegiatan
D Materi Pembelajaran
Setelah melakukan percobaan, siswa diharapkan mampu:
3.2.6. Menjelaskan hukum Hooke untuk menerangkan perilaku pegas 3.2.7. Menghitung besaran-besaran yang berkaitan dengan hukum Hooke 3.2.8. Mendeskripsikan hubungan gaya dengan pertambahan panjang
pada benda elastis berdasarkan data percobaan (grafik) 3.2.9. Merumuskan persamaan energi potensial pegas 3.2.10. Menghitung besarnya energi potensial pegas
1. Hukum Hooke
Sebuah pegas ketika diberi gaya tarik F akan bertambah panjang sejauh x, dan dalam kasus ini berlaku hukum Hooke:
F : gaya tarik (N),
k : tetapan pegas (N/m),
x : pertambahan panjang akibat gaya (m)
2. Energi potensial
Energi potensial pegas adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukannya terhadap suatu acuan. Energi potensial pegas dihitung berdasarkan acuan titik setimbangnya, sehingga saat pegas menyimpang sejauh x akan memiliki energi potensial yang besarnya:
F Tugas dan Langkah Kerja E Informasi Pendukung
Contoh sederhana dan sering ananda temui adalah ketapel. Ketika hendak menembak burung dengan ketapel misalnya, karet ketapel terlebih dahulu diregangkan (diberi gaya tarik). Ketika gaya tarik dihilangkan/dilepaskan panjang karet ketapel akan kembali seperti keadaan semula. Hal ini berkaitan dengan sifat elastisitas pada karet ketapel.
1. Kamu telah mengamati video/animasi terkait benda elastik (ketapel).
Rumuskan masalah dalam bentuk pertanyaan-pertanyaan terkait video yang telah kamu amati!
………
………
………
………..………...
2. Buatlah hipotesis berdasarkan rumusan masalah yang telah kamu buat!
Diskusikan dengan teman sekelompokmu!
………
………
………
…..………
3. Lakukan percobaan untuk mengukur besaran panjang, massa dan waktu a. Alat : Penggaris
Bahan : pegas, beban, statif
Gambar 1. Skema susunan alat percobaan b. Langkah-langkah Kerja
1) Siapkan alat dan bahan yang diperlukan untuk percobaan 2) Susun alat seperti pada gambar 1
3) Ukur panjang pegas tanpa beban
4) Gantungkan beban bermassa m pada ujung bawah pegas 5) Ukur panjang pegas setelah pembebanan
6) Ulangi langkah-langkah tersebut hingga 5 kali dengan merubah-ubah massa beban m
7) Masukkan data hasil percobaan ke dalam tabulasi berikut 8) Hitung tetapan pegas berdasarkan data yang diperoleh
No Massa
Beban m (kg)
Panjang Pegas Tanpa
Beban (m)
Panjang Pegas setelah Pembebanan
(m)
Pertambahan Panjang Pegas (m)
Tetapan Pegas
(N/m)
1 2 3 4 5 Rata 2
9) buatlah grafik hubungan antara F dan x berdasarkan data-data percobaan
(1) statif
(2) pegas
(3) beban bermassa m
4. Berdasarkan percobaan di atas selanjutnya kerjakan soal di bawah ini!
a. Apa yang terjadi ketika pegas diberi beban!
………
………
………
………..
b. Mengapa pegas bertambah panjang?
………
………
………...
………
c. Hitunglah nilai konstanta pegas dalam percobaan ini ?
………
………
………
………
d. Gambarkan grafik hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas?
………
………
………
………..………
e. Hitunglah energi potensial pegas berdasarkan data percobaan!
………
………
………
………
H Evaluasi
Buatlah kesimpulan berdasarkan hasil diskusi yang telah dilakukan!
………...
………...
………....
