RENCANA PELAKSAAN PEMBELAJARAN ( RPP )

IdentitasMata Pelajaran : Fisika Kelas / Semester : XI / 1 (Gasal)Tingkat Pendidikan : Sekolah Menengah Atas (SMA)Materi Pokok : Getaran HarmonisSub Materi Pokok : Karakteristik getaran harmonis (simpangan, kecepatan, percepatan, dan gaya pemulih) pada ayunan bandul dan getaran pegas.Alokasi waktu : 1 JP (1 x 45 menit)

A. Kompetensi Inti1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.3. 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.4. 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 metoda sesuai kaidah keilmuan.B. Kompetensi Dasar1.1. Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang menciptakannya.2.1. Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi.3.4. Menganalisis hubungan antara gaya dan gerak getaran.4.4. Merencanakan dan melaksanakan percobaan getaran harmonis pada ayunan bandul dan getaran pegas.

C. IndikatorNo.DomainIndikator

1. Kognitif Produk

1.1. Memahami definisi getaran dari berdasarkan penjelasan yang disajikan dalam literature yang digunakan.

2. 1.2. Merumuskan persamaan simpangan pada getaan harmnonis sederhana yang meliputi sudut fase serta beda fase .

2. 2.1. Merumuskan persamaan kecepatan pada getaran harmonis sederhana.

3. 3.1. Merumuskan persamaan percepatan pada getaran harmonis sederhana.

4. Kognitif Proses

4.1. Menjelaskan definisi getaran berdasarkan penjelasan yang disajikan dalam literature yang digunakan getaran secara ilmiah

5. 5.1. Menjelaskan persamaan simpangan pada getaan harmnonis sederhana yang di dalamnya termasuk sudut fase serta beda fase .

6. 6.1. Menjelaskan persamaan kecepatan pada getaran harmonis sederhana.

7. 7.1. Menjelaskan persamaan percepatan pada getaran harmonis sederhana.

8. Afektif8.1. Mempertanyakan definisi dari getaran dari literatur yang disediakan secara teliti, bertanggung jawab, jujur, dan cermat.

9. 9.1. Mempertanyakan persamaan simpangan yang berlaku pada getaran harmonik sederhana secara teliti, bertanggung jawab, jujur, dan cermat.

10. 10.1. Mempertanyakan persamaan kecepatan pada getaran harmonis sederhana secara teliti, bertanggung jawab, jujur, dan cermat.

11. 11.1. Mempertanyakan persamaan percepatan pada getaran harmonis sederhana secara teliti, bertanggung jawab, jujur, dan cermat.

3 Psikomotor4.1. Mengumpulkan data mengenai penyebab terjadinya getaran serta yang berkaitan dengan peristiwa getaran.

4 4.2. Menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan serta percepatan dalam kasus getaran harmonis.

D. Materi PembelajaranI. Materi Pembelajaran

a. Kegiatan Awal (Pendahuluan)Tahukah kalian bagaimana bunyi yang dihasilkan ketika kita berbicara ?. bagaimanakah sistem kerja telinga manusia sehingga dapat mendengar bunyi ?. ketika erbicara pita suara akan bergetas sehingga menghasilkan bunyi. Jadi, bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar. Getaran benda-benda menyebar ke segala arah dan ditangkap telinga manusia sehingga menggetarkan gendang telinga. Betapa hebatnya kekuasaan Tuhan yang dapat mengubah getaran benda-benda menjadi bunyi yang dapat kita dengar dalam kehidupan. Tentunya kalian masih ingat persamaan dari getaran bukan ? Di SMP Anda telah mengetahui persamaan getaran, yaitu gerakan bolak-balik melalui titik keseimbangan. Pada kesematan kali ini akan diperdaam lagi mnegnain karakteristik getaran harmonik.

b. Kegiatan IntiI. Karakteristik Getaran Harmonik1. Penjelasan Persamaan getaran (Guru menampilkan video mengenai persamaan getaran). Berdasarkan kegiatan pengamatanyang telah dilakuka, maka bandul akan mengalami/melakukan geratan harmonik apabila bandul disimpangkan dengan sudut kecil ( < 10). Bandul bergetar terus menerus tanpa henti sehingga disebut dengan getaran harmonik, jadi getaran harmonik adalah gerak bolak-balik bandul melalui titik keseimbangan dan terjadi secara terus menerus (kontinu).

