Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Pembelajaran Fisika Menggunakan Roket Air; Sebuah Rancangan Pembelajaran Kontekstual tentang Gerak, Momentum dan Tekanan
Lampiran
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
Nama Sekolah
: SMA Kristen Indonesia
Kelas
: XI
Semester
:2
Program Keahlian
: IPA
Mata Pelajaran
: FISIKA
Jumlah Pertemuan
: 2 kali pertemuan
Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar
2. Menerapkan konsep dan prinsip dasar
kinematika dan dinamika benda titik
2.3 Menerapkan hukum newton sebagai
prinsip dasar dinamika untuk gerak lurus,
gerak vertikal, dan gerak melingkar
beraturan.
1.1 Menganalisis gerak lurus, gerak
melingkar dan gerak parabola dengan
menggunakan vektor
1. Menganalisis gejala alam dan
keteraturannya dalam cangkupan
mekanika benda titik
1.7 Menunjukkan hubungan antara
konsep impuls dan momentum untuk
menyelesaikan masalah tumbukan.
2.2 Menganalisis hukum – hukum yang
berhubungan dengan fluida statik dan
dinamik serta penerapannya dalam
kehidupan sehari - hari
2. Menerapkan konsep dan prinsip
mekanika klasik sistem kontinu dalam
menyelesaikan masalah.
Indikator Pembelajaran
:
Mampu menjelaskan prinsip gaya dorong roket air dengan menggunakan analisa
gaya.
Mampu merancang percobaan untuk mencari faktor – faktor yang mempengaruhi
gaya dorong roket.
Mampu menerapkan konsep gerak parabola pada konteks roket air
25
Mampu menerapkan konsep momentum dan impuls pada konteks roket air
Tujuan Pembelajaran
:
Siswa dapat menjelaskan prinsip gaya dorong roket air dengan menggunakan
analisa gaya.
Siswa dapat merancang percobaan untuk mencari faktor – faktor yang
mempengaruhi gaya dorong roket.
Siswa dapat menerapkan konsep gerak parabola pada konteks roket air
Siswa dapat menerapkan konsep momentum dan impuls pada konteks roket air
Nilai PBKB
:
1. Kreatif
2. Rasa ingin tahu
3. Komunikatif
: 1. Analisa gaya
Materi Ajar
2. Faktor – faktor yang mempengaruhi jarak jangkauan
roket
Alokasi Waktu
: 3 x 45 menit
Metode Pembelajaran
:
1. discovery dengan pendekatan Contextual learning and Teaching (CTL)
2. Penugasan
Alat dan Bahan
:
Pelontar roket air : pipa pvc, katub 1 arah, kopler, bunglon, kaitan kabel rem
sepeda, kawat, klem besi, tuas rem sepeda, kabel rem sepeda.
Roket air
karet sandal
: botol minuman mineral / soda 1 liter, mikaboard, plastisin,
Peralatan lain : penggaris, busur derajat
Bahan
: lem pvc, lem tembak, lem epoxy adhesive, air
26
Alokasi Alat dan
Waktu
bahan
Kegiatan
Pertemuan ke -1
15’
Pendahuluan - motivasi
Guru menunjukkan permainan roket air kepada siswa, kemudian
elu urka roket. Ke udia guru erta ya, Apa ya g
menyebabkan roket melu ur ? gaya doro g udara
Perumusan Masalah : (Eksplorasi)
Bagaimana gaya dorong udara didalam roket bekerja, sehingga
roket dapat meluncur?
Kegiatan
Pertanyaan penggiring / analisa gaya (Elaborasi)
1. Jika gaya digambarkan dengan sebuah anak panah, dimana
panjang panah menunjukkan besar gaya, titik pangkal panah
menunjukkan titik dimana gaya bekerja dan arah panah
menunjukkan arah gaya. Gambarkan besarnya gaya-gaya yang
bekerja pada roket!
2. Apakah ada resultan gaya pada sumbu horizontal sebelum
roket diluncurkan? (tidak ada)
3. Apakah ada resultan gaya pada sumbu vertikal sebelum roket
diluncurkan? (tidak ada)
4. Apakah ada resultan gaya pada sumbu horizontal ketika roket
diluncurkan? (tidak ada)
5. Apakah ada resultan gaya pada sumbu vertikal ketika roket
27
Roket
air
diluncurkan? (ada)
6. Apa yang terjadi pada roket jika ada resultan gaya? (roket akan
bergerak)
7. Ke mana arahnya? (atas)
Pemecahan masalah : (Konfirmasi)
Roket dapat meluncur ka atas karena ada resultan gaya yang
bekerja pada roket ke atas.
5’
Pendahuluan - Motivasi
Roket
air
Guru menunjukkan permainan roket air kepada siswa, kemudian
meluncurkan roket yang sama sebanyak dua kali. Pertama
jangkauan roket dibuat jauh dan kedua jangkauan roket dibuat
dekat.
Perumusan Masalah :
Faktor –faktor apa saja yang mempengaruhi jangkauan roket?
Hipotesa :
1.
(jumlah pompaan)
2.
(sudut luncur)
3.
(masa air)
4.
(bentuk sayap roket)
’
Kegiatan Kelompok
Guru membagi siswa menjadi 4 kelompok, masing –masing
kelompok akan menyelidiki salah satu faktor yang mempengaruhi
jarak jangkauan roket menggunakan Lembar Kerja (LK) yang sudah
disediakan oleh guru. Guru berkeliling untuk memantau kinerja tiap
kelompok.
(LK terlampir)
Setelah itu hasil kerja (LK) tiap kelompok akan ditempel di papan
tulis untuk didiskusikan bersama didalam kelas. Dan tugas guru ada
memimpin jalannya diskusi tersebut
28
Roket
air,
meteran
Kegiatan dalam kelas – membahas materi tiap LK
a. Mengapa jika jumlah pompaan bertambah, jarak jangkauan
roket bertambah?
