RPP Gerak Melingkar Fisika Kelas X SMA K
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)
Sekolah
: SMA PSKD VII Depok
Mata pelajaran
: Fisika
Kelas/Semester
: X MIA / 1
Materi Pokok
: Gerak Melingkar
Alokasi Waktu
: 3 Pertemuan (9 x 45 menit)
A. KOMPETENSI INTI (KI)
KI-3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural
berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan
humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait
penyebab fenomena dan kejadian, serta menerap-kan pengetahuan prosedural pada bidang
kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkrit dan ranah abstrak terkait dengan
pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu
menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan.
B. KOMPETENSI DASAR (KD) DAN INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK)
Kompetensi Dasar-3
Kompetensi Dasar-4
3.6 Menganalisis besaran fisis pada gerak 4.6 Melakukan percobaan berikut presentasi
melingkar dengan laju konstan (tetap) dan
hasilnya tentang gerak melingkar, makna fisis
penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
dan pemanfaatannya.
Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK)
3.6.1
3.6.2
3.6.3
3.6.4
3.6.5
Peserta didik dapat mengidentifikasi
besaran-besaran frekuensi,
periode,
posisi sudut, kecepatan linier, kecepatan
sudut, pada gerak melingkar beraturan
(GMB).
Peserta didik dapat menerapkan
persamaan gerak melingkar untuk
memecahkan permasalahan.
Peserta didik dapat menyebutkan
contoh-contoh gerak melingkar dalam
kehidupan sehari-hari.
Peserta didik dapat menjelaskan
percepatan sentripetal
Peserta didik dapat menerapkan
persamaan percepatan sentripetal untuk
Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK)
4.6.1
Melaporkan hasil eksperimen tentang
gerak melingkar beraturan.
3.6.6
3.6.7
3.6.8
3.6.9
menyelesaikan
permasalahan
sederhana.
Peserta didik dapat menjelaskan gaya
sentripetal.
Peserta didik dapat menerapkan
persamaan gaya sentripetal untuk
menyelesaikan permasalahan sederhana
dalam kehidupan sehari-hari.
Peserta
didik
dapat menjelaskan
karakteristik
hubungan
roda-roda
sepusat, bersinggungan, dan rodaroda
yang
dihubungkan
dengan rantai/sabuk
Peserta didik dapat menerapkan
persamaan hubungan antar roda-roda
untuk menyelesaikan permasalahan
sederhana dalam kehidupan sehari-hari.
C. TUJUAN PEMBELAJARAN
1. Peserta didik dapat menyebutkan minimal besaran-besaran gerak melingkar (frekuensi,
periode, sudut tempuh, kecepatan linier, kecepatan sudut, dan percepatan sentripetal)
2. Peserta didik dapat mendefenisikan besaran frekuensi, frekuensi sudut, periode, dan sudut
tempuh yang terdapat pada gerak melingkar dengan laju konstan.
3. Peserta didik dapat menghitung besar kecepatan sudut, kecepatan linier, posisi sudut pada
gerak melingkar dengan laju konstan.
4. Peserta didik dapat menganalisis besaran yang berhubungan antara gerak linier dan gerak
melingkar pada gerak menggelinding dengan laju konstan.
5. Peserta didik dapat membedakan kecepatan linier dan kecepatan anguler dan dua roda atau
lebih yang memiliki diameter berbeda dirakit poros menyatu.
D. MATERI PEMBELAJARAN
1. Fakta :
Kincir raksasa.
Roda yang berputar pada porosnya
Gerak planet mengelilingi matahari.
Gir depan sepeda yang dihubungkan rantai dengan gir belakang.
2. Konsep :
Gerak melingkar beraturan adalah gerak yang benda lintasannya berbentuk lingkaran
dengan laju konstan dan tiap satuan waktu menempuh busur lingkaran yang sama
panjangnya.
Frekuensi adalah banyaknya putaran tiap satuan waktu
Periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu putaran
Posisi sudut adalah panjang lintasan dibagi dengan jari-jari.
Kecepatan sudut adalah perubahan posisi sudut benda yang bergerak melingkar tiap
satuan waktu.
Kecepatan linier adalah hasil bagi kecepatan lintasan liniear yang ditempuh benda
dengan selang waktu tempuhnya.
Percepatan sentripetal adalah percepatan yang selalu mengarah ke pusat lingkaran.
