Download - Sbm Klp 7 Ausubel
BAB I
PENDAHULUAN
11 Latar Belakang
Belajar berdasarkan pada psikologi dan pendidikan dapat diartikan
sebagai suatu proses yang melibatkan kemampuan kognitif kemampuan
emosional pengaruh lingkungan serta pengalaman dalam memperoleh
meningkatkan atau memberikan perubahan terhadap pengetahuan seseorang
kemampuan (skills) nilai dan sikap serta sudut pandang dalam meninjau
suatu hal Sebagai suatu proses belajar akan terfokus pada apa yang terjadi
saat kegiatan belajar mengajar berlangsung Untuk menjelaskan maksud dari
ldquoapa yang terjadirdquo selanjutnya terdapat istilah teori belajar yang menjadi
kerangka konseptual yang mengkaji bagaimana seseorang belajar yang
membantu menunjukan bagaimana proses belajar yang sesungguhnya
berlangsung secara kompleks
Belajar pada dasarnya tidak hanya menitikberatkan pada siswa ataupun
guru secara terpisah sebagai agen yang terlibat dalam pembelajaran
melainkan keduanya memiliki peran masing-masing yang sinergis untuk
dapat memberikan proses dan hasil belajar yang efektif dan efisien terutama
dalam pembelajaran sains Dalam proses belajar siswa bukanlah lagi secarik
kertas kosong yang perlu ditulisi oleh guru melainkan sebelum mengikuti
kegiatan belajar mengajar di sekolah siswa telah memiiliki pengetahuan-
pengetahuan yang mereka peroleh dari pengalaman-pengalamannya Pada
konteks ini seorang guru memiliki peran yang sangat penting agar dapat
memberikan pembelajaran yang baik untuk siswa dan bahkan dirinya sendiri
Yang mana pembelajaran tersebut tidak mengabaikan apa yang telah
diketahui siswa sebelumnya justru dapat memberikan sebuah proses belajar
mengajar yang mampu untuk menciptakan pengetahuan baru hubungan antar
konsep maupun klarifikasi yang berasal dari pengetahuan awal siswa
Dengan demikian maka diperlukan sebuah pemahaman tentang teori
pembelajaran bermakna berikut implementasinya dalam pembelajaran
12 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan dikaji dalam makalah ini antara lain
121 Bagaimana Belajar berdasarkan teori Belajar Bermakna
122 Bagaimana Implementasi Teori Belajar Bermakna di dalam proses
pembelajaran
123 Bagaimana Peta Konsep sebagai
123 Bagaimana contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran yang Berbasis
Teori belajar bermakna
13 Tujuan
131 Menjelaskan bagaimana belajar berdasarkan Teori Belajar Bermakna
132 Memberikan deskripsi bagaimana implementasi teori belajar bermakna
dalam pembelajaran
133 Menjelaskan bagaimana Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar
Bermakna
134 Memberikan contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran yang Berbasis
Teori belajar bermakna
14 Manfaat
141 Bagi penulis
Penulis dapat memperoleh ilmu tentang teori belajar khususnya teori
belajar bermakna serta belajar menginformasikan pengetahuan tentang
teori belajar kepada pembaca
142 Bagi Pembaca
Pembaca dapat memperoleh wawasan tentang teori belajar khususnya
teori belajar bermakna
BAB II
PEMBAHASAN
21 Pengertian Teori belajar Bermakna
Teori Ausubel lebih memperhatikan bagaimana individu belajar sejumlah
materi secara bermakna dari sajian verbalteks di sekolah (berbeda dengan
teori-tori yang dikembangkan dalam konteks percobaan-percobaan yang
dilaksanakan di laboratorium) Menurut Ausebel belajar dapat dikategorikan
ke dalam 2 dimensi Dimensi pertama berhubungan dengan cara bagaimana
informasimateri pembelajaran tersebut disajikan kepada siswa melalui
penerimaan atau penemuan Dimensi kedua menyangkut cara bagaimana siswa
dapat mengaitkan informasi itu pada struktur kognitif (fakta-fakta konsep-
konsep dan generalisasi-generalisasi yang telah dipelajari dan diingat siswa)
yang telah ada Kedua dimensi tersebut yaitu penerimaanpenemuan dan
hafalanbermakna tidak menunjukkan dikotomi sederhana melainkan
merupakan suatu continuum Inti dari teori Ausubel tentang belajar adalah
belajar bermakna Menurut Ausebel belajar bermakna akan terjadi bila si
pembelajar dapat mengaitkan informasi yang baru diperolehnya dengan
konsep-konsep (dikenal sebagai subsumer-subsumer) relevan yang terdapat
dalam struktur kognitif si pembelajar tersebut Akan tetapi bila si pembelajar
hanya mencoba menghafalkan informasi baru tadi tanpa menghubungkan
dengan konsep-konsep yang telah ada dalam struktur kognitifnya kondisi ini
dikatakan sebagai belajar hafalan
Seperti kita tahu bahwa informasi disimpan di daerah-daerah tertentu
dalam otak Dengan berlangsungnya belajar akan dihasilkan perubahan-
perubahan dalam sel-sel otak terutama sel-sel yang telah menyimpan informasi
yang mirip dengan informasi yang sedang dipelajari Dalam belajar bermakna
informasi baru diasimilasikan pada subsumer-subsumer relevan yang yang
telah ada dalam struktur kognitif Proses interaktif antara informasi yang baru
dipelajari dengan subsumer-subsumer yang telah ada tersebut dikenal sebagai
proses subsumsi Belajar bermakna yang baru mengakibatkan pertumbuhan
dan modifikasi subsumer-subsumer yang telah ada tersebut Informasi yang
dipelajari secara bermakna biasanya lebih lama diingat daripada informasi
yang dipelajari secara hafalan Tetapi ada kalanya unsur-unsur yang telah
tersubsumsi tidak dapat dikeluarkan lagi dari memori (sudah dilupakan) hal ini
terjadi karena beberapa bagian subsumer berintegrasi dengan yang lain
sehingga mereka kehilangan identitas individunya Dapat juga karena
subsumer tersebut telah kembali pada keadaan sebelum terjadi subsumsi
Kondisi seperti ini menurut Ausebel disebut subsumsi obliteratif (subsumsi
yang telah rusak) Teori Ausubel di atas nampaknya memiliki kesamaan-
kesamaan (commonalities) dengan teori Gestalt dan keduanya melibatkan suatu
skema sebagai suatu prinsip yang sentral Juga teori Ausebel ini memiliki
kesamaan dengan model belajar spiral yang dikemukakan oleh Bruner
Selanjutnya walupun Ausebel menekankan bahwa subsumsi melibatkan
reorganisasi dari struktur kognitif yang ada tapi tidak mengembangkan struktur
yang baru seperti yang disarankan para ahli konstruktivisme Ausubel kelihatan
dipengaruhi juga oleh hasil kerja dari Piaget untuk perkembangan kognitif
Walaupun Ausebel sangat menekankan agar para guru diharapkan mengetahui
konsep-konsep yang telah dimiliki para siswanya agar belajar bermakna dapat
berlangsung tetapi Ausebel belum dapat menyediakan alat untuk mengukur hal
tersebut Baru ahli pendidikan berikutnya yaitu Novak (1985) dalam bukunya
Learning how to learn mengemukakan bahwa hal tersebut dapat digali melalui
pertolongan yang dikenal dengan peta konsep atau pemetaan konsep
Menurut Ausebel konsep-konsep dapat diperoleh dalam 2 (dua) cara
yaitu (1) sebelum anak-anak masuk sekolah yang disebut formasi konsep dan
(2) pada saat selama dan sesudah sekolah yang dikenal dengan asimilasi
konsep Jadi waktu anak masuk usia sekolah mereka sudah memperoleh
konsep-konsep seperti meja atas kursi berlari dan lain-lain Konsep-konsep
tersebut disimpan dalam struktur kognitif yang disebut dengan subsumer-
subsumer Selanjutnya Ausebel mengatakan bahwa pembentukan konsep
tersebut merupakan suatu bentuk belajar penemuan (discovery learning) paling
sedikit dalam bentuk primitif melibatkan proses-proses psikologi seperti
analisis diskriminatif abstraksi diferensiasi pembentukan hipotesis dan
pengujian dan generalisasi Pembentukan konsep ini juga ditunjukkan oleh
orang-orang dewasa dalam situasi kehidupan nyata dan dalam laboratorium
tetapi dengan tingkat sofistikasi yang lebih tinggi
Menurut Ausebel faktor-faktor utama yang mempengaruhi belajar
bermakna ialah struktur kognitif yang ada stabilitas dan kejelasan
pengetahuan dalam suatu bidang studi tertentu dan pada waktu tertentu Sifat-
sifat struktur kognitif menentukan validitas dan kejelasan arti-arti yang timbul
waktu informasi yang baru masuk ke dalam struktur kognitif itu demikian pula
sifat proses interaksi yang terjadi Jika struktur kognitif tersebut stabil jelas
dan teratur dengan baik maka arti-arti yang sahih (valid) dan jelas akan timbul
dan cenderung bertahan Sebaliknya jika struktur kognitif tersebut tidak stabil
meragukan dan tidak teratur maka struktur kognitif tersebut cenderung
menghambat belajar dan retensi Selanjutnya menurut Ausebel ada prasyarat-
prasyarat tertentu agar terjadinya belajar bermakna Pertama materi yang
dipelajari harus bermakna secara potensial maksudnya materi pelajaran
tersebut harus memiliki kebermaknaan logis Materi yang memiliki
kebermaknaan logis merupakan materi yang konsisten dengan apa yang telah
diketahui (disebut materi nonarbitrer) dan materi tersebut dapat dinyatakan
dalam berbagai cara tanpa mengubah arti (disebut materi substantif) Selain
itu aspek lain dari materi bermakna potensial ini adalah dalam struktur kognitif
siswa harus ada gagasan-gagasan yang relevan Artinya pembelajaran harus
memperhatikan pengalaman siswa tingkat perkembangan mereka intelegensi
dan usia Bila para siswa tidak memiliki pengalaman yang diperlukan mereka
untuk mengaitkan atau menghubungkan isi pembelajaran tersebut maka isi
pembelajaran akan dipelajari secara hafalan
Kedua siswa yang akan belajar harus mempunyai niattujuan dan kesiapan
untuk melaksanakan belajar bermakna Tujuan belajar siswa merupakan faktor
utama dalam belajar bermakna Banyak siswa yang mengikuti pembelajaran
nampaknya tidak relevan dengan kebutuhan mereka pada saat itu Dalam
pembelajaran yang demikian materi dipelajari secara hafalan Para siswa
kelihatan dapat memberikan jawaban yang benar tanpa menghubungkan materi
itu pada aspek-aspek lain dalam struktur kognitif mereka Jadi agar terjadi
belajar bermakna materi pelajaran harus bermakna secara logis siswa harus
bertujuan untuk memasukkan materi pembelajaran tersebut ke dalam struktur
kognitifnya dan dalam struktur kognitif siswa harus terdapat unsur-unsur yang
cocok untuk mengaitkan atau menghubungkan materi yang baru tersebut secara
non-arbitrer dan substantif Jika salah satu komponen ini tidak ada maka
materi itu kalaupun dipelajari akan dipelajari secara hafalan saja (Roser
1984) Ausebel berpendapat bahwa faktor yang paling penting yang
mempengaruhi belajar adalah apa yang telah diketahui siswa Inilah yang harus
diyakini dan pembelajaran terhadap siswa harus didasarkan kepada hal ini
22 Implemetasi Teori Belajar Bermakna dalam Pembelajaran
Menurut Ausubel dalam bukunya yang berjudul Educational Psychologie
A Cognitive View bahwa agar terjadi belajar bermakana konsep baru atau
informasi baru harus dikaitkan dengan konsep-konsep yang telah ada dalam
struktur kognitif siswa Dalam menerapkan teori Ausubel dalam pembelajaran
guru dianjurkan terlebih dahulu mengetahui kondisi siswa Karena ada faktor
yang sangat mempengaruhi belajar yaitu pengetahuan yang telah diterima
siswa Pandangan Ausubel diharapkan dijadikan kerangka berpikir dalam
menerapkan teori tersebut dalam belajar disamping memahami konsep dan
prinsip-prinsip lain yang harus diperhatikan pula yaitu pengaturan awal proses
diferensiasi progresif belajar superordinat dan rekonsiliasi integratif
1) Pengatur Awal (Advance Organizer)
David Ausubel (1960-1963) memperkenalkan konsep pengatur awal dalam
teorinya Pengatur awal mengarahkan para siswa ke materi yang akan
mereka pelajari dan menolong mereka untuk mengingat kembali informasi
yang berhubungan yang dapat digunakan untuk membantu menanamkan
pengetahuan baru Banyak penelitian membuktikan bahwa pengatur-
pengatur awal meningkatkan pemahaman siswa tentang berbagai macam
materi pelajaran (Hartley amp Davies 1976 Mayer 1979) Tetapi efek
pengatur-pengatur awal terhadap belajar ternyata tergantung pada
bagaimana pengatur-pengatur awal itu digunakan Ternyata pengatur-
pengatur awal lebih berguna untuk mengajarkan isi pelajaran yang telah
mempunyai struktur teratur yang mungkin tidak secara otomatis terlihat oleh
para siswa terdapat tiga hal yang dapat dicapai dengan menggunakan
pengaturan awal yaitu (1) memberikan kerangka konseptual untuk belajar
yang bakal terjadi berikutnya (2) dapat mejadi penghubung antara
informasi yang sudah dimiliki siswa saat ini dengan informasi baru yang
akan diterima selanjutnya(3) sebagai jembatan penghubung sehingga
memperlancar proses pengkodean pada siswa
Beberapa peneliti (Barnes amp Clawson1975 Ausubel1978)
mengemukakan bahwa pengatur-pengatur awal belum pada umumnya
ditemukan menolong siswa belajar informasi faktual yang tidak diatur
dengan jelas atau materi pelajaran yang terdiri atas sejumlah besar topik-
topik yang terpisah-pisah Kozlow (1978) mengemukakan bahwa pengatur
awal bisa kurang efektif untuk bidang studi sains tetapi lebih efektif untuk
konsep-konsep klasifikasional dan untuk kelas yang lebih tinggi
2) Diferensiasi Progresif
Menurut Ausubel pengembangan konsep berlangsung paling baik bila bila
unsur-unsur yang paling umum paling inklusif dari suatu konsep
diperkenalkan terlebih dahulu dan kemudian baru diberikan hal-hal yang
lebih mendetail dan lebih khusus dari konsep itu Dengan kata lain model
belajar menurut Ausubel pada umumnya berlangsung dari umum ke khusus
Dengan menggunakan strategi ini guru mengajarkan konsep-konsep yang
paling inklusif terlebih dahulu kemudian konsep-konsep yang kurang
inklusif dan setelah itu baru mengajarkan hal-hal yang khusus Proses
penyusunan konsep semacam ini disebut diferensiasi progresif Menurut
Novak (1977) untuk menyusun kurikulum yang baik mula-mula diperlukan
analisis konsep-konsep dalam suatu bidang studi dan kemudian
diperhatikan hubungan-hubungan tertentu antara konsep-konsep ini
sehingga dapat diketahui konsep-konsep mana yang paling umum dan
superordinat dan konsep-konsep mana yang lebih khusus dan subordinat
Konsep yang telah diajarkan kepada siswa akan diterima dan di asosiasikan
dengan konsep yang ada dalam struktur kognitifnya kemudian konsep ini
akan mengalami deferensiasi Salah satu sebab mengapa pengajaran di
sekolah menjadi tidak efektif ialah karena pengembang kurikulum jarang
sekali memilih konsep-konsep yang akan diajarkan dan lebih-lebih lagi
jarang sekali mereka mencoba mencari hubungan-hubungan hierarkis yang
mungkin diantara konsep-konsep itu Novak seperti ahli-ahli pendidikan
lainnya menekankan bahwa fungsi pertama dari bersekolah adalah belajar
konsep Oleh karena itu kita harus memilih dari sekian banyak pengetahuan
itu konsep-konsep utama dan konsep subordinat yang akan kita ajarkan
kepada para siswa
3) Belajar Superordinat
Belajar superordinat terjadi bila konsep-konsep yang telah dipelajari
sebelumnya dikenal sebagai unsur-unsur dari suatu konsep yang lebih luas
lebih inklusif Hal yang sama terjadi bila anak belajar bahwa tomat buncis
wortel adalah semua sayuran dan setelah mereka belajar biologi dan
ditekankan konsep buah dan akar mereka belajar bahwa wortel adalah
semacam akar tanaman (plant root) tomat dan buncis adalah buah-buahan
tanaman ( plant fruit)Mungkin belajar superordinat tidak biasa terjadi di
sekolah sebab sebagian besar guru-guru dan buku-buku teks mulai dengan
konsep-konsep yang lebih inklusif tetapi kerap kali mereka gagal
memperlihatkan secara eksplisit hubungan-hubungan pada konsep-konsep
inklusif ini waktu dikemudian hari disajikan konsep-konsep khusus
subordinat
4) Penyesuaian Integratif
Seorang siswa kadang-kadang dihadapkan pada suatu kenyataan yang
disebut pertentangan kognitif Hal ini terjadi bila dua atau lebih nama
konsep digunakan untuk menyatakan konsep yang sama Untuk mengatasi
dan mengurangi sedapat mungkin pertentangan kognitif ini Ausubel
menyarankan suatu prinsip yang dikenal dengan prinsip penyesuaian
integratif atau rekonsiliasi integratif
Menurut Ausubel dalam mengajar bukan hanya urutan menurut
diferensiasi progresif yang diperhatikan melainkan juga harus diperlihatkan
bagaimana konsep-konsep baru dihubungkan dengan konsep-konsep
superordinat Untuk mencapai penyesuaian integratif materi pelajaran
hendaknya disusun sedemikian rupa sehingga kita menggerakkan hierarki-
hierarki konseptual ke atas dan ke bawah selama informasi disajikan
23 Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar Bermakna
Telah dikemukakan sebelumnya bahwa Ausubel sangat menekankan agar
para guru mengetahui konsep-konsep yang telah dimiliki para siswa supaya
belajar bermakna dapat berlangsung Tetapi Ausubel belum menyediakan
suatu alat atau cara bagi para guru yang dapat digunakan untuk mengetahui apa
yang telah diketahui para siswa Novak (1985) dalam bukunya learning how to
learn mengemukakan bahwa hal itu dapat dilakukan dengan menggunakan peta
konsep atau pemetaan konsep
1) Pengertian Peta Konsep
Dalam perkembangannya belajar bermakna dapat diterapkan dalam
berbagai cara pengajaran misalnya pengajaran dengan menggunakan peta
konsep Menurut Novak ( 1984 ) dan Gawith (1988) dikutip dari
httpanwarholilblogspotcom peta konsep adalah suatu istilah tentang
strategi yang digunakan guru untuk membantu siswa dalam
mengorganisasikan konsep yang telah dipelajari berdasarkan arti dan
hubungan antar komponennya Hubungan ini dikenal dengan proposisi
Proposisi adalah dua atau lebih konsep-konsep yang dihubungkan oleh kata-
kata dalam suatu unit semantik Dalam bentuknya yang paling sederhana
suatu peta konsep hanya terdiri atas dua konsep yang dihubungkan oleh satu
kata penghubung untuk membentuk suatu proposisi Misalnya rdquomobil itu
merahrdquo akan merupakan suatu peta konsep yang sederhana sekali terdiri
atas dua konsep yaitu mobil dan merah yang dihubungkan kata itu Oleh
karena belajar bermakna lebih mudah berlangsung bila konsep-konsep baru
dikaitkan pada konsep yang lebih inklusif maka peta konsep harus disusun
