RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

( RPP )

Sekolah : SMK Negeri 55 Jakarta

Kelas / Semester : XII (Dua belas) / Semester I

Mata Pelajaran : FISIKA

Alokasi Waktu : 4 X 45 menit (2 pertemuan)

Standar Kompetensi

1. Menerapkan getaran, gelombang, dan bunyi

Kompetensi Dasar

1.1 Memahami konsep dan prinsip–prinsip gejala gelombang secara umum

Indikator

1.Menjelaskan pengertian getaran (C2; Kecakapan sosial)

2.Menyebutkan contoh dan medium getaran (C1; Kecakapan sosial)

3.Menjelaskan frekuensi dan periode getaran (C2; Kecakapan sosial)

4.Menjelaskan gaya pemulihan getaran (C2; Kecakapan sosial)

5.Menjelaskan persamaan getaran (C2; Kecakapan sosial)

6.Menjelaskan energi getaran (C2; Kecakapan sosial)

7.Menerapkan perhitungan berkaitan dengan getaran (C3; Kecakapan akademik)

Karakter Bangsa

1. Senang membaca

2.Toleran

3.Mandiri

4.Rasa ingin tahu

5.Peduli lingkungan

Kewirausahaan

1. Mandiri

A. Tujuan Pembelajaran

Peserta didik dapat:

1. Menjelaskan pengertian getaran

2.Menyebutkan contoh getaran

3.Menjelaskan frekuensi dan periode getaran

4.Menjelaskan gaya pemulihan getaran

5.Menjelaskan persamaan dan energi getaran

6.Menerapkan perhitungan getaran

B. Materi Pembelajaran

1. Definisi Getaran Harmonis

2.Frekuensi dan Periode Getaran

3.Gaya pemulihan

4.Persamaan Getaran

5.Energi Getaran

C. Metode Pembelajaran

1. Model : - Cooperative Learning

- STAD (Student Achievement Division)(

2. Metode : - Diskusi kelompok

- Ceramah

- Observasi

- Demontrasi

- Praktikum

D. Langkah-langkah Kegiatan

1. PERTEMUAN PERTAMA

a. Kegiatan Pendahuluan

Motivasi dan Apersepsi:

− Peserta didik diajak untuk siap menghadapi pelajaran

− Berdoa bersama, memohon dimudahkan dalam memperoleh ilmu

− Cek kehadiran

− Penyampaian Standar Kompetensi, Kompetensi Dasar dan Indikator Pembelajaran

− Penyampaian manfaat materi yang dipelajari

− Penyampaian metode yang digunakan

Prasyarat pengetahuan:

− Matematika : Operasi variabel, Trigonometri dasar

− Fisika : Gerak melingkar, gaya, usaha dan energi

− Cek Prasyarat :

1. Jika AB = CD, maka A = ..., B = ..., C = ..., D = ...

2. Sebutkan sinus sudut-sudut istimewa !

3. π (rad) = ....°

4. ϴ = ω.....

5. Sebutkan simbol dan satuan gaya !

b. Kegiatan Inti

Eksplorasi

Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan kelompok.

Tiap kelompok terdiri dari 4 peserta didik

Tiap kelompok diberi sebuah bandul dengan seutas tali dan sebuah neraca pegas serta dua lembar kerja

Peserta didik (dibimbing oleh guru) mempraktikan intruksi pada lembarkerja, mengisi kolom yang kosong dan mendiskusikan pengertian getaran.

Elaborasi

Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal.

Konfirmasi

Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya.

Peserta didik memperhatikan penjelasan mengenai pengertian getaran gelombang yang disampaikan oleh guru.

Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai perumusan untuk mendapatkan persamaan gaya pegas, frekuensi dan periode getaran

Guru memberikan contoh soal mengenai persamaan gaya pegas, frekuansi dan periode getaran

Guru memberikan soal menentukan persamaan gaya pegas, frekuensi dan periode getaran (soalnya sama dengan contoh soal)

Seluuruh peserta didik menjawab pertanyaan guru pada secarik kertas yang telah diberi identitas

Guru mengoreksi dan menilai jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih ada peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

c. Kegiatan Penutup

Guru memberikan penghargaan kepada kelompok dan individu yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.

Guru memberikan tugas rumah (Tugas 1, 2 dan 3).