Gaya sentripetal adalah gaya yang menimbulkan sentripetal. Gaya sentripetal
berfungsi untuk merubah arah gerak benda.
3. Prinsip :
Semakin cepat gerak roda maka kecepatan sudut dan kecepatan linier nya semakin
bertambah.
Kecepatan sudut pada gerak melingkar beraturan memiliki besar dan arah selalu tetap
setiap saat.
Percepatan sentripetal selalu mengarah kepusat lingkaran.
Gaya sentripetal mengubah arah gerak lurus menjadi gerak melingkar.
Dua roda yang seporos mempunyai kecepatan sudut yang sama.
Dua roda yang besinggungan atau terhubung dengan sabuk mempunyai kecepatan
linier yang sama
4. Prosedur :
Mengamati simulasi gerak melingkar untuk mengidentifikasi besaran-besaran yang
ada didalamnya.
E. METODE PEMBELAJARAN
PERTEMUAN
PENDEKATAN
MODEL
1
Saintifik
Kooperatif GI
2
Saintifik
Kooperatif STAD
3
Saintifik
Discovery-Inquiry
Learning
a.
b.
a.
b.
a.
b.
F. MEDIA PEMBELAJARAN DAN SUMBER BELAJAR
1. Media Pembelajaran
: Papan Tulis, Laptop dan LCD.
2. Alat
: Spidol, kertas dan bahan percobaan
3. Sumber belajar
:
METODE
Simulasi
Diskusi
Diskusi
Tanya jawab
Tanya jawab
Diskusi
Buku 1
: Hari Subagya.2017.Konsep dan Penerapan Fisika
SMA/MA Kelas X Kelompok Peminatan MIPA. Jakarta:Bailmu
Buku 2
: Ni Ketut Lasmi.2014.Mandiri Fisika untuk
SMA/MA Kelas X. Jakarta:Erlangga
Buku 3
: Marthen Kanginan.2013. FISIKA SMA/MA kelas
X. Jakarta: Erlangga.
SPM FISIKA.SMA/MA.
Internet : https://phet.colorado.edu/in/simulation/legacy/gravity-and-orbits/
G. KEGIATAN PEMBELAJARAN
PERTEMUAN PERTAMA (3 JP x 45 Menit)
Indikator pembelajaran kompetensi
3.6.10 Peserta didik dapat mengidentifikasi besaran-besaran frekuensi, periode, posisi sudut,
kecepatan linier, kecepatan sudut, pada gerak melingkar.
3.6.11 Peserta didik dapat menerapkan persamaan gerak melingkar untuk memecahkan
permasalahan.
3.6.12 Peserta didik dapat menyebutkan contoh-contoh gerak melingkar dalam kehidupan
sehari-hari.
Langkah Kegiatan Pembelajaran
Langkah
Sintak Model
Pembelajaran
Pembelajaran
Alokasi
Deskripsi
Waktu
1. Guru memusatkan perhatian peserta didik
dengan mengucapkan salam pembuka, berdoa
dan mengecek kehadiran peserta didik.
2. Guru menyampaikan indikator pembelajaran.
3. Guru
Kegiatan Pendahuluan
memberikan
motivasi
dengan
mengkaitkan materi yang akan dibahas dengan
15
pengetahuan awal peserta didik mengenai
menit
gerak: “Sebelumnya kalian sudah mempelajari
mengenai gerak lurus, baik GLB maupun
GLBB, apakah ada yang masih ingat apa yang
ada ketahui mengenai GLB ? Besaran-besaran
apa saja yang terdapat pada GLB ?”
Tahap 1
Stimulasi/Pemberian
Rangsangan
Peserta didik mengamati video simulasi dari
Phet Physics tentang orbit planet yang
ditampilkan oleh guru.
10
menit
Kegiatan
(Stimulasion)
Berdasarkan video tersebut, diharapkan peserta
Inti
didik termotivasi untuk berpendapat dan
(Model
bertanya mengenai gerak dari planet-planet
DL)
tersebut.
Tahap 2
Pernyataan/Identifikasi
Masalah
Guru
menjelaskan
karakteristik
gerak
parabola.
(Problem Statement)
20
Guru mengajukan pertanyaan dalam bentuk
menit
suatu masalah berdasarkan simulasi virtual
gerak parabola yang ditayangkan guru.
Guru membagi kelompok peserta didik ke
dalam kelompok belajar yang heterogen
dengan masing-masing kelompok terdiri dari
4-5 orang dan membagikan LKS (Lampiran 2)
mengenai gerak melingkar.
