paket unit pembelajaran - sman1gomoker.sch.id

Paket Unit Pembelajaran

PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB)

MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP)

BERBASIS ZONASI

MATA PELAJARAN FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)

Usaha, Energi dan

Momentum

Penulis:

Drs. Ade Sukarna, M.Pd.

Penyunting:

Eddy Susianto, S.Pd.,M.Si.

Suharto, S.Pd., M.T.

Desainer Grafis dan Ilustrator:

TIM Desain Grafis

Copyright © 2019

Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus

Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial

tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.


Paket Judul Unit

iii

KATA SAMBUTAN

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Saya menyambut baik terbitnya Paket Unit Pembelajaran dalam rangka

pelaksanaan Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB)

melalui Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi.

Peningkatan Kompetensi Pembelajaran merupakan salah satu upaya

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan

Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK) dalam meningkatkan kualitas

pembelajaran yang berfokus pada upaya mencerdaskan peserta didik melalui

pembelajaran berorientasi keterampilan berpikir tingkat tinggi. Program

berbasis zonasi ini dilakukan mengingat luasnya wilayah Indonesia dan

kualitas pendidikan yang belum merata, sehingga peningkatan pendidikan

dapat berjalan secara masif, merata, dan tepat sasaran.

Paket unit pembelajaran ini dikembangkan mengikuti arah kebijakan

Kemendikbud yang menekankan pada pembelajaran berorientasi pada

keterampilan berpikir tingkat tinggi atau higher order thinking skills (HOTS).

Keterampilan berpikir tingkat tinggi adalah proses berpikir kompleks dalam

menguraikan materi, membuat kesimpulan, membangun representasi,

menganalisis, dan membangun hubungan dengan melibatkan aktivitas mental

yang paling dasar.

Sasaran Program PKB melalui PKP berbasis zonasi ini adalah seluruh guru di

wilayah NKRI yang tergabung dalam komunitas guru sesuai bidang tugas yang

diampu di wilayahnya masing-masing. Komunitas guru dimaksud meliputi

kelompok kerja guru (KKG), Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP), dan

Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK).

Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan

iv

Semoga Paket Unit Pembelajaran ini dapat digunakan dengan baik

sebagaimana mestinya sehingga dapat menginspirasi guru dalam

mengembangkan materi dan melaksanakan proses pembelajaran yang

berorientasi pada keterampilan berpikir tingkat tinggi yang bermuara pada

meningkatnya kualitas lulusan peserta didik.

Untuk itu, kami ucapkan terima kasih atas kerja keras dan kerja cerdas para

penulis dan semua pihak terkait yang dapat mewujudkan Paket Unit

Pembelajaran ini. Semoga Allah Swt. senantiasa meridai upaya yang kita

lakukan.

Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Jakarta, Juli 2019

Direktur Jenderal Guru

dan Tenaga Kependidikan,

Dr. Supriano, M.Ed. NIP. 196208161991031001


Paket Judul Unit

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Allah Swt., Tuhan YME, karena atas izin

dan karunia-Nya Paket Unit Pembelajaran Program Pengembangan

Keprofesian Berkelanjutan (PKB) melalui Peningkatan Kompetensi

Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi ini dapat diselesaikan. Paket Unit

Pembelajaran ini disusun berdasarkan analisis Standar Kompetensi Lulusan,

Standar Isi, Standar Proses, dan Standar Penilaian serta analisis Ujian Nasional

(UN).

Hasil UN tahun 2018 menunjukkan bahwa peserta didik masih lemah dalam

keterampilan berpikir tingkat tinggi (higher order thinking skills) seperti

menganalisis, mengevaluasi, dan mengkreasi. Hasil tersebut ternyata selaras

dengan capaian PISA (Programme for International Student Assessment)

maupun TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study). Oleh

karena itu, perserta didik harus dibiasakan dengan pembelajaran dan soal-

soal yang berorientasi kepada keterampilan berpikir tingkat tinggi agar

meningkat kemampuan berpikir kritisnya.

Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan

Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK), berupaya meningkatkan kualitas

pembelajaran yang bermuara pada peningkatan kualitas lulusan peserta didik

dengan Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) melalui

Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi. Program ini

dikembangkan dengan menekankan pembelajaran yang berorientasi pada

keterampilan berpikir tingkat tinggi.


vi

Untuk meningkatkan efisiensi, efektivitas, dan pemerataan mutu pendidikan,

maka pelaksanaan Program PKP dilakukan dengan mempertimbangkan aspek

kewilayahan (Zonasi). Melalui zonasi ini, pengelolaan komunitas guru seperti

Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP) SMA/SMK dan SLB, dan

Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK) dilaksanakan dengan

memperhatikan keragaman mutu pendidikan.

Kami ucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada

seluruh tim penyusun yang berasal dari Pusat Pengembangan dan

Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK), Lembaga

Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan

bidang Kelautan dan Perikanan Teknologi Informasi dan Komunikasi (LPPPTK

KPTK), Lembaga Penjaminan Mutu Pendidikan (LPMP), dan Perguruan Tinggi

serta semua pihak yang telah berkontribusi dalam mewujudkan penyelesaian

Paket Unit Pembelajaran ini. Semoga Allah Swt. senantiasa meridai upaya yang

kita lakukan.

Wassalamu’alaikum Warahmatulahi Wabarakatuh

Direktur Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus,

Ir. Sri Renani Pantjastuti, M.P.A. NIP. 196007091985032001


Paket Judul Unit

vii

DAFTAR ISI

Hal

KATA SAMBUTAN __________________________________ III

KATA PENGANTAR __________________________________ V

DAFTAR ISI ______________________________________ VII

PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN ________________ 1

UNIT PEMBELAJARAN 1 USAHA DAN ENERGI ______________ 3

UNIT PEMBELAJARAN 2 IMPULS DAN MOMENTUM _________ 85

PENUTUP _______________________________________ 163

DAFTAR PUSTAKA _________________________________ 165

LAMPIRAN ______________________________________ 166


viii


Paket Judul Unit

1

PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN

Paket unit 10 Usaha, Energi dan Momentum disusun sebagai kumpulan

sumber bahan ajar alternatif bagi guru yang tersusun atas Unit Usaha dan

Energi dan Unit Impuls dan Momentum. Melalui bahan bacaan pada paket unit

tersebut diharapkan guru mendapatkan tambahan pengetahuan untuk

mengajarkan materi tersebut ke peserta didiknya sesuai capaian kompetensi

dasar (KD), terutama dalam memfasilitasi kemampuan bernalar peserta didik.

Selain itu, unit-unit ini juga aplikatif bagi guru dan peserta didik agar dapat

menerapkan dasar-dasar pengetahuan usaha dan energi dan impuls dan

momentum dalam kehidupan sehari-hari.

Paket unit usaha, energi dan momentum terdiri atas komponenen penting

dalam dalam setiap unitnya yaitu kompetensi dasar, perumusan indikator

pencapaian kompetensi, aplikasi di dunia nyata, soal-soal tes UN/USBN,

aktivitas pembelajaran, lembar kerja peserta didik (LKPD), bahan bacaan,

pengembangan penilaian, kesimpulan dan umpan balik. Komponen-

komponen di dalam setiap unit tersebut disesuaikan dengan topik usaha dan

energi dan impuls dan momentum masing-masing dengan tujuan agar dapat

dilihat kesesuaian dengan strategi pembelajaran yang digunakan.

LKPD pada setiap unit dikembangkan agar guru dapat memfasilitasi peserta

didik untuk melatihkan kemampuan bernalar dan berketerampilan proses

sains dengan mendayagunakan media yang sudah menjadi standar

kelengkapan sekolah. LKPD tersebut disajikan melalui serangkaian aktivitas

pembelajaran dengan menggunakan pendekatan saintifik.


2

Keberhasilan Saudara dalam memahami paket ini, dapat direfleksi melalui

instrumen pada umpan balik setelah melalui serangkaian proses penelaahan

yang akan dimatangkan selanjutnya melalui serangkaian implementasi di

kelas masing-masing.

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

5

Unit Pembelajaran



BERBASIS ZONASI


Usaha dan Energi

Penulis:


Penyunting:

Eddy Susianto, S.Pd.,M.Si.


TIM Desain Grafis

Copyright © 2019







Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

5

DAFTAR ISI

Hal

DAFTAR ISI ___________________________________ 5

DAFTAR GAMBAR _______________________________ 7

DAFTAR TABEL ________________________________ 8

PENDAHULUAN ________________________________ 9

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK ________ 11

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi ______________________________ 11

B. Indikator Pencapaian Kompetensi _______________________________________ 12

APLIKASI DI DUNIA NYATA _____________________ 14

A. Alat Bantu Angkat Barang _________________________________________________ 14

B. Penerapan Energi dalam Kehidupan Nyata ______________________________ 17

SOAL-SOAL UN/USBN __________________________ 26

A. Usaha, Energi dan Perubahannya_________________________________________ 26

B. Hukum Kekekalan Energi Mekanik _______________________________________ 30

BAHAN PEMBELAJARAN ________________________ 34

A. Aktivitas Pembelajaran ____________________________________________________ 34

1. Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1 __________________________________ 40



B. Lembar Kerja Peserta Didik _______________________________________________ 48

LKPD 1: Usaha dan energi ________________________________________________________ 48

LKPD 2. Hubungan Usaha dan Perubahan Energi ______________________________ 51

LKPD 3. Hukum Kekekalan Energi _______________________________________________ 52

C. Bahan Bacaan ______________________________________________________________ 53

1. Usaha dan Energi ____________________________________________________________ 53

2. Energi dan Daya _____________________________________________________________ 56

3. Hubungan Energi dan Usaha _______________________________________________ 60

4. Hukum Kekekalan Energi Mekanik ________________________________________ 61


6

PENGEMBANGAN PENILAIAN _____________________ 65

A. Pembahasan Soal-soal _____________________________________________________ 65

B. Pengembangan Soal HOTS _________________________________________________ 70

C. Refleksi Pembelajaran _____________________________________________________ 73

KESIMPULAN _________________________________ 75

UMPAN BALIK ________________________________ 78

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

7

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1. Tower Crane __________________________________________________________ 15

Gambar 2. Forklift ________________________________________________________________ 15

Gambar 3. Hand Pallet ___________________________________________________________ 16

Gambar 4. Drum Porter __________________________________________________________ 16

Gambar 5. Drum Lifter ___________________________________________________________ 17

Gambar 6. Panel Sel Surya _______________________________________________________ 19

Gambar 7. Kincir raksasa di PLTB Sidrap ______________________________________ 20

Gambar 8. Turbin raksasa sebuah PLTA Orya Genyem, Jayapura ____________ 21

Gambar 9. Baterai dan Accumulator ____________________________________________ 22

Gambar 10. Setrika dan hair dryer ______________________________________________ 23

Gambar 11. Sebuah mesin mobil 4 tax (kiri) dan ruang bakar (kanan) ______ 24

Gambar 12. Ledakan bom atom di Hiroshima (kiri) dan Nagasaki (kanan)

tahun 1945 __________________________________________________________________ 25

Gambar 13. Usaha yang dilakukan benda ______________________________________ 53

Gambar 14. Usaha oleh berbagai gaya __________________________________________ 55

Gambar 15. Grafik gaya terhadap perpindahan ________________________________ 55

Gambar 16. Energi potensial karena kedudukannya __________________________ 56

Gambar 17. Grafik hubungan antara gaya dan pertambahan panjang _______ 57

Gambar 18. Balok mengalami perpindahan dan perubahan kecepatan _____ 60

Gambar 19. Bola yang jatuh dari ketinggian h _________________________________ 62


8

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi ___________________________ 11

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Pengetahuan dan Keterampilan 12

Tabel 3. Desain Aktivitas Pembelajaran ________________________________________ 36

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

9

PENDAHULUAN

Unit ini disusun sebagai salah satu aternatif sumber bahan ajar bagi guru

untuk memahami subtopik usaha dan energi. Melalui pembahasan materi

yang terdapat pada unit ini, guru dapat memiliki dasar pengetahuan untuk

mengajarkan materi yang sama ke peserta didiknya yang disesuaikan dengan

indikator yang telah disusun, dan terutama dalam memfasilitasi kemampuan

bernalar peserta didik. Selain itu, materi ini juga aplikatif untuk guru sendiri

sehingga mereka dapat menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.

Dalam rangka memudahkan guru mempelajari konten dan cara

mengajarkannya, di dalam unit ini dimuat kompetensi dasar terkait yang

memuat target kompetensi dan indikator pencapaian kompetensi, bahan

bacaan tentang aplikasi subtopik usaha dan energi, soal-soal UN topik ini di

tiga tahun terakhir sebagai acuan dalam menyusun soal sejenis, deskripsi

alternatif aktivitas pembelajaran, Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD)

yang dapat digunakan guru untuk memfasilitasi pembelajaran, bahan bacaan

yang dapat dipelajari oleh guru maupun peserta didik, dan deskripsi

prosedur mengembangkan soal HOTS.

Komponen-komponen di dalam unit ini dikembangkan dengan tujuan agar

guru dapat dengan mudah memfasilitasi peserta didik mendeskripsikan

materi usaha dan energi, melakukan aktivitas pecobaan/penyelidikan,

sekaligus mendorong peserta didik mencapai kemampuan berpikir tingkat

tinggi.

Subtopik usaha dan energi yang dikembangkan pada bahan bacaan terdiri

atas konsep energi, usaha (kerja), hubungan usaha (kerja) dan perubahan

energi, hukum kekekalan energi serta penerapannya dalam peristiwa sehari-

hari. Selain itu, unit ini dilengkapi dengan tiga buah LKPD, yaitu 1)


10

Merumuskan konsep energi dan usaha, 2) Merumuskan hubungan usaha dan

perubahan energi, dan 3) Merumuskan hukum kekekalan energi. LKPD

tersebut dikembangkan secara aplikatif agar guru mudah

mengimplementasikannya di kelas.

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

11

KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi

Sub unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar

kelas X :

Tabel 1. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi

No Kompetensi Dasar Target Kompetensi Kelas

3.9 Menganalisis konsep

energi, usaha (kerja),

hubungan usaha (kerja)

dan perubahan energi,

hukum kekekalan

energi, serta penerapan-

nya dalam peristiwa

sehari-hari

1. Menganalisis konsep usaha

dan penerapannya dalam

peristiwa sehari-hari

2. Menganalisis konsep energi

dan penerapannya dalam


3. Menganalisis hubungan usaha

dengan perubahan energi dan

penerapannya dalam peristi-

wa sehari-hari

4. Menganalisis hukum kekeka-

lan energi serta penerapannya

dalam peristiwa sehari-hari

X

4.9 Menerapkan metode

ilmiah untuk mengaju-

kan gagasan penyelesai-

an masalah gerak dalam

kehidupan sehari-hari

yang berkaitan dengan

konsep energi, usaha

1. Melakukan percobaan untuk

menyelidiki konsep usaha,

energi, dan perubahannya

guna memecahkan masalah

gerak dalam kehidupan

sehari-hari yang berkaitan

dengan konsep energi, usaha

X


12


(kerja) dan hukum

kekekalan energi

dan hukum kekekalan energi

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Pengetahuan dan Keterampilan

Indikator Pencapaian Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi

Pengetahuan Keterampilan

IPK Pendukung:

3.9.1 Mengidentifikasi contoh-contoh

gerak benda yang mengandung

usaha positif, usaha negatif,

usaha nol, usaha pada bidang

datar, dan usaha pada bidang

miring.

3.9.2 Menjelaskan konsep usaha

sebagai besaran skalar, konsep

usaha dari grafik F-x, dan

usaha oleh oleh beberapa gaya

3.9.3 Mengidentifkasi contoh-contoh

fenomena benda yang

mengandung energi potensial

dan energi kinetik.

3.9.4 Menyelidiki energi potensial

gravitasi dan energi kinetik

3.9.5 Menyelidiki hubungan usaha

dengan perubahan energi

melalui persamaan matematis,

percobaan, dan contoh nyata.

3.9.6 Menerapkan hukum kekekalan

energi serta penerapannya

dalam peristiwa sehari-hari

3.9.7 Menjelaskan konsep daya serta

IPK Pendukung:

4.9.1 Mengumpulkan informasi

masalah gerak yang

berkaitan dengan konsep

usaha dan energi.

4.9.2 Merancang langkah-langkah

penyelidikan konsep usaha

dan energi dan

perubahannya

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

13

Indikator Pencapaian Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi

Pengetahuan Keterampilan

penerapannya dalam peristiwa

sehari-hari

IPK Kunci:

3.9.8 Menganalisis pengaruh gaya (F)

dan perpindahan (x) terhadap

besar usaha (W) serta

penerapan-nya dalam peristiwa

sehari-hari

3.9.9 Menganalisis pengaruh per-

tambahan panjang (x) terha-

dap besar energi potensial (Ep)

pada pegas

3.9.10 Menganalisis hubungan usaha

(W) dan perubahan energi (E)

yang dialami benda

3.9.11 Menganalis hukum kekekalan

energi mekanik serta

penerapannya dalam peristi-

wa sehari-hari.

IPK Kunci:

4.9.3 Melakukan percobaan untuk

menyelidiki konsep usaha,

energi, dan perubahannya

IPK Pengayaan:

3.9.12 Merumuskan hubungan

pertambahan panjang (x)

terhadap besar energi

potensial pada pegas

IPK Pengayaan:

4.9.4 Menyajikan data hasil

penelitian tentang konsep

usaha dan energi


14

APLIKASI DI DUNIA NYATA

A. Alat Bantu Angkat Barang

Pekerjaan mengangkat dan memindahkan barang merupakan pekerjaan

paling tua yang dilakukan manusia. Jika dulu hanya mengandalkan tenaga,

maka kini ada banyak alat bantu angkat barang yang dapat membantu

manusia. Penggunaan alat bantu angkat barang sudah tidak asing lagi di

dunia perindustrian dan konstruksi. Peralatan tersebut sangat diperlukan

untuk memperlancar kegiatan operasional. Selain itu, penggunaan peralatan

untuk mengangkat barang-barang juga dapat menghemat waktu kerja.

Kehadiran alat-alat yang memudahkan pekerjaan manusia ini akan

mengurangi penggunaan tenaga manusia. Beberapa sumber daya manusia

hanya diperlukan untuk mengoperasikan dan mengawasi penggunaan alat-

alat tersebut. Nah, seiring dengan perkembangan teknologi, saat ini ada

banyak pilihan alat bantu angkat barang yang dapat digunakan. Berikut ini

beberapa contoh alat bantu angkat modern :

1. Crane

Crane digunakan di proyek-proyek pembangunan yang memiliki

jangkauan tidak cukup panjang dan bagian atasnya dapat bergerak 3600.

Kemampuan inilah yang membuat crane dapat bergerak dengan leluasa

di dalam area suatu proyek. Alat untuk mengangkat material-material

berat ini mampu mengangkat dan mengangkut beban 40 ton hingga

3.500 ton. Crane dapat dipindahkan dengan cara dibongkar, kemudian

diangkut dengan menggunakan truk atau kapal ke lokasi-lokasi baru.

Crane yang memiliki jangkauan lebih luas adalah tower crane. Tower

crane digunakan dalam proyek-proyek pembangunan gedung bertingkat

dan jembatan. Alat angkat barang ini digunakan untuk memindahkan

material bangunan dari bawah ke atas dan sebaliknya.

https://www.liebherr.com/en/rou/products/mobile-and-crawler-cranes/mobile-and-crawler-cranes.html

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

15

Gambar 1. Tower Crane Sumber: https://blog.ansi.org

2. Forklift

Forklift sebagai angkutan multimoda ini berfungsi untuk membantu

mengangkat barang dan memindahkannya ke lokasi yang berjarak dekat

ataupun jauh. Gudang-gudang industri dan perusahaan-perusahaan

logistik pada menggunakan alat bantu angkat ini. Forklift menggunakan

mesin diesel sebagai penggeraknya. Alat ini mampu mengangkat dan

memindahkan beban sekitar 2.5 ton hingga 15 ton. Jenis-jenis forklift

yang tersedia di pasaran saat ini sangat beragam antara lain forklift reach

truck, forklift electric, forklift diesel, dan forklift gasoline.

Gambar 2. Forklift

Sumber: amazone.com

https://blog.ansi.org/


16

3. Hand Pallet

Bentuk Hand Pallet seperti dongkrak mobil. Prinsip kerjanya pun sama

yaitu menggunakan pompa hidrolis. Fungsi pemindahan barang lebih

diutamakan pada hand pallet, sehingga tinggi angkatnya hanya puluhan

sentimeter.

Gambar 3. Hand Pallet

Sumber: tokopedia.com

4. Drum Porter

Fungsi dan cara kerja Drum Porter mirip dengan Hand Pallet namun

digunakan khusus untuk memindahkan drum. Alat ini memiliki penjepit

yang dapat dikaitkan pada bibir drum sehingga memudahkan

pemindahan drum. Drum Porter hanya mengutamakan fungsi

pemindahan drum dan tidak dapat digunakan untuk memiringkan atau

menuangkan isi drum.

Gambar 4. Drum Porter

Sumber: lelong.com.my

http://strong-indonesia.com/drum-porter-strong/

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

17

5. Drum Lifter

Drum Lifter berfungsi sebagai pemindah dan penuang isi drum. Alat ini

dilengkapi dengan pengait drum untuk menggigit bibir drum serta tuas

untuk memiringkan drum hingga 300 derajat. Terdapat 2 macam tenaga

penggerak untuk drum lifter yaitu pompa hidrolis dan motor elektrik.

Gambar 5. Drum Lifter

Sumber: morsedrum.com

B. Penerapan Energi dalam Kehidupan Nyata

Energi memiliki banyak jenisnya namun secara umum jenis-jenis energi yang

sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah energi potensial dan

energi kinetik. Energi potensial sebagai energi yang berasal dari potensi yang

dimiliki benda besarnya dipengaruhi oleh sumber potensinya tersebut yakni

bisa berupa posisi terhadap pusat gravitasi disebut energi potensia gravitasi,

berupa kandungan listrik pada suatu sumber disebut energi potensial listrik,

berupa besar jarak terhadap titik kesetimbangan benda elastis disebut energi

potensial elastis, dll. Sedangkan energi yang ditimbulkan oleh faktor

kecepatan dari gerakan benda disebut energi kinetik.

Berikut ini adalah contoh pemanfaatan energi dalam kehidupan sehari-hari

antara lain:

http://strong-indonesia.com/drum-lifter-strong/


18

1. Sel Surya (Solar Cell)

Sel surya atau juga sering disebut fotovoltaik adalah divais yang mampu

mengkonversi langsung cahaya matahari menjadi listrik. Sel surya bisa

disebut sebagai pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat

besar energi cahaya matahari yang sampai ke bumi, walaupun selain

dipergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari matahari juga bisa

dimaksimalkan energi panasnya melalui sistem solar thermal.

Sel surya dapat dianalogikan sebagai divais dengan dua terminal atau

sambungan, dimana saat kondisi gelap atau tidak cukup cahaya berfungsi

seperti dioda, dan saat disinari dengan cahaya matahari dapat

menghasilkan tegangan. Ketika disinari, umumnya satu sel surya

komersial menghasilkan tegangan DC sebesar 0,5 sampai 1 volt, dan arus

short-circuit dalam skala milliampere per cm2. Besar tegangan dan arus

ini tidak cukup untuk berbagai aplikasi, sehingga umumnya sejumlah sel

surya disusun secara seri membentuk modul surya. Satu modul surya

biasanya terdiri dari 28-36 sel surya, dan total menghasilkan tegangan

DC sebesar 12 V dalam kondisi penyinaran standar (Air Mass 1.5).

Gambar 6 di bawah menunjukkan salah satu divais sel surya yang

digunakan di PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya).

Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu

junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini

terdiri dari ikatan-ikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai

penyusun dasar. Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron

(muatan negatif) sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai

kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya. Kondisi

kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping

material dengan atom dopant.

