MODUL AJAR listrik statis ok

(1)

MODUL AJAR LISTRIK STATIS

INFORMASI UMUM A. IDENTITAS MODUL

Penyusun : ADE IRMA WIRYANI

Satuan Pendidikan : SMA Negeri 1 Tilatang Kamang Tahun Penyusunan : 2023

Mata Pelajaran : Fisika Jenjang : SMA Kelas : XII/ F Alokasi Waktu : 15 JP B. KOMPETENSI AWAL

Peserta didik telah mempelajari:

1. Penjumlahan vektor 2. Besaran gaya

C. PROFIL PELAJAR PANCASILA

Melalui pengembangan sejumlah pengetahuan dan keterampilan, pelajar menjadi pribadi yang memiliki profil pelajar Pancasila sebagai berikut :

- Beriman, Bertakwa kepada Tuhan Yang Maha Esa dan berakhlak mulia - Bernalar kritis

- Mandiri

- Bergotong Royong

D. SARANA DAN PRASARANA

☒ Lembar pengamatan

☒ Komputer/laptop

☒ Jaringan internet

☒ Spidol

☒ Ruang kelas

☒ Proyektor

☒ Simulasi Phet Colarado E. TARGET PESERTA DIDIK

☒ Peserta didik regular F. MODEL PEMBELAJARAN

☒ PJJ Langsung

(2)

A. TUJUAN PEMBELAJARAN

12.1 Peserta didik dapat menerapkan konsep dan prinsip kelistrikan dan kemagnetan

B. INDIKATOR TUJUAN PEMBELAJARAN

12.1.1 Peserta didik dapat menerapkan prinsip listrik statis dalam produk teknologi

C. PEMAHAMAN BERMAKNA

Prinsip listrik statis meliputi interaksi muatan, gaya listrik, medan listrik, energi potensial listrik, potensial listrik, kapasitas kapasitor, energi dan rangkaian kapasitor dan pemanfaatannya dalam berbagai produk teknologi

D. PERTANYAAN PEMANTIK 1. Bagaimana petir terjadi?

2. Bagaimana prinsip kerja penangkal petir?

3. Bagaimana E. KEGIATAN INTI

Pertemuan ke 1 (5 x 45 menit) Pembukaan (15 menit)

1. Mempersilahkan peserta didik untuk memberi salam dan berdo’a dan membaca Alqur’an

2. Mengecek kehadiran

3. Mengkondisikan suasana belajar yang menyenangkan

4. Mengawali dengan mengajukan pertanyaan bagaimana petir terjadi dan prinsip kerja penangkal petir

5. Memotivasi peserta didik dengan menyajikan gambar peralatan yang memanfaatkan listrik dalam kehidupan sehari-hari seperti mesin fotocopy, dan telepon genggam layar sentuh.

6. Mengajukan pertanyaan bagaimana cara kerja dari peralatan di atas, kemudian memberi kesempatan kepada peserta didik untuk mengemukakan pendapatnya.

Diharapkan muncul ide konsep listrik statis.

Kegiatan Inti ( 195 menit)

1. Guru membentuk kelompok-kelompok 5- 6 orang

2. Membagikan LKPD -1 Bagian 1 kepada setiap peserta didik

3. Memberikan arahan kepada peserta didik untuk mendemonstrasikan proses pemuatan listrik pada balon sesuai LKPD -1 dan mengamati interaksi antara balon dengan balon, dan antara balon dengan steroform/kain wol.

4. Memfasilitasi peserta didik untuk membuat pertanyaa n mengenai fenomena yang terjadi kemudian mengemukakan pendapat untuk menjelaskan hasil pengamatan dan berpendapat mengapa terjadi fenomena tersebut.

(3)

5. Melibatkan peserta didik untuk mendemonstrasikan virtual PhET baloon and electricity:

https://PhET.colorado.edu/en/simulation/balloons-and-static-electricity

6. ber diskusi kelas untuk menjelaskan bagaimana benda dapat bermuatan, jenis benda bermuatan dan interaksi antar muatan

7. Melakukan eksperimen virtual lab PhET hukum Coulomb:

https://PhET.colorado.edu/sims/html/coulombs-law/latest/coulombs-law_en.html 8. melakukan penyelidikan sesuai dengan LKPD -2

9. memformulasikan besar gaya listrik (hukum Coulomb) sesuai dengan LKPD -2 . 10. berdiskusi menganalisis resultan gaya listrik pada tiga partikel bermuatan

dengan mengaplikasikannya dalam persoalan fisika Penutup (15 menit)

1.melakukan refleksi mengenai benda bermuatan listrik, interaksi benda bermuatan dan resultan gaya listrik (Hukum Coulomb)

2. peserta didik memberikan pertanyaan-pertanyaan terhadap konsep yang belum dipahami

3. Guru memberikan kesimpulannya dan menutup kelas

Pembukaan (15 menit)

3. Mengkondisikan suasana belajar yang menyenangkan Kegiatan Inti ( 195 menit)

1. Menyajikan video aplikasi listrik statis kehidupan sehari-hari: cara kerja inkjet printer:

2. Memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk mengamati gambar dan mengkomunikasikan hasil pengamatan nya.

3. Memotivasi peserta didik untuk membuat pertanyaan berdasarkan video yang disajikan.

4. Membimbing peserta didik untuk mengidentifikasi permasalahan dalam pembelajaran yaitu: Bagaimanakah tinta-tinta pada printer dapat berbelok saat melewati deflection plate

5. Memotivasi peserta didik dengan menyajikan animasi arah medan listrik dari jenis muatan positif, jenis muatan negatif dan diantara keduanya, melalui link animasi:

https://academo.org/demos/electric-field-line-simulator/

6. Memfasilitasi peserta didik untuk mengemukakan hasil pengamatan mengenai arah medan listrik dari muatan positif dan muatan negatif.