secara hierarki Ini berarti konsep yang lebih inklusif ada di puncak peta
Makin ke bawah konsep-konsep diurutkan makin menjadi lebih khusus
2) Ciri ndashciri Peta Konsep
Menurut Dahar ( 1988 153 dikutip dari httpanwarholililblogspotcom)
peta konsep memiliki beberapa ciri yaitu
a Suatu peta konsep memilik proposisi yaitu dua atau lebih konsep yang
dihubungkan oleh kata-kata dalam suatu semantik Pada peta konsep
tersebut terdapat proposisi-proposisi tertentu sehingga siswa lebih mudah
dan jelas dalam mempelajari suatu bidang studi
b Suatu peta konsep merupakan suatu gambar dua dimensi dari suatu bidang
studi atau suatu bagian dari bidang studi yang memperlihatkan hubungan-
hubungan proposisional antara konsep-konsep Hal inilah yang
membedakan yang membedakan belajar bermakna dari belajar dengan cara
mencatat pelajaran tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep
yang hanya memperlihatkan gambar satu dimensi saja
c Ciri yang ketiga yaitu mengenai cara menyatakan hubungan antara konsep-
konsep Tidak semua konsep memiiliki bobot yang sama Ini berarti bahwa
ada beberapa konsep yang lebih inklusif dari pada konsep-konsep yang lain
d Ciri keempat peta konsep adalah tentang hierarki Bila dua atau lebih
konsep digambarkan di bawah suatu konsep yang lebih inklusif
terbentuklah suatu hierarki pada peta konsep itu Misalkan pada peta konsep
tentang pelajaran alat transportasi di mana dalam peta konsep alat
transportasi alat transportasi yang berupa kendaraan umum diklasifikasikan
menjadi bus minibus dan mikrolet jadi ketiga konsep itu digambarkan di
bawah satu konsep yang lebih inklusif yaitu kendaraan umum Dengan
demikian terbentuk suatu hierarki pada peta konsep itu
3) Kegunaan Peta Konsep
Dalam pendidikan peta konsep dapat diterapkan untuk berbagai tujuan
Baik bagi guru maupun siswa Adapun beberapa manfaat peta konsep
adalah sebagai berikut
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
12 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan dikaji dalam makalah ini antara lain
121 Bagaimana Belajar berdasarkan teori Belajar Bermakna
122 Bagaimana Implementasi Teori Belajar Bermakna di dalam proses
pembelajaran
123 Bagaimana Peta Konsep sebagai
123 Bagaimana contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran yang Berbasis
Teori belajar bermakna
13 Tujuan
131 Menjelaskan bagaimana belajar berdasarkan Teori Belajar Bermakna
132 Memberikan deskripsi bagaimana implementasi teori belajar bermakna
dalam pembelajaran
133 Menjelaskan bagaimana Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar
Bermakna
134 Memberikan contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran yang Berbasis
Teori belajar bermakna
14 Manfaat
141 Bagi penulis
Penulis dapat memperoleh ilmu tentang teori belajar khususnya teori
belajar bermakna serta belajar menginformasikan pengetahuan tentang
teori belajar kepada pembaca
142 Bagi Pembaca
Pembaca dapat memperoleh wawasan tentang teori belajar khususnya
teori belajar bermakna
BAB II
PEMBAHASAN
21 Pengertian Teori belajar Bermakna
Teori Ausubel lebih memperhatikan bagaimana individu belajar sejumlah
materi secara bermakna dari sajian verbalteks di sekolah (berbeda dengan
teori-tori yang dikembangkan dalam konteks percobaan-percobaan yang
dilaksanakan di laboratorium) Menurut Ausebel belajar dapat dikategorikan
ke dalam 2 dimensi Dimensi pertama berhubungan dengan cara bagaimana
informasimateri pembelajaran tersebut disajikan kepada siswa melalui
penerimaan atau penemuan Dimensi kedua menyangkut cara bagaimana siswa
dapat mengaitkan informasi itu pada struktur kognitif (fakta-fakta konsep-
konsep dan generalisasi-generalisasi yang telah dipelajari dan diingat siswa)
yang telah ada Kedua dimensi tersebut yaitu penerimaanpenemuan dan
hafalanbermakna tidak menunjukkan dikotomi sederhana melainkan
merupakan suatu continuum Inti dari teori Ausubel tentang belajar adalah
belajar bermakna Menurut Ausebel belajar bermakna akan terjadi bila si
pembelajar dapat mengaitkan informasi yang baru diperolehnya dengan
konsep-konsep (dikenal sebagai subsumer-subsumer) relevan yang terdapat
dalam struktur kognitif si pembelajar tersebut Akan tetapi bila si pembelajar
hanya mencoba menghafalkan informasi baru tadi tanpa menghubungkan
dengan konsep-konsep yang telah ada dalam struktur kognitifnya kondisi ini
dikatakan sebagai belajar hafalan
Seperti kita tahu bahwa informasi disimpan di daerah-daerah tertentu
dalam otak Dengan berlangsungnya belajar akan dihasilkan perubahan-
perubahan dalam sel-sel otak terutama sel-sel yang telah menyimpan informasi
yang mirip dengan informasi yang sedang dipelajari Dalam belajar bermakna
informasi baru diasimilasikan pada subsumer-subsumer relevan yang yang
telah ada dalam struktur kognitif Proses interaktif antara informasi yang baru
dipelajari dengan subsumer-subsumer yang telah ada tersebut dikenal sebagai
proses subsumsi Belajar bermakna yang baru mengakibatkan pertumbuhan
dan modifikasi subsumer-subsumer yang telah ada tersebut Informasi yang
dipelajari secara bermakna biasanya lebih lama diingat daripada informasi
yang dipelajari secara hafalan Tetapi ada kalanya unsur-unsur yang telah
tersubsumsi tidak dapat dikeluarkan lagi dari memori (sudah dilupakan) hal ini
terjadi karena beberapa bagian subsumer berintegrasi dengan yang lain
sehingga mereka kehilangan identitas individunya Dapat juga karena
subsumer tersebut telah kembali pada keadaan sebelum terjadi subsumsi
Kondisi seperti ini menurut Ausebel disebut subsumsi obliteratif (subsumsi
yang telah rusak) Teori Ausubel di atas nampaknya memiliki kesamaan-
kesamaan (commonalities) dengan teori Gestalt dan keduanya melibatkan suatu
skema sebagai suatu prinsip yang sentral Juga teori Ausebel ini memiliki
kesamaan dengan model belajar spiral yang dikemukakan oleh Bruner
Selanjutnya walupun Ausebel menekankan bahwa subsumsi melibatkan
reorganisasi dari struktur kognitif yang ada tapi tidak mengembangkan struktur
yang baru seperti yang disarankan para ahli konstruktivisme Ausubel kelihatan
dipengaruhi juga oleh hasil kerja dari Piaget untuk perkembangan kognitif
Walaupun Ausebel sangat menekankan agar para guru diharapkan mengetahui
konsep-konsep yang telah dimiliki para siswanya agar belajar bermakna dapat
berlangsung tetapi Ausebel belum dapat menyediakan alat untuk mengukur hal
tersebut Baru ahli pendidikan berikutnya yaitu Novak (1985) dalam bukunya
Learning how to learn mengemukakan bahwa hal tersebut dapat digali melalui
pertolongan yang dikenal dengan peta konsep atau pemetaan konsep
Menurut Ausebel konsep-konsep dapat diperoleh dalam 2 (dua) cara
yaitu (1) sebelum anak-anak masuk sekolah yang disebut formasi konsep dan
(2) pada saat selama dan sesudah sekolah yang dikenal dengan asimilasi
konsep Jadi waktu anak masuk usia sekolah mereka sudah memperoleh
konsep-konsep seperti meja atas kursi berlari dan lain-lain Konsep-konsep
tersebut disimpan dalam struktur kognitif yang disebut dengan subsumer-
subsumer Selanjutnya Ausebel mengatakan bahwa pembentukan konsep
tersebut merupakan suatu bentuk belajar penemuan (discovery learning) paling
sedikit dalam bentuk primitif melibatkan proses-proses psikologi seperti
analisis diskriminatif abstraksi diferensiasi pembentukan hipotesis dan
pengujian dan generalisasi Pembentukan konsep ini juga ditunjukkan oleh
orang-orang dewasa dalam situasi kehidupan nyata dan dalam laboratorium
tetapi dengan tingkat sofistikasi yang lebih tinggi
Menurut Ausebel faktor-faktor utama yang mempengaruhi belajar
bermakna ialah struktur kognitif yang ada stabilitas dan kejelasan
pengetahuan dalam suatu bidang studi tertentu dan pada waktu tertentu Sifat-
sifat struktur kognitif menentukan validitas dan kejelasan arti-arti yang timbul
waktu informasi yang baru masuk ke dalam struktur kognitif itu demikian pula
sifat proses interaksi yang terjadi Jika struktur kognitif tersebut stabil jelas
dan teratur dengan baik maka arti-arti yang sahih (valid) dan jelas akan timbul
dan cenderung bertahan Sebaliknya jika struktur kognitif tersebut tidak stabil
meragukan dan tidak teratur maka struktur kognitif tersebut cenderung
menghambat belajar dan retensi Selanjutnya menurut Ausebel ada prasyarat-
prasyarat tertentu agar terjadinya belajar bermakna Pertama materi yang
dipelajari harus bermakna secara potensial maksudnya materi pelajaran
tersebut harus memiliki kebermaknaan logis Materi yang memiliki
kebermaknaan logis merupakan materi yang konsisten dengan apa yang telah
diketahui (disebut materi nonarbitrer) dan materi tersebut dapat dinyatakan
dalam berbagai cara tanpa mengubah arti (disebut materi substantif) Selain
itu aspek lain dari materi bermakna potensial ini adalah dalam struktur kognitif
siswa harus ada gagasan-gagasan yang relevan Artinya pembelajaran harus
memperhatikan pengalaman siswa tingkat perkembangan mereka intelegensi
dan usia Bila para siswa tidak memiliki pengalaman yang diperlukan mereka
untuk mengaitkan atau menghubungkan isi pembelajaran tersebut maka isi
pembelajaran akan dipelajari secara hafalan
Kedua siswa yang akan belajar harus mempunyai niattujuan dan kesiapan
untuk melaksanakan belajar bermakna Tujuan belajar siswa merupakan faktor
utama dalam belajar bermakna Banyak siswa yang mengikuti pembelajaran
nampaknya tidak relevan dengan kebutuhan mereka pada saat itu Dalam
pembelajaran yang demikian materi dipelajari secara hafalan Para siswa
kelihatan dapat memberikan jawaban yang benar tanpa menghubungkan materi
itu pada aspek-aspek lain dalam struktur kognitif mereka Jadi agar terjadi
belajar bermakna materi pelajaran harus bermakna secara logis siswa harus
bertujuan untuk memasukkan materi pembelajaran tersebut ke dalam struktur
kognitifnya dan dalam struktur kognitif siswa harus terdapat unsur-unsur yang
cocok untuk mengaitkan atau menghubungkan materi yang baru tersebut secara
non-arbitrer dan substantif Jika salah satu komponen ini tidak ada maka
materi itu kalaupun dipelajari akan dipelajari secara hafalan saja (Roser
1984) Ausebel berpendapat bahwa faktor yang paling penting yang
mempengaruhi belajar adalah apa yang telah diketahui siswa Inilah yang harus
diyakini dan pembelajaran terhadap siswa harus didasarkan kepada hal ini
22 Implemetasi Teori Belajar Bermakna dalam Pembelajaran
Menurut Ausubel dalam bukunya yang berjudul Educational Psychologie
A Cognitive View bahwa agar terjadi belajar bermakana konsep baru atau
informasi baru harus dikaitkan dengan konsep-konsep yang telah ada dalam
struktur kognitif siswa Dalam menerapkan teori Ausubel dalam pembelajaran
guru dianjurkan terlebih dahulu mengetahui kondisi siswa Karena ada faktor
yang sangat mempengaruhi belajar yaitu pengetahuan yang telah diterima
siswa Pandangan Ausubel diharapkan dijadikan kerangka berpikir dalam
menerapkan teori tersebut dalam belajar disamping memahami konsep dan
prinsip-prinsip lain yang harus diperhatikan pula yaitu pengaturan awal proses
diferensiasi progresif belajar superordinat dan rekonsiliasi integratif
1) Pengatur Awal (Advance Organizer)
David Ausubel (1960-1963) memperkenalkan konsep pengatur awal dalam
teorinya Pengatur awal mengarahkan para siswa ke materi yang akan
mereka pelajari dan menolong mereka untuk mengingat kembali informasi
yang berhubungan yang dapat digunakan untuk membantu menanamkan
pengetahuan baru Banyak penelitian membuktikan bahwa pengatur-
pengatur awal meningkatkan pemahaman siswa tentang berbagai macam
materi pelajaran (Hartley amp Davies 1976 Mayer 1979) Tetapi efek
pengatur-pengatur awal terhadap belajar ternyata tergantung pada
bagaimana pengatur-pengatur awal itu digunakan Ternyata pengatur-
pengatur awal lebih berguna untuk mengajarkan isi pelajaran yang telah
mempunyai struktur teratur yang mungkin tidak secara otomatis terlihat oleh
para siswa terdapat tiga hal yang dapat dicapai dengan menggunakan
pengaturan awal yaitu (1) memberikan kerangka konseptual untuk belajar
yang bakal terjadi berikutnya (2) dapat mejadi penghubung antara
informasi yang sudah dimiliki siswa saat ini dengan informasi baru yang
akan diterima selanjutnya(3) sebagai jembatan penghubung sehingga
memperlancar proses pengkodean pada siswa
Beberapa peneliti (Barnes amp Clawson1975 Ausubel1978)
mengemukakan bahwa pengatur-pengatur awal belum pada umumnya
ditemukan menolong siswa belajar informasi faktual yang tidak diatur
dengan jelas atau materi pelajaran yang terdiri atas sejumlah besar topik-
topik yang terpisah-pisah Kozlow (1978) mengemukakan bahwa pengatur
awal bisa kurang efektif untuk bidang studi sains tetapi lebih efektif untuk
konsep-konsep klasifikasional dan untuk kelas yang lebih tinggi
2) Diferensiasi Progresif
Menurut Ausubel pengembangan konsep berlangsung paling baik bila bila
unsur-unsur yang paling umum paling inklusif dari suatu konsep
diperkenalkan terlebih dahulu dan kemudian baru diberikan hal-hal yang
lebih mendetail dan lebih khusus dari konsep itu Dengan kata lain model
belajar menurut Ausubel pada umumnya berlangsung dari umum ke khusus
Dengan menggunakan strategi ini guru mengajarkan konsep-konsep yang
paling inklusif terlebih dahulu kemudian konsep-konsep yang kurang
inklusif dan setelah itu baru mengajarkan hal-hal yang khusus Proses
penyusunan konsep semacam ini disebut diferensiasi progresif Menurut
Novak (1977) untuk menyusun kurikulum yang baik mula-mula diperlukan
analisis konsep-konsep dalam suatu bidang studi dan kemudian
diperhatikan hubungan-hubungan tertentu antara konsep-konsep ini
sehingga dapat diketahui konsep-konsep mana yang paling umum dan
superordinat dan konsep-konsep mana yang lebih khusus dan subordinat
Konsep yang telah diajarkan kepada siswa akan diterima dan di asosiasikan
dengan konsep yang ada dalam struktur kognitifnya kemudian konsep ini
akan mengalami deferensiasi Salah satu sebab mengapa pengajaran di
sekolah menjadi tidak efektif ialah karena pengembang kurikulum jarang
sekali memilih konsep-konsep yang akan diajarkan dan lebih-lebih lagi
jarang sekali mereka mencoba mencari hubungan-hubungan hierarkis yang
mungkin diantara konsep-konsep itu Novak seperti ahli-ahli pendidikan
lainnya menekankan bahwa fungsi pertama dari bersekolah adalah belajar
konsep Oleh karena itu kita harus memilih dari sekian banyak pengetahuan
itu konsep-konsep utama dan konsep subordinat yang akan kita ajarkan
kepada para siswa
3) Belajar Superordinat
Belajar superordinat terjadi bila konsep-konsep yang telah dipelajari
sebelumnya dikenal sebagai unsur-unsur dari suatu konsep yang lebih luas
lebih inklusif Hal yang sama terjadi bila anak belajar bahwa tomat buncis
wortel adalah semua sayuran dan setelah mereka belajar biologi dan
ditekankan konsep buah dan akar mereka belajar bahwa wortel adalah
semacam akar tanaman (plant root) tomat dan buncis adalah buah-buahan
tanaman ( plant fruit)Mungkin belajar superordinat tidak biasa terjadi di
sekolah sebab sebagian besar guru-guru dan buku-buku teks mulai dengan
konsep-konsep yang lebih inklusif tetapi kerap kali mereka gagal
memperlihatkan secara eksplisit hubungan-hubungan pada konsep-konsep
inklusif ini waktu dikemudian hari disajikan konsep-konsep khusus
subordinat
4) Penyesuaian Integratif
Seorang siswa kadang-kadang dihadapkan pada suatu kenyataan yang
disebut pertentangan kognitif Hal ini terjadi bila dua atau lebih nama
konsep digunakan untuk menyatakan konsep yang sama Untuk mengatasi
dan mengurangi sedapat mungkin pertentangan kognitif ini Ausubel
menyarankan suatu prinsip yang dikenal dengan prinsip penyesuaian
integratif atau rekonsiliasi integratif
Menurut Ausubel dalam mengajar bukan hanya urutan menurut
diferensiasi progresif yang diperhatikan melainkan juga harus diperlihatkan
bagaimana konsep-konsep baru dihubungkan dengan konsep-konsep
superordinat Untuk mencapai penyesuaian integratif materi pelajaran
hendaknya disusun sedemikian rupa sehingga kita menggerakkan hierarki-
hierarki konseptual ke atas dan ke bawah selama informasi disajikan
23 Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar Bermakna
Telah dikemukakan sebelumnya bahwa Ausubel sangat menekankan agar
para guru mengetahui konsep-konsep yang telah dimiliki para siswa supaya
belajar bermakna dapat berlangsung Tetapi Ausubel belum menyediakan
suatu alat atau cara bagi para guru yang dapat digunakan untuk mengetahui apa
yang telah diketahui para siswa Novak (1985) dalam bukunya learning how to
learn mengemukakan bahwa hal itu dapat dilakukan dengan menggunakan peta
konsep atau pemetaan konsep
1) Pengertian Peta Konsep
Dalam perkembangannya belajar bermakna dapat diterapkan dalam
berbagai cara pengajaran misalnya pengajaran dengan menggunakan peta
konsep Menurut Novak ( 1984 ) dan Gawith (1988) dikutip dari
httpanwarholilblogspotcom peta konsep adalah suatu istilah tentang
strategi yang digunakan guru untuk membantu siswa dalam
mengorganisasikan konsep yang telah dipelajari berdasarkan arti dan
hubungan antar komponennya Hubungan ini dikenal dengan proposisi
Proposisi adalah dua atau lebih konsep-konsep yang dihubungkan oleh kata-
kata dalam suatu unit semantik Dalam bentuknya yang paling sederhana
suatu peta konsep hanya terdiri atas dua konsep yang dihubungkan oleh satu
kata penghubung untuk membentuk suatu proposisi Misalnya rdquomobil itu
merahrdquo akan merupakan suatu peta konsep yang sederhana sekali terdiri
atas dua konsep yaitu mobil dan merah yang dihubungkan kata itu Oleh
karena belajar bermakna lebih mudah berlangsung bila konsep-konsep baru
dikaitkan pada konsep yang lebih inklusif maka peta konsep harus disusun
