KAJIAN FISIKA KONTEKSTUAL: PAYUNG DAN KOEFISIEN HAMBATAN UDARANYA
KAJIAN FISIKA KONTEKSTUAL: PAYUNG DAN KOEFISIEN
HAMBATAN UDARANYA
Oleh :
Akadius Gian
NIM : 192012004
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Matematika
guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk memperoleh gelar
Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
2017
i
ii
iii
iv
MOTTO
Belajar filter apa yang akan dipikirkan sebagai beban,
karena kita tidak bisa memenuhi tuntutan setiap orang.
Belajar membuat pilihan dan mengambil keputusan. Saran
orang perlu dipertimbangkan, tetapi ingat hidup kamu
yang jalan. Jangan mengambil keputusan hanya untuk
menyenangkan orang lain!!!
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya, penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Kajian Fisika Kontekstual: Payung dan Koefisien Hambatan
Udaranya”
Penyusunan laporan penelitian ini berguna untuk memenuhi salah satu syarat tugas akhir dalam
menyelesaikan studi fisika dan mendapatkan gelar Sarjana Sains di Universitas Kristen Satya Wacana.
Adapun berbagai pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini, baik secara
langsung dan tidak langsung. Maka, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak
yang turut membantu yaitu :
1. Tuhan Yang Esa yang telah memberikan ridho-Nya sehingga saya diberikan kelancaran dalam
menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.
2. Keluarga tercinta yang senantiasa mendukung baik secara moral,materiil, serta mendoakan dan
membimbing.
3. Bapak Nur Aji Wibowo Selaku wali studi angkatan 2012.
4. Bapak Dr. Wahyu Kristiyaanto, S.Pd., M.Pd. selaku pembimbing utama yang telah membantu
baik secara moral dan finansial dan Ibu Debora Natalia Sudjito S.Pd., M. Ps. Ed selaku
pembimbing pendamping.
5. Laboran-laboran progdi fisika (mas Tri dan mas Sigit) yang senantiasa membantu menyediakan
waktu serta peralatan selama penelitian.
6. Bapak Tri Wahyudi pemilik sebuah mebel yang telah membantu dalam pembuatan alat.
7. Teman-teman yang telah membatu untuk uji coba alat mandiri pada penelitian ini (Rio, Yohanes,
dan Lukas).
8. Teman-teman saya (Johans, Reka, Billy, Aswab, Kristya, dan Sri) yang telah meluangkan waktu
untuk dijadikan sampel pada penelitian ini
9. Secara khusus, Risha yang telah menjadi translator dalam penulisan abstrak.
10. Teman-teman Fisika dan Pendidikan Fisika 2012 yang menjadi teman seperjuangan selama
kuliah, tempat bercanda tawa yang telah mendukung dan selalu siap siaga menjadi sampel uji
coba proyek penelitian
11. Seluruh pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Harapannya, laporan penelitian tugas akhir ini dapat bermanfaat di masa mendatang bagi
pembaca. Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini memiliki banyak kekurangan.
Sebab itu, penulis membutuhkan masukan berupa saran dan kritik yang bersifat membangun dari
berbagai pihak ke arah yang lebih baik.
Salatiga, 29 Juni 2017
Penulis,
Akadius Gian
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
i
LEMBAR PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT
ii
LEMBAR PERSETUJUAN AKSES
iii
LEMBAR PENGESAHAN
iv
MOTTO
v
KATA PENGANTAR
vi
DAFTAR ISI
vii
JURNAL
1
LAMPIRAN
15
SERTIFIKAT SEMINAR SEBAGAI PEMAKALAH
DOKUMENTASI SEMINAR
vii
Kajian Fisika Kontekstual: Payung dan Koefisien Hambatan
Udaranya
Akadius Gian1, Wahyu Hari Kristiyanto1,2,*, Debora Natalia Sudjito1
Program Studi Pendidikan Fisika
2
Pusat Studi Pendidikan Sains, Teknologi, dan Matematika (e-SisTeM)
Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana
Jalan Diponegoro No. 52-60, Salatiga, 50711, Jawa Tengah, Indonesia
Email: *[email protected]
1
Abstrak. Hal yang urgent dalam pembelajaran fisika kontekstual adalah menggeser pendekatan
ideal menjadi pendekatan riil. Penyampaian materi pembelajaran mekanika di sekolah tingkat SMP
atau SMA serta buku-buku fisika biasanya materi gerak dibahas berdasarkan konsep idealisasi
yaitu hambatan udara diabaikan sehingga cenderung tidak kontekstual. Tujuan penelitian ini
adalah mengkaji fisika kontekstual dengan fokus payung dan koefisien hambatan udaranya.
Produk akhir dari penelitian ini berupa rancangan pembelajaran yang dapat digunakan sebagai
contoh pembelajaran kontekstual di sekolah terkait dengan hambatan udara. Penelitian dilakukan
pada pengukuran koefisien hambatan udara terhadap 4 buah payung yang memiliki luasan berbeda
dengan menggunakan sepeda motor sebagai penggerak payung. Speedometer sepeda motor untuk
menunjukkan nilai kecepatan payung, dan neraca pegas yang dipasang pada sepeda motor untuk
menunjukkan nilai gaya hambat udara pada payung. Nilai gaya hambat udara setiap kecepatan
tertentu didapatkan melalui video rekaman speedometer dan neraca pegas selanjutnya diperoleh
data yang disajikan dalam grafik f(v) dan difitting ke dalam persamaan linear. Gradien dari grafik
f(v) yang merupakan nilai koefisien hambatan udara b pada payung didapatkan memenuhi
persamaan Fs = − b v sehingga percobaan pada penelitian ini layak digunakan sebagai contoh
untuk pembelajaran fisika kontekstual tentang gerak dengan memperhitungkan gaya hambat udara.
Koefisien hambatan udara b didapatkan berbanding linear dengan luas penampang payung A.
Rancangan pembelajaran untuk digunakan sebagai contoh pembelajaran kontekstual di sekolah
terkait hambatan udara telah dapat diujicoba terbatas dan layak untuk digunakan.
Kata kunci: fisika kontekstual, payung, koefisien hambatan udara.
Abstract. The urgent thing in contextual physics learning was to shift the ideal approach to a
realistic approach. In the process of submission and discussion in physics books of mechanics
topic in junior or senior high school, particularly in this study was the learning of motion concept,
are usually discussed by the concept of idealization that nullifies the air barriers so that it tends to
be not contextual. The purpose of this study was to examine the contextual physics with the main
focus on the umbrella and its coefficient of air resistance. The final result of this research was a
learning design related to air resistance that can be used as an example of contextual learning in
schools. The research was conducted by measuring the coefficient of air resistance of 4 umbrellas
which have a different area that mounted on a moving motorcycle with a spring balance. The
motorcycle speedometer shows the umbrella speed, whether the spring’s balance shown the
magnitude of air drag force on the umbrella. The magnitude of air drag force at any given speed
was obtained through video recording on speedometer and spring balance that showed in graph
f(v) and fitted into linear equations. The gradient of the graph was the value of the air resistance
coefficient (b) on the umbrella. The obtained coefficient was used to solve the equation Fs = - b v
so that the experiment in this study can be used as a proper example for contextual physics
learning about the motion that taking into account the air drag force. The result shows that air
resistance coefficient b was linearly proportional to the area of the umbrella cross section A. The
learning design was qualitatively tested and can be used as a proper example of contextual learning
in schools related to air barriers.
Keywords: contextual physics, umbrella, air resistance coefficient.
1
1. Pendahuluan
Penyampaian materi pembelajaran mekanika khususnya materi gerak di tingkat SMP atau
SMA serta buku-buku fisika biasanya dibahas berdasarkan konsep idealisasi yaitu hambatan
udara diabaikan[1],[2]. Namun pada kenyataannya hambatan udara sangat berpengaruh
terhadap gerak suatu benda, sehingga untuk mendapatkan hasil yang teliti, pengaruh
hambatan udara ini perlu diperhitungkan[3],[4]. Konsep idealisasi terkadang merupakan konsep
yang tidak kontekstual dalam realitanya. Sebagai salah satu contoh, ketika menggunakan
payung saat berjalan atau naik sepeda motor, sangat terasa adanya hambatan udara.
Penggunaan payung saat mengendarai sepeda motor bisa membahayakan jika pengendara
melaju dengan kecepatan tinggi[5]. Namun masih ada pengendara sepeda motor yang masih
melakukannya, bahkan sampai ada penjualan payung motor[6]. Payung motor merupakan
payung yang dirancang khusus untuk dipasang pada sepeda motor dan berfungsi untuk
menghindari hujan dan terik matahari dan meningkatkan kenyamanan bagi pengendara
sepeda motor. Jika pengendara melaju dengan kecepatan tinggi maka payung akan menerima
gaya hambat udara yang sangat besar sehingga mempengaruhi keseimbangan sepeda motor
yang berujung pada kecelakaan.
Payung yang digunakan sebagai salah satu contoh media untuk memperlihatkan adanya
hambatan udara merupakan konteks yang dekat dengan siswa karena hambatan udara mudah
dirasakan melalui payung. Adanya hambatan udara ditunjukkan ketika pengguna merasa
terseret oleh payung saat angin kencang mengenai payung. Hal ini disebabkan oleh gaya
hambat udara akibat adanya gesekan udara. Arah gaya hambat udara selalu berlawanan
dengan arah kecepatan benda[7]. Selain itu, payung sangat mudah didapatkan dan bentuknya
sudah bervariasi sehingga tidak perlu lagi untuk membuat model atau bentuk sendiri. Bentuk
payung yang bervariasi digunakan untuk menunjukkan adanya hubungan antara karakteristik
benda dengan koefisien redaman. Semakin besar luas penampang lempeng, semakin besar
koefisien redaman udaranya[8].