Pertanyaan menggiring memecahkan masalah :
1. Jika kita memompa roket, berarti kita sedang memasukkan
udara ke dalam roket atau mengeluarkan udara dari roket?
(memasukkan udara)
2. Jika jumlah pompaan ditambah, bagaimana jumlah udara
didalam roket? (bertambah)
3. Jika jumlah udara bertambah, bagaimana besarnya gaya
dorong udara terhadap dinding roket? (semakin besar)
4. Jika gaya dorong udara terhadap dinding roket semakin
besar, bagaimana dengan jarak jangkauan roket? (semakin
jauh)
Pemecahan masalah : (Konfirmasi)
Jadi ketika jumlah pompaan bertambah, jumlah udara dalam roket
bertambah, gaya dorongnya bertambah juga, maka jarak
jangkaunya bertambah.
b. Mengapa sudut 45 derajat menghasilkan jarak jangkauan
terjauh?
Siswa diminta murumuskan jarak jangkauan (x) dari gerak
parabola. Guru memberikan beberapa pertanyaan penggiring
untuk menuntun siswa.
Pertanyaan penggiring :
1. Ketika diluncurkan, bagaimana bentuk lintasan roket?
(parabola)
2. Pada gerak parabola, bagaimana besarnya kecepatan pada
sumbu x ? (tetap)
3. Jadi apa jenis geraknya? (GLB)
4. Bagaimana besarnya kecepatan pada sumbu y ? (berubah-
29
ubah)
5. Jadi apa jenis geraknya? (GLBB)
6. Bagaimana persamaan v dan x pada gerak parabola ke arah
sumbu x?
Siswa harus menuliskan hubungan antara kecepatan awal
dengan sudut luncur kearah sumbu x, dan persamaan posisinya
sampai di dapatkan persamaan (3.1) dan (3.2)
7. Bagaimana persamaan v dan y pada gerak parabola ke arah
sumbu y?
Siswa harus menuliskan hubungan antara kecepatan awal
dengan sudut luncur kearah sumbu y, dan persamaan posisinya
sampai di dapatkan persamaan (3.3 )dan (3.4)
8. Pada saat bagaimana lintasan roket berbentuk parabola? (pada
saat air dalam roket habis)
Siswa diajak untuk memikirkan, bahwa gerak parabola hanya
dipengaruhi oleh kecepatan awal, sudut luncur dan percepatan
gravitasi saja, bukan oleh gaya dorong air yang bekerja pada
roket selama beberapa waktu.
9. Ketika mencapai jarak jangkauan terjauh, berarti roket sudah
menyentuh tanah. Jika begitu berapa besarnya y? (nol)
Siswa menuliskan persamaan (3.5) dan mencari nilat t dengan
solusi persamaan kuadrat (3.6)
10. berapa besarnya x?
Siswa diminta menurunkan rumus x sampai didapatkan
persamaan (3.7)
Pemecahan masalah : (konfirmasi)
Pada tahap ini siswa diminta untuk menghitung berapa jarak x
ketika sudut luncur menggunakan persamaan (6),sudut boleh dipilih
berskisar 1° sampai 90° sampai didapatkan bahwa sudut 45°
menghasilkan jarak jangkauan terjauh.
30
c. Mengapa masa air mempengaruhi jarak jangkauan roket?
(Elaborasi)
Siswa diminta mencari hubungan masa dengan gaya dorong
roket dengan dibantu oleh guru
Pertanyaan penggiring :
1. Ketika roket diluncurkan, bagaimana dengan masa air di
dalamnya? (berkurang)
2. Jika masa roket sebelum diluncurkan disimbolkan dengan M,
da
asa roket setelah dilu urka di si olka de ga M’,
agai a a esar ya ∆M?
Siswa diminta menuliskan persamaan (4.1)
3. Bagaimana kecepatan roket ketika masa air semakin
berkurang? (semakin cepat)
4. Jika kecepatan roket sebelum masa berkurang adalah v dan
ke epata roket setelah asa erkura g adalah ’, agai a a
esar ya ∆ ?
siswa diminta menuliskan persamaan (4.2)
5. Untuk mengetahui pengaruh masa m terhadap gaya dorong
roket F, rumus apa yang harus digunakan?
Siswa harus menuliskan hukum Newton II, persamaan (4.3)
6. Apa itu Feks pada persamaan (4.3)? (gaya eksternal, yaitu gaya
gravitasi dan gaya hambat udara)
7. Apa hubungan kecepatan v dengan percepatan a?
Siswa harus bisa menuliskan hubungan kecepatan dengan
percepatan sampai didapatkan persamaan (4.4)
8. Disebut apa hasil perkalian antara masa dengan kecepatan?
(momentum)
Siswa diminta menuliskan persamaan (4.5)
9. Bagaimana besarnya P? persamaan (4.6)
31
10. Bagai a a esar ya P’? persamaan (4.7)
Siswa diminta mensubtitusikan persamaan (4.1) dan (4.2) ke
dalam persamaan (4.7) sampai didapatkan persamaan (4.7)
11. Siswa diminta mensubtitusikan persamaan (4.6) dan (4.8) ke
dalam persamaan (4.5) sampai didapatkan persamaan (4.9)
12. Bla kita ingin mendapatkan perubahan momentum sesaat,
agai a a de ga ∆t ya? ∆t di uat e dekati ol
13. Bila ∆t di uat
(9)?
e dekati ol, agai a a jadinya persamaan
Siswa harus menuliskan persamaan (4.10)
14. Bagai a a ilai ∆ jika terjadi dala
(Sangat kecil)
aktu ∆t
15. Bila ilai ∆ sa gat ke il, olehka dia aika ?
e dekati ol?
oleh
Sehingga persamaan (4.10) menjadi (4.11)
16. Bagaimana hubungan masa air dengan Feks ? (semakin besar
masa air semakin besar Feks)
17. Bagaimana arah Feks? (Berlawanan dengan arah luncur roket)
Pemecahan masalah : (konfirmasi)
Jika masa air kecil, maka Feks yang bekerja pada roket juga kecil,
sehingga gaya dorong roket menjadi besar dan jarak jangkauannya
jauh.
d. Mengapa roket dengan bentuk sayap (.......) menghasilkan
jarak jangkauan terjauh?