secara hierarki Ini berarti konsep yang lebih inklusif ada di puncak peta
Makin ke bawah konsep-konsep diurutkan makin menjadi lebih khusus
2) Ciri ndashciri Peta Konsep
Menurut Dahar ( 1988 153 dikutip dari httpanwarholililblogspotcom)
peta konsep memiliki beberapa ciri yaitu
a Suatu peta konsep memilik proposisi yaitu dua atau lebih konsep yang
dihubungkan oleh kata-kata dalam suatu semantik Pada peta konsep
tersebut terdapat proposisi-proposisi tertentu sehingga siswa lebih mudah
dan jelas dalam mempelajari suatu bidang studi
b Suatu peta konsep merupakan suatu gambar dua dimensi dari suatu bidang
studi atau suatu bagian dari bidang studi yang memperlihatkan hubungan-
hubungan proposisional antara konsep-konsep Hal inilah yang
membedakan yang membedakan belajar bermakna dari belajar dengan cara
mencatat pelajaran tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep
yang hanya memperlihatkan gambar satu dimensi saja
c Ciri yang ketiga yaitu mengenai cara menyatakan hubungan antara konsep-
konsep Tidak semua konsep memiiliki bobot yang sama Ini berarti bahwa
ada beberapa konsep yang lebih inklusif dari pada konsep-konsep yang lain
d Ciri keempat peta konsep adalah tentang hierarki Bila dua atau lebih
konsep digambarkan di bawah suatu konsep yang lebih inklusif
terbentuklah suatu hierarki pada peta konsep itu Misalkan pada peta konsep
tentang pelajaran alat transportasi di mana dalam peta konsep alat
transportasi alat transportasi yang berupa kendaraan umum diklasifikasikan
menjadi bus minibus dan mikrolet jadi ketiga konsep itu digambarkan di
bawah satu konsep yang lebih inklusif yaitu kendaraan umum Dengan
demikian terbentuk suatu hierarki pada peta konsep itu
3) Kegunaan Peta Konsep
Dalam pendidikan peta konsep dapat diterapkan untuk berbagai tujuan
Baik bagi guru maupun siswa Adapun beberapa manfaat peta konsep
adalah sebagai berikut
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
BAB II
PEMBAHASAN
21 Pengertian Teori belajar Bermakna
Teori Ausubel lebih memperhatikan bagaimana individu belajar sejumlah
materi secara bermakna dari sajian verbalteks di sekolah (berbeda dengan
teori-tori yang dikembangkan dalam konteks percobaan-percobaan yang
dilaksanakan di laboratorium) Menurut Ausebel belajar dapat dikategorikan
ke dalam 2 dimensi Dimensi pertama berhubungan dengan cara bagaimana
informasimateri pembelajaran tersebut disajikan kepada siswa melalui
penerimaan atau penemuan Dimensi kedua menyangkut cara bagaimana siswa
dapat mengaitkan informasi itu pada struktur kognitif (fakta-fakta konsep-
konsep dan generalisasi-generalisasi yang telah dipelajari dan diingat siswa)
yang telah ada Kedua dimensi tersebut yaitu penerimaanpenemuan dan
hafalanbermakna tidak menunjukkan dikotomi sederhana melainkan
merupakan suatu continuum Inti dari teori Ausubel tentang belajar adalah
belajar bermakna Menurut Ausebel belajar bermakna akan terjadi bila si
pembelajar dapat mengaitkan informasi yang baru diperolehnya dengan
konsep-konsep (dikenal sebagai subsumer-subsumer) relevan yang terdapat
dalam struktur kognitif si pembelajar tersebut Akan tetapi bila si pembelajar
hanya mencoba menghafalkan informasi baru tadi tanpa menghubungkan
dengan konsep-konsep yang telah ada dalam struktur kognitifnya kondisi ini
dikatakan sebagai belajar hafalan
Seperti kita tahu bahwa informasi disimpan di daerah-daerah tertentu
dalam otak Dengan berlangsungnya belajar akan dihasilkan perubahan-
perubahan dalam sel-sel otak terutama sel-sel yang telah menyimpan informasi
yang mirip dengan informasi yang sedang dipelajari Dalam belajar bermakna
informasi baru diasimilasikan pada subsumer-subsumer relevan yang yang
telah ada dalam struktur kognitif Proses interaktif antara informasi yang baru
dipelajari dengan subsumer-subsumer yang telah ada tersebut dikenal sebagai
proses subsumsi Belajar bermakna yang baru mengakibatkan pertumbuhan
dan modifikasi subsumer-subsumer yang telah ada tersebut Informasi yang
dipelajari secara bermakna biasanya lebih lama diingat daripada informasi
yang dipelajari secara hafalan Tetapi ada kalanya unsur-unsur yang telah
tersubsumsi tidak dapat dikeluarkan lagi dari memori (sudah dilupakan) hal ini
terjadi karena beberapa bagian subsumer berintegrasi dengan yang lain
sehingga mereka kehilangan identitas individunya Dapat juga karena
subsumer tersebut telah kembali pada keadaan sebelum terjadi subsumsi
Kondisi seperti ini menurut Ausebel disebut subsumsi obliteratif (subsumsi
yang telah rusak) Teori Ausubel di atas nampaknya memiliki kesamaan-
kesamaan (commonalities) dengan teori Gestalt dan keduanya melibatkan suatu
skema sebagai suatu prinsip yang sentral Juga teori Ausebel ini memiliki
kesamaan dengan model belajar spiral yang dikemukakan oleh Bruner
Selanjutnya walupun Ausebel menekankan bahwa subsumsi melibatkan
reorganisasi dari struktur kognitif yang ada tapi tidak mengembangkan struktur
yang baru seperti yang disarankan para ahli konstruktivisme Ausubel kelihatan
dipengaruhi juga oleh hasil kerja dari Piaget untuk perkembangan kognitif
Walaupun Ausebel sangat menekankan agar para guru diharapkan mengetahui
konsep-konsep yang telah dimiliki para siswanya agar belajar bermakna dapat
berlangsung tetapi Ausebel belum dapat menyediakan alat untuk mengukur hal
tersebut Baru ahli pendidikan berikutnya yaitu Novak (1985) dalam bukunya
Learning how to learn mengemukakan bahwa hal tersebut dapat digali melalui
pertolongan yang dikenal dengan peta konsep atau pemetaan konsep
Menurut Ausebel konsep-konsep dapat diperoleh dalam 2 (dua) cara
yaitu (1) sebelum anak-anak masuk sekolah yang disebut formasi konsep dan
(2) pada saat selama dan sesudah sekolah yang dikenal dengan asimilasi
konsep Jadi waktu anak masuk usia sekolah mereka sudah memperoleh
konsep-konsep seperti meja atas kursi berlari dan lain-lain Konsep-konsep
tersebut disimpan dalam struktur kognitif yang disebut dengan subsumer-
subsumer Selanjutnya Ausebel mengatakan bahwa pembentukan konsep
tersebut merupakan suatu bentuk belajar penemuan (discovery learning) paling
sedikit dalam bentuk primitif melibatkan proses-proses psikologi seperti
analisis diskriminatif abstraksi diferensiasi pembentukan hipotesis dan
pengujian dan generalisasi Pembentukan konsep ini juga ditunjukkan oleh
orang-orang dewasa dalam situasi kehidupan nyata dan dalam laboratorium
tetapi dengan tingkat sofistikasi yang lebih tinggi
Menurut Ausebel faktor-faktor utama yang mempengaruhi belajar
bermakna ialah struktur kognitif yang ada stabilitas dan kejelasan
pengetahuan dalam suatu bidang studi tertentu dan pada waktu tertentu Sifat-
sifat struktur kognitif menentukan validitas dan kejelasan arti-arti yang timbul
waktu informasi yang baru masuk ke dalam struktur kognitif itu demikian pula
sifat proses interaksi yang terjadi Jika struktur kognitif tersebut stabil jelas
dan teratur dengan baik maka arti-arti yang sahih (valid) dan jelas akan timbul
dan cenderung bertahan Sebaliknya jika struktur kognitif tersebut tidak stabil
meragukan dan tidak teratur maka struktur kognitif tersebut cenderung
menghambat belajar dan retensi Selanjutnya menurut Ausebel ada prasyarat-
prasyarat tertentu agar terjadinya belajar bermakna Pertama materi yang
dipelajari harus bermakna secara potensial maksudnya materi pelajaran
tersebut harus memiliki kebermaknaan logis Materi yang memiliki
kebermaknaan logis merupakan materi yang konsisten dengan apa yang telah
diketahui (disebut materi nonarbitrer) dan materi tersebut dapat dinyatakan
dalam berbagai cara tanpa mengubah arti (disebut materi substantif) Selain
itu aspek lain dari materi bermakna potensial ini adalah dalam struktur kognitif
siswa harus ada gagasan-gagasan yang relevan Artinya pembelajaran harus
memperhatikan pengalaman siswa tingkat perkembangan mereka intelegensi
dan usia Bila para siswa tidak memiliki pengalaman yang diperlukan mereka
untuk mengaitkan atau menghubungkan isi pembelajaran tersebut maka isi
pembelajaran akan dipelajari secara hafalan
Kedua siswa yang akan belajar harus mempunyai niattujuan dan kesiapan
untuk melaksanakan belajar bermakna Tujuan belajar siswa merupakan faktor
utama dalam belajar bermakna Banyak siswa yang mengikuti pembelajaran
nampaknya tidak relevan dengan kebutuhan mereka pada saat itu Dalam
pembelajaran yang demikian materi dipelajari secara hafalan Para siswa
kelihatan dapat memberikan jawaban yang benar tanpa menghubungkan materi
itu pada aspek-aspek lain dalam struktur kognitif mereka Jadi agar terjadi
belajar bermakna materi pelajaran harus bermakna secara logis siswa harus
bertujuan untuk memasukkan materi pembelajaran tersebut ke dalam struktur
kognitifnya dan dalam struktur kognitif siswa harus terdapat unsur-unsur yang
cocok untuk mengaitkan atau menghubungkan materi yang baru tersebut secara
non-arbitrer dan substantif Jika salah satu komponen ini tidak ada maka
materi itu kalaupun dipelajari akan dipelajari secara hafalan saja (Roser
1984) Ausebel berpendapat bahwa faktor yang paling penting yang
mempengaruhi belajar adalah apa yang telah diketahui siswa Inilah yang harus
diyakini dan pembelajaran terhadap siswa harus didasarkan kepada hal ini
22 Implemetasi Teori Belajar Bermakna dalam Pembelajaran
Menurut Ausubel dalam bukunya yang berjudul Educational Psychologie
A Cognitive View bahwa agar terjadi belajar bermakana konsep baru atau
informasi baru harus dikaitkan dengan konsep-konsep yang telah ada dalam
struktur kognitif siswa Dalam menerapkan teori Ausubel dalam pembelajaran
guru dianjurkan terlebih dahulu mengetahui kondisi siswa Karena ada faktor
yang sangat mempengaruhi belajar yaitu pengetahuan yang telah diterima
siswa Pandangan Ausubel diharapkan dijadikan kerangka berpikir dalam
menerapkan teori tersebut dalam belajar disamping memahami konsep dan
prinsip-prinsip lain yang harus diperhatikan pula yaitu pengaturan awal proses
diferensiasi progresif belajar superordinat dan rekonsiliasi integratif
1) Pengatur Awal (Advance Organizer)
David Ausubel (1960-1963) memperkenalkan konsep pengatur awal dalam
teorinya Pengatur awal mengarahkan para siswa ke materi yang akan
mereka pelajari dan menolong mereka untuk mengingat kembali informasi
yang berhubungan yang dapat digunakan untuk membantu menanamkan
pengetahuan baru Banyak penelitian membuktikan bahwa pengatur-
pengatur awal meningkatkan pemahaman siswa tentang berbagai macam
materi pelajaran (Hartley amp Davies 1976 Mayer 1979) Tetapi efek
pengatur-pengatur awal terhadap belajar ternyata tergantung pada
bagaimana pengatur-pengatur awal itu digunakan Ternyata pengatur-
pengatur awal lebih berguna untuk mengajarkan isi pelajaran yang telah
mempunyai struktur teratur yang mungkin tidak secara otomatis terlihat oleh
para siswa terdapat tiga hal yang dapat dicapai dengan menggunakan
pengaturan awal yaitu (1) memberikan kerangka konseptual untuk belajar
yang bakal terjadi berikutnya (2) dapat mejadi penghubung antara
informasi yang sudah dimiliki siswa saat ini dengan informasi baru yang
akan diterima selanjutnya(3) sebagai jembatan penghubung sehingga
memperlancar proses pengkodean pada siswa
Beberapa peneliti (Barnes amp Clawson1975 Ausubel1978)
mengemukakan bahwa pengatur-pengatur awal belum pada umumnya
ditemukan menolong siswa belajar informasi faktual yang tidak diatur
dengan jelas atau materi pelajaran yang terdiri atas sejumlah besar topik-
topik yang terpisah-pisah Kozlow (1978) mengemukakan bahwa pengatur
awal bisa kurang efektif untuk bidang studi sains tetapi lebih efektif untuk
konsep-konsep klasifikasional dan untuk kelas yang lebih tinggi
2) Diferensiasi Progresif
Menurut Ausubel pengembangan konsep berlangsung paling baik bila bila
unsur-unsur yang paling umum paling inklusif dari suatu konsep
diperkenalkan terlebih dahulu dan kemudian baru diberikan hal-hal yang
lebih mendetail dan lebih khusus dari konsep itu Dengan kata lain model
belajar menurut Ausubel pada umumnya berlangsung dari umum ke khusus
Dengan menggunakan strategi ini guru mengajarkan konsep-konsep yang
paling inklusif terlebih dahulu kemudian konsep-konsep yang kurang
inklusif dan setelah itu baru mengajarkan hal-hal yang khusus Proses
penyusunan konsep semacam ini disebut diferensiasi progresif Menurut
Novak (1977) untuk menyusun kurikulum yang baik mula-mula diperlukan
analisis konsep-konsep dalam suatu bidang studi dan kemudian
diperhatikan hubungan-hubungan tertentu antara konsep-konsep ini
sehingga dapat diketahui konsep-konsep mana yang paling umum dan
superordinat dan konsep-konsep mana yang lebih khusus dan subordinat
Konsep yang telah diajarkan kepada siswa akan diterima dan di asosiasikan
dengan konsep yang ada dalam struktur kognitifnya kemudian konsep ini
akan mengalami deferensiasi Salah satu sebab mengapa pengajaran di
sekolah menjadi tidak efektif ialah karena pengembang kurikulum jarang
sekali memilih konsep-konsep yang akan diajarkan dan lebih-lebih lagi
jarang sekali mereka mencoba mencari hubungan-hubungan hierarkis yang
mungkin diantara konsep-konsep itu Novak seperti ahli-ahli pendidikan
lainnya menekankan bahwa fungsi pertama dari bersekolah adalah belajar
konsep Oleh karena itu kita harus memilih dari sekian banyak pengetahuan
itu konsep-konsep utama dan konsep subordinat yang akan kita ajarkan
kepada para siswa
3) Belajar Superordinat
Belajar superordinat terjadi bila konsep-konsep yang telah dipelajari
sebelumnya dikenal sebagai unsur-unsur dari suatu konsep yang lebih luas
lebih inklusif Hal yang sama terjadi bila anak belajar bahwa tomat buncis
wortel adalah semua sayuran dan setelah mereka belajar biologi dan
ditekankan konsep buah dan akar mereka belajar bahwa wortel adalah
semacam akar tanaman (plant root) tomat dan buncis adalah buah-buahan
tanaman ( plant fruit)Mungkin belajar superordinat tidak biasa terjadi di
sekolah sebab sebagian besar guru-guru dan buku-buku teks mulai dengan
konsep-konsep yang lebih inklusif tetapi kerap kali mereka gagal
memperlihatkan secara eksplisit hubungan-hubungan pada konsep-konsep
inklusif ini waktu dikemudian hari disajikan konsep-konsep khusus
subordinat
4) Penyesuaian Integratif
Seorang siswa kadang-kadang dihadapkan pada suatu kenyataan yang
disebut pertentangan kognitif Hal ini terjadi bila dua atau lebih nama
konsep digunakan untuk menyatakan konsep yang sama Untuk mengatasi
dan mengurangi sedapat mungkin pertentangan kognitif ini Ausubel
menyarankan suatu prinsip yang dikenal dengan prinsip penyesuaian
integratif atau rekonsiliasi integratif
Menurut Ausubel dalam mengajar bukan hanya urutan menurut
diferensiasi progresif yang diperhatikan melainkan juga harus diperlihatkan
bagaimana konsep-konsep baru dihubungkan dengan konsep-konsep
superordinat Untuk mencapai penyesuaian integratif materi pelajaran
hendaknya disusun sedemikian rupa sehingga kita menggerakkan hierarki-
hierarki konseptual ke atas dan ke bawah selama informasi disajikan
23 Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar Bermakna
Telah dikemukakan sebelumnya bahwa Ausubel sangat menekankan agar
para guru mengetahui konsep-konsep yang telah dimiliki para siswa supaya
belajar bermakna dapat berlangsung Tetapi Ausubel belum menyediakan
suatu alat atau cara bagi para guru yang dapat digunakan untuk mengetahui apa
yang telah diketahui para siswa Novak (1985) dalam bukunya learning how to
learn mengemukakan bahwa hal itu dapat dilakukan dengan menggunakan peta
konsep atau pemetaan konsep
1) Pengertian Peta Konsep
Dalam perkembangannya belajar bermakna dapat diterapkan dalam
berbagai cara pengajaran misalnya pengajaran dengan menggunakan peta
konsep Menurut Novak ( 1984 ) dan Gawith (1988) dikutip dari
httpanwarholilblogspotcom peta konsep adalah suatu istilah tentang
strategi yang digunakan guru untuk membantu siswa dalam
mengorganisasikan konsep yang telah dipelajari berdasarkan arti dan
hubungan antar komponennya Hubungan ini dikenal dengan proposisi
Proposisi adalah dua atau lebih konsep-konsep yang dihubungkan oleh kata-
kata dalam suatu unit semantik Dalam bentuknya yang paling sederhana
suatu peta konsep hanya terdiri atas dua konsep yang dihubungkan oleh satu
kata penghubung untuk membentuk suatu proposisi Misalnya rdquomobil itu
merahrdquo akan merupakan suatu peta konsep yang sederhana sekali terdiri
atas dua konsep yaitu mobil dan merah yang dihubungkan kata itu Oleh
karena belajar bermakna lebih mudah berlangsung bila konsep-konsep baru
dikaitkan pada konsep yang lebih inklusif maka peta konsep harus disusun
secara hierarki Ini berarti konsep yang lebih inklusif ada di puncak peta
Makin ke bawah konsep-konsep diurutkan makin menjadi lebih khusus
2) Ciri ndashciri Peta Konsep
Menurut Dahar ( 1988 153 dikutip dari httpanwarholililblogspotcom)
peta konsep memiliki beberapa ciri yaitu
a Suatu peta konsep memilik proposisi yaitu dua atau lebih konsep yang
dihubungkan oleh kata-kata dalam suatu semantik Pada peta konsep
tersebut terdapat proposisi-proposisi tertentu sehingga siswa lebih mudah
dan jelas dalam mempelajari suatu bidang studi
b Suatu peta konsep merupakan suatu gambar dua dimensi dari suatu bidang
studi atau suatu bagian dari bidang studi yang memperlihatkan hubungan-
hubungan proposisional antara konsep-konsep Hal inilah yang
membedakan yang membedakan belajar bermakna dari belajar dengan cara
mencatat pelajaran tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep
yang hanya memperlihatkan gambar satu dimensi saja
c Ciri yang ketiga yaitu mengenai cara menyatakan hubungan antara konsep-