Pada penelitian ini, besar gaya hambat udara yang bekerja pada payung ditunjukkan oleh
neraca pegas, sedangkan besar kecepatan ditunjukkan oleh speedometer motor. Nilai
kecepatan dan gaya hambat udara dibutuhkan untuk memenuhi persamaan[9].
Fs = − b v
(1)
Berdasarkan latar belakang tersebut, topik ini penting diteliti untuk menghasilkan materi
ajar yang berbasis pembelajaran kontekstual untuk siswa. Pembelajaran yang kontekstual
akan membantu siswa dalam mengaitkan pengetahuan teoritis terhadap penerapannya dalam
kehidupan nyata. Selain itu, topik ini penting untuk memberi informasi kepada pembaca
tentang hal-hal penggunaan payung terkait dengan adanya gaya hambat udara. Penelitian ini
merupakan bagian dari payung penelitian besar yang bertema fisika kontekstual. Contoh
beberapa subtopik yang akan dikerjakan lainnya adalah Gitar Elektrik dan Sifat
Kemagnetannya serta Gelembung Air dan Geraknya. Muara dari penelitian ini adalah
disusunnya buku fisika kontekstual.
Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan materi ajar yang berbasis pembelajaran
kontekstual tentang payung dan koefisien hambatan udaranya, studi pengaruh bentuk payung
terhadap besarnya koefisien redaman payung, dan memberi informasi kepada pembaca
tentang hal-hal penggunaan payung terkait dengan adanya gaya hambat udara.
2
2. Metode
Tahapan penelitian mengikuti alur pengembangan menggunakan model ADDIE yaitu
analysis, design, development, implementation, dan evaluation[10]. Tahapan analysis meliputi
penentuan tujuan penelitian, penentuan bahan-bahan yang dibutuhkan, dan menganalisis
permasalahan yang dihadapi sehingga didapatkan produk. Tahapan design merupakan
tahapan untuk merancang produk berupa rancangan pembelajaran yang akan
dilaksanakandalam proses pembelajaran di sekolah. Pada tahapan development dilakukan
pembuatan rancangan pembelajaran. Tahapan implementation dilakukan pengujian
rancangan pembelajaran yang telah dibuat dengan cara menerapkan pembelajaran dengan
terjun langsung ke lapangan. Pada tahap ini peneliti meminta beberapa mahasiswa untuk
dijadikan sampel. Setelah dilakukan pengujian maka dilakukan tahapan evaluation untuk
memperbaiki segala kekurangan dari produk yang dihasilkan berupa rancangan pembelajaran
agar menjadi rancangan pembelajaran yang siap digunakan.
Rancangan alat yang dibuat dan diujikan terlihat pada Gambar 1.
payung
payung
katrol
katrol
Neraca pegas
Tiang penyangga
Tiang penyangga
Kamera 1
Kamera 2
(a)
(b)
Gambar 1. Rancangan alat yang telah dibuat digunakan untuk melakukan penelitian menentukan
koefisien hambatan udara pada paying. (a) sketsa alat; (b) alat nyata.
Uji coba dilakukan dengan memasang alat seperti pada Gambar 1. Pada bagian depan motor
dipasang dua buah kamera masing-masing untuk merekam speedometer motor dan neraca
pegas terlihat pada Gambar 2.
Kamera 1
Neraca pegas
Kamera 2
Gambar 2. Pemasangan kamera dan neraca pegas pada sepeda motor.
kemudian sepeda motor dikendarai oleh dua orang yang sampel dan bergerak lurus kemudian
berhenti. Ketika udara mendorong payung ke arah belakang motor, maka neraca pegas akan
3
tertarik karena terpasang tali penghubung dari payung ke neraca pegas dan tali tersebut
melewati empat buah katrol yang terpasang seperti pada Gambar 3.
Katrol 1
Kotak
dudukan
Katrol 2
Katrol 3
(a)
(b)
Gambar 3. Tempat pemasangan 4 buah katrol. (a) katrol 1, 2, dan 3; (b) katrol 3 tampak dari dalam
kotak dudukan.
Nilai gaya gesek udara dan kecepatan diperoleh dari rekaman video kedua kamera. Sebelum
motor bergerak maju, sampel memberi aba-aba yang nantinya digunakan sebagai titik acuan
pengeditan video saat menyamakan waktu. Video hasil uji coba kemudian diedit
menggunakan aplikasi Filmora. Melalui aplikasi ini, waktu dari kedua video disamakan
dengan cara memotong kedua video mulai pada titik acuan kemudian kedua video disatukan
seperti pada Gambar 5 dan dilihat nilai gaya gesek pada setiap kecepatan tertentu.
Gambar 5. Video digunakan untuk
memonitor gaya redaman setiap kecepatan
tertentu.
Gambar 4. Tampilan aplikasi filmora.
Hasilnya dicatat dalam tabel lalu digrafikkan dalam grafik f(v) menggunakan Microsoft
Excel. Gradien pada grafik tersebut menunjukan nilai koefisien redaman udara pada payung.
Adapun payung yang digunakan sebanyak empat buah dan memiliki ukuran diameter
berbeda-beda guna menunjukkan adanya pengaruh ukuran diameter payung terhadap nilai
4
koefisien redaman benda. Semakin besar luas penampang benda, semakin besar koefisien
redamannya[8].
3. Hasil dan Pembahasan
Tujuan dari alat yang dibuat adalah untuk mendapatkan nilai koefisien redaman udara
pada payung. Berdasarkan kenyataan, penyampaian materi pembelajaran tentang gerak
dibahas dengan mengabaikan hambatan udara, oleh sebab itu telah dirancang alat untuk
menunjukkan bahwa dalam kehidupan sehari-hari hambatan udara tidak dapat diabaikan
karena memiliki pengaruh pada gerak suatu benda. Metode penelitian dilakukan berdasarkan
tahapan alur pengembangan menggunakan model ADDIE sebagai berikut.
Analysis
Hasil percobaan untuk tiap jenis payung dengan masing-masing memiliki diameter 69
cm, 86 cm, 97 cm, dan 101 cm disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Data hasil percobaan nilai gaya hambat udara tiap kecepatan tertentu
Payung 1
(69 cm)
Data percobaan
Payung 2
Payung 3
(86 cm)
(97 cm)
A
B
A
B
A
B
A
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
2.5
0.7
1.0
1.7
2.2
3.8
3.1
3.4
5.0
2.2
1.7
2.6
2.8
5.2
4.2
3.8
7.5
2.3
2.2
2.8
3.0
5.5
5.3
4.5
10.0
2.5
2.5
3.1
3.9
6.0
6.4
5.8
12.5
2.6
3.0
3.5
4.3
6.8
6.5
7.0
15.0
3.3
4.0
4.3
5.0
7.4
7.0
7.6
17.5
4.2
4.0
4.8
5.5
9.5
7.7
8.4
kecepatan
(km/Jam)
Payung 4
(101 cm)
Masing-masing payung diujicobakan sebanyak dua kali yaitu A dan B kecuali percobaan
pada payung 4B tidak diperoleh hasil karena alat mengalami kerusakan yaitu patah pada
tiang penyangga ketika mengujicobakan payung dengan diameter 130 cm. Dari data yang
diperoleh pada Tabel 1 dan grafik f(v) pada Gambar 6 dapat terlihat bahwa semakin besar
kecepatan maka semakin besar pula gaya hambat udara yang bekerja pada payung yang
berarti nilai kecepatan sebanding dengan gaya hambat udara dan memenuhi persamaan (1).
Payung yang dikenai gaya hambat udara bergerak menuju belakang sepeda motor yang
berarti gaya hambat udara berlawanan arah dengan kecepatan benda[7].
Dari data pada Tabel 1 dilakukan penggrafikan dengan grafik f(v) dari masing-masing
percobaan menggunakan Microsoft Excel dan diperoleh hasil seperti pada Gambar 6.
5
1B
1A
y = 0.2057x + 0.5714
R² = 0.9726
5.0
5.0
y = 0.1857x + 0.6857
R² = 0.8751
4.0
f (N)
f (N)
4.0
3.0
2.0
3.0
2.0
1.0
1.0
0.0
0.0
0.0
5.0
10.0
15.0
0.0
20.0
v (Km/Jam)
5.0
10.0
(b)
2B
y = 0.1914x + 1.3429
R² = 0.9691
f (N)
f (N)
2A
0.0
5.0
10.0
15.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
y = 0.2229x + 1.5857
R² = 0.9889
0.0
20.0
5.0
v (Km/Jam)
10.0
3B
y = 0.3257x + 3.0571
R² = 0.9335
10.0
y = 0.2943x + 2.8
R² = 0.9486
8.0
6.0
f(N)
f(N)
20.0
(d)
3A
8.0
15.0
v (Km/jam)
(b)
10.0
20.0
v (Km/Jam)
(a)
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
15.0
4.0
2.0
6.0
4.0
2.0
0.0
0.0
0.0
5.0
10.0
15.0
0.0
20.0
v(Km/Jam)
5.0
10.0
v(Km/Jam)
(e)
(f)
6
15.0
20.0
4A
10.0
y = 0.3586x + 2.2
R² = 0.983
f (N)
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
v (Km/Jam)
(g)
Gambar 6. Grafik f(v) dari masing-masing percobaan. (a) percobaan 1 untuk diameter payung 69
cm; (b) percobaan 2 untuk diameter payung 69 cm; (c) percobaan 1 untuk diameter payung 86 cm;
(d) percobaan 2 untuk diameter payung 86 cm; (e) percobaan 1 untuk diameter payung 97 cm; (f)
percobaan 2 untuk diameter payung 97 cm; (g)percobaan 1 untuk diameter payung 101 cm.
