memformulasikan pengaruh torsi pada sebuah benda web viewrencana pelaksanaan pembelajaran ( rpp )...
TRANSCRIPT
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN( RPP )
Sekolah : SMA N 1 Cangkringan.Kelas / Semester : XI (Sebelas) / Semester 2Mata Pelajaran : FISIKA
Standar Kompetensi2. Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam
menyelesaikan masalah
Kompetensi Dasar2.1 Menformulasikan hubungan antara konsep torsi, momentum sudut, dan
momen inersia, berdasarkan hukum II Newton serta penerapannya dalam masalah benda tegar
Indikator Pencapaian Kompetensi1. Memformulasikan pengaruh torsi pada sebuah benda dalam kaitannya
dengan gerak rotasi benda tersebut.2. Mengungkap analogi hukum II Newton tentang gerak translasi dan gerak
rotasi3. Menggunakan konsep momen inersia untuk berbagai bentuk benda tegar4. Memformulasikan hukum kekekalan momentum sudut pada gerak rotasi.5. Menerapkan konsep titik berat benda dalam kehidupan sehari-hari
A. Tujuan Pembelajaran Peserta didik dapat:
1. Memformulasikan pengaruh torsi pada sebuah benda dalam kaitannya dengan gerak rotasi benda tersebut.
2. Mengungkap analogi hukum II Newton tentang gerak translasi dan gerak rotasi
3. Menggunakan konsep momen inersia untuk berbagai bentuk benda tegar4. Memformulasikan hukum kekekalan momentum sudut pada gerak rotasi.5. Menerapkan konsep titik berat benda dalam kehidupan sehari-hari
Karakter siswa yang diharapkan : Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Ko-
munikatif, Tanggung Jawab. Kewirausahaan / Ekonomi Kreatif :
Percaya diri, Berorientasi tugas dan hasil.
B. Materi Pembelajaran
Keseimbangan benda tegar dan titik beratKeseimbangan Partikel (Keseimbangan Benda Tegar)
Suatu partikel dikatakan dalam keadaan setimbang apabila resultan gaya yang
bekerja pada partikel sama dengan nol.
∑ F=0
Apabila partikel pada bidang xy, maka syarat kesetimbangan adalah resultan gaya
pada komponen sumbu x dan sumbu y sama dengan nol.
∑ F x=0
∑ F y=0
Berdasarkan Hukum I Newton, jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama
dengan nol, maka percepatan benda menjadi nol. Artinya, bahwa partikel dalam keadaan
diam atau bergerak dengan kecepatan tetap. Apabila partikel dalam keadaan diam disebut
mengalami
kesetimbangan statis, sedangkan jika bergerak dengan kecepatan tetap disebut
kesetimbangan dinamis.
Benda tegar adalah benda yang apabila dipengaruhi gaya-gaya tidak mengalami
perubahan bentuk. Meskipun benda berotasi namun bentuknya tetap sehingga jarak antara
partikel-partikelnya tetap.
Kopel (Keseimbangan Benda Tegar)
Kopel adalah pasangan dua buah gaya yang sejajar, sama besar, dan arahnya
berlawanan. Pengaruh kopel terhadap sebuah benda adalah memungkinkan benda berotasi.
Besarnya kopel dinyatakan dengan momen kopel yang merupakan hasil kali antara gaya
dengan jarak antara kedua gaya tersebut.
Secara matematis dituliskan:
M = F.d
dengan:
M= momen kopel (Nm)
F = gaya (N)
d = jarak antara gaya (m)
Titik Berat (Keseimbangan Benda Tegar)
Setiap benda terdiri atas titik-titik materi atau partikel yang masing-masing
memiliki berat. Resultan dari seluruh berat partikel disebut gaya berat benda. Titik tangkap
gaya berat merupakan titik berat benda.