konsep Tidak semua konsep memiiliki bobot yang sama Ini berarti bahwa
ada beberapa konsep yang lebih inklusif dari pada konsep-konsep yang lain
d Ciri keempat peta konsep adalah tentang hierarki Bila dua atau lebih
konsep digambarkan di bawah suatu konsep yang lebih inklusif
terbentuklah suatu hierarki pada peta konsep itu Misalkan pada peta konsep
tentang pelajaran alat transportasi di mana dalam peta konsep alat
transportasi alat transportasi yang berupa kendaraan umum diklasifikasikan
menjadi bus minibus dan mikrolet jadi ketiga konsep itu digambarkan di
bawah satu konsep yang lebih inklusif yaitu kendaraan umum Dengan
demikian terbentuk suatu hierarki pada peta konsep itu
3) Kegunaan Peta Konsep
Dalam pendidikan peta konsep dapat diterapkan untuk berbagai tujuan
Baik bagi guru maupun siswa Adapun beberapa manfaat peta konsep
adalah sebagai berikut
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
dipelajari secara bermakna biasanya lebih lama diingat daripada informasi
yang dipelajari secara hafalan Tetapi ada kalanya unsur-unsur yang telah
tersubsumsi tidak dapat dikeluarkan lagi dari memori (sudah dilupakan) hal ini
terjadi karena beberapa bagian subsumer berintegrasi dengan yang lain
sehingga mereka kehilangan identitas individunya Dapat juga karena
subsumer tersebut telah kembali pada keadaan sebelum terjadi subsumsi
Kondisi seperti ini menurut Ausebel disebut subsumsi obliteratif (subsumsi
yang telah rusak) Teori Ausubel di atas nampaknya memiliki kesamaan-
kesamaan (commonalities) dengan teori Gestalt dan keduanya melibatkan suatu
skema sebagai suatu prinsip yang sentral Juga teori Ausebel ini memiliki
kesamaan dengan model belajar spiral yang dikemukakan oleh Bruner
Selanjutnya walupun Ausebel menekankan bahwa subsumsi melibatkan
reorganisasi dari struktur kognitif yang ada tapi tidak mengembangkan struktur
yang baru seperti yang disarankan para ahli konstruktivisme Ausubel kelihatan
dipengaruhi juga oleh hasil kerja dari Piaget untuk perkembangan kognitif
Walaupun Ausebel sangat menekankan agar para guru diharapkan mengetahui
konsep-konsep yang telah dimiliki para siswanya agar belajar bermakna dapat
berlangsung tetapi Ausebel belum dapat menyediakan alat untuk mengukur hal
tersebut Baru ahli pendidikan berikutnya yaitu Novak (1985) dalam bukunya
Learning how to learn mengemukakan bahwa hal tersebut dapat digali melalui
pertolongan yang dikenal dengan peta konsep atau pemetaan konsep
Menurut Ausebel konsep-konsep dapat diperoleh dalam 2 (dua) cara
yaitu (1) sebelum anak-anak masuk sekolah yang disebut formasi konsep dan
(2) pada saat selama dan sesudah sekolah yang dikenal dengan asimilasi
konsep Jadi waktu anak masuk usia sekolah mereka sudah memperoleh
konsep-konsep seperti meja atas kursi berlari dan lain-lain Konsep-konsep
tersebut disimpan dalam struktur kognitif yang disebut dengan subsumer-
subsumer Selanjutnya Ausebel mengatakan bahwa pembentukan konsep
tersebut merupakan suatu bentuk belajar penemuan (discovery learning) paling
sedikit dalam bentuk primitif melibatkan proses-proses psikologi seperti
analisis diskriminatif abstraksi diferensiasi pembentukan hipotesis dan
pengujian dan generalisasi Pembentukan konsep ini juga ditunjukkan oleh
orang-orang dewasa dalam situasi kehidupan nyata dan dalam laboratorium
tetapi dengan tingkat sofistikasi yang lebih tinggi
Menurut Ausebel faktor-faktor utama yang mempengaruhi belajar
bermakna ialah struktur kognitif yang ada stabilitas dan kejelasan
pengetahuan dalam suatu bidang studi tertentu dan pada waktu tertentu Sifat-
sifat struktur kognitif menentukan validitas dan kejelasan arti-arti yang timbul
waktu informasi yang baru masuk ke dalam struktur kognitif itu demikian pula
sifat proses interaksi yang terjadi Jika struktur kognitif tersebut stabil jelas
dan teratur dengan baik maka arti-arti yang sahih (valid) dan jelas akan timbul
dan cenderung bertahan Sebaliknya jika struktur kognitif tersebut tidak stabil
meragukan dan tidak teratur maka struktur kognitif tersebut cenderung
menghambat belajar dan retensi Selanjutnya menurut Ausebel ada prasyarat-
prasyarat tertentu agar terjadinya belajar bermakna Pertama materi yang
dipelajari harus bermakna secara potensial maksudnya materi pelajaran
tersebut harus memiliki kebermaknaan logis Materi yang memiliki
kebermaknaan logis merupakan materi yang konsisten dengan apa yang telah
diketahui (disebut materi nonarbitrer) dan materi tersebut dapat dinyatakan
dalam berbagai cara tanpa mengubah arti (disebut materi substantif) Selain
itu aspek lain dari materi bermakna potensial ini adalah dalam struktur kognitif
siswa harus ada gagasan-gagasan yang relevan Artinya pembelajaran harus
memperhatikan pengalaman siswa tingkat perkembangan mereka intelegensi
dan usia Bila para siswa tidak memiliki pengalaman yang diperlukan mereka
untuk mengaitkan atau menghubungkan isi pembelajaran tersebut maka isi
pembelajaran akan dipelajari secara hafalan
Kedua siswa yang akan belajar harus mempunyai niattujuan dan kesiapan
untuk melaksanakan belajar bermakna Tujuan belajar siswa merupakan faktor
utama dalam belajar bermakna Banyak siswa yang mengikuti pembelajaran
nampaknya tidak relevan dengan kebutuhan mereka pada saat itu Dalam
pembelajaran yang demikian materi dipelajari secara hafalan Para siswa
kelihatan dapat memberikan jawaban yang benar tanpa menghubungkan materi
itu pada aspek-aspek lain dalam struktur kognitif mereka Jadi agar terjadi
belajar bermakna materi pelajaran harus bermakna secara logis siswa harus
bertujuan untuk memasukkan materi pembelajaran tersebut ke dalam struktur
kognitifnya dan dalam struktur kognitif siswa harus terdapat unsur-unsur yang
cocok untuk mengaitkan atau menghubungkan materi yang baru tersebut secara
non-arbitrer dan substantif Jika salah satu komponen ini tidak ada maka
materi itu kalaupun dipelajari akan dipelajari secara hafalan saja (Roser
1984) Ausebel berpendapat bahwa faktor yang paling penting yang
mempengaruhi belajar adalah apa yang telah diketahui siswa Inilah yang harus
diyakini dan pembelajaran terhadap siswa harus didasarkan kepada hal ini
22 Implemetasi Teori Belajar Bermakna dalam Pembelajaran
Menurut Ausubel dalam bukunya yang berjudul Educational Psychologie
A Cognitive View bahwa agar terjadi belajar bermakana konsep baru atau
informasi baru harus dikaitkan dengan konsep-konsep yang telah ada dalam
struktur kognitif siswa Dalam menerapkan teori Ausubel dalam pembelajaran
guru dianjurkan terlebih dahulu mengetahui kondisi siswa Karena ada faktor
yang sangat mempengaruhi belajar yaitu pengetahuan yang telah diterima
siswa Pandangan Ausubel diharapkan dijadikan kerangka berpikir dalam
menerapkan teori tersebut dalam belajar disamping memahami konsep dan
prinsip-prinsip lain yang harus diperhatikan pula yaitu pengaturan awal proses
diferensiasi progresif belajar superordinat dan rekonsiliasi integratif
1) Pengatur Awal (Advance Organizer)
David Ausubel (1960-1963) memperkenalkan konsep pengatur awal dalam
teorinya Pengatur awal mengarahkan para siswa ke materi yang akan
mereka pelajari dan menolong mereka untuk mengingat kembali informasi
yang berhubungan yang dapat digunakan untuk membantu menanamkan
pengetahuan baru Banyak penelitian membuktikan bahwa pengatur-
pengatur awal meningkatkan pemahaman siswa tentang berbagai macam
materi pelajaran (Hartley amp Davies 1976 Mayer 1979) Tetapi efek
pengatur-pengatur awal terhadap belajar ternyata tergantung pada
bagaimana pengatur-pengatur awal itu digunakan Ternyata pengatur-
pengatur awal lebih berguna untuk mengajarkan isi pelajaran yang telah
mempunyai struktur teratur yang mungkin tidak secara otomatis terlihat oleh
para siswa terdapat tiga hal yang dapat dicapai dengan menggunakan
pengaturan awal yaitu (1) memberikan kerangka konseptual untuk belajar
yang bakal terjadi berikutnya (2) dapat mejadi penghubung antara
informasi yang sudah dimiliki siswa saat ini dengan informasi baru yang
akan diterima selanjutnya(3) sebagai jembatan penghubung sehingga
memperlancar proses pengkodean pada siswa
Beberapa peneliti (Barnes amp Clawson1975 Ausubel1978)
mengemukakan bahwa pengatur-pengatur awal belum pada umumnya
ditemukan menolong siswa belajar informasi faktual yang tidak diatur
dengan jelas atau materi pelajaran yang terdiri atas sejumlah besar topik-
topik yang terpisah-pisah Kozlow (1978) mengemukakan bahwa pengatur
awal bisa kurang efektif untuk bidang studi sains tetapi lebih efektif untuk
konsep-konsep klasifikasional dan untuk kelas yang lebih tinggi
2) Diferensiasi Progresif
Menurut Ausubel pengembangan konsep berlangsung paling baik bila bila
unsur-unsur yang paling umum paling inklusif dari suatu konsep
diperkenalkan terlebih dahulu dan kemudian baru diberikan hal-hal yang
lebih mendetail dan lebih khusus dari konsep itu Dengan kata lain model
belajar menurut Ausubel pada umumnya berlangsung dari umum ke khusus
Dengan menggunakan strategi ini guru mengajarkan konsep-konsep yang
paling inklusif terlebih dahulu kemudian konsep-konsep yang kurang
inklusif dan setelah itu baru mengajarkan hal-hal yang khusus Proses
penyusunan konsep semacam ini disebut diferensiasi progresif Menurut
Novak (1977) untuk menyusun kurikulum yang baik mula-mula diperlukan
analisis konsep-konsep dalam suatu bidang studi dan kemudian
diperhatikan hubungan-hubungan tertentu antara konsep-konsep ini
sehingga dapat diketahui konsep-konsep mana yang paling umum dan
superordinat dan konsep-konsep mana yang lebih khusus dan subordinat
Konsep yang telah diajarkan kepada siswa akan diterima dan di asosiasikan
dengan konsep yang ada dalam struktur kognitifnya kemudian konsep ini
akan mengalami deferensiasi Salah satu sebab mengapa pengajaran di
sekolah menjadi tidak efektif ialah karena pengembang kurikulum jarang
sekali memilih konsep-konsep yang akan diajarkan dan lebih-lebih lagi
jarang sekali mereka mencoba mencari hubungan-hubungan hierarkis yang
mungkin diantara konsep-konsep itu Novak seperti ahli-ahli pendidikan
lainnya menekankan bahwa fungsi pertama dari bersekolah adalah belajar
konsep Oleh karena itu kita harus memilih dari sekian banyak pengetahuan
itu konsep-konsep utama dan konsep subordinat yang akan kita ajarkan
kepada para siswa
3) Belajar Superordinat
Belajar superordinat terjadi bila konsep-konsep yang telah dipelajari
sebelumnya dikenal sebagai unsur-unsur dari suatu konsep yang lebih luas
lebih inklusif Hal yang sama terjadi bila anak belajar bahwa tomat buncis
wortel adalah semua sayuran dan setelah mereka belajar biologi dan
ditekankan konsep buah dan akar mereka belajar bahwa wortel adalah
semacam akar tanaman (plant root) tomat dan buncis adalah buah-buahan
tanaman ( plant fruit)Mungkin belajar superordinat tidak biasa terjadi di
sekolah sebab sebagian besar guru-guru dan buku-buku teks mulai dengan
konsep-konsep yang lebih inklusif tetapi kerap kali mereka gagal
memperlihatkan secara eksplisit hubungan-hubungan pada konsep-konsep
inklusif ini waktu dikemudian hari disajikan konsep-konsep khusus
subordinat
4) Penyesuaian Integratif
Seorang siswa kadang-kadang dihadapkan pada suatu kenyataan yang
disebut pertentangan kognitif Hal ini terjadi bila dua atau lebih nama
konsep digunakan untuk menyatakan konsep yang sama Untuk mengatasi
dan mengurangi sedapat mungkin pertentangan kognitif ini Ausubel
menyarankan suatu prinsip yang dikenal dengan prinsip penyesuaian
integratif atau rekonsiliasi integratif
Menurut Ausubel dalam mengajar bukan hanya urutan menurut
diferensiasi progresif yang diperhatikan melainkan juga harus diperlihatkan
bagaimana konsep-konsep baru dihubungkan dengan konsep-konsep
superordinat Untuk mencapai penyesuaian integratif materi pelajaran
hendaknya disusun sedemikian rupa sehingga kita menggerakkan hierarki-
hierarki konseptual ke atas dan ke bawah selama informasi disajikan
23 Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar Bermakna
Telah dikemukakan sebelumnya bahwa Ausubel sangat menekankan agar
para guru mengetahui konsep-konsep yang telah dimiliki para siswa supaya
belajar bermakna dapat berlangsung Tetapi Ausubel belum menyediakan
suatu alat atau cara bagi para guru yang dapat digunakan untuk mengetahui apa
yang telah diketahui para siswa Novak (1985) dalam bukunya learning how to
learn mengemukakan bahwa hal itu dapat dilakukan dengan menggunakan peta
konsep atau pemetaan konsep
1) Pengertian Peta Konsep
Dalam perkembangannya belajar bermakna dapat diterapkan dalam
berbagai cara pengajaran misalnya pengajaran dengan menggunakan peta
konsep Menurut Novak ( 1984 ) dan Gawith (1988) dikutip dari
httpanwarholilblogspotcom peta konsep adalah suatu istilah tentang
strategi yang digunakan guru untuk membantu siswa dalam
mengorganisasikan konsep yang telah dipelajari berdasarkan arti dan
hubungan antar komponennya Hubungan ini dikenal dengan proposisi
Proposisi adalah dua atau lebih konsep-konsep yang dihubungkan oleh kata-
kata dalam suatu unit semantik Dalam bentuknya yang paling sederhana
suatu peta konsep hanya terdiri atas dua konsep yang dihubungkan oleh satu
kata penghubung untuk membentuk suatu proposisi Misalnya rdquomobil itu
merahrdquo akan merupakan suatu peta konsep yang sederhana sekali terdiri
atas dua konsep yaitu mobil dan merah yang dihubungkan kata itu Oleh
karena belajar bermakna lebih mudah berlangsung bila konsep-konsep baru
dikaitkan pada konsep yang lebih inklusif maka peta konsep harus disusun
secara hierarki Ini berarti konsep yang lebih inklusif ada di puncak peta
Makin ke bawah konsep-konsep diurutkan makin menjadi lebih khusus
2) Ciri ndashciri Peta Konsep
Menurut Dahar ( 1988 153 dikutip dari httpanwarholililblogspotcom)
peta konsep memiliki beberapa ciri yaitu
a Suatu peta konsep memilik proposisi yaitu dua atau lebih konsep yang
dihubungkan oleh kata-kata dalam suatu semantik Pada peta konsep
tersebut terdapat proposisi-proposisi tertentu sehingga siswa lebih mudah
dan jelas dalam mempelajari suatu bidang studi
b Suatu peta konsep merupakan suatu gambar dua dimensi dari suatu bidang
studi atau suatu bagian dari bidang studi yang memperlihatkan hubungan-
hubungan proposisional antara konsep-konsep Hal inilah yang
membedakan yang membedakan belajar bermakna dari belajar dengan cara
mencatat pelajaran tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep
yang hanya memperlihatkan gambar satu dimensi saja
c Ciri yang ketiga yaitu mengenai cara menyatakan hubungan antara konsep-
konsep Tidak semua konsep memiiliki bobot yang sama Ini berarti bahwa
ada beberapa konsep yang lebih inklusif dari pada konsep-konsep yang lain
d Ciri keempat peta konsep adalah tentang hierarki Bila dua atau lebih
konsep digambarkan di bawah suatu konsep yang lebih inklusif
terbentuklah suatu hierarki pada peta konsep itu Misalkan pada peta konsep
tentang pelajaran alat transportasi di mana dalam peta konsep alat
transportasi alat transportasi yang berupa kendaraan umum diklasifikasikan
menjadi bus minibus dan mikrolet jadi ketiga konsep itu digambarkan di
bawah satu konsep yang lebih inklusif yaitu kendaraan umum Dengan
demikian terbentuk suatu hierarki pada peta konsep itu
3) Kegunaan Peta Konsep
Dalam pendidikan peta konsep dapat diterapkan untuk berbagai tujuan
Baik bagi guru maupun siswa Adapun beberapa manfaat peta konsep
adalah sebagai berikut
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
orang-orang dewasa dalam situasi kehidupan nyata dan dalam laboratorium
tetapi dengan tingkat sofistikasi yang lebih tinggi
Menurut Ausebel faktor-faktor utama yang mempengaruhi belajar
bermakna ialah struktur kognitif yang ada stabilitas dan kejelasan
pengetahuan dalam suatu bidang studi tertentu dan pada waktu tertentu Sifat-
sifat struktur kognitif menentukan validitas dan kejelasan arti-arti yang timbul
waktu informasi yang baru masuk ke dalam struktur kognitif itu demikian pula
sifat proses interaksi yang terjadi Jika struktur kognitif tersebut stabil jelas
dan teratur dengan baik maka arti-arti yang sahih (valid) dan jelas akan timbul
dan cenderung bertahan Sebaliknya jika struktur kognitif tersebut tidak stabil
meragukan dan tidak teratur maka struktur kognitif tersebut cenderung
menghambat belajar dan retensi Selanjutnya menurut Ausebel ada prasyarat-
prasyarat tertentu agar terjadinya belajar bermakna Pertama materi yang
dipelajari harus bermakna secara potensial maksudnya materi pelajaran
tersebut harus memiliki kebermaknaan logis Materi yang memiliki
kebermaknaan logis merupakan materi yang konsisten dengan apa yang telah
diketahui (disebut materi nonarbitrer) dan materi tersebut dapat dinyatakan
dalam berbagai cara tanpa mengubah arti (disebut materi substantif) Selain
itu aspek lain dari materi bermakna potensial ini adalah dalam struktur kognitif
siswa harus ada gagasan-gagasan yang relevan Artinya pembelajaran harus
memperhatikan pengalaman siswa tingkat perkembangan mereka intelegensi
dan usia Bila para siswa tidak memiliki pengalaman yang diperlukan mereka
untuk mengaitkan atau menghubungkan isi pembelajaran tersebut maka isi
pembelajaran akan dipelajari secara hafalan
Kedua siswa yang akan belajar harus mempunyai niattujuan dan kesiapan
untuk melaksanakan belajar bermakna Tujuan belajar siswa merupakan faktor
utama dalam belajar bermakna Banyak siswa yang mengikuti pembelajaran
nampaknya tidak relevan dengan kebutuhan mereka pada saat itu Dalam
pembelajaran yang demikian materi dipelajari secara hafalan Para siswa
kelihatan dapat memberikan jawaban yang benar tanpa menghubungkan materi