Pada Gambar 6 untuk grafik f(v) 1A dan 1B menyatakan grafik percobaan pada payung 1A
dan 1B begitu juga untuk grafik selanjutnya. Persamaan (1) dapat difitting ke dalam
persamaan umum linear y=mx + c sebagai
(2)
f= kv + c
di mana k adalah suatu konstanta yang terlihat dari gradien grafik f(v) dan berdasarkan
persamaan (1) maka
fs=-bv
dengan bentuk lain
fs = bv+f0
(3)
berdasarkan persamaan (2) maka dapat diperoleh nilai gradien untuk setiap grafik f(v) pada
Gambar 5 dan nilai gradien tersebut dapat menunjukkan besarnya nilai koefisien hambatan
udara berdasarkan persamaan (3). Koefisien hambatan udara tersaji dalam Tabel 2. Dari
grafik pada Gambar 7 dapat dilihat bahwa semakin besar jari-jari payung, semakin besar nilai
koefisien hambatan udaranya[11].
Tabel 2. Nilai koefisien hambatan udara pada payung berdasarkan grafik f(v).
No
Diameter
Payung
(cm)
1
69
2
86
y = 0.1857x + 0.6857
Koefisien
hambatan udara
(Kg/Jam)
0.19
y = 0.2057x + 0.5714
0.21
y = 0.1914x + 1.3429
0.19
Persamaan
7
Koefisien hambatan
udara Rata-rata
(Kg/Jam)
0.20
0.21
3
97
Koefisien Hambatan Udara
(Kg/Jam)
4
101
y = 0.2229x + 1.5857
0.22
y = 0.3257x + 3.0571
0.33
y = 0.2943x + 2.8
0.29
y = 0.3586x + 2.2
0.36
0.31
0.36
0.40
y = 0.0003x2 - 0.0452x + 1.9011
R² = 0.9995
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
0
20
40
60
80
100
120
Diameter Payung (cm)
Gambar 7. Grafik koefisien hambatan udara rata-rata sebagai fungsi dari diameter payung.
Nilai koefisien hambatan udara menunjukkan karakteristik benda yang bergerak[12]. Dari
grafik pada Gambar 7 terlihat bahwa semakin besar diameter payung, semakin besar nilai
koefisien hambatan udaranya sehingga menggunakan payung saat mengendarai sepeda
motor sebaiknya jangan dilakukan karena pengendara sepeda motor dapat terjatuh akibat
terseret oleh payung yang mengalami gaya hambat udara. Jika ada pengendara yang terpaksa
menggunakan payung maka sebaiknya gunakan payung dengan diameter kecil atau melaju
dengan kecepatan rendah.
Dari hasil percobaan telah didapatkan bahwa ada kesesuaian antara teori dengan praktek
sehingga percobaan dalam penelitian ini dapat digunakan sebagai materi pembelajaran fisika
kontekstual di sekolah tentang gerak dengan memperhitungkan hambatan udara. Dikatakan
kontekstual karena percobaan yang dilakukan menunjukkan hasil yang nyata dan tidak lagi
sesuai dengan konsep idealis yang biasanya diajarkan di sekolah. Dalam pembelajaran fisika
tentang gerak sebaiknya pengaruh hambatan udara tidak lagi diabaikan karena dilihat dari
keadaan yang sebenarnya, melalui percobaan ini telah didapatkan bukti bahwa gaya hambat
udara memiliki pengaruh terhadap gerak suatu benda. Percobaan ini dapat diterapkan dalam
pembelajaran karena alat dan bahan yang dibutuhkan untuk melakukan percobaan sudah
tersedia dan mudah didapatkan.
Design
Percobaan dapat diterapkan untuk bahan pembelajaran di sekolah tentang faktor-faktor
yang mempengaruhi gaya hambat udara. Rancangan pembelajaran dibuat dengan alokasi
waktu 2 kali tatap muka. Waktu yang dibutuhkan untuk uji coba satu jenis payung sebanyak
20 menit sedangkan total payung yang diujicobakan sebanyak empat buah sehingga total
waktu yang dibutuhkan untuk melakukan percobaan 4 x 20 menit. Dari perkiraan alokasi
waktu tersebut maka rancangan pembelajaran dibuat dengan alokasi waktu 2 kali pertemuan.
8
Pertemuan pertama selama 135 menit digunakan untuk percobaan kemudian pertemuan
kedua selama 90 menit digunakan untuk pembahasan hasil percobaan. Alat dan bahan yang
dibutuhkan dalam percobaan yaitu sepeda motor, 4 buah payung dengan diameter berbedabeda, satu set alat yang digunakan utuk menentukan koefisien habatan udara, dan laptop.
Development
Rancangan ini berupa scenario pembelajaran. Skenario pembelajaran dibuat rinci dengan
menyajikan hal-hal apa yang ditulis maupun diucapkan pengajar[17].
Tabel 3. Rancangan pembelajaran berbasis kontekstual tentang payung dan koefisien
hambatan udaranya
Kegiatan
Pertemuan 1
Langkahlangkah
Pembelajaran
Pendahul
uan
Kegiatan
Inti
Menunjuka
n faktorfaktor yang
mempenga
ruhi gaya
hambat
udara pada
penggunaa
n payung.
Mengamati
Menanya
Mencoba
Deskripsi Kegiatan
Alokasi
waktu
1.
2.
2 Menit
Peserta didik disapa.
Siswa diinformasikan tujuan pembelajaran: menunjukkan
faktor-faktor yang mempengaruhi gaya hambat udara pada
penggunaan payung.
Guru menunjukan sebuah video tentang kecelakaan akibat payung
terbang.
1. Mengapa payung bisa terbang ketika terkena angin kencang?
(karena ada gaya hambat udara yang bekerja pada payung).
2. Apa faktor-faktor yang mempengaruhi gaya hambat udara pada
penggunaan payung?
Guru mengajak peserta didik untuk melakukan percobaan di
lapangan terbuka (percobaan dilakukan dengan bantuan guru)
Percobaan:
1. Alat telah dirangkai terlebih dahulu oleh guru untuk
menghemat waktu pelajaran.
2. Guru memperlihatkan dan memperkenalkan alat yang
digunakan untuk percobaan.
3. Guru menjelaskan cara kerja alat dan memberi pengarahan
tentang cara melakukan percobaan.
4. Guru membagi siswa kedalam 3 kelompok dengan masingmasing kelompok diwakili dua siswa yang diminta untuk
melakukan percobaan. Masing-masing kelompok melakukan
percobaan untuk satu jenis payung
5. Diperoleh data percobaan berupa video rekaman neraca
pegas dan speedometer sepeda motor kemudian guru
menjelaskan cara pengeditan video menggunakan aplikasi
filmora.
6. Masing-masing kelompok diberi tugas untuk mengamati gaya
tiap interval kecepatan tertentu pada video percobaan
(interval kecepatan konstan) kemudian hasil pengamatan
dimasukan kedalam tabel lalu digrafikkan dengan grafik f(v)
dan dicari gradien dari persamaan grafiknya.
kecepatan
(km/Jam)
Payung 1
(69 cm)
Payung 2
(86 cm)
A
B
A
B
A
B
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
2.5
9
Payung 3
(97 cm)
5 Menit
2 Menit
126 Menit
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
7.
8.
Guru menjelaskan bagaimana membuat tabel dan
menggrafikkannya dalam grafik f(v) serta cara
mendapatkan nilai gradien dari masing-masing
persamaan.
Nilai gradien dari masing-masing persamaan ditabelkan
berdasarkan kemudian nilai gradien dirata-rata
berdasarkan diameter payungnya lalu digrafikkan
kedalam grafik koefisien hambatan udara rata-rata
sebagai fungsi dari diameter payung (nilai gradien
merupakan nilai koefisien hambatan udara).
Diameter
Payung (cm)
No
1
Persamaan
Gradien ratarata
Gradien
69
2
86
3
97
9.
Siswa diberi kesempatan untuk bertanya tentang hal-hal
yang belum jelas.
10. Tugas kelompok dikerjakan di rumah kecuali pada bagian
menggrafikan koefisien hambatan udara rata-rata sebagai
fungsi dari diameter payung.
Pertanyaan menggiring mengamati:
1. Berapa gaya hambat udara tiap kecepatan tertentu?
2. Bagaimana grafik f(v) dari data yang diperoleh?
3. Berapa gradien dari masing-masing persamaan grafik f(v)?
4. Berapa gradien rata-rata berdasarkan diameter payung?
Pertemuan 2
Hasil Pengamatan:
Masing-masing
perwakilan
kelompok
ditugaskan
untuk
mempresentasikan hasil percobaan di depan kelas kemudian guru
membahas hasil percobaan dari semua kelompok.
1. Tabel nilai gaya pada tiap kecepatan tertentu
Payung 1
(69 cm)
Payung 2
(86 cm)
A
B
A
B
A
B
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
2.5
0.7
1.0
1.7
2.2
3.8
3.1
5.0
2.2
1.7
2.6
2.8
5.2
4.2
kecepatan
(km/Jam)
10
Payung 3
(97 cm)
35 menit
1.
7.5
2.3
2.2
2.8
3.0
5.5
5.3
10.0
2.5
2.5
3.1
3.9
6.0
6.4
12.5
2.6
3.0
3.5
4.3
6.8
6.5
15.0
3.3
4.0
4.3
5.0
7.4
7.0
17.5
4.2
4.0
4.8
5.5
9.5
7.7
Grafik f(v)
1A
5.0
y = 0.1824x + 0.7107
R² = 0.9096
f(N)
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
v(Km/Jam)
2.