Guru mengajak siswa membandingkan bagaimana besarnya
kecepatan aliran udara, tekanan dan gaya dorong yang dirasakan
oleh masing – masing sayap. Tapi sebelumnya guru membuat
kesepakatan dengan siswa dengan menyanyakan hal berikut.
1. Jika kalian melihat 4 gambar dibawah ini, jumlah garis – garis
32
yang melalui samping sayap menunjukkan apa? (besar
kecilnya kecepatan aliran udara)
2. Titik yang diberi angka 1 artinya daerah dibagian depan sayap,
dan titik yang diberi angka 2 artinya daerah dibagian belakang
sayap.
3. Dari keempat bentuk sayap diatas, bagaimana urutan besarnya
kecepatan aliran udara pada titik 1 dari yang besar sampai yang
terkecil?
4. Bagaimana urutan besarnya kecepatan aliran udara pada titik 2
dari yang besar sampai yang terkecil?
5. Bagaimana urutan besarnya tekanan udara pada titik 1 dari
yang besar sampai yang terkecil?
6. Bagaimana urutan besarnya tekanan udara pada titik 2 dari
yang besar sampai yang terkecil?
7. Bagaimana urutan besarnya beda tekanan udara dari yang
besar sampai yang terkecil?
8. Bagaimana urutan besarnya gaya dorong sayap dari yang besar
sampai yang terkecil?
9. Masukkan urutan level masing –masing variabel pada tabel
dibawah ini dari dengan urutan dari atas ke bawah.
v1
v2
P1
∆P
P2
F
Pemecahan masalah :
Guru menuntun murid mengisi tabel dan menunjukkan bahwa
sayap yang memiliki F paling besar adalah sayap yang dapat
meluncur dengan jarak jangkauan paling jauh.
33
LEMBAR KERJA SISWA
Mata Pelajaran
Kelas
Konteks Pembelajaran
Indikator
: Fisika
: XI
: roket air
: Siswa dapat merancang percobaan untuk mencari faktor – faktor yang
mempengaruhi gaya dorong roket.
Kegiatan 1
Untuk menyelidiki pengaruh jumlah pompaan terhadap jarak jangkauan roket.
Perhatikanlah pertanyaan – pertanyaan berikut :
1. apa yang harus diubah-ubah saat melakukan percobaan?
2. Apa yang harus diamati dan diukur?
3. Apa yang harus dibuat tetap?
4. Coba luncurkan roket sebanyak 3 kali dengan jumlah pompaan yang berbeda!
Pertanyaan menggiring mengamati :
1. Berapa jarak jangkauan roket jika jumlah pompaan ... , ... , ... ?
Tabel Percobaan
Percobaan
ke -
Jumlah
pompaan
(kali)
Sudut
luncur (°)
Masa air
(botol)
Bentuk
sayap roket
Jarak jangkauan roket
(m)
1
2
3
Pertannyaan menggiring kesimpulan :
1. Apakah jumlah pompaan mempengaruhi jarak jangkauan roket?
2. Bagaimana tepatnya?
34
Kesimpulan :
....
Tugas kelompok
Tulislah laporan pendek tentang percobaan yang baru saja dilakukan!
35
Kegiatan 2
Untuk menyelidiki pengaruh sudut luncur terhadap jarak jangkauan roket.
Perhatikanlah pertanyaan – pertanyaan berikut :
1. apa yang harus diubah-ubah saat melakukan percobaan?
2. Apa yang harus diamati dan diukur?
3. Apa yang harus dibuat tetap?
4. Coba tentukan 4 sudut yang berbeda untuk menyelesaikan masalah ini!
Pertanyaan menggiring mengamati :
Berapa jarak jangkauan roket saat diluncurkan dengan sudut ... , ... , ... , ...?
θ
36
Tabel percobaan :
Percobaan
ke -
Sudut
luncur
(°)
Jumlah
pompaan
(kali)
Masa
air
(botol)
Bentuk
sayap
roket
Jarak jangkauan roket
(m)
1
2
3
4
Pertanyaan penggiring kesimpulan :
Sudut luncur mana yang menghasilkan jarak jangkauan terjauh?
Kesimpulan:
...........
Tugas kelompok
Tulislah laporan pendek tentang percobaan yang baru saja dilakukan!
isi laporan : judul, alat dan bahan, cara kerja, hasil percobaan, penjelasan, kesimpulan
37
Kegiatan 3
Untuk menyelidiki pengaruh masa air terhadap jarak jangkauan roket. Perhatikanlah
pertanyaan –pertanyaan berikut :
1. apa yang harus diubah-ubah?
2. Apa yang harus diamati?
3. Apa yang harus dibuat tetap?
Pertanyaan menggiring mengamati :
1. Berapa jarak jangkauan roket jika masa air dibuat ... , ... , dan ... bagian?
Tabel Percobaan
Percobaan
ke-
Masa
air
(botol)
Jumlah
pompaan
(kali)
Sudut
luncur
(°)
Bentuk
sayap
roket
Jarak jangkauan
roket (m)
1
2
3
Pertanyaan menggiring kesimpulan :
1. Apakah masa air mempengaruhi jarak jangkauan roket?
2. Jika ya, bagaimana pengaruhnya?
Kesimpulan :
................
Tugas kelompok
Tulislah laporan pendek tentang percobaan yang baru saja dilakukan!
isi laporan : judul, alat dan bahan, cara kerja, hasil percobaan, penjelasan, kesimpulan
38
Kegiatan 4
Untuk menyelidiki pengaruh bentuk sayap terhadap jarak jangkauan roket
Perhatikanlah pertanyaan – pertanyaan berikut :
1.
apa yang harus diubah –ubah?