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

19

Gambar 6. Panel Sel Surya

Sumber: https://teknologisurya.wordpress.com dan https://nusantaranews.co

2. Kincir Raksasa PLTB Sidrap

Energi baru terbarukan di Indonesia mulai dikembangkan, pemerintah

pun menargetkan porsi energi baru terbarukan di Indonesia pada tahun

2025 akan mencapai 23 persen dari total bauran energi nasional. Mulai

terbatasnya energi fosil baik itu Bahan Bakar Minyak (BBM), gas, dan

batu bara mengharuskan setiap negara mulai mengembangkan energi

baru terbarukan, mulai dari tenaga angin, arus laut, hingga tenaga

matahari. Terbaru, Indonesia akan segera memiliki Pembangkit Listrik

Tenaga Bayu ( PLTB) atau angin yang menggunakan kincir angin raksasa

Desa Mattirotasi, Kecamatan Watang Pulu, Kabupaten Sidrap, Sulawesi

Selatan (Sulsel). Dengan memiliki 30 Wind Turbin Generator (WTG) atau

kincir angin, PLTB Sidrap akan menghasilkan listrik sebesar 75 Mega

Watt (MW) dan diproyeksikan akan mampu mengaliri listrik kepada

70.000 pelanggan di wilayah Sulsel.

Adapun proyek pembangkit dengan kincir angin ini digarap oleh investor

asal Amerika Serikat, yakni UPC Renewables, bekerja sama dengan PT

Binatek Energi Terbarukan. Sejak ditandatangani pada Agustus 2015

lalu, penyelesaian PLTB diperkirakan sesuai target pada Februari 2018

mendatang. Dari sisi nilai investasi proyek ini menelan investasi sebesar

https://teknologisurya.wordpress.com/

https://nusantaranews.co/


20

150 juta dollar AS atau sekitar Rp 1,99 triliun (dengan kurs dolar Rp

13.300). PLTB Sidrap merupakan pembangkit tenaga angin pertama dan

terbesar di Indonesia yang memanfaatkan lahan kurang lebih 100 hektar.

Gambar 7. Kincir raksasa di PLTB Sidrap

Sumber: https://ekonomi.kompas.com

3. Turbin Pembangkit Listrik Tenaga Air

Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) adalah pembangkit yang

mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan

energi listrik. Pada tahun 2015 tenaga air menghasilkan 16.6% total

listrik dunia dan 70% dari seluruh energi terbarukan dan diperkirakan

akan naik 3.1% per tahun sampai 25 tahun ke depan.

Tenaga air dihasilkan di 150 negara, dan kawasan Asia-Pasifik

menghasilkan 33% tenaga air global tahun 2013. China adalah produsen

tenaga air terbesar (920 TWh tahun 2013) menyumbang 16,9%

kebutuhan listrik domestik.

Ongkos listrik tenaga air relatif rendah, menjadikannya sumber yang

kompetitif untuk energi terbarukan. Pembangkitnya tidak menghabiskan

air, tidak seperti pembangkit batu bara atau gas. Ongkos listrik rata-rata

untuk pembangkit berukuran lebih dari 10 megawatt adalah 3 - 5 sen

dolar AS per kilowatt-jam. Dengan bendungan dan reservoir juga

https://id.wikipedia.org/wiki/Energi_potensial

https://id.wikipedia.org/wiki/Energi_kinetis

https://id.wikipedia.org/wiki/Air

https://id.wikipedia.org/wiki/Energi_listrik

https://id.wikipedia.org/wiki/Energi_terbarukan

https://id.wikipedia.org/wiki/Asia-Pasifik

https://id.wikipedia.org/wiki/China

https://id.wikipedia.org/wiki/Megawatt

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kilowatt-jam&action=edit&redlink=1

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

21

membuatnya sumber listrik yang fleksibel karena listrik yang dihasilkan

dapat dinaikkan atau diturunkan sesuai kebutuhan. Ketika sebuah

kompleks tenaga air dibangun, maka tidak menghasilkan limbah langsung

dan tingkat gas rumah kaca yang relatif lebih rendah daripada

pembangkit listrik berbahan bakar fosil.

Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang

dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari air.

Namun, secara luas, pembangkit listrik tenaga air tidak hanya terbatas

pada air dari sebuah waduk atau air terjun, melainkan juga meliputi

pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuk lain

seperti tenaga ombak.

Gambar 8. Turbin raksasa sebuah PLTA Orya Genyem, Jayapura Sumber: https://id.wikipedia.org, https://regional.kompas.com, dan http://rioscd.blogspot.com

4. Baterai dan Akumulator

Baterai merupakan salah satu benda yang sudah tidak asing lagi di era

teknologi sekarang ini. Hampir semua benda-benda elektronik

menggunakan baterai sebagai sumber energi. Baterai sendiri merupakan

alat yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik searah (DC). Fungsi

baterai adalah sebagai sumber energi terutama untuk barang-barang

elektronik seperti smartphone, laptop, kamera, remote, dan banyak lagi.

Baterai tersebut memiliki terminal positif (katoda) dan terminal negatif

https://id.wikipedia.org/wiki/Gas_rumah_kaca

https://id.wikipedia.org/wiki/Turbin

https://id.wikipedia.org/wiki/Waduk

https://id.wikipedia.org/wiki/Air_terjun

https://id.wikipedia.org/wiki/Ombak

https://id.wikipedia.org/

http://rioscd.blogspot.com/

https://ilmudasar.id/pengertian-jenis-dan-fungsi-baterai/

https://ilmudasar.id/pengertian-jenis-dan-fungsi-baterai/


22

(anoda) serta elektrolit sebagai penghanntar. Baterai terbagi menjadi 2 jenis

utama yaitu baterai primer dan baterai sekunder.

Baterai berikutnya berupa Accumulator, yang lebih disapa dengan tulisan

Akumulator (accu, aki) adalah sebuah alat yang menyimpan energi

(umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia. Contoh-contoh

akumulator adalah baterai dan kapasitor. Pada umumnya di Indonesia,

kata akumulator (sebagai aki atau accu) hanya dimengerti sebagai

“baterai” mobil. Sedangakan di bahasa Inggris, kata akumulator dapat

mengacu kepada baterai, kapasitor, kompulsator, dan lain-lain.

Di dalam standart internasional setiap satu sel akumulator memiliki

tegangan sebesar dua volt. Sehingga aki 12 volt, memiliki enam sel

sedangkan aki 24 volt memiliki 12 sel. Aki merupakan sel yang banyak

kita jumpai karena banyak digunakan pada sepeda motor maupun mobil.

Aki termasuk sel sekunder, karena selain menghasilkan arus listrik, aki

juga dapat diisi arus listrik kembali. Secara sederhana aki merupakan sel

yang terdiri dari elektrode Pb sebagai anode dan PbO2 sebagai katode

dengan elektrolit H2SO4.

Gambar 9. Baterai dan Accumulator Sumber: https://www.katespade-outlet.net dan http://elektrodalamkehidupan.blogspot.com

5. Setrika dan Hair Dryer

Setrika listrik dan Hair Dryer adalah dua alat yang bekerja untuk

mengubah energi listrik menjadi energi panas (kebalikan dari fungsi sel

surya) walau keduanya memiliki prinsip kerja yang berbeda sesuai

dengan spesifikasi fungsi dan cara pemanfaatan panas dari alat masing-

http://elektrodalamkehidupan.blogspot.com/2014/11/struktur-baterai-accu-aki-akumulator.html

https://www.katespade-outlet.net/

http://elektrodalamkehidupan.blogspot.com/

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

23

masing, hal ini tentunya berdampak pada setingan komponen-komponen

penghasil panas di dalamnya.

Setrika listrik menghasilkan panas dari elemen pemanas yang dialiri arus

listrik. Kemudian panas dari elemen pemanas akan disalurkan ke dasar

setrika. Dengan panas yang ada serta besi pemberat maka setrika

mampu untuk melicinkan pakaian dengan menyalurkan energi panas

dari elemen pemanas ke pakaian yang akan disetrika sehingga pakaian

menjadi rapi dan licin karena serat-serat pakaian diluruskan dengan

penggunakan panas dari setrikaan. Sedangkan untuk setrika otomatis

yang dapat mati sendiri jika teralu panas, panasnya dikontrol oleh

elemen yang disebut bimetal.

Hairdryer menghasilkan panas dari elemen pemanas berupa spiral

panjang yang dililitkan pada kerangka tahan panas dari bahan mika

kemudian panas yang dihasilkan ditiup ke luar oleh kipas yang digerakan

menggunakan motor listrik DC, maka udara udara panas terhembus ke

luar mengeringkan rambut.

Gambar 10. Setrika dan hair dryer

Sumber: https://www.tokopedia.com dan https://www.madison-reed.com

6. Mesin Mobil/Motor

Mesin mobil/motor bekerja dengan mengubah energi panas dari ledakan

bahan bakar menjadi energi kinetik. Untuk mesin yang menggunakan

karburator pada mesin 4 tax atau 2 tax misalnya, panas yang dihasilkan

berasal dari proses pembakaran campuran bensin dengan udara yang

dialirkan ke ruang bakar kemudian ditekan menggunakan piston lalu

https://www.tokopedia.com/

https://www.madison-reed.com/


24

diberi percikan api dari busi, akibatnya campuran bahan bakar tadi

meledak. Ledakannya menghasilkan panas dan tekanan yang tinggi yang

akan medorong balik piston tadi sehingga mampu memutarkan roda

mobil/motor.

Gambar 11. Sebuah mesin mobil 4 tax (kiri) dan ruang bakar (kanan) Sumber: http://www.boobrok.com dan http://www.oto.clas.web.id

7. Bom Atom dan Hulu Ledak Nuklir

Bom atom atau hulu ledak peluru bekerja dengan mengubah energi nuklir

menjadi energi panas, energi bunyi, dan energi kinetik. Sebuah bom atom

meledak dengan cara memicu rangkaian reaksi nuklir berantai, yang

kemudian akan melepaskan energi berskala besar (jika dibandingkan dengan

bahan peledak konvensional. Ledakan sebuah unit bom atom lebih kuat

daripada ledakan yang dihasilkan oleh jutaan atau bahkan miliaran unit TNT.

Reaksi nuklir terjadi ketika neutron ditembakkan dari jarak dekat ke arah

sekumpulan atom mengandung nuclei (termasuk uranium dan plutonium).

Saat bersentuhan dengan neutron, nuclei akan terpecah dan berubah menjadi

bagian-bagian yang lebih kecil atau ringan. Saat proses ini terjadi,

serangkaian reaksi nuklir dimulai. Karena atom mengandung neutron, akan

terdapat lebih banyak neutron yang bergerak bebas dan mengenai atom-

atom lain yang masih utuh. Proses ini disebut fission dan terus terjadi

sehingga nuclei bisa terus terpecah. Salah satu kunci penting adalah fission

mampu memecah atom tanpa sumber energi lain; reaksi kimia terjadi secara

http://www.boobrok.com/

http://www.oto.clas.web.id/

https://www.blogger.com/2013/06/21/atom-dan-quark/

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

25

alami. Pemecahan atom menghasilkan energi, sekitar 80 terajoule per

kilogram (TJ/kg).

Bom atom jenis lama memulai reaksi nulkir berantai dengan cara saling

menembakkan beberapa isotop uranium (atom uranium dengan jumlah

proton sama, tapi jumlah neutron berbeda) di sebuah ruang kecil di dalam

tubuh bom. Pada jenis lebih baru, inti bom dikelilingi oleh alat berdaya ledak

tinggi disebut explosive lens atau lenses; alat ini berfungsi untuk memisahkan

atau mengumpulkan elektron. Karena keberadaan lenses, inti bom akan

terpecah dan memulai reaksi nuklir berantai. Reaksi pemecahan terus

berlangsung sampai semua nuclei terpecah.

Gambar 12. Ledakan bom atom di Hiroshima (kiri) dan Nagasaki (kanan) tahun 1945 Sumber: https://dunia.tempo.co


26

SOAL-SOAL UN/USBN

A. Usaha, Energi dan Perubahannya

No. Soal UN Tahun 2018

1. Balok massanya m berada pada pada bidang datar licin. Balok dalam

keadaan diam di posisi (1) dan ditarik oleh gaya F sampai di posisi (2)

dalam selang waktu t seperti gambar.

Dengan memvariasikan massa dan gaya diperoleh data :

No Massa (kg) Gaya (N) t (s)

1 12 3 4

2 16 4 3

3 20 5 2

4 24 6 1

Dari tabel di atas, usaha yang dilakukan benda dari yang terbesar ke

yang terkecil adalah .....

A. 1, 4, 3, 2

B. 1, 3, 2, 4

C. 1, 3, 4, 2

D. 2, 3, 1, 4

E. 1, 2, 3, 4

Identifikasi

Level Kognitif : LK 3 (Penalaran)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.9.5Menganalisis hubungan antara usaha dan energi

kinetik.

Diketahui : Besar massa, gaya dan waktu

Ditanyakan : Mengurutkan besarnya usaha yang dilakukan benda

dari yang terbesar ke terkecil

Materi yang

dibutuhkan

: usaha, energi dan perubahannya

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

27


2 Anak panah dikaitkan pada tali busur, kemudian ditarik ke belakang

dengan gaya 20 N, sehingga tali busur meregang pada jarak 20 cm.

Gesekan udara diabaikan, massa anak panah 250 gram, maka

kecepatan anak panah saat melesat dari busur adalah ..... ms-1

A. 10

B. 5√3

C. 5

D. 4√2

E. 4

Identifikasi

Level Kognitif : LK 3 (Penalaran)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.9.5Menganalisis hubungan antara usaha dan energi

kinetik.

Diketahui : Gaya, simpangan, massa

Ditanyakan : Menentukan kecepatan anak panah saat melesat dari

busur

Materi yang

dibutuhkan

: Hubungan usaha dengan perubahan energi


28

No Soal UN Tahun 2017

3 Sebuah balok bermassa 1 kg meluncur pada bidang miring kasar dari

keadaan diam seperti gambar. Setelah menempuh jarak 3,75 m,

kecepatan balok 7,5 m/s. Diketahui: g = 10 m/s2, koefisien gesekan

kinetis 3/16 dan tan = ¾, maka besar gaya tahan F agar balok

berhenti tepat di kaki bidang miring adalah …

A. 3,75 N

B. 5,75 N

C. 7,50 N

D. 9,25 N

E. 12,00 N

Identifikasi

Level Kognitif :

Indikator yang

bersesuaian

:

Diketahui :

Ditanyakan :

Materi yang

dibutuhkan

: Penerapan energi mekanik pada bidang kasar

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

29


4 Balok bermassa 10 kg meluncur sepanjang bidang miring A-B dan

berhenti di titik C. Koefisien gesek antara balok dengan permukaan

bidang b-C = 0,3, panjang BC adalah …

A. 10 m

B. 35 m

C. 37 m

D. 40 m

E. 50 m

Identifikasi Level Kognitif :

Indikator yang

bersesuaian

:

Diketahui :

Ditanyakan :

Materi yang

dibutuhkan


30

B. Hukum Kekekalan Energi Mekanik


5 Sebuah balok dilepas tanpa kecepatan awal di puncak bidang miring

licin (di A). Balok meluncur hingga dasar bidang (di E). Jika AB = BC =

CD = DE, maka perbandingna kecepatan balok di C, D, dan E adalah ...

A. 1 : 2 : 3

B. 1 : 3 : 2

C. 2 : 3 : 2

D. 2 : 2 : 2 3

E. 2 : 3 : 2

Identifikasi

Level Kognitif : C-3 (membandingkan)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.9.11. Menganalis hukum kekekalan energi mekanik

serta penerapannya dalam peristi-wa sehari-hari.

Diketahui : Jarak-jarak tertentu benda pada bidang miring

Ditanyakan : Membandingkan kecepatan balok pada setiap jarak

Materi yang

dibutuhkan

: Energi mekanik

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

31


6 Sebuah peluru ditembakkan dengan sudut elevasi α (cos α = 3/5) dan

kecepatan awal 100 ms-1. Massa peluru 40 gram dan g = 10 ms-2.

Energi potensial peluru setelah bergerak selama 5 sekon adalah ....

joule

A. 100

B. 110

C. 120

D. 130

E. 140

Identifikasi

Level Kognitif : C-3 (menentukan)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.9.13 Menganalisis konsep energi potensial gravitasi

suatu benda yang ketinggiannya berbeda

Diketahui : Sudut elevasi, kecepatan awal, massa peluru,

percepatan gravitasi, waktu

Ditanyakan : Menentukan energi potensial peluru

Materi yang

dibutuhkan

: Energi mekanik


32


7 Perhatikan gambar! Sebuah bola sedang meluncur menuruni lintasan

licin. Bila laju bola di titik A sama dengan 6 ms-1 dan g = 10 ms-2, maka

laju bola di titik B adalah .....

A. √92

B. √52

C. √65

D. √95

E. √128

Identifikasi

Level Kognitif : LK-3 (Penalaran)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.9.7Menganalisis bentuk hukum kekekalan energi

mekanik pada berbagai gerak (gerak parabola, gerak

pada bidang lingkaran, dan gerak satelit/planet

dalam tata surya)

Diketahui : Kelajuan bola di suatu titik

Ditanyakan : Kelajuan bola yang sama di titik yang lain

Materi yang

dibutuhkan

: Hukum kekekalan energi mekanik

5,6 m

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

33


8 Perhatikan gambar berikut!

Dua buah benda menuruni lintasan dari titik A. Massa benda pertama

m1 = 5 kg dan benda ke dua m2 = 15 kg. Jika percepatan gravitasi g =

10 ms-2, maka perbandingan energi kinetik EK1 : EK2 di titik B adalah ...

A. 1 : 2

B. 1 : 3

C. 1 : 9

D. 2 : 1

E. 3 : 1

Identifikasi Level Kognitif : LK – 1 (Pengetahuan – Pemahaman)

Indikator yang

bersesuaian

: Menghitung besar energi potensial (gravitasi dan

pegas) dan energi kinetik.

Diketahui : Massa, percepatan gravitasi, ketinggian

Ditanyakan : Membandingkan energi kinetik dua benda di suatu

titik

Materi yang

dibutuhkan

: Hukum kekekalan energi


34

BAHAN PEMBELAJARAN

A. Aktivitas Pembelajaran

Bahan pembelajaran yang diuraikan di sini merupakan contoh panduan

pembelajaran yang dapat dimplementasikan oleh Saudara ketika akan

membelajarkan topik usaha dan energi. Bahan pembelajaran dikembangkan

dengan prinsip berpusat pada peserta didik dan berusaha memfasilitasi

kemampuan berpikir tingkat tinggi. Bahan pembelajaran ini berisikan rincian

aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik yang digunakan dan

bahan bacaannya.

Aktivitas pembelajaran berisi rincian alternatif kegiatan pembelajaran yang

dilakukan guru dan peserta untuk mencapai kompetensi pada topik usaha

dan energi. Sebelum menguraikan aktivitas pembelajaran, terlebih dahulu

disusun desain aktivitas pembelajaran yang dapat dilihat pada Tabel 3.

Berdasarkan Tabel 3, dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai

masing-masing indikator yang telah ditetapkan, yang dapat dicapai dalam

empat kali pertemuan. Aktivitas pembelajaran akan diuraikan lebih rinci,

menjadi empat skenario pembelajaran. Pengembangan skenario

pembelajaran mengacu pada kriteria yang ditetapkan pada Standar Proses

(Permendikbud nomor 22 tahun 2016). Berikut ini rincian aktivitas

pembelajaran untuk masing-masing pertemuan.

Bahan pembelajaran berisi rincian alternatif kegiatan pembelajaran yang

dilakukan guru dan peserta didik untuk mencapai kompetensi pada topik

usaha dan energi. Sebelum menguraikan aktivitas pembelajaran, terlebih

dahulu disusun desain aktivitas pembelajaran yang dapat dilihat pada Tabel

2.

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

35

Berdasarkan Tabel 2 dapat terlihat submateri yang dibelajarkan terdiri atas

konsep energi, usaha (kerja), hubungan usaha (kerja) dan perubahan energi,

hukum kekekalan energi serta penerapannya dalam peristiwa sehari-hari.

Adapun aktivitas pembelajaran untuk mencapai masing-masing indikator

yang telah ditetapkan, dapat dicapai dalam tiga kali pertemuan. Aktivitas

pembelajaran akan diuraikan lebih rinci menjadi tiga skenario pembelajaran.

Pengembangan skenario pembelajaran mengacu pada kriteria yang

ditetapkan pada Standar Proses (Permendikbud nomor 22 tahun 2016).

Berikut ini rincian aktivitas pembelajaran untuk mesing-masing pertemuan.

Pro

gram P

KB m

elalui P

KP

berb

asis Zon

asi D

irektorat Jen

deral G

uru

dan

Tenaga K

epen

did

ikan

36

Tabel 3. Desain Aktivitas Pembelajaran

Indikator Pencapaian

Kompetensi

Materi/

Sub materi Aktivitas Pembelajaran

Bentuk dan

Jenis Penilaian Media

Aokasi

Waktu

Pertemuan 1

3.9.1 Mengidentifikasi

contoh-contoh

gerak benda yang

mengandung

usaha positif,

usaha negatif,

usaha nol, usaha

pada bidang datar,

dan usaha pada

bidang miring.

3.9.2 Menjelaskan

konsep usaha

sebagai besaran

skalar, konsep

usaha dari grafik

F-x, dan usaha

oleh oleh bebera-

pa gaya

3.9.8 Menganalisis pengaruh gaya (F) dan perpindahan

(x) terhadap

- Usaha (W) Menerapkan model pembelajaran

discovery learning sebagai berikut:

1. Peserta didik mengamati contoh-conto

gerak benda yang mengandung usaha

positif, usaha negatif, usaha nol, usaha

di bidang datar, dan bidang miring

(Stimulation)

2. Peserta didik berdiskusi untuk

menggali konsep usaha secara

mendalam seperti hal-hal apa yang

memengaruhi besarnya usaha hingga

menentukan rumusan masalah

(Problem statement)

3. Mengumpulkan data/informasi dari

aktivitas percobaan menggunakan

bidang miring (menyusun data pada

tabel), meyusun langkah percobaan

(Data collecting)

4. Membandingkan, menganalisis

kecenderungan, dan mengerja-kan

simulasi di LKPD, dan mengambil

kesimpulan (Data processing)

1. Test Tulis

2. Penilaian

kinerja

3. Penilaian

sikap

4. Penilaian

produk

laporan

1. LKPD

2. Projector

3. Bahan tayang PPT

4. Peralatan

praktikum bidang

miring

2 x 45’

37

Pa

ke

t Un

it Pe

mb

ela

jara

n

Pe

mb

ela

jara

n A

ljab

ar


Kompetensi

Materi/


Bentuk dan


Aokasi

Waktu

besar usaha (W) serta penerapan-nya dalam peristi-wa sehari-hari

5. Berdiskusi dengan guru dan menggali

informasi dari buku untuk

membandingkan kesimpulan

sementara dengan kebenaran

konsep(Verification)

6. Memperbaiki kesimpulan dan menarik

kesimpulan akhir (Generalization)

Pertemuan 2

3.9.3 Mengidentifkasi contoh-contoh fenomena benda yang mengandung energi potensial dan energi kinetik.

3.9.4 Menyelidiki energi potensial gravitasi dan energi kinetik

3.9.9 Menganalisis pengaruh pertam-bahan panjang

(x) terhadap besar energi potensial (Ep) pada pegas

3.9.12 Merumuskan hu-bungan pertamba-han panjang (x)

Menerapkan model pembelajaran


1. Peserta didik mengamati contoh-

contoh fenomena benda yang

mengandung energi potensial dan

kinetik (Stimulation)


menggali konsep energi kinetik dan

potensial, khususnya energi potensial

pegas secara mendalam seperti hal-hal

apa yang memengaruhi besarnya

energi potensial pegas hingga

menentukan rumusan masalah

(Problem statement)



1. Test Tulis

2. Penilaian

kinerja

3. Penilaian

sikap

4. Penilaian

produk

laporan

1. LKPD

2. Projector

3. Bahan tayang PPT

4. Peralatan

praktikum Sistem

Pegas

2 x 45’

Pro

gram P

KB m

elalui P

KP

berb

asis Zon

asi D

irektorat Jen

deral G

uru

dan

Tenaga K

epen

did

ikan

38


Kompetensi

Materi/


Bentuk dan


Aokasi

Waktu

terhadap besar energi potensial (Ep) pada pegas

sistem pegas (membuat tabel dan

menyusun langkah percobaan) (Data

collecting)


kecenderungan, membuat grafik, dan

mengambil kesimpulan (Data

processing)








Pertemuan 3

3.9.5 Menyelidiki hubungan usaha dengan perubahan energi melalui persamaan matematis, percobaan, dan contoh nyata.

3.9.6 Menerapkan hukum kekekalan

Menerapkan model pembelajaran


1. Bagian ini dilewati karen sudah

disampaikan di pertemuan 1 dan 2

(Stimulation)


menentukan permasalahan atau hal-

hal yang akan digali terkait hubungan

1. Test Tulis

2. Penilaian

kinerja

3. Penilaian

sikap

4. Penilaian

produk

laporan

1. LKPD

2. Projector

3. Bahan tayang PPT

4. Peralatan

praktikum Bidang

Miring

2 x 45’

39

Pa

ke

t Un

it Pe

mb

ela

jara

n

Pe

mb

ela

jara

n A

ljab

ar


Kompetensi

Materi/


Bentuk dan


Aokasi

Waktu

energi serta penerapannya dalam peristiwa sehari-hari

3.9.10 Menganalisis hubungan usaha (W) dan peruba-

han energi (E) yang dialami benda

3.9.11 Menganalis

hukum kekekalan

energi mekanik

serta penerapan-

nya dalam peristi-

wa sehari-hari.