No
1
2
3
Tabel gradien dari grafik f(v) berdasarkan diameter
payung
Diameter
Payung (cm)
69
86
97
Persamaan
Gradien
y = 0.1824x + 0.7107
0.18
y = 0.2329x + 0.3679
0.23
y = 0.2424x + 0.9607
0.24
y = 0.2614x + 1.2964
0.23
y = 0.3257x + 3.0571
0.33
y = 0.2943x + 2.8
0.29
Gradien
rata-rata
0.21
0.23
0.31
Info: Nilai gradien dari grafik f(v) merupakan nilai koefisien
hambat udara. Koefisien hambatan udara menunjukkan
karakteristik benda. Dalam hal ini, menunjukkan bahwa payung
memiliki karakteristik yang berbeda yaitu diameternya berbeda.
Grafik f (v) menunjukkan grafik linear sehingga berlaku persamaan
umum linear y=mx+c. Persamaan y=mx+c dapat difitting sebagai:
f= kv + c
(1)
dimana k adalah suatu konstanta yang terlihat dari gradien grafik
f(v) dan berdasarkan persamaan (1) maka
f= kv + c
dengan bentuk lain
fs = bv+f0
Fs = − b v
Keterangan:
Fs = gaya hambat udara (Newton)
b = koefisien redaman (Kg/s)
v = kecepatan (m/s)
Nilai minus (-) menandakan bahwa gaya berlawanan arah dengan
11
kecepatan. Ketika motor melaju ke depan maka payung bergerak
dengan arah menuju ke belakang motor.
Pertanyaan menggiring menyimpulkan:
1. Bagaimana hubungan antara kecepatan dengan gaya hambat
udara?
2. Bagaimana grafik hubungan antara koefisien hambat udara
rata-rata dengan diameter payung?
3. Bagaimana hubungan antara koefisien hambat udara dengan
diameter payung?
4. Apa faktor-faktor yang mempengaruhi gaya hambat udara
pada penggunaan payung?
5. Mengapa payung bisa terbang ketika terkena angin kencang?
Kesimpulan:
1. Semakin besar kecepatan, semakin besar gaya redaman
udaranya dan secara matematis dapat ditulis
𝑣~𝑓
2. Grafik gradien rata-rata sebagai fungsi dari diameter payung
Koefisien Hambatan Udara
(Kg/Jam)
Menalar
15 Menit
0.40
0.30
0.20
y = 0.0003x2 - 0.0452x + 1.9011
R² = 0.9995
0.10
0.00
0
50
100
150
Diameter Payung (cm)
3.
Mengomunikas
ikan
Semakin besar diameter payung, semakin besar koefisien
hambatan udara.
4. Faktor-faktor yang mempengaruhi gaya hambat udara pada
penggunaan payung adalah kecepatan (v) dan koefisien
hambatan udara. Koefisien hambatan udara menunjukkan
karakteristik payung, dalam hal ini menunjukan diameter
payung.
5. Karena ada gaya hambat udara yang bekerja pada payung.
Perwakilan siswa ditugaskan untuk menjelaskan kembali apa
faktor-faktor yang mempengaruhi gaya hambat udara pada
penggunaan payung.
5 Menit
Implementation
Telah dilakukan pengujian Rancangan Percobaan dengan cara penerapan langsung
dilapangan. Pada tahapan ini, peneliti bertindak sebagai seorang guru dan sampel bertindak
sebagai siswa. Guru kemudian memulai proses belajar mengajar sesuai dengan urutan
pembelajaran yang sudah dirancang. Berikut ini merupakan hasil dokumentasi dari tahapan
implementasi.
12
(a)
(b)
Gambar 8. Proses implementasi dari Rancangan Pembelajaran. (a) guru memberikan petunjuk
praktikum; (b) siswa melakukan pengolahan data.
Evaluation
Evaluasi dilakukan untuk setiap bagian dari rancangan pembelajaran. Telah dilakukan
wawancara secara lisan kepada sampel tentang apa komentar-komentar atau berbaikan pada
rancangan pembelajaran yang sudah diterapkan. Semua sampel mengatakan bahwa secara
keseluruhan, pembelajaran menarik karena dilakukan dengan cara uji coba lapangan atau
praktikum sehingga tidak membosankan. Alur pembelajaran sudah tersusun secara urut
sehingga mudah diikuti dan dipermudah lagi oleh pertanyaan-pertanyaan penggiring yang
singkat dan jelas sehingga mudah dipahami. Sampel bisa menarik kesimpulan dengan tepat
karena sudah terlihat jelas jawabannya dari hasil pengamatan. Hal ini berarti rancangan
pembelajaran dapat digunakan.
4. Simpulan dan Saran
Hasil dari percobaan telah memenuhi persamaan Fs = − b v sehingga percobaan pada
penelitian ini layak digunakan sebagai contoh untuk pembelajaran fisika kontekstual tentang
gerak dengan memperhitungkan gaya hambat udara. Rancangan Pembelajaran yang telah
diujicobakan dapat dikatakan layak digunakan sebagai contoh pembelajaran fisika
kontekstual tentang payung dan koefisien hambatan udaranya karena telah mencapai
indikator pembelajaran. Pada kenyataannya hambatan udara sangat berpengaruh terhadap
gerak suatu benda sehingga untuk mendapat hasil yang teliti pada persoalan gerak sebaiknya
hambatan udara tidak diabaikan. Bentuk payung memiliki pengaruh terhadap nilai koefisien
hambatan udaranya, semakin besar diameter payung, semakin besar nilai koefisien redaman
udaranya sehingga bagi masyarakat tidak disarankan untuk menggunakan payung saat
mengendarai sepeda motor karena dapat membahayakan.
Ucapan Terima Kasih
Terimakasih saya ucapkan kepada Pusat Studi Pendidikan Sains, Teknologi, dan Matematika
(e-SisTeM) UKSW Salatiga karena telah memberikan dana dalam penelitiaan ini.
13
Daftar Pustaka
[1] Hallday, D dan Resnick, R. 1998. FISIKA Jilid 1 Edisi ketiga. Jakarta: Erlangga.
[2] Sears, F.W.1962. Mekanika, Panas, dan Bunyi. Bandung: Binacipta.
[3] Utomo, T.S., & Igbal, M. 2012. Analisa Aerodinamika Pada Sepeda Dengan Formasi
Beriringan Dengan Variasi Kecepatan dan Jarak Antar Sepeda Menggunakan CFD
Fluent 6.3. Universitas Diponegoro. ROTASI – Vol. 14, No. 4, Oktober 2012: 28−37
[4] Widodo, C. E. 2006. Perhitungan Kecepatan Terminal Obyek Jatuh di Udara.
Universitas Diponegoro. Berkala Fisika ISSN: 1410 – 9662. Vol. 9, No.4, Oktober 2006,
hal 221-224
[5] Safizal. “Warga Meranti Diimbau Tak Gunakan Payung di Sepeda Motor, Ini
Bahayanya”. https://www.goriau.com/berita/umum/warga-meranti-diimbau-tak-gunakanpayung-di-sepeda-motor-ini-bahayanya.html. Diakases pada tanggal 21 Februari 2017
jam 13.58 WIB
[6] Odihost. “Payung Motor Jojokie”. https://www.youtube.com/watch?v=1oEo-nMTb6E.
Diakses pada tanggal 21 Februari 2017 jam 13.49 WIB.
[7] Oey, L.S. 2016. Redaman Pada Sistem Osilasi Pegas-benda Dengan Massa Yang
Berkurang Secara Kontinyu. Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma
[8] Sriraharjo, A.B. 2014. Pengaruh Luas Permukaan Terhadap Redaman Pada sistim
Massa Pegas. Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVIII HFI Jateng & DIY, Yogyakarta, 26
April 2014. ISSN : 0853-0823
[9] Symon, Keith. 1978. Mechanics Third Edition. University Of Wisconsin.
[10] Anisa, Y.A. 2012. Pengembangan Multi Pembelajaran. Bandung: UPI.
[11] Limiansih, K., & Santoso, I.E. 2013. Redaman Pada Pendulum Sederhana. Universitas
Sanata Dharma, Yogyakarta. Jurnal Fisika Indonesia No: 51, Vol XVII, Edisi Desember
2013. ISSN : 1410-2994
[12] Sari, S.R. 2013. Simulasi Gerak Peluru Yang Dipengaruhi Gaya Hambat Udara
Beserta Analisisnya Dengan Menggunakan Bahasa Pemograman Delphi 7.0.
Universitas Negeri Surabaya. Jurnal Fisika. Vol 02 No 01 Tahun 2013, 01 – 05
[13] Nurgiyantoro, B. 2004. Penilaian Pembelajaran Sastra Berbasis Kompetensi.
Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta. DIKSI Vol. 11, No. 1, Januari 2004.
[14] Blognya Guru Fisika Muda. 2011. Gerak jatuh bebas + gesekan udara.
[15] Endang, W. 2008. Kualitas Lembar Kerja Siswa.Yogyakarta: UNY.
[16] Retnosari, G. 2009. Pengembangan LKS Berbasis Inkuiri Terbimbing Pada Materi
Suhu dan Perubahannya. Lampung: FKIP Unila.
[17] Kristiyanto, W.H. 2010. Implementasi Active Learning melalui Disain RPP dan Uji Coba
Keberhasilannya pada Perkuliahan Mekanika. Prosiding Seminar Nasional Pembelajaran
Aktif. Untuk Perguruan Tinggi (ALFHE). Jakarta: Kementerian Pendidikan Tinggi.
