108
pertama kali jatuh diukur dari dinding bejana
Tahap 2 Membuat Rencana
Menyusun strategi penyelesaian masalah dengan menuliskan persamaan, teorema, atau konsep fisika yang terkait.
Jawab:
a. Untuk mencari kecepatan aliran air dapat digunakan rumus:
√ b.
Sedangkan untuk mencari jarak pancaran air dapat digunakan rumus: .
Namun sebelumnya kita cari tahu terlebih dahulu waktu yang dibutuhkan untuk memancarkan air tersebut dengan menggunakan rumus:
√
Tahap 3 Melaksanakan Rencana
Siap melakukan perhitungan dengan rencana yang telah dibuat.
Untuk kecepatan aliran air: √
√ 4
3
109
Jarak pancaran air:
√ √
Tahap 4 Memeriksa Kembali
Melakukan pemeriksaan kembali apakah jawaban sudah benar dan masuk akal? 2
� � � � � � � ��
� � � � �
Pedoman penilaian:
110
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN KELAS KONTROL
Satuan Pendidikan : SMAN 10 Depok Mata Pelajaran
: Fisika Materi Pokok
: Fluida Dinamis Sub Materi Pokok
: Aplikasi Persamaan Bernoulli dan Alat Ukur Kelajuan Fluida Kelas Semester
: XI II Waktu
: 2 x 45 menit Pertemuan Ke-
: 3 I.
Standar Kompetensi Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah.
II. Kompetensi Dasar
Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
III. Indikator Pencapaian
1. Menerapkan aplikasi persamaan Bernoulli pada alat penyemprot, karburator, dan gaya angkat pesawat serta alat ukur kelajuan
fluida dalam kehidupan sehari-hari.
2. Menganalisis aplikasi persamaan Bernoulli pada alat penyemprot, karburator, dan gaya angkat pesawat serta alat ukur kelajuan
fluida dalam kehidupan sehari-hari.
111
IV. Tujuan Pembelajaran
1. Melalui model pembelajaran konvensional, siswa dapat menerapkan aplikasi persamaan Bernoulli pada alat penyemprot,
karburator, dan gaya angkat pesawat serta alat ukur kelajuan fluida dalam kehidupan sehari-hari. 2.
Melalui model pembelajaran konvensional, siswa dapat menganalisis aplikasi persamaan Bernoulli pada alat penyemprot, karburator, dan gaya angkat pesawat serta alat ukur kelajuan fluida dalam kehidupan sehari-hari.
V. Materi Pembelajaran
1. Aplikasi Persamaan Bernoulli
Alat Penyemprot
Prinsip persamaan Bernoulli dapat digunakan dalam berbagai alat penyemprot. Apabila kita menekan batang penghisap, udara dipaksa keluar dari tabung pompa melalui lubang pada ujung pompa. Cairan akan keluar berupa semburan kabut yang halus.
Karburator
Karburator merupakan alat yang digunakan untuk menghasilkan bahan bakar dengan udara. Campuran tersebut diperlukan untuk pembakaran pada silinder mesin.
Gaya Angkat Pesawat
Pesawat terbang dapat terangkat berkat gabungan tenaga dari mesin serta daya angkat dari sayapnya. Desain sayap pesawat yang berbentuk aerofil menyebabkan kelajuan udara di atas sayap v
2
lebih besar daripada di bawah sayap v
1
, ini menghasilkan gaya angkat yang besarnya:
Dengan adalah massa jenis udara di sekitar pesawat dan A adalah luas total sayap pesawat.
112
2. Alat Ukur Kelajuan Fluida
Venturimeter
Venturimeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur kelajuan alir suatu cairan. Untuk venturimeter tanpa manometer, dengan titik 1 adalah bagian yang lebar dan titik 2 adalah bagian yang sempit, h adalah selisih ketinggian cairan dalam tabung 1
dan 2 berlaku persamaan:
Untuk venturimeter dengan manometer di mana cairan manometer umumnya umumnya raksa dengan massa jenis , berlaku
ketiga persamaan di atas tetapi khusus pada persamaan ketiga diganti dengan
.
Tabung Pitot Tabung pitot adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur kelajuan aliran gas. Jika massa jenis cairan dalam tabung
, beda kedua kaki adalah h, massa jenis gas
, dan kelajuan alir gas v maka berlaku
√ VI.
Model Pembelajaran
1. Ceramah
2. Tanya jawab
113
VII. Kegiatan Pembelajaran
Tahapan Pembelajran Kegiatan Pembelajaran
Nilai Karakter yang
Dikembangkan Guru
Siswa
A. Pendahuluan
10 menit
1. Apersepsi
Memfokuskan siswa dengan menyuruh siswa untuk meniup
sehelai dan mengomentarinya. Mengikuti apa yang diperintahkan
guru. Berani berpendapat,
dan berpikir logis.