2. Apa yang harus diamati?
3. Apa yang harus dibuat tetap?
Pertanyaan menggiring mengamati :
1. Berapa jarak jangkauan yang dihasilkan oleh roket dengan model sayap ...., .... , ....
dan .....?
Bentuk sayap roket
Jumlah
Sudut
pompaan luncur (°)
(kali)
Masa air
(botol)
Jarak jangkauan roket
(m)
Pertanyaan menggiring kesimpulan :
1. Di antara 4 bentuk sayap roket yang telah dicoba. Mana yang menghasilkan jarak
jangkauan terjauh?
Kesimpulan :
........................
Tugas kelompok
Tulislah laporan pendek tentang percobaan yang baru saja dilakukan!
isi laporan : judul, alat dan bahan, cara kerja, hasil percobaan, penjelasan, kesimpulan
39
Tabel Penilaian Psikomotorik
Kelompok 1
skor
Aspek yang diamati
1
2
3
1. Rancangan rupa alat
2. Fungsi alat
3. Pengoperaian alat
4. prosedur operasi
Kelompok 2
skor
Aspek yang diamati
1
2
3
1. Rancangan rupa alat
2. Fungsi alat
3. Pengoperaian alat
4. prosedur operasi
Kelompok 3
skor
Aspek yang diamati
1
1. Rancangan rupa alat
2. Fungsi alat
3. Pengoperaian alat
4. prosedur operasi
40
2
3
Kelompok 4
skor
Aspek yang diamati
1
2
3
1. Rancangan rupa alat
2. Fungsi alat
3. Pengoperaian alat
4. prosedur operasi
Kriteria penentuan bobot skor
1. Rancangan rupa alat
mendapat skor 3 jika ukuran sayap proposional dan aerodinamis, menambahkan
ujung roket, dan menambahkan pemberat agar titik berat roket sedikit ke atas
dari bagian tengah roket
mendapat skor 2 jika ukuran sayap proposional dan aerodinamis, dan
menambahkan pemberat agar titik berat roket sedikit ke atas dari bagian tengah
roket, roket tidak diberi ujung
mendapat skor 1 jika ukuran sayap proposional dan aerodinamis, dan titik berat
roket tidak berada di sedikit ke atas dari bagian tengah roket, roket tidak diberi
ujung
2.
Fungsi alat
mendapat skor 3 jika roket meluncur dengan baik
mendapat skor 2 jika tidak berfungsi optimal
mendapat skor 1 jika tidak berfungsi
3. Ketepatan penggunaan alat
Mendapat skor 3 jika pengeleman bagian –bagian roket dilakukan dengan rapi,
pemasangan nozzle pada tutup botol tidak bocor dan pemasangan roket pada
pelontar dilakukan dengan benar.
Mendapat skor 2 jika pengeleman bagian –bagian roket dilakukan dengan rapi,
pemasangan
nozzle pada tutup botol tidak bocor dan cara pemasangan roket ke pelontar
tidak mengikuti kaidah yang benar
Mendapat skor1 jika pengeleman bagian –bagian roket tidak rapi dan
pemasangan
41
nozzle pada tutup botol ada yang bocor.
4. Prosedur operasi
Mendapat skor 3 jika percobaan dilakukan mengikuti cara kerja yang tertera di
LKS, menuliskan cara kerja pada laporan singkat sesuai dengan percobaan,
percobaan berhasil
Mendapat skor 2 jika percobaan dilakukan mengikuti cara kerja yang tertera di
LKS, menuliskan cara kerja pada laporan singkat sesuai dengan percobaan,
percobaan gagal
Mendapat skor 3 jika percobaan dilakukan mengikuti cara kerja yang tertera di
LKS, cara kerja yang ditulis pada laporan tidak sesuai dengan praktikum yang
dibuat, percobaan gagal
42
Lembar Observasi
NO
A. Dari segi KBM
Kegiatan
Keterangan
1. Motivasi
Apakah motivasi yang
direncanakan berhasil
memotivasi siswa?
2.
3.
Perumusan Masalah
Apakah perumusan masalah
yang direncanakan dapat
dipahami dan direspon baik
oleh siswa?
Kegiatan inti
a) Apakah Lembar kerja (LK)
dapat dengan mudah
dipahami oleh siswa?
b) Apakah data percobaan sesuai
dengan teori?
c) Apakah alat berfungsi dengan
baik selama proses
pembelajaran?
d) Apakah urutan pembelajaran
yang dilakukan sesuai dengan
RPP?
e) Apakah tugas – tugas yang
diberikan sesuai dengan
alokasi waktu yang
direncanakan?
4. Kesimpulan
a) Apakah roket air cocok
digunakan dalam
pembelajaran kontekstual?
b) Langkah pembelajaran mana
43
yang paling membuat siswa
tertarik?
c) Langkah pembelajaran mana
yang paling sulit dipahami
oleh siswa?
B. Dari segi kontekstual
No Kegiatan
1
Apakah anak-anak antusias
memahami konsep roket
melalui diskusi dan
percobaan?
2
Apakah anak dapat
menjelaskan dari segi konsep
dan konteks?
3
Apakah pembelajaran CTL
memungkinkan anak bekerja
kelompok?
4
Apakah anak – anak mampu
menghubungkan percobaan
dengan konsep yang mereka
pelajari?
Keterangan
44
Kuesioner
1. Apakah pembelajaran menggunakan metode CTL merupakan hal baru bagi anda?
2. Bagaimana menurut anda belajar fisika dengan metode CTL seperti yang baru saja
anda ikuti?
3. Lebih mudah yang mana belajar dari konteks (pengalaman sehari - hari) atau dari
buku? Berikan alasan!
4. Apakah pembelajaran fisika secara kontekstual dapat membuat anda memahami
materi dengan lebih mudah?
5. Hal – hal apa yang menyenangkan dari pembelajaran secara kontekstual seperti
yang baru saja anda ikuti?