3.9.7 Menjelaskan

konsep daya serta

penerapannya

dalam peristiwa

sehari-hari

usaha dengan energi dan hukum

kekekalan energi mekanik (Problem

statement)



bidang miring (membuat tabel dan

menyusun langkah percobaan) (Data

collecting)


kecenderungan, membuat grafik,

mengaitkan energi dengan daya dan

mengambil kesimpulan (Data

processing)









40

1. Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1

Di dalam ilmu fisika ada konsep tentang Usaha dan Energi. Apa dan

bagaimana sebenarnya konsep usaha dan energi itu. Coba Saudara telusuri

latar belakang diangkatnya materi ini sebagai materi pelajaran fisika yang

cukup penting. Semua mahluk hidup di dunia ini setiap hari melakukan

pekerjaan atau aktifitas masing-masing secara rutin. Mahluk hidup yang ada

di bumi ini baik manusia, hewan ataupun tumbuhan ternyata selalu

berhubungan dengan usaha dan energi. Jangankan mahluk hidup ternyata

benda matipun memerlukan energi untuk melakukan suatu perkerjaan

seperti mesin yang memerlukan energi listrik.

Ternyata sejak dulu para ilmuwan ataupun ahli fisika telah tertarik untuk

mengungkapkan rahasia pemahaman mengenai energi pada mahluk hidup

yang peruntukannya untuk melakukan usaha. Dari mana mahluk hidup itu

memperoleh energinya ataupun dari mana suatu mesin bisa memperoleh

energi listrik? Mahluk hidup memperoleh energi dari makanan. Aneka jenis

makanan mengandung zat-zat seperti karbohidrat, lemak, protein, mineral

dan zat-zat lainnya. Zat makanan yang dikenal sebagai penghasil energi

paling besar adalah karbohidrat. Karbohidrat ini biasanya terkandung dalam

tanaman biji-bijian seperti padi, gandum, sagu dan lainnya. Biasanya porsi

karbohidrat lebih banyak dari porsi zat lain yang dikonsumsi oleh manusia.

Manusia harus memperoleh energi yang cukup untuk melakukan bermacam-

macam pekerjaan dalam satu hari. Untuk orang Indonesia energi paling

banyak diperoleh dari nasi (beras yang dimasak). Sedangkan orang Amerika

dan Eropa biasanya keperluan karbohidrat mereka dapatkan dari roti

(olahan gandum).

Selain energi yang terkandung dalam makanan untuk keperluan

kelangsungan hidup manusia, ternyata energi lain yang sangat

mempengaruhi kehidupan kita adalah energi listrik. Coba bayangkan

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

41

sekarang ini jika kita tidak mendapat pasokan listrik yang cukup dari PLN

atau sering mendapat pemadaman bergilir. Betapa kesalnya kita saat

menunggu listrik yang padam untuk berfungsi kembali, karena semua

peralatan rumah tangga memerlukan energi listrik seperti televisi, kulkas,

rice cooker, AC, kipas angin dan banyak lagi peralatan listrik lainnya.

Ahli fisika Inggris, James Prescott Joule adalah penemu hukum kekekalan

energi. Pada hukum ini disebutkan bahwa ‘energi hanya dapat dipindahkan

tetapi tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan’ atau yang kita sering

dengar dengan istilah transfer energi. Jika orang awam yang bukan ilmuwan

mungkin agak bingung dengan pernyataan di atas. Apaka benar energi itu

tidak bisa diciptakan atau dihilangkan, sedangkan kita sendiri harus makan

dengan rutin untuk memperoleh pasokan energi yang habis akibat

melakukan berbagai kegiatan. Energi itu tidak hilang atau diciptakan tetapi

hanya berpindah, contohnya sewaktu kita makan berarti kita memindahkan

energi yang terkandung dalam makanan tersebut ke dalam tubuh kita. Energi

listrik baterai yang habis karena pemakaian peralatan listrik juga adalah

proses pemindahan energi, misalnya kipas angin mengubah energi listrik

menjadi energi gerak, lampu mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

Setrika mengubah energi listrik menjadi energi panas.

Jadi jika tidak ada energi listrik yang dapat diubah oleh peralatan tersebut.

maka peralatan listrik tersebut tidak bisa melakukan usaha apa-apa.

(Sumber : smartinyourhand.blogspot.com)

Pada aktivitas pembelajaran 1 ini Saudara akan melakukan aktivitas berikut:

1) Mengidentifikasi bentuk-bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari (C1),

2) Menjelaskan konsep usaha (kerja) serta penerapannya dalam peristiwa

sehari-hari dalam peristiwa sehari-hari (C2), 3) Menganalisis konsep usaha dan

energi serta penerapannya dalam peristiwa sehari-hari (C4), 4) Mengumpulkan


42

informasi masalah gerak yang berkaitan dengan konsep energi (P1) ; 5)

Merancang langkah-langkah penyelidikan konsep usaha atau energi (P2)

Aktivitas pembelajaran ini untuk mencapai indikator 3.9.1, 3.9.2, 3.9.4, 4.9.1

dan 4.9.2 yang dilakukan dengan pendekatan saintifik yang meliputi

aktivitas: 1) mengamati; 2) menanya; 3) mengumpulkan informasi; 4)

mengasosiasi; dan 5) mengomunikasikan.

Tujuan Aktivitas Pembelajaran:

Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta didik mampu:

a. Mengamati contoh-contoh usaha, bentuk energi dan konsep usaha dan

energi dalam kehidupan sehari-hari

b. Mengidentifikasi variabel-variabel usaha dan energi

c. Mengumpulkan informasi tentang konsep usaha dan energi

d. Diskusi untuk mengolah informasi (membandingkan, memahami,

menyimpulkan)

e. Mempresentasikan hasil diskusi di depan kelas mengenai konsep usaha

dan energi

Estimasi Waktu, Media, Alat dan Bahan

Estimasi watu : 2 x 45 Menit

Media : 1. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD 1)

2. Bahan tayang slide video pembelajaran

Alat dan bahan : 1. LCD 1 buah

2. Beberapa video pembelajaran tentang usaha dan

energi

Aktivitas Inti yang Saudara Lakukan:

a. Mengatur tempat duduk siswa dan membaginya menjadi beberapa

kelompok (5-6 orang/kelompok).

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

43

b. Membagikan LKPD 1 kepada setiap peserta didik.

c. Menjelaskan tujuan pembelajaran dan cara menggunakan LKPD 1.

d. Peserta didik mengamati contoh-conto gerak benda yang mengandung

usaha positif, usaha negatif, usaha nol, usaha di bidang datar, dan bidang

miring (Stimulation)

e. Peserta didik berdiskusi untuk menggali konsep usaha secara mendalam

seperti hal-hal apa yang memengaruhi besarnya usaha hingga

menentukan rumusan masalah (Problem statement)

f. Mengumpulkan data/informasi dari aktivitas percobaan menggunakan

bidang miring (menyusun data pada tabel), meyusun langkah percobaan

(Data collecting)

g. Membandingkan, menganalisis kecenderungan, dan mengerja-kan

simulasi di LKPD, dan mengambil kesimpulan (Data processing)

h. Berdiskusi dengan guru dan menggali informasi dari buku untuk

membandingkan kesimpulan sementara dengan kebenaran


i. Memperbaiki kesimpulan dan menarik kesimpulan akhir (Generalization)



1) Berdiskusi tentang hubungan usaha dan perubahan energi serta

penerapannya dalam peristiwa sehari-hari ; 2) Merancang langkah-langkah

penyelidikan untuk menjawab hipotesis (menentukan variabel yang akan

diamati, membuat format tabel, membuat sumbu grafik) ; 3) Melakukan

penyelidikan dan menganlisis hasilnya ; 4) Membuat kesimpulan hubungan

usaha dan perubahan energi ; 5) Menganalisis data hasil percobaan, dan 6)

Menyimpulkan hasil analisis

Aktivitas pembelajaran ini untuk mencapai indikator 3.9.3 dan 3.9.6 yang

dilakukan dengan menerapkan model pembelajaran guided inquiry (inkuiri

terbimbing).


44

Tujuan Aktivitas Pembelajaran


a. Menentukan permasalahan untuk menyelidiki hubungan antara usaha

dengan perubahan energi

b. Mengajukan hipotesis untuk menyelidiki hubungan usaha dengan

perubahan energi

c. Merancang langkah-langkah percobaan untuk menyelidiki hubungan

usaha dengan perubahan energi

d. Menentukan alat-alat dan bahan yang dibutuhkan untuk penyelidikan.

e. Merangkai alat-alat yang akan digunakan untuk proses penyelidikan.

f. Membaca alat ukur dengan benar pada saat proses penyelidikan

berlangsung.

g. Mengelompokan data ke dalam tabel.

h. Mengubah data tabel ke dalam bentuk grafik.

i. Menganalisis data yang diperoleh untuk mendapatkan makna fisis.

j. Merumuskan hubungan usaha dan perubahan energi berdasarkan hasil

analisis.

k. Membuat kesimpulan hubungan usaha dan perubahan energi



Media : Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD 2)

Alat dan bahan : 1. Bola bekel 1 buah

2. Bola tenis 1 buah

3. Bola pingpong 1 buah

4. Beban dari kayu 1 buah

5. Alat pengukur usaha 1 buah

6. Mistar (panjang 100 cm)1 buah

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

45

7. Stopwatch digital




b. Membagikan LKPD 2 kepada setiap kelompok (1 buah LKPD/kelompok).


d. Peserta didik mengamati contoh-contoh fenomena benda yang mengandung

energi potensial dan kinetik (Stimulation)

e. Peserta didik berdiskusi untuk menggali konsep energi kinetik dan potensial,

khususnya energi potensial pegas secara mendalam seperti hal-hal apa yang

memengaruhi besarnya energi potensial pegas hingga menentukan rumusan

masalah (Problem statement)

f. Mengumpulkan data/informasi dari aktivitas percobaan menggunakan sistem

pegas (membuat tabel dan menyusun langkah percobaan) (Data collecting)

g. Membandingkan, menganalisis kecenderungan, membuat grafik, dan

mengambil kesimpulan (Data processing)




i. Memperbaiki kesimpulan dan menarik kesimpulan akhir (Generalization)


Pada aktivitas pembelajaran 3 ini Saudara akan melakukan aktivitas yang

sama dengan pembelajaran 2 namun materinya berbeda yaitu hukum

kekekalan energi mekanik, maka aktivitasnya adalah: 1) Menerapkan hukum

kekekalan energi serta penerapannya dalam peristiwa sehari-hari (C3) 2)

Menganalis hukum kekekalan energi serta penerapannya dalam peristiwa

sehari-hari, 3) Menyimpulkan hasil hukum kekekalan energi serta


46

penerapannya dalam peristiwa sehari-hari (C5), 4) Menyajikan data hasil

penelitian tentang hukum kekekalan energi

Aktivitas pembelajaran ini untuk mencapai indikator 3.9.4, 3.9.7 dan 4.9.4

Tujuan Aktivitas Pembelajaran :

Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta mampu :

a. Berdiskusi tentang hukum kekekalan energi untuk menentukan rumusan

permasalahan

b. Mengarahkan untuk mengajukan hipotesis

c. Merancang langkah-langkah penyelidikan untuk menjawab hipotesis

(menentukan variabel yang akan diamati, membuat format tabel,

membuat sumbu grafik)

d. Melakukan penyelidikan dan menganalisis hasilnya

e. Membuat kesimpulan hukum kekekalan energi

Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 2 x 45 Menit. (Data Collection, Data

Processing, Verification, dan Generalization)

Media, alat, dan bahan yang digunakan adalah :

Apa yang Saudara lakukan :

a. Peserta didik mengemukakan kembali rumusan masalah yang sudah

ditemukan pada pertemuan sebelumnya

b. Membagikan LKPD 3. Menyelidiki hukum kekekalan energi mekanik,

peserta didik diminta untuk mempelajarinya terlebih dahulu

c. Memfasilitasi peserta didik untuk bekerja secara berkelompok

menyelidiki hukum kekekalan energi mekanik

d. Bagian ini dilewati karen sudah disampaikan di pertemuan 1 dan 2

(Stimulation)

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

47

e. Peserta didik berdiskusi untuk menentukan permasalahan atau hal-

hal yang akan digali terkait hubungan usaha dengan energi dan

hukum kekekalan energi mekanik (Problem statement)

f. Mengumpulkan data/informasi dari aktivitas percobaan

menggunakan bidang miring (membuat tabel dan menyusun langkah

percobaan) (Data collecting)

g. Membandingkan, menganalisis kecenderungan, membuat grafik,

mengaitkan energi dengan daya dan mengambil kesimpulan (Data

processing)




i. Memperbaiki kesimpulan dan menarik kesimpulan akhir

(Generalization)


48

B. Lembar Kerja Peserta Didik

LKPD 1: Usaha dan energi

Tujuan : Mempelajari bentuk energi, usaha dan energi

Jawablah pertanyaan di bawah ini pada kotak yang disediakan

berdasarkan aktivitas pembelajaran yang saudara lakukan!

1. Berdasarkan pengamatan contoh-contoh gerak benda, peristiwa

manakah yang mengandung usaha positif, usaha negatif, usaha nol,

usaha di bidang datar, dan bidang miring

2. Berdasarkan hasil diskusi, hal-hal apa yang memengaruhi besarnya

usaha, kemudian tentukan rumusan masalahnya!

3. Tentukan variabel-variabel apa yang harus diamati!

4. Susunlah langkah-langkah percobaan

5. Buatlah rancangan tabel tentang variabel-variabel yang akan diukur!

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

49

6. Buatlah prediksi grafik hubungan variabel-variabel yang telah

ditentukan di nomor 3!

7. Lakukan pengambilan data berdasarkan aktivitas pembelajaran

menggunakan bidang miring!

8. Amati kecenderungan data pada tabel mengenai perubahan nilai tiap-

tiap variabel, apa yang dapat saudara simpulkan!

9. Lakukan konfirmasi dengan bertanya pada guru dan membaca buku

sumber (paket). Bandingkan keseimpulan sementara yang saudara

dapatkan dengan kebenaran konsepnya!


50

10. Buatlah kesimpulan akhir

11. Pendalaman Materi. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini agar

saudara lebih memahami konsep tentang usaha. Apa yang diamksud

dengan :

a. Gaya =

b. Perpindahan =

c. Komponen gaya =

d. Usaha =

e. Usaha positif =

f. Usaha negatif =

g. Usaha nol =

12. Gunakan persamaan usaha untuk menentukan besarnya usaha yang

dilakukan oleh gaya pada setiap keadaan berikut ini!

a. Sebuah gaya sebesar 100 N yang membentuk sudut sebesar 600

terhadap arah mendatar dikerjakan pada sebuah benda yang

massanya 10 kg di atas lantai licin, sehingga benda berpindah

secara mendatar sejauh 5 m

b. Seorang pekerja mendorong benda dengan gaya mendatar 150 N

sehingga benda berpindah sejauh 5 m

c. Sebuah gaya ke atas dikerjakan pada sebuah benda yang

massanya 10 kg, sehingga benda terangkat setinggi 5 m

d. Gaya gesekan sebesar 20 N bekerja pada sebuah benda yang

massanya 10 kg sejauh 5 m

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

51

LKPD 2. Hubungan Usaha dan Perubahan Energi

Tujuan : Mempelajari hubungan usaha dan perubahan energi



1. Amati tayangan slide/ film dan sebutkan contoh-contoh fenomena benda

yang mengandung energi potensial dan kinetik (Stimulation)

2. Hal-hal apa yang memengaruhi besarnya energi potensial pegas hingga

menentukan rumusan masalah (Problem statement)

3. Susunlah langkah percobaan pegas atau sistem pegas kemudian kumpulkan

data/informasi dari aktivitas percobaan tersebut!

4. Buatlah grafik, dan bagaimana kesimpulannya?

5. Buatlah kesimpulan sementara dan bandingkan dengan kebenaran konsep!

6. Bagaimanakah kesimpulan akhirnya?


52

LKPD 3. Hukum Kekekalan Energi

Tujuan : Mempelajari energi konetik, energi potensial dan hukum kekekalan

energi mekanik


berdasarkan aktivitas pembelajaran yang saudara lakukan

1. Diskusikan untuk permasalahan atau hal-hal yang akan digali terkait

hubungan usaha dengan energi dan hukum kekekalan energi mekanik!

2. Susun langkah aktivitas percobaan menggunakan bidang miring , buatlah

data dan tabel!

3. Buatlah grafik dengan mengaitkan energi dengan daya!

4. Buatlah kesimpulan sementar, kemudian bandingkan dengan kebenaran


5. Buatlah kesimpulan akhir!

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

53

C. Bahan Bacaan

1. Usaha dan Energi

Pada bab ini akan kita bahas tentang usaha dan energi, hal-hal yang dapat

menghasilkan usaha, dan usaha yang berkaitan dengan perubahan energi.

Usaha yang dilakukan sama dengan perubahan energi kinetik dan perubahan

energi potensial. Selain energi kinetik terdapat energi potensial. Energi

kinetik dan energi potensial membentuk energi mekanik. Energi mekanik

akan kekal pada sistem yang konservatif. Kita mengenalnya sebagai hukum

kekekalan energi mekanik. Dengan menggunakan hukum kekekalan energi

mekanik ini kita dapat menganalisis gerak dalam kehidupan sehari-hari.

Apakah usaha itu? Kita sering mendengar istilah usaha, misalnya usaha yang

dilakukan Ahmad untuk mendorong peti sebesar 10 Joule. Pengertian usaha

dalam Fisika berbeda dengan usaha yang digunakan dalam kehidupan sehari-

hari. Usaha dapat dihasilkan oleh gaya yang konstan, dan juga gaya yang

tidak konstan.

Usaha oleh Gaya Konstan

Ahmad mendorong sebuah balok. Ia memberika gaya konstan sebesar F

newton, ternyata balok bergeser sejauh s meter searah dengan F. Kita bisa

menghitung besarnya usaha W adalah :

Gambar 13. Usaha yang dilakukan benda

Sumber: alijabbar.wordpress.com


54

W = F cos α . s

W = Usaha yang dilakukan benda (joule)

F = Gaya yang diberikan pada benda (newton)

α = Sudut antara gaya yang diberikan terhadap arah perpindahan

s = Perpindahan benda (m)

Apabila pergeseran tidak searah dengan arah perpindahan benda, maka

yang akan kita gunakan adalah komponen gaya pada arah perpindahan.

Masih ingatkah Anda tentang perkalian skalar antara dua buah vektor? Gaya

adalah besaran vektor dan perpindahan juga besaran vektor.

Usaha adalah besaran skalar. Usaha adalah perkalian skalar antara vektor

gaya dengan vektor perpindahan.

Besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya ditentukan oleh besarnya sudut

antara arah gaya dengan perpindahan benda. Berikut ini beberapa keadaan

istimewa yang berhubungan dengan arah gaya dan perpindahan benda.

a. Jika α = 00 berarti gaya F searah dengan arah perpindahan. Karena cos 00 =

1, maka usaha yang dilakukan W = F.s

b. Jika α = 900 berarti gaya F tegak lurus dengan arah perpindahan. Karena

cos 90 = 0 , maka usaha yang dilakukan W = 0. Gaya tidak menghasilkan

usaha.

c. Jika α = 1800 berarti gaya F berlawanan dengan arah perpindahan. Karena

cos 1800 = - 1 , maka usaha yang dilakukan W = - F.s.

d. Jika s = 0, berarti gaya tidak menyebabkan benda berpindah, maka W = 0.

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

55

1. Usaha oleh Berbagai Gaya

Gambar 14. Usaha oleh berbagai gaya

Sumber: gurumuda.net

Gambar 32 menunjukkan sebuah benda yang dipengaruhi oleh beberapa

gaya yang bertitik tangkap sama, sehingga benda berpindah sejauh s pada

arah horizontal.

W total = ∑𝐹 . 𝑠

W total = (F – fk) . s

W total = (F cos ϴ - fk) . s

2. Menghitung Usaha dengan Grafik

Gambar 15. Grafik gaya terhadap perpindahan

Sumber: fisikastudycenter.com

Usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya dapat dilukiskan secara grafik yaitu

dengan menarik garis komponen F (gaya) sebagai fungsi s (perpindahan).

Luas daerah yang diarsir di bawah grafik F – s menyatakan usaha yang

dilakukan oleh gaya sebesar F untuk benda berpindah sejauh s.

W = luas daerah di bawah grafik gaya terhadap perpindahan


56

2. Energi dan Daya

Energi

Pengertian energi dalam fisika adalah kemampuan untuk melakukan usaha

(kerja). Energi merupakan suatu besaran fisika yang dapat diubah dari satu

bentuk menjadi bentuk yang lain. Namun energi tidak dapat diciptakan atau

dimusnahkan. Hal ini sesuai dengan “Hukum Kekekalan Energi” yang

berbunyi bahwa energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, namun

energi hanya bisa berubah bentuk dari satu bentuk energi menjadi energi

bentuk yang lain

Energi terbesar adalah energi matahari. Allah telah menciptakan matahari

khusus untuk kesejahteraan umat manusia. Jarak matahari ke bumi sejauh

149.600 juta km memungkinkan energi panas yang diterima manusia di bumi

tidak membahayakan. Energi panas dari matahari sangat bermanfaat bagi

bumi dan dapat menghasilkan energi bentuk lain di permukaan bumi ini

seperti energi kimia, energi listrik, energi bunyi dan energi kinetik.

Energi Potensial

Gambar 16. Energi potensial karena kedudukannya

Sumber: sainsmini.blogspot.com

Energi potensial didefinisikan sebagai energi yang dimiliki benda karena

keadaan atau kedudukan (posisinya). Energi potensial juga didefinisikan

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

57

sebagai energi yang tersimpan dalam suatu benda. Misalnya, energi kimia

dan energi listrik. Contoh energi kimia adalah energi minyak bumi dan energi

nuklir.

Energi potensial gravitasi

Energi potensial gravitasi didefinisikan sebagai energi yang dimiliki benda

karena kedudukan ketinggian dari benda lain. Secara matematis, dirumuskan

sebagai berikut.