itu pada aspek-aspek lain dalam struktur kognitif mereka Jadi agar terjadi
belajar bermakna materi pelajaran harus bermakna secara logis siswa harus
bertujuan untuk memasukkan materi pembelajaran tersebut ke dalam struktur
kognitifnya dan dalam struktur kognitif siswa harus terdapat unsur-unsur yang
cocok untuk mengaitkan atau menghubungkan materi yang baru tersebut secara
non-arbitrer dan substantif Jika salah satu komponen ini tidak ada maka
materi itu kalaupun dipelajari akan dipelajari secara hafalan saja (Roser
1984) Ausebel berpendapat bahwa faktor yang paling penting yang
mempengaruhi belajar adalah apa yang telah diketahui siswa Inilah yang harus
diyakini dan pembelajaran terhadap siswa harus didasarkan kepada hal ini
22 Implemetasi Teori Belajar Bermakna dalam Pembelajaran
Menurut Ausubel dalam bukunya yang berjudul Educational Psychologie
A Cognitive View bahwa agar terjadi belajar bermakana konsep baru atau
informasi baru harus dikaitkan dengan konsep-konsep yang telah ada dalam
struktur kognitif siswa Dalam menerapkan teori Ausubel dalam pembelajaran
guru dianjurkan terlebih dahulu mengetahui kondisi siswa Karena ada faktor
yang sangat mempengaruhi belajar yaitu pengetahuan yang telah diterima
siswa Pandangan Ausubel diharapkan dijadikan kerangka berpikir dalam
menerapkan teori tersebut dalam belajar disamping memahami konsep dan
prinsip-prinsip lain yang harus diperhatikan pula yaitu pengaturan awal proses
diferensiasi progresif belajar superordinat dan rekonsiliasi integratif
1) Pengatur Awal (Advance Organizer)
David Ausubel (1960-1963) memperkenalkan konsep pengatur awal dalam
teorinya Pengatur awal mengarahkan para siswa ke materi yang akan
mereka pelajari dan menolong mereka untuk mengingat kembali informasi
yang berhubungan yang dapat digunakan untuk membantu menanamkan
pengetahuan baru Banyak penelitian membuktikan bahwa pengatur-
pengatur awal meningkatkan pemahaman siswa tentang berbagai macam
materi pelajaran (Hartley amp Davies 1976 Mayer 1979) Tetapi efek
pengatur-pengatur awal terhadap belajar ternyata tergantung pada
bagaimana pengatur-pengatur awal itu digunakan Ternyata pengatur-
pengatur awal lebih berguna untuk mengajarkan isi pelajaran yang telah
mempunyai struktur teratur yang mungkin tidak secara otomatis terlihat oleh
para siswa terdapat tiga hal yang dapat dicapai dengan menggunakan
pengaturan awal yaitu (1) memberikan kerangka konseptual untuk belajar
yang bakal terjadi berikutnya (2) dapat mejadi penghubung antara
informasi yang sudah dimiliki siswa saat ini dengan informasi baru yang
akan diterima selanjutnya(3) sebagai jembatan penghubung sehingga
memperlancar proses pengkodean pada siswa
Beberapa peneliti (Barnes amp Clawson1975 Ausubel1978)
mengemukakan bahwa pengatur-pengatur awal belum pada umumnya
ditemukan menolong siswa belajar informasi faktual yang tidak diatur
dengan jelas atau materi pelajaran yang terdiri atas sejumlah besar topik-
topik yang terpisah-pisah Kozlow (1978) mengemukakan bahwa pengatur
awal bisa kurang efektif untuk bidang studi sains tetapi lebih efektif untuk
konsep-konsep klasifikasional dan untuk kelas yang lebih tinggi
2) Diferensiasi Progresif
Menurut Ausubel pengembangan konsep berlangsung paling baik bila bila
unsur-unsur yang paling umum paling inklusif dari suatu konsep
diperkenalkan terlebih dahulu dan kemudian baru diberikan hal-hal yang
lebih mendetail dan lebih khusus dari konsep itu Dengan kata lain model
belajar menurut Ausubel pada umumnya berlangsung dari umum ke khusus
Dengan menggunakan strategi ini guru mengajarkan konsep-konsep yang
paling inklusif terlebih dahulu kemudian konsep-konsep yang kurang
inklusif dan setelah itu baru mengajarkan hal-hal yang khusus Proses
penyusunan konsep semacam ini disebut diferensiasi progresif Menurut
Novak (1977) untuk menyusun kurikulum yang baik mula-mula diperlukan
analisis konsep-konsep dalam suatu bidang studi dan kemudian
diperhatikan hubungan-hubungan tertentu antara konsep-konsep ini
sehingga dapat diketahui konsep-konsep mana yang paling umum dan
superordinat dan konsep-konsep mana yang lebih khusus dan subordinat
Konsep yang telah diajarkan kepada siswa akan diterima dan di asosiasikan
dengan konsep yang ada dalam struktur kognitifnya kemudian konsep ini
akan mengalami deferensiasi Salah satu sebab mengapa pengajaran di
sekolah menjadi tidak efektif ialah karena pengembang kurikulum jarang
sekali memilih konsep-konsep yang akan diajarkan dan lebih-lebih lagi
jarang sekali mereka mencoba mencari hubungan-hubungan hierarkis yang
mungkin diantara konsep-konsep itu Novak seperti ahli-ahli pendidikan
lainnya menekankan bahwa fungsi pertama dari bersekolah adalah belajar
konsep Oleh karena itu kita harus memilih dari sekian banyak pengetahuan
itu konsep-konsep utama dan konsep subordinat yang akan kita ajarkan
kepada para siswa
3) Belajar Superordinat
Belajar superordinat terjadi bila konsep-konsep yang telah dipelajari
sebelumnya dikenal sebagai unsur-unsur dari suatu konsep yang lebih luas
lebih inklusif Hal yang sama terjadi bila anak belajar bahwa tomat buncis
wortel adalah semua sayuran dan setelah mereka belajar biologi dan
ditekankan konsep buah dan akar mereka belajar bahwa wortel adalah
semacam akar tanaman (plant root) tomat dan buncis adalah buah-buahan
tanaman ( plant fruit)Mungkin belajar superordinat tidak biasa terjadi di
sekolah sebab sebagian besar guru-guru dan buku-buku teks mulai dengan
konsep-konsep yang lebih inklusif tetapi kerap kali mereka gagal
memperlihatkan secara eksplisit hubungan-hubungan pada konsep-konsep
inklusif ini waktu dikemudian hari disajikan konsep-konsep khusus
subordinat
4) Penyesuaian Integratif
Seorang siswa kadang-kadang dihadapkan pada suatu kenyataan yang
disebut pertentangan kognitif Hal ini terjadi bila dua atau lebih nama
konsep digunakan untuk menyatakan konsep yang sama Untuk mengatasi
dan mengurangi sedapat mungkin pertentangan kognitif ini Ausubel
menyarankan suatu prinsip yang dikenal dengan prinsip penyesuaian
integratif atau rekonsiliasi integratif
Menurut Ausubel dalam mengajar bukan hanya urutan menurut
diferensiasi progresif yang diperhatikan melainkan juga harus diperlihatkan
bagaimana konsep-konsep baru dihubungkan dengan konsep-konsep
superordinat Untuk mencapai penyesuaian integratif materi pelajaran
hendaknya disusun sedemikian rupa sehingga kita menggerakkan hierarki-
hierarki konseptual ke atas dan ke bawah selama informasi disajikan
23 Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar Bermakna
Telah dikemukakan sebelumnya bahwa Ausubel sangat menekankan agar
para guru mengetahui konsep-konsep yang telah dimiliki para siswa supaya
belajar bermakna dapat berlangsung Tetapi Ausubel belum menyediakan
suatu alat atau cara bagi para guru yang dapat digunakan untuk mengetahui apa
yang telah diketahui para siswa Novak (1985) dalam bukunya learning how to
learn mengemukakan bahwa hal itu dapat dilakukan dengan menggunakan peta
konsep atau pemetaan konsep
1) Pengertian Peta Konsep
Dalam perkembangannya belajar bermakna dapat diterapkan dalam
berbagai cara pengajaran misalnya pengajaran dengan menggunakan peta
konsep Menurut Novak ( 1984 ) dan Gawith (1988) dikutip dari
httpanwarholilblogspotcom peta konsep adalah suatu istilah tentang
strategi yang digunakan guru untuk membantu siswa dalam
mengorganisasikan konsep yang telah dipelajari berdasarkan arti dan
hubungan antar komponennya Hubungan ini dikenal dengan proposisi
Proposisi adalah dua atau lebih konsep-konsep yang dihubungkan oleh kata-
kata dalam suatu unit semantik Dalam bentuknya yang paling sederhana
suatu peta konsep hanya terdiri atas dua konsep yang dihubungkan oleh satu
kata penghubung untuk membentuk suatu proposisi Misalnya rdquomobil itu
merahrdquo akan merupakan suatu peta konsep yang sederhana sekali terdiri
atas dua konsep yaitu mobil dan merah yang dihubungkan kata itu Oleh
karena belajar bermakna lebih mudah berlangsung bila konsep-konsep baru
dikaitkan pada konsep yang lebih inklusif maka peta konsep harus disusun
secara hierarki Ini berarti konsep yang lebih inklusif ada di puncak peta
Makin ke bawah konsep-konsep diurutkan makin menjadi lebih khusus
2) Ciri ndashciri Peta Konsep
Menurut Dahar ( 1988 153 dikutip dari httpanwarholililblogspotcom)
peta konsep memiliki beberapa ciri yaitu
a Suatu peta konsep memilik proposisi yaitu dua atau lebih konsep yang
dihubungkan oleh kata-kata dalam suatu semantik Pada peta konsep
tersebut terdapat proposisi-proposisi tertentu sehingga siswa lebih mudah
dan jelas dalam mempelajari suatu bidang studi
b Suatu peta konsep merupakan suatu gambar dua dimensi dari suatu bidang
studi atau suatu bagian dari bidang studi yang memperlihatkan hubungan-
hubungan proposisional antara konsep-konsep Hal inilah yang
membedakan yang membedakan belajar bermakna dari belajar dengan cara
mencatat pelajaran tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep
yang hanya memperlihatkan gambar satu dimensi saja
c Ciri yang ketiga yaitu mengenai cara menyatakan hubungan antara konsep-
konsep Tidak semua konsep memiiliki bobot yang sama Ini berarti bahwa
ada beberapa konsep yang lebih inklusif dari pada konsep-konsep yang lain
d Ciri keempat peta konsep adalah tentang hierarki Bila dua atau lebih
konsep digambarkan di bawah suatu konsep yang lebih inklusif
terbentuklah suatu hierarki pada peta konsep itu Misalkan pada peta konsep
tentang pelajaran alat transportasi di mana dalam peta konsep alat
transportasi alat transportasi yang berupa kendaraan umum diklasifikasikan
menjadi bus minibus dan mikrolet jadi ketiga konsep itu digambarkan di
bawah satu konsep yang lebih inklusif yaitu kendaraan umum Dengan
demikian terbentuk suatu hierarki pada peta konsep itu
3) Kegunaan Peta Konsep
Dalam pendidikan peta konsep dapat diterapkan untuk berbagai tujuan
Baik bagi guru maupun siswa Adapun beberapa manfaat peta konsep
adalah sebagai berikut
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
bertujuan untuk memasukkan materi pembelajaran tersebut ke dalam struktur
kognitifnya dan dalam struktur kognitif siswa harus terdapat unsur-unsur yang
cocok untuk mengaitkan atau menghubungkan materi yang baru tersebut secara
non-arbitrer dan substantif Jika salah satu komponen ini tidak ada maka
materi itu kalaupun dipelajari akan dipelajari secara hafalan saja (Roser
1984) Ausebel berpendapat bahwa faktor yang paling penting yang
mempengaruhi belajar adalah apa yang telah diketahui siswa Inilah yang harus
diyakini dan pembelajaran terhadap siswa harus didasarkan kepada hal ini
22 Implemetasi Teori Belajar Bermakna dalam Pembelajaran
Menurut Ausubel dalam bukunya yang berjudul Educational Psychologie
A Cognitive View bahwa agar terjadi belajar bermakana konsep baru atau
informasi baru harus dikaitkan dengan konsep-konsep yang telah ada dalam
struktur kognitif siswa Dalam menerapkan teori Ausubel dalam pembelajaran
guru dianjurkan terlebih dahulu mengetahui kondisi siswa Karena ada faktor
yang sangat mempengaruhi belajar yaitu pengetahuan yang telah diterima
siswa Pandangan Ausubel diharapkan dijadikan kerangka berpikir dalam
menerapkan teori tersebut dalam belajar disamping memahami konsep dan
prinsip-prinsip lain yang harus diperhatikan pula yaitu pengaturan awal proses
diferensiasi progresif belajar superordinat dan rekonsiliasi integratif
1) Pengatur Awal (Advance Organizer)
David Ausubel (1960-1963) memperkenalkan konsep pengatur awal dalam
teorinya Pengatur awal mengarahkan para siswa ke materi yang akan
mereka pelajari dan menolong mereka untuk mengingat kembali informasi
yang berhubungan yang dapat digunakan untuk membantu menanamkan
pengetahuan baru Banyak penelitian membuktikan bahwa pengatur-
pengatur awal meningkatkan pemahaman siswa tentang berbagai macam
materi pelajaran (Hartley amp Davies 1976 Mayer 1979) Tetapi efek
pengatur-pengatur awal terhadap belajar ternyata tergantung pada
bagaimana pengatur-pengatur awal itu digunakan Ternyata pengatur-
pengatur awal lebih berguna untuk mengajarkan isi pelajaran yang telah
mempunyai struktur teratur yang mungkin tidak secara otomatis terlihat oleh
para siswa terdapat tiga hal yang dapat dicapai dengan menggunakan
pengaturan awal yaitu (1) memberikan kerangka konseptual untuk belajar
yang bakal terjadi berikutnya (2) dapat mejadi penghubung antara
informasi yang sudah dimiliki siswa saat ini dengan informasi baru yang
akan diterima selanjutnya(3) sebagai jembatan penghubung sehingga
memperlancar proses pengkodean pada siswa
Beberapa peneliti (Barnes amp Clawson1975 Ausubel1978)
mengemukakan bahwa pengatur-pengatur awal belum pada umumnya
ditemukan menolong siswa belajar informasi faktual yang tidak diatur
dengan jelas atau materi pelajaran yang terdiri atas sejumlah besar topik-
topik yang terpisah-pisah Kozlow (1978) mengemukakan bahwa pengatur
awal bisa kurang efektif untuk bidang studi sains tetapi lebih efektif untuk
konsep-konsep klasifikasional dan untuk kelas yang lebih tinggi
2) Diferensiasi Progresif
Menurut Ausubel pengembangan konsep berlangsung paling baik bila bila
unsur-unsur yang paling umum paling inklusif dari suatu konsep
diperkenalkan terlebih dahulu dan kemudian baru diberikan hal-hal yang
lebih mendetail dan lebih khusus dari konsep itu Dengan kata lain model
belajar menurut Ausubel pada umumnya berlangsung dari umum ke khusus
Dengan menggunakan strategi ini guru mengajarkan konsep-konsep yang
paling inklusif terlebih dahulu kemudian konsep-konsep yang kurang
inklusif dan setelah itu baru mengajarkan hal-hal yang khusus Proses
penyusunan konsep semacam ini disebut diferensiasi progresif Menurut
Novak (1977) untuk menyusun kurikulum yang baik mula-mula diperlukan
analisis konsep-konsep dalam suatu bidang studi dan kemudian
diperhatikan hubungan-hubungan tertentu antara konsep-konsep ini
sehingga dapat diketahui konsep-konsep mana yang paling umum dan
superordinat dan konsep-konsep mana yang lebih khusus dan subordinat
Konsep yang telah diajarkan kepada siswa akan diterima dan di asosiasikan
dengan konsep yang ada dalam struktur kognitifnya kemudian konsep ini
akan mengalami deferensiasi Salah satu sebab mengapa pengajaran di
sekolah menjadi tidak efektif ialah karena pengembang kurikulum jarang
sekali memilih konsep-konsep yang akan diajarkan dan lebih-lebih lagi
jarang sekali mereka mencoba mencari hubungan-hubungan hierarkis yang
mungkin diantara konsep-konsep itu Novak seperti ahli-ahli pendidikan
lainnya menekankan bahwa fungsi pertama dari bersekolah adalah belajar
konsep Oleh karena itu kita harus memilih dari sekian banyak pengetahuan
itu konsep-konsep utama dan konsep subordinat yang akan kita ajarkan
kepada para siswa
3) Belajar Superordinat
Belajar superordinat terjadi bila konsep-konsep yang telah dipelajari
sebelumnya dikenal sebagai unsur-unsur dari suatu konsep yang lebih luas
lebih inklusif Hal yang sama terjadi bila anak belajar bahwa tomat buncis
wortel adalah semua sayuran dan setelah mereka belajar biologi dan
ditekankan konsep buah dan akar mereka belajar bahwa wortel adalah
semacam akar tanaman (plant root) tomat dan buncis adalah buah-buahan
tanaman ( plant fruit)Mungkin belajar superordinat tidak biasa terjadi di
sekolah sebab sebagian besar guru-guru dan buku-buku teks mulai dengan
konsep-konsep yang lebih inklusif tetapi kerap kali mereka gagal
memperlihatkan secara eksplisit hubungan-hubungan pada konsep-konsep
inklusif ini waktu dikemudian hari disajikan konsep-konsep khusus
subordinat
4) Penyesuaian Integratif
Seorang siswa kadang-kadang dihadapkan pada suatu kenyataan yang
disebut pertentangan kognitif Hal ini terjadi bila dua atau lebih nama
konsep digunakan untuk menyatakan konsep yang sama Untuk mengatasi
dan mengurangi sedapat mungkin pertentangan kognitif ini Ausubel
menyarankan suatu prinsip yang dikenal dengan prinsip penyesuaian
integratif atau rekonsiliasi integratif
Menurut Ausubel dalam mengajar bukan hanya urutan menurut
diferensiasi progresif yang diperhatikan melainkan juga harus diperlihatkan
bagaimana konsep-konsep baru dihubungkan dengan konsep-konsep
superordinat Untuk mencapai penyesuaian integratif materi pelajaran
hendaknya disusun sedemikian rupa sehingga kita menggerakkan hierarki-
hierarki konseptual ke atas dan ke bawah selama informasi disajikan
23 Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar Bermakna
Telah dikemukakan sebelumnya bahwa Ausubel sangat menekankan agar
para guru mengetahui konsep-konsep yang telah dimiliki para siswa supaya
belajar bermakna dapat berlangsung Tetapi Ausubel belum menyediakan
suatu alat atau cara bagi para guru yang dapat digunakan untuk mengetahui apa
yang telah diketahui para siswa Novak (1985) dalam bukunya learning how to
learn mengemukakan bahwa hal itu dapat dilakukan dengan menggunakan peta
konsep atau pemetaan konsep
1) Pengertian Peta Konsep
Dalam perkembangannya belajar bermakna dapat diterapkan dalam
berbagai cara pengajaran misalnya pengajaran dengan menggunakan peta
konsep Menurut Novak ( 1984 ) dan Gawith (1988) dikutip dari
httpanwarholilblogspotcom peta konsep adalah suatu istilah tentang
strategi yang digunakan guru untuk membantu siswa dalam
mengorganisasikan konsep yang telah dipelajari berdasarkan arti dan
hubungan antar komponennya Hubungan ini dikenal dengan proposisi
Proposisi adalah dua atau lebih konsep-konsep yang dihubungkan oleh kata-
kata dalam suatu unit semantik Dalam bentuknya yang paling sederhana
suatu peta konsep hanya terdiri atas dua konsep yang dihubungkan oleh satu