Guru membagi kelompok peserta didik ke
dalam kelompok belajar yang heterogen
dengan masing-masing kelompok terdiri dari
Tahap 3
Pengumpulan Data
(Data Collection)
4-5 orang dan membagikan LKS (Lampiran 2)
20
mengenai gerak melingkar pada system tata
menit
surya dan menjawab pertanyaan-pertanyaan
tersebut.
Peserta
didik
membaca
dan
memahami
permasalahan yang ada di LKS (Lampiran 2)
gerak melingkar.
Masing-masing kelompok mengumpulkan data
dan informasi melalui diskusi untuk menguji
hipotesis yang sudah dibuat.
Peserta didik menganalisis dan mengevaluasi
Tahap 4
informasi yang diperoleh dari hasil diskusi
Pengolahan Data
untuk menjawab pertanyaan - pertanyaan yang
(Data Processing)
ada
pada
LKS
(Lampiran
2)
gerak
50
melingkar secara berkelompok.
Tahap 5
kelompok
menulis
laporan
merencanakan presentasi laporan, penentuan
Verifikasi
(Verification)
menit
Anggota
penyaji, moderator, dan notulis.
Salah satu kelompok menyajikan hasil analisis
data, sedangkan kelompok lain mengamati,
mengevaluasi, mengklarifikasi, mengajukan
pertanyaan atau tanggapan yang relevan
dengan materi yang dipresentasikan.
Guru
dan
peserta
didik
mengevaluasi
pembelajaran yang telah dilaksanakan.
Tahap 6
Menarik kesimpulan
Peserta didik merangkum hasil analisis dan
temuan dari kelompoknya dan kelompok lain.
(Generalisasi)
10
menit
Guru melontarkan pertanyaan lisan sebagai
post test.
1. Memberikan kesempatan kepada peserta didik
untuk bertanya apabila ada yang belum
dimengerti.
Kegiatan Penutup
2. Meminta
10
peserta
didik
menyimpulkan
menit
pembelajaran.
3. Memberikan salam penutup dan berdoa.
PERTEMUAN KEDUA (3 JP x 45 Menit)
Indikator Pembelajaran Kompetensi
3.6.13 Peserta didik dapat menjelaskan percepatan sentripetal
3.6.14 Peserta didik dapat menerapkan persamaan gaya sentripetal untuk menyelesaikan
permasalahan sederhana dalam kehidupan sehari-hari.
3.6.15 Peserta didik dapat menjelaskan gaya sentripetal.
3.6.16 Peserta didik dapat menerapkan persamaan gaya sentripetal untuk menyelesaikan
permasalahan sederhana dalam kehidupan sehari-hari.
Langkah Kegiatan Pembelajaran
Langkah
Sintak Model
Pembelajaran
Pembelajaran
Alokasi
Deskripsi
Waktu
1. Guru memusatkan perhatian peserta didik
dengan mengucapkan salam pembuka,
berdoa sebelum memulai pembelajaran
Kegiatan Pendahuluan
dan mengecek kehadiran peserta didik.
2. Guru
menyampaikan
indikator
pembelajaran.
3. Guru
memberikan
motivasi
dengan
mengkaitkan materi yang akan dibahas
15 menit
dengan pengetahuan awal peserta didik
mengenai materi yang akan dibahas
dengan pengetahuan awal peserta didik
mengenai
gerak: Pernahkah
kalian
berkendaraan dan melewati tikungan ?
Apa yang kalian rasakan pada saat
kendaraan bergerak menikung ?
Peserta didik
mengamati video yang
ditampilkan yang
ditampilkan
guru
(video planet-planet mengelilingi matahari).
Tahap 1
Berdasarkan
video
tersebut
diharapkan
peserta didik termotivasi untuk berpendapat
Stimulasi/Pemberian
dan bertanya : Mengapa planet-planet tidak
Rangsangan (Stimulasion)
10 menit
keluar lintasan saat menggelilingi matahari ?
Guru menampung semua pendapat dan
pertanyaan peserta didik sebagai bahan
penyelidikan untuk tahap berikutnya.