6. Apa kesulitan yang anda rasakan belajar secara kontekstual?
45
Foto Kegiatan Belajar Mengajar
46
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
Nama Sekolah
: SMA Kristen Indonesia
Kelas
: XI
Semester
:2
Program Keahlian
: IPA
Mata Pelajaran
: FISIKA
Jumlah Pertemuan
: 2 kali pertemuan
Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar
2. Menerapkan konsep dan prinsip dasar
kinematika dan dinamika benda titik
2.3 Menerapkan hukum newton sebagai
prinsip dasar dinamika untuk gerak lurus,
gerak vertikal, dan gerak melingkar
beraturan.
1.1 Menganalisis gerak lurus, gerak
melingkar dan gerak parabola dengan
menggunakan vektor
1. Menganalisis gejala alam dan
keteraturannya dalam cangkupan
mekanika benda titik
1.7 Menunjukkan hubungan antara
konsep impuls dan momentum untuk
menyelesaikan masalah tumbukan.
2.2 Menganalisis hukum – hukum yang
berhubungan dengan fluida statik dan
dinamik serta penerapannya dalam
kehidupan sehari - hari
2. Menerapkan konsep dan prinsip
mekanika klasik sistem kontinu dalam
menyelesaikan masalah.
Indikator Pembelajaran
:
Mampu menjelaskan prinsip gaya dorong roket air dengan menggunakan analisa
gaya.
Mampu merancang percobaan untuk mencari faktor – faktor yang mempengaruhi
gaya dorong roket.
Mampu menerapkan konsep gerak parabola pada konteks roket air
25
Mampu menerapkan konsep momentum dan impuls pada konteks roket air
Tujuan Pembelajaran
:
Siswa dapat menjelaskan prinsip gaya dorong roket air dengan menggunakan
analisa gaya.
Siswa dapat merancang percobaan untuk mencari faktor – faktor yang
mempengaruhi gaya dorong roket.
Siswa dapat menerapkan konsep gerak parabola pada konteks roket air
Siswa dapat menerapkan konsep momentum dan impuls pada konteks roket air
Nilai PBKB
:
1. Kreatif
2. Rasa ingin tahu
3. Komunikatif
: 1. Analisa gaya
Materi Ajar
2. Faktor – faktor yang mempengaruhi jarak jangkauan
roket
Alokasi Waktu
: 3 x 45 menit
Metode Pembelajaran
:
1. discovery dengan pendekatan Contextual learning and Teaching (CTL)
2. Penugasan
Alat dan Bahan
:
Pelontar roket air : pipa pvc, katub 1 arah, kopler, bunglon, kaitan kabel rem
sepeda, kawat, klem besi, tuas rem sepeda, kabel rem sepeda.
Roket air
karet sandal
: botol minuman mineral / soda 1 liter, mikaboard, plastisin,
Peralatan lain : penggaris, busur derajat
Bahan
: lem pvc, lem tembak, lem epoxy adhesive, air
26
Alokasi Alat dan
Waktu
bahan
Kegiatan
Pertemuan ke -1
15’
Pendahuluan - motivasi
Guru menunjukkan permainan roket air kepada siswa, kemudian
elu urka roket. Ke udia guru erta ya, Apa ya g
menyebabkan roket melu ur ? gaya doro g udara
Perumusan Masalah : (Eksplorasi)
Bagaimana gaya dorong udara didalam roket bekerja, sehingga
roket dapat meluncur?
Kegiatan
Pertanyaan penggiring / analisa gaya (Elaborasi)
1. Jika gaya digambarkan dengan sebuah anak panah, dimana
panjang panah menunjukkan besar gaya, titik pangkal panah
menunjukkan titik dimana gaya bekerja dan arah panah
menunjukkan arah gaya. Gambarkan besarnya gaya-gaya yang
bekerja pada roket!
2. Apakah ada resultan gaya pada sumbu horizontal sebelum
roket diluncurkan? (tidak ada)
3. Apakah ada resultan gaya pada sumbu vertikal sebelum roket
diluncurkan? (tidak ada)
4. Apakah ada resultan gaya pada sumbu horizontal ketika roket
diluncurkan? (tidak ada)
5. Apakah ada resultan gaya pada sumbu vertikal ketika roket
27
Roket
air
diluncurkan? (ada)
6. Apa yang terjadi pada roket jika ada resultan gaya? (roket akan
bergerak)
7. Ke mana arahnya? (atas)
Pemecahan masalah : (Konfirmasi)
Roket dapat meluncur ka atas karena ada resultan gaya yang
bekerja pada roket ke atas.
5’
Pendahuluan - Motivasi
Roket
air
Guru menunjukkan permainan roket air kepada siswa, kemudian
meluncurkan roket yang sama sebanyak dua kali. Pertama
jangkauan roket dibuat jauh dan kedua jangkauan roket dibuat
dekat.
Perumusan Masalah :
Faktor –faktor apa saja yang mempengaruhi jangkauan roket?
Hipotesa :
1.
(jumlah pompaan)
2.
(sudut luncur)
3.
(masa air)
4.
(bentuk sayap roket)
’
Kegiatan Kelompok
Guru membagi siswa menjadi 4 kelompok, masing –masing
kelompok akan menyelidiki salah satu faktor yang mempengaruhi
jarak jangkauan roket menggunakan Lembar Kerja (LK) yang sudah
disediakan oleh guru. Guru berkeliling untuk memantau kinerja tiap
kelompok.
(LK terlampir)
Setelah itu hasil kerja (LK) tiap kelompok akan ditempel di papan
tulis untuk didiskusikan bersama didalam kelas. Dan tugas guru ada
memimpin jalannya diskusi tersebut
28
Roket
air,
meteran
Kegiatan dalam kelas – membahas materi tiap LK
a. Mengapa jika jumlah pompaan bertambah, jarak jangkauan
roket bertambah?
Pertanyaan menggiring memecahkan masalah :
1. Jika kita memompa roket, berarti kita sedang memasukkan
udara ke dalam roket atau mengeluarkan udara dari roket?