………..…
(Kesimpulan: sesuaikan dengan tujuan kegiatan)
1. Berikut adalah tabulasi data hasil percobaan:
Dari tabel, tentukan:
a. konstanta pegas yang digunakan
b. nilai A
2. Hubungan antara F dan x dari sebuah pegas seperti ditunjukkan pada gambar berikut! Tentukan nilai konstanta pegas pegas berdasarkan grafik!
3. Tentukan besar energi potensial pegas berdasarkan grafik pada soal nomor 2!
LKPD 3
G Kesimpulan
No Gaya F (N) Pertambahan Panjang x (cm) 1
2 3
4 8 10
2 4 A
C Materi Pembelajaran B Tujuan Pembelajaran A Petunjuk Belajar
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas/Semester : XI / Ganjil Alokasi Waktu : 2 x 45 menit
Nama Kelompok :
Nama Anggota Kelompok :
1………
2.………
3. ……….
4. ………
13. Amatilah demonstrasi yang ditampilkan guru di depan kelas!
14. Bacalah materi yang berkaitan dengan hukum hooke dan energi potensial pegas
15. Diskusikan jawaban pertanyaan tugas pada LKS ini 16. Simpulkan hasil diskusi dengan tepat
17. Presentasikan hasil diskusi di depan kelas
3.2.11. Membandingkan susunan pegas seri dan paralel
3.2.12. Menganalisis sifat-sifat susunan pegas seri dan pararel
3.2.13. Menganalisis pemanfaatan bahan elastik berdasarkan sifatnya
D. Tugas dan langkah kerja
2. Susunan Paralel
D. Kamu telah mengamati demonstrasi terkait susunan pegas seri dan paralel.
Jawablah pertanyaan berikut berdasarkan demostrasi yang kamu amati!
1. Bagaimana cara menyusun pegas secara seri? Gambarkan!
………
………
………
………..
k1
k2
ks
F
Untuk susunan seri yang terdiri dari dua pegas atau lebih, maka tetapan pegas pengganti serinya dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut.
Tetapan pegas pengganti paralel sama dengan jumlah tetapan pegas dari pegas yang disusun secara paralel. Untuk susunan paralel lebih dari dua pegas, berlaku persamaan berikut.
k1 k2
F
kp = k1 +k2
+ . . .
………
………
2. Ketika disusun seri, apakah setiap pegas memiliki pertambahan panjang yang sama? Kenapa?
………
………
………
………..
………
………
………
3. Rumuskanlah persamaan konstanta pengganti pegas susunan seri!
………
………
………
………..
………
………
………
4. Bagaimana cara menyusun pegas secara paralel? Gambarkan!
………
………
………
…..………
5. Ketika disusun paralel, apakah setiap pegas memiliki pertambahan panjang yang sama? jelaskan?
………
………
………
…..………
6. Rumuskanlah persamaan konstanta pengganti pegas susunan paralel!
………
………
………
………..
………
………
7. Tentukan konstanta pegas pada gambar-gambar susunan pegas berikut!
………
………
………
………..
………
………
……….………
8. Tentukan konstanta pegas pada gambar-gambar susunan pegas berikut!
k1
k2
ks
F
Jika k1 = 2 N/m, K2 = 2 N/m Tentukan nilai konstanta pegas susunan pegas tersebut.
Jika k1 = 2 N/m, K2 = 2 N/m Tentukan nilai konstanta pegas susunan pegas tersebut.
k1 k2
F
E. Evaluasi
………
………
………
…..………
9. Tuliskan bahan elastis yang kamu gunakan dalam kehidupan sehari-hari!
………
………
………
………
………
10. Jelaskan penerapan shockbreaker pada motor!
………
………
………
………
………
1. Tiga buah pegas masing-masing memiliki konstanta pegas 100 N/m, 200 N/m dan 400 N/m. Jika ketiga pegas tersebut dirangkai secara seri, maka konstanta pegas penggantinya adalah . . .