kata penghubung untuk membentuk suatu proposisi Misalnya rdquomobil itu
merahrdquo akan merupakan suatu peta konsep yang sederhana sekali terdiri
atas dua konsep yaitu mobil dan merah yang dihubungkan kata itu Oleh
karena belajar bermakna lebih mudah berlangsung bila konsep-konsep baru
dikaitkan pada konsep yang lebih inklusif maka peta konsep harus disusun
secara hierarki Ini berarti konsep yang lebih inklusif ada di puncak peta
Makin ke bawah konsep-konsep diurutkan makin menjadi lebih khusus
2) Ciri ndashciri Peta Konsep
Menurut Dahar ( 1988 153 dikutip dari httpanwarholililblogspotcom)
peta konsep memiliki beberapa ciri yaitu
a Suatu peta konsep memilik proposisi yaitu dua atau lebih konsep yang
dihubungkan oleh kata-kata dalam suatu semantik Pada peta konsep
tersebut terdapat proposisi-proposisi tertentu sehingga siswa lebih mudah
dan jelas dalam mempelajari suatu bidang studi
b Suatu peta konsep merupakan suatu gambar dua dimensi dari suatu bidang
studi atau suatu bagian dari bidang studi yang memperlihatkan hubungan-
hubungan proposisional antara konsep-konsep Hal inilah yang
membedakan yang membedakan belajar bermakna dari belajar dengan cara
mencatat pelajaran tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep
yang hanya memperlihatkan gambar satu dimensi saja
c Ciri yang ketiga yaitu mengenai cara menyatakan hubungan antara konsep-
konsep Tidak semua konsep memiiliki bobot yang sama Ini berarti bahwa
ada beberapa konsep yang lebih inklusif dari pada konsep-konsep yang lain
d Ciri keempat peta konsep adalah tentang hierarki Bila dua atau lebih
konsep digambarkan di bawah suatu konsep yang lebih inklusif
terbentuklah suatu hierarki pada peta konsep itu Misalkan pada peta konsep
tentang pelajaran alat transportasi di mana dalam peta konsep alat
transportasi alat transportasi yang berupa kendaraan umum diklasifikasikan
menjadi bus minibus dan mikrolet jadi ketiga konsep itu digambarkan di
bawah satu konsep yang lebih inklusif yaitu kendaraan umum Dengan
demikian terbentuk suatu hierarki pada peta konsep itu
3) Kegunaan Peta Konsep
Dalam pendidikan peta konsep dapat diterapkan untuk berbagai tujuan
Baik bagi guru maupun siswa Adapun beberapa manfaat peta konsep
adalah sebagai berikut
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
mempunyai struktur teratur yang mungkin tidak secara otomatis terlihat oleh
para siswa terdapat tiga hal yang dapat dicapai dengan menggunakan
pengaturan awal yaitu (1) memberikan kerangka konseptual untuk belajar
yang bakal terjadi berikutnya (2) dapat mejadi penghubung antara
informasi yang sudah dimiliki siswa saat ini dengan informasi baru yang
akan diterima selanjutnya(3) sebagai jembatan penghubung sehingga
memperlancar proses pengkodean pada siswa
Beberapa peneliti (Barnes amp Clawson1975 Ausubel1978)
mengemukakan bahwa pengatur-pengatur awal belum pada umumnya
ditemukan menolong siswa belajar informasi faktual yang tidak diatur
dengan jelas atau materi pelajaran yang terdiri atas sejumlah besar topik-
topik yang terpisah-pisah Kozlow (1978) mengemukakan bahwa pengatur
awal bisa kurang efektif untuk bidang studi sains tetapi lebih efektif untuk
konsep-konsep klasifikasional dan untuk kelas yang lebih tinggi
2) Diferensiasi Progresif
Menurut Ausubel pengembangan konsep berlangsung paling baik bila bila
unsur-unsur yang paling umum paling inklusif dari suatu konsep
diperkenalkan terlebih dahulu dan kemudian baru diberikan hal-hal yang
lebih mendetail dan lebih khusus dari konsep itu Dengan kata lain model
belajar menurut Ausubel pada umumnya berlangsung dari umum ke khusus
Dengan menggunakan strategi ini guru mengajarkan konsep-konsep yang
paling inklusif terlebih dahulu kemudian konsep-konsep yang kurang
inklusif dan setelah itu baru mengajarkan hal-hal yang khusus Proses
penyusunan konsep semacam ini disebut diferensiasi progresif Menurut
Novak (1977) untuk menyusun kurikulum yang baik mula-mula diperlukan
analisis konsep-konsep dalam suatu bidang studi dan kemudian
diperhatikan hubungan-hubungan tertentu antara konsep-konsep ini
sehingga dapat diketahui konsep-konsep mana yang paling umum dan
superordinat dan konsep-konsep mana yang lebih khusus dan subordinat
Konsep yang telah diajarkan kepada siswa akan diterima dan di asosiasikan
dengan konsep yang ada dalam struktur kognitifnya kemudian konsep ini
akan mengalami deferensiasi Salah satu sebab mengapa pengajaran di
sekolah menjadi tidak efektif ialah karena pengembang kurikulum jarang
sekali memilih konsep-konsep yang akan diajarkan dan lebih-lebih lagi
jarang sekali mereka mencoba mencari hubungan-hubungan hierarkis yang
mungkin diantara konsep-konsep itu Novak seperti ahli-ahli pendidikan
lainnya menekankan bahwa fungsi pertama dari bersekolah adalah belajar
konsep Oleh karena itu kita harus memilih dari sekian banyak pengetahuan
itu konsep-konsep utama dan konsep subordinat yang akan kita ajarkan
kepada para siswa
3) Belajar Superordinat
Belajar superordinat terjadi bila konsep-konsep yang telah dipelajari
sebelumnya dikenal sebagai unsur-unsur dari suatu konsep yang lebih luas
lebih inklusif Hal yang sama terjadi bila anak belajar bahwa tomat buncis
wortel adalah semua sayuran dan setelah mereka belajar biologi dan
ditekankan konsep buah dan akar mereka belajar bahwa wortel adalah
semacam akar tanaman (plant root) tomat dan buncis adalah buah-buahan
tanaman ( plant fruit)Mungkin belajar superordinat tidak biasa terjadi di
sekolah sebab sebagian besar guru-guru dan buku-buku teks mulai dengan
konsep-konsep yang lebih inklusif tetapi kerap kali mereka gagal
memperlihatkan secara eksplisit hubungan-hubungan pada konsep-konsep
inklusif ini waktu dikemudian hari disajikan konsep-konsep khusus
subordinat
4) Penyesuaian Integratif
Seorang siswa kadang-kadang dihadapkan pada suatu kenyataan yang
disebut pertentangan kognitif Hal ini terjadi bila dua atau lebih nama
konsep digunakan untuk menyatakan konsep yang sama Untuk mengatasi
dan mengurangi sedapat mungkin pertentangan kognitif ini Ausubel
menyarankan suatu prinsip yang dikenal dengan prinsip penyesuaian
integratif atau rekonsiliasi integratif
Menurut Ausubel dalam mengajar bukan hanya urutan menurut
diferensiasi progresif yang diperhatikan melainkan juga harus diperlihatkan
bagaimana konsep-konsep baru dihubungkan dengan konsep-konsep
superordinat Untuk mencapai penyesuaian integratif materi pelajaran
hendaknya disusun sedemikian rupa sehingga kita menggerakkan hierarki-
hierarki konseptual ke atas dan ke bawah selama informasi disajikan
23 Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar Bermakna
Telah dikemukakan sebelumnya bahwa Ausubel sangat menekankan agar
para guru mengetahui konsep-konsep yang telah dimiliki para siswa supaya
belajar bermakna dapat berlangsung Tetapi Ausubel belum menyediakan
suatu alat atau cara bagi para guru yang dapat digunakan untuk mengetahui apa
yang telah diketahui para siswa Novak (1985) dalam bukunya learning how to
learn mengemukakan bahwa hal itu dapat dilakukan dengan menggunakan peta
konsep atau pemetaan konsep
1) Pengertian Peta Konsep
Dalam perkembangannya belajar bermakna dapat diterapkan dalam
berbagai cara pengajaran misalnya pengajaran dengan menggunakan peta
konsep Menurut Novak ( 1984 ) dan Gawith (1988) dikutip dari
httpanwarholilblogspotcom peta konsep adalah suatu istilah tentang
strategi yang digunakan guru untuk membantu siswa dalam
mengorganisasikan konsep yang telah dipelajari berdasarkan arti dan
hubungan antar komponennya Hubungan ini dikenal dengan proposisi
Proposisi adalah dua atau lebih konsep-konsep yang dihubungkan oleh kata-
kata dalam suatu unit semantik Dalam bentuknya yang paling sederhana
suatu peta konsep hanya terdiri atas dua konsep yang dihubungkan oleh satu
kata penghubung untuk membentuk suatu proposisi Misalnya rdquomobil itu
merahrdquo akan merupakan suatu peta konsep yang sederhana sekali terdiri
atas dua konsep yaitu mobil dan merah yang dihubungkan kata itu Oleh
karena belajar bermakna lebih mudah berlangsung bila konsep-konsep baru
dikaitkan pada konsep yang lebih inklusif maka peta konsep harus disusun
secara hierarki Ini berarti konsep yang lebih inklusif ada di puncak peta
Makin ke bawah konsep-konsep diurutkan makin menjadi lebih khusus
2) Ciri ndashciri Peta Konsep
Menurut Dahar ( 1988 153 dikutip dari httpanwarholililblogspotcom)
peta konsep memiliki beberapa ciri yaitu
a Suatu peta konsep memilik proposisi yaitu dua atau lebih konsep yang
dihubungkan oleh kata-kata dalam suatu semantik Pada peta konsep
tersebut terdapat proposisi-proposisi tertentu sehingga siswa lebih mudah
dan jelas dalam mempelajari suatu bidang studi
b Suatu peta konsep merupakan suatu gambar dua dimensi dari suatu bidang
studi atau suatu bagian dari bidang studi yang memperlihatkan hubungan-
hubungan proposisional antara konsep-konsep Hal inilah yang
membedakan yang membedakan belajar bermakna dari belajar dengan cara
mencatat pelajaran tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep
yang hanya memperlihatkan gambar satu dimensi saja
c Ciri yang ketiga yaitu mengenai cara menyatakan hubungan antara konsep-
konsep Tidak semua konsep memiiliki bobot yang sama Ini berarti bahwa
ada beberapa konsep yang lebih inklusif dari pada konsep-konsep yang lain
d Ciri keempat peta konsep adalah tentang hierarki Bila dua atau lebih
konsep digambarkan di bawah suatu konsep yang lebih inklusif
terbentuklah suatu hierarki pada peta konsep itu Misalkan pada peta konsep
tentang pelajaran alat transportasi di mana dalam peta konsep alat
transportasi alat transportasi yang berupa kendaraan umum diklasifikasikan
menjadi bus minibus dan mikrolet jadi ketiga konsep itu digambarkan di
bawah satu konsep yang lebih inklusif yaitu kendaraan umum Dengan
demikian terbentuk suatu hierarki pada peta konsep itu
3) Kegunaan Peta Konsep
Dalam pendidikan peta konsep dapat diterapkan untuk berbagai tujuan
Baik bagi guru maupun siswa Adapun beberapa manfaat peta konsep
adalah sebagai berikut
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
akan mengalami deferensiasi Salah satu sebab mengapa pengajaran di
sekolah menjadi tidak efektif ialah karena pengembang kurikulum jarang
sekali memilih konsep-konsep yang akan diajarkan dan lebih-lebih lagi
jarang sekali mereka mencoba mencari hubungan-hubungan hierarkis yang
mungkin diantara konsep-konsep itu Novak seperti ahli-ahli pendidikan
lainnya menekankan bahwa fungsi pertama dari bersekolah adalah belajar
konsep Oleh karena itu kita harus memilih dari sekian banyak pengetahuan
itu konsep-konsep utama dan konsep subordinat yang akan kita ajarkan
kepada para siswa
3) Belajar Superordinat
Belajar superordinat terjadi bila konsep-konsep yang telah dipelajari
sebelumnya dikenal sebagai unsur-unsur dari suatu konsep yang lebih luas
lebih inklusif Hal yang sama terjadi bila anak belajar bahwa tomat buncis
wortel adalah semua sayuran dan setelah mereka belajar biologi dan
ditekankan konsep buah dan akar mereka belajar bahwa wortel adalah
semacam akar tanaman (plant root) tomat dan buncis adalah buah-buahan
tanaman ( plant fruit)Mungkin belajar superordinat tidak biasa terjadi di
sekolah sebab sebagian besar guru-guru dan buku-buku teks mulai dengan
konsep-konsep yang lebih inklusif tetapi kerap kali mereka gagal
memperlihatkan secara eksplisit hubungan-hubungan pada konsep-konsep
inklusif ini waktu dikemudian hari disajikan konsep-konsep khusus
subordinat
4) Penyesuaian Integratif
Seorang siswa kadang-kadang dihadapkan pada suatu kenyataan yang
disebut pertentangan kognitif Hal ini terjadi bila dua atau lebih nama
konsep digunakan untuk menyatakan konsep yang sama Untuk mengatasi
dan mengurangi sedapat mungkin pertentangan kognitif ini Ausubel
menyarankan suatu prinsip yang dikenal dengan prinsip penyesuaian
integratif atau rekonsiliasi integratif
Menurut Ausubel dalam mengajar bukan hanya urutan menurut
diferensiasi progresif yang diperhatikan melainkan juga harus diperlihatkan
bagaimana konsep-konsep baru dihubungkan dengan konsep-konsep
superordinat Untuk mencapai penyesuaian integratif materi pelajaran
hendaknya disusun sedemikian rupa sehingga kita menggerakkan hierarki-
hierarki konseptual ke atas dan ke bawah selama informasi disajikan
23 Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar Bermakna
Telah dikemukakan sebelumnya bahwa Ausubel sangat menekankan agar
para guru mengetahui konsep-konsep yang telah dimiliki para siswa supaya
belajar bermakna dapat berlangsung Tetapi Ausubel belum menyediakan
suatu alat atau cara bagi para guru yang dapat digunakan untuk mengetahui apa
yang telah diketahui para siswa Novak (1985) dalam bukunya learning how to
learn mengemukakan bahwa hal itu dapat dilakukan dengan menggunakan peta
konsep atau pemetaan konsep
1) Pengertian Peta Konsep
Dalam perkembangannya belajar bermakna dapat diterapkan dalam
berbagai cara pengajaran misalnya pengajaran dengan menggunakan peta
konsep Menurut Novak ( 1984 ) dan Gawith (1988) dikutip dari
httpanwarholilblogspotcom peta konsep adalah suatu istilah tentang
strategi yang digunakan guru untuk membantu siswa dalam
mengorganisasikan konsep yang telah dipelajari berdasarkan arti dan
hubungan antar komponennya Hubungan ini dikenal dengan proposisi
Proposisi adalah dua atau lebih konsep-konsep yang dihubungkan oleh kata-
kata dalam suatu unit semantik Dalam bentuknya yang paling sederhana
suatu peta konsep hanya terdiri atas dua konsep yang dihubungkan oleh satu
kata penghubung untuk membentuk suatu proposisi Misalnya rdquomobil itu
merahrdquo akan merupakan suatu peta konsep yang sederhana sekali terdiri
atas dua konsep yaitu mobil dan merah yang dihubungkan kata itu Oleh
karena belajar bermakna lebih mudah berlangsung bila konsep-konsep baru
dikaitkan pada konsep yang lebih inklusif maka peta konsep harus disusun
secara hierarki Ini berarti konsep yang lebih inklusif ada di puncak peta
Makin ke bawah konsep-konsep diurutkan makin menjadi lebih khusus
2) Ciri ndashciri Peta Konsep
Menurut Dahar ( 1988 153 dikutip dari httpanwarholililblogspotcom)
peta konsep memiliki beberapa ciri yaitu
a Suatu peta konsep memilik proposisi yaitu dua atau lebih konsep yang
dihubungkan oleh kata-kata dalam suatu semantik Pada peta konsep
tersebut terdapat proposisi-proposisi tertentu sehingga siswa lebih mudah
dan jelas dalam mempelajari suatu bidang studi
b Suatu peta konsep merupakan suatu gambar dua dimensi dari suatu bidang
studi atau suatu bagian dari bidang studi yang memperlihatkan hubungan-
hubungan proposisional antara konsep-konsep Hal inilah yang
membedakan yang membedakan belajar bermakna dari belajar dengan cara
mencatat pelajaran tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep
yang hanya memperlihatkan gambar satu dimensi saja
c Ciri yang ketiga yaitu mengenai cara menyatakan hubungan antara konsep-
konsep Tidak semua konsep memiiliki bobot yang sama Ini berarti bahwa
ada beberapa konsep yang lebih inklusif dari pada konsep-konsep yang lain
d Ciri keempat peta konsep adalah tentang hierarki Bila dua atau lebih
konsep digambarkan di bawah suatu konsep yang lebih inklusif
terbentuklah suatu hierarki pada peta konsep itu Misalkan pada peta konsep
tentang pelajaran alat transportasi di mana dalam peta konsep alat
transportasi alat transportasi yang berupa kendaraan umum diklasifikasikan
menjadi bus minibus dan mikrolet jadi ketiga konsep itu digambarkan di
bawah satu konsep yang lebih inklusif yaitu kendaraan umum Dengan
demikian terbentuk suatu hierarki pada peta konsep itu
3) Kegunaan Peta Konsep
Dalam pendidikan peta konsep dapat diterapkan untuk berbagai tujuan
Baik bagi guru maupun siswa Adapun beberapa manfaat peta konsep
adalah sebagai berikut
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Menurut Ausubel dalam mengajar bukan hanya urutan menurut
diferensiasi progresif yang diperhatikan melainkan juga harus diperlihatkan
bagaimana konsep-konsep baru dihubungkan dengan konsep-konsep
superordinat Untuk mencapai penyesuaian integratif materi pelajaran
hendaknya disusun sedemikian rupa sehingga kita menggerakkan hierarki-
hierarki konseptual ke atas dan ke bawah selama informasi disajikan
23 Peta Konsep sebagai Penerapan Belajar Bermakna
Telah dikemukakan sebelumnya bahwa Ausubel sangat menekankan agar
para guru mengetahui konsep-konsep yang telah dimiliki para siswa supaya
belajar bermakna dapat berlangsung Tetapi Ausubel belum menyediakan
suatu alat atau cara bagi para guru yang dapat digunakan untuk mengetahui apa
yang telah diketahui para siswa Novak (1985) dalam bukunya learning how to
learn mengemukakan bahwa hal itu dapat dilakukan dengan menggunakan peta
konsep atau pemetaan konsep
1) Pengertian Peta Konsep
Dalam perkembangannya belajar bermakna dapat diterapkan dalam
berbagai cara pengajaran misalnya pengajaran dengan menggunakan peta
konsep Menurut Novak ( 1984 ) dan Gawith (1988) dikutip dari
httpanwarholilblogspotcom peta konsep adalah suatu istilah tentang
strategi yang digunakan guru untuk membantu siswa dalam
mengorganisasikan konsep yang telah dipelajari berdasarkan arti dan
hubungan antar komponennya Hubungan ini dikenal dengan proposisi
Proposisi adalah dua atau lebih konsep-konsep yang dihubungkan oleh kata-
kata dalam suatu unit semantik Dalam bentuknya yang paling sederhana
suatu peta konsep hanya terdiri atas dua konsep yang dihubungkan oleh satu
kata penghubung untuk membentuk suatu proposisi Misalnya rdquomobil itu
merahrdquo akan merupakan suatu peta konsep yang sederhana sekali terdiri