EP = m . g . h

EP = energi potensial gravitasi (joule)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (ms-2)

h = ketinggian terhadap acuan (m)

Energi potensial pegas

Gambar 17. Grafik hubungan antara gaya dan pertambahan panjang

Sumber: wardayacollege.com

Energi potensial pegas dapat ditentukan dari grafik gaya pegas (F) terhadap

pertambahan panjang pegas (∆x)

EP = luas daerah di bawah grafik F terhadap ∆x


58

Energi potensial pegas secara matematis dirumuskan dengan :

EP = 𝟏

𝟐. k. ∆x2

Keterangan :

EP = energi potensial pegas (joule)

k = konstanta gaya pegas (Nm-1)

∆ x = pertambahan panjang pegas (m)

Energi kinetik

Energi kinetik didefinisikan sebagai energi yang dimiliki oleh benda karena

geraknya. Semakin cepat benda bergerak, maka makin besar energi kinetik

yang dimilikinya.

Berdasarkan hukum II Newton, F = m . a dan pada persamaan gerak lurus

berubah beraturan dengan kecepatan awal = 0, v2 = 2 . a . s, sehingga

besarnya usaha :

W = F . s = (m . a) . (𝒗𝟐

𝟐𝒂) =

𝟏

𝟐 m . v2

W adalah usaha yang diperlukan oleh gaya F untuk mengubah kecepatan

benda. Besarnya usaha ini sama dengan energi kinetik yang dimiliki benda

pada saat kecepatannya v. Energi kinetik dirumuskan dengan :

EK = 𝟏

𝟐 m . v2

EK = energi kinetik (joule)


v = kecepatan benda (ms-1)

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

59

Daya

Daya didefinisikan sebagai kecepatan melakukan usaha atau kemampuan

untuk melakukan usaha tiap satuan waktu.

Daya dirumuskan dengan persamaan :

P = 𝑾

𝒕

P = 𝑭.∆𝒙

𝒕 = F . �⃗⃗�

Keterangan :

P = daya (Js-1 = watt)

W = usaha (joule)

t = waktu (s)

∆ x = perpindahan (m)

�⃗⃗� = kecepatan (ms-1)

Efisiensi konverter energi dirumuskan dengan :

𝜼 = 𝒌𝒆𝒍𝒖𝒂𝒓𝒂𝒏

𝒎𝒂𝒔𝒖𝒌𝒂𝒏 x 100 %

η = efisiensi konverter


60

3. Hubungan Energi dan Usaha

Gambar 18. Balok mengalami perpindahan dan perubahan kecepatan

Sumber: yukjagofisika.blogspot.com

Balok bermassa m bergerak dengan kecepatan awal v0. Karena pengaruh

gaya F , maka balok setelah t sekon kecepatannya menjadi vt dan berpindah

sejauh s.

W = F . s = m . a . s

W = 1

2 m . vt2 -

1

2 m . v02

Hubungan tersebut secara fisis dikatakan bahwa usahayang dilakukan oleh

gaya sama dengan perubahan energi kinetik benda.

Perhatikan gambar 18 untuk memahami hubungan antara usaha dan energi

potensial.

W = m . g . h

W = m . g . (h1 – h2)

W = m . g . h1 – m . g . h2

W = EP1 – EP2

W = ∆ EP

Besarnya energi potensial gravitasi sama dengan energi potensial akhir

dikurangi energi potensial mula-mula.

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

61

Persamaan ini menyatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi

sama dengan minus perubahan energi potensial gravitasi.

4. Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Hukum kekekalan energi mekanik dirumuskan dengan EMA = EMB. Hal ini

berarti bahwa jumlah energi mekanik benda yang dipengaruhi oleh gaya

gravitasi adalah tetap. Energi mekanik didefinisikan sebagai penjumlahan

antara energi kinetik dan energi potensial.

Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Sebuah benda yang dilempar ke atas akan memiliki energi potensial dan

energi kinetik. Energi potensial dimiliki karena ketinggiannya, sedangkan

energi kinetik karena geraknya. Makin tinggi benda tersebut terlempar ke

atas, makin besar energi potensialnya. Namun, makin kecil energi kinetiknya.

Pada ketinggian maksimal, benda mempunyai energi potensial tertinggi dan

energi kinetik terendah yaitu 0.

Untuk lebih memahami energi kinetik perhatikan sebuah bola yang dilempar

ke atas. Kecepatan bola yang dilempar ke atas makin lama makin berkurang.

Makin tinggi kedudukan bola (energi potensial gravitasi makin besar), makin

kecil kecepatannya (energi kinetik bola makin kecil). Saat mencapai keadaan

tertinggi, bola akan diam. Hal ini berarti energi potensial gravitasinya

maksimum, namun energi kinetiknya minimun (v = 0).

Pada waktu bola mulai jatuh, kecepatannya mulai bertambah (energi

kinetiknya bertambah) dan tingginya berkurang (energi potensial gravitasi

berkurang). Berdasarkan kejadian di atas, seolah terjadi semacam


62

pertukaran energi antara energi kinetik dan energi potensial gravitasi.

Apakah hukum kekekalan energi mekanik berlaku dalam hal ini?

Analisa Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Saat benda jatuh, makin berkurang ketinggiannya makin kecil energi

potensialnya, sedangkan energi kinetiknya makin besar. Ketika benda

mencapai titik terendah, energi potensialnya terkecil dan energi kinetiknya

terbesar. Mengapa demikian?

Hukum Kekekalan Energi Mekanik Bola yang Jatuh dari Ketinggian h.

Gambar 19. Bola yang jatuh dari ketinggian h

Sumber: fisikazone.com

Perhatikan gambar 19, ketika sebuah bola berada pada ketinggian h, maka

energi potensial di titik A adalah EPA = m · g · h, sedangkan energi kinetiknya

EKA = 1

2 m v2

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

63

Karena v = 0, maka EKA = 0. Jumlah antara energi potensial di titik A dan

energi kinetik di titik A sama dengan energi mekanik. Besarnya energi

mekanik adalah:

EMA = EPA + EKA

EMA = mgh + 0

EMA = mgh

Misalnya, dalam waktu t sekon bola jatuh sejauh h1 (titik B), sehingga jarak

bola dari tanah adalah h – h1. Energi potensial bola di titik B adalah

EPB = mg(h – h1).

Dari titik A ke titik B ternyata energi potensialnya berkurang sebesar m g h1.

Sedangkan, energi kinetik saat bola di B adalah sebagai berikut.

Saat bola jatuh setinggi h1 , bola bergerak berubah beraturan dengan

kecepatan awal nol.

Kecepatan benda tersebut adalah:

v = vo + g · t ——– (vo = 0)

EKB = m . g . h1


64

Jumlah energi kinetik dan energi potensial setelah benda jatuh sejauh h1 (di

titik B) adalah sebagai berikut.

EMB = EKB + EPB

EMB = mgh1 + (mgh – mgh1)

E = mgh

Jadi, energi mekanik di titik B adalah EMB = mgh

Berdasarkan perhitungan menunjukkan energi mekanik di titik A besarnya

sama dengan energi mekanik di titik B (EMA = EMB).

Jadi, dapat disimpulkan bahwa jumlah energi mekanik benda yang

dipengaruhi oleh gaya gravitasi adalah tetap.

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

65

PENGEMBANGAN PENILAIAN

Bagian ini memuat contoh soal-soal topik usaha dan energi yang muncul di

UN tiga tahun terakhir dan kurang berhasil dijawab oleh peserta didik. Selain

itu, bagian ini memuat pembahasan tentang cara mengembangkan soal HOTS

yang disajikan dalam bentuk pemodelan, sehingga dapat dijadikan acuan oleh

saudara ketika mengembangkan soal topik ini. Saudara perlu mencermati

dengan baik bagian ini, sehingga saudara dapat terampil mengembangkan

soal yang mengacu pada indikator pencapaian kompetensi yang termasuk

HOTS.

A. Pembahasan Soal-soal

Soal Usaha, Energi dan Perubahannya

1. Balok massanya m berada pada pada bidang datar licin. Balok dalam

keadaan diamdi posisi (1) dan ditarik oleh gaya F sampai di posisi (2)

dalam selang waktu t seperti gambar.

Dengan memvariasikan massa dan gaya diperoleh data :

No. Massa (kg) Gaya (N) t (s)

1 12 3 4

2 16 4 3

3 20 5 2

4 24 6 1

Dari tabel di atas, usaha yang dilakukan benda dari yang terbesar ke yang

terkecil adalah .....

A. 1, 4, 3, 2

B. 1, 3, 2, 4

C. 1, 3, 4, 2

D. 2, 3, 1, 4

E. 1, 2, 3, 4


66

Kunci Jawaban : E

Pembahasan :

Ada 2 alternatif menghitung usaha yang dilakukan benda yaitu :

1) W = F . s

2) W = ∆ EK = 1

2 m . v2

No. 1

a = 𝐹

𝑚 =

3

12 =

1

4 ms-2

v = a . t = ¼ . 4 = 1 ms-1

s = 1

2 a . t2 =

1

2.1

4 . 42 = 2 m

W = F . s = 3 . 2 = 6 joule

W = ∆ EK = 1

2 m . v2 =

1

2 12 . 12 = 6 joule

W = 6 joule

No. 2 ; W = 4,5 joule

No. 3 ; W = 2,5 joule

No.4 ; W = 0,75 joule


2. Anak panah dikaitkan pada tali busur, kemudian ditarik ke belakang

dengan gaya 20 N, sehingga tali busur meregang pada jarak 20 cm.

Gesekan udara diabaikan, massa anak panah 250 gram, maka kecepatan

anak panah saat melesat dari busur adalah ..... ms-1

A. 10

B. 5√3

C. 5

D. 4√2

E. 4

Kunci Jawaban : D

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

67

Pembahasan :

W = EP = ∆ EK

F . ∆x = ½ m . V2

20 x 0,2 = ½ x 0,250 x V2

V2 = 32

V = 4√2 ms-1


3. Perhatikan gambar berikut!

Dua buah benda menuruni lintasan dari titik A. Massa benda pertama m1 =

5 kg dan benda ke dua m2 = 15 kg. Jika percepatan gravitasi g = 10 ms-2,

maka perbandingan energi kinetik EK1 : EK2 di titik B adalah .....

A. 1 : 2

B. 1 : 3

C. 1 : 9

D. 2 : 1

E. 3 : 1

Kunci Jawaban : B

Pembahasan :

EK1 = EM1 - EP1 = (5 x 10 x 40) – (5 x 10 x 30) = 2.000 – 1.500 = 500

joule

EK2 = EM2 - EP2 = (15 x 10 x 40) – (15 x 10 x 30) = 6.000 – 4.500 = 1.500

joule


68

Jadi, perbandingan EK1 : EK2 = 500 : 1.500 = 1 : 3

atau

𝐸𝐾1

𝐸𝐾2=

𝑚1. 𝑔. (ℎ𝐴 − ℎ𝐵)

𝑚2. 𝑔 (ℎ𝐴 − ℎ𝐵)=

5

15=

1

3

Soal Hukum Kekekalan Energi Mekanik

1. Perhatikan gambar! Sebuah bola sedang meluncur menuruni lintasan licin.

Bila laju bola di titik A sama dengan 6 ms-1 dan g = 10 ms-2, maka laju bola

di titik B adalah .....

A. √92

B. √52

C. √65

D. √95

E. √128

Kunci Jawaban : A

Pembahasan :

EMB = EMA

EPB + EKB = EPA + EKA

m . g . h1 + 0 = m . g . h2 + ½ m . v2

m . g (h1 – h2) = ½ m . v2

v = √2 . 𝑔 (ℎ1 − ℎ2)

v = √2.10(5,6 − 1)

v = √92 ms-1

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

69

2. Sebuah benda ditembakkan miring ke atas dengan sudut elevasi 600.

Benda tersebut memiliki energi kinetik 400 joule. Jika g = 10 ms-2, maka

energi kinetik pada saat mencapai titik tertinggi adalah ..... joule

A. 25

B. 50

C. 100

D. 150

E. 200

Kunci Jawaban : C

Pembahasan :

Ekt = ½ m (½ Vo)²

Ekt = ¼ (½ m Vo²)

Ek = ¼ • 400

Ekt = 100 J

3. Sebuah bola dengan massa 2 kg jatuh bebas dari posisi A seperti pada

gambar.

Ketika bola sampai di titik B, besar energi kinetik sama dengan 2 kali

energi potensial. Tinggi titik B dari tanah adalah ..... m (g = 10 ms-2)

A. 80

B. 70

C. 60


70

D. 40

E. 30

Kunci Jawaban : E

Pembahasan :

EMA = EMB

EKᴀ + EPᴀ = EKʙ + EPʙ

0 + m . g . hᴀ = 2 𝐸𝑃𝐵 + 𝐸𝑃𝐵

m . g .hᴀ = 3 𝐸𝑃𝐵

m . g . hᴀ = 3(m . g . hʙ)

2 • 10 • 90 = 3(2 • 10 • hʙ)

90 = 3hʙ

hʙ =

hʙ = 30 m

B. Pengembangan Soal HOTS

Pada bagian ini akan dimodelkan pembuatan soal yang memenuhi indikator

pencapaian kompetensi yang diturunkan dari kompetensi dasar

pengetahuan. Pengembangan soal diawali dengan pembuatan kisi-kisi agar

Saudara dapat melihat kesesuaian antara kompetensi, lingkup materi, dan

indikator soal. Selanjutnya, dilakukan penyusunan soal di kartu soal

berdasarkan kisi-kisi yang telah disusun sebelumnya. Contoh soal yang

disajikan terutama untuk mengukur indikator kunci pada level kognitif yang

tergolong HOTS.

No Kompetensi yang diuji

Lingkup Materi

Materi Indikator Soal

No Level Kognitif

Bentuk Soal

1

2

3

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

71

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL

Tahun Pelajaran 2018/2019

Jenis Sekolah

: SMA Kurikulum : 2013

Kelas : X Bentuk Soal : Pilihan Ganda

Mata Pelajaran

: Fisika Nama Penyusun : Drs. Ade Sukarna, M.Pd.

KOMPETENSI DASAR

Buku Sumber :

Pengetahuan/ Pemahaman

Aplikasi Penalaran

Menganalisis konsep

energi, usaha (kerja),

hubungan usaha

(kerja) dan

perubahan energi,

hukum kekekalan

energi, serta

penerapannya dalam


Nomor Soal

1

RUMUSAN BUTIR SOAL

Seorang mahasiswi melakukan percobaan sederhana sebagai berikut. Pada percobaan pertama, ia menarik benda dengan gaya F pada permukaan datar tanpa gesekan sehingga mempercepat benda dari diam sampai mencapai kelajuan v. Pada percobaan kedua, ia mempercepat dengan gaya yang sama sehingga ia mendapati bahwa perbandingan usaha yang dilakukan pada percobaan kedua terhadap percobaan pertama adalah 3 : 1. Dengan demikian pada percobaan kedua, ia mempercepat dari …. A. v menjadi 2v B. v menjadi 3v C. 2v menjadi 3v D. 3v menjadi 4v E. 2 v menjadi 4v

LINGKUP MATERI

Konsep Energi dan

Usaha

MATERI

"energi,

usaha (kerja),

hubungan usaha

(kerja) dan

perubahan energi,

hukum kekekalan

energi, sumber

energi dan

dampaknya

bagi kehidupan,"

Kunci Jawaban

INDIKATOR SOAL

Disajikan gambar

oeang menarik

benda dengan gaya F

pada permukaan

datar tanpa gesekan,

peserta didik dapat

menganalisis

perubahan kecepatan

jika perbandingan

usaha pada kedua

percobaan diketahui

√

PAKET - …


72



Jenis Sekolah : SMP Kurikulum : 2013

Kelas : VIII Bentuk Soal : Uraian

Mata Pelajaran : IPA Nama Penyusun :

KOMPETENSI DASAR

Buku Sumber :

Pengetahuan/ Pemahaman

Aplikasi Penalaran

Nomor Soal

2

RUMUSAN BUTIR SOAL

. Benda dilepas dari titik A menempuh lintasan ABCDEF,

menumbuk pegas tak bermassa di titik E dan berhenti di titik F.

Lintasan BC dan DEF licin, lintasan CD kasar. Usaha yang

dilakukan oleh gaya gesek pada sistem adalah ….

A. selisih energi kinetik di titik E dan energi potensial pegas

maksimum

B. selisih energi mekanik di titik A dan energi kinetik di titik C

C. selisih energi kinetik di titik E dan energi kinetik di titik C

D. sama dengan perubahan energi kinetik dari A ke E

LINGKUP MATERI

MATERI

Kunci Jawaban

INDIKATOR SOAL

Benda dilepas dari titik A menempuh lintasan ABCDEF, menumbuk pegas tak

bermassa di titik E dan berhenti di titik F. Lintasan BC dan DEF licin, lintasan

CD kasar. Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek pada sistem adalah ….

A. selisih energi kinetik di titik E dan energi potensial pegas maksimum

B. selisih energi mekanik di titik A dan energi kinetik di titik C

C. selisih energi kinetik di titik E dan energi kinetik di titik C

D. sama dengan perubahan energi kinetik dari A ke E

PAKET - …

√

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

73

C. Refleksi Pembelajaran

Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi dalam proses

pembelajaran materi usaha dan energi. Refleksi pembelajaran dilakukan

dengan melihat kesesuaian antara proses pembelajaran, peserta didik,

penilaian, dan ketercapaian KD.

1. Apakah kegiatan membuka pelajaran dapat mengarahkan dan

mempersiapkan peserta didik mengikuti pelajaran dengan baik ?

2. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap materi/bahan ajar yang disajikan

sesuai dengan yang diharapkan? (Apakah materi terlalu tinggi, terlalu

rendah, atau sudah sesuai dengan kemampuan awal peserta didik?)

3. Bagaimana respons Saudara terhadap media pembelajaran yang

digunakan? (Apakah media sesuai dan mempermudah peserta didik

menguasai kompetensi/materi yang diajarkan?)

4. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap aktivitas pembelajaran yang telah

dirancang ?

5. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap pendekatan, model pembelajaran,

metode, dan teknik pembelajaran yang digunakan ?

6. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap teknik pengelolaan kelas yang

akan dilakukan (perlakuan guru terhadap peserta didik dalam mengatasi

masalah dan memotivasi peserta didik)?

7. Apakah Saudara dapat menangkap penjelasan/instruksi yang diberikan

pada bagian aktivitas pembelajaran ?

8. Bagaimanakah tanggapan Saudara terhadap latihan atau penilaian yang

dikembangkan ?

9. Apakah Saudara telah mencapai penguasaaan kemampuan pembelajaran

yang telah dikembangkan ?

10. Apakah kegiatan menutup pelajaran yang dikembangkan dapat

meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap meteri pelajaran?


74

11. Apakah Aktivitas pembelajaran yang dirancang dapat mencapai

kompetensi dasar (KD) pada meteri terpilih sebagaimana mestinya? (Jika

tidak seluruhnya, apakah Saudara akan melakukan penyesuaian aktivitas

pembelajaran pembelajaran dalam rencana pembelajaran?)

12. Apakah kelemahan-kelemahan Saudara dalam melaksanakan aktivitas

pembelajaran yang telah dirancang?

13. Apakah kekuatan Saudara atau hal-hal baik yang telah saudara capai

dalam mempelajari aktivitas pembelajaran ?

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

75

KESIMPULAN

Unit ini dikembangkan berdasarkan pasangan KD 3.9 Menganalisis konsep

energi, usaha (kerja), hubungan usaha (kerja) dan perubahan energi, hukum

kekekalan energi, serta penerapannya dalam peristiwa sehari-hari

dan 4.9 Menerapkan metode ilmiah untuk mengajukan gagasan penyelesaian

masalah gerak dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan konsep

energi, usaha (kerja) dan hukum kekekalan energi berikut presentasi hasil

percobaan serta makna fisisnya di kelas X. Berdasarkan KD pengetahuan

dapat diketahui bahwa indikator yang dikembangkan perlu mancapai level

analisis (C4). Artinya, KD ini sudah menuntut Saudara melatihkan

kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Adapun KD

keterampilan menuntut Saudara memfasilitasi peserta didik berkreasi. Hal

ini berarti Saudara perlu memberikan ruang dan waktu kepada untuk

mengembangkan kreativitasnya

Dikuasainya keterampilan berpikir tingkat tinggi oleh peserta didik

memerlukan proses pembelajaran yang relevan. Oleh karena itu, aktivitas

pembelajaran di subtopik hubungan gaya dan getaran dalam kehidupan

sehari-hari menggunakan model discovery learning, model Problem Based

Learning dan pembelajaran saintifik, dengan metode praktik dan diskusi

melalui tiga kali pertemuan. Seperti telah diketahui, kedua model

pembelajaran ini merupakan model yang dapat membekalkan kemampuan

berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Ketika implementasi,

pembelajaran juga dipandu dengan menggunakan LKPD yang dirancang

untuk memudahkan penguasaan konsep sesuai tingkat kognitifnya dan

penguasaan keterampilan yang mengedepankan konstruktivisme. Artinya,

peserta didik memperoleh konsep dengan merumuskannya terlebih dahulu.

Adapun konten yang dikembangkan pada subtopik hubungan usaha dan

energi dalam kehidupan sehari hari. Subtopik ini merupakan konten yang


76

kaya akan pengetahuan kontekstual bagi peserta didik. Artinya, guru dapat

mendorong serta memfasilitasi peserta didik untuk menemukan fenomena di

kehidupan sehari-hari yang berkaitan subtopik ini. Sebagai contoh aplikasi

dunia nyata, Saudara dapat menyajikan fenomena kontekstual melalui

penyajian berita yang terdapat di media informasi atau.

KD pengetahuan yang kompetensinya menuntut peserta didik untuk

menganalisis sudah menunjukkan level analisis (C4). Artinya, KD ini sudah

menuntut Saudara melatihkan kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada

peserta didik. Adapun KD keterampilan menuntut Saudara memfasilitasi

peserta didik berkreasi dengan membuat tulisan. Hal ini berarti Saudara

perlu memberikan ruang dan waktu kepada untuk mengembangkan

kreativitas Topik usaha dan energi berisi sajian materi yang kontekstual.

Dalam hal ini dicontohkan dengan alat bantu angkat barang dengan teknologi

modern.

Keberadaan muatan konteks yang erat dengan kehidupan sehari-hari dapat

memotivasi guru dan peserta didik untuk belajar dan cepat memahami.

Pembelajaran di awal sangat menekankan kontekstualitas, berangkat dari

diskusi interaktif hubungan gaya dengan getaran , Peserta didik diarahkan

untuk menemukan permasalahan dari lingkungan terdekat mereka lalu

dibimbing untuk .dipecahkan melalui serangkaian kegiatan pembelajaran

model problem-based learning.

Sub unit ini dilaksanakan dalam 3 kali pertemuan yang masing-masing

pertemuan terdiri dari 3 aktivitas yang bersifat berpusat kepada peserta

didik. Model Problem-based learning yang digunakan memfasilitasi peserta

didik untuk mengembangkan keterampilan saintifik dan mendorong berpikir

tingkat tinggi dalam rangka memecahkan masalah (problem solving).

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

77

Di sub unit ini disediakan soal-soal UN terkait pencemaran lingkungan yang

muncul di ujian nasional tahun 2016 dan 2017. Disediakan pula pembahasan

soalnya sehingga memudahkan guru dan peserta didik untuk memahami

pemecahan soal tersebut dan memprediksi jenis soal yang rutin muncul di

UN. Soal sudah terkategori HOTS tapi model soal serupa setiap tahunnya,

maka guru perlu melatihkan peserta didik memahami secara mendalam

topik hubungan gaya dan getaran dalam kehidupan sehari hari, soal HOTS

yang berbeda dari soal yang pernah muncul di UN.


78

UMPAN BALIK

Dalam rangka mengetahui pemahaman terhadap unit ini, Saudara perlu

mengisi lembar persepsi pemahaman. Berdasarkan hasil pengisian

instrumen ini, Saudara dapat mengetahui posisi pemahaman beserta umpan

baliknya. Oleh karena itu, isilah lembar persepsi diri ini dengan objektif dan

jujur.