2. Tiga pegas identik disusun seperti gambar di bawah. Konstanta pegasnya masing-masing 100 N/m. Konstanta pegas penggantinya adalah…
3. Jelaskan bagaimana pemanfaatan benda elastis dalam bidang olahraga!
Lampiran 1. Penilaian pengetahuan
a. Kisi-kisi pilihan ganda
Indikator Pencapaian
Kompetensi Indikator Soal Instrument
Tingkat Kesulitan Bobot Soal
Kunci Jawaban C
1 C2 C
3 C4 3.2.14.Menjelaska
n pengertian elastisitas 3.2.15.Mengidentifi
kasi bahan- bahan
elastis dalam kehidupan sehari-hari 3.2.16.Menjelaska n sifat-sifat elastisitas bahan 3.2.17.Merumuska
n
persamaan tegangan, regangan, dan
modulus elastisitas.
3.2.18.Menghitung besaran- besaran yang berkaitan
1. Diberikan
pernyataan siswa dapat menjelaskan pengertian elastic 2. Diberikan data
bahan-bahan yang digunakan dalam kehidupan sehari- hari siswa dapat mengidentifikasi bahan-bahan elastik dengan tepat
3. Diberikan beberapa pernyataan siswa dapat menjelaskan sifat-sifat elastisitas bahan
4. Diberikan besaran- besaran yang mempengaruhi besar tegangan pada bahan elastik
siswa dapat
merumuskan persamaan tegangan
5. Diberikan nilai panjang tali, luas penampang tali, dan
1.
2.
3.
4.
5.
√
√
√
√
√
√
2
3
3
4
4
Terlampir
dengan tegangan, regangan, dan
modulus elastisitas 3.2.19.Menjelaska
n hukum Hooke untuk menerangka n perilaku pegas 3.2.20.Menghitung
besaran- besaran yang berkaitan dengan hukum Hooke 3.2.21.Mendeskrip
sikan hubungan gaya dengan pertambaha n panjang pada benda elastis berdasarkan data
percobaan (grafik) 3.2.22.Merumuska
n
persamaan energi potensial
massa beban siswa dapat menghitung besaran-besaran yang berkaitan dengan tegangan, regangan, dan modulus elastisitas.
6. Diberikan suatu pernyataan tentang hukum hooke siswa dapat merumuskan besar konstanta pegas. .
7. Diberikan nilai panjang mula-mula pegas, massa
beban, dan
pertambahan
panjang siswa dapat menghitung
konstanta pegas.
8. Diberikan suatu pernyataan siswa dapat
mendeskripsikan hubungan gaya dengan
pertambahan
panjang benda elastis dalam bentuk grafik
9. Diberikan suatu pernyataan siswa dapat merumuskan persamaan energi
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
√
√
√
√
√
√
4
4
4
4
4
3
4
pegas 3.2.23.Menghitung
besarnya energi potensial pegas 3.2.24.Membandin
gkan susunan pegas seri dan paralel
3.2.25.Menganalisi s sifat-sifat susunan pegas seri dan pararel
3.2.26.Menganalisi s
pemanfaata n bahan elastik berdasarkan sifatnya
potensial pegas 10. Diberikan nilai
massa beban dan pertambahan
panjang pegas siswa dapat menghitung besarnya energi potensial pegas 11. Disajikan gambar
susunan pegas seri
dan paralel
siswadapat membandingkan konstanta pegas pada susunan seri dan parallel
12. Disajikan gambar susunan pegas seri- paralel siswa dapat menentukan
konstanta pegas pengganti dan pertambahan
panjang pegas 13. Diberikan
pernyataan
penggunaan benda elastik dalam kehidupan sehari- hari siswa dapat menganalisis
persamaan yang sesuai dengan pernyataan tersebut berdasarkan hukum hooke
13.
√
5
Jumlah 48
Perhitungan nilai akhir dalam skala 0 – 100 , dengan pedoman sebagai berikut :
LAMPIRAN SOAL
1. Benda-benda yang diberi gaya akan bertambah panjang. Jika gaya dilepaskan akan memiliki sifat kembali ke keadaan semula. Sifat seperti ini dinamakan ....