14
LAMPIRAN
15
Gambar 1. Sertifikat seminar
16
Gambar 2. Foto bersama pembicara utama
Gambar 3. Foto saat seminar kelas paralel
17
HAMBATAN UDARANYA
Oleh :
Akadius Gian
NIM : 192012004
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Matematika
guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk memperoleh gelar
Sarjana Pendidikan
Program Studi Pendidikan Fisika
FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
2017
i
ii
iii
iv
MOTTO
Belajar filter apa yang akan dipikirkan sebagai beban,
karena kita tidak bisa memenuhi tuntutan setiap orang.
Belajar membuat pilihan dan mengambil keputusan. Saran
orang perlu dipertimbangkan, tetapi ingat hidup kamu
yang jalan. Jangan mengambil keputusan hanya untuk
menyenangkan orang lain!!!
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya, penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Kajian Fisika Kontekstual: Payung dan Koefisien Hambatan
Udaranya”
Penyusunan laporan penelitian ini berguna untuk memenuhi salah satu syarat tugas akhir dalam
menyelesaikan studi fisika dan mendapatkan gelar Sarjana Sains di Universitas Kristen Satya Wacana.
Adapun berbagai pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini, baik secara
langsung dan tidak langsung. Maka, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak
yang turut membantu yaitu :
1. Tuhan Yang Esa yang telah memberikan ridho-Nya sehingga saya diberikan kelancaran dalam
menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.
2. Keluarga tercinta yang senantiasa mendukung baik secara moral,materiil, serta mendoakan dan
membimbing.
3. Bapak Nur Aji Wibowo Selaku wali studi angkatan 2012.
4. Bapak Dr. Wahyu Kristiyaanto, S.Pd., M.Pd. selaku pembimbing utama yang telah membantu
baik secara moral dan finansial dan Ibu Debora Natalia Sudjito S.Pd., M. Ps. Ed selaku
pembimbing pendamping.
5. Laboran-laboran progdi fisika (mas Tri dan mas Sigit) yang senantiasa membantu menyediakan
waktu serta peralatan selama penelitian.
6. Bapak Tri Wahyudi pemilik sebuah mebel yang telah membantu dalam pembuatan alat.
7. Teman-teman yang telah membatu untuk uji coba alat mandiri pada penelitian ini (Rio, Yohanes,
dan Lukas).
8. Teman-teman saya (Johans, Reka, Billy, Aswab, Kristya, dan Sri) yang telah meluangkan waktu
untuk dijadikan sampel pada penelitian ini
9. Secara khusus, Risha yang telah menjadi translator dalam penulisan abstrak.
10. Teman-teman Fisika dan Pendidikan Fisika 2012 yang menjadi teman seperjuangan selama
kuliah, tempat bercanda tawa yang telah mendukung dan selalu siap siaga menjadi sampel uji
coba proyek penelitian
11. Seluruh pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Harapannya, laporan penelitian tugas akhir ini dapat bermanfaat di masa mendatang bagi
pembaca. Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini memiliki banyak kekurangan.
Sebab itu, penulis membutuhkan masukan berupa saran dan kritik yang bersifat membangun dari
berbagai pihak ke arah yang lebih baik.
Salatiga, 29 Juni 2017
Penulis,
Akadius Gian
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
i
LEMBAR PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT
ii
LEMBAR PERSETUJUAN AKSES
iii
LEMBAR PENGESAHAN
iv
MOTTO
v
KATA PENGANTAR
vi
DAFTAR ISI
vii
JURNAL
1
LAMPIRAN
15
SERTIFIKAT SEMINAR SEBAGAI PEMAKALAH
DOKUMENTASI SEMINAR
vii
Kajian Fisika Kontekstual: Payung dan Koefisien Hambatan
Udaranya
Akadius Gian1, Wahyu Hari Kristiyanto1,2,*, Debora Natalia Sudjito1
Program Studi Pendidikan Fisika
2
Pusat Studi Pendidikan Sains, Teknologi, dan Matematika (e-SisTeM)
Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana
Jalan Diponegoro No. 52-60, Salatiga, 50711, Jawa Tengah, Indonesia
Email: *[email protected]
1
Abstrak. Hal yang urgent dalam pembelajaran fisika kontekstual adalah menggeser pendekatan
ideal menjadi pendekatan riil. Penyampaian materi pembelajaran mekanika di sekolah tingkat SMP
atau SMA serta buku-buku fisika biasanya materi gerak dibahas berdasarkan konsep idealisasi
yaitu hambatan udara diabaikan sehingga cenderung tidak kontekstual. Tujuan penelitian ini
adalah mengkaji fisika kontekstual dengan fokus payung dan koefisien hambatan udaranya.
Produk akhir dari penelitian ini berupa rancangan pembelajaran yang dapat digunakan sebagai
contoh pembelajaran kontekstual di sekolah terkait dengan hambatan udara. Penelitian dilakukan
pada pengukuran koefisien hambatan udara terhadap 4 buah payung yang memiliki luasan berbeda
dengan menggunakan sepeda motor sebagai penggerak payung. Speedometer sepeda motor untuk
menunjukkan nilai kecepatan payung, dan neraca pegas yang dipasang pada sepeda motor untuk
menunjukkan nilai gaya hambat udara pada payung. Nilai gaya hambat udara setiap kecepatan
tertentu didapatkan melalui video rekaman speedometer dan neraca pegas selanjutnya diperoleh
data yang disajikan dalam grafik f(v) dan difitting ke dalam persamaan linear. Gradien dari grafik
f(v) yang merupakan nilai koefisien hambatan udara b pada payung didapatkan memenuhi
persamaan Fs = − b v sehingga percobaan pada penelitian ini layak digunakan sebagai contoh
untuk pembelajaran fisika kontekstual tentang gerak dengan memperhitungkan gaya hambat udara.
Koefisien hambatan udara b didapatkan berbanding linear dengan luas penampang payung A.
Rancangan pembelajaran untuk digunakan sebagai contoh pembelajaran kontekstual di sekolah
terkait hambatan udara telah dapat diujicoba terbatas dan layak untuk digunakan.
Kata kunci: fisika kontekstual, payung, koefisien hambatan udara.
Abstract. The urgent thing in contextual physics learning was to shift the ideal approach to a
realistic approach. In the process of submission and discussion in physics books of mechanics
topic in junior or senior high school, particularly in this study was the learning of motion concept,
are usually discussed by the concept of idealization that nullifies the air barriers so that it tends to
be not contextual. The purpose of this study was to examine the contextual physics with the main
focus on the umbrella and its coefficient of air resistance. The final result of this research was a
learning design related to air resistance that can be used as an example of contextual learning in
schools. The research was conducted by measuring the coefficient of air resistance of 4 umbrellas
which have a different area that mounted on a moving motorcycle with a spring balance. The
motorcycle speedometer shows the umbrella speed, whether the spring’s balance shown the
magnitude of air drag force on the umbrella. The magnitude of air drag force at any given speed
was obtained through video recording on speedometer and spring balance that showed in graph
f(v) and fitted into linear equations. The gradient of the graph was the value of the air resistance
coefficient (b) on the umbrella. The obtained coefficient was used to solve the equation Fs = - b v
so that the experiment in this study can be used as a proper example for contextual physics
learning about the motion that taking into account the air drag force. The result shows that air
resistance coefficient b was linearly proportional to the area of the umbrella cross section A. The
learning design was qualitatively tested and can be used as a proper example of contextual learning
in schools related to air barriers.
Keywords: contextual physics, umbrella, air resistance coefficient.
1
1. Pendahuluan
Penyampaian materi pembelajaran mekanika khususnya materi gerak di tingkat SMP atau
SMA serta buku-buku fisika biasanya dibahas berdasarkan konsep idealisasi yaitu hambatan
udara diabaikan[1],[2]. Namun pada kenyataannya hambatan udara sangat berpengaruh
terhadap gerak suatu benda, sehingga untuk mendapatkan hasil yang teliti, pengaruh
hambatan udara ini perlu diperhitungkan[3],[4]. Konsep idealisasi terkadang merupakan konsep
yang tidak kontekstual dalam realitanya. Sebagai salah satu contoh, ketika menggunakan
payung saat berjalan atau naik sepeda motor, sangat terasa adanya hambatan udara.
Penggunaan payung saat mengendarai sepeda motor bisa membahayakan jika pengendara
melaju dengan kecepatan tinggi[5]. Namun masih ada pengendara sepeda motor yang masih
melakukannya, bahkan sampai ada penjualan payung motor[6]. Payung motor merupakan
payung yang dirancang khusus untuk dipasang pada sepeda motor dan berfungsi untuk
menghindari hujan dan terik matahari dan meningkatkan kenyamanan bagi pengendara
sepeda motor. Jika pengendara melaju dengan kecepatan tinggi maka payung akan menerima
gaya hambat udara yang sangat besar sehingga mempengaruhi keseimbangan sepeda motor
yang berujung pada kecelakaan.
Payung yang digunakan sebagai salah satu contoh media untuk memperlihatkan adanya
hambatan udara merupakan konteks yang dekat dengan siswa karena hambatan udara mudah
dirasakan melalui payung. Adanya hambatan udara ditunjukkan ketika pengguna merasa
terseret oleh payung saat angin kencang mengenai payung. Hal ini disebabkan oleh gaya
hambat udara akibat adanya gesekan udara. Arah gaya hambat udara selalu berlawanan
dengan arah kecepatan benda[7]. Selain itu, payung sangat mudah didapatkan dan bentuknya
sudah bervariasi sehingga tidak perlu lagi untuk membuat model atau bentuk sendiri. Bentuk
payung yang bervariasi digunakan untuk menunjukkan adanya hubungan antara karakteristik
benda dengan koefisien redaman. Semakin besar luas penampang lempeng, semakin besar
koefisien redaman udaranya[8].