Tegangan tali (T) dan komponen berat bandul yang searah sengan tegangan tali (mg cos ) berada dalam keseimbangan sehingga bandul tetap berada pada lintasan lengkung yang berupa busur lingkaran. Adapun komponen berat yang tegak lurus dengan tegangan tali (mg sin ) merupakan gaya pemulih, yaitu gaya yang menyebabkan bandul bergerak bolak-balik secara terus menerus, gaya pemulih dirumuskan sebagai berikut :

keterangan :Fp = gaya pemulih (N)m = massa bandul (kg) = sudut simpangan

Tanda negatif pada persamaan di atas menunjukkan bahwa arah gaya pemulih berlawanan dengan arah gerak bandul. Gaya pemulih mencapai maksimum saat nilai sin mencapai maksimum (bandul berada di titik terjauh) dan akan berilai minimum ketika sin = 0 (bandul berada di titik seimbang).

Selain bandul/pendulum yang mengalami getaran harmonik pegas disini juga mengalami getaran harmonik, namun getaran ini dipengaruhi oleh sifat elastisitas yaitu sifat suatu benda yang akan kembali ke bentuk semula setelah gaya yang bekerja dihilangkan.

Berdasarkan gambar di samping, arah gaya pemulih pada pegas selalu berlawanan dengan arah simpangan pegas. Berdasarkan hukum Hooke, gaya pemulih pada pegas dirumuskan sebagai berikut :

Keterangan :Fp = gaya pemulih (N)K = konstanta pegas (N/m)x = simpngan pegas (m)

(Tanda negatif pada persamaan di atas menunjukkan bahwa arah gaya pemulih selalu berlawanan dengan arah simpangan yag diberikan).

2. Simpangan Getaran Harmonik

Perhatikan gambar di samping. Dari gambar terseut diketahui bahwa proyeksi kedudukan benda (y) pada diameter lingkaran mneghasilkan grafik fungsi sinus. Oleh karena itu, simpangan gerak harmonik sederhana dirumuskan dengan bentuk sebagai berikut :

,

dengan A merupakan amplitudo getaran, yaitu simpangan terjauh yang mampu dicapai benda, dan merupakan besar sudut fase yang dilalui benda, maka persamaan simpangan dari getaran harmonik menjadi :

Benda menempuh satu kali getaran (satu fase) apabila sudut yang ditempuh sebesar 2 radian (360). Apabila benda telah menempuh sudut fase sebesar pada saat t = 0, persamaan simpangan benda menajdi :

Dalam bab gerak melingkar, telah dipelajari bahwa kecepatan sudut benda adalah sudut yang ditempuh benda yang bergerak melingkar tiap satuan waktu. Kecepatan sudut () dirumuskan dengan persamaan

, dan dengan , maka

.

T merupakan periode getaran dan f adalah frekuensi getaran. Dengan demikian, persamaan simpangan terseut dapat dituliskan menjadi :

Keterangan : A = Amplitudo/simpangan terjauh (m)y = simpangan (m)

= kecepatan sudut benda (rad/s)

= sudut awal (rad)

= sudut fase = (rad)

3. Kecepatan Getaran Harmonik

Kecepetan merupakan turunan pertama dari fungsi posisi. Kecepatan gerak harmonik dapat diketahui dengan menurunkan fungsi simpangan terhadap waktu. Secara matematis, kecepatan gerak harmonik dapat dirumuskan seagai berikut :

Kecepatan maksimum Vm terjadi ketika nilai cos = 1. Dengan demikian, kecepatan maksimum getaran harmonik dirumuskan :

Dari kecepatan maksimum tersebut, rumus kecepatan dapat ditulis menjadi :

Hubungan antara kecepatan, amplitudo, dan simpangan pada getaran harmonik sebagai berikut :

4. Percepatan Getaran Harmonik

Percepatan sesaat merupakan turunan dari fungsi kecepatan. Dengan demikian, percepatan gerak harmonik sederhana disumuskan sebagai berikut :

Oleh karena merupakan fungsi dari simpangan, persamaan percepatan getaran harmonik sederhana adalah sebagai berikut :

Tanda (-) menunjukkan bahwa arah percepatan selalu berlawanan dengan arah simpangan. Percepatan maksimum getaran harmonik terjadi ketika = 1. Dengan demikian percepatan maksimum getaran harmonik dirumuskan sebagai berikut :