7. Memfasilitasi peserta didik untuk bisa menemukan formula medan listrik

8. Memfasilitasi peserta didik untuk berdiskusi menganalisis resultan medan listrik pada sebuah titik akibat dua partikel bermuatan atau lebih dengan mengaplikasikannya dalam persoalan fisika

9. Memfasilitasi peserta didik untuk berdiskusi menganalisis medan listrik pada bola berongga.

10. Memfasilitasi peserta didik berdiskusi untuk menentukan energi potensial listrik pada dua muatan listrik, potensial listrik pada sebuah muatan, dan hubungan energi potensial listrik dan potensial listrik.

(4)

Pertemuan ke 3 (5 x 45 menit)

Penutup (15 menit)

1.melakukan refleksi mengenai arah medan listrik dan resultan pada sebuah titik akibat dua partikel bermuatan atau lebih benda bermuatan listrik

2.Peserta didik memberikan pertanyaan-pertanyaan terhadap konsep yang belum dipahami

3.Guru memberikan kesimpulannya dan menutup kelas dengan memberikan penugasan membuat penerapan listrik statis dalam kehidupan sehari-hari (boleh di buat dalam bentuk laporan di canva atau bentuk lain dan dikumpul sebelum sumatif listrik statis

1. Memotivasi peserta didik dengan menyajikan video penggunaan peralatan yang memanfaatkan alat elektronika yaitu kapasitor

2. Memotivasi peserta didik untuk mengemukakan pendapat mengenai manfaat kapasitor dalam kehidupan sehari-hari. Kemudian memberi stimulus berupa gambar-gambar peralatan elektronik yang menggunakan kapsitor.

3. Membagi peserta didik ke dalam beberapa kelompok yang terdiri dari 4-5 orang dan membagikan LKPD kepada masing-masing kelompok

4. Peserta didik melakukan percobaan kapasitor di link :

https://phet.colorado.edu/sims/html/capacitor-lab-basics/latest/capacitor- labbasics_en.html

5. Salah satu kelompok mempresentasikan hasil percobaan yang sudah dilakukan 6. Guru mempersilahkan kelompok lain (peserta didik) untuk menanggapi

presentasi yang dilakukan.

Penutup (15 menit)

1. Guru membimbing peserta didik mengenai faktor –faktor yang mempengaruhi kapasitas kapasitor dan persamaan kapasitas kapasitor.

2. Guru menutup pembelajaran

1. Mengingatkan siswa tentang kapasitansi kapasitor yang sudah dipelajari sebelumnya

2. Memfasilitasi dan mengarahkan peserta didik untuk memahami rangkaian seri dan paralel kapasitor dengan melakukan percobaan phet simulasi pada link https://phet.colorado.edu/sims/html/capacitor-lab-basics/latest/capacitor-

labbasics_en.html

(5)

F. ASESMEN

1. Asesmen Diagnostik a. Instrumen

ASESMEN DIAGNOSTIK LISTRIK STATIS

1. a. kapan sebuah benda dikatakan bermuatan negatif?

b. kapan sebuah benda dikatakan bermuatan positif?

2. a. Sepotong ebonit akan bermuatan listrik negatif saat digosokkan dengan wol.

Peristiwa ini terjadi karena …

b. Kaca yang pada awalnya netral, setelah digosok dengan kain sutra akan ….

3. Perhatkan gambar berikut!

Pada gambar di atas terdapat empat buah benda yang bermuatan. A menolak B, B menarik C, dan C menolak D. Jika benda A bermuatan positif (+) maka benda D bermuatan ….

4. Dua benda masing-masing bermuatan listrik sebesar +5 µC dan +4µC. Kedua benda dipisahkan pada jarak 0,2 m. tentukan gaya tolak-menolak antara kedua benda 5. Dua buah partikel bermuatan berjarak R satu sama lain dan terjadi gaya tarik-menarik

sebesar F.Jika jarak antara kedua muatan dijadikan 4 R, tentukan nilai perbandingan besar gaya tarik-menarik yang terjadi antara kedua partikel terhadap kondisi awalnya!

6. Gambarkanlah garis-garis medan listrik pada muatan positif dan muatan negative 3. Memfasilitasi peserta didik untuk memahami rangkaian seri dan paralel kapasitor

dengan melakukan literasi menggunakan buku paket / video/ browsing internet mengenai rangkaian kapsitor

4. 3- 5 orang peserta didik mempresentasikan konsep prinsip rangkaian seri dan parallel kapasitor

5. Peserta didik mengaplikasikan prinsip rangkaian seri, paralel ataupun rangkaian campuran ke dalam persoalan rangkaian kapasitor

6. Salah satu kelompok mempresentasikan hasil percobaan yang sudah dilakukan 7. Guru mempersilahkan kelompok lain untuk menanggapi presentasi yang

dilakukan.

Penutup (15 menit)

1. Guru melakukan refleksi kapasitansi kapasitor dan rangkaian kapasitor.

2. Guru menutup pembelajaran dan mengingatkan untuk menyiapkan diri dalam pelaksanaan sumatif pertemuan berikutnya.

(6)

7. Dua buah muatan tersusun seperti gambar berikut!

Jika Q1 = + 1 μC, Q2 = − 2 μC dan k = 9 x 10⁹ N m² C^{− 2} tentukan besar dan arah kuat medan listrik pada titik P yang terletak 4 cm di kanan Q1 !

8. Dua buah muatan listrik seperti gambar di bawah ini!

Hitung potensial listrik di titik P 9.

a. Apakah nama gambar peralatan listrik di atas dan apa kegunaannya?

10. Dua buah kapasitor dengan kapasitas masing-masing 2 µF dan 4 µF tentukan nilai kapasitansi kapasitor jika keduanya :

a. Dipasang seri b. Dipasang paralel

b. Rubrik Asesmen Diagnostik :

Materi Skor Saran untuk listrik statis Listrik Statis 70 -100%

40-69%

0-40%

(7)

2. Asesmen Formatif

a. Lembar Instrumen Asesmen Formatif

Satuan Pendidikan : SMA Negeri 1 Tilatang Kamang Mata Pelajaran :Fisika

Kelas/Semester :XII/Ganjil Tahun Pelajaran : 2023/2024

Waktu Penilaian : Saat proses pembelajaran Pertemuan 1 :

Gaya listrik :

Kerjakanlah soal di bawah ini!

