4. LKS 3 Gerak Vertikal

LEMBAR DISKUSI PESERTA DIDIK

LEMBAR DISKUSI PESERTA DIDIK

Gerak

Gerak Lurus :

Lurus : Gerak V

Gerak Vertikal

ertikal

I D E N T I T A S I D E N T I T A S

K

K

ψ

ψ

Φ

Φ

Satuan

Satuan Pendidikan Pendidikan : : Sekolah Sekolah Menengah Menengah AtasAtas Kelas

Kelas : : XI XI (Sebelas)(Sebelas) Semester

Semester : : 1 1 (Satu)(Satu) Mata

Mata Pelajaran Pelajaran : : FisikaFisika Materi

Materi : : Gerak Gerak LurusLurus Sub

Sub Materi Materi : : GLBBGLBB Alokasi

Alokasi waktu waktu : : 1 1 x x PertemuanPertemuan Alokasi

Alokasi : : 20 20 menitmenit

KELOMPOK : KELOMPOK : ANGGOTA KELOMPOK: ANGGOTA KELOMPOK: 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5.

 Berdo’alah sebelum memulai kegiatan pembelajaran !  Pahamilah tujuan diskusi yang akan dicapai!

 Pahamilah petunjuk kerja sebelum melakukan diskusi!

 Lakukanlah diskusi sesuai petunjuk kerja secara teliti dan berurutan!  Jawablah pertanyaan yang ada dalam Lembar Diskusi!

 Lakukanlah diskusi kelompok dengan baik dan efektif!  Jika terdapat kesulitan, tanyakan pada guru pembimbing!

Kompetensi Dasar

3.4. Menganalisis besaran-besaran fisis pada gerak lurus dengan kecepatan konstan (tetap) dan gerak lurus dengan percepatan konstan (tetap) berikut makna fisisnya

Indikator

3.4.1. Mengidentifikasi contoh peristiwa gerak vertikal dalam kehidupan sehari-hari 3.4.2. Membedakan jenis-jenis gerak vertikal berdasarkan karakteristiknya

3.4.3. Menerapkan persamaan gerak vertikal pada berbagai permasalahan terkait. 3.4.4. Menganalisis besaran fisis pada gerak vertikal dalam menyelesaikan

 permasalahan terkait

Melalui kegiatan diskusi kelompok, peserta didik mampu membedakan  jenis-jenis gerak vertikal berdasarkan karakteristiknya

C. TUJUAN KEGIATAN

B. KOMPETENSI YANG AKAN DICAPAI A. PETUNJUK BELAJAR

(a) (b)

Gambar 1. Dua buah benda dijatuhkan (a) dalam tabung tertutup (b) dalam ruang hampa udara

Pada gambar (a) selembar bulu ayam dan sebuah apel dijatuhkan pada ketinggian yang sama dalam sebuah tabung mencapai dasar tabung secara tak  bersamaan sehingga terjadi gesekan benda dengan udara dalam tabung. Sedangkan  pada gambar (b) terlihat bahwa apel dan bulu ayam menuju dasar tabung secara  bersamaan disebabkan oleh tabung yang hampa udara. Berdasarkan ilustrasi gerak  benda di atas, apa yang menyebabkan hal tersebut bisaa terjadi? Apakah hal tersebut terjadi dikarenakan buah apel lebih besar massanya dari pada bulu ayam? Apakah massa berpengaruh terhadap selang waktu kedua benda tersebut mencapai dasar tabung? Atau adakah besaran fisis lain yang dapat mempengaruhinya? Kemukakan  jawabanmu!

Gerak vertikal merupakan contoh penerapan dari gerak lurus berubah beraturan dengan lintasan tegak lurus terhadap bidang horizontal. Gerak vertikal dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu gerak vertikal ke atas, gerak vertikal ke bawah. Adapun gerak vertikal ke bawah  juga terbagi menjadi dua macam yaitu gerak jatuh bebas

dan gerak tidak jatuh bebas. Sebagai contoh, ketika koin dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal,

E. MATERI PEMBELAJARAN D. INFORMASI PENDUKUNG

erak Vertikal

Gambar 2. Koin di-lemparkan ke atas

maka koin bergerak mencapai ketinggian maksimum. Setelah itu, koin akan jatuh kembali dengan lintasan lurus seperti bergerak jatuh bebas. Untuk memahami karakteristik gerak vertikal, diskusikanlah jawaban pertanyaan berikut bersama anggota kelompokmu!