5. Sudut fase, fase, dan beda fase getaran

Simpangan benda pada getaran harmonik dirumuskan sebagai berikut :

Besar sudut dalam fungsi sinus disebut dengan sudut fase (). Sudut fase dalam getaran harmonik dirumuskan dengan :

Fase () dalam getaran harmonik dirumuskan dengan :

Beda fase dirumuskan :

[ risdiyani sururi, 2014 ]

I. Pendekatan PembelajaranPendekatan : Keterampilan Proses

II. Metode PembelajaranMetode Pembelajaran : Simulasi - Diskusi

III. Media, Alat, dan Sumber BelajarMedia : Buku ajar (Literatur) Lembar Kerja Siswa (LKS) Laptop LCD E-book Internet Alat Tulis (Spidol) Papan Tulis Slide show (PPT)Sumber Belajar: Handayani, Sri. 2009. Fisika 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: CV. Adi Perkasa. Haryadi, Bambang. 2009. Fisika : Untu SMA/MA Kelas XI. Jakarta : CV Teguh Karya. Kangenan,M.. 2004. Fisika 2A untuk SMA Kelas XI. Jakarta : Erlangga. Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Grahadi. Siswanto.2009.Kompetensi Fisika: Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Citra Aji Parama. http://goo.gl/7kaP16

E. Kegiatan PembelajaranPENDAHULUAN : Berdoa sebelum kegiatan pembelajaran. Mengecek lembar absensi dan mempresensi siswa. Siswa dibagi menjadi beberapa kelompok kecil (dengan maksimal 5 orang perkelompok dengan tujuan agar semua anggota kelompok berperan aktif dalam kelompoknya).D (Deskripsi) Guru menayangkan slide beberapa peristiwa yang berhubungan dengan getaran dalam kehdupan sehari-hari. Guru menyebutkan gejala yang terjadi pada peristiwa getaran yang ditayangkan di slide.R (Relevansi) Guru memberikan motivasi kepada siswa dalam bentuk pertanyaan di bawah ini :"Pernahkah kalian mengamati peredam getaran pada kendaraan yang dikendarai saat melewati jalan yang tidak rata ?""Pernahkah kalian mengamati jam dengan bandul yang terus bergerak secara bolak-balik?" Guru memberikan contoh penerapan dalam kejadian getaran dalam konteks nyata sehingga membuat siswa berpikir kritis dan menciptakan rasa penasaran pada siswa. Guru mengutarakan prasyarat dalam bahasan getaran harmonis ini tentang apa hakikat getaran harmonik sederhana, gaya pada ayunan dan pegas (Hukum Hooke).

T (Tujuan) : Menjelaskan definisi getaran secara ilmiah dengan benar. Menyebutkan apa saja yang menyebabkan benda bergerak Mneyebutkan besran-besaran yang terkait dengan getaran harmonik sederhana Mengidentifikasi gejala yang terjadi pada peristiwa getaran dalam kehidupan sehari-hari.KEGIATAN INTIEksplorasi : Guru menyiapkan beberapa literatur unutk dianalisa dan dicari kata kunci mengenai definisi dari getaran. Dari literatur, kemudian guru menanyakan ke siswa untuk memberikan jawaban sementara dari apa yang diketahui atas pertanyaan pada literatur yang terkait dengan motivasi yang diberikan di awal. Guru menyiapkan tayangan mengenai benda yang bergerak Guru memandu siswa untuk mengamati benda bergerak yang berhubungan dengan definisi dari getaran di setiap kasus yang disajikan dalam (literature dan video). Siswa mengamati benda yang berhubungan dengan definisi getaran pada litaratur dan video yang disediakan oleh guru di awal kegiatan.