1. Dua buah muatan q1 = -5µC dan q2 =-4µC terpisah pada jarak 30 cm . hitung besar gaya coulomb yang dialami oleh kedua muatan tersebut jika k = 9 x 10⁹ N m²/C²!

2. Dua buah muatan listrik q1 = 2 µC dan q2 = 6 µC mengalami gaya tolak-menolak sebesar 30 N. jika k = 9 x 10⁹ N m²/C² maka jarak kedua muat an tersebut adalah?

3. Muatan q1 dan -q2 mula-mula terpisah sejauh r mengalami gaya tarik sebesar 16 N. Jika muatan pertama diperbesar menjadi 4q1, muatan kedua diperbesar menjadi -2q2 dan jarak kedua muatan dijadikan 2r , maka gaya tarik kedua muatan menjadi…..?

4. Tiga buah benda A,B,C masing-masing bermuatan 3 x 10^-8C, -6 x 10^-8C dan 2 x 10^-8C yang terletak dalam satu garis lurus, jika jarak AB = 3 cm dan BC = 6 cm. Tentukan besar gaya Coulomb yang dialami oleh muatan di titik B.

5. Tiga partikel bermuatan listrik masing-masing Q1= 8 μC, Q2= (−3 μC),

dan Q3=(−4 μC) berada dalam posisi seperti gambar di bawah. Gaya Coulomb yang terjadi pada muatan Q2 adalah...

b. Penskoran

No soal Skor

1 15

2 15 3 20 4 25 5 25

jumlah 100

(8)

Pertemuan 2 :

Medan listrik dan potensial listrik Kerjakanlah soal di bawah ini!

LATIHAN SOAL MEDAN LISTRIK

1. Gambarkanlah garis-garis medan listrik baik muatan positif maupun muatan negatif 2. Dua buah muatan tersusun seperti gambar berikut!

Jika Q1 = + 1 μC, Q2 = − 2 μC dan k = 9 x 10⁹ N m² C^{− 2} tentukan besar dan arah kuat medan listrik pada titik P yang terletak 4 cm di kanan Q1 !

3. muatan listrik A dan B terpisah sejauh r seperti pada gambar berikut, , jika QA = (+4 µC) dan QB = (+9 µC) dan besar jarak r adalah 10 cm.

Dimanakah letak medan listrik yang bernilai nol?

4. muatan listrik A dan B terpisah sejauh r seperti pada gambar berikut, , jika QA = (-4 µC) dan QB = (+9 µC) dan besar jarak r adalah 10 cm.

Dimanakah letak medan listrik yang bernilai nol?

5. tiga buah muatan sejenis yang nilainya sama sebesar 2 µC terletak pada sudut – sudut segitiga sama sisi dengan panjang sisi 10 cm, besar medan listrik pada muatan yang terletak di salah satu sudut segitiga tersebut adalah...

(9)

6. Bola konduktor berongga memiliki jari-jari 5cm dengan muatan total sebesar 20μC yang ter sebar merata. Tentukan medan listrik pada masing-masing titik berjarak: (a) 2,5 cm, (b) 5cm, dan (c) 10 cm dari pusat bola.

Potensial listrik :

7. Dua buah muatan listrik seperti gambar di bawah ini!

Hitung potensial listrik di titik P

8. Perhatikan gambar tiga buah muatan yang berada di sekitar titik P

berikut!

Jika k = 9 x 10⁹ N m² C^{− 2} , Q1 = +1 X 10⁻¹² C, Q2 = + 2 x 10⁻¹² C dan Q3 = - 1 X10⁻¹² C, tentukan besar potensial listrik pada titik P !

9. Sebuah bola konduktor berongga bermuatan +20 µC memiliki jari-jari 30 cm. Hitunglah potensial listrik dititik yang berjarak 30 cm, 20 cm dan 10 cm dari pusat bola konduktor?

10. Perhatikan gambar berikut ini :

Pernyataan mengenai potensial listrik (V) yang tepat adalah…

a. VA > VC.

b. VB > VC.

c. VB = VA.

d. VA < VC.

e. VC < VB.

(10)

c. Penskoran

No soal Skor

1 5

2 10

3 10

4 10

5 10

6 15

7 10

8 15

9 10

10 5

jumlah 100

3. Asesmen Proses: penilaian sikap, unjuk kerja, portofolio a. Rubrik Pengamatan Sikap sesuai Profil Pelajar Pancasila No.

Sikap Dimensi Profil Indikator

1 Bergotong royong

Bekerja sama

Berkomunikasi positif Tanggap terhadap keadaan Mau berbagi hal-hal positif

2 Bernalar Kritis

Mengajukan pertanyaan

Mengidentifikasi atau mengklarifikasi informasi atau gagasan

Mengolah informasi dan gagasan Merefleksi pemikirannya sendiri

3 Mandiri

Mengerjakan tugas individu dengan baik

Membawa kebutuhan belajar sesuai yang dibutuhkan Menanyakan hal yang kurang dimengerti berdasarkan apa yang telah dikerjakan

Mampu mengerjakan tugas individu atau soal tes tanpa dibantu oleh teman atau guru

Catatan: Pengamatan sikap ini terintegrasi dalam setiap pembelajaran agar dapat terus dilatihkan dan dikembangkan

(11)

b. Rubrik Penilaian Unjuk Kerja Aspek

Skor

1 poin 2 poin 3 poin

Presentasi

Mempresentasikan hasil kerja dengan benar, namun hanya membaca hasil kerja tanpa dijelaskan dan kurang percaya diri.

Mempresentasikan hasil kerja dengan benar, hasil kerja dijelaskan dengan baik, namun disampaikan kurang percaya diri.