Dinamika rotasi– Momen Gaya (Torsi)
Momen gaya atau torsi adalah sesuatu yang menyebabkan benda untuk berotasi atau
berputar momen gaya atau torsi. Momen gaya didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya
dengan jarak titik ke garis kerja gaya pada arah tegak lurus, maka besarnya momen
gaya adalah:
τ=F .d=F .r sin α …………………. (1)
dengan:
τ = momen gaya (Nm)
F = gaya yang bekerja (N)
r = jarak atau lengan (m)
Momen gaya merupakan besaran vektor, sehingga persamaan (1) dapat dinyatakan
dalam bentuk:
τ=r × F ………………….. (2)
Momen gaya total pada suatu benda yang disebabkan oleh dua buah gaya atau lebih
yang bekerja terhadap suatu proses dirumuskan:
∑ τ=τ1+ τ2+τ3+…+ τn
– Momen Inersia (Momen Kelembaman)
Momen inersia menyatakan bagaimana massa benda yang berotasi didistribusikan di
sekitar sumbu rotasinya. Momen inersia partikel tersebut merupakan hasil kali massa
partikel dengan kuadrat jaraknya dari sumbu rotasi. Secara matematis dirumuskan:
I = m.r 2
dengan:
I = momen inersia (kgm2)
m = massa benda (kg)
r = jarak partikel dari sumbu putar (m)
Momen inersia total merupakan jumlah momen inersia setiap partikel.
I=∑m . r2=m1 . r12+¿m2 . r2
2+…+mn . rn2 ¿
– Momentum Sudut
Untuk benda yang berotasi di sekitar sumbu yang tetap, besarnya momentum sudut
dinyatakan:
L = I. ω
dengan:
L = momentum sudut (kgm2/s)
I = momen inersia (kgm2)
ω = kecepatan sudut (rad/s)
Karena I = m.r2 dan ω= vr , maka:
L=m. r . v
Hubungan momentum sudut dengan momen gaya
– Energi Kinetik Rotasi
Setiap benda bergerak memiliki energi kinetik. Pada saat berotasi, benda memiliki
energi gerak yang disebut energi kinetik rotasi, yang besarnya:
Ek=12
m v2
Karena m.r 2 = I, maka energi kinetik rotasi adalah:
Ek=12
I . ω2
Untuk benda yang bergerak menggelinding di atas bidang, benda mengalami dua
gerakan sekaligus yaitu gerak rotasi terhadap sumbu bola dan gerak translasi terhadap
bidang.
Besarnya energi kinetik yang dimiliki benda merupakan jumlah energi kinetik rotasi
dengan energy kinetik translasi, sehingga dirumuskan:
Ek = EkR + EkT
Ek=12
I . ω2+ 12
mv2
Usaha yang dilakukan gaya F adalah:
W = F.s Karena s = r. θ dan τ= r.F, maka:
W = F.r. θ
W = τ . θ
dengan:
W = usaha ( J)
τ = momen gaya (Nm2)
θ = sudut yang ditempuh
Usaha yang dilakukan oleh momen gaya sama dengan perubahan energi kinetik
rotasi:
W =∆ Ek rot=12
I . ω22−1
2I .ω1
2
– Hukum Kekekalan Momentum
Hukum Kekekalan Momentum Sudut:
jika tidak ada momen gaya yang bekerja (∑ τ=0), maka momentum sudut benda
yang berotasi adalah tetap.
Secara matematis dirumuskan:
∑ τ=0
dLdt
=0, maka:
L = konstan
L1 = L2
I 1 . ω1=I 2 . ω2
– Giroskop
Sebuah roda yang dapat berputar bebas pada sumbu (poros) yang dapat diarahkan
sekehendak hati.
C. Metode Pembelajaran Model : - Direct Instruction (DI)
- Cooperative Learning Metode : - Diskusi kelompok
- Ceramah
Strategi Pembelajaran
Tatap Muka Terstruktur Mandiri
Menerapkan konsep titik berat benda dalam kehidupan sehari-hari
Melakukan percobaan titik berat benda homogen dan keseimbangan secara berkelompok di kelas/ laboratorium
Siswa dapat Merumuskan dan menerapkan keseimbangan benda titik dan benda tegar dengan menggunakan resultan gaya dan momen gaya dalam diskusi kelas
D. Langkah-langkah Kegiatan
PERTEMUAN PERTAMANo. Kegiatan Alokasi
waktuKet.