A.Keras D. Elastis B. Kelihatan E. Regangan C. Plastik
Skor : 2
- Perhatikan pernyataan berikut.
1. Pegas dapat kembali ke bentuk semula selama mendapat sejumlah gaya yang masih berada dalam batas elastisitasnya
2. Pegas dapat kembali ke bentuk semula walaupun mendapat sejumlah gaya yang yang melebihi batas elastisitasnya
3. Jika gaya yang diberikan melebihi batas elastisitasnya, maka sifat keelastisitasan dari pegas bisa hilang
4. Sifat keelastisitasan dari pegas tidak bisa hilang walaupun gaya yang diberikan melebihi batas elastisitasnya
Pernyataan yang merupakan sifat-sifat elastis dari pegas adalah ..
a. 1, 2 dan 3 b. 1, dan 3 c. 2 dan 4 d. 3 saja
e. Semua benar Skor : 2
2. Bahan di bawah ini yang tidak bersifat elastis adalah ....
a. karet b. pegas c. busa d. plastisin e. benang Skor : 3
3. Perbandingan antara gaya yang bekerja pada bahan elastisitas dengan luas penampang bahan elastis disebut ....
a. stress b. strain
c. modulus young d. konstanta e. batas elastis Skor : 3
4. Apabila pegas dengan luas penampang A, panjang l, modulus elastisitas E, ditarik dengan gaya sebesar F sehingga panjang pegas bertambah besar sepanjang l. besar gaya tarik yang diperlukan adalah .…
a. F = A E l l d. F = A L/ (l0 E) b. F = (E A l)/l0 e. F = E L/ (l0 A) c. F = (E l0 l)/A
Skor : 4
5. Seutas tali sepanjang 4 m dengan luas penampang 5 mm2 diberi beban bermassa 10 kg sehingga bertambah panjang 8 mm. Tentukan:
a. tegangan tali b. regangan tali c. modulus elastis tali Diket : l0 = 4 m
A = 5 mm2 m = 10 kg
l = 8 mm Tanya :
a. b. e c. E Jawab :
F = m . g = 10 . 10 = 100 N
a. = = = N/m2
b. e = = = 2 × 10-3
c. E = = = 1,0 × 1013 N/m2
Skor : 4
6. Menurut Hukum Hooke jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak melampaui batas elastis bahan maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya. Persamaan yang cocok dengan pernyataan Hooke tersebut adalah ….
a. k = F x b. k = F/x
c. x = k F d. x = k/F e. F = k/x Skor : 3
7. Sebuah pegas yang mula-mula sepanjang 20 cm, kemudian diberi beban 100 gram sehingga bertambah panjang 1 cm. Tentukan konstanta pegas!
Diket : l0 = 20 cm = 0,2 m m = 100 gram = 0,1 kg l = 1 cm = 0,01 m Tanya :k
Jawab :
F = mg = 0,1 x 10 = 1 N F = k l
k = = = 100 N/m Skor : 4
8. Jika suatu bahan yang bersifat elastis ditarik dengan suatu gaya F yang nilainya semakin besar, maka grafik hubungan antara gaya F dan pertambahan panjangnya adalah ....
a. d.
b. e.
c.
Skor : 4
9. Besarnya energi potensial pegas bergantung pada besarnya gaya dan pertambahan panjang pada pegas. Berikut yang merupakan persamaan dari energi potensial pegas adalah ….
a. Ep = F x b. Ep = ½ F x c. Ep = ½ k x d. Ep = k x e. Ep = 3/2 F x Skor : 4
10. Sebuah pegas diberi beban 2 kg dan digantung vertikal pada sebuah statif.
Jika pegas bertambah panjang 4 cm maka perubahan energi potensial elastis pegas tersebut adalah… (g = 10 m/s2)
Diket: m = 2 kg g = 10 m/s2
x = 4 cm = 0,04 meter
Tanya : energi potensial elastis pegas Jawab :
w = m g = (2)(10) = 20 Newton F = k x,
w = k x, di mana w = gaya berat k = w / x.
k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Newton/meter.