Lembar Persepsi Pemahaman Unit

NO Aspek Kriteria

1 2 3 4

1 Memahami indikator yang telah

dikembangkan berdasarkan

Kompetensi Dasar

2 Mampu menghubungkan konten

dengan fenomena kehidupan

sehari-hari

3 Merasa bahwa tahapan aktivitas

pembelajaran dapat

mengembangkan HOTS peserta

didik

4 Memahami tahapan aktivitas

yang disajikan dengan baik

5 Mampu dengan baik

mengaplikasikan aktivitas

pembelajaran di dalam kelas

6 Memahami dengan baik Lembar

Kerja peserta didik yang

dikembangkan

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

79

7 Mampu melaksanakan dengan

baik Lembar Kerja peserta didik

yang dikembangkan

8 Memahami Konten secara

menyuluh dengan baik

9 Memahami prosedur penyusunan

soal HOTS dengan baik

10 Mampu membahas soal HOTS

yang disajikan dengan tepat

Jumlah

Jumlah Total

Keterangan

1 = tidak menguasai

1 = cukup menguasai

2 = menguasai

3 = sangat menguasai

Pedoman Penskoran

Skor =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙

40 X 100

Skor Umpan Balik

<70 Masih banyak yang belum dipahami, di antara konten, cara

membelajarkannya, mengembangkan penilian dan melaksanakan

penilaian berorientasi HOTS. Saudara membaca ulang unit ini dan

mendiskusikannya dengan dengan fasilitator di MGMP sampai

anda memahaminya


80

70 - 79 Masih ada yang belum dipahami dengan baik, di antara konten,

cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan

melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu

mendiskusikan bagian yang belum dipahami dengan fasilitator

atau teman lain di MGMP

80 - 89 Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan

penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan

baik

≥ 90 Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan

penilian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan

sangat baik. Saudara dapat menjadi fasilitator bagi teman-teman

lain di MGMP untuk membelajarkan unit ini.

Unit Pembelajaran

Usaha dan Energi

81

Unit Pembelajaran



BERBASIS ZONASI


Impuls dan Momentum

Penulis:


Penyunting:

Suharto, S.Pd., M.T.


TIM Desain Grafis

Copyright © 2019







Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

85

DAFTAR ISI

Hal

DAFTAR ISI __________________________________ 85

DAFTAR GAMBAR ______________________________ 87

DAFTAR TABEL _______________________________ 88

PENDAHULUAN _______________________________ 89

KOMPETENSI DASAR ___________________________ 91

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi _________________________________ 91

B. Indikator Pencapaian Kompetensi ___________________________________________ 91

APLIKASI DI DUNIA NYATA _____________________ 94

A. Fungsi Airbag pada Kendaraan ______________________________________________ 94

B. Cara Kerja Roket ______________________________________________________________ 95

C. Peralatan Harian Penahan Benturan ________________________________________ 98

D. Aktivitas Menembak _________________________________________________________ 101

SOAL-SOAL UN/USBN _________________________ 103

A. Contoh Soal UN Tahun 2016 ________________________________________________ 103

BAHAN PEMBELAJARAN _______________________ 109

A. Aktivitas Pembelajaran ______________________________________________________ 109

Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1 _______________________________________ 114



B. Lembar Kerja Peserta Didik _________________________________________________ 124

LKPD 1. Mendiskusikan konsep momentum dan impuls _____________________ 124

LKPD 2. Impuls dan Perubahan Momentum ___________________________________ 125

LKPD 3. Hukum kekekalan momentum ________________________________________ 128

C. Bahan Bacaan _________________________________________________________________ 131

1. Momentum __________________________________________________________________ 131

2. Impuls _______________________________________________________________________ 132

3. Hubungan Antara Impuls dan Momentum _______________________________ 133

4. Tumbukan __________________________________________________________________ 136


86

PENGEMBANGAN PENILAIAN ____________________ 140

A. Pembahasan Soal-soal ______________________________________________________ 140

B. Pengembangan Soal HOTS __________________________________________________ 147

C. Refleksi Pembelajaran ______________________________________________________ 154

KESIMPULAN ________________________________ 156

UMPAN BALIK _______________________________ 158

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

87

DAFTAR GAMBAR

Hal

Gambar 1. Kepala robot uji tertahan airbag saat terjadi benturan keras ____ 95

Gambar 2. Space Shuttle Challenger yang disiapkna tahun 1985 untuk

terbang ke angkasa yang kedua kalinya __________________________________ 98

Gambar 3. Sarung tinju dan bodyprotector ____________________________________ 99

Gambar 4. Matras beladiri _______________________________________________________ 99

Gambar 5. Helm motor __________________________________________________________ 100

Gambar 6. Gabus pembungkus barang ________________________________________ 101

Gambar 7. Instruktur dan siswa yang sedang berlatih olah raga menembak

______________________________________________________________________________ 102

Gambar 8. Berbagai contoh peristiwa momentum dan impuls ______________ 124

Gambar 9. Grafik hubungan F (gaya) terhadap waktu _______________________ 132

Gambar 10. Persamaan koefisien restitusi ____________________________________ 136

Gambar 11. Hukum kekekalan momentum ___________________________________ 137

Gambar 12. Tumbukan tidak lenting sama sekali ____________________________ 139

Gambar 13. Koefisien restitusi tumbukan tidak lenting sama sekali ________ 139


88

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi ____ Error! Bookmark not

defined.

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Pengetahuan dan Keterampilan 91

Tabel 3. Desain Aktivitas Pembelajaran _______________________________________ 109

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

89

PENDAHULUAN

Unit ini disusun sebagai salah satu aternatif sumber bahan ajar bagi guru

untuk memahami subtopik momentum dan impuls. Melalui pembahasan

materi yang terdapat pada unit ini, guru dapat memiliki dasar pengetahuan

untuk mengajarkan materi yang sama ke peserta didiknya yang disesuaikan

dengan

indikator yang telah disusun, dan terutama dalam memfasilitasi kemampuan

bernalar peserta didik. Selain itu, materi ini juga aplikatif untuk guru sendiri

sehingga mereka dapat menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.

Dalam rangka memudahkan guru mempelajari konten dan cara

mengajarkannya, di dalam unit ini dimuat kompetensi dasar terkait yang

memuat target kompetensi dan indikator pencapaian kompetensi, bahan

bacaan tentang aplikasi subtopik usaha dan energi, soal-soal UN topik ini di

tiga tahun terakhir sebagai acuan dalam menyusun soal sejenis, deskripsi

alternatif aktivitas pembelajaran, Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) yang

dapat digunakan guru untuk memfasilitasi pembelajaran, bahan bacaan yang

dapat dipelajari oleh guru, maupun peserta didik, dan deskripsi prosedur

mengembangkan soal HOTS.

Komponen-komponen di dalam unit ini dikembangkan dengan tujuan agar

guru dapat dengan mudah memfasilitasi peserta didik mendeskripsikan usaha

dan energi, melakukan aktivitas pecobaan/penyelidikan, sekaligus

mendorong peserta didik mencapai kemampuan berpikir tingkat tinggi.

Subtopik impuls dan momentum yang dikembangkan pada bahan bacaan

terdiri atas konsep momentum dan impuls, hukum kekekalan momentum dan

tumbukan Selain itu, unit ini dilengkapi dengan tiga buah LKPD, yaitu 1)

Merumuskan peristiwa momentum ; 2) Mendiskusikan konsep momentum,

impuls, hubungan antara impuls dan momentum ; 3) Memformulasikan


90

konsep impuls dan momentum, keterkaitan antar keduanya serta aplikasinya

dalam kehidupan ; 4) Memodifikasi hasil pengujian penerapan hukum

kekekalan momentum.

LKPD dikembangkan secara aplikatif agar guru mudah

mengimplementasikannya di kelas.

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

91

KOMPETENSI DASAR

A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi

Sub unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar

kelas X :

Tabel 1. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi


3.10 Menerapkan konsep

momentum dan

impuls, serta hukum

kekekalan momentum

dalam kehidupan

sehari-hari

1. Menerapkan konsep

momentum dalam kehidupan

sehari-hari

2. Menerapkan konsep impuls

dalam kehidupan sehari-hari

3. Menerapkan hukum

kekekalan momentum dalam


X

4.10 Menyajikan hasil

pengujian penerapan

hukum kekekalan

momentum, misalnya

bola jatuh bebas ke

lantai dan roket

sederhana

1. Menyajikan hasil pengujian

penerapan hukum kekekalan

momentum pada bola jatuh

bebas ke lantai

2. Menyajikan hasil pengujian


momentum pada roket

sederhana

X

B. Indikator Pencapaian Kompetensi

Kompetensi dasar dikembangkan menjadi beberapa indikator pencapaian

kompetensi. Indikator ini menjadi acuan bagi guru untuk mengukur


92

pencapaian kompetensi dasar. Kompetensi Dasar 3.10 dan 4.10 di kelas X

dikembangkan menjadi 8 indikator untuk ranah pengetahuan dan 6 indikator

untuk ranah keterampilan.

Dalam rangka memudahkan guru menentukan indikator yang sesuai dengan

tuntutan kompetensi dasar, indikator dibagi menjadi ke dalam tiga kategori,

yaitu indikator pendukung, indikator kunci, dan indikator pengayaan. Berikut

ini rincian indikator yang dikembangkan pada Kompetensi Dasar 3.10 dan

4.10 di kelas X.

Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Pengetahuan dan Keterampilan

IPK Pengetahuan IPK Keterampilan

IPK Pendukung

3.10.1 Menjelaskan konsep

momentum linier dan

perubahan momentum

linier sebagai besaran

vektor (C2)

3.10.2 Menjelaskan konsep impuls

sebagai besaran vektor (C2)

3.10.3 Menyimpulkan hubungan

perubahan momentum

linier dengan impuls melalui

analisis dimensional dan

grafik (C2)

3.10.4 Menjelaskan hukum

kekekalan momentum linier

pada gerak sistem dua

benda (C2)

4.10.1 Mengumpulkan informasi

contoh-contoh gerak benda

yang mengandung konsep

momentum linier dan impuls


(P1)

4.10.2 Mendemonstrasikan contoh-

contoh gerak benda yang

mengandung konsep mo-

mentum linier dan impuls

(P2)

4.10.3 Melakukan percobaan untuk

menyelidiki hukum kekeka-

lan momentum linier (P2)

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

93


3.10.5 Merinci jenis-jenis

tumbukkan (C2)

IPK Kunci

3.10.6 Menerapkan konsep

momentum linier dan

impuls pada peristiwa:

menembak, gerak jatuh

bebas, ayunan balistik,

gerak projectile yang

meledak di udara,

perubahan gerak perahu,

dan roket sederhana (C3)

3.10.7 Menerapkan hukum

kekekalan momentum linier

pada peristiwa: menembak,

gerak jatuh bebas, ayunan

balistik, gerak projectile

yang meledak di udara,

perubahan gerak perahu,

dan roket sederhana (C3)

4.10.4 Menyajikan hasil pengujian

penerapan konsep

momentum linier dan

impuls pada peristiwa gerak

jatuh bebas dan roket

sederhana (P3)

4.10.5 Menyajikan hasil pengujian


momentum linier pada

peristiwa gerak jatuh bebas

dan roket sederhana (P3)

IPK Pengayaan

3.10.8 Menganalisis penerapan

hukum kekekalan

momentum pada gerak

benda dua dimensi yaitu

pada peristiwa perubahan

gerak perahu akibat

penumpang yang meloncat

ke samping dan tumbukan

4.10.6 Menyimpulkan penerapan

hukum kekekalan

momentum pada gerak

benda dua dimensi

(keterampilan berfikir)


94


dua partikel yang arahnya

tidak sejajar

APLIKASI DI DUNIA NYATA

A. Fungsi Airbag pada Kendaraan

Airbag adalah salah satu fitur keselamatan berkendara yang sangat membantu

mencegah penumpang ketika terjadi kecelakaan. Sistem airbag bekerja ketika

terjadi tabrakan keras dimana sensor mobil langsung mengirimkan sinyal

supaya airbag mengembang. Airbag akan mengembang melindungi daerah

vital seperti kepala, leher, dan dada. Tanpa airbag sebagai bantalan, tubuh

yang hanya ditahan oleh seatbelt berpotensi mengakibatkan cedera pada leher

dan dada. Dalam penempatannya, airbag dipasang pada mobil dengan posisi

yang berbeda-beda tergantung jenis mobilnya, ada yang hanya terpasang di

bagian depan (pengemudi dan asisten) dan ada juga yang terpasang sampai ke

bagian penumpang (front, side, dan curtain airbag).

Airbag dirancang sedemikian rupa serta diuji untuk memastikan

keamanannya saat digunakan. Perlu Anda ketahui, material yang digunakan

untuk airbag adalah nilon tipis dengan lubang-lubang kecil. Dari lubang inilah,

gas yang menyebabkan airbag mengembang akan keluar dan airbag akan

mengempis perlahan. Bila Anda melihat awan asap memenuhi mobil, itu

adalah tepung jagung atau bedak talkum yang digunakan untuk

mencegah airbag lengket ketika masih dalam kondisi terlipat. Sangat

berbahaya bila airbag lengket ketika ada kecelakaan.

Jika kita telaah menurut ilmu fisika, Airbag digunakan untuk memperkecil

gaya akibat tumbukan yang terjadi pada saat tabrakan. Kantong udara

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

95

tersebut dipasangkan pada mobil serta dirancang untuk keluar dan

mengembang secara otomatis saat tabrakan terjadi. Kantong udara ini mampu

meminimalkan efek gaya terhadap benda yang bertumbukan. Prinsip kerjanya

adalah memperpanjang waktu yang dibutuhkan untuk menghentikan

momentum pengemudi. Saat tabrakan terjadi, pengemudi cenderung untuk

tetap bergerak sesuai dengan kecepatan gerak mobil (Hukum I Newton).

Gerakan ini akan membuatnya menabrak kaca depan mobil yang

mengeluarkan gaya sangat besar untuk menghentikan momentum pengemudi

dalam waktu sangat singkat. Apabila pengemudi menumbuk kantong udara,

waktu yang digunakan untuk menghentikan momentum pengemudi akan

lebih lama sehingga gaya yang ditimbulkan pada pengemudi akan mengecil.

Dengan demikian, keselamatan pengemudi akan lebih terjamin.

Gambar 1. Kepala robot uji tertahan airbag saat terjadi benturan keras

Sumber: nissan.co.id dan bigrigs.com.au

B. Cara Kerja Roket

Kita semua pasti pernah mnedengar atau melihat seperti apa itu roket, baik

secara tidak langsung ataupun langsung. Seperti yang kita ketahui pada


96

dasarnya sebuah roket dibuat untuk diluncurkan ke angkasa dengan berbagai

tujuan tertentu. Namun, tahukah anda seperti apa cara kerja roket itu ?

Seiring berjalannya waktu, perkembangan teknologi semakin berkembang

pesat, sehingga memungkinkan manusia untuk membangun alat untuk

membawa makhluk hidup atau benda ke luar angkasa. Salah satunya adalah

roket ini. Roket secara sederhana merupakan sebuah sistem propulsi yang

dapat membawa bahan bakar dan oksigennya sendiri. Pada dasarnya,

dorongan roket merupakan penerapan yang menarik dari hukum ke tiga

Newton dan hukum kekekalan momentum, yaitu dengan memancarkan aliran

massa hasil dari pembakaran propelan. Pernahkah terlintas dalam benak kita

bagaimana sebuah roket itu dapat meluncur secara vertikal ke atas, sedangkan

yang kita ketahui bahwa benda yang memiliki massa akan jatuh ke bawah

sesuai dengan hukum gravitasi Newton.

Secara umum, roket diartikan sebagai sebuah peluru kendali, wahana luar

angkasa, atau kendaraan terbang yang mendapatkan dorongan melalui rekasi

roket terhadap keluarnya secara cepat bahan fluida dari keluaran mesin roket.

Aksi dari hasil keluaran dalam ruang bakar dan nozzle pengembang yang

mampu membuat gas mengalir dengan kecepatan hipersonik, sehingga

menimbulkan dorongan reaktif besar untuk roket, yang sesuai dengan prinsip

hukum Newton ketiga.

Cara kerja roket pertama tama berasal dari pemancaran aliran massa dari

hasil pembakaran propelan. Pada dasarnya, roket memiliki tangki yang berisi

bahan bakar hydrogen dan oksigen cair yang kemudian dibakar dalam ruang

pembakaran, sehingga menghasilkan gas yang kemudian dibuang melalui

mulut pipa yang terletak di belakang roket. Akibatnya, terjadi perubahan

momentum pada gas selama selang waktu tertentu. Sebelum dinyalakan,

momentum roket adalah nol dan setelah bahan bakar di dalamnya dinyalakan,

pancaran gas yang keluar dari ekor roket akan mendorong roket tersebut

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

97

untuk maju ke udara. Pada gerak roket inilah berlaku hukum kekekalan

momentum, karena pada awalnya sistem berada dalam keadaan diam dan

setelah kecepatan gas keluar, hal tersebut menunjukkan momentum gas yang

menyembur keluar sama dengan momentum roket dan arahnya berlawanan.

Sehingga gaya dorong roket akan menjadi sama dengan kecepatan semburan

gas yang keluar. Inilah sekilas mengenai cara kerja roket. Semoga bermanfaat

Pada mulanya, roket dimanfaatkan untuk kepentingan militer dan rekreasi

pada abad ke 13 masehi. Penggunaan roket secara intensif untuk keperluan

militer, industry dan ilmu pengetahuan dimulai sejak abad ke 20, dimana

teknologi peroketan telah mampu mengantarkan umat manusia menuju Era

ruang angkasa, termasuk mengantarkan manusia untuk menginjakkan

kakinya ke bulan. Roket juga bisa digunakan untuk kembang api, persenjataan,

kursi penyelamat, kendaraan peluncur untuk satelit buatan, kendaraan ruang

angkasa dan eksplorasi ke planet lain. Meskipun kurang efisien pada

kecepatan yang rendah, namun roket mampu memberikan akselerasi yang

luar biasa dan mencapai kecepatan yang sangat tinggi dengan efisiensi yang

bisa diterima.


98

Gambar 2. Space Shuttle Challenger yang disiapkna tahun 1985 untuk terbang ke angkasa

yang kedua kalinya

Sumber: en.wikipedia.org

C. Peralatan Harian Penahan Benturan

Kita sering menggunakan peralatan sehari-hari yang fungsinya untuk

meredam benturan agar tidak mengganggu terhadap keselamatan badan kita.

Fungsi peralatan tersebut menggunakan prinsip impuls dan hukum kekekalan

momentum dimana semakin lama proses benturan akan mengakibatkan

semakin kecil gaya yang terjadi sehingga efek benturannya makin kecil.

Beberapa peralatan tersebut antara lain:

1. Sarung Tinju dan Body Protector

Sarung tinju dan body protector yang digunakan oleh para atlit beladiri

berfungsi untuk memperlama bekerjanya gaya impuls (F) ketika petinj

atau pesilat memukul lawannya. Pukulan petinju/pesilat tersebut

memiliki waktu kontak yang lebih lama (∆t). Karena waktu kontak lebih

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

99

lama, maka gaya impuls (F) yang bekerja juga makin kecil. Makin kecil

gaya impuls (F) yang bekerja maka rasa sakit menjadi berkurang.

Gambar 3. Sarung tinju dan bodyprotector

Sumber: news.detik.com dan tokopedia.com

2. Matras

Matras sering digunakan ketika olahraga atau biasa dipakai para atlit judo

bahkan juga dipasang di kelas anak-anak Taman Kanak-Kanak (TK).

Matras tersebut dimanfaatkan untuk memperlama selang waktu

bekerjanya gaya impuls (F) ketika para atlit atau anak-anak TK terjatuh,

sehingga tubuhnya tidak terasa sakit. Jika waktu kontak antara tubuh dan

lantai sangat singkat, maka gaya kontak semakin besar. Namun ketika

tubuh dibanting di atas matras maka waktu kontaknya lebih lama,

sehingga gaya impuls (F) yang bekerja menjadi lebih kecil.

Gambar 4. Matras beladiri Sumber: satria-martialarts.com


100

3. Helm

Kalau Anda perhatikan bagian dalam helm, pasti Anda akan melihat

lapisan lunak seperti gabus atau spons. Lapisan lunak tersebut bertujuan

untuk memperlama waktu kontak (∆t) seandainya kepala Anda terbentur

ke aspal ketika terjadi tabrakan. Jika tidak ada lapisan lunak tersebut, gaya

impuls (F) akan bekerja lebih cepat sehingga walaupun memakai helm,

anda akan pusing-pusing ketika terbentur aspal.

Ketika terjadi benturan, misalkan impuls yang dihasilkan oleh helm tanpa

spon dan helm dengan spon adalah sama. Tetapi selang waktu kontak

antara helm dengan spon lebih lama dibandingkan dengan helm tanpa

spon. Hal ini akan menghasilkan gaya impulsif yang lebih kecil. Gaya

impulsif yang lebih kecil akan memberikan rasa sakit yang lebih kecil.

Sehingga helm dengan spon akan mengurangi rasa sakit jika terjadi

benturan.

Gambar 5. Helm motor

Sumber: blibli.com

4. Gabus Pembungkus

Mengapa ketika kita membeli barang elektronik baru seperti TV atau

handphone, di dalam kardus TV atau handphone tersebut pasti ada gabus

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

101

yang membungkus barang-barang tersebut? Ini dimaksudkan agar ketika

kardus barang-barang tersebut itu terjatuh atau terbentur sesuatu, waktu

kontak sampai mengenai barang-barang tersebut menjadi lebih lama.

Dengan waktu kontak yang lebih lama, maka gaya impulsif yang dihasilkan

akan lebih kecil. Gaya impulsif yang kecil, akan memungkinkan kerusakan

barang-barang tersebut bisa dihindari.

Gambar 6. Gabus pembungkus barang

Sumber: fisikakontekstual.com dan rodikund7.wordpress.com

D. Aktivitas Menembak

Prinsip yang sama seperti yang berlaku pada peluncuran roket, dimana

semburan gas panas menyebabkan roket bisa bergerak ke atas dengan

kelajuan yang sangat tinggi. Hal ini terjadi pada aktivitas menembak. Ketika

seseorang menembakkan senapannya, maka pada saat peluru lepas dari laras

senapan, senapan tersebut akan sedikit tergetar ke belakang. Hal ini

disebabkan momentum peluru yang keluar dari laras senapan diimbangi oleh

momentum senapan tersebut ketika tergetar ke belakang. Oleh karena itu,

ketika seorang atlet tembak sedang mengarahkan senapannya ke sasaran, ia

harus benar-benar berkonsentrasi memegang senapannya agar ketika peluru

melesat, laras senapan hanya bergetar ke belakang saja, tidak ke samping

kanan atau kiri. Seperti telah disinggung sebelumnya, prinsip kerja roket sama


102

seperti prinsip yang terjadi pada balon atau peluru yang ditembakkan sebuah

senapan.

Gambar 7. Instruktur dan siswa yang sedang berlatih olah raga menembak

Sumber: ilmufisika.com dan kesekolah.com

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

103

SOAL-SOAL UN/USBN

A. Contoh Soal UN Tahun 2016

No. Uraian Soal

1. Perhatikan gambar!

Dua bola dengan massa yang sama dijatuhkan pada bidang licin

berbentuk setengah lingkaran dengan jari-jari 1,8 m. Jika kedua bola

bertumbukan lenting sempurna, kecepatan bola 1 sesaat setelah

tumbukan adalah ..... ms-1

A. 0

B. 3

C. 6

D. 10

E. 12

Identifikasi

Level Kognitif : LK2 (Aplikasi)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.10.5 Menjelaskan hukum kekekalan momentum

linier pada gerak sistem dua benda (C2)

Diketahui : Besar massa, jari-jari, koefisien restitusi

Ditanyakan : Kecepatan bola sesaat setelah tumbukan

Materi yang

dibutuhkan

: Momentum, hukum kekekalan momentum,

tumbukan


104

No. Soal UN 2016

2 Bola bermassa 200 gram dijatuhkan dari ketinggian 80 cm tanpa

kecepatan awal. Setelah menumbuk lantai bola memantul kembali

dengan kecepatan 1 ms-1 (g = 10 ms-2). Besar impuls pada bola adalah

..... Ns

A. 1,6

B. 1,5

C. 1,0

D. 0,8

E. 0,6

Identifikasi

Level Kognitif : C3 (Menentukan)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.10.13Mengaitkan konsep momentum dan

impuls

Diketahui : Massa, ketinggian, kecepatan sesaat setelah

tumbukan

Ditanyakan : Menentukan impuls

Materi yang

dibutuhkan

: Momentum, impuls,

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

105

No. Soal UN 2017

3 Perhatikan gambar!

Sebuah peluru dari senapan A ditembakkan ke balok dan bersarang di

dalam balok, mengakibatkan balok naik setinggi h1 = 40 cm (gambar

1). Balok lain yang identik ditembak peluru dari senapan B yang sama

massanya, ternyata mengakibatkan balok naik setinggi h2 = 30 cm

(gambar 2). Perbandingan kecepatan peluru dari senapan A dan

senapan B sesaat menumbuk balok adalah ..... ms-1

A. 2 : √3

B. √2 : √3

C. √3 ∶ √2

D. √3 : 2

E. √3 : 3

Identifikasi

Level Kognitif : C5 (Membandingkan)

Indikator yang

bersesuaian

: 3.10.14 Merumuskan hukum kekekalan momentum


Diketahui : Massa, ketinggian.