1. Kegiatan Pendahuluan 10 menit TM Motivasi dan Apersepsi:- Apakah manfaat metode vektor dalam menganalisis
gerak?Prasyarat pengetahuan:- Bagaimana penerarapan metode vektor dalam analisis
gerak?2. Kegiatan Inti
Eksplorasi Mendorong benda dengan posisi gaya yang berbeda-beda
untuk medefinisikan gaya dan momen gaya melalui kegiatan demonstrasi kelas (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
10 MENIT
TM
Elaborasi Merumuskan dan menerapkan keseimbangan benda titik
dan benda tegar dengan menggunakan resultan gaya dan
50 MENIT
TT
momen gaya dalam diskusi kelas. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Melakukan percobaan titik berat benda homogen dan keseimbangan secara berkelompok di kelas/ laboratorium. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Merumuskan dan menerapkan konsep momen inersia dan dinamika rotasi dalam diskusi pemecahan masalah di kelas. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Merumuskan dan menerapkan hukum kekekalan momentum sudut dalam diskusi pemecahan masalah di kelas. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Konfirmasi Menyimpulkan tentang hal-hal yang belum diketahui (nilai
yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Mandiri, Demokratis, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
10 MENIT
TM
3. Kegiatan Penutup 10 MENIT
TM Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang
memiliki kinerja dan kerjasama yang baik. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
E. Sumber Belajar
a. Bambang Haryadi. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: CV Teguh
Karya.
b. Marthen Kanginan. 2006. Seribu pena fisika kelas XI jilid 2. Jakarta: Erlangga.
c. Buku Fisika SMA dan MA Jl.2b d. Buku referensi yang relevan
F. Penilaian Hasil Belajar a. Teknik Penilaian:
Tes tertulis Penugasan
b. Bentuk Instrumen: PG Uraian Tugas rumah
c. instrumen Pilihan ganda1. Diketahui besar momen gaya τ suatu benda 20 Nm, dan gaya yang
digunakan adalah 5N. jika gaya tersebut tegak lurus terhadap lengan, maka berapakah besar lengan momen gaya teersebut.a. 2m d. 8mb. 4m e. 10mc. 6m
2. Sebuah bensda bermassa 2 kg berputar mengelilingi suatu poros yang memiliki jarak 4m dari benda. Tentukan momen inersia benda tersebut.
a. 8 kgm2 d. 64
kgm2
b. 16 kgm2 e. 124
kgm2
c. 32 kgm2
3. Sebuah partikel mengalami gerak rotasi karena memperoleh momen gaya 30 Nm, jika percepatan sudut yang terjadi adalah 3 rad/s2 , tentukan momen inersia partikel tersebut.
a. 1 kgm2 d. 4
kgm2
b. 2 kgm2 e. 5
kgm2
c. 3 kgm2
Penyelesaian:
1. τ=l F
l= τF
=205
=4 m (b)
2. I=m r2=2.42=32 kgm2 (c)
3. τ=I α
I= τα=30
3=1 kg
m2 (a)
Uraian1. Sebuah gaya F=(120i+180 j)N dikerjakan pada suatu benda
pada suatu titik yang memiliki vector kedudukan r=(3i−2 j )mterhadap acuan O. hitunnglah momen yang dikerjakan gaya ini terhadap titik O.
2. Sebuah gaya F=(120i+150 j−100 k) Ndikerjakan pada suatu benda pada suatu titik yang memilki vector posisi r=(1,4 i+2,1 j )m terhadap titik acuan O. hutunglah momen yang dikerjakan gaya ini terhadap titik O.
3. Tiga buah massa masing-masing bermassa 0,6 kg diikatkan pada batang, yang massanya dapat diabaikan, seperti pada gambar. Tentukan momen inerisa sistem terhadap poros rotasi melalui unung batang.
4. Penyelesaian:
1. τ=r x F=(3 i−2 j ) x 120 i+180 j¿¿540 k−240 k (−k )¿780 k
2. F=(120i+150 j−100 k)r=(1,4 i+2,1 j+0 k )Sehinggaτ=r x F=(120 i+150 j−100 k )x (1,4 i+2,1 j+0 k )¿−210 i+0+210k−252 k−0−(−140 j)¿−210 i+140 j−42k
poros
m
m
m
10cm
15cm
20cm
3. I=∑mi r i2=m1r1
2+m2r 22+m3 r3
2
m1=m2=m3=0,6 kgr1=10 cm=0,1 mr2= (10+15 ) cm=25cm=0,25 mr3=(25+20 ) cm=45 cm=0,45 mI=∑mi r i
2=m1r12+m2r 2
2+m3 r32
¿m(r12+r2
2+r32)
¿0,6 (0,12+0,252+0,452)
¿0,165 kgm2
4.