Mempresentasikan hasil praktik dengan benar, hasil kerja dijelaskan dengan baik, dan disampaikan secara percaya diri.

Aktivitas

Kurang terlibat aktif dalam pengerjaan tugas

Cukup terlibat aktif dalam pengerjaan tugas

Terlibat aktif dalam pengerjaan tugas

Penggunaa n alat dan bahan

Melakukan setidaknya satu hal dari : Menyiapkan, atau menggunakan, atau membereskan alat dan bahan

Melakukan dengan baik setidaknya dua hal : Menyiapkan atau menggunakan atau membereskan alat dan bahan

Menyiapkan,

menggunakan, dan membereskan alat dan bahan dengan baik

c. Rubrik Penilaian Portofolio Aspek

Skor

1 poin 2 poin 3 poin

Kualitas pengerjaan

Melakukan

setidaknya satu hal dari:

Pengerjaan lengkap, pengisian benar, dikumpulkan tepat waktu

Melakukan

setidaknya dua hal dari: Pengerjaan lengkap, pengisian benar, dikumpulkan tepat waktu

Pengerjaan lengkap, pengisian benar, dikumpulkan tepat waktu

(12)

d. Rubrik Penilaian LKPD

No Aspek yangdinilai SKOR

1 2 3 4

1. Apakah peserta didik bisa mengisi LKPD sesuai dengan intruksi dan melengkapi LKPD tersebut

Terisi namun kelengkapanny

a ≤25%

Terisi dengan Kelengkapannya

25%-64%

Terisi dengan kelengkapannya

65%- 85%

Terisi dengan kelengkapan

>85%

KriteriaPenilaian

Nilai kuantitatif Nilai kualitatif

4 Sangat Baik

3 Baik

2 Cukup

1 kurang

Peserta didik mencapai kriteria ketuntasan tujuan pemebelajaran jika memperoleh penguasaan materi :

4. ASESMEN SUMATIF a. Kisi-kisi soal

Nama Sekolah : SMAN 1 TILATANG KAMANG Kelas/Semester : XII/Ganjil

Fase : F

Tahunpelajaran : 2022/2023 Mata Pelajaran : Fisika Sangat

Baik Apabila memperoleh skor 80 – 100 Baik Apabila memperoleh skor70 – 79 Cukup apabilamemperolehskor60 – 69

Kurang Apabila memperoleh skor kurang dari 60

Peserta didik dianggap mencapai Kriteria Ketercapaian Tujuan Pembelajaran apabila memperoleh predikat BAIK

(13)

No Materi Lingkup

Materi Indikator soal Nomor

Soal

Level Kognitif

Bentuk Soal

1 Listrik Statis Muatan Listrik

Diberikan narasi 4 buah benda dengan 3 benda diketahui keadaan gaya listriknya peserta didik dapat menentukan jenis muatan yang ke 4

1 C2 Pilihan

Ganda

2 Gaya listrik

Diberikan narasi dua buah benda bermuatan peserta didik dapat menentukan gaya listrik jika jaraknya diubah

2 C3 Pilihan

Ganda

3

Diberikan 3 buah benda bermuatan siswa dapat 4menentukan gaya listrik 5pada salah satu

muatan

6 C3 essay

4 Medan listrik

Diberikan 4 buah gambar keadaan medan listrik, peserta didik dapat menentukan gambar yang benar arah garis-garis medan listriknya

3 C2 Pilihan

Ganda

5

Diberikan 2 buah benda bermuatan peserta didik dapat menntukan medan listrik pada salah satu titik

7 C3 essay

6

Medan listrik dan Potensial

listrik

Diberikan gambar bola konduktor berongga peserta didik dapat menentukan keadaan medan listrik dan potensial listrik di suatu titik

4 C4 Pilihan

Ganda

7

Diberikan gambar bola konduktor berongga peserta didik dapat menentukan medan dan potensial listrik pada salah satu titik

8 C3 Essay

8

Diberikan 2 buah benda bermuatan peserta didik dapat menentukan potensial listrik pada salah satu titik

9 C3

9 kapasitor

Peserta didik dapat menentukan factor yang dapat mempengaruhi kapasitansi kapasitor

5 C2 Pilihan

Ganda

10

Diberikan gambar rangkaian kapasitor peserta didik dapat menentukan kapasitansi total muatan total dan beda potensial pada salah satu muatan

10 C3 essay

(14)

b. Instrumen Sumatif

A. Pilihlah salah satu jawaban yang kamu anggap paling benar!

1. Perhatkan gambar berikut!

Pada gambar di atas terdapat empat buah benda yang bermuatan. A menolak B, B menarik C, dan C menolak D. Jika benda A bermuatan positif (+) maka benda D bermuatan ….

A. Positif B. Negatif C. Netral

D. Tidak bermuatan E. Positif – negative

2. Dua buah muatan listrik yang nilainya sama diletakkan pada jarak r meter sehingga terjadi gaya coulomb sebesar F1 newton, ketika jarak keduanya diubah menjadi 3 kali semula, gaya coulomb yang dialalmi menjadi F2, perbandingan F1 : F2 adalah ….

A. 1 : 3 B. 3 : 1 C. 1 : 9 D. 9: 1 E. 3 : 2

3. Gambar di bawah ini yang menggambar garis-garis medan listrik yang benar adalah…

(15)

4. Perhatikan gaambar bola konduktor berongga di bawah ini!

1) Kuat medan listrik di titik A sama dengan nol

2) Kuat medan listrik di B besar dari kuat medan listrik di titik B 3) Potensial listrik di titik A sama dengan potensial listrik di titik B Pernyataan yang benar adalah ….