(memasukkan udara)
2. Jika jumlah pompaan ditambah, bagaimana jumlah udara
didalam roket? (bertambah)
3. Jika jumlah udara bertambah, bagaimana besarnya gaya
dorong udara terhadap dinding roket? (semakin besar)
4. Jika gaya dorong udara terhadap dinding roket semakin
besar, bagaimana dengan jarak jangkauan roket? (semakin
jauh)
Pemecahan masalah : (Konfirmasi)
Jadi ketika jumlah pompaan bertambah, jumlah udara dalam roket
bertambah, gaya dorongnya bertambah juga, maka jarak
jangkaunya bertambah.
b. Mengapa sudut 45 derajat menghasilkan jarak jangkauan
terjauh?
Siswa diminta murumuskan jarak jangkauan (x) dari gerak
parabola. Guru memberikan beberapa pertanyaan penggiring
untuk menuntun siswa.
Pertanyaan penggiring :
1. Ketika diluncurkan, bagaimana bentuk lintasan roket?
(parabola)
2. Pada gerak parabola, bagaimana besarnya kecepatan pada
sumbu x ? (tetap)
3. Jadi apa jenis geraknya? (GLB)
4. Bagaimana besarnya kecepatan pada sumbu y ? (berubah-
29
ubah)
5. Jadi apa jenis geraknya? (GLBB)
6. Bagaimana persamaan v dan x pada gerak parabola ke arah
sumbu x?
Siswa harus menuliskan hubungan antara kecepatan awal
dengan sudut luncur kearah sumbu x, dan persamaan posisinya
sampai di dapatkan persamaan (3.1) dan (3.2)
7. Bagaimana persamaan v dan y pada gerak parabola ke arah
sumbu y?
Siswa harus menuliskan hubungan antara kecepatan awal
dengan sudut luncur kearah sumbu y, dan persamaan posisinya
sampai di dapatkan persamaan (3.3 )dan (3.4)
8. Pada saat bagaimana lintasan roket berbentuk parabola? (pada
saat air dalam roket habis)
Siswa diajak untuk memikirkan, bahwa gerak parabola hanya
dipengaruhi oleh kecepatan awal, sudut luncur dan percepatan
gravitasi saja, bukan oleh gaya dorong air yang bekerja pada
roket selama beberapa waktu.
9. Ketika mencapai jarak jangkauan terjauh, berarti roket sudah
menyentuh tanah. Jika begitu berapa besarnya y? (nol)
Siswa menuliskan persamaan (3.5) dan mencari nilat t dengan
solusi persamaan kuadrat (3.6)
10. berapa besarnya x?
Siswa diminta menurunkan rumus x sampai didapatkan
persamaan (3.7)
Pemecahan masalah : (konfirmasi)
Pada tahap ini siswa diminta untuk menghitung berapa jarak x
ketika sudut luncur menggunakan persamaan (6),sudut boleh dipilih
berskisar 1° sampai 90° sampai didapatkan bahwa sudut 45°
menghasilkan jarak jangkauan terjauh.
30
c. Mengapa masa air mempengaruhi jarak jangkauan roket?
(Elaborasi)
Siswa diminta mencari hubungan masa dengan gaya dorong
roket dengan dibantu oleh guru
Pertanyaan penggiring :
1. Ketika roket diluncurkan, bagaimana dengan masa air di
dalamnya? (berkurang)
2. Jika masa roket sebelum diluncurkan disimbolkan dengan M,
da
asa roket setelah dilu urka di si olka de ga M’,
agai a a esar ya ∆M?
Siswa diminta menuliskan persamaan (4.1)
3. Bagaimana kecepatan roket ketika masa air semakin
berkurang? (semakin cepat)
4. Jika kecepatan roket sebelum masa berkurang adalah v dan
ke epata roket setelah asa erkura g adalah ’, agai a a
esar ya ∆ ?
siswa diminta menuliskan persamaan (4.2)
5. Untuk mengetahui pengaruh masa m terhadap gaya dorong
roket F, rumus apa yang harus digunakan?
Siswa harus menuliskan hukum Newton II, persamaan (4.3)
6. Apa itu Feks pada persamaan (4.3)? (gaya eksternal, yaitu gaya
gravitasi dan gaya hambat udara)
7. Apa hubungan kecepatan v dengan percepatan a?
Siswa harus bisa menuliskan hubungan kecepatan dengan
percepatan sampai didapatkan persamaan (4.4)
8. Disebut apa hasil perkalian antara masa dengan kecepatan?
(momentum)
Siswa diminta menuliskan persamaan (4.5)
9. Bagaimana besarnya P? persamaan (4.6)
31
10. Bagai a a esar ya P’? persamaan (4.7)
Siswa diminta mensubtitusikan persamaan (4.1) dan (4.2) ke
dalam persamaan (4.7) sampai didapatkan persamaan (4.7)
11. Siswa diminta mensubtitusikan persamaan (4.6) dan (4.8) ke
dalam persamaan (4.5) sampai didapatkan persamaan (4.9)
12. Bla kita ingin mendapatkan perubahan momentum sesaat,
agai a a de ga ∆t ya? ∆t di uat e dekati ol
13. Bila ∆t di uat
(9)?
e dekati ol, agai a a jadinya persamaan
Siswa harus menuliskan persamaan (4.10)
14. Bagai a a ilai ∆ jika terjadi dala
(Sangat kecil)
aktu ∆t
15. Bila ilai ∆ sa gat ke il, olehka dia aika ?
e dekati ol?
oleh
Sehingga persamaan (4.10) menjadi (4.11)
16. Bagaimana hubungan masa air dengan Feks ? (semakin besar
masa air semakin besar Feks)
17. Bagaimana arah Feks? (Berlawanan dengan arah luncur roket)
Pemecahan masalah : (konfirmasi)
Jika masa air kecil, maka Feks yang bekerja pada roket juga kecil,
sehingga gaya dorong roket menjadi besar dan jarak jangkauannya
jauh.
d. Mengapa roket dengan bentuk sayap (.......) menghasilkan
jarak jangkauan terjauh?