Cangkringan, 16 Juli 12
MengetahuiKepala SMA N 1 Cangkringan Guru Mata Pelajaran
Drs. Abdul Kasri. Drs.Miharso Budi SantosoNIP: 19610211 198903 1 005 NIP: 19620901 199003 1 014
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN( RPP )
Sekolah : SMA N 1 Cangkringan.Kelas / Semester : XI (Sebelas) / Semester 2Mata Pelajaran : FISIKA
Standar Kompetensi 2. Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam
menyelesaikan masalah
Kompetensi Dasar2.2 Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statick dan
dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
Indikator Pencapaian Kompetensi Memformulasikan hukum dasar fluida statik Menerapkan hukum dasar fluida statik pada masalah fisika sehari-hari Memformulasikan hukum dasar fluida dinamik. Menerapkan hukum dasar fluida dinamik pada masalah fisika sehari-
hari
A. Tujuan Pembelajaran Peserta didik dapat:
Memformulasikan hukum dasar fluida statik Menerapkan hukum dasar fluida statik pada masalah fisika sehari-hari Memformulasikan hukum dasar fluida dinamik. Menerapkan hukum dasar fluida dinamik pada masalah fisika sehari-
hari Karakter siswa yang diharapkan :
Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Ko-munikatif, Tanggung Jawab.
Kewirausahaan / Ekonomi Kreatif : Percaya diri, Berorientasi tugas dan hasil.
B. Materi PembelajaranFluida statik dan Fluida dinamik
– Fluida Statis
– Tekanan Hidrostatik
Tekanan didefinisikan sebagai gaya tiap satuan luas. Apabila gaya F bekerja secara
tegak lurus dan merata pada permukaan bidang seluas A, maka tekanan pada permukaan
itu dirumuskan:
P= FA
dengan:
P = tekanan (N/m2)
A = luas (m2)
F = gaya (N)
Tekanan yang berlaku pada zat cair adalah tekanan hidrostatik, yang dipengaruhi
kedalamannya. Besarnya tekanan hidrostatik di sembarang titik di dalam fluida dapat
ditentukan sebagai berikut.
P= FA
=m. gA
karena m = ρ.V dan V= A.h, maka:
P=ρ. g . h
dengan:
P = tekanan hidrostatik (N/m2)
ρ = massa jenis zat cair (kg/m2)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = kedalaman (m)
Apabila tekanan udara luar (tekanan barometer) diperhitungkan, maka
P = P0 + ρ gh
dengan:
P0 = tekanan udara luar (N/m2)
– Tekanan Atmosfer
– Fluida Statis
– Hukum Pascal
Hukum Pascal dinyatakan berikut ini.
“Tekanan yang diberikan pada zat cair dalam ruang tertutup akan diteruskan ke
segala arah dengan sama besar”.
Berdasarkan Hukum Pascal diperoleh prinsip bahwa dengan memberikan gaya yang
kecil akan dihasilkan gaya yang lebih besar. Prinsip ini dimanfaatkan dalam pesawat
hidrolik. Jika pengisap kecil dengan luas penampang A1 ditekan dengan gaya F1,
maka zat cair dalam bejana mengalami tekanan yang besarnya:
– Hukum ArchimedesC. Metode Pembelajaran
1. Model : - Direct Instruction (DI) - Cooperative Learning
2. Metode : - Diskusi kelompok - Ceramah
- Eksperimen
Strategi Pembelajaran
Tatap Muka Terstruktur Mandiri
Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statick dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
Melakukan percobaan tentang tegangan permukaan, kapilaritas, dan gesekan fluida
Siswa dapat Mendiskusikan penerapan kosep dan prisip fluida statis dalam pemecahan masalah
D. Langkah-langkah Kegiatan
PERTEMUAN PERTAMANo. Kegiatan Alokasi
waktuKet.