Ditanyakan : Membandingkan kecepatan peluru

Materi yang

dibutuhkan

: Momentum, hukum kekekalan energi, hukum

kekekalan energi


106

No. Soal UN 2017

4 Perhatikan 3 peristiwa tumbukan pada gambar berikut!

Gambar A : benda P massa 8 m menumbuk benda Q massa m yang

mula-mula diam, dengan kecepatan v

Gambar B : benda R massa m bergerak dengan kecepatan v menumbuk

benda S bermassa 8 m yang mula-mula diam

Gambar C : benda K bermassa 8 m bergerak dengan kecepatan v

menumbuk benda R bermassa sama yang mula-mula diam

Ketika tumbukan bersifat lenting sempurna, maka dapat disimpulkan

bahwa .....

A. Kecepatan terbesar dimiliki benda Q pada gambar A

B. Kecepatan terbesar dimiliki benda S pada gambar B

C. Kecepatan terbesar dimiliki benda R pada gambar C

D. Kecepatan sulit diprediksi karena massa pada ketiga peristiwa

tidak sama

E. Kecepatan benda yang ditumbuk pada ketiga peristiwa sama

Identifikasi

Level Kognitif : C-4 (menyimpulkan)

Indikator yang

bersesuaian



Diketahui : Massa dan kecepatan benda sebelum tumbukan,

tumbukan lenting sempurna

Ditanyakan : Menyimpulkan kecepatan benda setelah tumbukan

Materi yang

dibutuhkan

: Momentum, tumbukan, hukum kekekalan

momentum

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

107

No. Soal UN 2018

5 Seorang yang bermassa 50 kg berdiri di atas perahu yang bermassa

200 kg. Perahu bergerak dengan kecepatan 7,5 ms-1. Saat tiba di

tempat tujuan, penumpang melompat dengan kecepatan 10 ms-1

searah gerak perahu. Kelajuan perahu sesaat setelah penumpang

melompat adalah ..... ms-1

A. 0

B. 5,0

C. 6,9

D. 10,0

E. 11,9

Identifikasi

Level Kognitif : C3 - Menghitung

Indikator yang

bersesuaian



Diketahui : Massa perahu, massa orang, kelajuan orang dan

perahu, kelajuan orang melompat

Ditanyakan : Kelajuan perahu sesaat orang melompat

Materi yang

dibutuhkan

: Momentum, hukum kekekalan momentum


108

No. Soal Hukum Kekekalan Energi Mekanik

6 Sebuah bola bilyar A bermassa 100 gram bergerak menuju bola bilyar

B bermassa sama yang mula-mula dalam keadaan diam seperti

gambar. Besar kecepatan bola A sesudah tumbukan adalah ..... ms-1

A. 5,0

B. √19

C. 4,0

D. √11

E. 3,0

Identifikasi

Level Kognitif : C3 - Menghitung

Indikator yang

bersesuaian



Diketahui : Massa dan kecepatan benda sebelum tumbukan,

Ditanyakan : Kecepatan benda setelah tumbukan

Materi yang

dibutuhkan

: Momentum, hukum kekekalan momentum, vektor

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

109

BAHAN PEMBELAJARAN

Bahan pembelajaran yang diuraikan di sini merupakan contoh panduan

pembelajaran yang dapat dimplementasikan oleh Saudara ketika akan

membelajarkan subtopik impuls dan momentum. Bahan pembelajaran

dikembangkan dengan prinsip berpusat pada peserta didik dan berusaha

memfasilitasi kemampuan berpikir tingkat tinggi. Bahan pembelajaran ini

berisikan rincian aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik yang

digunakan, dan bahan bacaan untuk membantu pemahaman konsep atau

materi.

A. Aktivitas Pembelajaran

Aktivitas pembelajaran berisi rincian alternatif kegiatan pembelajaran yang

dilakukan guru dan peserta untuk mencapai kompetensi pada topik impuls

dan momentum. Sebelum menguraikan aktivitas pembelajaran, terlebih

dahulu disusun desain aktivitas pembelajaran yang dapat dilihat pada Tabel 3.

Berdasarkan Tabel 3, dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai

masing-masing indikator yang telah ditetapkan, yang dapat dicapai dalam tiga

kali pertemuan. Aktivitas pembelajaran akan diuraikan lebih rinci,

menjadi tiga skenario pembelajaran. Pengembangan skenario pembelajaran

mengacu pada kriteria yang ditetapkan pada Standar Proses (Permendikbud

nomor 22 tahun 2016). Berikut ini rincian aktivitas pembelajaran untuk

masing-masing pertemuan.

110

Pro

gram P

KB m

elalui P

KP

berb

asis Zon

asi D

irektorat Jen

deral G

uru

dan

Tenaga K

epen

did

ikan

Tabel 3. Desain Aktivitas Pembelajaran

Indikator Pencapaian Kompetensi

Materi/Sub Materi Aktivitas Pembelajaran Bentuk dan


Alokasi Waktu


momentum linier dan

perubahan momentum

linier sebagai besaran

vektor (C2)

1. Momentum

2. Impuls

3. Hukum

kekekalan

momentum

Pertemuan 1

1. Mengamati contoh-

contoh momentum linier

dan perubahan

momentum linier sebagai

besaran vektor

2. Mengidentifikasi

variabel-variabel yang

terlibat dalam

momentum dan impuls

3. Mengumpulkan

informasi tentang

momentum

4. Diskusi untuk mengolah

informasi (membanding-

kan, memahami,

menyimpulkan)

5. Mempresentasikan hasil

diskusi di depan kelas

1. Tes Tulis 2. Observasi

kegiatan praktikum

3. Observasi keterampilan presentasi

4. Penilaian produk laporan

1. Lembar

Kerja

Peserta

Didik

2. Seperangkat

alat dan

bahan

praktikum

2 x 45 menit


impuls sebagai besaran

vektor (C2)

3.10.3 Menyimpulkan

hubungan perubahan

momentum linier

dengan impuls melalui

analisis dimensional dan

grafik (C2)

3.10.4 Menjelaskan hukum

kekekalan momentum

111

Pa

ke

t Un

it Pe

mb

ela

jara

n

Pe

mb

ela

jara

n A

ljab

ar




Alokasi Waktu

linier pada gerak sistem

dua benda (C2)

Pertemuan 2

1. Berdiskusi tentang

impuls untuk

menentukan rumusan

permasalahan

2. Mengarahkan untuk

mengajukan hipotesis

3. Merancang langkah-

langkah penyelidikan

untuk menjawab

hipotesis (menentukan

variabel yang akan

diamati, membuat format

tabel, membuat sumbu

grafik)

4. Melakukan penyelidikan

dan menganlisis hasilnya

5. Membuat kesimpulan

hubungan impuls dan

perubahan momentum

Pertemuan 3

1. Berdiskusi tentang

hukum kekekalan

momentum untuk

3.10.5 Merinci jenis-jenis

tumbukkan (C2)

3.10.6 Menerapkan konsep

momentum linier dan

impuls pada peristiwa:

menembak, gerak jatuh

bebas, ayunan balistik,

gerak projectile yang

meledak di udara,

perubahan gerak

perahu, dan roket

sederhana (C3)

3.10.7 Menganalisis penerapan

hukum kekekalan

momentum pada gerak

112

Pro

gram P

KB m

elalui P

KP

berb

asis Zon

asi D

irektorat Jen

deral G

uru

dan

Tenaga K

epen

did

ikan


Kompetensi Materi/Sub Materi Aktivitas Pembelajaran

Bentuk dan Jenis Penilaian

Media Alokasi Waktu

benda dua dimensi yaitu

pada peristiwa

perubahan gerak perahu

akibat penumpang yang

meloncat ke samping dan

tumbukan dua partikel

yang arahnya tidak

sejajar

menentukan rumusan

permasalahan

2. Mengarahkan untuk

mengajukan hipotesis

3. Merancang langkah-

langkah penyelidikan

untuk menjawab

hipotesis (menentukan

variabel yang akan

diamati, membuat format

tabel, membuat sumbu

grafik)

4. Melakukan penyelidikan

dan menganlisis hasilnya

5. Membuat kesimpulan

hukum kekekalan

momentum

4.10.1 Mengumpulkan

informasi contoh-

contoh gerak benda

yang mengandung

konsep momentum

linier dan impuls dalam


(P1)

4.10.2 Mendemonstrasikan

contoh-contoh gerak

benda yang

mengandung konsep

momentum linier dan

impuls (P2)

113

Pa

ke

t Un

it Pe

mb

ela

jara

n

Pe

mb

ela

jara

n A

ljab

ar




Alokasi Waktu

4.10.3 Melakukan percobaan

untuk menyelidiki

hukum kekekalan

momentum linier (P2)

4.10.4 Menyajikan hasil

pengujian penerapan

konsep momentum

linier dan impuls pada

peristiwa gerak jatuh

bebas dan roket

sederhana (P3)

4.10.5 Menyajikan hasil

pengujian penerapan

hukum kekekalan

momentum linier pada

peristiwa gerak jatuh

bebas dan roket

sederhana (P3)


114

Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1

Di dalam ilmu fisika ada konsep tentang impuls dan momentum. Apa dan

bagaimana sebenarnya konsep impuls dan momentum itu. Coba Saudara

telusuri latar belakang diangkatnya materi ini sebagai materi pelajaran fisika

yang cukup penting. Banyak makhluk hidup atau benda di dunia ini setiap hari

melakukan pekerjaan atau aktifitas masing-masing secara rutin. Mahluk hidup

yang ada di bumi ini baik manusia dan benda ternyata selalu berkaitan dengan

impuls dan momentum. Jangankan mahluk hidup ternyata benda matipun

yang bergerak memiliki impuls dan momentum. Ternyata sejak dulu para

ilmuwan ataupun ahli fisika telah tertarik untuk mengungkapkan rahasia

pemahaman mengenai impuls dan momentum.

Dalam rangka mencapai tujuan pemahaman impuls dan momentum, Saudara

akan melakukan aktivitas berikut : 1) Mengamati contoh-contoh momentum

linier dan perubahan momentum linier sebagai besaran vektor ; 2)

Mengidentifikasi variabel-variabel yang terlibat dalam momentum dan impuls

; 3) Mengumpulkan informasi tentang momentum ; 4) Diskusi untuk mengolah

informasi (membanding-kan, memahami, menyimpulkan) ; 5)

Mempresentasikan hasil diskusi di depan kelas

Aktivitas pembelajaran ini akan mencapai indikator 3.10.1, 3.10.2, 3.10.3,

3.10.4, 3.10.5, 4.10.1 dan 4.10.2 yang dilakukan dengan pembelajaran saintifik

yang meliputi aktivitas 1) mengamati; 2) menanya; 3) mengumpulkan

informasi; 4) mengasosiasi; dan 5) mengomunikasikan.

Tujuan Aktivitas Pembelajaran :

Setelah melakukan aktivitas, diharapkan peserta didik mampu :



a. Membedakan jenis momentum dan impuls melalui pengamatan

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

115

b. Mengidentifikasi variabel-variabel yang terlibat dalam momentum dan

impuls

c. Mengumpulkan informasi tentang konsep momentum dan impuls.

d. Mengolah informasi tentang konsep momentum dan impuls dengan cara

membandingkan, memahami, dan menyimpulkan.

e. Mempresentasikan hasil diskusi mengenai konsep momentum dan impuls.



Media : 1. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD 1)

2. Bahan tayang slide Power Point

Alat dan bahan : 1. Projector 1 buah

2. Kelereng ukuran sedang dan besar 1 buah

3. Plastisin

4. Mistar 100 cm




b. Membagikan LKPD 1 kepada setiap peserta didik.


d. Memfasilitasi peserta didik untuk memilih atau menunjukkan contoh-

contoh momentum dan impuls melalui pengamatan video contoh-contoh

momentum dan impuls seperti video palu memukul bata, tumbukan dua

buah mobil, gerak bola bilyar yang ditayangkan guru. (Mengamati)

e. Memfasilitasi peserta didik berdiskusi untuk menentukan variabel-variabel

yang terlibat dalam gerak lurus tersebut.

f. Mengajak peserta didik untuk mencari tahu pengertian dari setiap variabel

yang terlibat tersebut dengan menuliskannya sebagai rumusan masalah.

(Menanya)


116

g. Memfasilitasi peserta didik untuk menggali informasi terkait permasalahan

yang dirumuskan melalui penggunaan LKPD 1. (Mengumpulkan informasi)

h. Memfasilitasi peserta didik berdiskusi untuk mengolah informasi yang

telah diperoleh hingga mendapatkan kesimpulan. (Mengasosiasi)

i. Melakukan penilaian sikap dan keterampilan psikomotor sekaligus

memberikan arahan kepada peserta didik untuk menjawab pertanyaan-

pertanyaan yang ada di LKPD 1.

j. Memfasilitasi perwakilan kelompok untuk mempresentasikan hasil

diskusinya di depan kelas secara bergilir. (Mengkomunikasikan)

k. Secara berkeliling mendatangi meja tiap kelompok untuk memeriksa LKPD

1 yang telah diisi oleh peserta didik.

l. Memfasilitasi peserta didik untuk merangkum materi yang telah dipelajari

di pertemuan ini.



1) Menyimpulkan hubungan perubahan momentum linier dengan impuls

melalui analisis dimensional dan grafik (C2) ; 2) Menerapkan konsep

momentum linier dan impuls pada peristiwa: menembak, gerak jatuh bebas,

ayunan balistik, gerak projectile yang meledak di udara, perubahan gerak

perahu, dan roket sederhana (C3) ; dan 3) Menerapkan konsep momentum

linier dan impuls pada peristiwa: menembak, gerak jatuh bebas, ayunan

balistik, gerak projectile yang meledak di udara, perubahan gerak perahu, dan

roket sederhana (C3)

Aktivitas pembelajaran ini untuk mencapai indikator 3.10.6 dan 4.10.4 yang

dilakukan dengan menerapkan model pembelajaran guided inquiry (inkuiri

terbimbing).

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

117



a. Menentukan permasalahan untuk menyelidiki hubungan impuls dan

momentum

b. Mengajukan hipotesis untuk menyelidiki hubungan impuls dan

momentum

c. Merancang langkah-langkah percobaan untuk menyelidiki hubungan

momentum dan impuls




berlangsung.

g. Mengelompokan data ke dalam tabel.



j. Merumuskan hubungan impuls dan momentum berdasarkan hasil

analisis.

k. Membuat kesimpulan hubungan impuls dan momentum




Alat dan bahan : 1. Mobil mainan + baterai 1 buah

2. Mistar 1 m 1 buah

3. Kertas karton 2 buah

4. Stopwatch 1 buah


118






d. Memfasilitasi peserta didik dalam menentukan permasalahan untuk

menyelidiki hubungan jarak, waktu, kelajuan, dan percepatan pada gerak

lurus beraturan.

Contoh: Bagaimana hubungan jarak, kelajuan, waktu, dan percepatan

pada gerak lurus beraturan?

e. Memfasilitasi peserta didik dalam menentukan hipotesis untuk


lurus beraturan dengan menjelaskan ulang teknik analisis dimensional.

Contoh: x = meter, t = sekon, v = meter/sekon, a = meter/sekon2

Maka hipotesisnya, v x/t dan a x/t2 atau a v/t

atau x vt, x at2, v at

f. Memfasisiltasi peserta didik dalam merancang langkah-langkah

percobaan untuk menyelidiki hubungan jarak, waktu, kelajuan, dan

percepatan pada gerak lurus beraturan.

Catatan: Pada langkah ini Saudara harus lengkap mengarahkan siswa

dalam mendapatkan unsur-unsur yang diperlukan, yaitu:

1. Menentukan variabel-variabel yang akan diamati/diukur

2. Menentukan format tabel data

3. Menentukan sumbu-sumbu grafik yang akan dibuat

4. Menentukan alat dan bahan yang diperlukan

5. Menentukan langkah-langkah pengukuran

g. Memfasilitasi peserta didik untuk merangkai alat-alat yang akan

digunakan untuk proses penyelidikan.

h. Mengarahkan peserta didik dalam membaca alat ukur dengan benar pada

saat proses penyelidikan berlangsung.

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

119

i. Memfasilitasi peserta didik dalam mengelompokan data ke dalam tabel.

j. Memfasilitasi peserta didik dalam mengubah data tabel ke dalam bentuk

grafik.

k. Memfasilitasi peserta didik dalam menganalisis data yang diperoleh untuk

mendapatkan makna fisis.

Contoh: Grafik yang dihasilkan peserta didik

Tan = x/t = c c = m/s c = v

Maka, v = c kelajuan bersifat konstan

x = ct jarak sebanding waktu

a = 0, karena a = v/t, dimana v = 0

l. Merumuskan hubungan jarak, waktu, kecepatan, dan percepatan

berdasarkan hasil analisis.

m. Membuat kesimpulan hubungan jarak, waktu, dan kelajuan pada gerak

lurus beraturan.




Alat dan bahan : 1. Mobil mainan + baterai 1 buah

5. Mistar 1 m 1 buah

6. Kertas karton 2 buah

7. Stopwatch 1 buah


x

t

x(m)

x1

x5

v v(m/s)

x(m)

x1

x5

t1 t5 t(s)

v(m/s)

v

t1 t(s) t5


120

n. Mengatur tempat duduk siswa dan membaginya menjadi beberapa


o. Membagikan LKPD 2 kepada setiap kelompok (1 buah LKPD/kelompok).

p. Menjelaskan tujuan pembelajaran dan cara menggunakan LKPD 2.

q. Memfasilitasi peserta didik dalam menentukan permasalahan untuk


lurus beraturan.

Contoh: Bagaimana hubungan impuls dan momentum?

r. Memfasilitasi peserta didik dalam menentukan hipotesis untuk

menyelidiki hubungan impuls dan momentum dengan menjelaskan ulang

teknik analisis dimensional.

Contoh: F= kg m/s2, t = sekon, m = kilo gram, v = meter/sekon

Maka hipotesisnya, I = m . v

s. Memfasisiltasi peserta didik dalam merancang langkah-langkah

percobaan untuk menyelidiki hubungan impuls dan momentum.








t. Memfasilitasi peserta didik untuk merangkai alat-alat yang akan


u. Mengarahkan peserta didik dalam membaca alat ukur dengan benar pada


v. Memfasilitasi peserta didik dalam mengelompokan data ke dalam tabel.

w. Memfasilitasi peserta didik dalam mengubah data tabel ke dalam bentuk

grafik.

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

121

x. Memfasilitasi peserta didik dalam menganalisis data yang diperoleh untuk



Tan = x/t = c c = m/s c = v

Maka, v = c kelajuan bersifat konstan

x = ct jarak sebanding waktu

a = 0, karena a = v/t, dimana v = 0

y. Merumuskan hubungan impuls dan momentum berdasarkan hasil

analisis.

z. Membuat kesimpulan hubungan impuls dan momentum.


Pada aktivitas pembelajaran 3 ini Saudara akan melakukan aktivitas yang

sama dengan pembelajaran 2 namun materinya berbeda yaitu hukum

kekekalan momentum adalah: 1) Menjelaskan hukum kekekalan momentum

linier pada gerak sistem dua benda (C2) ; 2) Menerapkan hukum kekekalan

momentum linier pada peristiwa: menembak, gerak jatuh bebas, ayunan

balistik, gerak projectile yang meledak di udara, perubahan gerak perahu, dan

roket sederhana (C3)3) Menganalisis penerapan hukum kekekalan

momentum pada gerak benda dua dimensi yaitu pada peristiwa perubahan

gerak perahu akibat penumpang yang meloncat ke samping dan tumbukan

dua partikel yang arahnya tidak sejajar 4) Melakukan percobaan untuk

menyelidiki hukum kekekalan momentum linier (P2) ; 5) Menyajikan hasil

x

t

x(m)

x1

x5

v v(m/s)

x(m)

x1

x5

t1 t5 t(s)

v(m/s)

v

t1 t(s) t5


122

pengujian penerapan hukum kekekalan momentum linier pada peristiwa

gerak jatuh bebas dan roket sederhana (P3)

Aktivitas pembelajaran ini untuk mencapai indikator 3.10.4, 3.10.7, 3.10.8,

4.10.3 dan 4.10.5 yang dilakukan dengan menerapkan model pembelajaran

guided inquiry (inkuiri terbimbing).



a. Menentukan permasalahan untuk menyelidiki hukum kekekalan

momentum

b. Mengajukan hipotesis untuk menyelidiki hukum kekekalan momentum

c. Merancang langkah-langkah percobaan untuk menyelidiki hukum

kekekalan momentum




berlangsung.

g. Mengelompokkan data ke dalam tabel.



j. Merumuskan hukum kekekalan momentum berdasarkan hasil analisis.

k. Membuat kesimpulan hukum kekekalan momentum




Alat dan bahan : 1. Kereta dinamika 1 buah

2. Lintasan kereta 1 buah

3. Katrol 1 buah

4. Beban 1 set

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

123

5. Ticker Timer 1 buah

6. Pita Recording 1 buah






d. Memfasilitasi peserta didik dalam menentukan permasalahan untuk

menyelidiki hukum kekekalan momentum

e. Memfasilitasi peserta didik dalam menentukan hipotesis untuk

menyelidiki hukum kekekalan momentum.

f. Memfasisiltasi peserta didik dalam merancang langkah-langkah

percobaan untuk menyelidiki hukum kekekalan momentum








g. Memfasilitasi peserta didik untuk merangkai alat-alat yang akan


h. Mengarahkan peserta didik dalam membaca alat ukur dengan benar pada


i. Memfasilitasi peserta didik dalam mengelompokan data ke dalam tabel.

j. Memfasilitasi peserta didik dalam mengubah data tabel ke dalam bentuk

grafik.

k. Memfasilitasi peserta didik dalam menganalisis data yang diperoleh untuk



124


Analisis grafik 1: Grafik berbentuk lengkung, artinya x = ctn

Analisis grafik 2: Grafik linier, maka Tan = c = v/t = m/s2 = a

Dari grafik 2 diperoleh c = a = m/s2 x = atn m = (m/s2)(sn)

s2 = sn n = 2, maka v = at dan x = at2

Untuk mendapatkan hubungan x vn, maka x = at2 = a(v/a)2 = v2/a

l. Merumuskan hukum kekekalan energi berdasarkan hasil analisis.

m. Membuat kesimpulan hukum kekekalan energi.

B. Lembar Kerja Peserta Didik

LKPD 1. Mendiskusikan konsep momentum dan impuls

Tujuan : Mendiskusikan konsep momentum dan impuls

Gambar 8. Berbagai contoh peristiwa momentum dan impuls

Sumber: adjiebrotots.com

Perhatikan gambar 8 dengan teliti.

Gambar 8 menunjukkan berbagai peristiwa impuls dan momentum.

Diskusikan dengan teman Anda :

v(m/s)

v1

v5

t1 t(s) t5

x(m)

x1

x5

t1 t5 t(s)

x = ctn Jarak = luas

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

125

1. Jelaskan peristiwa apa yang ada pada gambar 8 yang termasuk

peristiwa impuls dan momentum!