Peserta didik membereskan perangkat belajar, meja, kursi dan membersihkannya

2. PERTEMUAN KEDUA

a. Kegiatan Pendahuluan

Motivasi dan Apersepsi:

− Peserta didik diajak untuk siap menghadapi pelajaran

− Berdoa bersama, memohon dimudahkan dalam memperoleh ilmu

− Cek kehadiran

− Penyampaian manfaat materi yang dipelajari

− Penyampaian metode yang digunakan

Prasyarat pengetahuan:

− Matematika : Operasi variabel, Trigonometri dasar

− Fisika : variabel pada getaran harmonis, energi mekanik

− Cek Prasyarat :

1. Arc sin ½ = ...

2. Sebutkan beberapa variabel pada getaran !

3. Sebutkan rumus energi kinetik dan energi potensial

b. Kegiatan Inti

Eksplorasi

Guru membimbing peserta didik dalam tugas kelompok (kelompoknya sama dengan kelompok pada pertemuan sebelumnya).

Tiap kelompok mendiskusikan kegiatan kelompok 3

Elaborasi

Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal.

Konfirmasi

Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya.

Peserta didik memperhatikan penjelasan mengenai persamaan dan energi getaran yang disampaikan oleh guru.

Guru memberikan contoh soal mengenai persamaan dan energi getaran

Seluruh peserta didik menjawab pertanyaan guru pada secarik kertas yang telah diberi identitas

Guru mengoreksi dan menilai jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih ada peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.

c. Kegiatan Penutup

Guru memberikan penghargaan kepada kelompok dan individu yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik.

Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal (diambil dari soal ulangan).

Peserta didik membereskan perangkat belajar, meja, kursi dan membersihkannya

E. Sumber Belajar/Media

1. Buku ‘Bimbingan Pemantapan Fisika’, Ketut Lasmi. Yrama Widya, Bandung: 2000

2. Buku ‘Fisika Kelompok Teknologi dan Kesehatan’, Sudirman. Erlangga, Jakarta: 2010

3. Buku ‘Fisika untuk SMK’, Endarko, dkk. Direktorat Pembinaan SMK, Jakarta: 2008

4. Internet dan multimedia

5. Alat praktik (pegas/neraca pegas, bandul)

F. Penilaian Hasil Belajar

a. Teknik Penilaian:

- Tes tertulis- Tes lisan- Non Tes (observasi)-

b. Bentuk Instrumen:

− Tes PG − Tes isian − Tes uraian− Instrumen observasi

LAMPIRAN I

MATERI PEMBELAJARAN

A. Getaran Harmonis

Berikut ini adalah contoh-contoh sistem yang melakukan getaran.

1. Sistem pegas-massa

Perhatikan balok bermassa m yang dikaitkan pada ujung pegas yang digantungkan secara vertikal. Bila balok m ditarik ke bawah, kemudian dilepaskan, maka balok tersebut akan melakukan gerakan naik-turun-naik-turun berulang-ulang. Balok dikatakan bergetar

2. Sistem bandul fisis Perhatikan sekarang bandul yang digantungkan pada sebuah paku. Bila bandul tersebut disimpangkan dari posisi vertikalnya, maka penggaris akan berayun, menyimpang ke kanan dan ke kiri secara berulang-ulang dan bandul dikatakan bergetar.

θ

l

m

F

Dari dua contoh tadi dapat disimpulkan bahwa getaran adalah suatu gerakan yang khas, yaitu gerakan yang berulang-ulang dan disebut sebagai gerakan periodik. Pada gerakan berulang itu yang dimaksud dengan satu getaran lengkap adalah gerakan dari suatu titik awal kembali ke titik awal tadi. Benda yang bergetar seringkali disebut juga melakukan gerakan harmonis sederhana. Jadi dapat disimpulkan bahwa Getaran harmonis sederhana adalah gerak bolak balik yang melewati suatu titik kesetimbangan

B. Frekuensi dan Periode Getaran

Salah satu besaran yang sering dipakai untuk menggambarkan karakter sebuah getaran adalah frekuensi. Jumlah pengulangan atau getaran lengkap yang terjadi tiap satuan waktu dinamakan frekuensi getaran (simbolnya f).

Secara matematis dirumuskan :

y m F

f = n/t

n = jumlah getaran

t = waktu

Satuan frekuansi dapat berupa getaran/menit, bahkan getaran/jam. Bila satuan waktunya dinyatakan dalam sekon maka didapatkan satuan getaran/sekon atau sering juga dinamakan siklus/sekon dan 1 getaran/sekon = 1 siklus/sekon { 1Hz (Hertz, mengikuti nama fisikawan Jerman, Heinrich Hertz). Jadi getaran dengan frekuensi 200 Hz menyatakan bahwa dalam satu sekon terjadi 200 getaran lengkap.