1. Kegiatan Pendahuluan 10 MENIT
TMMotivasi dan Apersepsi:
- formulasikan hukum dasar fluida statik?Prasyarat pengetahuan:
- Apakah yang dimaksud hukum dasar fluida statik?2. Kegiatan Inti
Eksplorasi Menerapkan konsep tekanan hidrostatis, prinsip hukum
10 MENIT
TM
Archimedes dan hukum Pascall melalui percobaan (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Melakukan percobaan tentang tegangan permukaan, kapilaritas, dan gesekan fluida (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Elaborasi Mendiskusikan penerapan kosep dan prisip fluida statis
dalam pemecahan masalah (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Membuat alat peraga atau demonstrasi penerapan hukum Archimedes dan/atau hukum Pascall secara berkelompok (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Mendiskusikan karakteristik fluida ideal, asas kontinuitas, dan asas Bernoulli dan penerapannya secara klasikal dalam memecahkan masalah. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Membuat alat peraga (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
50 MENIT
TT
Konfirmasi Menyimpulkan tentang hal-hal yang belum diketahui (nilai
yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Mandiri, Demokratis, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
10 MENIT
TM
3. Kegiatan Penutup 10 MENIT
TM Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang
memiliki kinerja dan kerjasama yang baik. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa
ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.); Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal. (nilai
yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
E. Sumber Belajara. Bambang Haryadi. 2009. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: CV Teguh
Karya.
b. Marthen Kanginan. 2006. Seribu pena fisika kelas XI jilid 2. Jakarta: Erlangga.
c. Buku Fisika SMA dan MA Jl.2b d. Buku referensi yang relevane. Lembar kerjaf. Alat dan bahan praktikum
F. Penilaian Hasil Belajar a. Teknik Penilaian:
Tes tertulis Penugasan Tes unjuk kerja
b. Bentuk Instrumen: PG Uraian
1. Sebuah mobil bermassa 0,4 kg berada di atas meja. Berapakah tekanan botol terhadap meja jika diameter alas botol 8 cm? (g= 10 m/s2)?Penyelesaian:m=0,4 kgF=mg=0,4 .10=4 Nd=8cmr=4 cmA=π r2=π ( 4 x10−2 )2=16 πx10−4
p= FA
= 416 πx 10− 4 =
2500π
Pa
2. Sebuah tabung yang luas dasarnnya 20 cm 3, dimasukkan 4000 cm3 air kedalamnya.a. Berapakah tinggi air dalam tabung?b. Berapakah besarnya tekanan hidrostatis pada dasar tabung?Penyelesaian:
A=20 cm2
V=4 x103cm3
a. Tinggi airV=Ah
h=VA
=4 x103 cm3
20 cm2 =2m
b. Tekanan di dasar
p=ρgh=1000 .10.2=2 x104 Nm2
3. Sebuah tempat di dasar danau memiliki kedalaman 8 meter. Massa jenis air 1000 kg/m3 dan percepatan gravitasi 10 m/s2
a. Berapakah tekanan hidrostatis di tempat tersebut?b. Berapakah tekanan total di tempat tersebut? Penyelesaian:h=8 mρair=1000 kg/m3
Patm=1a tm=1,01 x105 Pa
a. ph=ρgh=1000.10.8=8 x104 Pab. Tekanan total di dasar danau
ph=ph+ patm=8x 104 Pa+1,01 x 105 Pa=1,81 x 105 Pa
4. Sebuah sistem rem hidrolik sebuah kendaraan roda empat memiliki luas penghisap rem empat kali luas penghisap masternya. Suatu ketika mobil diperlambat sehingga pedal rem ditekan sehingga gaya diteruskan penghisap master sebesar 120 N. tentukan gaya oleh penghisap rem pada keempat roda tersebut?Penyelesaian:Luas penghisap master, A1
,luas penghisap rem A2=4 A1
F1=120 N
F2=A2
A1F1=
4 A1
A1F1=4 F1=4 (120N )=480 N
Gaya total pada keempat roda4 F=4 ( 480 N )=1920 N
5. Berat yang sesungguhnya dari sebuah benda adalah 3 N. jika ditimbng di dalam air beratnya menjadi 2,25 N, dan jika ditimbang di dalam suatu cairan lain beratnya menjadi 1,125 N. jika massa jenis air 1000 kg/m3, berapah massa jenis cairan tersebut.Penyelesaian:w=3 Nwair=2,25 N
w cair=1,125 Nρair=1000 kg/m3
Fa ,air=wu−wair
¿3−2,25=0,75 N
Fa ,cair=wu−w cair
¿3−1,125=1 , 875 N
ρb
ρair= w
Fa , air
ρb
1000= 3
0,75
ρb=4000 kgm3
ρb
ρcair= w
Fa , cair
4000ρ cair
= 31,875
ρcair=2500 kgm3
6. Proyek ilmiah Uji petik kerja produk (terlampir)
Cangkringan, 16 Juli 12MengetahuiKepala SMA N 1 Cangkringan Guru Mata Pelajaran
Drs. Abdul Kasri. Drs.Miharso Budi SantosoNIP: 19610211 198903 1 005 NIP: 19620901 199003 1 014
Lampiran
LEMBAR KEGIATAN SISWAHUKUM PASCAL
Angggota kelompok :1. 2. 3.