2. Motivasi
1. Memberikan pertanyaan tentang
kenapa tendangan Lionel Messi bisa melengkung?.
2. Menyampaikan tujuan
pembelajaran. 1.
Saling berinteraksi dan melakukan tanya jawab dengan
guru. 2.
Menyimak apa yang guru sampaikan.
Berpikir loigis, kritis, kreatif dan
inovatif, bertanggung jawab
dan percaya diri.
B. Inti
60 menit
1. Eksplorasi
1. Guru meminta siswa untuk
mengeluarkan buku fisika dan kemudian meminta untuk
membaca materi yang akan dipelajari.
2. Guru melakukan tanya jawab
dengan siswa terkait dengan konsep fluida dinamis yang telah
mereka baca sebelumnya.
1. Siswa mengeluarkan buku fisika
kemudian membacanya.
2.
Siswa menjawab pertanyaan guru.
Tanggung jawab, demokratis,
kerjasama, jujur, menghargai
keberagaman, berpikir loigis, kritis,
kreatif dan inovatif, menumbuhkan rasa
ingin tahu, dan cinta ilmu.
2. Elaborasi
1. Guru menjelaskan materi fluida
dengan model pembelajaran 1.
Siswa menyimak penjelasan guru
114
konvensional 2.
Guru membimbing siswa untuk mengerjakan latihan soal.
2. Siswa mengerjakan latihan soal
yang diberikan guru.
3. Konfirmasi
1. Membahas soal bersama siswa
dan menjelaskan materi yang belum siswa pahami.
1. Siswa memperhatikan penjelasan
guru.
C. Penutup
20 menit
1. Penarikan
Kesimpulan
Membimbing siswa untuk menarik kesimpulan tentang hasil belajar yang
telah dilakukan. Menyimpulkan hasil pembelajaran.
Komunikatif, berpikir logis, kritis,
kreatif dan inovatif
2. Evaluasi
Guru memberikan soal evaluasi yang dikerjakan secara individu.
Siswa mengerjakan soal secara individu.
Percaya diri, jujur, dan tnggung jawab.
3. Tindak
Lanjut
Memberikan tugas untuk dipelajari dan dikerjakan di rumah
Mengikuti apa yang ditugaskan oleh guru
Tanggung jawab dan disiplin.
VIII. Sumber Belajar dan Media Pembelajaran
A. Sumber Belajar 1. Referensi Bacaaan
Kanginan, Marthen. 2010. Fisika SMAJilid 2B. Jakarta: Erlangga. Young. 2002. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid I Terjemahan. Jakarta: Erlangga.
http:www.e-dukasi.net
B. Media Pembelajaran
LKS berbasis problem solving Polya
115
IX. Penilaian Hasil Belajar
Tes uraian tertulis terlampir
Mengetahui Guru Mata Pelajaran
………………………………. NIP.
…………………………… Depok, April 2016
Peneliti
Soraya Kamal NIM. 1090 1630 0 002
116
INSTRUMEN TES EVALUASI No.
Soal Jawaban
Skor
1. Sebuah pipa silindris dengan
diameter berbeda masing- masing 8 cm dan 4 cm
diletakkan
pada bidang
mendatar. Jika kecepatan aliran air pada diameter besar
2 ms dan tekanannya 10
5
Pa, berapkah tekanan air pada
diameter kecil?
Tahap 1 Memahami Masalah
Menguraikan masalah dengan kata-kata sendiri dan menuliskannya dalam bentuk simbol, gambar atau diagram.
Diketahui: Diameter besar silinder, d
1
= 8 cm Diameter kecil silinder, d
2
= 4 cm Kecepatan aliran air pada diameter besar, v
1
= 2 ms Tekanan air pada diameter besar, p
1
= 10
5
Pa Ditanya:
Tekanan air pada diameter kecil, p
2
= ?
Tahap 2 Membuat Rencana
Menyusun strategi penyelesaian masalah dengan menghubungakan data dengan apa yang ditanyakan kemudian menuliskan persamaan, teorema, atau konsep fisika yang terkait.
Jawab: Soal ini dapat diselesaikan dengan persamaan Bernoulli, yaitu:
Karena pipa mendatar, maka ketinggian dianggap sama dengan demikian h
1
= h
2
, sehingga persamaan Bernoulli menjadi:
Untuk dapat menyelesaikan persamaan di atas, maka terlebih dahulu dicari kecepatan pada 2
4
117
pipa diameter kecil, v
2
dengan menggunakan persamaan kontinuitas:
Tahap 3 Melaksanakan Rencana
Siap melakukan perhitungan dengan rencana yang telah dibuat.