A. 1), 2) dan 3) B. 1) dan 2) C. 1) dan 3) D. 1) saja E. 3) saja

5. Besaran-besaran berikut yang mempengaruhi kapasitansi kapasitor adalah : 1) Bahan dielektrik kapasitor

2) Muatan kapasitor

3) Luas bidang lempeng kapasitor 4) Jarak antara kedua keping kapasitor 5) Beda potensial ujung-ujung kapasitor Jawaban yang tepat adalah…

A. 1), 2) dan 3) B. 2), 3) dan 4) C. 3), 4) dan 5) D. 1), 3) dan 4) E. 2), 4) dan 5) B.ESSAY

6. perhatikan gambar berikut!

Tiga partikel A, B, dan C terletak pada satu garis lurus seperti gambar di atas. Muatan partikel A

= +18 μC, partikel B = -3 μC, dan partikel C = -12 μC. Jarak partikel A ke B = 3 m, sedangkan jarak B dan C = 2 m. besar gaya coulomb yang bekerja pada partikel B adalah ....

(16)

7. Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika r1 = r2 = 5 cm tentukanlah:

a.kuat medan listrik di titik P

b.kuat medan listrik yang bernilai nol 8.

9. Muatan q1 = 5,0 μC dan muatan q2 = 6,0 μC. Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C⁻², 1 μC = 10⁻⁶ C. Tentukan potensial listrik pada titik A!

10. Dua buah kapasitor masing-masing kapasitasnya 2 μF dan 3 μF dipasang secara seri. Beda potensial antara ujung-ujung gabungannya 10 volt. Tentukanlah:

a. kapasitas gabungannya b. muatan tiap-tiap kapasitor c beda potensial tiap-tiap kapasitor

c.Kunci jawaban dan Penskoran A.Pilihan Ganda

No Nomor Soal Bentuk Soal Kunci

Jawaban

Skor

1 1 Pilihan Ganda B 5

2 2 Pilihan Ganda C 5

3 3 Pilihan Ganda E 5

4 4 Pilihan Ganda C 5

5 5 Pilihan Ganda D 5

jumlah 25

(17)

B. Essay N

o Nom

or Soal

Bentuk Soal

Pembahasan Skor

1 6

essay

15

2 7

essay Penyelesaian

Dik: q1 = +20 x 10^-8C q2 = -5 x 10^-8 C qp = -4 x 10^-8 C

r1 = r2 = 5 cm = 5 x 10^-2 m Dit: a. Ep = .... ?

b. r = .... ? (Ep = 0

20

(18)

3 8

Essay

15

4 9

essay Pembahasan

diketahui :

Muatan Q1 = -5,0 μC = -5,0 x 10^-6 C

Jarak titik A dari Q1 = 40 cm = 0,4 m = 4 x 10^-1 m Muatan Q2 = 6,0 μC = 6,0 x 10^-6 C

Jarak titik A dari Q2 = 50 cm = 0,5 m = 5 x 10^-1 m Konstanta Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C⁻²

Ditanya : Potensial listrik pada titik A Jawab :

Potensial listrik 1 :

Potensial listrik 2 :

Potensial listrik pada titik A : V = V1 + V2

V = (-11,25 + 10,8) x 10⁴ V = -0,45 x 10⁴

V = -4,5 x 10³

Potensial listrik pada titik A adalah -4,5 x 10³ Volt

25

5 10

essay

Diketahui:

susunan seri → q sama di tiap-tiap kapasitor C1 = 2 μF = 2 x 10^-6 F

C2 = 3 μF = 3 x 10^-6 F Vg = 10 V

Ditanyakan:

20

(19)

a. Cg = .... ?

b. C1 = .... ? dan C2 = .... ? c. V1 = .... ? dan V2 = .... ? Jawab:

jumlah 100

1. Refleksi guru dan Peserta Didik a. Refleksi Guru

1) Apakah pelaksanaan kegiatan sudah sesuai perencanaan?

2) Apa yang dirasakan baik dari pembelajaran hari ini?

3) Kesulitan apa saja yang dihadapi?

4) Apa tahapan kegiatan pembelajaran yang perlu mendapat perhatian khusus?

5) Apakah saya mampu mengidentifikasi Peserta Didik yang perlu mendapat perhatian khusus?

6) Apa yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kegiatan pembelajaran berikutnya?

b. Refleksi Peserta Didik

1) Menurut kalian, materi apa yang menarik pada listrik statis?

2) Hal-hal apa yang belum dipahami pada materi listrik statis?

3) Bagian mana dari pembelajaran ini yang paling saya sukai?

4) Apakah saya merasa telah mengikuti kegiatan pembelajaran dengan baik?

5) Apakah saya mengalami kesulitan untuk mengikuti pembelajaran?

6) Apa yang dapat saya lakukan untuk memperbaiki cara belajar saya?

(20)

G. PENGAYAAN DAN REMEDIAL

1. Jika terdapat peserta didik yang belum mampu memahami konsep Listrik statis, maka diberikan pendampingan dan remedial

2. Jika terdapat peserta didik yang sudah mampu memahami konsep listrik statis ,maka diberikan pengayaan (latihan soal dan informasi tambahan)

H. GLOSARIUM

Coulomb : Satuan muatan listrik.

Energi potensial listrik: Energi karena posisi muatan dalam medan listrik

Hukum Coulomb : menyatakan bahwa gaya antara dua muatan titik sebanding dengan hasil kali muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Kapasitansi : Rasio muatan Q terhadap potensial V untuk sebuah konduktor.

Kapasitor : Komponen rangkaian yang menyimpan muatan dan, oleh karena itu, memiliki kapasitansi.

kuat medan listrik : Gaya per satuan muatan yang bekerja pada muatan positif stasioner kecil yang ditempatkan pada titik tertentu.

Medan listrik : Sebuah wilayah ruang dimana muatan listrik stasioner mengalami gaya.

Osiloskop : Instrumen yang digunakan untuk menampilkan, mengukur, dan menganalisis berbagai bentuk gelombang rangkaian listrik.

Potensial listrik : Usaha yang dilakukan per satuan muatan positif dalam membawa muatan uji kecil dari tak terhingga ke titik.