Setelah kalian melihat video yang ditayangkan, jawablah pertanyaan -pertanyaan di bawah ini:
1. Amati gambar di bawah ini
Apakah yang terjadi bila gaya F 1diberikan pada penampang
A1?
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………....................................
2. Bagaimanakah bunyi hukum Pascal? Tuliskan persamaannnya.…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
3. Sebutkan 3 contoh penerapan hukum Pascal dalam kehidupan sehari-hari………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
4. Alat pengangkat mobil yang memiliki luas pengisap masing-masing sebesar 0,10 m2 dan 4 × 10–4 m2
digunakan untuk mengangkat mobil seberat 2 × 104 N. Berapakah besar gaya yang harus diberikan pada pengisap yang kecil?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
5. Dari pertanyaan no. 4, bagaimanakah hubungan antara besar gaya pada penghisap besar dan kecil? Mengapa demikian?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
6. Apakah yang dapat kamu simpulkan? Dan apa keuntungan penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN( RPP )
Sekolah : SMA N 1 Cangkringan.Kelas / Semester : XI (Sebelas) / Semester IMata Pelajaran : FISIKA
Standar Kompetensi 3. Menerapkan konsep termodinamika dalam mesin kalor
Kompetensi Dasar 3.1 Mendeskripsikan sifat-sifat gas ideal monoatomik
Indikator Pencapaian Kompetensi1. Mendeskripsikan persamaan umum gas ideal pada persoalan fisika sehari-
hari2. Menerapkan persamaan umum gas ideal pada proses isotermik, isokhorik,
dan isobarik
A. Tujuan Pembelajaran Peserta didik dapat:
Mendeskripsikan persamaan umum gas ideal pada persoalan fisika sehari-hari
Menerapkan persamaan umum gas ideal pada proses isotermik, isokhorik, dan isobarik
Karakter siswa yang diharapkan : Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Ko-
munikatif, Tanggung Jawab. Kewirausahaan / Ekonomi Kreatif :
Percaya diri, Berorientasi tugas dan hasil.
B. Materi Pembelajaran Teori kinetik gas : Persamaan umum gas, Tekanan dan energi kinetik gas
Pada suatu gas tertutup berlaku:a. Hukum Boyle-Guy Lussac
P1V 1
T 1=
P2V 2
T 2
b. Persamaan umum gasPV = nRT
Pada azas Ekmitiparsi menjelaskan:a. Energy kinetik rata-rata partikel gas ideal:
Ek=f ( 12
kT )
b. Untuk gas monoatomi
Ek=32
kT
c. Kecepatan efektif partikel sebesar:
vef=√ 3 kTM
Pada suatu sistem Gas berlaku hukum I termodinamika yatitu hukum kekekalan energy panas (kalor)Q=W +∆ U
∆ U=32
n R ∆ T atau ∆ U=32
N k ∆ T
Proses ideal termodinamika:a. Isobaric
P = tetap W =F ∆ V Q=W +∆ U
b. Isotermis T = tetap ∆ U=0 P1V 1=P2V 2
W =n RT PnV 2
V 1
Q=Wc. Isokhoorik
V = tetap W = 0 Q = ∆ U
d. Adiabatic Q = 0 W =∆ U
e. Sembarang(lain) W = luas kurva
C. Metode Pembelajaran
Model : - Direct Instruction (DI) - Cooperative Learning
Metode : - Diskusi kelompok - Observasi
- Eksperimen - Ceramah
Strategi Pembelajaran
Tatap Muka Terstruktur Mandiri
Mendeskripsikan sifat-sifat gas ideal monoatomik
Menerapkan konsep tekanan, volume, suhu, kecepatan, dan energi kinetik dalam diskusi pemecahan masalah
Siswa dapat Merumuskan hubungan antara tekanan, volume, suhu, kecepatan, dan energi kinetik dalam diskusi kelas
D. Langkah-langkah Kegiatan PERTEMUAN PERTAMANo. Kegiatan Alokasi
waktuKet.