Setelah diketahui v
2
, subtitusi ke persamaan Bernoulli
Tahap 4 Memeriksa Kembali
Melakukan pemeriksaan kembali apakah jawaban sudah benar dan masuk akal? 3
2
118
2. Air
mengalir melewati
venturimeter seperti pada gambar. Luas penampang A
1
dan A
2
masing-masing 5 cm
2
dan 4 cm
2
. Apabila beda tinggi air pada tabung kecil
sebesar 10 cm dan g = 10 ms
2
, tentukan kecepatan air v
1
yang memasuki pipa venturimeter
Tahap 1 Memahami Masalah
Menguraikan masalah dengan kata-kata sendiri dan menuliskannya dalam bentuk simbol, gambar atau diagram.
Diketahui: Luas penampang pada titik 1, A
1
= 5 cm
2
Luas penampang pada titik 2, A
2
= 4 cm
2
Beda tinggi air pada tabung kecil, h = 10 cm Percepatan gravitasi, g = 10 ms
2
Ditanya : Kecepatan air yang masuk pada venturimeter, v
1
= ?
Tahap 2 Membuat Rencana
Menyusun strategi penyelesaian masalah dengan menuliskan persamaan, teorema, atau konsep fisika yang terkait.
Jawab: Soal ini dapat diselesaikan dengan persamaan menghitung kecepatan pada venturimeter:
Karena maka:
Pada pipa vertikal berlaku : , sehingga:
Tahap 3 Melaksanakan Rencana
Siap melakukan perhitungan dengan rencana yang telah dibuat. 2
4
119
� � � � � � � ��
� � � � �
Pedoman penilaian:
LEMBAR KERJA SISWA
NAMA :
NIS :
KELOMPOK :
KELAS :
SEKOLAH :
Materi Pokok: Persamaan Kontinuitas, Debit, Daya Listrik pada Generator
FLUIDA DINAMIS
SMA KELAS XI
Pertemuan 1
ayakamal.1609gmail.com
1. Bacalah do’a sebelum memulai pelajaran.
2. Bacalah dengan cermat standar kompetensi dan tujuan yang ingin dicapai pada LKS. 3. Pelajari dan pahami materi, rumus singkat, dan contoh soal yang ada di dalam LKS.
4. Setelah mempelajari dan memahami rumus singkat, kerjakan soal diskusi pada LKS
ini dengan mengikuti aturan yang telah ditetapkan. 5. Aturan pengerjaan soal diskusi:
a. Tahap 1 Memahami Masalah 1 Pahami soal dengan seksama dari setiap informasi yang diberikan.
2 Tuliskan apa yang diketahui dan apa yang ditanyakan dengan kata-kata sendiri
b. Tahap 2 Membuat Rencana 1 Pada tahapan ini, hubungkan data dengan apa yang ditanyakan kemudian
tuliskan rumus atau teorema yang sesuai dengan masalah tersebut. 2 Susun berbagai strategi penyelesaian masalah yang ada, tetapi jangan ragu-
ragu untuk mencoba salah satu dari strategi yang digunakan untuk menyelesaikan soal yang dihadapi.Temukan persamaan atau teorema fisika
yang sesuai dengan masalah tersebut.
c. Tahap 3 Melaksanakan Rencana 1 Pada tahap ini, rumus atau teorema dan data yang telah diketahui ditulis
lebih sistematis dan baku. 2 Selanjutnya, jalankan rencana yang telah dibuat kemudian hitung dengan
teliti dan hati-hati. d. Tahap 4 Memeriksa Kembali
1 Pada tahap ini, soal yang telah dikerjakan dicek ulang kebenaran jawabannya, kemudian dipresentasikan dan didiskusikan antar kelompok.
Jika masih terdapat kekeliruan, selanjutnya jawaban tersebut diperbaiki. 6. Nilai yang diperoleh ditulis pada tabel penilaian yang telah disediakan.
PETUNJUK PENGGUNAAN LKS
A. Materi Pokok
Fluida dinamis, persamaan kontinuitas, debit fluida, dan daya listrik pada generator.
B. Kompetensi Dasar
Menganalisis hukum-hukum yang berhubungan dengan fluida statik dan dinamik serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
C. Tujuan Kegiatan
1. Siswa dapat menerapkan persamaan kontinuitas, viskositas fluida, dan daya generator
dalam kehidupan sehari-hari.