I. DAFTAR PUSTAKA

1. Ni Ketut Lasmi. 2018. Fisika 3. Jakarta : Erlangga

2. https://lialaesa.smalabupi.sch.id/materi-pembelajaran/kelas-xii/listrik-statis

3. Paul A. Tipler (2001). Fisika Jilid 2. Alih Bahasa : Bambang Soegijono. Jakarta : Erlangga.

4. Jhon D Cutnell, Kenneth W Jhonson. 2012. Physics 9 Edition. Jhon Willey & Sons, Inc. 2012 5. Mike Crundell, Geoff Goodwin. Physics Third Edition. Cambridge International AS & A Level.

2020. Hodder Education

Pekan Kamis, AGUSTUS 2023 Mengetahui, Kepala SMAN 1 Tilatang Kamang Guru Mata Pelajaran Fisika

Drs. Zulfikar , M.Pd Ade Irma Wiryani, S.Pd NIP.19660107 199003 1 010 NIP. 19711001 199702 2 002

(21)

1.

LKPD -1 : Muatan Listrik

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD) INTERAKSI MUATAN LISTRIK A. PENGANTAR

Listrik statis adalah muatan listrik yang diam sementara pada suatu benda. Orang pertama yang melakukan percobaan lsitrik statis adalah Thales of Miletus.

Atom tersusun dari partikel-partikel yang terkecil yang disebut dengan sub atom yang terdiri dari :

1. Proton yang bermuatan positif 2. Neutron yang tidak bermuatan 3. Electron yang bermuatan negative

Netron dan proton bergabung membentuk inti atom, sedangkan electron bergerak mengelilingi inti atom. Elektron inilah yang berhubungan dengan peristiwa kelistrikan pada suatu benda.

Jumlah electron dan proton pada atom se buah benda umumnya sama, sehingga atom pada benda tersebut bermuatan netral. Kalau begitu, dapatkah atom sebuah benda diubah muatannya? Bagaimana caranya? Untuk menjawabnya, mari kita lakukan pratikum balon dan lsitrik statis ini.

B. TUJUAN KEGIATAN

Melalui kegiatan ini, peserta didik diharapkan dapat : 1. Menunjukan gejala listrik statis melalui percobaan.

2. Menjelaskan interaksi antara benda-benda bermuatan

3. Membedakan sifat-sifat yang berhubungan dengan penyebaran dan perpindahan muatan antara konduktor dan isolator.

C. ALAT DAN BAHAN

Melalui aplikasi phet interaktif simulation D. Prosedur kegiatan

Kegiatan 1

1. Bukalah aplikasi Phet interactive Simuation pada computer, klik menu “Play with Simulation “, kemudian pilih sub menu “Fisika” dan pilih “Ballons and Staic Electricity”

2. Klik tombol “Play” pada tampilan simulasi untuk menjalankan program.

3. Berikut adalah tampilan awal simulasi. Beri tanda centang pada kotak “Show all charges”

untuk melihat partikel atom.

4. Dekatkan balon ke tembok tanpa diberi perlakuan penggosokan

5. Gosokkan balon ke baju woll, kemudian dekatkan ke tembok. Amati bagaimana gerak partikelnya. Tuliskan hasilnya ke table 1.

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

(LKPD)

(22)

Kegiatan 2

1. Pilih “Remove wal” untuk menghapus tembok, kemudian pilih balon yang berjumlah dua 2. Dekatkan kedua balon tanpa diberi perlakuan penggosokkan

3. Gosokkan Kembali ke dua balon ke baju woll lalu dekatkan ke balon yang lain, amati yang terjadi. Kemudian tuliskan hasilnya ke table 2

E. DATA HASIL Kegiatan 1

No Penggosokan Hasil Pengamatan

1. Tidak digosok 2. Digosok ke seluruh

permukaan baju wol Kegiatan 2

No Muatan Gerak Balon

1 Netral 2 Negatif

F. Diskusi

1. Apa yang terjadi Ketika balon digosokkan ke baju woll?

2. Apa yang terjadi Ketika balon yang telah digosokkan ke baju woll didekatkan ke tembok?

Jelaskan dan berikan alasan mengapa hal tersebut terjadi?

3. Mengapa dua balon yang berbeda muatan Ketika didekatkan keduanya bergerak menjauh?

4. Sebutkan fenomena-fenomena listrik statis dalam kehidupan !

G. Kesimpulan

Berdasarkan seluruh kegiatan yang telah dilakukan, berikan kesimpulan apa saja di dapat sesuai dengan tujuan kegiatan ini!

(23)

LKPD -2 : Gaya Listrik Tujuan:

1. Memformulasikan besar gaya listrik (gaya Coulomb) antara dua benda bermuatan listrik 2. Menganalisis resultan gaya listrik pada tiga partikel bermuatan listrik

Alat dan Bahan:

● Aplikasi PhET

● Media presentasi Prosedur Kegiatan

2. Jalankan animasi PhET Coulomb’s Law : https://PhET.colorado.edu/sims/html/coulombs- law/latest/coulombs-law_en.html

3. Silakan untuk mengeksplorasi secara bebas animasi tersebut selama 10 menit.

4. Ubah nilai variabel q1 dan q2 pada jarak yang tetap 5. Tuliskan pada tabel pengamatan

Jarak tetap r = ……… m No Muatan 1 (q1)

(Coulomb)

Muatan 2 (q1) (Coulomb)

Gaya (F) (newton) 1.

2.

3.

6. Buat kesimpulan berdasarkan tabel hasil pengamatan no.3 ! 7. Ubah nilai variabel arak (r) dengan muatan q1 dan q2 tetap 8. Tuliskan pada tabel pengamatan

Muatan 1 (q1) = ……… C Muatan 1 (q2) = ……… C No Jarak (r)

(meter)

Kuadrat jarak (r²) (meter)

Gaya (F) (newton) 1.

2.

3.