2. Variabel-variabel apa sajakah yang terdapat dalam impuls dan

momentum?

3. Identifikasikan peristiwa-peristiwa lain yang tergolong sebagai

peristiwa impuls dan momentum dalam kehidupan sehari-hari!

4. Dari informasi yang didapat dari berbagai sumber, peristiwa manakah

yang memiliki momentum dan impuls yang besar dan kecil

5. Presentasikan kesimpulan hasil diskusi peristiwa momentum dan

impuls dalam kehidupan sehari-hari itu!

LKPD 2. Impuls dan Perubahan Momentum

Tujuan : Menganalisis secara kualitatif dalam kehidupan sehari-hari impuls

merupakan perubahan momentum



1. Berdasarkan hasil diskusi, tuliskan rumusan permasalahan yang akan

dijadikan acuan untuk pembelajaran hari ini!

2. Berdasarkan hasil diskusi, tuliskan rumusan hipotesis yang akan

dibuktikan dengan penyelidikan!

3. Berdasarkan hasil diskusi, tuliskan langkah-langkah penyelidikan

yang akan saudara dilakukan!

4.a Variabel yang akan diamati

…………………………………………………………………………………………………….....

……………………………………………………………………………………………………....

…………………………………………………………………………………………………….....

…………………………………………………………………………………………………….....

…………………………………………………………………………………………………….....

.


126

4.b Tabel data hasil pengamatan

No Variabel Simbol/ Satuan

Pengamatan ke- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

4.c Prediksi grafik data hasil pengamatan

4.d Alat dan Bahan yang dibutuhkan

…………………………………………………………………………………………………….....

…………………………………………………………………………………………………….....

…………………………………………………………………………………………………….....

4.e Langkah-langkah penyelidikan

1) …………………………………………………………………………………………………

2) …………………………………………………………………………………………………

3) …………………………………………………………………………………………………

4) …………………………………………………………………………………………………

5) …………………………………………………………………………………………………

6) …………………………………………………………………………………………………

7) …………………………………………………………………………………………………

8) …………………………………………………………………………………………………

9) …………………………………………………………………………………………………

10) …………………………………………………………………………………………………

4. Setelah saudara mendapatkan alat dan bahan yang dibutuhkan,

rangkailah alat-alat tersebut sesuai dengan kebutuhan pengukuran

dan ilustrasikan pada kolom di bawah ini!

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

127

5. Tulislah hasil pengukuran variabel-variabel yang telah ditentukan di

nomor 3 pada tabel!


Pengamatan ke- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

6. Ubahlah data dalam tabel tersebut ke dalam bentuk grafik!

7. Analisislah grafik yang diperoleh untuk mendapatkan makna fisis.

Ikuti contoh analisis berikut ini!

Bagaimana kecenderungan grafiknya? Linier atau melengkung?


- Analisis grafik 1: Grafik berbentuk lengkung, artinya A = cBn

- Analisis grafik 2: Grafik linier, maka Tan = c = A/B A = cB

- Gunakan analisis dimensi dan informasi dari grafik lainnya

untuk mendapatkan nilai c dan n

- Jika sudah ditemukan nilai c dan n, misal c = 2, n = 2, maka

dapat kita interpretasikan sbb: grafik 1 “A sebanding dengan

kuadrat B”, grafik 2 “A berbanding lurus dengan B”

A

A1

A2

B1 B B2

A

A1

A2

B1 B2 B

A = cBn


128

Hasil analisis:

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

8. Rumuskan hubungan impuls dengan perubahan momentum

berdasarkan hasil analisis.

9. Buatlah kesimpulan hubungan impuls dan perubahan momentum

LKPD 3. Hukum kekekalan momentum

Tujuan : Menyelidiki hukum kekekalan momentum



Berdasarkan hasil diskusi, tuliskan rumusan permasalahan yang akan

dijadikan acuan untuk pembelajaran hari ini!

Berdasarkan hasil diskusi, tuliskan rumusan hipotesis yang akan

dibuktikan dengan penyelidikan!

Berdasarkan hasil diskusi, tuliskan langkah-langkah penyelidikan

yang akan saudara dilakukan!

3.a Variabel yang akan diamati

…………………………………………………………………………………………………….....

…………………………………………………………………………………………………….....

…………………………………………………………………………………………………….....

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

129

4.b Tabel data hasil pengamatan


Pengamatan ke- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

3.c Prediksi grafik data hasil pengamatan

3.d Alat dan Bahan yang dibutuhkan

…………………………………………………………………………………………………….....

…………………………………………………………………………………………………….....

…………………………………………………………………………………………………….....

3.e Langkah-langkah penyelidikan

1) …………………………………………………………………………………………………

2) …………………………………………………………………………………………………

3) …………………………………………………………………………………………………

4) …………………………………………………………………………………………………

5) …………………………………………………………………………………………………

6) …………………………………………………………………………………………………

7) …………………………………………………………………………………………………

8) …………………………………………………………………………………………………

9) …………………………………………………………………………………………………

10) …………………………………………………………………………………………………

Setelah saudara mendapatkan alat dan bahan yang dibutuhkan,

rangkailah alat-alat tersebut sesuai dengan kebutuhan pengukuran

dan ilustrasikan pada kolom di bawah ini!


130

Tulislah hasil pengukuran variabel-vaiabel yang telah ditentukan di

nomor 3 pada tabel!


Pengamatan ke- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ubahlah data dalam tabel tersebut ke dalam bentuk grafik!

Analisislah grafik yang diperoleh untuk mendapatkan makna fisis.

Ikuti contoh analisis berikut ini!

Rumuskan hukum kekekalan momentum berdasarkan hasil analisis.

Buatlah kesimpulan tentang hukm kekekalan momentum dalam


Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

131

C. Bahan Bacaan

Impuls dan Momentum

Pada bab ini akan kita bahas tentang impuls dan momentum serta hukum

kekekalan momentum dalam kehidupan sehari-hari.

Bowling atau Ten – Pin Bowling merupakan olahraga atau permainan yang

mengandalkan keakurasian, seperti halnya olahraga memanah dan

menembak. Perangkat bowling terdiri atas sepuluh benda seperti botol yang

disebut pin disusun 1 pin – 2 pin – 3 pin – 4 pin membentuk segitiga sama sisi.

1. Momentum

Momentum merupakan besaran fisika yang menyatakan perkalian antara

massa dengan kecepatan suatu benda. Secara matematis dirumuskan:

p = m . v

Keterangan :

p = momentum (kg ms-1)


v = kecepatan benda (ms-1)

Jika kita perhatikan persamaan di atas maka kita dapat menentukan jenis

besaran momentum. Massa m merupakan besaran skalar dan kecepatan v

adalah besaran vektor, berarti momentum merupakan besaran vektor. Arah p

searah dengan arah vektor kecepatan (v).


132

Jadi momentum adalah besaran yang dimiliki oleh sebuah benda atau partikel

yang bergerak.

2. Impuls

Impuls adalah peristiwa gaya yang bekerja pada benda dalam waktu hanya

sesaat. Impuls adalah peristiwa bekerjanya gaya dalam waktu yang sangat

singkat. Contoh dari kejadian impuls adalah: peristiwa seperti bola ditendang,

bola tenis dipukul karena pada saat tendangan dan pukulan, gaya yang bekerja

sangat singkat.

Impuls didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan waktu yang dibutuhkan

gaya tersebut bekerja. Dari definisi ini dapat dirumuskan seperti berikut.

I = F . ∆t

Berdasarkan persamaan di atas, maka dapat pula dirumuskan sebagai :

I = m (V2 – V1) = ∆ p

Keterangan :

I = impuls (N s ; kg ms-1)

F = gaya yang bekerja (N)

∆t = perubahan waktu selama gaya bekerja (s)

∆ p = perubahan momentum (kg ms-1)


V2 = kecepatan akhir (ms-1)

V1 = kecepatan awal (ms-1)

Gambar 9. Grafik hubungan F (gaya) terhadap waktu

Sumber: sumberbelajar.belajar.kemdikbud

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

133

Besar impuls yang dilakukan oleh sebuah gaya sama dengan luas daerah di

bawah grafik gaya terhadap waktu.

I = luas daerah di bawah grafik gaya terhadap waktu

3. Hubungan Antara Impuls dan Momentum

Besarnya impuls sangat sulit untuk diukur secara langsung. Namun, ada cara

yang lebih mudah untuk mengukur impuls yaitu dengan bantuan momentum.

Berdasarkan hukum II Newton, apabila suatu benda dikenai suatu gaya, benda

akan dipercepat. Besarnya percepatan rata-rata adalah

a = 𝐹

𝑚

Sehingga terdapat hubungan antara impuls dan momentum :

𝐹

𝑚 =

𝑉2−𝑉1

∆𝑡

F . ∆t = m (V2 – V1)

I = m (V2 – V1)

I = p – p0

I = ∆ p

Keterangan :

I = impuls (N s ; kg ms-1)

∆p = perubahan momentum (kg ms-1)

Dari persamaan di atas dapat dikatakan bahwa impuls yang dikerjakan pada

suatu benda sama dengan perubahan momentumnya. Penjumlahan

momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor, secara matematis:

p = p1 + p2

Jika dua vektor momentum p1 dan p2

Penjumlahan momentum mengikuti aturan penjumlahan vektor.


134

Besar vektor resultan momentum (aturan cosinus)

p = √𝑝12 + 𝑝2

2 + 2 𝑝1𝑝2𝑐𝑜𝑠𝜃

Arah vektor resultan momentum (aturan sinus)

𝑃

sin (180−𝛳) =

𝑝2

sin 𝛼

ϴ = sudut antara kedua momentum

α = sudut resultan momentum terhadap P1

P = besar resultan momentum

Hukum Kekekalan Momentum

Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa “jika tidak ada gaya luar

yang bekerja pada sistem, maka momentum total sesaat sebelum sama dengan

momentum total sesudah tumbukan”.

Ketika menggunakan persamaan ini, kita harus memerhatikan arah kecepatan

tiap benda.

Hukum Kekekalan Momentum

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

135

Huygens, ilmuwan berkebangsaan Belkita, melakukan eksperimen dengan

menggunakan bola-bola bilyar untuk menjelaskan hukum Kekekalan

Momentum. Perhatikan uraian berikut:

Dua buah bola pada gambar diatas bergerak berlawanan arah saling

mendekati. Bola pertama massanya m1, bergerak dengan kecepatan v1.

Bola kedua massanya m2 bergerak dengan kecepatan v2. Jika kedua bola

berada pada lintasan yang sama dan lurus, maka pada suatu saat kedua bola

akan bertabrakan (bertumbukkan)

Dengan memeerhatikan analisis gaya tumbukan bola pada gambar diatas

ternyata sesuai dengan pernyataan hukum III Newton. Kedua bola akan saling

menekan dengan gaya F yang sama besar, tetapi arahnya berlawanan. Akibat

adanya gaya aksi dan reaksi dalam selang waktu Δt tersebut, kedua bola akan

saling melepaskan diri dengan kecepatan masing-masing sebesar v1’ dan v2’.

Penurunan rumus secara umum dapat dilakukan dengan meninjau gaya

interaksi saat terjadi tumbukan berdasarkan hukum III Newton.

Faksi = - F reaksi

F1 = - F2

Impuls yang terjadi selama interval waktu Δt adalah F1 Δt = -F2 Δt . Kita ketahui

bahwa I = F Δt = Δp, maka persamaannya menjadi seperti berikut.

∆ p1 = - ∆p2

m1 v1 - m1 v1’ = m2 v2 - m2 v2’

m1 v1 + m2 v2 = m1v1’ + m2 v2’

p1 + p2 = p1’ + p2’

Jumlah Momentum Awal = Jumlah Momentum Akhir

Keterangan:

p1 , p2 = momentum benda 1 dan 2 sebelum tumbukan

p1’ , p2’ = momentum benda 1 dan 2 sesudah tumbukan

m1, m2 = massa benda 1 dan 2

v1, v2 = kecepatan benda 1 dan 2 sebelum tumbukan

v1’ , v2’ = kecepatan benda 1 dan 2 sesudah tumbukan


136

Bunyi hukum Kekekalan Momentum

Persamaan di atas dinamakan hukum kekekalan momentum. Hukum

kekakalan momentum menyatakan bahwa “jika tidak ada gaya luar yang

bekerja pada sistem, maka momentum total sesaat sebelum sama dengan

momentum total sesudah tumbukan”. ketika menggunakan persamaan ini,

kita harus memerhatikan arah kecepatan tiap benda.

4. Tumbukan

Tumbukan atau lentingan bisa dikatakan juga sebagai pantulan, karena terjadi

pada dua buah benda yang saling berpadu dan memantul akibat dari paduan

tersebut. Pada pembahasan kali ini kita akan mempelajari tumbukan yang

paling sederhana, yaitu tumbukan sentral. Tumbukan sentral adalah

tumbukan yang terjadi bila titik pusat benda yang satu menuju ke titik pusat

benda yang lain.

Peristiwa tumbukan antara dua buah benda dapat keduanya bergerak saling

mendekati. Ketika benda tersebut mempunyai kecepatan dan massa, maka

benda itu pasti memiliki momentum (p = m .v) dan juga energi kinetik (EK = ½

m . v2). Tumbukan dibedakan menjadi beberapa jenis :

1) Tumbukan lenting sempurna

2) Tumbukan lenting sebagian

3) Tumbukan tidak lenting sama sekali

Perbedaan tumbukan-tumbukan tersebut dapat diketahui berdasarkan nilai

koefisien tumbukan (koefisien restitusi) dari dua benda yang bertumbukan.

Gambar 10. Persamaan koefisien restitusi

Sumber: nsritasari.wordpress.com

Dengan : e = koefisien restitusi (0 ≤ e ≥1)

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

137

Nilai koefisien restitusi mulai dari 0 hingga 1. Dengan ketentuan:

Lenting Sempurna e = 1

Lenting Sebagian 0 < e < 1

Tidak Lenting Sama Sekali e = 0

Jenis-jenis tumbukan :

a) Tumbukan lenting sempurna

Pada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan energi dan

hukum kekekalan momentum. Dengan persamaan sebagai berikut:

1) Hukum kekekalan momentum

Gambar 11. Hukum kekekalan momentum

Sumber: edisusanto.com

Keterangan:

m1 = massa benda 1 (kg)

m2 = massa benda 2 (kg)

v1 = kecepatan awal benda 1 (ms-1 )

v2 = kecepatan awal benda 2 (ms-1)

v1’ = kecepatan akhir benda 1 (ms-1 )

v2’ = kecepatan akhir benda 2 (ms-1 )

2) Kekekalan energi kinetik :

EK1 + EK2 = EK1’ + EK2’

b) Tumbukan lenting sebagian

Ketika kita menjatuhkan sebuah bola karet dari ketinggian tertentu di atas

lantai, maka bola akan memantul. Setelah mencapai titik tertinggi, bola aka

jatuh lagi dan memantul lagi setelah mengenai lantai. Begitu seterusnya hingga


138

bola akhirnya berhenti. Hal yang perlu kita perhatikan adalah ketinggian

maksimal yang dicapai pada setiap tahap pemantulan selalu berbeda. Pada

pantulan ke dua, bola mencapai titik tertinggi yang lebih rendah dari pantulan

pertama begitu seterusnya.

Kenyataan ini memberikan arti bahwa kecepatan bola sebelum menumbuk

lantai lebih besar dari kecepatan bola setelah tumbukan, sehingga koefisien

restitusi pada kejadian ini berkisar antara nol sampai satu (0< e < 1).

Tumbukan seperti ini disebut tumbukan lenting sebagian atau tumbukan

elastis sebagian.

Pada peristiwa pemantulan bola pada lantai, energi kinetik yang dimiliki bola

tidak tetap. Ini dapat dilihat dari kecepatan bola yang berubah sebelum dan

sesudah tumbukan. Jadi, hukum kekekalan energi kinetik pada tumbukan

lenting tidak berlaku. Akan tetapi, hukum kekekalan energi mekanik tetap

berlaku. Hal ini diakibatkan karena sebagian energi kinetik yang hilang telah

diubah menjadi bentuk lainya, seperti energi potensial, energi panas, atau

energi yang merusak lantai.

Pada kasus bola yang dijatuhkan dari ketinggian h, sehingga dipantulkan

dengan ketinggian h’, maka memiliki nilai koefisien elastisitas sebesar:

keterangan:

h’ = tinggi pantulan benda

h = tinggi benda semula / tinggi pantulan sebelumnya

c) Tumbukan tidak lenting sama sekali

Tumbukan tidak lenting sama sekali terjadi jika dua benda setelah tumbukan

menjadi satu dan bergerak bersama-sama. Contoh sederhana dari tumbukan

tidak lenting sama sekali adalah tumbukan dua bola yang akhirnya bergabung

menjadi satu yang akhirnya bergerak bersama dengan kecepatan yang sama

pula. Kejadian ini dapat dijelaskan dengan hukum kekekalan momentum

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

139

Gambar 12. Tumbukan tidak lenting sama sekali


Hukum kekekalan momentum

m1 v1 + m2 v2 = (m1 + m2) v’

Dari persamaan di atas, kecepatan bola dapat dicari dengan mudah jika

kecepatan awal (semula) kedua bola diketahui, karena kecepatan bola

keduanya setelah tumbukan sama, maka koefisien restitusi untuk tumbukan

tidak lenting sama sekali adalah nol(0).

Pada tumbukan tidak lenting sama sekali tidak berlaku hukum kekekalan

enrgi kinetik. Pada tumbukan ini terjadi pengurangan energi kinetik sehingga

energi kinetik total benda-benda setelah terjadi tumbukan akan lebih kecil

dari energi kinetik total benda sebelum. Dengan demikian

Gambar 13. Koefisien restitusi tumbukan tidak lenting sama sekali



140

PENGEMBANGAN PENILAIAN

Bagian ini memuat contoh soal-soal topik usaha dan energi yang muncul di UN

tiga tahun terakhir dan kurang berhasil dijawab oleh peserta didik. Selain itu,

bagian ini memuat pembahasan tentang cara mengembangkan soal HOTS yang

disajikan dalam bentuk pemodelan, sehingga dapat dijadikan acuan oleh

saudara ketika mengembangkan soal topik ini. Saudara perlu mencermati

dengan baik bagian ini, sehingga saudara dapat terampil mengembangkan soal

yang mengacu pada indikator pencapaian kompetensi yang termasuk HOTS.

A. Pembahasan Soal-soal



Dua bola dengan massa yang sama dijatuhkan pada bidang licin berbentuk

setengah lingkaran dengan jari-jari 1,8 m. Jika kedua bola bertumbukan

lenting sempurna, kecepatan bola 1 sesaat setelah tumbukan adalah ..... ms-1

A. 0

B. 3

C. 6

D. 10

E. 12

Kunci Jawaban : C

Pembahasan :

EPA = EKB

m g hA = ½ m vB2

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

141

vB = 6 ms-1 ; kecepatan bola 1 dan bola 2 saat berada di titik B

(sebelum tumbukan)

Lenting sempurna ; e = 1

e = − (𝑣2

′ − 𝑣1′

𝑣2− 𝑣1)

v2 - v1 = 𝑣1′ - 𝑣2

′

6 – (-6) = 𝑣1′ - 𝑣2

′

𝑣1′ - 𝑣2

′ = 12 ..... (1)


m1 v1 + m2 v2 = m1 𝑣1′ - m2 𝑣2

′

v1 + v2 = 𝑣1′ - 𝑣2

′

𝑣1′ - 𝑣2

′ = -6 + 6

𝑣1′ - 𝑣2

′ = 0 ..... (2)

Eliminasikan persamaan 1 dan persamaan 2

𝑣1′ - 𝑣2

′ = 12

𝑣1′ - 𝑣2

′ = 0

-2𝑣2′ = 12

𝑣2′ = −6 ms-1

𝑣1′ = 6 ms-1

2. Bola bermassa 200 gram dijatuhkan dari ketinggian 80 cm tanpa

kecepatan awal. Setelah menumbuk lantai bola memantul kembali

dengan kecepatan 1 ms-1 (g = 10 ms-2). Besar impuls pada bola adalah

..... Ns

A. 1,6

B. 1,5

C. 1,0

D. 0,8


142

E. 0,6

Kunci Jawaban : E

Pembahasan :

Kondisi 1

EP = EK’

m g h = ½ mv2

v = 4 ms-1

Kondisi 2

v’ = 1 ms-1

v = 4 ms-1

I = ∆ p = m (v – v’)

I = 0,2 (4 – 1)

I = 0,6 Ns


Sebuah peluru dari senapan A ditembakkan ke balok dan bersarang di dalam

balok, mengakibatkan balok naik setinggi h1 = 40 cm (gambar 1). Balok lain

yang identik ditembak peluru dari senapan B yang sama massanya, ternyata

mengakibatkan balok naik setinggi h2 = 30 cm (gambar 2). Perbandingan

kecepatan peluru dari senapan A dan senapan B sesaat menumbuk balok

adalah ..... ms-1

A. 2 : √3

B. √2 : √3

C. √3 ∶ √2

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

143

D. √3 : 2

E. √3 : 3

Kunci Jawaban : A

Pembahasan :

𝑉𝑃1

𝑉𝑃2=

𝑚𝐵+ 𝑚𝑃𝑚𝑃

√2 𝑔 ℎ1

𝑚𝐵+ 𝑚𝑃𝑚𝑃

√2 𝑔 ℎ2

= √40

√30 =

2

√3

VP1 : VP2 = 2 : √3

4. Perhatikan 3 peristiwa tumbukan pada gambar berikut!

Gambar A : benda P massa 8 m menumbuk benda Q massa m yang mula-mula

diam, dengan kecepatan v

Gambar B : benda R massa m bergerak dengan kecepatan v menumbuk benda

S bermassa 8 m yang mula-mula diam

Gambar C : benda K bermassa 8 m bergerak dengan kecepatan v menumbuk

benda R bermassa sama yang mula-mula diam

Ketika tumbukan bersifat lenting sempurna, maka dapat disimpulkan bahwa

.....

A. Kecepatan terbesar dimiliki benda Q pada gambar A

B. Kecepatan terbesar dimiliki benda S pada gambar B

C. Kecepatan terbesar dimiliki benda R pada gambar C

D. Kecepatan sulit diprediksi karena massa pada ketiga peristiwa tidak

sama

E. Kecepatan benda yang ditumbuk pada ketiga peristiwa sama


144

Kunci Jawaban : A

Pembahasan :


MP VP + MQ VQ = MP VP’ + MQ VQ’

8M v + 0 = 8M VP’ + M VQ’

8 V = 8 VP’ + VQ’ ............... (1)

Koefisien restitusi

e = 𝑉𝑄

′ − 𝑉𝑃′

𝑉𝑃 − 𝑉𝑄 ; e = 1 ; VP = V ; VQ = 0

VQ’ - VP’ = V ................. (2)

Persamaan 1 dan persamaan 2 digabung

8 VP’ + VQ’ = 8 V

-VP’ + VQ’ = V -

9 VP’ = 7 V

VP’ = 7

9 V ; VQ’ =

16

9 V

Dengan cara yang sama, kita akan mendapatkan VS’ = V ; VR’ = 0

VR’ = V ; VK’ = 0

5. Seorang yang bermassa 50 kg berdiri di atas perahu yang bermassa 200

kg. Perahu bergerak dengan kecepatan 7,5 ms-1. Saat tiba di tempat tujuan,

penumpang melompat dengan kecepatan 10 ms-1 searah gerak perahu.

Kelajuan perahu sesaat setelah penumpang melompat adalah ..... ms-1

A. 0

B. 5,0

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

145

C. 6,9

D. 10,0

E. 11,9

Kunci Jawaban : C

Pembahasan :


(MO + MP) V = MO V’O’ + MP VP’

(50 + 200) . 7,5 = 50 . 10 + 200 . VP’

250 . 7,5 = 500 + 200 . VP’

200 . VP’ = 1.375

VP’ = 6,9 ms-1

6. Sebuah bola bilyar A bermassa 100 gram bergerak menuju bola bilyar B

bermassa sama yang mula-mula dalam keadaan diam seperti gambar.