Guru mengajak siswa membandingkan bagaimana besarnya
kecepatan aliran udara, tekanan dan gaya dorong yang dirasakan
oleh masing – masing sayap. Tapi sebelumnya guru membuat
kesepakatan dengan siswa dengan menyanyakan hal berikut.
1. Jika kalian melihat 4 gambar dibawah ini, jumlah garis – garis
32
yang melalui samping sayap menunjukkan apa? (besar
kecilnya kecepatan aliran udara)
2. Titik yang diberi angka 1 artinya daerah dibagian depan sayap,
dan titik yang diberi angka 2 artinya daerah dibagian belakang
sayap.
3. Dari keempat bentuk sayap diatas, bagaimana urutan besarnya
kecepatan aliran udara pada titik 1 dari yang besar sampai yang
terkecil?
4. Bagaimana urutan besarnya kecepatan aliran udara pada titik 2
dari yang besar sampai yang terkecil?
5. Bagaimana urutan besarnya tekanan udara pada titik 1 dari
yang besar sampai yang terkecil?
6. Bagaimana urutan besarnya tekanan udara pada titik 2 dari
yang besar sampai yang terkecil?
7. Bagaimana urutan besarnya beda tekanan udara dari yang
besar sampai yang terkecil?
8. Bagaimana urutan besarnya gaya dorong sayap dari yang besar
sampai yang terkecil?
9. Masukkan urutan level masing –masing variabel pada tabel
dibawah ini dari dengan urutan dari atas ke bawah.
v1
v2
P1
∆P
P2
F
Pemecahan masalah :
Guru menuntun murid mengisi tabel dan menunjukkan bahwa
sayap yang memiliki F paling besar adalah sayap yang dapat
meluncur dengan jarak jangkauan paling jauh.
33
LEMBAR KERJA SISWA
Mata Pelajaran
Kelas
Konteks Pembelajaran
Indikator
: Fisika
: XI
: roket air
: Siswa dapat merancang percobaan untuk mencari faktor – faktor yang
mempengaruhi gaya dorong roket.
Kegiatan 1
Untuk menyelidiki pengaruh jumlah pompaan terhadap jarak jangkauan roket.
Perhatikanlah pertanyaan – pertanyaan berikut :
1. apa yang harus diubah-ubah saat melakukan percobaan?
2. Apa yang harus diamati dan diukur?
3. Apa yang harus dibuat tetap?
4. Coba luncurkan roket sebanyak 3 kali dengan jumlah pompaan yang berbeda!
Pertanyaan menggiring mengamati :
1. Berapa jarak jangkauan roket jika jumlah pompaan ... , ... , ... ?
Tabel Percobaan
Percobaan
ke -
Jumlah
pompaan
(kali)
Sudut
luncur (°)
Masa air
(botol)
Bentuk
sayap roket
Jarak jangkauan roket
(m)
1
2
3
Pertannyaan menggiring kesimpulan :
1. Apakah jumlah pompaan mempengaruhi jarak jangkauan roket?
2. Bagaimana tepatnya?
34
Kesimpulan :
....
Tugas kelompok
Tulislah laporan pendek tentang percobaan yang baru saja dilakukan!
35
Kegiatan 2
Untuk menyelidiki pengaruh sudut luncur terhadap jarak jangkauan roket.
Perhatikanlah pertanyaan – pertanyaan berikut :
1. apa yang harus diubah-ubah saat melakukan percobaan?
2. Apa yang harus diamati dan diukur?
3. Apa yang harus dibuat tetap?
4. Coba tentukan 4 sudut yang berbeda untuk menyelesaikan masalah ini!
Pertanyaan menggiring mengamati :
Berapa jarak jangkauan roket saat diluncurkan dengan sudut ... , ... , ... , ...?
θ
36
Tabel percobaan :
Percobaan
ke -
Sudut
luncur
(°)
Jumlah
pompaan
(kali)
Masa
air
(botol)
Bentuk
sayap
roket
Jarak jangkauan roket
(m)
1
2
3
4
Pertanyaan penggiring kesimpulan :
Sudut luncur mana yang menghasilkan jarak jangkauan terjauh?
Kesimpulan:
...........
Tugas kelompok
Tulislah laporan pendek tentang percobaan yang baru saja dilakukan!
isi laporan : judul, alat dan bahan, cara kerja, hasil percobaan, penjelasan, kesimpulan
37
Kegiatan 3
Untuk menyelidiki pengaruh masa air terhadap jarak jangkauan roket. Perhatikanlah
pertanyaan –pertanyaan berikut :
1. apa yang harus diubah-ubah?
2. Apa yang harus diamati?
3. Apa yang harus dibuat tetap?
Pertanyaan menggiring mengamati :
1. Berapa jarak jangkauan roket jika masa air dibuat ... , ... , dan ... bagian?
Tabel Percobaan
Percobaan
ke-
Masa
air
(botol)
Jumlah
pompaan
(kali)
Sudut
luncur
(°)
Bentuk
sayap
roket
Jarak jangkauan
roket (m)
1
2
3
Pertanyaan menggiring kesimpulan :
1. Apakah masa air mempengaruhi jarak jangkauan roket?
2. Jika ya, bagaimana pengaruhnya?
Kesimpulan :
................
Tugas kelompok
Tulislah laporan pendek tentang percobaan yang baru saja dilakukan!
isi laporan : judul, alat dan bahan, cara kerja, hasil percobaan, penjelasan, kesimpulan
38
Kegiatan 4
Untuk menyelidiki pengaruh bentuk sayap terhadap jarak jangkauan roket
Perhatikanlah pertanyaan – pertanyaan berikut :
1.
apa yang harus diubah –ubah?