atas dua konsep yaitu mobil dan merah yang dihubungkan kata itu Oleh
karena belajar bermakna lebih mudah berlangsung bila konsep-konsep baru
dikaitkan pada konsep yang lebih inklusif maka peta konsep harus disusun
secara hierarki Ini berarti konsep yang lebih inklusif ada di puncak peta
Makin ke bawah konsep-konsep diurutkan makin menjadi lebih khusus
2) Ciri ndashciri Peta Konsep
Menurut Dahar ( 1988 153 dikutip dari httpanwarholililblogspotcom)
peta konsep memiliki beberapa ciri yaitu
a Suatu peta konsep memilik proposisi yaitu dua atau lebih konsep yang
dihubungkan oleh kata-kata dalam suatu semantik Pada peta konsep
tersebut terdapat proposisi-proposisi tertentu sehingga siswa lebih mudah
dan jelas dalam mempelajari suatu bidang studi
b Suatu peta konsep merupakan suatu gambar dua dimensi dari suatu bidang
studi atau suatu bagian dari bidang studi yang memperlihatkan hubungan-
hubungan proposisional antara konsep-konsep Hal inilah yang
membedakan yang membedakan belajar bermakna dari belajar dengan cara
mencatat pelajaran tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep
yang hanya memperlihatkan gambar satu dimensi saja
c Ciri yang ketiga yaitu mengenai cara menyatakan hubungan antara konsep-
konsep Tidak semua konsep memiiliki bobot yang sama Ini berarti bahwa
ada beberapa konsep yang lebih inklusif dari pada konsep-konsep yang lain
d Ciri keempat peta konsep adalah tentang hierarki Bila dua atau lebih
konsep digambarkan di bawah suatu konsep yang lebih inklusif
terbentuklah suatu hierarki pada peta konsep itu Misalkan pada peta konsep
tentang pelajaran alat transportasi di mana dalam peta konsep alat
transportasi alat transportasi yang berupa kendaraan umum diklasifikasikan
menjadi bus minibus dan mikrolet jadi ketiga konsep itu digambarkan di
bawah satu konsep yang lebih inklusif yaitu kendaraan umum Dengan
demikian terbentuk suatu hierarki pada peta konsep itu
3) Kegunaan Peta Konsep
Dalam pendidikan peta konsep dapat diterapkan untuk berbagai tujuan
Baik bagi guru maupun siswa Adapun beberapa manfaat peta konsep
adalah sebagai berikut
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
secara hierarki Ini berarti konsep yang lebih inklusif ada di puncak peta
Makin ke bawah konsep-konsep diurutkan makin menjadi lebih khusus
2) Ciri ndashciri Peta Konsep
Menurut Dahar ( 1988 153 dikutip dari httpanwarholililblogspotcom)
peta konsep memiliki beberapa ciri yaitu
a Suatu peta konsep memilik proposisi yaitu dua atau lebih konsep yang
dihubungkan oleh kata-kata dalam suatu semantik Pada peta konsep
tersebut terdapat proposisi-proposisi tertentu sehingga siswa lebih mudah
dan jelas dalam mempelajari suatu bidang studi
b Suatu peta konsep merupakan suatu gambar dua dimensi dari suatu bidang
studi atau suatu bagian dari bidang studi yang memperlihatkan hubungan-
hubungan proposisional antara konsep-konsep Hal inilah yang
membedakan yang membedakan belajar bermakna dari belajar dengan cara
mencatat pelajaran tanpa memperlihatkan hubungan antara konsep-konsep
yang hanya memperlihatkan gambar satu dimensi saja
c Ciri yang ketiga yaitu mengenai cara menyatakan hubungan antara konsep-
konsep Tidak semua konsep memiiliki bobot yang sama Ini berarti bahwa
ada beberapa konsep yang lebih inklusif dari pada konsep-konsep yang lain
d Ciri keempat peta konsep adalah tentang hierarki Bila dua atau lebih
konsep digambarkan di bawah suatu konsep yang lebih inklusif
terbentuklah suatu hierarki pada peta konsep itu Misalkan pada peta konsep
tentang pelajaran alat transportasi di mana dalam peta konsep alat
transportasi alat transportasi yang berupa kendaraan umum diklasifikasikan
menjadi bus minibus dan mikrolet jadi ketiga konsep itu digambarkan di
bawah satu konsep yang lebih inklusif yaitu kendaraan umum Dengan
demikian terbentuk suatu hierarki pada peta konsep itu
3) Kegunaan Peta Konsep
Dalam pendidikan peta konsep dapat diterapkan untuk berbagai tujuan
Baik bagi guru maupun siswa Adapun beberapa manfaat peta konsep
adalah sebagai berikut
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
a Menyelidiki Apa Yang Telah Diketahui Siswa
Belajar bermakna membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dari pihak
siswa untuk menghubungkan pengetahuan baru dengan konsep-konsep
relevan yang telah mereka miliki Untuk memperlancar proses ini baik guru
maupun siswa perlu mengetahui tempat awal konseptual Dengan
menggunakan peta konsep guru dapat melaksanakan apa yang telah
dikemukakan di atas dan dengan demikian para siswa diharapkan akan
mengalami belajar bermakna Salah satu pendekatan yang dapat digunakan
guru untuk maksud ini adalah dengan memilih satu konsep utama dari
pokok bahasan baru yang akan dibahas Para siswa diminta untuk menyusun
peta konsep yang memperlihatkan semua konsep yang dapat mereka kaitkan
pada konsep utama serta memperlihatkan pula hubungan-hubungan antara
konsep-konsep yang mereka gambar itu
b Mempelajari Cara Belajar
Bila seorang siswa dihadapkan dari suatu bab dari suatu buku pelajaran ia
tidak akan begitu saja memahami apa yang dibacanya Untuk menyusun
peta konsep dari isi bab itu ia akan berusaha untuk mengeluarkan konsep-
konsep dari apa yang dibacanya menempatkan konsep yang paling inklusif
pada puncak peta konsep yang dibuatnya kemudian mengurutkan konsep-
konsep yang lain yang kurang inklusif Lalu ia akan mencari kata-kata
penghubung untuk mengkaitakan konsep-konsep itu menjadi propsisi-
proposisi yang bermakna Jadi peta konsep berfungsi menolong siswa
mempelajari cara belajar
c Mengungkapkan Konsepsi Salah
Peta konsep dapat pula mengungkapkan konsepsi salah (misconseption)
yang terjadi pada siswa Konsepsi salah biasanya timbul karena terdapat
kaitan antara konsep-konsep yang mengakibatkan proposisi yang salah
Suatu konsepsi salah dijumpai pada siswa misalnya ketika mereka melihat
zat padat atau zat cair terbentuk dari molekul-molekul yang padat atau
molekul berupa air Tetapi setelah mereka menyadari bahwa molekul-
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
molekul dikelilingi oleh ruang kosong dan bahwa tingkat wujud
dihubungkan suhu dan pola ikatan antara molekul-molekul maka merek
menyesuaikan pendapat baru mereka es berubah menjadi cair bila
dipanaskan bukan karena molekul-molekulnya berubah yaitu dari padat
menjadi cair melainkan karena ikatan-ikatan antara molekul-molekulnya
terputus
d Alat Evaluasi
Selama ini alat evaluasi yang dikenal siswa maupun guru adalah berbentuk
tes objektif dan tes esay tetapi terdapat suatu tes lain yang dapat digunakan
sebagai alat evaluasi yaitu peta konsep Dengan menggunakan peta konsep
guru dapat mengetahui seberapa besar pemahaman siswa terhadap materi
pelajaran yang diberikan
4) Menyusun Peta Konsep
Peta konsep memegang peranan penting dalam belajar bermakna Oleh
karena itu setiap siswa pandai untuk menyusun peta konsep untuk
meyakinkan bahwa pada siswa itu telah berlangsung belajar bermakna Ada
beberapa langkah yang harus diikuti dalam pembuatan peta konsep yaitu
sebagai berikut
a Pilihlah suatu bacaan dari buku pelajaran
b Tentukan konsep-konsep yang relevan dari topic yang sudah atau akan
diajarkan
c Urutkan konsep-konsep itu dari yang paling inklusif ke yang paling tidak
inklusif atau contoh-contoh
d Susunlah konsep-konsep itu di atas kertas mulai dengan konsep yang paling
inklusif di puncak ke konsep yang paling tidak inklusif secara berurutan dari
atas ke bawah
e Hubungkanlah konsep-konsep itu dengan kata atau kata-kata penghubung
sehingga menjadi suatu peta konsep
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Contoh peta konsep dapat dilihat pada gambar berikut
Untuk Contoh Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) dengan berbasis teori Belajar bermakna disajikan sebagai berikut
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
BERBASIS TEORI BELAJAR BERMAKNA
Mata Pelajaran Fisika
KelasSemester XISatu
Peminatan MIA
Materi Pokok Usaha dan Energi
Alokasi Waktu 4 x 3 JP
A Kompetensi Inti (KI)
KI 1 Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 Mengembangkan perilaku (jujur disiplin tanggungjawab peduli santun
ramah lingkungan gotong royong kerjasama cinta damai responsif dan
pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai
permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan
sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa
dalam pergaulan dunia
KI 3 Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual konseptual prosedural
dalam ilmu pengetahuan teknologi seni budaya dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan kebangsaan kenegaraan dan peradaban terkait
fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuan prosedural pada
bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk
memecahkan masalah
KI 4 Mengolah menalar dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
B Kompetensi Dasar
11 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad
raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
21 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu objektif jujur
teliti cermat tekun hati-hati bertanggung jawab terbuka kritis kreatif
inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan melaporkan dan
berdiskusi
31 Menganalisis konsep energi usaha hubungan usaha dan perubahan energi
dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak
dalam kejadian sehari-hari
41 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya dan kekekalan energi
C Indikator Pencapaian Pembelajaran
1 Menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan sehari-hari
2 Menjelaskan konsep energi kinetik
3 Menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan energi potensial
pegas
4 Menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
5 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetik
6 Menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi potensial
7 Menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui project
kelompok
8 Menyajikan produk dari project kelompok melalui presentasi
kelompok
D Tujuan Pembelajaran
Melalui proses mengamati menanya mencoba menalar dan mengomunikasikan
peserta didik dapat
1 Siswa mampu menjelaskan konsep energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep energi kinetik melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
3 Siswa mampu menjelaskan konsep energi potensial gravitasi dan
energi potensial pegas melalui project kelompok dan presentasi
kelompok
4 Siswa mampu menjelaskan konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari melalui mengamati demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
5 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
kinetik melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
6 Siswa mampu menjelaskan hubungan usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi kelompok dan presentasi
kelompok
7 Siswa mampu menerapkan konsep hukum kekekalan energi mekanik
untuk memecahkan masalah dalam kehidupan sehari-hari melalui
project kelompok
8 Siswa mampu menyajikan produk dari project kelompok melalui
presentasi kelompok
E Materi Pembelajaran
A ENERGI
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi Energi
merupakan kemampuan untuk melakukan usaha Apabila ada beberapa sistem
kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua energi
akan dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil
bergerak Anak itu melakukan usaha pada mobil sebagian usaha digunakan untuk
bergerak atau menjadi tenaga gerak sebagian digunakan untuk mengatasi gesekan
pada lantai sebagian menjadi tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda
mobil dan lantai Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang
karena digunakan untuk mendorong mobil Energi berpindah dari tenaga kimia
menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan Energi total sebuah sistem dan
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
lingkungannya tidak akan berubah tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi
saja
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannyadan
juga energi potensial yaitu tenaga karena konfigurasinya Kita juga akan
mempelajari hukum kekekalan tenaga serta bagaimana energi potensial berubah
menjadi energi kinetik dan sebaliknya
B USAHA
Apakah usaha itu Kita sering mendengar istilah usaha misalnya Tuti
melakukan usaha yang besar agar lulus ujian Usaha yang dilakukan Rudi untuk
mendorong lemari 5 Joule Ternyata pengertian usaha dalam Fisika berbeda
dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari Usaha dapat
ditimbulkan oleh gaya yang konstan dan juga gaya yang tidak konstan
Toni mendorong sebuah balok dia mengerahkan gaya konstan sebesar F
Newton ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F Kita bisa
menghitung besarnya usaha W adalah
Apabila pergeseran tidak searah dengan arah maka yang akan kita
gunakan adalah komponen gaya pada arah pergeseran Masih ingatkah kalian
tentang perkalian antara dua buah vektor Gaya adalah besaran vektor dan
pergeseran juga besaran vektor akan tetapi usaha adalah besaran skalar Usaha
adalah perkalian saklar antara vektor dengan vektor pergeseran Usaha akan
maksimal bila memiliki arah yang sama dengan pergeseran usaha akan nol (0)
bila gaya yang dikerahkan tegak lurus dengan pergeseran Sebagai contoh pada
kasus Toni mendorong balok karena pergeseran searah dengan maka besarnya
usaha adalah besar dikalikan besar pergeseran s atau
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Gaya mengakibatkan pergeseran sejauh S Besar gaya F akan mengalami
perpindahan sebesar maka besarnya usaha adalah
Satuan dari usaha adalah satuan gaya kali jarak atau Newton meter dalam SI 1
Newton meter = 1 joule Satuan usaha umumnya adalah joule Usaha bernilai (+)
jika searah dan bernilai (-) jika berlawanan arah dengan
C ENERGI KINETIK
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F yang konstan Benda
tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm yang konstan dengan arah sama
dengan arah gaya Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya Bila arah gaya kita misalkan pada arah
x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 (x = 0) dan selama t detik kecepatannya
berubah dari maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
dan
Usaha yang dilakukan adalah
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga
kinetik benda seringkali diberi simbol K adalah tenaga kinetik awal
dan adalah tenaga kinetik akhir
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak hanya satu bisa 2 atau
3 gaya bekerja pada benda yang sama Usaha total yang dilakukan adalah usaha
karena seluruh gaya yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto
yang bekerja pada benda Persamaan (5) berlaku dengan F adalah gaya total
Dengan demikian dari persamaan (5) di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi
kinetik benda tersebut Satuan energi kinetik sama dengan satuan usaha yaitu
Joule
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik benda
Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda Hal ini sering
disebut sebagai teorema usaha dan energi
Apabila energi kinetik akhir partikel lebih besar dari energi kinetik awal
maka usaha dilakukan oleh resultan gaya pada partikel itu Bagaimana bila energi
kinetiknya berkurang Atau bila tenaga kinetik akhir lebih kecil dari tenaga
kinetik awal Apabila terjadi demikian berarti usaha yang dilakukan pada benda
oleh resultan gaya berharga negatif Pergeseran dan gaya resultannya berlawanan
arah Dapat dikatakan jika sebuah benda yang memiliki energi gerak kemudian
dia melakukan usaha maka gerakannya akan semakin lambat berarti ia akan
kehilangan energinya
D ENERGI POTENSIAL
1 Energi Potensial Pegas
Mari kita lihat sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas sebesar k
Pada ujung pegas diikat sebuah balok bermassa m diletakkan di lantai yang licin
Massa pegas jauh lebih kecil daripada massa balok Balok ditarik sehingga
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
panjangnya bertambah sebesar x secara perlahan-lahan dengan kecepatan konstan
Bagaimana usahanya
Gaya yang dikerahkan pegas di samping besarnya F = kx arahnya ke kiri
gaya dari luar besarnya F = kx arahnya luar ke kanan Gaya total antara gaya
pegas dan gaya luar bernilai nol dan balok bergerak dengan kecepatan konstan
Besarnya gaya yang kita kerahkan untuk mengubah panjang pegas dengan balok
bergerak dengan kecepatan konstan adalah sama dengan gaya pegas tetapi
arahnya berlawanan Balok yang bergerak dengan kecepatan konstan maka total
gayanya nol sehingga gaya dari luar sama besar tetapi berlawanan arah dengan
gaya pegas
Pegas dan balok membentuk sebuah sistem yang kita kenal sebagai sistem pegas
balok
Usaha yang dilakukan oleh gaya luar adalah
Usaha yang dilakukan oleh pegas
Usaha yang dikerjakan pada balok adalah usaha pegas ditambah usaha dari
gaya luar usaha totalnya adalah nol Dengan demikian perubahan energi kinetik
sistem sebesar 0 atau tidak ada perubahan energi kinetik Usaha total yang
dikerahkan pada sistem pegas massa adalah W luar Bedakanlah antara usaha
yang dilakukan pada balok dan usaha yang dikerjakan pada sistem massa pegas
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Dengan adanya usaha dari luar posisi balok berubah atau terjadi perubahan
konfigurasi Energi yang berkaitan dengan posisi atau konfigurasi disebut energi
potensial Usaha dari luar pada sistem balok pegas di atas tidak menghasilkan
perubahan energi kinetik tetapi disimpan sebagai tenaga potensial Berapa energi
potensial akibat gaya luar yang kita keluarkan Setiap balok yang bergerak