Elaborasi : Guru menginstruksikan kepada siswa untuk mengidentifikasi persamaan dari getaran yang tertera pada literatur dan berdasarkan pengamatan video Guru mengintruksikan untu merumuskan persamaan dari getaran secara ilmiah. Guru memberikan informasi dan menjelaskan mengenai persamaan dari getaran berdasarkan dari kasus yang ditemukan oleh siswa secara umum. Siswa mendiskusikan informasi yang telah diberikan oleh guru terkait dengan peristiwa getaran. Guru mempersilahkan perwakilan dari salah satu kelompok untuk mempresentasikan hasil diksusinya kemudian kelompok lain menanggapi presentasi yang dilakukan. Guru memberikan memberikan gambaran mengenai simpangan pada getaran harmonis sederhana. Siswa mendiskusikan informasi mengenai simpangan yang telah disampaikan oleh guru. Siswa memformulasikan/merumuskan persamaan simpangan pada getaran harmonis sederhana. Guru mempersilahkan perwakilan dari salah satu kelompok untuk mempresentasikan hasil diksusinya kemudian kelompok lain menanggapi presentasi yang dilakukan. Siswa menjelaskan secara fisis persamaan simpangan pada kasus getaran harmonis sederhana. Guru memberikan informasi mengenai hubungan simpangan dengan adanya kecepatan, serta percepatan pada kasus getaran harmonis sederhana. Siswa mendiskusikan informasi mengenai hubungan antara simpangan, kecepatan serta percepatan dalam kasus getaran harmonis sederhana. Siswa merumuskan persamaan kecepatan dan percepatan dalam getaran harmonis sederhana. Siswa merumuskan hubungan antara simpangan , kecepatan , dan percepatan dalam getaran harmonis sederhana. Guru mempersilahkan perwakilan dari salah satu kelompok untuk mempresentasikan hasil diksusinya kemudian kelompok lain menanggapi presentasi yang dilakukan.Konfirmasi Kelompok presentasi menyimpulkasn definisi dan gejala getaran dalam getaran harmonis sederhana sesuai dengan pengarahan guru. Guru mengevaluasi keberjalanan diskusi dan presentasi.

PENUTUP : R (Rangkuman) Guru membimbing siswa untuk bersama-sama mengingat kembali materi yang telah didiskusikan bersama Guru kembali memberi penegasan terkait definisi dan gejala pemanasan global. Guru memberikan penegasan secara fisis mengenai persamaan simpangan. Guru memberikan penegasan secara fisis mengenai persamaan kecepatan dan percepatan. Guru memberikan penegasan secara fisis mengenai hubungan simpangan dengan kecepatan serta percepatan dalam getaran harmonis sederhana.T (Tes) Guru memberikan tes tertulis kepada siswa berupa soal uraian

U (Umpan balik) Guru memberikan pertanyaan-pertanyaan lisan (langsung) kepada siswa terkait materi pembelajaran yang telah didiskusikan bersama. Guru memberikan penghargaan jika jawaban siswa benar dan memberikan evaluasi atau membenahi konsep siswa jika ternyata jawaban siswa masih belum tepat

T (Tindak lanjut) Guru memberikan penguatan dan penghargaan diberikan kepada siswa yang telah memenuhi kompetensi yang ditetapkan. Guru memberikan teguran yang bersifat mendidik diberikan siswa yang belum mencapai kompetensi dan siswa yang tidak mengikuti kegiatan pembelajaran dengan baik Guru memberi kesempatan kepada siswa yang belum mencapai kompetensi untuk melakukan remidiasi tes dan memberikan pengarahan kepada siswa yang belum mengikuti kegiatan pembelajaran dengan baik agar pertemuan selanjutnya dapat mengikuti kegiatan pembelajran dengan baik. Guru mengarahkan siswa untuk mempelajari materi selanjutnya yang akan dilakukan.IV. Penilaian Teknik Penilaian :Tes TertulisPresentasi Bentuk Instrument :Lembar soal uraianHasil diskusiLembar keaktifan (Penialain afektif)

V. Lampiran Instrument Penilaian Domain Kognitifa. Soal Uraian

1. Sebuah beban bermassa 400 gram digantungkan melalui tali sepanjang 40 cm. Beban disimpangkan sejauh 5 cm dari titik keseimbagannya. Jika percepatan graviy=tasi bumi 9,8 m/s2, tentukan gaya pemulih yang bekerja pada beban tersebut !