Diskusikanlah tugas diskusi dibawah ini bersama anggota kelompokmu! 1. Gerak jatuh bebas

 Duduklah secara berkelompok, lalu diskusikan jawaban tugas berikut! a. Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar 3. Bola bergerak jatuh bebas

Pada gambar di atas dapat diketahui gerak sebuah bola jatuh bebas dari suatu ketinggian yang sama tanpa gesekan udara. Perubahan posisi yang dialami  bola bertambah dalam selang waktu yang sama. Indentifikasilah besaran fisis

yang terdapat pada peristiwa jatuhnya bola tersebut! E. TUGAS DISKUSI

 b. Berdasarkan hasil identifikasi yang telah dilakukan, rumuskanlah persamaan yang berlaku pada gerak jatuh bebas :

1) Merumuskan kecepatan akhir pada gerak jatuh bebas diperoleh dari turunan  persamaan GLBB berikut:



_

= 

_

+ 

Berdasarkan hasil identifikasi, kecepatan awal benda yang mengalami gerak  jatuh bebas bernilai = . . . dan percepatan yang terjadi dipengaruhi oleh gravitasi (g) serta jarak tempuhnya sama dengan ketinggian (h), maka  persamaan GLBB di atas dapat diubah menjadi:

2) Merumuskan persamaan waktu pada gerak jatuh bebas diperoleh dari turunan persamaan GLBB berikut

 = 

_

 +

1

2





3) Kecepatan awal bernilai = . . ., dan percepatan yang terjadi dipengaruhi oleh gravitasi (g) serta jarak tempuhnya sama dengan ketinggian (h) maka  persamaan diatas menjadi:



_

_{= …. . . + 2ℎ}





=

√ 

…. …

Lingkari jawaban yang menurutmu benar!

Gerak jatuh bebas merupakan salah satu contoh gerak dengan lintasan (Horizontal / Vertikal)  serta termasuk ke dalam jenis gerak (GLB / GLBB)  dimana geraknya (dipercepat / diperlambat).  Jika gesekan udara diabaikan, gerak jatuh bebas (memiliki / tidak memiliki) kecepatan awal pada saat benda mula-mula bergerak. Percepatan gravitasi yang dialami benda bergerak jatuh bebas bertanda (+g / -g) dari acuan geraknya.

ℎ = …+

1

2





secara matematis, maka persamaan di atas dapat diubah menjadi:

2. Gerak vertikal ke atas

a. Perhatikanlah gambar dibawah ini!

Gambar 4. Koin dilemparkan vertikal ke atas

Pada gambar di atas seseorang sedang melemparkan koin arah vertikal ke atas. Pada saat bola berada di ketinggian maksimum, bola berhenti sesaat sebelum jatuh kembali ke bawah. Berdasarkan ilustrasi, identifikasilah  besaran-besaran fisis yang dapat mempengaruhi gerak tersebut!



2

_{= ⋯}

 = √ … …

Lingkari jawaban yang menurutmu benar!

Gerak vertikal ke atas merupakan salah satu contoh gerak dengan lintasan pada (sumbu x / sumbu y) serta termasuk ke dalam jenis gerak (GLB / GLBB)  dimana geraknya (dipercepat / diperlambat).  Gerak vertikal ke atas (memiliki / tidak memiliki)  kecepatan awal pada saat  benda mula-mula bergerak. Percepatan gravitasi yang dialami benda  bergerak jatuh bebas bertanda (+g / -g) dari acuan geraknya.

 b. Setelah melakukan identifikasi besaran fisis gerak vertikal ke atas, rumuskanlah persamaan yang berlaku pada gerak vertikal ke atas:

1) Merumuskan ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda dari titik acuan pada gerak vertikal ke atas maka diperlukan persamaan GLBB  berikut.