1. Kegiatan Pendahuluan 10 MENIT
TMMotivasi dan Apersepsi: Apakah yang terjadi jika sebuah pegas diregangkan?Prasyarat pengetahuan:
Apakah yang dimaksud dengan sifat elastis?Pra eksperimen:- Berhati-hatilah menggunakan pegas.
2. Kegiatan IntiEksplorasi Merumuskan hubungan antara tekanan, volume, suhu,
kecepatan, dan energi kinetik dalam diskusi kelas (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
10 MENIT
TM
Elaborasi Menerapkan konsep tekanan, volume, suhu, kecepatan,
dan energi kinetik dalam diskusi pemecahan masalah (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
50 MENIT
TT
Konfirmasi 10 TM
Menyimpulkan tentang hal-hal yang belum diketahui (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Mandiri, Demokratis, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
MENIT
3. Kegiatan Penutup 10 MENIT
TM Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang
memiliki kinerja dan kerjasama yang baik. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
E. Sumber Belajar a. Buku Fisika SMA dan MA Jl. 2b b. Buku referensi yang relevan c. Lembar kerja d. Alat dan bahan praktikum
F. Penilaian Hasil Belajar a. Teknik Penilaian:
Tes tertulis Penugasan Tes unjuk kerja
b. Bentuk Instrumen: PG Uraian
1. 20,78 L contoh argon berada pada suhu 27 oC dan tekanan atmosfer 1 atm (1atm= 105 Pa). tentukan banyakknya mol gas argon dalam contoh tersebut. (r = 8,314 J mol m-1K-1)Penyelesaian:
pV=nRT
n= pVRT
¿(105 Pa ) ( 2,078 x 10−2 m2 )
(8,314 J mol−1 K−1 ) (300 K )¿0,833 mol
2. Pada suhu berapakah energy kinetik molekul gas akan menjadi dua kali energy kinetiknya pada 127oCPenyelesaian:EK2
EK1=
T 2
T 1
2 EK 1
EK 1=
T 2
400
T 2=800 K=( 800−273 )℃=527℃
3. Diangkasa luar terdapat sekitar 1 atom H2 per cm3 pada suhu sekitar 3,5 K. jika massa atom H2 1g/mol. Tentukan:a. Kelajuan efektif atom-atom H2
b. Tekanan udara pada tempat ituPenyelesaian:NV
=1 atomcm3 =106 atom
m3
T=3,5 K
M H 2=1 gmol
=1 kgkmol
a. Kelajuan efektif
vRMS=√3 RTM
¿√3(8310 ) (3,5 )
1
¿295,4 ms
b. Tekanan udara
pV= NN A
RT
p= NRTVN A
= 1 (8310 ) (3,5 )10−6(6,02 x1026)
=4,83 x10−17 Pa
4. Kelajuan efektif molekul gas ideal adalah v pada suhu I. jika suhu gas diubah pada tekanan tetap, sehingga volume gas menjadi dua kali semula, maka lajju efektif molekul gas menjdi?Penyelesaian:V 1=VT 1=Tp1=pV 2=2Vp2=p
p2V 2
T2=
p1V 1
T 1
p22 VT 2
=p1 V 1
TT 2=2 T
5. Jika tekan gas ideal di perkecil seperempat kali tekanan semula dan ternyata energy dalamnya menjadi setengah kali semula, maka volume gas tersebut menjadi…. Volume semulaPenyelesaian:
P2=14
P1 dan U2=12
U1
U=32
NKT atau U =32
PV
U 2=12
U1
32
P2V 2=12( 32
P1 V 1)
32( 1
4P1)V 2=
12( 3
2P1V 1)
V 1=2V 2
Volume gas menjadi dua kali volume semula.