9. Buat kesimpulan berdasarkan tabel hasil pengamatan no.6 !

10. Berdasarkan hasil pengamatan, bagaimanakah persamaan gaya coulomb antara dua muatan q1, q2 yang satu sama lain berjarak r,

F = ...

Berapa besar konstanta listriknya,

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

(LKPD)

(24)

k = ...

Resultan Gaya

1. Download dan jalankan animasi PhET dari laman :

https://PhET.colorado.edu/en/simulation/legacy/electric-hockey 2. Letakkan dua partikel bermuatan positif seperti gambar.

Jalankan animasi tersebut, perhatikan gerak dari muatan uji (muatan yang berwarna hitam)!

3. Ke mana arah gerak muatan uji tersebut? Jelaskan mengapa terjadi demikian!

4. Ada berapa gaya yang terjadi pada muatan uji ? ...

Jika :

1. Gaya pada muatan 1 oleh muatan 2 kita sebut F12

2. Gaya pada muatan 1 oleh muatan 3 kita sebut F13

5. Kemana arah resultan gayanya? Bagaimana cara mencari resultan gaya tersebut?

6. Bagaimana jika letak muatannya seperti gambar di bawah ini?

7. Kemana gerak muatan uji tersebut? Dapatkah kamu menentukan resultan gayanya?

8. Buat beberapa modifikasi arah kedua gaya, kemudian gambarkan arah resultan gayanya!

9. Tuliskan kesimpulan dari hasil pengamatan?

(25)

LKPD -3 : Medan Listrik Tujuan:

1. Menentukan besar kuat medan listrik

2. Menganalisis resultan medan listrik akibat dua muatan atau lebih Alat dan Bahan:

● Aplikasi PhET charges and field

● Media presentasi Prosedur Kegiatan Medan Listrik

1. Jalankan animasi PhET Charges and Field :

https://PhET.colorado.edu/en/simulation/charges- and-fields

2. Untuk satu muatan, gunakan sensor untuk mengetahui besar medan listrik pada jarak 1 meter, 2 meter dan 3 meter (gunakan grid skala garis untuk menentukan jaraknya)

No Muatan (q2) Jarak sensor (meter)

Besar Medan Listrik (V/m)

1 1 nC 1 meter

2 1 nC 2 meter

3 1 nC 3 meter

3. Kemudian jawab pertanyaan di bawah ini:

● Bagaimana hubungan jarak dengan kuat medan listrik?

● Semakin jauh titik dari muatan sumber, medan listriknya semakin ....

4. Simpan sensor di titik tengah, tempatkan muatan yang berbeda-beda pada jarak yang sama (misalkan 1 meter / 2 skala) (tambahkan muatan dengan cara drag and drop).

No Muatan (q2) Jarak sensor (meter)

Besar Medan Listrik (V/m)

1 1 nC 1 meter

2 2 nC 1 meter

3 3 nC 1 meter

5. Semakin jauh titik dari muatan sumber, medan listriknya semakin ....

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

(LKPD)

(26)

6. Tabel di bawah ini menunjukkan besar gaya pada sebuah muatan uji q1 = 2 µC yang berjarak r = 20 cm dari muatan q2

No Muatan (q2) Gaya (N) F/q (N/C)

1 1 µC 1,8 N

2 2µC 3,6 N

3 3µC 5,4 N

7. Lengkapi tabel di atas, dengan menghitung besar F/q untuk masing-masing muatan (q2) 8. Jika F/q merupakan medan listrik pada titik yang berjarak r dari sebuah muatan Q, maka:

𝐸 = = 𝑘

(Petunjuk : Gunakan persamaan gaya listrik/gaya Coulomb)

(27)

LKPD -4 : Kapasitansi Kapasitor 1. TUJUAN PEMBELAJARAN :

Melakukan percobaan berikut presentasi hasil percobaan kelistrikan (misalnya pengisian dan pengosongan kapasitor) dan manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari.

2. PERTANYAAN AWAL :

1. Jelaskan 5 kegunaan Kapasitor

2. Jelaskan simbol/skema rangkaian dari kapasitor 3. Jelaskan jenis-jenis kapasitor

4. Apakah yang dimaksud dengan kapasitansi kapasitor 5. Apakah satuan dari kapasitor /kapasitansi

6. Apa yang dimaksud bahan dielektrik?

3. TUJUAN PERCOBAAN :

a. Merancang dan melakukan percobaan pengisian dan pengosongan kapasitor b. Menentukan factor factor yang mempengaruhi kapasitas kapasitor

c. Menganalisis data hasil praktik, membuat grafik, menuliskan persamaan grafik dan gradiennya.

d. Membuat dan menyajikan hasil percobaan tentang kapasitor baik lisan maupun tulisan secara sistematis.

4. ALAT DAN BAHAN

• 1 buah voltmeter

• baterei

• Keping kapasitor • Sakelar

• Kabel-kabel penghubung • Lampu

5. PROSEDUR KEGIATAN:

1) Pergunakan laptop dalam melakukan percobaan virtual berikut 2) Buka link berikut atau buka alamat web berikut!

https://phet.colorado.edu/sims/html/capacitor-lab-basics/latest/capacitor- labbasics_en.html

3) Buat rangkaian seperti gambar di bawah.

4) Atur luas keeping dengan menggeser tanda panah area, dan atur jarak antara 2 keping dengan menggeser tanda panah separation.catat hasilnya. Masukkan dalam table 1.

5) Atur tegangan baterei dengan menggeser tombol pada baterei, kemudian ukur tegangan baterei menggunakan voltmeter. Catat hasilnya dan masukkan dalam table 1.

6) Amati nilai muatan yang tersimpan dan kapasitas kapasitor serta energy yang muncul. Masukkan hasilnya dalam table 1

7) Ulangi kegiatan 5 dan 6 sebanyak 5 kali.Masukkan hasilnya dalam table 1

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

(LKPD)

(28)

8) Atur kembali luas keeping dengan menggeser tanda panah area, tetapi jarak antara dua keping tetap.