Guru
memberikan
percepatan
informasi
sentripetal
mengenai
(peserta
didik
memperhatikan penjelasan guru)
Kegiantan
Inti
rmenjelaskan
materi
percepatan
sentripetal dan gaya sentripetal
(Model
DL)
Guru
Tahap 2
Guru
contoh
soal
yang
berkaitan dengan percepatan sentripetal,
Pernyataan/Identifikasi
gaya sentripetal serta penerapannya dalam
Masalah
(Problem Statement)
memberikan
kehidupan sehari-hari.
30 menit
Sambil membimbing peserta didik dalam
menyelesaikan contoh soal.
Meminta salah satu peserta didik untuk
menuliskan jawabannya di papan tulis.
Memastikan setiap peserta didik telah
mengetahui jawaban contoh soal yang
benar.
Tahap 3
Pengumpulan Data
(Data Collection)
Guru
membagi
peserta
didik
dalam
kelompok berjumlah 4-5 orang.
Gurru membagikan LDS (Lampiran 3)
10 menit
kepada peserta didik.
Peserta didik diberikan kesempatan untuk
mencari data/ informasi dari berbagai buku
sumber untuk memecahkan masalah yang
terdapat pada LKS (Lampiran 3).
Peserta didik berdiskusi secara intensif
untuk memecahkan masalah yang terdapat
Tahap 4
pada LKS (Lampiran 3) dengan rasa
Pengolahan Data
tanggung jawab dan selalu aktif dalam
(Data Processing)
menyumbang
pendapat
untuk
menyelesaikan masalah tersebut.
Perwakilan kelompok
mempresentasikan
hasil diskusi kelompoknya.
Kelompok lain menanggapi presentasi
40 menit
kelompok yang bersangkutan.
Tahap 5
Verifikasi
Guru menanggapi hasil presentasi untuk
memberi
(Verification)
penguatan
pemahaman
dan mengklarifikasi miskonsepsi.
Guru menilai kemampuan peserta didik
saat presentasi.
Guru menjelaskan materi yang belum jelas
dalam diskusi kelompok.
Tahap 6
Menarik kesimpulan
(Generalisasi)
Guru membimbing peserta didik
menyimpulkan pembelajaran secara
20 menit
keseluruhan
4. Menginformasikan kepada peserta didik
tentang rencana kegiatan pembelajaran
untuk pertemuan-pertemuan berikutnya
Kegiatan Penutup
yaitu tentang hubungan roda-roda pada
gerak melingkar beraturan.
5. Guru menyampaikan salam penutup dan
berdoa
10 menit
PERTEMUAN KETIGA (3 JP x 45 Menit)
Indikator Pembelajaran Kompetensi
5.6.7 Peserta didik dapat menentukan arah gerak roda dalam hubungan roda-roda baik yang
seporos, dihubungkan dengan rantai, maupun bersinggungan.
5.6.8 Peserta
didik
dapat menjelaskan
bersinggungan, dan
karakteristik
hubungan
roda-roda
sepusat,
roda-roda yang dihubungkan dengan rantai/sabuk.
5.6.9 Peserta didik dapat menerapkan persamaan hubungan antar roda-roda untuk
menyelesaikan permasalahan sederhana dalam kehidupan sehari-hari.
Langkah Kegiatan Pembelajaran
Langkah
Sintak Model
Pembelajaran
Pembelajaran
Alokasi
Deskripsi
Waktu
1. Guru memusatkan perhatian peserta didik dengan
mengucapkan salam pembuka, berdoa sebelum
Kegiatan Pendahuluan
memulai pembelajaran dan mengecek kehadiran
peserta didik.
10 menit
2. Guru bertanya dan membagikan tugas yang telah
diperiksa.
Guru menampilkan gambar-gambar penerapan gerak
melingkar pada hubungan roda-roda menggunakan
powerpoint.
Tahap 1 Stimulasi /
Pemberian
Rangsangan
(Stimulasion)
Kegiantan
Guru
memberikan
pertanyaan: Pada
sepeda
ada
gear gigi besar di depan dan gear gigi kecil di
belakang. Seandainya roda giginya dibalik, yang besar
15 menit
di belakang dan yang kecil di depan, kira-kira apa yang
terjadi? Mengapa bisa terjadi seperti itu ?
Guru memperlihatkan video hubungan roda – roda
Inti
(khususnya seporos)
(Model DL)
Peserta didik mengamati video yang ditampilkan guru.
Tahap 2
Guru membimbing peserta didik untuk menemukan
Pernyataan /
hal-hal yang terdapat pada video gerakan roda-roda.