Proyek ilmiah Uji petik kerja produk
Cangkringan, 16 Juli 12
MengetahuiKepala SMA N 1 Cangkringan Guru Mata Pelajaran
Drs. Abdul Kasri. Drs.Miharso Budi SantosoNIP: 19610211 198903 1 005 NIP: 19620901 199003 1 014
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN( RPP )
Sekolah : SMA N 1 Cangkringan.Kelas / Semester : XI (Sebelas) / Semester IMata Pelajaran : FISIKA
Standar Kompetensi 3. Menerapkan konsep termodinamika dalam mesin kalor
Kompetensi Dasar 3.2 Menganalisis perubahan keadaan gas ideal dengan menerapkan hukum
termodinamika
Indikator Pencapaian Kompetensi Mendeskripsikan usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum
utama termodinamika Menganalisis proses gas ideal berdasarkan grafik tekanan-volume (P-
V) Mendeskripsikan prinsip kerja mesin Carnot
A. Tujuan Pembelajaran Peserta didik dapat:
Mendeskripsikan usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum utama termodinamika
Menganalisis proses gas ideal berdasarkan grafik tekanan-volume (P-V) Mendeskripsikan prinsip kerja mesin Carnot Karakter siswa yang diharapkan :
Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Ko-munikatif, Tanggung Jawab.
Kewirausahaan / Ekonomi Kreatif : Percaya diri, Berorientasi tugas dan hasil.
B. Materi PembelajaranTermodinamika : Hukum utama termodinamika, Mesin Carnot
Mesin calor adalah mesin yang memanfaatkan aliran kallor dari suhu tiggi ke suhu rendah secara spontan untuk menghasilkan usaha.
Efisiensinya:
ς=WQ1
X 100 %
Atau
ς=(1−Q2
Q1)x 100 %
Mesin Carnot memiliki efisiensi maksimum dan merupakan mesin ideal.
Q T →(1−T 2
T 1)x 100%
C. Metode Pembelajaran1 1. Model : - Direct Instruction (DI)
- Cooperative Learning 2. Metode : - Diskusi kelompok
- Eksperimen - Observasi- Ceramah
Strategi Pembelajaran
Tatap Muka Terstruktur Mandiri
Menganalisis karakteristik proses isobarik, isokhorik, isotermik, dan adiabatik dalam diskusi kelas
Menghitung usaha, kalor, dan/atau energi dalam dengan menggunakan prinsip hukum utama termodinamika dalam diskusi kelas
Siswa dapat Mendeskripsikan usaha, kalor, dan energi dalam berdasarkan hukum utama termodinamika
D. Langkah-langkah Kegiatan
PERTEMUAN PERTAMANo. Kegiatan Alokasi
waktuKet.
1. Kegiatan Pendahuluan 10 MENIT
TMMotivasi dan Apersepsi:
- Bagaimana syarat benda dikatakan menerima tekanan?Prasyarat pengetahuan:
- Apakah yang dimaksud dengan usaha ?Pra eksperimen: - Berhati-hatilah menggunakan mesin carnot.
2. Kegiatan IntiEksplorasi Menghitung usaha, kalor, dan/atau energi dalam dengan
menggunakan prinsip hukum utama termodinamika dalam diskusi kelas (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Menganalisis karakteristik proses isobarik, isokhorik, isotermik, dan adiabatik dalam diskusi kelas. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
10 MENIT
TM
Elaborasi Menghitung efisiensi mesin kalor dan koefiseien
performans mesin pendingin Carnot dalam diskusi pemecahan masalah (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
50 MENIT
TT
Konfirmasi Menyimpulkan tentang hal-hal yang belum diketahui (nilai
yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Mandiri, Demokratis, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
10 MENIT
TM
3. Kegiatan Penutup 10 MENIT
TM Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang
memiliki kinerja dan kerjasama yang baik. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal. (nilai yang ditanamkan: Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.);
E. Sumber Belajara. Sri Handayani dan Ari Damari. 2009. Fisika 2 untk SMA/MA Kelas XI. Jakarta:
Depdikasb. Buku Fisika SMA dan MA Jl. 2bc. Buku referensi yang relevand. Alat dan bahan praktikum
F. Penilaian Hasil Belajar a. Teknik Penilaian:
Tes tertulis Tes unjuk kerja
b. Bentuk Instrumen: PG Uraian Uji petik kerja produk
Cangkringan, 16 Juli 12MengetahuiKepala SMA N 1 Cangkringan Guru Mata Pelajaran
Drs. Abdul Kasri. Drs.Miharso Budi SantosoNIP: 19610211 198903 1 005 NIP: 19620901 199003 1 014