9) Amati nilai kapasitas kapasitor yang muncul, catat hasilnya di table 2 10) Ulagi kegiatan 8 dan 9 sebanyak 4 kali.

11) Atur kembali jarak antara dua keeping dengan menngeser tanda panah separation tetapi luas keping dibuat tetap.

12) Amati nilai kapasitas kapasitor yang muncul, catat hasilnya di table 3

6. Data Pengamatan Dan Analisa Data

Tabel 1. Luas keping (A) = 100 mm² , Jarak dua keeping (d) = 5 mm No Tegangan

baterei(V) dalam (Volt)

Muatan yang tersimpan (q) dalam (pC)

Kapasitas kapasitor ( C ) Dalam (pF)

Energi yang tersimpan ( E ) dalam (pJ) 1 0,5

2 0,7 3 0,9 4 1,1 5 1,2

Tabel 2. Tegangan v = 0,5 volt, Jarak dua keeping (d) = 5 mm, luas keping diubah-ubah

(29)

No Luas keping(A) (mm² )

Jarak antara 2 keping (d) (mm)

Kapasitas kapasitor ( C ) (pF)

1 100 5

2 150 5

3 200 5

4 250 5

5 300 5

Tabel 3. Tegangan baterei = 0,5 Volt. Luas keping tetap, jarak keping diubah-ubah No Luas

keeping(A) (mm² )

Jarak antara 2 keping (d) (mm)

Kapasitas kapasitor ( C ) (pF)

1 100 2

2 100 3

3 100 4

4 100 5

5 100 6

7. PERTANYAAN.

1) Berdasarkan hasil pada tabel 1, gambarkan grafik hubungan antara tegangan dan muatan yang tersimpan dalam kapasitor dan berikan penjelasan grafik tersebut.

2) Berdasarkan hasil pada tabel 1 bagaimana nilai kapasitas kapasitor. Jelaskan!

3) Berdasarkan hasil pada tabel 1 bagaimana nilai energi yang tersimpan dalam kapasitor.

Jelaskan!

4) Berdasarkan hasil pada tabel 1 tuliskan persamaan untuk menentukan kapasitas kapasitor (buat keterangannya) Dan lakukan pengujian dengan data yang ada!

5) Berdasarkan hasil pada tabel 1 tuliskan persamaan untuk menentukan energi yang

tersimpan pada kapasitor. (buat keterangannya) Dan lakukan pengujian dengan data yang ada!

6) Berdasarkan hasil pada tabel 2 bagaimana hubungan antara luas keping (A) dengan kapasitas kapasitor (C). Jelaskan.!

7) Berdasarkan hasil pada tabel 3 bagaimana hubungan antara jarak antara kedua keping (d) dengan kapasitas kapasitor (C). Jelaskan.!

8) Berdasarkan hasil pada tabel 2 dan 3 tuliskan persamaan untuk menentukan kapasitas kapasitor (buat keterangannya)

9) Sebutkan faktor- faktor yang mempengaruhi kapasitas kapasitor.

10) Berdasarkan gambar di atas, jelaskan bagaimana cara mengisi / memuati kapasitor.

Setelah kapasitor dimuati keping mana yang positif dan negative 8. KESIMPULAN

1) 2) 3) 4)

(30)

LKPD -5 : Rangkaian Kapasitor Tujuan:

1. Mengidentifikasi karakteristik rangkaian seri dan rangkaian paralel kapasitor 2. Menentukan kapasitas total rangkaian seri dan paralel kapasitor

Alat dan Bahan:

● 1 buah multimeter

● 1 buah kapasitas meter

● 3 buah kapasitor (470 µF)

● Bread board

● Kabel-kabel penghubung / jumper MM

● Power Supply / baterai 9V

Prosedur Kegiatan

Rangkaian Seri Kapasitor

1. Buat sebuah rangkaian kapasitor seperti gambar!

2. Atur ampere meter pada batas ukur tertinggi.

3. Nyalakan power supply pada tegangan 9 volt

4. Pastikan kapasitor sudah terisi penuh (ditandai dengan arus listrik sudah tidak mengalir pada rangkaian/amperemeter sudah menunjukkan posisi nol)

5. Ukur tegangan pada ujung-ujung kapasitor

6. Ukur tegangan total (pada ujung-ujung power supply) 7. Ukur kapasitas total rangkaian dengan kapasitas meter 8. Tuliskan data pada tabel pengamatan

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

(LKPD)

(31)

9. Hitung muatang pada masing-masing kapasitor Kapasitas Kapasitor

(µF)

Tegangan Kapasitor (volt)

Besar Muatan (µC)

C1 V1 Q1

C2 V2 Q2

C3 V3 Q3

Kapasitas total hasil pengukuran

Ctot =

Vtot

Buat kesimpulan dari tabel pengamatan Rangkaian Paralel Kapasitor

1. Sebelum membuat rangkaian paralel, kosongkan dahulu kapasitor yang sudah digunakan dengan melepaskan power supply dan buat rangkaian tertutup seperti gambar!

2. Susun rangkaian kapasitor tersebut secara paralel seperti gambar di bawah!

3.

Atur ampere meter pada batas ukur tertinggi.

Nyalakan power supply pada tegangan 9 volt

4. Pastikan kapasitor sudah terisi penuh (ditandai dengan arus listrik sudah tidak mengalir pada rangkaian/amperemeter sudah menunjukkan posisi nol)

5. Ukur tegangan pada ujung-ujung kapasitor

6. Ukur tegangan total (pada ujung-ujung power supply) 7. Ukur kapasitas total rangkaian dengan kapasitas meter 8. Hitung Besar Muatan pada masing-masing kapasitor 9. Tuliskan data pada tabel pengamatan

(32)

Kapasitas Kapasitor (µF)

Tegangan Kapasitor (volt)

Besar Muatan (µC)

C1 V1 Q1

C2 V2 Q2

C3 V3 Q3

Ctot Vtot Qtot

10. Buat kesimpulan dari tabel pengamatan

(33)