Besar kecepatan bola A sesudah tumbukan adalah ..... ms-1

A. 5,0

B. √19

C. 4,0

D. √11

E. 3,0

Kunci Jawaban : B


146

Pembahasan :

VAX = 5.cos 300 = 2,5 √3

VAY = 5.sin 300 = 2,5

VBX = 0 ; VBY = 3


Analisis pada sumbu x

MA VAX + MB VBX = MA VAX’ + MB VBX’

100 . 2,5√3 + 0 = 100 . VAX’ + 0

VAX’ = 2,5√3

Analisis pada sumbu y

MA VAY + MB VBY = MA VAY’ + MB VBY’

100 . 2,5 + 0 = 100. VAY’ + 100 . 3

100. VAY’ = - 50

VA’ = √𝑉𝐴𝑋′2 + 𝑉𝐴𝑌

′2

VA’ = √(2,5√32

) + 0,52

VA’ = √19 ms-1

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

147

B. Pengembangan Soal HOTS

Pada bagian ini akan dimodelkan pembuatan soal yang memenuhi indikator

pencapaian kompetensi yang diturunkan dari kompetensi dasar pengetahuan.

Pengembangan soal diawali dengan pembuatan kisi-kisi agar Saudara dapat

melihat kesesuaian antara kompetensi, lingkup materi, dan indikator soal.

Selanjutnya, dilakukan penyusunan soal di kartu soal berdasarkan kisi-kisi

yang telah disusun sebelumnya. Contoh soal yang disajikan terutama untuk

mengukur indikator kunci pada level kognitif yang tergolong HOTS.

1. Kisi-kisi Soal

No. Kompetensi

Dasar

Lingkup

Materi Materi

Indikator

Soal

Nomor

Soal

Level Bentuk

Soal

1 2 3 4 5 6 7 8

1 3.10

Menerapk

an konsep

momentu

m dan

impuls,

serta

hukum

kekekalan

momentu

m dalam

kehidupa

n sehari-

hari

Mekanika

Impuls dan

Momentum

Menyimpul

kan

kejadian

kecelakaan

tumbukan

dari gaya

impulsif

yang

dihasilkan

1 L3 Uraian


148

No. Kompetensi

Dasar

Lingkup

Materi Materi

Indikator

Soal

Nomor

Soal

Level Bentuk

Soal

1 2 3 4 5 6 7 8

2 3.10

Menerapk

an konsep

momentu

m dan

impuls,

serta

hukum

kekekalan

momentu

m dalam

kehidupa

n sehari-

hari

Mekanika

Impuls dan

Momentum

Disajikan

gambar

grafik

hubungan

gaya dengan

waktu dari

benda A saat

bertumbuka

n dengan

benda B,

peserta

didik dapat

meghitung

energi

kinetik

benda A

setelah

tumbukan

dengan

benda B

dengan

benar

1 L3 Pilihan

Ganda

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

149

No. Kompetensi

Dasar

Lingkup

Materi Materi

Indikator

Soal

Nomor

Soal

Level Bentuk

Soal

1 2 3 4 5 6 7 8

3 3.10

Menerapk

an konsep

momentu

m dan

impuls,

serta

hukum

kekekalan

momentu

m dalam

kehidupa

n sehari-

hari

Mekanika

Impuls dan

Momentum

Disajikan

gambar

grafik

hubungan

gaya dengan

waktu dari

benda A saat

bertumbuka

n dengan

benda B,

peserta

didik dapat

meghitung

energi

kinetik

benda A

setelah

tumbukan

dengan

benda B

dengan

benar

1 L3 Pilihan

Ganda


150



Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013

Kelas : X Bentuk Soal : Uraian

Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun :

KOMPETENSI DASAR

Buku Sumber : Pengetahuan/ Pemahaman

Aplikasi Penalaran

3.10 Menerapkan

konsep

momentum

dan impuls,

serta hukum

kekekalan

momentum

dalam

kehidupan

sehari-hari

Nomor Soal

1

RUMUSAN BUTIR SOAL

Airbag (kantong udara) merupakan salah satu fitur

keselamatan pada mobil untuk melindungi pengemudi dan

penumpang saat terjadi kecelakaan. Airbag memiliki

berbagai nama teknis seperti Supplementary Restraint

System (SRS), Air Cushion Restraint System (ACRS), dan

Supplemental Inflatable Restraint (SIR). Airbag berfungsi

melindungi daerah kepala, leher, dan dada. Airbag

umumnya akan mengembang dari roda kemudi atau dari

dashboard beberapa milidetik setelah tabrakan. Ketika

kepala pengemudi telah mengenai airbag, airbag mulai

mengempis perlahan sehingga memungkinkan pengemudi

keluar dari mobil. Dijelaskan, cara kerja airbag di mobil

hanya akan mengembang apabila mobil mengalami

tabrakan. Sensor airbag yang ada di bagian depan mobil,

baru akan bereaksi jika mobil menghantam benda statis

minimal kecepatan 40 kilometer per jam.

LINGKUP MATERI

Mekanika

MATERI

Impuls, momentum dan tumbukan

Kunci Jawaban

INDIKATOR SOAL

Disajikan foto tentang airbag berikut cara kerjanya, peserta didik dapat menyimpulkan apakah pengemudi mobil akan selamat ataukah terluka

√

PAKET - …

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

151

parah jika mobil bertabrakan dengan kecepatan tertentu sementara gaya impulsif dan selang waktu diketahui.

Mobil melaju dengan kecepatan 60 km/jam, dan terjadi

kecelakaan hingga bagian mobil depannya hancur dan

mobil tersebut terhenti seketika. Kejadian tersebut

mengakibatkan airbag mengembang, selama 20

milisekon. Massa supir 70 kg, dan gaya penahan

dari seatbelt sebesar 3,5 x104 N dan airbag sebesar 1,5

x 104 N. Kepala akan terluka/ parah jika dibenturkan

dengan gaya minimal sebesar 104 N. Apakah supir

tersebut selamat atau terluka parah selama kejadian

tersebut?


152



Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013

Kelas : X Bentuk Soal : Uraian

Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun :

KOMPETENSI DASAR Buku Sumber : Pengetahuan/ Pemahaman

Aplikasi Penalaran

3.10 Menerapkan

konsep

momentum dan

impuls, serta

hukum kekekalan

momentum dalam

kehidupan sehari-

hari

Nomor Soal

2

RUMUSAN BUTIR SOAL

Benda bermassa m kg bergerak lurus mendatar ke

kanan dengan kelajuan v m/s menumbuk benda

bermassa 2m kg yang diam. Setelah tumbukan,

benda mbergerak ke kanan atas dengan sudut

600 terhadap horizontal dan benda 2m bergerak ke

kanan bawah dengan sudut yang sama, 600, terhadap

horizontal. Kelajuan benda bermassa 2m sesaat

setelah tumbukan adalah ….

A. 0.25 v

B. 0.5 v

C. 1.5 v

D. 2.0 v

E. 2,5 v

LINGKUP MATERI

Mekanika

MATERI


Kunci Jawaban

B

INDIKATOR SOAL

Disajikan sebuah benda yang bergerak menumbuk benda lain yang sedang diam yang menimbulkan kedua benda terpental membentuk sudut dari arah semula, peserta didik dapat menentukan kecepatan salah satu benda setelah tumbukan

√

PAKET - …

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

153



Jenis Sekolah : SMP Kurikulum : 2013

Kelas : VIII Bentuk Soal : Uraian

Mata Pelajaran : IPA Nama Penyusun :

KOMPETENSI DASAR

Buku Sumber : Pengetahuan/ Pemahaman

Aplikasi Penalaran

3.10 Menerapkan

konsep

momentum

dan impuls,

serta hukum

kekekalan

momentum

dalam

kehidupan

sehari-hari

Nomor Soal

3

RUMUSAN BUTIR SOAL

Benda bermassa 2m kg bergerak lurus mendatar ke kanan

dengan kelajuan v m/s kemudian meledak menjadi dua

bagian yang sama. Satu bagian bergerak ke kanan atas dengan

sudut 600 terhadap horizontal dan bagian lain bergerak ke

kanan bawah dengan sudut yang sama, 600, terhadap

horizontal. Kelajuan salah satu bagian ledakan adalah ….

A. 0.25 v

B. 0.5 v

C. 1.5 v

D. 2.0 v

E. 2,5 v

LINGKUP MATERI

Mekanika

MATERI


Kunci Jawaban

D

INDIKATOR SOAL

Disajikan sebuah benda bergerak kemudian meledak menjadi dua bagian yang membentuk sudut dari arah semula, peserta didik mampu menghitung kecepatan salah satu bagian benda setelah ledakan

√

PAKET - …


154

C. Refleksi Pembelajaran

Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi dalam proses

pembelajaran materi impuls dan momentum. Refleksi pembelajaran

dilakukan dengan melihat kesesuaian antara proses pembelajaran, peserta

didik, penilaian, dan ketercapaian KD.

1. Apakah kegiatan membuka pelajaran dapat mengarahkan dan

mempersiapkan peserta didik mengikuti pelajaran dengan baik ?

2. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap materi/bahan ajar yang disajikan

sesuai dengan yang diharapkan? (Apakah materi terlalu tinggi, terlalu

rendah, atau sudah sesuai dengan kemampuan awal peserta didik?)

3. Bagaimana respons Saudara terhadap media pembelajaran yang

digunakan? (Apakah media sesuai dan mempermudah peserta didik

menguasai kompetensi/materi yang diajarkan?)

4. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap aktivitas pembelajaran yang telah

dirancang ?

5. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap pendekatan, model pembelajaran,

metode, dan teknik pembelajaran yang digunakan ?

6. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap teknik pengelolaan kelas yang

akan dilakukan (perlakuan guru terhadap peserta didik dalam mengatasi

masalah dan memotivasi peserta didik)?

7. Apakah Saudara dapat menangkap penjelasan/instruksi yang diberikan

pada bagian aktivitas pembelajaran ?

8. Bagaimanakah tanggapan Saudara terhadap latihan atau penilaian yang

dikembangkan ?

9. Apakah Saudara telah mencapai penguasaaan kemampuan pembelajaran

yang telah dikembangkan ?

10. Apakah kegiatan menutup pelajaran yang dikembangkan dapat

meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap meteri pelajaran?

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

155

11. Apakah Aktivitas pembelajaran yang dirancang dapat mencapai

kompetensi dasar (KD) pada meteri terpilih sebagaimana mestinya? (Jika

tidak seluruhnya, apakah Saudara akan melakukan penyesuaian aktivitas

pembelajaran pembelajaran dalam rencana pembelajaran?)

12. Apakah kelemahan-kelemahan Saudara dalam melaksanakan aktivitas

pembelajaran yang telah dirancang?

13. Apakah kekuatan Saudara atau hal-hal baik yang telah saudara capai

dalam mempelajari aktivitas pembelajaran ?


156

KESIMPULAN

Unit ini dikembangkan berdasarkan pasangan KD 3.10 Menerapkan konsep

momentum dan impuls serta hukum kekekalan momentum dalam kehidupan

sehari-hari.

dan 4.10 Menyajikan hasil pengujian penerapan hukum kekekalan momentuk,

misalnya bola jatuh bebas ke lantai dan roket sederhana di kelas X.

Berdasarkan KD pengetahuan dapat diketahui bahwa indikator yang

dikembangkan perlu mancapai level analisis (C4). Artinya, KD ini sudah



peserta didik berkreasi. Hal ini berarti Saudara perlu memberikan ruang dan

waktu kepada untuk mengembangkan kreativitasnya

Dikuasainya keterampilan berpikir tingkat tinggi oleh peserta didik

memerlukan proses pembelajaran yang relevan. Oleh karena itu, aktivitas

pembelajaran di subtopik hubungan gaya dan getaran dalam kehidupan

sehari-hari menggunakan model discovery learning, model Problem Based

Learning dan pembelajaran saintifik, dengan metode praktik dan diskusi

melalui tiga kali pertemuan. Seperti telah diketahui, kedua model

pembelajaran ini merupakan model yang dapat membekalkan kemampuan

berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Ketika implementasi,

pembelajaran juga dipandu dengan menggunakan LKPD yang dirancang untuk

memudahkan penguasaan konsep sesuai tingkat kognitifnya dan penguasaan

keterampilan yang mengedepankan konstruktivisme. Artinya, peserta didik

memperoleh konsep dengan merumuskannya terlebih dahulu.

Adapun konten yang dikembangkan pada subtopik hubungan gaya dan

getaran dalam kehidupan sehari hari.. Subtopik ini merupakan konten yang

kaya akan pengetahuan kontekstual bagi peserta didik. Artinya, guru dapat

mendorong serta memfasilitasi peserta didik untuk menemukan fenomena di

kehidupan sehari-hari yang berkaitan subtopik ini. Sebagai contoh aplikasi

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

157

dunia nyata, Saudara dapat menyajikan fenomena kontekstual melalui

penyajian berita yang terdapat di media informasi atau.

KD pengetahuan yang kompetensinya menuntut peserta didik untuk

menganalisis sudah menunjukkan level analisis (C4). Artinya, KD ini sudah



peserta didik berkreasi dengan membuat tulisan. Hal ini berarti Saudara perlu

memberikan ruang dan waktu kepada untuk mengembangkan kreativitas

Topik impuls dan momentum berisi sajian materi yang kontekstual. Dalam hal

ini dicontohkan dengan keberadaan airbag untuk keamanan berkendara,

penerapan konsep impuls dan momentum dalam kehidupan sehari-hari dan

cara kerja roket. Keberadaan muatan konteks yang erat dengan kehidupan

sehari-hari dapat memotivasi guru dan peserta didik untuk belajar dan cepat

memahami.

Pembelajaran di awal sangat menekankan kontekstualitas, berangkat dari

diskusi interaktif hubungan gaya dengan getaran , Peserta didik diarahkan

untuk menemukan permasalahan dari lingkungan terdekat mereka lalu

dibimbing untuk .dipecahkan melalui serangkaian kegiatan pembelajaran

model problem-based learning.

Sub unit ini dilaksanakan dalam empat kali pertemuan yang masing-masing

pertemuan terdiri dari 2 aktivitas yang bersifat berpusat kepada peserta didik.

Model Problem-based learning yang digunakan memfasilitasi peserta didik

untuk mengembangkan keterampilan saintifik dan mendorong berpikir

tingkat tinggi dalam rangka memecahkan masalah (problem solving).

Di sub unit ini disediakan soal-soal UN terkait impuls dan momentum yang

muncul di ujian nasional tahun 2016, 2017 dan 2018. Disediakan pula

pembahasan soalnya sehingga memudahkan guru dan peserta didik untuk


158

memahami pemecahan soal tersebut dan memprediksi jenis soal yang rutin

muncul di UN. Soal sudah terkategori HOTS tapi model soal serupa setiap

tahunnya, maka guru perlu melatihkan peserta didik memahami secara

mendalam topik hubungan gaya dan getaran dalam kehidupan sehari hari,

soal HOTS yang berbeda dari soal yang pernah muncul di UN.

UMPAN BALIK

Dalam rangka mengetahui pemahaman terhadap unit ini, Saudara perlu

mengisi lembar persepsi pemahaman. Berdasarkan hasil pengisian instrumen

ini, Saudara dapat mengetahui posisi pemahaman beserta umpan baliknya.

Oleh karena itu, isilah lembar persepsi diri ini dengan objektif dan jujur.

Lembar Persepsi Pemahaman Unit

NO Aspek Kriteria

1 2 3 4

1 Memahami indikator yang telah

dikembangkan berdasarkan

Kompetensi Dasar

2 Mampu menghubungkan konten

dengan fenomena kehidupan

sehari-hari

3 Merasa bahwa tahapan aktivitas

pembelajaran dapat

mengembangkan HOTS peserta

didik

4 Memahami tahapan aktivitas yang

disajikan dengan baik

Unit Pembelajaran

Impuls dan Momentum

159

NO Aspek Kriteria

1 2 3 4

5 Mampu dengan baik

mengaplikasikan aktivitas

pembelajaran di dalam kelas

6 Memahami dengan baik Lembar

Kerja peserta didik yang

dikembangkan

7 Mampu melaksanakan dengan

baik Lembar Kerja peserta didik

yang dikembangkan

8 Memahami Konten secara

menyuluh dengan baik

9 Memahami prosedur penyusunan

soal HOTS dengan baik

10 Mampu membahas soal HOTS

yang disajikan dengan tepat

Jumlah

Jumlah Total

Keterangan

1 = tidak menguasai

1 = cukup menguasai

2 = menguasai

3 = sangat menguasai

Pedoman Penskoran

Skor =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙

40 X 100


160

Skor Umpan Balik

<70 Masih banyak yang belum dipahami, di antara konten, cara

membelajarkannya, mengembangkan penilian dan melaksanakan

penilaian berorientasi HOTS. Saudara membaca ulang unit ini dan

mendiskusikannya dengan dengan fasilitator di MGMP sampai

anda memahaminya

70 - 79 Masih ada yang belum dipahami dengan baik, di antara konten,

cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan

melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu

mendiskusikan bagian yang belum dipahami dengan fasilitator

atau teman lain di MGMP

80 - 89 Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan

penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan

baik

≥ 90 Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan

penilian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan

sangat baik. Saudara dapat menjadi fasilitator bagi teman-teman

lain di MGMP untuk membelajarkan unit ini.


Paket Judul Unit

163

PENUTUP

Unit-unit pembelajaran yang telah dikembangkan diharapakan dapat menjadi

referensi Saudara dalam mengembangkan pembelajaran dan penilaian yang

berorientasi Higher Order Thinking Skills/HOTS yang terintegrasi dengan 5

(lima) unsur utama Penguatan Pendidikan Karakter (PPK) dan literasi dalam

rangka mencapai kecakapan Abad ke-21. Selanjutnya, saudara dapat

menerapkan desain pembelajaran yang telah disusun kepada peserta didik di

kelas masing-masing.

Saudara perlu memahami unit-unit dengan baik. Oleh karena itu, unit-unit

perlu dipelajari dan dikaji lebih lanjut oleh Saudara bersama rekan sejawat

guru Fisika lainnya dalam Program Peningkatan Kompetensi Pembelajaran

(PKP) di MGMP masing-masing. Kajian semua komponen unit pembelajaran

yang disajikan perlu dilakukan, sehingga dapat Saudara mendapatkan

gambaran teknis mengenai cara mengimplementasikan di kelas. Selain itu,

diharapkan dapat mengantisipasi kesulitan-kesulitan yang mungkin akan

dihadapi.

Aktivitas pembelajaran yang disajikan dalam setiap unit merupakan gambaran

umum skenario pembelajaran untuk mencapai masing-masing KD sesuai

dengan indikator yang dikembangkan oleh tim penulis. Selanjutnya Saudara

perlu menyusun RPP yang sesuai dengan kondisi kelas masing-masing

berdasarkan skenario dalam aktivitas pembelajaran unit, sehingga

memudahkan mengimplementasikan secara teknis. Selain itu, Saudara masih

perlu mengembangkan instumen penilaian lainnya yang berorientasi HOTS

dengan mengacu pada contoh soal-soal tes yang disajikan dalam setiap unit

pembelajaran.

Dalam melaksanakan kegiatan praktikum sesuai LKPD, Saudara dapat

menyesuaikan alat dan bahan yang digunakan dengan alat dan bahan yang


164

terdapat di lingkungan masing-masing (kontekstual). Begitu pula dalam

mengalokasikan waktu pembelajaran, saudara dapat menyesuaikan dengan

kalender akademik di sekolah masing-masing. Harapan penulis, Saudara

dapat mengadaptasi langkah pembelajaran yang disajikan dalam unit

pembelajaran untuk mengembangkan RPP pada topik Fisika lainnya.

Refleksi dan evaluasi keefektifan, keberhasilan serta permasalahan selama

mengimplementasikan unit-unit ini perlu terus dilakukan. Permasalahan-

permasalahan yang ditemukan dapat langsung didiskusikan dengan rekan

sejawat, instruktur, kepala sekolah, serta pengawas agar segera menemukan

solusinya. Setiap keberhasilan, permasalahan, dan solusi yang ditemukan

selama pembelajaran perlu Saudara tuliskan dalam bentuk karya tulis best

practice atau karya tulis lainnya.

Capaian yang diharapkan dari penggunaan unit-unit ini adalah

terselenggaranya pembelajaran Fisika yang optimal sehingga berdampak

langsung terhadap peningkatan hasil belajar peserta didik yang melingkupi

ranah kognitif, afektif dan psikomotor pada dimensi pengetahuan konsep,

prosedural, prinsip dan metakognitif sesuai kebutuhan abad 21. Selain itu

dapat memfasilitasi Saudara menghasilkan karya tulis yang berguna bagi

pengembangan keprofesian berkelanjutan.

Kami menyadari bahwa unit-unit yang dikembangkan masih jauh dari

kesempurnaan. Saran, masukan, dan usulan penyempurnaan yang dapat

disampaikan kepada tim penulis melalui surat elektronik (e-mail) sangat kami

harapkan dalam upaya perbaikan dan pengembangan unit-unit lainnya


Paket Judul Unit

165

DAFTAR PUSTAKA

Astarinugrahini, Iin. 2018. Sahabat Sukses Ujian Nasional. Surakarta : Putra

Nugraha

Foster, Bob. 2014. Akselerasi Fisika untuk SMA/ MA Kelas XI. Bandung :

Penerbit Duta

Nurdiansyah, Doni. 2017. Fisika untuk SMA/ MA Kelas X. Bandung : Grafindo

Media Pratama

Sunardi dan Juarni, Lilis. 2015. Buku Siswa Fisika untuk SMA/ MA Kelas XI.

Bandung : Yrama Widya

Tim Progresif. 2019. Erlangga X-press UN 2019 SMA/MA. Jakarta : Penerbit

Erlangga

Tim Smart Nusantara. 2017. Strategi Cerdas Bank Soal Fisika SMA/MA Kelas X,

XI, XII. Jakarta : Penerbit PT Grasindo

Wahyono, Budi. Modul Pengayaan Peminatan Fisika untuk SMA/ MA. Surakarta

: Putra Nugraha


166

LAMPIRAN

KOMPETENSI INTI 3 (PENGETAHUAN) KOMPETENSI INTI 4 (KETERAMPILAN)

Memahami, menerapkan, dan

menganalisis pengetahuan faktual,

konseptual, prosedural, dan

metakognitif berdasarkan rasa ingin

tahunya tentang ilmu pengetahuan,

teknologi, seni, budaya, dan humaniora

dengan wawasan kemanusiaan,

kebangsaan, kenegaraan, dan

peradaban terkait penyebab fenomena

dan kejadian, serta menerapkan

pengetahuan prosedural pada bidang

kajian yang spesifik sesuai dengan bakat

dan minatnya untuk memecahkan

masalah

Mengolah, menalar, dan menyaji dalam

ranah konkret dan ranah abstrak terkait

dengan pengembangan dari yang

dipelajarinya di sekolah secara mandiri,

bertindak secara efektif dan kreatif,

serta mampu menggunakan metode

sesuai kaidah keilmuan

KOMPETENSI DASAR KOMPETENSI DASAR 3.9. Menganalisis konsep energi, usaha

(kerja), hubungan usaha (kerja)

dan perubahan energi, hukum

kekekalan energi, serta

penerapannya dalam peristiwa

sehari-hari

4.9. Menerapkan metode ilmiah untuk

mengajukan gagasan penyelesaian

masalah gerak dalam kehidupan

sehari-hari, yang berkaitan dengan

konsep energi, usaha (kerja), dan

hukum kekekalan energi

3.10. Menerapkan konsep momentum

dan impuls, serta hukum kekekalan

momentum dalam kehidupan

sehari-hari

4.10. Menyajikan hasil pengujian


momentum, misalnya bola jatuh

bebas ke lantai dan roket

sederhana


Paket Judul Unit

167

paket unit pembelajaran - sman1gomoker.sch.id

Documents