188 - repository.upi.edurepository.upi.edu/22533/9/t_fis_1302725_appendix.pdf · pada susunan pegas...

188 Susana Endah Sri Hartati, 2016 Penerapan Model Pembelajaran Learning Cycle 5E Dengan Menyisipkan Predict-Observe-Explain (POE) Pada Tahap Explore Terhadap Kemampuan Kognitif Dan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu


Kisi-Kisi Instrumen Tes Kemampuan Kognitif Elastisitas

No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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

1

2


No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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 (𝛥x)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

𝛥x(cm)


No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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 m

2

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

8 (C3) Menggunakan persamaan Sebuah pegas bertambah panjang 4 cm ketika Diketahui : m =200 gram =0,2 kg 4


No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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 = 4 cm = 0,04 m

Ditanyakan : k

Jawab :

F = k 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


No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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.

2


No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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 10-3

cm2. Pada kawat

tembaga tersebut diberi gaya sebesar 400 N,

Berapa nilai tegangan tersebut?

= 400/10

-3

= 4 X 105N/ cm

2

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

1

2

http://rumushitung.com/wp-content/uploads/2013/09/CodeCogsEqn13.gif


No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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


No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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 = 5 cm = 0,05 m

Ditanyakan : k

Jawab :

F = k 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

1 1


No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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

Susunan seri dan

paralel pada

pegas

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

4


No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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

Susunan seri dan

paralel pada

pegas

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


No

Aspek

Kemampuan

Kognitif

Indikator

Konsep Fisika

(Elastisitas)

Soal

Kunci jawaban

Rubrik

Penilaian

Skor 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

1

1

3

188 - repository.upi.edurepository.upi.edu/22533/9/t_fis_1302725_appendix.pdf · pada susunan pegas...

Documents