Identifikasi Masalah
Guru membimbing peserta didik untuk mengajukan
(Problem Statement)
Tahap 3
Pengumpulan Data
(Data Collection)
20 menit
pertanyaan tentang video yang di tampilkan.
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil, masing35 menit
masing terdiri atas 5-7 orang.
Peserta
didik
(dibimbing
oleh
guru)
mendiskusikan untuk menentukan besaran fisika pada
hubungan roda-roda melalui pertanyaan – pertanyaan
diskusi (Lampiran 4)
Guru membagikan pertanyaan – pertanyaan diskusi
Peserta
didik berdiskusi
dalam
kelompok
untuk
menjawab pertanyaan tersebut berdasarkan sumber
yang dimiliki (buku pelajaran fisika dan buku mandiri)
Mengasosiasi :
Tahap 4
Peserta didik melakukan diskusi kelompok untuk
Pengolahan Data
mendiskusikan masalah besaran fisika pada hubungan
(Data Processing)
roda-roda.
Peserta didik menyimpulkan hasil diskusi kelompok.
Mengkomunikasikan:
Perwakilan kelompok mempresentasikan hasil kerja
kelompok.
Kelompok lain diberikan kesempatan untuk bertanya
Tahap 5
Verifikasi
40 menit
dan mengomentari kelompok yang presentasi.
Guru menanggapi hasil presentasi untuk memberi
penguatan
(Verification)
pemahaman
dan mengklarifikasi
miskonsepsi.
Guru menjelaskan materi secara menyeluruh untuk
memberi penguatan pemahaman dan beberapa contoh
soal untuk setiap hubungan roda – roda kepada peserta
didik.
Tahap 6
Menarik kesimpulan
(Generalisasi)
Peserta didik menarik kesimpulan dari hasil verifikasi.
Guru memberikan kuis (Lampiran 5)
10 menit
3. Guru membimbing peserta didik menyimpulkan
pembelajaran secara keseluruhan.
Kegiatan Penutup
4. Guru melakukan refleksi dengan memberikan
pertanyaan kepada peserta didik yang dianggap
kurang memperhatikan saat proses pembelajaran
5. Guru menyampaikan salam penutup..
5 menit
H.
Penilaian
1. Jenis/teknis penilaian
Penilaian dilakukan melalui penilaian proses dan penilaian hasil. Penilaian proses dilakukan
melalui observasi kerja kelompok dan kerja individu, dan presentasi. Sedangkan penilaian
hasil dilakukan melalui kuis dan tes tertulis.
2. Bentuk Instrumen dan Instrumen
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan kinerja presentasi dengan
fokus penilaian pada : komunikasi, sistematika penyajian, wawasan, keberanian, antusias dan
penampilan.
Contoh bentuk instrumen terlampir
3. Pedoman penskoran
Pedoman penskoran terlampir.
Disetujui
Jakarta, 28 November 2017
Guru Pamong Fisika,
Guru PPL Fisika,
Setia Rohani K.P., M.Si
Fransiskus Assisi Beyora Liwun
Mengetahui
Kepala SMA PSKD VII Depok,
Nurliana Sidabutar, SP
Lampiran 1
Materi Pembelajaran Gerak Melingkar Beraturan
Jika sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan pada suatu lingkaran
(disekeliling lingkaran), maka dikatakan bahwa benda tersebut melakukan gerak
melingkar beraturan.
Kecepatan pada gerak melingkar beraturan besarnya selalu tetap namun arahnya
selalu berubah, arah kecepatan selalu menyinggung lingkaran, maka v selalu tegak
lurus garis yang ditarik melalui pusat lingkaran ke sekeliling lingkaran tersebut.
Pengertian radian.
1 (satu) radian adalah besarnya sudut tengah lingkaran yang panjang busurnya sama
dengan jari-jarinya.
Besarnya sudut :
S
radian
R
S = panjang busur
R = jari-jari
=
Jika panjang busur sama dengan jari-jari, maka = 1 radian. Satu radian
dipergunakan untuk menyatakan posisi suatu titik yang bergerak melingkar (beraturan
maupun tak beraturan) atau dalam gerak rotasi.
Keliling lingkaran = 2 x radius, gerakan melingkar dalam 1 putaran = 2 radian.
1 putaran = 3600 = 2 rad.
1 rad =
360
= 57,30
2
Frekwensi dan perioda dalam gerak melingkar beraturan.