2. Apa yang harus diamati?
3. Apa yang harus dibuat tetap?
Pertanyaan menggiring mengamati :
1. Berapa jarak jangkauan yang dihasilkan oleh roket dengan model sayap ...., .... , ....
dan .....?
Bentuk sayap roket
Jumlah
Sudut
pompaan luncur (°)
(kali)
Masa air
(botol)
Jarak jangkauan roket
(m)
Pertanyaan menggiring kesimpulan :
1. Di antara 4 bentuk sayap roket yang telah dicoba. Mana yang menghasilkan jarak
jangkauan terjauh?
Kesimpulan :
........................
Tugas kelompok
Tulislah laporan pendek tentang percobaan yang baru saja dilakukan!
isi laporan : judul, alat dan bahan, cara kerja, hasil percobaan, penjelasan, kesimpulan
39
Tabel Penilaian Psikomotorik
Kelompok 1
skor
Aspek yang diamati
1
2
3
1. Rancangan rupa alat
2. Fungsi alat
3. Pengoperaian alat
4. prosedur operasi
Kelompok 2
skor
Aspek yang diamati
1
2
3
1. Rancangan rupa alat
2. Fungsi alat
3. Pengoperaian alat
4. prosedur operasi
Kelompok 3
skor
Aspek yang diamati
1
1. Rancangan rupa alat
2. Fungsi alat
3. Pengoperaian alat
4. prosedur operasi
40
2
3
Kelompok 4
skor
Aspek yang diamati
1
2
3
1. Rancangan rupa alat
2. Fungsi alat
3. Pengoperaian alat
4. prosedur operasi
Kriteria penentuan bobot skor
1. Rancangan rupa alat
mendapat skor 3 jika ukuran sayap proposional dan aerodinamis, menambahkan
ujung roket, dan menambahkan pemberat agar titik berat roket sedikit ke atas
dari bagian tengah roket
mendapat skor 2 jika ukuran sayap proposional dan aerodinamis, dan
menambahkan pemberat agar titik berat roket sedikit ke atas dari bagian tengah
roket, roket tidak diberi ujung
mendapat skor 1 jika ukuran sayap proposional dan aerodinamis, dan titik berat
roket tidak berada di sedikit ke atas dari bagian tengah roket, roket tidak diberi
ujung
2.
Fungsi alat
mendapat skor 3 jika roket meluncur dengan baik
mendapat skor 2 jika tidak berfungsi optimal
mendapat skor 1 jika tidak berfungsi
3. Ketepatan penggunaan alat
Mendapat skor 3 jika pengeleman bagian –bagian roket dilakukan dengan rapi,
pemasangan nozzle pada tutup botol tidak bocor dan pemasangan roket pada
pelontar dilakukan dengan benar.
Mendapat skor 2 jika pengeleman bagian –bagian roket dilakukan dengan rapi,
pemasangan
nozzle pada tutup botol tidak bocor dan cara pemasangan roket ke pelontar
tidak mengikuti kaidah yang benar
Mendapat skor1 jika pengeleman bagian –bagian roket tidak rapi dan
pemasangan
41
nozzle pada tutup botol ada yang bocor.
4. Prosedur operasi
Mendapat skor 3 jika percobaan dilakukan mengikuti cara kerja yang tertera di
LKS, menuliskan cara kerja pada laporan singkat sesuai dengan percobaan,
percobaan berhasil
Mendapat skor 2 jika percobaan dilakukan mengikuti cara kerja yang tertera di
LKS, menuliskan cara kerja pada laporan singkat sesuai dengan percobaan,
percobaan gagal
Mendapat skor 3 jika percobaan dilakukan mengikuti cara kerja yang tertera di
LKS, cara kerja yang ditulis pada laporan tidak sesuai dengan praktikum yang
dibuat, percobaan gagal
42
Lembar Observasi
NO
A. Dari segi KBM
Kegiatan
Keterangan
1. Motivasi
Apakah motivasi yang
direncanakan berhasil
memotivasi siswa?
2.
3.
Perumusan Masalah
Apakah perumusan masalah
yang direncanakan dapat
dipahami dan direspon baik
oleh siswa?
Kegiatan inti
a) Apakah Lembar kerja (LK)
dapat dengan mudah
dipahami oleh siswa?
b) Apakah data percobaan sesuai
dengan teori?
c) Apakah alat berfungsi dengan
baik selama proses
pembelajaran?
d) Apakah urutan pembelajaran
yang dilakukan sesuai dengan
RPP?
e) Apakah tugas – tugas yang
diberikan sesuai dengan
alokasi waktu yang
direncanakan?
4. Kesimpulan
a) Apakah roket air cocok
digunakan dalam
pembelajaran kontekstual?
b) Langkah pembelajaran mana
43
yang paling membuat siswa
tertarik?
c) Langkah pembelajaran mana
yang paling sulit dipahami
oleh siswa?
B. Dari segi kontekstual
No Kegiatan
1
Apakah anak-anak antusias
memahami konsep roket
melalui diskusi dan
percobaan?
2
Apakah anak dapat
menjelaskan dari segi konsep
dan konteks?
3
Apakah pembelajaran CTL
memungkinkan anak bekerja
kelompok?
4
Apakah anak – anak mampu
menghubungkan percobaan
dengan konsep yang mereka
pelajari?
Keterangan
44
Kuesioner
1. Apakah pembelajaran menggunakan metode CTL merupakan hal baru bagi anda?
2. Bagaimana menurut anda belajar fisika dengan metode CTL seperti yang baru saja
anda ikuti?
3. Lebih mudah yang mana belajar dari konteks (pengalaman sehari - hari) atau dari
buku? Berikan alasan!
4. Apakah pembelajaran fisika secara kontekstual dapat membuat anda memahami
materi dengan lebih mudah?
5. Hal – hal apa yang menyenangkan dari pembelajaran secara kontekstual seperti
yang baru saja anda ikuti?
6. Apa kesulitan yang anda rasakan belajar secara kontekstual?
45
Foto Kegiatan Belajar Mengajar
46