2. Siswa dapat menganalisis persamaan kontinuitas, viskositas fluida, dan daya generator
dalam kehidupan sehari-hari. D.
Pelajari dan Pahami 1.
Fluida Dinamis
Fluida dikatakan dinamis jika fluida itu bergerak secara terus-menerus terhadap sekitarnya.
2. Persamaan Kontinuitas
Persamaan kontinuitas menyatakan bahwa pada fluida tak termampatkan, hasil kali antara kelajuan aliran fluida dalam suatu wadah dengan luas penampang wadah selalu
konstan. Secara matematis dapat ditulis:
3. Debit Fluida
Debit yaitu banyaknya fluida yang mengalir melalui suatu penampang tiap satuan waktu, dirumuskan:
LKS BERBASIS PROBLEM SOLVING
PERTEMUAN 1
= luas penampang di titik 1 m
2
, = luas penampang di titik 2 m
2
, = kelajuan fluida di titik 1 ms, dan
= kelajuan fluida di titik 2 ms.
= debit aliran fluida m
3
s, = volume fluida m
3
, = waktu s,
= luas penampang fluida m
2
, dan = kelajuan fluida ms.
4. Daya Generator
Daya listrik rata-rata yang dibangkitkan generator dapat dinyatakan oleh:
E. Rumus Pintar
Besaran Rumus Pintar
Keterangan
Kontinuitas
= luas penampang di titik 1 m
2
= luas penampang di titik 2 m
2
= kelajuan fluida di titik 1 ms = kelajuan fluida di titik 2 ms.
Debit Fluida
= debit aliran fluida m
3
s = volume fluida m
3
= waktu s = luas penampang m
2
= kelajuan fluida ms.
Daya Generator �
= daya generator listrik watt = efisiensi generator
= massa jenis fluida kgm
3
= debit fluida m
3
s = percepatan gravitasi ms
2
= tinggi fluida mengalir m �
= daya generator listrik watt = efisiensi generator
= massa jenis fluida kgm
3
= debit fluida m
3
s = percepatan gravitasi ms
2
= tinggi fluida mengalir m
Penyelesaian CONTOH SOAL:
Pada hari Senin ayah berangkat ke kantor pukul 05.30. Perjalanan ke kantor membutuhkan waktu selama 1 jam 25 menit dan ayah harus tiba di kantor pukul 07.00. Pada saat mengendarai mobil
ayah melihat tangki bensin mulai kosong dan harus segera membeli bensin. Jika ayah hanya memiliki waktu 5 menit untuk mengisi bensin dan diketahui debit aliran bensin pada pipa di
SPBU sebesar 2 x 10
-4
m
3
s, berapa liter bensin yang dapat ayah beli agar ayah tidak terlambat tiba di kantor?
Tahap 1 Memahami masalah Menguraikan masalah dengan kata-kata sendiri atau menuliskannya dalam bentuk simbol,
gambar atau diagram. Diketahui:
Waktu untuk mengisi tangki: t = 5 menit x 60 sekonmenit = 300 sekon.
Debit aliran bensin: Q = 2 x 10
-4
m
3
s. Ditanya:
Berapa liter bensin yang dapat ayah beli dalam waktu 5 menit?
Tahap 2 Membuat rencana Menyusun strategi penyelesaian masalah dengan menuliskan persamaan, teorema, atau konsep
fisika yang terkait. Jawab:
Pada soal ini, banyaknya bensin yang dapat dibeli dalam waktu 5 menit dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan debit:
Tahap 3 melaksanakan rencana Siap melakukan perhitungan dengan rencana yang telah dibuat.
. 300 s V = 0.06 m
3
= 60 Liter
Tahap 4 memeriksa kembali Melakukan refleksi dan pengecekan ulang apakah jawaban yang diperoleh masuk akal?
Jadi, jumlah bensin yang ayah beli dalam waktu 5 menit sebanyak 60 liter, agar ayah tidak terlambat tiba di kantor.
SOAL DISKUSI
1. Sumur milik pak Johan yang baru saja dibor ingin menggunakan pipa yang memiliki diameter berbeda dan dihubungkan langsung ke tangki air. Diameter pipa besar
bernilai r dan pipa kecil bernilai . Agar air dari sumur dapat cepat naik ke tangki
air, bagaimana cara pemasangan pipa yang tepat?
a. Tahap 1 Memahami Masalah ……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
b. ……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………… b.
Tahap 2 Membuat Rencana
…………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………
c. Tahap 3 Melaksanakan Rencana
…………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………
d. Tahap 4 Memeriksa Kembali ……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………… …………………………………………