Perubahan energi potensial elastis pegas adalah :
EP = ½ k (x)2 = ½ (500)(0,04)2 = (250)(0,0016) = 0,4 Joule Skor : 4
- Sebuah pegas pada saat ditarik dengan gaya tertentu, bertambah panjang x dan energi potensialnya saat itu adalah E. Jika pegas
tersebut ditarik dengan gaya lain sehingga bertambah panjang 2x, maka energi potensial saat itu adalah ....
a. 1/2 E d.1/4 E b. 2E e. 8E c. 4E
11.Perhatikan gambar berikut!
Pegas 1 Pegas 2
Berdasarkan gambar dapat kita rumuskan konstanta pengganti masing- masing pegas yaitu…
a. k1 = 2k; k2 = ½ k b. k1 = k2 = ½ k c. k1 = k2 = 2 k d. k1 = k; k2 = ½ k e. k1 = ½ k; k2 = 2k Skor : 3
12. Empat buah pegas dirangkai seperti pada gambar dibawah. Jika K1 = K2 = 200 N/m; K3 = K4 = 75 N/m maka hitunglah:
Diket : K1 = K2 = 200 N/m; K3 = K4 = 75 N/m Tanya :
a. Kp
b. x Jawab:
a. Kp1 = k3 +k4 = 75 +75 = 150 N/m
a. konstanta pegas pengganti
b. pertambahan panjang pegas jika pada rangkaian pegas tersebut digantungi beban 5 kg.
=
=
=
=
Kp = 60 N/m b. F = k.x
50 = 60. x
x = 50/60
x = 0,83 m Skor : 4
13. Ketapel yang digunakan anak-anak bermain merupakan salah satu contoh benda elastis. Kita dapat melempar batu dengan meregangkan karet ketapel. Semakin kuat gaya tarik yang diberikan maka karet semakin renggang. Pernyataan ini sesuai dengan persamaan ….
a. k = F/x b. k = F x c. x = k F d. x = k/F e. F = k/x Skor : 5
Lampiran Penilaian sikap a) Penilaian observasi
Mata Pelajaran : Fisika Kelas/Peminatan : XI/IPA Materi Pokok : Elastisitas
No Nama
Skor untuk sikap
Jumlah
skor Nilai Predika Juju t
r Disiplin
Bekerj a sama
Bertanggung jawab 1
2 3 4 5 Ds
t
Padang Sibusuk, Pengamat
(……….) Pedoman rubrik penskoran
Bersikap jujur
Kriteria Skor Indikator
Sangat Baik (SB) 4 Selalu jujur dalam bersikap dan bertutur kata kepada guru dan teman
Baik (B) 3 Sering jujur dalam bersikap dan bertutur kata kepada guru dan teman
Cukup (C) 2 Kadang-kadang jujur dalam bersikap dan bertutur kata kepada guru dan teman
Kurang (K) 1 Tidak pernah jujur dalam bersikap dan bertutur kata kepada guru dan teman
Disiplin
Kriteria Skor Indikator
Sangat Baik (SB) 4 Selalu disiplin dalam proses pembelajaran
Baik (B) 3 Sering dalam proses pembelajaran
Cukup (C) 2 Kadang-kadang dalam proses pembelajaran
Kurang (K) 1 Tidak pernah dalam proses pembelajaran
Bekerja sama
Kriteria Skor Indikator
Sangat Baik (SB) 4 Selalu bekerja sama dalam kelompok
Baik (B) 3 Sering bekerja sama dalam kelompok
Cukup (C) 2 Kadang-kadang bekerja sama dalam kelompok
Kurang (K) 1 Tidak pernah bekerja sama dalam kelompok
Bertanggung jawab
Kriteria Skor Indikator
Sangat Baik (SB) 4 Selalu bertanggung jawab dalam kelompok
Baik (B) 3 Sering bertanggung jawab dalam kelompok
Cukup (C) 2 Kadang-kadang bertangguang jawab dalam kelompok
Kurang (K) 1 Tidak pernah bertangguang jawab dalam kelompok
Nilai = x 100
B. Penilaian diri
Mata Pelajaran : Fisika Kelas/Peminatan : XI/IPA Materi Pokok : Elastisitas Petunjuk penilaian diri :
Bacalah baik – baik setiap penyataan dan berilah tanda V pada kolom yang sesuai dengan keadaan dirimu yang sebenarnya !