_

_{= }





_{+ }

Berdasarkan pengamatan, ketika benda telah mencapai ketinggian maksimum (sesaat sebelum jatuh kembali), maka kecepatan benda bernilai



_

= …

  dan gerak benda merupakan GLBB yang diperlambat, sehingga  percepatannya bernilai ... Maka, persamaannya menjadi:

Sehingga ketinggian maksimum yang bisa ditempuh benda dari titik acuan dapat dihitung melalui persamaan:

2) Merumuskan waktu untuk mencapai ketinggian maksimum pada gerak vertikal keatas

Waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian maksimum dari titik acuan pada gerak vertikal ke atas juga dapat dirumuskan berdasarkan  persamaan GLBB. Pada GLBB berlaku persamaan:





= 



+ 

Oleh karena kecepatan akhir vt = . . . dan percepatan bernilai ...,

maka:

Sehingga waktu untuk mencapai ketinggian maksimum dari titik acuan dapat dihitung melalui persamaan:

… = 

_

− … ..

ℎ

_

=

…

…

… = 

_

− . . .



_

=

…

…

3. Gerak tidak jatuh bebas

a. Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar 5.

Dribble

bola oleh pemain basket

Berdasarkan gambar di atas diketahui bahwa seorang pemain bola  basket sedang men-dribble  bola. Ini merupakan contoh peristiwa gerak tidak  jatuh bebas dalam kehidupan sehari-hari. Contoh lain dari gerak tidak jatuh  bebas terjadi pada air yang keluar dari keran bak mandi ketika dihidupkan. Untuk memahami konsep gerak tidak jatuh bebas, Identifikasilah besaran fisis  pada bola yang mengalami gerak tidak jatuh bebas ini!

 b. Rumuskanlah persamaan yang berlaku pada gerak tidak jatuh bebas!

1) Setelah melakukan identifikasi besaran fisis, rumuskanlah persamaan yang  berlaku pada gerak tidak jatuh bebas:



_

_{= }





_{+ }

Gerak tidak jatuh bebas merupakan salah satu penerapan dari GLBB dipercepat yang dipengaruhi oleh percepatan gravitasi, sehingga  persamaannya menjadi:

Lingkari jawaban yang menurutmu benar!

Gerak tidak jatuh bebas merupakan salah satu contoh gerak dengan lintasan pada (sumbu x / sumbu y) serta termasuk ke dalam jenis gerak (GLB / GLBB)  dimana geraknya (dipercepat / diperlambat).  Gerak tidak jatuh bebas (memiliki / tidak memiliki) kecepatan awal pada saat  benda mula-mula bergerak. Percepatan gravitasi yang dialami benda  pada saat bergerak tidak jatuh bebas bertanda (+g / -g)  dari acuan

2) Merumuskan waktu tempuh pada gerak tidak jatuh bebas juga berlaku  persamaan GLBB berikut.



_

= 

_

+ 

Maka, waktu tempuh benda yang mengalami gerak tidak jatuh bebas dari titik acuan adalah:

Kecepatan awal bernilai = . . ., dan percepatan yang terjadi dipengaruhi oleh gravitasi (g) serta jarak tempuhnya sama dengan ketinggian (h) maka  persamaan diatas menjadi:

secara matematis, maka persamaan di atas dapat diubah menjadi:

4. Gerak vertikal ke atas

a. Perhatikanlah gambar dibawah ini!

Gambar 6. Koin dilemparkan vertikal ke atas

ℎ = …+

1

2







2

= ⋯

 = √ … …



_

= … … … … …

 =

… …

… …

Pada gambar di atas seseorang sedang melemparkan koin arah vertikal ke atas. Pada saat bola berada di ketinggian maksimum, bola berhenti sesaat sebelum  jatuh kembali ke bawah. Berdasarkan ilustrasi, identifikasilah besaran-besaran

fisis yang dapat mempengaruhi gerak tersebut!

 b. Setelah melakukan identifikasi besaran fisis gerak vertikal ke atas, rumuskanlah persamaan yang berlaku pada gerak vertikal ke atas:

1) Merumuskan ketinggian maksimum yang dapat dicapai benda dari titik acuan pada gerak vertikal ke atas maka diperlukan persamaan GLBB  berikut.



_

= 

_

+ 2

Berdasarkan pengamatan, ketika benda telah mencapai ketinggian maksimum (sesaat sebelum jatuh kembali), maka kecepatan benda bernilai



_

= …

  dan gerak benda merupakan GLBB yang diperlambat, sehingga  percepatannya bernilai ... Maka, persamaannya menjadi:

Sehingga ketinggian maksimum yang bisa ditempuh benda dari titik acuan dapat dihitung melalui persamaan:

… = 

_

− … ..