Pada penelitian ini, besar gaya hambat udara yang bekerja pada payung ditunjukkan oleh
neraca pegas, sedangkan besar kecepatan ditunjukkan oleh speedometer motor. Nilai
kecepatan dan gaya hambat udara dibutuhkan untuk memenuhi persamaan[9].
Fs = − b v
(1)
Berdasarkan latar belakang tersebut, topik ini penting diteliti untuk menghasilkan materi
ajar yang berbasis pembelajaran kontekstual untuk siswa. Pembelajaran yang kontekstual
akan membantu siswa dalam mengaitkan pengetahuan teoritis terhadap penerapannya dalam
kehidupan nyata. Selain itu, topik ini penting untuk memberi informasi kepada pembaca
tentang hal-hal penggunaan payung terkait dengan adanya gaya hambat udara. Penelitian ini
merupakan bagian dari payung penelitian besar yang bertema fisika kontekstual. Contoh
beberapa subtopik yang akan dikerjakan lainnya adalah Gitar Elektrik dan Sifat
Kemagnetannya serta Gelembung Air dan Geraknya. Muara dari penelitian ini adalah
disusunnya buku fisika kontekstual.
Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan materi ajar yang berbasis pembelajaran
kontekstual tentang payung dan koefisien hambatan udaranya, studi pengaruh bentuk payung
terhadap besarnya koefisien redaman payung, dan memberi informasi kepada pembaca
tentang hal-hal penggunaan payung terkait dengan adanya gaya hambat udara.
2
2. Metode
Tahapan penelitian mengikuti alur pengembangan menggunakan model ADDIE yaitu
analysis, design, development, implementation, dan evaluation[10]. Tahapan analysis meliputi
penentuan tujuan penelitian, penentuan bahan-bahan yang dibutuhkan, dan menganalisis
permasalahan yang dihadapi sehingga didapatkan produk. Tahapan design merupakan
tahapan untuk merancang produk berupa rancangan pembelajaran yang akan
dilaksanakandalam proses pembelajaran di sekolah. Pada tahapan development dilakukan
pembuatan rancangan pembelajaran. Tahapan implementation dilakukan pengujian
rancangan pembelajaran yang telah dibuat dengan cara menerapkan pembelajaran dengan
terjun langsung ke lapangan. Pada tahap ini peneliti meminta beberapa mahasiswa untuk
dijadikan sampel. Setelah dilakukan pengujian maka dilakukan tahapan evaluation untuk
memperbaiki segala kekurangan dari produk yang dihasilkan berupa rancangan pembelajaran
agar menjadi rancangan pembelajaran yang siap digunakan.
Rancangan alat yang dibuat dan diujikan terlihat pada Gambar 1.
payung
payung
katrol
katrol
Neraca pegas
Tiang penyangga
Tiang penyangga
Kamera 1
Kamera 2
(a)
(b)
Gambar 1. Rancangan alat yang telah dibuat digunakan untuk melakukan penelitian menentukan
koefisien hambatan udara pada paying. (a) sketsa alat; (b) alat nyata.
Uji coba dilakukan dengan memasang alat seperti pada Gambar 1. Pada bagian depan motor
dipasang dua buah kamera masing-masing untuk merekam speedometer motor dan neraca
pegas terlihat pada Gambar 2.
Kamera 1
Neraca pegas
Kamera 2
Gambar 2. Pemasangan kamera dan neraca pegas pada sepeda motor.
kemudian sepeda motor dikendarai oleh dua orang yang sampel dan bergerak lurus kemudian
berhenti. Ketika udara mendorong payung ke arah belakang motor, maka neraca pegas akan
3
tertarik karena terpasang tali penghubung dari payung ke neraca pegas dan tali tersebut
melewati empat buah katrol yang terpasang seperti pada Gambar 3.
Katrol 1
Kotak
dudukan
Katrol 2
Katrol 3
(a)
(b)
Gambar 3. Tempat pemasangan 4 buah katrol. (a) katrol 1, 2, dan 3; (b) katrol 3 tampak dari dalam
kotak dudukan.
Nilai gaya gesek udara dan kecepatan diperoleh dari rekaman video kedua kamera. Sebelum
motor bergerak maju, sampel memberi aba-aba yang nantinya digunakan sebagai titik acuan
pengeditan video saat menyamakan waktu. Video hasil uji coba kemudian diedit
menggunakan aplikasi Filmora. Melalui aplikasi ini, waktu dari kedua video disamakan
dengan cara memotong kedua video mulai pada titik acuan kemudian kedua video disatukan
seperti pada Gambar 5 dan dilihat nilai gaya gesek pada setiap kecepatan tertentu.
Gambar 5. Video digunakan untuk
memonitor gaya redaman setiap kecepatan
tertentu.
Gambar 4. Tampilan aplikasi filmora.
Hasilnya dicatat dalam tabel lalu digrafikkan dalam grafik f(v) menggunakan Microsoft
Excel. Gradien pada grafik tersebut menunjukan nilai koefisien redaman udara pada payung.
Adapun payung yang digunakan sebanyak empat buah dan memiliki ukuran diameter
berbeda-beda guna menunjukkan adanya pengaruh ukuran diameter payung terhadap nilai
4
koefisien redaman benda. Semakin besar luas penampang benda, semakin besar koefisien
redamannya[8].
3. Hasil dan Pembahasan
Tujuan dari alat yang dibuat adalah untuk mendapatkan nilai koefisien redaman udara
pada payung. Berdasarkan kenyataan, penyampaian materi pembelajaran tentang gerak
dibahas dengan mengabaikan hambatan udara, oleh sebab itu telah dirancang alat untuk
menunjukkan bahwa dalam kehidupan sehari-hari hambatan udara tidak dapat diabaikan
karena memiliki pengaruh pada gerak suatu benda. Metode penelitian dilakukan berdasarkan
tahapan alur pengembangan menggunakan model ADDIE sebagai berikut.
Analysis
Hasil percobaan untuk tiap jenis payung dengan masing-masing memiliki diameter 69
cm, 86 cm, 97 cm, dan 101 cm disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Data hasil percobaan nilai gaya hambat udara tiap kecepatan tertentu
Payung 1
(69 cm)
Data percobaan
Payung 2
Payung 3
(86 cm)
(97 cm)
A
B
A
B
A
B
A
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
2.5
0.7
1.0
1.7
2.2
3.8
3.1
3.4
5.0
2.2
1.7
2.6
2.8
5.2
4.2
3.8
7.5
2.3
2.2
2.8
3.0
5.5
5.3
4.5
10.0
2.5
2.5
3.1
3.9
6.0
6.4
5.8
12.5
2.6
3.0
3.5
4.3
6.8
6.5
7.0
15.0
3.3
4.0
4.3
5.0
7.4
7.0
7.6
17.5
4.2
4.0
4.8
5.5
9.5
7.7
8.4
kecepatan
(km/Jam)
Payung 4
(101 cm)
Masing-masing payung diujicobakan sebanyak dua kali yaitu A dan B kecuali percobaan
pada payung 4B tidak diperoleh hasil karena alat mengalami kerusakan yaitu patah pada
tiang penyangga ketika mengujicobakan payung dengan diameter 130 cm. Dari data yang
diperoleh pada Tabel 1 dan grafik f(v) pada Gambar 6 dapat terlihat bahwa semakin besar
kecepatan maka semakin besar pula gaya hambat udara yang bekerja pada payung yang
berarti nilai kecepatan sebanding dengan gaya hambat udara dan memenuhi persamaan (1).
Payung yang dikenai gaya hambat udara bergerak menuju belakang sepeda motor yang
berarti gaya hambat udara berlawanan arah dengan kecepatan benda[7].
Dari data pada Tabel 1 dilakukan penggrafikan dengan grafik f(v) dari masing-masing
percobaan menggunakan Microsoft Excel dan diperoleh hasil seperti pada Gambar 6.
5
1B
1A
y = 0.2057x + 0.5714
R² = 0.9726
5.0
5.0
y = 0.1857x + 0.6857
R² = 0.8751
4.0
f (N)
f (N)
4.0
3.0
2.0
3.0
2.0
1.0
1.0
0.0
0.0
0.0
5.0
10.0
15.0
0.0
20.0
v (Km/Jam)
5.0
10.0
(b)
2B
y = 0.1914x + 1.3429
R² = 0.9691
f (N)
f (N)
2A
0.0
5.0
10.0
15.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
y = 0.2229x + 1.5857
R² = 0.9889
0.0
20.0
5.0
v (Km/Jam)
10.0
3B
y = 0.3257x + 3.0571
R² = 0.9335
10.0
y = 0.2943x + 2.8
R² = 0.9486
8.0
6.0
f(N)
f(N)
20.0
(d)
3A
8.0
15.0
v (Km/jam)
(b)
10.0
20.0
v (Km/Jam)
(a)
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
15.0
4.0
2.0
6.0
4.0
2.0
0.0
0.0
0.0
5.0
10.0
15.0
0.0
20.0
v(Km/Jam)
5.0
10.0
v(Km/Jam)
(e)
(f)
6
15.0
20.0
4A
10.0
y = 0.3586x + 2.2
R² = 0.983
f (N)
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
v (Km/Jam)
(g)
Gambar 6. Grafik f(v) dari masing-masing percobaan. (a) percobaan 1 untuk diameter payung 69
cm; (b) percobaan 2 untuk diameter payung 69 cm; (c) percobaan 1 untuk diameter payung 86 cm;
(d) percobaan 2 untuk diameter payung 86 cm; (e) percobaan 1 untuk diameter payung 97 cm; (f)
percobaan 2 untuk diameter payung 97 cm; (g)percobaan 1 untuk diameter payung 101 cm.