Untuk pegas yang digetarkan :

m

kf

π2

1=

K = konstanta pegas (N/m)

m = massa benda yang terikat pada pegas (kg)

Untuk bandul sederhana seperti di atas :

l

gf

π2

1=

g = percepatan gravitasi (m/s2)l = panjang tali bandul (m)

Besaran lain yang sangat erat kaitannya dengan frekuansi adalah periode. Simbolnya T dan satuannya adalah detik. Periode merupakan kebalikan dari frekuensi. Perumusannya adalah :

T = t/n atau T = 1/f

Karena T = 1/f, maka untuk pegas k

mT π2= dan untuk bandul

g

lT π2=

Soal 1:

Terjadi 4 getaran dalam 5 detik. Berapa frekuansi dan periodenya ? (f = 4/5 Hz dan T = 5/4 s)

Soal 2:

Sebuah balok dikaitkan pada sebuah pegas yang konstanta pegasnya 5 N/cm. Berapakah massa balok yang harus dikaitkan agar sistem bergetar dengan frekuensi 10 Hz?

m

kf

π2

1= 22

22 )(

)2(

1

m

kf

π= =

m

k24

1

π 224 f

km

π= =0,13 kg

Soal 3:

Sebuah bola yang massanya 0,1 kg digantungkan pada sebuah tali dan diayunkan. Ternyata dalam waktu 5 menit jumlah ayunan (getaran lengkap) yang terjadi adalah 600 kali. Hitunglah panjang tali tersebut!

Penyelesaian:

Bila dalam 5 menit (=300 s) terjadi 600 getaran lengkap, maka dalam 1 detik terjadi (600/300) = 2 getaran lengkap. Ini berarti bahwa frekuensi getaran adalah f = 2 Hz.

l

gf

π2

1= 22

22 )(

)2(

1

l

gf

π= =

l

g24

1

π 224 f

gl

π= =6,3 cm

C. Gaya Pemulihan

Untuk pegas :

F = ky y = simpangan (m) = jarak terhadap kesetimbanganF = gaya pemulih (N)

Untuk bandul :

F = mg sinθ

θ = sudut penyimpangan (°)m = massa beban (kg)

Soal 4 :

Sebuah pegas tergantung vertical dan ujung yang bebas digantungi beban 100 gram, sehingga pegas panjangnya menjadi 35 cm. Jika beban ditarik 10 cm ke bawah dan harga g = 10 m/s2, tentukanlah :a) Tetapan pegas b) gaya pemulihan

Jawab :a) k = F/y = mg/y = 20 N/m b) F = ky = 20.0,1 = 2 N

D. Persamaan Getaran

A

y θ

θ

Simpangan :

y = A sin θ A = amplitude (m)

y = A sin ωt

Kecepatan :

v = ωA cos ωt

Percepatan :

a = - ω2y

Sudut fasa :

θ = ωt = T

tπ2

Fasa :

Ο==360

αϕT

t

Soal 5 :

Sebuah bandul berayun. Jika simpangannya sama dengan setengah simpangan maksimumnya, berapakah sudut fasenya ?

Jawab :

y = ½A = A sin θ θ = 30°

E. Energi Getaran

Energi potensial :

Ep = ½ky2 satuannya Joule

Epmax = ½kA2 pada titik terendah

Energi Kinetik :

Ek = ½mv2

Ekmax = ½kA2 pada titik setimbang

Energi Mekanik :

Em = Ep + Ek

Soal 6 :

Pada soal no 4, tentukan energy potensialnya !

Jawab :

Ep = ½ky2 = 0,1 joule

LAMPIRAN 2

KEGIATAN KELOMPOK

KEGIATAN 1 (MENGHITUNG FREKUENSI BANDUL SEDERHANA)

-Ikatkanlah penghapus karet pada seutas tali/benang-Gantungkan ujung tali yang lain pada sebuah gantungan atau paku -Simpangkan penghapus tersebut sekitar 30 derajat -Hitunglah getaran lengkap yang terjadi dalam 1 menit [gunakan jam henti (stopwatch)]-Berapa Hz frekuensi getaran tadi?-Ulangi rangkaian kegiatan di atas dengan menggantungkan beban lain. Apakah terjadi perubahan frekuensi?-Panjangkan tali/benang penggantung menjadi 2 kalinya kemudian ulangi rangkaian kegiatan di atas! Apakah sekarang terjadi perubahan frekuensi?-Diskusikan hasil yang Anda dapat dalam kelompok

KEGIATAN 2 (MENENTUKAN KONSTANTA PEGAS)

Jalannya percobaan: -Berikanlah suatu pengait pada sebuah balok-Timbang massa balok beserta pengait itu-Kaitkan balok tadi pada sebuah pegas-Gantungkan sistem pegas secara vertikal-Beri simpangan pada balok dengan menarik/menekan balok-Lepaskan tarikan atau tekanan dan catat dengan stopwatch waktu untuk melakukan 5 getaran lengkap-Berapa Hz frekuensi yang didapat?-Ulangi langkah-langkah tadi dengan pegas yang sama, namun massa balok yang berbeda; dan simpulkan yang saudara peroleh!