ℎ

_

=

…

…

Lingkari jawaban yang menurutmu benar!

Gerak vertikal ke atas merupakan salah satu contoh gerak dengan lintasan pada (sumbu x / sumbu y) serta termasuk ke dalam jenis gerak (GLB / GLBB)  dimana geraknya (dipercepat / diperlambat).  Gerak vertikal ke atas (memiliki / tidak memiliki)  kecepatan awal pada saat  benda mula-mula bergerak. Percepatan gravitasi yang dialami benda  bergerak jatuh bebas bertanda (+g / -g) dari acuan geraknya.

2) Merumuskan waktu untuk mencapai ketinggian maksimum pada gerak vertikal keatas

Waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian maksimum dari titik acuan pada gerak vertikal ke atas juga dapat dirumuskan berdasarkan  persamaan GLBB. Pada GLBB berlaku persamaan:





= 

0

+ 

Oleh karena kecepatan akhir vt = . . . dan percepatan bernilai ...,

maka:

Sehingga waktu untuk mencapai ketinggian maksimum dari titik acuan dapat dihitung melalui persamaan:

5. Gerak tidak jatuh bebas

a. Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar 5.

Dribble

bola oleh pemain basket

Berdasarkan gambar di atas diketahui bahwa seorang pemain bola  basket sedang men-dribble bola. Ini merupakan contoh peristiwa gerak tidak jatuh  bebas dalam kehidupan sehari-hari. Contoh lain dari gerak tidak jatuh bebas terjadi pada air yang keluar dari keran bak mandi ketika dihidupkan. Untuk memahami konsep gerak tidak jatuh bebas, Identifikasilah besaran fisis pada bola yang mengalami gerak tidak jatuh bebas ini!

… = 

_

− . . .



_

=

…

…

 b. Rumuskanlah persamaan yang berlaku pada gerak tidak jatuh bebas!

1) Setelah melakukan identifikasi besaran fisis, rumuskanlah persamaan yang  berlaku pada gerak tidak jatuh bebas:



_

= 

_

+ 2

Gerak tidak jatuh bebas merupakan salah satu penerapan dari GLBB dipercepat yang dipengaruhi oleh percepatan gravitasi, sehingga  persamaannya menjadi:

2) Merumuskan waktu tempuh pada gerak tidak jatuh bebas juga berlaku  persamaan GLBB berikut.



_

= 

_

+ 

Maka, waktu tempuh benda yang mengalami gerak tidak jatuh bebas dari titik acuan adalah:



_

= … … … … …

 =

… …

… …

Lingkari jawaban yang menurutmu benar!

Gerak tidak jatuh bebas merupakan salah satu contoh gerak dengan lintasan pada (sumbu x / sumbu y) serta termasuk ke dalam jenis gerak (GLB / GLBB)  dimana geraknya (dipercepat / diperlambat).  Gerak tidak jatuh bebas (memiliki / tidak memiliki) kecepatan awal pada saat  benda mula-mula bergerak. Percepatan gravitasi yang dialami benda  pada saat bergerak tidak jatuh bebas bertanda (+g / -g)  dari acuan

1. Seorang anak menangkap kembali bola yang dilemparkannya ke atas setelah 3 s. a. Berapakah laju bola saat dilemparkan ke atas?

 b. Berapakah ketinggian yang dicapai bola? G. EVALUASI

F. KESIMPULAN

Berdasarkan diskusi yang telah dilakukan, kemukakanlah kesimpulanmu tentang materi gerak vertikal!

1. Gerak Jatuh bebas

... ... ... ... 2. Gerak vertikal ke atas

... ... ... ... 3. Gerak tidak jatuh bebas

... ... ... ...

2. Sebuah batu dilempar vertikal ke atas dengan laju 20 m/s. a. Berapa lama batu bergerak ketika ketinggiannya 12 meter?

 b. Berapa waktu yang diperlukan batu untuk mencapai ketinggian maksimum?

Nilai Paraf Guru Paraf Orang

Tua

Bob Foster. 2011. Akselerasi Fisika 1 untuk SMA/MA kelas X  . Jakarta: Erlangga Giancoli. 2001. Fisika Jilid 1 Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga

Marthen Kanginan.2007. Fisika untuk SMA Kelas XI . Jakarta: Erlangga DAFTAR PUSTAKA