Pada Gambar 6 untuk grafik f(v) 1A dan 1B menyatakan grafik percobaan pada payung 1A
dan 1B begitu juga untuk grafik selanjutnya. Persamaan (1) dapat difitting ke dalam
persamaan umum linear y=mx + c sebagai
(2)
f= kv + c
di mana k adalah suatu konstanta yang terlihat dari gradien grafik f(v) dan berdasarkan
persamaan (1) maka
fs=-bv
dengan bentuk lain
fs = bv+f0
(3)
berdasarkan persamaan (2) maka dapat diperoleh nilai gradien untuk setiap grafik f(v) pada
Gambar 5 dan nilai gradien tersebut dapat menunjukkan besarnya nilai koefisien hambatan
udara berdasarkan persamaan (3). Koefisien hambatan udara tersaji dalam Tabel 2. Dari
grafik pada Gambar 7 dapat dilihat bahwa semakin besar jari-jari payung, semakin besar nilai
koefisien hambatan udaranya[11].
Tabel 2. Nilai koefisien hambatan udara pada payung berdasarkan grafik f(v).
No
Diameter
Payung
(cm)
1
69
2
86
y = 0.1857x + 0.6857
Koefisien
hambatan udara
(Kg/Jam)
0.19
y = 0.2057x + 0.5714
0.21
y = 0.1914x + 1.3429
0.19
Persamaan
7
Koefisien hambatan
udara Rata-rata
(Kg/Jam)
0.20
0.21
3
97
Koefisien Hambatan Udara
(Kg/Jam)
4
101
y = 0.2229x + 1.5857
0.22
y = 0.3257x + 3.0571
0.33
y = 0.2943x + 2.8
0.29
y = 0.3586x + 2.2
0.36
0.31
0.36
0.40
y = 0.0003x2 - 0.0452x + 1.9011
R² = 0.9995
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
0
20
40
60
80
100
120
Diameter Payung (cm)
Gambar 7. Grafik koefisien hambatan udara rata-rata sebagai fungsi dari diameter payung.
Nilai koefisien hambatan udara menunjukkan karakteristik benda yang bergerak[12]. Dari
grafik pada Gambar 7 terlihat bahwa semakin besar diameter payung, semakin besar nilai
koefisien hambatan udaranya sehingga menggunakan payung saat mengendarai sepeda
motor sebaiknya jangan dilakukan karena pengendara sepeda motor dapat terjatuh akibat
terseret oleh payung yang mengalami gaya hambat udara. Jika ada pengendara yang terpaksa
menggunakan payung maka sebaiknya gunakan payung dengan diameter kecil atau melaju
dengan kecepatan rendah.
Dari hasil percobaan telah didapatkan bahwa ada kesesuaian antara teori dengan praktek
sehingga percobaan dalam penelitian ini dapat digunakan sebagai materi pembelajaran fisika
kontekstual di sekolah tentang gerak dengan memperhitungkan hambatan udara. Dikatakan
kontekstual karena percobaan yang dilakukan menunjukkan hasil yang nyata dan tidak lagi
sesuai dengan konsep idealis yang biasanya diajarkan di sekolah. Dalam pembelajaran fisika
tentang gerak sebaiknya pengaruh hambatan udara tidak lagi diabaikan karena dilihat dari
keadaan yang sebenarnya, melalui percobaan ini telah didapatkan bukti bahwa gaya hambat
udara memiliki pengaruh terhadap gerak suatu benda. Percobaan ini dapat diterapkan dalam
pembelajaran karena alat dan bahan yang dibutuhkan untuk melakukan percobaan sudah
tersedia dan mudah didapatkan.
Design
Percobaan dapat diterapkan untuk bahan pembelajaran di sekolah tentang faktor-faktor
yang mempengaruhi gaya hambat udara. Rancangan pembelajaran dibuat dengan alokasi
waktu 2 kali tatap muka. Waktu yang dibutuhkan untuk uji coba satu jenis payung sebanyak
20 menit sedangkan total payung yang diujicobakan sebanyak empat buah sehingga total
waktu yang dibutuhkan untuk melakukan percobaan 4 x 20 menit. Dari perkiraan alokasi
waktu tersebut maka rancangan pembelajaran dibuat dengan alokasi waktu 2 kali pertemuan.
8
Pertemuan pertama selama 135 menit digunakan untuk percobaan kemudian pertemuan
kedua selama 90 menit digunakan untuk pembahasan hasil percobaan. Alat dan bahan yang
dibutuhkan dalam percobaan yaitu sepeda motor, 4 buah payung dengan diameter berbedabeda, satu set alat yang digunakan utuk menentukan koefisien habatan udara, dan laptop.
Development
Rancangan ini berupa scenario pembelajaran. Skenario pembelajaran dibuat rinci dengan
menyajikan hal-hal apa yang ditulis maupun diucapkan pengajar[17].
Tabel 3. Rancangan pembelajaran berbasis kontekstual tentang payung dan koefisien
hambatan udaranya
Kegiatan
Pertemuan 1
Langkahlangkah
Pembelajaran
Pendahul
uan
Kegiatan
Inti
Menunjuka
n faktorfaktor yang
mempenga
ruhi gaya
hambat
udara pada
penggunaa
n payung.
Mengamati
Menanya
Mencoba
Deskripsi Kegiatan
Alokasi
waktu
1.
2.
2 Menit
Peserta didik disapa.
Siswa diinformasikan tujuan pembelajaran: menunjukkan
faktor-faktor yang mempengaruhi gaya hambat udara pada
penggunaan payung.
Guru menunjukan sebuah video tentang kecelakaan akibat payung
terbang.
1. Mengapa payung bisa terbang ketika terkena angin kencang?
(karena ada gaya hambat udara yang bekerja pada payung).
2. Apa faktor-faktor yang mempengaruhi gaya hambat udara pada
penggunaan payung?
Guru mengajak peserta didik untuk melakukan percobaan di
lapangan terbuka (percobaan dilakukan dengan bantuan guru)
Percobaan:
1. Alat telah dirangkai terlebih dahulu oleh guru untuk
menghemat waktu pelajaran.
2. Guru memperlihatkan dan memperkenalkan alat yang
digunakan untuk percobaan.
3. Guru menjelaskan cara kerja alat dan memberi pengarahan
tentang cara melakukan percobaan.
4. Guru membagi siswa kedalam 3 kelompok dengan masingmasing kelompok diwakili dua siswa yang diminta untuk
melakukan percobaan. Masing-masing kelompok melakukan
percobaan untuk satu jenis payung
5. Diperoleh data percobaan berupa video rekaman neraca
pegas dan speedometer sepeda motor kemudian guru
menjelaskan cara pengeditan video menggunakan aplikasi
filmora.
6. Masing-masing kelompok diberi tugas untuk mengamati gaya
tiap interval kecepatan tertentu pada video percobaan
(interval kecepatan konstan) kemudian hasil pengamatan
dimasukan kedalam tabel lalu digrafikkan dengan grafik f(v)
dan dicari gradien dari persamaan grafiknya.
kecepatan
(km/Jam)
Payung 1
(69 cm)
Payung 2
(86 cm)
A
B
A
B
A
B
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
2.5
9
Payung 3
(97 cm)
5 Menit
2 Menit
126 Menit
5.0
7.5
10.0
12.5
15.0
17.5
7.
8.
Guru menjelaskan bagaimana membuat tabel dan
menggrafikkannya dalam grafik f(v) serta cara
mendapatkan nilai gradien dari masing-masing
persamaan.
Nilai gradien dari masing-masing persamaan ditabelkan
berdasarkan kemudian nilai gradien dirata-rata
berdasarkan diameter payungnya lalu digrafikkan
kedalam grafik koefisien hambatan udara rata-rata
sebagai fungsi dari diameter payung (nilai gradien
merupakan nilai koefisien hambatan udara).
Diameter
Payung (cm)
No
1
Persamaan
Gradien ratarata
Gradien
69
2
86
3
97
9.
Siswa diberi kesempatan untuk bertanya tentang hal-hal
yang belum jelas.
10. Tugas kelompok dikerjakan di rumah kecuali pada bagian
menggrafikan koefisien hambatan udara rata-rata sebagai
fungsi dari diameter payung.
Pertanyaan menggiring mengamati:
1. Berapa gaya hambat udara tiap kecepatan tertentu?
2. Bagaimana grafik f(v) dari data yang diperoleh?
3. Berapa gradien dari masing-masing persamaan grafik f(v)?
4. Berapa gradien rata-rata berdasarkan diameter payung?
Pertemuan 2
Hasil Pengamatan:
Masing-masing
perwakilan
kelompok
ditugaskan
untuk
mempresentasikan hasil percobaan di depan kelas kemudian guru
membahas hasil percobaan dari semua kelompok.
1. Tabel nilai gaya pada tiap kecepatan tertentu
Payung 1
(69 cm)
Payung 2
(86 cm)
A
B
A
B
A
B
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
f (N)
2.5
0.7
1.0
1.7
2.2
3.8
3.1
5.0
2.2
1.7
2.6
2.8
5.2
4.2
kecepatan
(km/Jam)
10
Payung 3
(97 cm)
35 menit
1.
7.5
2.3
2.2
2.8
3.0
5.5
5.3
10.0
2.5
2.5
3.1
3.9
6.0
6.4
12.5
2.6
3.0
3.5
4.3
6.8
6.5
15.0
3.3
4.0
4.3
5.0
7.4
7.0
17.5
4.2
4.0
4.8
5.5
9.5
7.7
Grafik f(v)
1A
5.0
y = 0.1824x + 0.7107
R² = 0.9096
f(N)
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
v(Km/Jam)
2.