(SKOR : 20)

2. Bandul bermassa 250 gram digantungkan pada tali sepanjang 20 cm. Bandul disimpangkan sejauh 4 cm dari titik keseimbangannya, kemudian dilepaskan. Apabila percepatan gravtasi g = 9,8 m/s2, gaya pemulih yang bekerja pada bandul sebesar ?(SKOR : 20)

3. Beban seberat 2 N dipasangkan pada pegas. Beban ditarik sejauh 5 cm, kemudian dilepaskan.apaia konstanta pegas 100 N/m, gaya pemulih yang bekerja pada pegas sebesar..... N

(SKOR : 20)

4. Sebuah partikel melakukan gerak harmonik sederhana dengan persamaan simpagan y = 10 sin (8t + 0,25), y dalam cm dan t dalam sekon. Tentukan :a. Amplitudo ...?b. Periode dan frekuensi ..... ?c. Persamaan kecepatan dan percepatanya ..... ?d. Besar simpangan, kecepaan, dan percepatnnya .... ?

(SKOR : 20)

5. Di manakah letak suatu titik jika titik tersebut melakukan gerak harmonik dengan kecepatan 1/3 kecepatan maksimum ?

(SKOR : 20)

Nilai :Nilai = Skor Total =20+20+20+20+20 = 100

b. Lembar Keaktifan (Penilaian afektif)No.KategoriNilai

1Menjelaskan hasil diskusi (Persamaan getaran, persamaan kecepatan, persamaan percepatan).10-40

2Menyanyakan hasil diskusi (Persamaan getaran, persamaan kecepatan, persamaan percepatan).10-30

3Menanggapi hasil diskusi (Persamaan getaran, persamaan kecepatan, persamaan percepatan).10-30

Nilai Total :Skor = Nilai Total= Skor total tertulis + Skor total keaktifan / 2= (100 + 100) / 2= 100

Lembar Kerja Siswa (LKS)Kelompok :Anggota Kelompok : 1. 2. 3.

Mata Pelajaran : FISIKAPokok Bahasan : Gerak Harmonik SederhanaSub Pokok Bahasan : Karakteristik getaran harmonis (simpangan, kecepatan, percepatan, dan gaya pemulih) pada ayunan bandul dan getaran pegas.Satuan Pelajaran : SMAKelas / Semester : XI / 1Waktu : 1 x 45 menit

I. Kompetensi Inti3. Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang kerja yang spesifik untuk memecahkan masalahII. Kompetensi Dasar3.4 Menganalisis hubungan antara gaya dan gerak getaran.III. Indikator 1. Memahami definisi getaran dari berdasarkan penjelasan yang disajikan dalam literature yang digunakan.2. Merumuskan persamaan simpangan pada getaan harmnonis sederhana yang meliputi sudut fase serta beda fase .3. Menjelaskan persamaan kecepatan pada getaran harmonis sederhana.4. Merumuskan persamaan percepatan pada getaran harmonis sederhana.

IV. Pendekatan : Keterampilan ProsesV. Model pembelajaran : Discovery Learning VI. Metode : Demonstrasi dan diskusiVII. Rumusan Masalah..VIII. HipotesisIX. Kegiatan EksperimenA. Judul : Hukum Newton IIB. Alat dan Bahan 1. Simulasi mengenai pegas yang diberikan beban2. Laptop3. LCDC. Desain Percobaan

D. Langkah Kerja 1. Ikutilah arahan guru untuk dapat menggunakan simulasi mengenai pegas yang diberikan beban.2. Berikan beban, kemudian catat massa beban dan kedudukan pegas tiap penambahan beban !3. Kurangi beban dan catat kedudukan pegas tiap pengurangan beban !4. Ulangi langkah b dan c sebanyak 3 kali dengan beban yang berbeda

E. Tabel Data PengamatanLengkapi tabel berikut ini berdasarkan hasil pengamatan !Dengan nilai g=9,8 m/s2No.Massa beban (kg)Perpanjangan pegas (cm)Konstanta pegas (N/m)

1

2

3

4

Bahan diskusi Hitung tetapan pegas berdasarkan hasil pengamatan untuk pegas statis di atas !1. berdasarkan hasil penghitungan nilai konstanta di atas maka semakin besar massa beban maka semakin .............. pertambahan panjangnya.2. berdasarkan hasil penghitungan nilai konstanta di atas maka semakin besar massa beban maka semakin .............. pertambahan panjangnya.3. Semakin besar massa beban maka semakin ........ konstanta pegas yang dihasilkan.4. Maka semakin besar nilai konstanta yang dihasilakan semakin ........... gaya yang dihasilkan.5. Maka F ........ k. xG. KESIMPULAN1.............