posisinya akan berubah dan energi potensialnya juga berubah Besarnya
perubahan energi potensial sama dengan usaha yang dilakukan oleh gaya luar
yaitu 1frasl2 kx Bila energi potensial kita sebut U maka kita dapat menuliskan
Saat balok di x =0kita anggap tenaga potensialnya 0maka energi potensial pada
sistem pegas massa
Sekarang kita mengetahui energi potensial sistem pada pada setiap posisi balok
dengan menggunakan persamaan (10) di atas Energi potensial maksimal akan
dicapai saat balok meregang pada jarak maksimal Semakin jauh balok kita tarik
energi potensial akan semakin besar Bagaimana bila balok kita dorong sehingga
pegas tertekan Bila pegas tertekan sejauh -x maka energi potensial sistem bisa
kita cari dengan persamaan (10) hasilnya akan sama dengan balok yang kita
regangkan sejauh x Jadi energi potensial sistem akan tercapai saat balok tertekan
maksimal teregang maksimal
Jika setelah kita regangkan lalu balok kita lepaskan apa yang akan terjadi Balok
yang kita lepaskan tidak mempunyai gaya luar yang bekerja pada sistem Gaya
yang bekerja pada balok hanyalah gaya pegas yang berarti gaya pada sistem itu
sendiri Balok yang telah kita regangkan sehingga sistem memiliki energi
potensial Jika kita lepas balok bergerak menuju titik x = 0dengan demikian
energi potensial berkurang Ke mana perginya energi potensial tersebut Energi
potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik karena balok bergerak atau
memiliki kecepatan menuju x = 0 Saat balok di posisi x energi kinetik balok
adalah nol karena balok diam Saat balok mencapai titik x = 0 energi potensialnya
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
telah berkurang dan energi kinetiknya bertambah Besarnya pengurangan energi
potensial sama dengan penambahan energi kinetik sehingga kita dapat menuliskan
sebagai
Mari kita tinjau gerakan balok selanjutnya setelah balok sampai di titik x = 0
balok ternyata tetap bergerak sampai pegas tertekan maksimum kemudian balok
diam sesaat lalu bergerak berlawanan arah dengan semula kembali menuju titik x
= 0 Saat balok menjauhi titik x = 0 menuju titik pegas tertekan maksimum energi
potensial membesar dan energi kinetiknya berkurang Besarnya pengurangan
energi kinetik sama dengan kenaikan energi potensial
Bagaimana kaitan antara perubahan energi potensial dengan kerja yang dilakukan
pada sistem Kita telah mendapatkan usaha yang dilakukan pada sistem akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik sebesar 1113098K Dari persamaan (6) dan
persamaan (11) kita dapatkan
atau
Usaha yang dilakukan oleh pegas pada balok sama dengan pengurangan
tenaga potensial Usaha yang dilakukan pegas pada balok adalah usaha yang
dilakukan oleh sistem W pada persamaan (12) di atas adalah usaha yang
dilakukan oleh gaya yang berada pada sistem bukan berasal dari gaya luar
Kita telah menurunkan energi potensial dengan menggunakan usaha dari
luar Sekarang kita dapat mencari energi potensial dengan menggunakan usaha
yang dilakukan oleh sistem yang berarti menggunakan gaya pada sistem itu
sendiri dengan menggunakan persamaan (12)
2 ENERGI POTENSIAL GRAVITASI
Contoh lain tentang energi potensial adalah energi potensial gravitasi Kita akan
membahasnya pada contoh berikut ini
Kita ambil sebuah permisalan buah apel yang jatuh dari pohonnya dengan
ketinggian h meter Bagaimana perubahan energi potensialnya dan perubahan
energi kinetiknya Berapa energi kinetik apel saat sampai di permukaan tanah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi gaya yang bekerja dalam
sistem adalah gaya gravitasi bumi Energi kinetik mula-mula adalah 0 karena apel
masih tergantung di pohon Apel mencapai permukaan tanah dengan kecepatan
sebut saja maka energi kinetiknya saat di tanah adalah K dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah Energi potensial berubah sesuai dengan
perubahan energi kinetiknya Apabila perubahan energi kinetiknya membesar
maka perubahan energi potensialnya mengecil Dengan demikian energi potensial
saat apel masih di pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah
sampai di tanah
Apabila percepatan gravitasi tidak berubah besarnya untuk ketinggian yang kecil
maka gaya gravitasi yang dikerjakan bumi kepada apel sebesar F = - mg Arah
gaya ke bawah atau menuju permukaan tanah
Usaha yang dikerjakan bumi pada apel adalah
Kerja bernilai positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran yaitu ke
bawah
Apel jatuh dari pohon dengan ketinggian h Usaha yang dilakukan gaya gravitasi
positif karena arah gaya sama dengan arah pergeseran apel yaitu ke bawah
Perubahan tenaga potensial apel Tenaga potensial di permukaan
tanah bisa dianggap 0
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Up= energi potensial di permukaan tanah maka tenaga potensial saat apel berjarak
h adalah
Dari kasus ini kita bisa mendapatkan tenaga potensial sebuah benda yang berada
pada permukaan bumi berbanding lurus dengan massa dan ketinggiannya
Perubahan tenaga kinetiknya sehingga
Kp adalah energi kinetik di permukaan tanah Karena energi kinetik mula-mula
adalah nol maka energi kinetik saat sampai di permukaan tanah adalah
E KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Kita sudah membahas bahwa perubahan energi potensial pada suatu sistem
sama dengan perubahan energi kinetik sistem itu tapi berlawanan tanda sehingga
jumlah kedua berubahan tersebut adalah 0 Dengan kata lain jumlah energi
potensial dan energi kinetik sistem adalah konstan Kita dapat menuliskannya
sebagai
atau
Mari kita tinjau ruas kanan nilai v0 dan U(0) hanya bergantung pada keadaan awal
jadi selama terjadi gerakan besarnya konstan Dengan demikian besarnya jumlah
energi kinetik dan energi potensial di ruas kiri juga konstan selama terjadi
gerakan Persamaan (14) disebut sebagai hukum kekekalan energi mekanik
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Energi mekanis adalah hasil penjumlahan antara energi potensial dengan energi
kinetik
Hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem pegas-massa adalah
Sedang hukum kekekalan energi mekanik untuk sistem gravitasi bumi adalah
E Metode Pembelajaran
Demonstrasi
Eksperimen
Diskusi kelompok
Tanya jawab
Project kelompok
F Model Pembelajaran
Model pembelajaran Projects Base Learning (PjBL)
F Media Alat dan Sumber Belajar
Media cetak dan elektronik (internet)
demonstrasi lingkungan sekitar peserta didik
Alat bidang miring bola kelereng pegas mistar stopwatch
Sumber Belajar buku pegangan Fisika jilid 2 Buku Fisika Penunjang
Aktifitas Peserta didik mechanics 1 dan 2 dan hands out
G Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran
Pertemuan Kesatu
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Merefleksi hasil kompetensi (KD)
20 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
sebelumnya tentang hukum newton
Menjelaskan kaitan usaha dengan hukum
Newton (KD sebelumnya) dan gerak
getaran harmonis (KD yang akan datang)
Menyampaikan tujuan pembelajaran yaitu
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi dan contoh dalam kehidupan
sehari-hari melalui tanya jawab
2 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi kinetik melalui project kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan konsep
energi potensial gravitasi dan energi
potensial pegas melalui project
kelompok dan presentasi kelompok
Bertanya dan menagih secara lisan tugas
baca mencari informasi tentang energi
melalui berbagai sumber (buku internet
atau modul dan observasi lapangan)
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan bertanya
Peserta didik diberikan permasalahan
tentang bentuk-bentuk energi yang ada di
sekitar kehidupan sehari-hari
3 siswa diberikan kesempatan untuk
mengajukan pendapat dan peserta didik lain
diberikan kesempatan untuk menyanggah
atau menguatkan yang nantinya pendapat-
pendapat atas masalah diawal yang muncul
akan menjadi bahan dalam kerja kelompok
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
StrategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
Kegiatan
Proses produksi
Kegiatan
selanjutnya
Guru menilai keterampilan peserta didik
bertanya dan berdiskusi lisan
Mencoba
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil
masing-masing terdiri atas 5 orang
Tiap kelompok diberikan tugas untuk
merencanakan sendiri sebuah project
peragaan tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial berupa demonstrasi
sederhana dengan alat dan bahan yang telah
disediakan Yaitu bidang miring kelereng
pegas mistar stopwatch (LKS 1)
Setiap kelompok diberikan kesempatan
untuk mencari sumber informasi dan
referensi untuk membantu merancang
project Setiap kelompok melakukan diskusi
dan yang memiliki kesulitan bisa melakukan
bimbingan kepada guru
Setiap kelompok setelah melakukan
perencanaan project dan bimbingan
seperlunya bisa melanjutkan ketahap
pengerjaan menyusun project demonstrasi
sesuai dengan petunjuk (LKS 1)
Setelah menyelesaikan peserta didik
melakukan bimbingan dengan guru untuk
persiapan akhir
Guru menilai sikap peserta didik dalam
kerja kelompok dan kemampuan
menerapkan konsep dan prinsip dalam
pemecahan masalah dan keterampilan
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mencoba instruksi kerja dan kreatifitas
dalam memecahkan masalah
Mengasosiasi dan Mengkomunikasikan
Wakil kelompok maju kedepan dan
menunjukkan peragaan berupa demonstrasi
sederhana tentang konsep energi kinetik dan
energi potensial
2 siswa dari kelompok lain memberikan
pendapat maupun pertanyaan tentang
peragaan dari kelompok yang presentasi
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaian informasi didepan umum dan
menyampaikan pendapat secara benar
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan
pengertian energi konsep energi kinetik dan
energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi energi energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik dibagi menjadi 3 kelompok
yang tiap kelompok diberikan tugas untuk
membuat project makalah tiap kelompok
dengan masalah
1 konsep usaha dan contohnya dalam
kehidupan sehari-hari
2 hubungan usaha dengan perubahan
energi kinetik
3 hubungan usaha dengan perubahan
energi potensial
30 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
dikerjakan selama satu minggu dan hasil
kerja project kelompok dipresentasikan
pada pertemuan minggu depan
Pertemuan Kedua
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menjelaskan konsep
usaha dan contohnya dalam kehidupan
sehari-hari melalui mengamati
demonstrasi diskusi kelompok dan
presentasi kelompok
2 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik
melalui demonstrasi diskusi kelompok
dan presentasi kelompok
3 Siswa mampu menjelaskan hubungan
usaha dengan perubahan energi
potensial melalui demonstrasi diskusi
kelompok dan presentasi kelompok
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati dan Menanya
Peserta didik diberikan demonstrasi
sebagai berikut
1 Guru mendorong tembok
2 Guru mendorong meja hingga bergeser
3 Guru mendorong menarik mobil-mobilan
85 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
Strategi
Alternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Proses Produksi
dengan neraca pegas sehingga pada saat
menarik mobil-mobilan neraca
memperlihatkan skala tertentu
4 Guru mengangkat sebuah pas dari
ketinggian lantai ke ketinggian tertentu
Peserta didik diberikan masalah untuk
menganasilis dan menjelaskan fenomena
yang terjadi pada demonstrasi pada akhir
presentasi materi tiap kelompok dengan
pembagian tugas sebagai berikut
Demonstrasi 1 dan 2 untuk kelompok yang
membahas konsep usaha dan contohnya
dalam kehidupan sehari-hari demonstrasi 3
untuk kelompok yang membahas hubungan
usaha dengan perubahan energi kinetik dan
demonstrasi 4 untuk kelompok yang
membahas hubungan usaha dengan
perubahan energi potensial
Asosiasi
Tiap kelompok yang telah dibentuk
melakukan diskusi kelompok untuk
membahas dan memecahkan masalah yang
telah diberikan diawal dan menyiapkan
presentasi materi yang ditugaskan
pertemuan sebelumnya
Setiap kelompok membuat sebuah karya
tulis pendek yang isinya adalah pemecahan
masalah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
mengkomunikasikan
setiap kelompok diwakili oleh seorang
siswa melakukan presentasi materi dan
pemecahan masalah fenomena
5 anggota dari kelompok lain diberikan
kesempatan untuk bertanya menyanggah
ataupun membantah yang disampaikan
kelompok lain dalam diskusi kelas
Guru menilai kemampuan siswa dalam
menyampaikan informasi dan berdiskusi
dengan ilmiah sopan dan santun
Evaluasi
Penutup
Bersama peserta didik menyimpulkan usaha
dan hubungannya dengan perubahan energi
kinetik dan energi potensial
Peserta didik diberikan tes self-evalution
pemahaman tentang materi usaha usaha
sebagai perubahan energi kinetik dan usaha
sebagai perubahan energi potensial
Peserta didik diberikan tentang rencana dan
teknis pembelajaran di luar kelas yaitu studi
lapangan ke tempat peternakan ikan
masyarakat yang dekat dengan mata air
yang memiliki debit air besar
Peserta didik diberikan tugas membaca
materi tentang kekekalan energi mekanik
untuk pertemuan selanjutnya
30 menit
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Pertemuan Ketiga
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Menagih dan mengingatkan tugas baca
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menerapkan konsep hukum
kekekalan energi mekanik untuk
memecahkan masalah dalam kehidupan
sehari-hari melalui project kelompok
Mengingatkan kembali teknis
pembelajaran studi lapangan pertemuan
kali ini untuk kelancaran dan kesuksesan
proses pembalajaran
20 menit
Identifikasi
Masalah Riil
Kegiatan Inti
Mengamati
Peserta didik diberikan masalah bahwa di
kawasan ini kelompok masyarakat tambak
ikan mengalami kesulitan energi listrik
karena jauh dari jangkauan pemukiman
Namun disisi lain sumber air bersih di sini
sangatlah melimpah yaitu mata air yang
memiliki debit air yang besar dan berada
pada posisi yang lebih tinggi dari tempat
tambak ikan Maka carilah solusi
bagaimana memanfaatkan air dari mata air
yang mengalir deras tersebut untuk
memenuhi energi listrik di sini (LKS 2)
Menanya
Memberikan kesempatan kepada peserta
100
menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Perumusan
strategiAlternatif
Pemecahan
Masalah
Perancangan
Produk
Perancangan
kegiatan
Proses
Produksikegiatan
didik untuk bertanya tentang situasi
keadaan klu tentang project yang mesti
dikerjakan
Mencoba dan mengasosiasi
Peserta didik dibagi menjadi beberapa
kelompok dengan anggota 8 orang tiap
kelompok
Tiap kelompok memiliki masalah yang
sama yaitu masalah yang diungkapkan
diawal
Setiap kelompok melakukan diskusi guna
merumuskan alernatif pemecahan masalah
Dengan kesempatan melakukan bimbingan
terhadap guru
Setiap kelompok melakukan investigasi
daerah sekitar baik sumber air tempat
sumber dengan tempat yang membutuhkan
energi listrik dan sebagainya
Setiap kelompok langsung membuat
perencanaan awal tentang project yang
akan menjadi pemecahan masalah melalui
diskusi kelompok dan bimbingan dengan
guru
Guru menilai sikap ilmiah keingin tahuan
serta kerja kelompok dalam memecahkan
masalah
Mengkomunikasikan
Setiap perwakilan diberikan kesempatan
mengungkapkan rencana awal project yang
menjadi pemecahan masalah untuk
mendapat masukkan dari guru
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Presentasi
Evaluasi
Penutup
Peserta didik diberikan tugas untuk
menyelesaikan project kelompok berupa
laporan rancangan project pemecahan
masalah yang akan dipresentasikan pada
pertemuan minggu depan
Peserta didik diberikan pengarahan terakhir
guna mengakhiri studi lapangan dan
kembali ke sekolah
15 menit
Pertemuan Keempat
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
Mengumpulkan laporan rancangan project
kelompok pemecahan masalah
Menyampaikan tujuan pembelajaran
1 Siswa mampu menyajikan produk dari
project kelompok melalui presentasi
kelompok
20 menit
Presentasi
Kegiatan Inti
Mengomunikasikan
Setiap wakil kelompok mempresentasikan
project kelompok yang mereka rancang
Peserta didik dari kelompok lain diberikan
kesempatan bertanya tentang project
kelompok yang dipresentasikan
65 menit
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Fase Rincian Kegiatan Waktu
Guru menilai kemampuan menyaji serta
komunikasi dan kesopanan dalam
komunikasi lisan
Evaluasi
Penutup
Setiap laporan diberikan masukan dan
diluruskan jika ada miskonsepsi dan salah
persepsi
Peserta didik diberikan self-evaluation
tentang kekekalan energi mekanik
Memberikan tugas baca untuk pertemuan
berikutnya tentang getaran harmonis
50 menit
Penilaian
1 Mekanisme dan prosedur
Penilaian dilakukan dari proses dan hasil Penilaian proses dilakukan melalui
observasi kerja kelompok kinerja presentasi dan laporan tertulis Sedangkan
penilaian hasil dilakukan melalui tes tertulis
2 Aspek dan Instrumen penilaian
Instrumen observasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus utama
pada aktivitas dalam kelompok tanggungjawab dan kerjasama
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan dengan fokus
utama pada aktivitas peran serta kualitas visual presentasi dan isi presentasi
Instrumen laporan praktik menggunakan rubrik penilaian dengan fokus utama
pada kualitas visual sistematika sajian data kejujuran dan jawaban
pertanyaan
Instrumen tes menggunakan tes tertulis uraian danatau pilihan ganda
3 Contoh Instrumen (Terlampir)
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah
Singaraja Desember 2013
Mengetahui Kepala SMA Guru Mata Pelajaran
Fisika
NIP NIP
Catatan Kepala Sekolah