KEGIATAN 3 (MENJELASKAN PERUBAHAN ENERGI GETARAN)

Dari simulasi gambar bandul sederhana yang menunjukkan perubahan energi potensial dan energi kinetisnya yang sudah didapat, diskusikanlah tentang sifat perubahan energy dari hasil simulasi tersebut!

LAMPIRAN 3

TUGAS

Tugas 1 Carilah lagi 2 contoh sistem yang melakukan getaran, dan peragakan getarannya.

Tugas 2 1. Carilah dari buku-buku atau internet satuan dari konstanta pegas!

2. Sebuah pegas mempunyai konstanta pegas 15 N/cm, jelaskan apa artinya! 3. Pegas manakah yang lebih ”keras”, pegas A yang mempunyai k = 50 N/cm atau pegas B yang mempunyai k = 5 N/cm? Diskusikan masalah ini dalam kelompok

Tugas 3 Carilah di internet simulasi gambar bandul sederhana yang menunjukkan perubahan energi potensial dan energi kinetisnya dan ceritakan tentang sifat perubahan tersebut dari hasil simulasi tersebut!

LAMPIRAN 4

SOAL ULANGAN HARIAN

1. Sebuah bandul terdiri dari tali yang panjangnya 50 cm digantungibeban yang

massanya 100 gram. Hitunglah frekuensi dan perioda ayunan bandul tersebut. Apakah hasilnya tergantung pada massa beban yang digantungkan? 2. Sebuah benda bergerak harmonik dengan perioda 0,5 sekon dan amplitudo 6 cm. Pada saat awal, benda ada pada posisi x = 0. Di manakah benda berada setelah 0,8 sekon? Berapa kecepatannya saat itu?

3. Perhatikan dua buah bandul sederhana dengan panjang tali yang berbeda. Jelaskan, mengapa bandul dengan tali yang pendek bergetar dengan frekuensi yang lebih besar! Bila panjang tali bandul kedua adalah setengah panjang tali bandul pertama, apakah frekuensi bandul kedua adalah dua kali frekuensi bandul pertama?

4. Sebuah benda yang massanya 0,25 kg digantungkan pada sebuah pegas vertikal, sehingga pegas bertambah panjang dengan 5 cm. Berapakah frekuensi dan perioda getaran yang terjadi bila beban yang digantungkan bermassa 0,75 kg?

5. Pilihlah jawaban yang benar! Pada benda yang bergetar harmonik, pada simpangan maksimum, a. kecepatan dan percepatannya maksimum b. kecepatan dan percepatannya minimum c. kecepatannya maksimum sedangkan percepatannya minimum d. kecepatannya nol, dan percepatannya maksimum e. energi totalnya maksimum

6. Sebuah bandul sederhana yang massa bebannya 25 gram dan panjang talinya 50 cm diberi simpangan = 10o. Bila percepatangravitasi g = 10 m/s2, hitunglah: a. amplitudo simpangan getaran! b. gaya pada saat simpangan maksimum! c. perioda dan frekuensi getaran

7. Sebuah benda bergetar harmonik dengan amplitudo 10 cm. Di manakah benda tersebut mempunyai kecepatan yang besarnya setengah kecepatan maksimum?

8. Sebuah bola bergetar harmonik dengan perioda 1,5 sekon danamplitudo 4 cm. Pada saat awal bola itu melewati titik kesetimbangannya dengan arah vertikal ke atas. Carilah posisi bola tersebut 2 sekon sejak saat awal tadi!

9. Ketika pegas vertikal digantungi beban bermassa 1 kg, pegas menyimpang 1 cm dari posisi kesetimbangannya. Pegas-massa itu diganggu hingga bergetar. Berapakah simpangan pegas ketika energi potensial elastisnya 20 joule?

10. Benda bergetar menurut persamaan y=10 sin 628t cm, dengan t adalah waktu dalam sekon. Frekuensi getaran tersebut adalah: a. 10 Hz d. 200 Hz b. 50 Hz e. 400 Hz c. 100 Hz