No
1
2
3
Tabel gradien dari grafik f(v) berdasarkan diameter
payung
Diameter
Payung (cm)
69
86
97
Persamaan
Gradien
y = 0.1824x + 0.7107
0.18
y = 0.2329x + 0.3679
0.23
y = 0.2424x + 0.9607
0.24
y = 0.2614x + 1.2964
0.23
y = 0.3257x + 3.0571
0.33
y = 0.2943x + 2.8
0.29
Gradien
rata-rata
0.21
0.23
0.31
Info: Nilai gradien dari grafik f(v) merupakan nilai koefisien
hambat udara. Koefisien hambatan udara menunjukkan
karakteristik benda. Dalam hal ini, menunjukkan bahwa payung
memiliki karakteristik yang berbeda yaitu diameternya berbeda.
Grafik f (v) menunjukkan grafik linear sehingga berlaku persamaan
umum linear y=mx+c. Persamaan y=mx+c dapat difitting sebagai:
f= kv + c
(1)
dimana k adalah suatu konstanta yang terlihat dari gradien grafik
f(v) dan berdasarkan persamaan (1) maka
f= kv + c
dengan bentuk lain
fs = bv+f0
Fs = − b v
Keterangan:
Fs = gaya hambat udara (Newton)
b = koefisien redaman (Kg/s)
v = kecepatan (m/s)
Nilai minus (-) menandakan bahwa gaya berlawanan arah dengan
11
kecepatan. Ketika motor melaju ke depan maka payung bergerak
dengan arah menuju ke belakang motor.
Pertanyaan menggiring menyimpulkan:
1. Bagaimana hubungan antara kecepatan dengan gaya hambat
udara?
2. Bagaimana grafik hubungan antara koefisien hambat udara
rata-rata dengan diameter payung?
3. Bagaimana hubungan antara koefisien hambat udara dengan
diameter payung?
4. Apa faktor-faktor yang mempengaruhi gaya hambat udara
pada penggunaan payung?
5. Mengapa payung bisa terbang ketika terkena angin kencang?
Kesimpulan:
1. Semakin besar kecepatan, semakin besar gaya redaman
udaranya dan secara matematis dapat ditulis
𝑣~𝑓
2. Grafik gradien rata-rata sebagai fungsi dari diameter payung
Koefisien Hambatan Udara
(Kg/Jam)
Menalar
15 Menit
0.40
0.30
0.20
y = 0.0003x2 - 0.0452x + 1.9011
R² = 0.9995
0.10
0.00
0
50
100
150
Diameter Payung (cm)
3.
Mengomunikas
ikan
Semakin besar diameter payung, semakin besar koefisien
hambatan udara.
4. Faktor-faktor yang mempengaruhi gaya hambat udara pada
penggunaan payung adalah kecepatan (v) dan koefisien
hambatan udara. Koefisien hambatan udara menunjukkan
karakteristik payung, dalam hal ini menunjukan diameter
payung.
5. Karena ada gaya hambat udara yang bekerja pada payung.
Perwakilan siswa ditugaskan untuk menjelaskan kembali apa
faktor-faktor yang mempengaruhi gaya hambat udara pada
penggunaan payung.
5 Menit
Implementation
Telah dilakukan pengujian Rancangan Percobaan dengan cara penerapan langsung
dilapangan. Pada tahapan ini, peneliti bertindak sebagai seorang guru dan sampel bertindak
sebagai siswa. Guru kemudian memulai proses belajar mengajar sesuai dengan urutan
pembelajaran yang sudah dirancang. Berikut ini merupakan hasil dokumentasi dari tahapan
implementasi.
12
(a)
(b)
Gambar 8. Proses implementasi dari Rancangan Pembelajaran. (a) guru memberikan petunjuk
praktikum; (b) siswa melakukan pengolahan data.
Evaluation
Evaluasi dilakukan untuk setiap bagian dari rancangan pembelajaran. Telah dilakukan
wawancara secara lisan kepada sampel tentang apa komentar-komentar atau berbaikan pada
rancangan pembelajaran yang sudah diterapkan. Semua sampel mengatakan bahwa secara
keseluruhan, pembelajaran menarik karena dilakukan dengan cara uji coba lapangan atau
praktikum sehingga tidak membosankan. Alur pembelajaran sudah tersusun secara urut
sehingga mudah diikuti dan dipermudah lagi oleh pertanyaan-pertanyaan penggiring yang
singkat dan jelas sehingga mudah dipahami. Sampel bisa menarik kesimpulan dengan tepat
karena sudah terlihat jelas jawabannya dari hasil pengamatan. Hal ini berarti rancangan
pembelajaran dapat digunakan.
4. Simpulan dan Saran
Hasil dari percobaan telah memenuhi persamaan Fs = − b v sehingga percobaan pada
penelitian ini layak digunakan sebagai contoh untuk pembelajaran fisika kontekstual tentang
gerak dengan memperhitungkan gaya hambat udara. Rancangan Pembelajaran yang telah
diujicobakan dapat dikatakan layak digunakan sebagai contoh pembelajaran fisika
kontekstual tentang payung dan koefisien hambatan udaranya karena telah mencapai
indikator pembelajaran. Pada kenyataannya hambatan udara sangat berpengaruh terhadap
gerak suatu benda sehingga untuk mendapat hasil yang teliti pada persoalan gerak sebaiknya
hambatan udara tidak diabaikan. Bentuk payung memiliki pengaruh terhadap nilai koefisien
hambatan udaranya, semakin besar diameter payung, semakin besar nilai koefisien redaman
udaranya sehingga bagi masyarakat tidak disarankan untuk menggunakan payung saat
mengendarai sepeda motor karena dapat membahayakan.
Ucapan Terima Kasih
Terimakasih saya ucapkan kepada Pusat Studi Pendidikan Sains, Teknologi, dan Matematika
(e-SisTeM) UKSW Salatiga karena telah memberikan dana dalam penelitiaan ini.
13
Daftar Pustaka
[1] Hallday, D dan Resnick, R. 1998. FISIKA Jilid 1 Edisi ketiga. Jakarta: Erlangga.
[2] Sears, F.W.1962. Mekanika, Panas, dan Bunyi. Bandung: Binacipta.
[3] Utomo, T.S., & Igbal, M. 2012. Analisa Aerodinamika Pada Sepeda Dengan Formasi
Beriringan Dengan Variasi Kecepatan dan Jarak Antar Sepeda Menggunakan CFD
Fluent 6.3. Universitas Diponegoro. ROTASI – Vol. 14, No. 4, Oktober 2012: 28−37
[4] Widodo, C. E. 2006. Perhitungan Kecepatan Terminal Obyek Jatuh di Udara.
Universitas Diponegoro. Berkala Fisika ISSN: 1410 – 9662. Vol. 9, No.4, Oktober 2006,
hal 221-224
[5] Safizal. “Warga Meranti Diimbau Tak Gunakan Payung di Sepeda Motor, Ini
Bahayanya”. https://www.goriau.com/berita/umum/warga-meranti-diimbau-tak-gunakanpayung-di-sepeda-motor-ini-bahayanya.html. Diakases pada tanggal 21 Februari 2017
jam 13.58 WIB
[6] Odihost. “Payung Motor Jojokie”. https://www.youtube.com/watch?v=1oEo-nMTb6E.
Diakses pada tanggal 21 Februari 2017 jam 13.49 WIB.
[7] Oey, L.S. 2016. Redaman Pada Sistem Osilasi Pegas-benda Dengan Massa Yang
Berkurang Secara Kontinyu. Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma
[8] Sriraharjo, A.B. 2014. Pengaruh Luas Permukaan Terhadap Redaman Pada sistim
Massa Pegas. Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVIII HFI Jateng & DIY, Yogyakarta, 26
April 2014. ISSN : 0853-0823
[9] Symon, Keith. 1978. Mechanics Third Edition. University Of Wisconsin.
[10] Anisa, Y.A. 2012. Pengembangan Multi Pembelajaran. Bandung: UPI.
[11] Limiansih, K., & Santoso, I.E. 2013. Redaman Pada Pendulum Sederhana. Universitas
Sanata Dharma, Yogyakarta. Jurnal Fisika Indonesia No: 51, Vol XVII, Edisi Desember
2013. ISSN : 1410-2994
[12] Sari, S.R. 2013. Simulasi Gerak Peluru Yang Dipengaruhi Gaya Hambat Udara
Beserta Analisisnya Dengan Menggunakan Bahasa Pemograman Delphi 7.0.
Universitas Negeri Surabaya. Jurnal Fisika. Vol 02 No 01 Tahun 2013, 01 – 05
[13] Nurgiyantoro, B. 2004. Penilaian Pembelajaran Sastra Berbasis Kompetensi.
Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta. DIKSI Vol. 11, No. 1, Januari 2004.
[14] Blognya Guru Fisika Muda. 2011. Gerak jatuh bebas + gesekan udara.
[15] Endang, W. 2008. Kualitas Lembar Kerja Siswa.Yogyakarta: UNY.
[16] Retnosari, G. 2009. Pengembangan LKS Berbasis Inkuiri Terbimbing Pada Materi
Suhu dan Perubahannya. Lampung: FKIP Unila.
[17] Kristiyanto, W.H. 2010. Implementasi Active Learning melalui Disain RPP dan Uji Coba
Keberhasilannya pada Perkuliahan Mekanika. Prosiding Seminar Nasional Pembelajaran
Aktif. Untuk Perguruan Tinggi (ALFHE). Jakarta: Kementerian Pendidikan Tinggi.
14
LAMPIRAN
15
Gambar 1. Sertifikat seminar
16
Gambar 2. Foto bersama pembicara utama
Gambar 3. Foto saat seminar kelas paralel
17