No Pernyataan Ya Tidak
1 Saya mampu membedakan antar konsep
2 Dalam melakukan percobaan , saya merangkai alat dan bahan sesuai penuntun praktikum
3 Saya selalu aktif dalam kegiatan pembelajaran
4 Saya bertanggung jawab dalam kegitan pembelajaran
5 Saya bertoleransi terhadap teman dalam melakukan dalam melakukan percobaan dan diskusi kelompok
6 Saya kreatif dalam melakukan percobaan
7 Saya memahami konsep gerak lurus dengan baik 8 Saya jujur dalam memberikan data hasil percobaan 9 Saya berani menunjukkan rasa keingintahuan
10 Saya menghargai pendapat teman dalam berdiskusi dan presentasi
Padang Sibusuk,
(……….) Rekapitulasi hasil penilaian diri
No Nama Skor untuk pernyataan nomor Jumlah skor
Nilai
sikap predikat
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 2 3 Ds t
Nilai = x 100
C. Penilaian antar teman
Mata Pelajaran : Fisika
Nama peserta didik yang di amati :
Kelas : XI/ IPA
Waktu pengamatan :
No Perilaku / Sikap
Muncul / dilakukan Ya Tidak 1 Menghargai pendapat teman
2 Mau menerima pendapat teman
3 Memberi kesempatan teman yang lain untuk bertanya 4 Memberi solusi terhadap pendapat yang bertentangan
5 Dapat bekerja sama dengan teman yang berbeda status sosial, suku dan agama
6 Bertanggung jawab dalam kegitan pembelajaran Dst
Nilai = x 100
Padang Sibusuk Pengamat
(……….)
d) Penilaian jurnal harian pendidik Mata Pelajaran : Fisika Kelas/Peminatan : XI / IPA Materi Pokok : Elastisitas No Hari /
Tanggal
Nama Peserta Didik Kejadian (Positif atau negatif)
Tindak lanjut 1
2 3 4 5 Dst
Penilaian akhir sikap
Lampiran Penilaian K eterampilan
a) Penilaian kinerja (tes praktek) Mata Pelajaran : Fisika Kelas/Peminatan : XI / IPA Materi Pokok : Elastisitas No Nama Peserta
Didik
Skor untuk
Jumlah
skor nilai Merangk
ai lat
pengamata n
Data yang diperoleh
Kesimpula n
1 2 3 4 5 Ds t
Padang Sibusuk, Pengamat
(……….)
Pedoman rubrik penilaian
Kriteria Skor
1 2 3
Merangkai alat Rangkaian alat tidak benar
Rangkaian alat benar, tetapi tidak rapi atau tidak memperhatikan keselamatan kerja
Rangkaian alat benar, rapi, dan
memperhatikan keselamatan kerja Pengamatan Pengamatan tidak
cermat
Pengamatan cermat, tetapi mengandung interpretasi
Pengamatan cermat dan bebas interpretasi
Data yang diperoleh
Data tidak lengkap Data lengkap, tetapi tidak terorganisir, atau ada yang salah tulis
Data lengkap,
terorganisir, dan ditulis dengan benar
Kesimpulan Tidak benar atau tidak sesuai tujuan
Sebagian kesimpulan ada yang salah atau tidak sesuai tujuan
Semua benar atau sesuai tujuan