Waktu yang diperlukan P untuk satu kali berputar mengelilingi lingkaran di sebut
waktu edar atau perioda dan diberi notasi T. Banyaknya putaran per detik disebut
Frekwensi dan diberi notasi f. Satuan frekwensi ialah Herz atau cps (cycle per
second).
Jadi antara f dan T kita dapatkan hubungan : f . T = 1
f=
1
T
Kecepatan linier dan kecepatan sudut. Jika dalam waktu T detik ditempuh jalan
sepanjang keliling lingkaran ialah 2R, maka kelajuan partikel P untuk mengelilingi
lingkaran dapat dirumuskan : v =
s
t
Kecepatan ini disebut kecepatan linier dan diberi notasi v.
Kecepatan anguler (sudut) diberi notasi adalah perubahan dari perpindahan sudut
persatuan waktu (setiap saat). Biasanya dinyatakan dalam radian/detik, derajat
perdetik, putaran perdetik (rps) atau putaran permenit (rpm).
Bila benda melingkar beraturan dengan sudut rata-rata ()dalam radian perdetik :
=
sudut gerakan (radian)
waktu (det ik ) yang diperlukan untuk membentuk sudut tersebut .
=
Jika 1 putaran maka : =
2
rad/detik
T
t
atau
=2f
Dengan demikian besarnya sudut yang ditempuh dalam t detik :
=t
atau
=2ft
Dengan demikian antara v dan kita dapatkan hubungan :
v= R
Sistem Gerak Melingkar Pada Beberapa Susunan Roda .
Sistem langsung. Pemindahan gerak pada sistem langsung yaitu melalui
persinggungan roda yang satu dengan roda yang lain.
Pada sistem ini kelajuan liniernya sama, sedangkan kelajuan anguler tidak
sama.
v1 = v2, tetapi 1 2
Sistem tak langsung. Pemindahan gerak pada sistem tak langsung yaitu pemindahan
gerak dengan menggunakan ban penghubung atau rantai.
Pada sistem ini kelajuan liniernya sama, sedangkan kelajuaan angulernya tidak
sama.
v1 = v2, tetapi 1 2
Sistem roda pada satu sumbu ( CO-Axle )
Jika roda-roda tersebut disusun dalam satu poros putar, maka pada sistem tersebut
titik-titik yang terletak pada satu jari mempunyai kecepatan anguler yang sama,
tetapi kecepatan liniernya tidak sama.
A = R = C , tetapi v A v B v C
Percepatan Sentripetal.
Jika suatu benda melakukan gerak dengan kelajuan tetap mengelilingi suatu
lingkaran, maka arah dari gerak benda tersebut mempunyai perubahn yang tetap.
Dalam hal ini maka benda harus mempunyai percepatan yang merubah arah dari
kecepatan tersebut.
Arah dari percepatan ini akan selalu tegak lurus dengan arah kecepatan, yakni
arah percepatan selalu menuju kearah pusat lingkaran. Percepatan yang mempunyai
sifat-sifat tersebut di atas dinamakan PERCEPATAN CENTRIPETALNYA.
Harga percepatan centripetal (ar) adalah :
ar =
( kecepa tan linier pada benda ) 2
jari jari lingkaran
ar =
v2
R
atau
ar = 2 R
Gaya yang menyebabkan benda bergerak melingkar beraturan disebut GAYA
CENTRIPETAL yang arahnya selalu ke pusat lingkaran. Sedangkan gaya reaksi dari
gaya centripetal (gaya radial) ini disebut GAYA CENTRIFUGAL yang arahnya
menjauhi pusat lingkaran. Adapun besarnya gaya-gaya ini adalah :
F=m.a
Fr = m . ar
v2
Fr = m .
R
Fr = gaya centripetal/centrifugal
m = massa benda
v = kecepatan linier
R = jari-jari lingkaran.
atau
Fr = m 2 R
Beberapa contoh benda bergerak melingkar
1. Gerak benda di luar dinding melingkar.
v2
R
2. Gerak benda di dalam dinding melingkar.
N=m.g-m.
v2
N=m.g+m.
R
N = m . g cos - m .
N = m . g cos + m .
v2
R
v2
R
v2
v2
N = m . R - m . g cos
N=m. R -m.g
3. Benda dihubungkan dengan tali diputar vertikal.
T=m.g+m
v2
R
v2
T = m m . g cos + m
R
v2
T = m . R - m . g cos
v2
T=m. R -m.g
4. Benda dihubungkan dengan tali diputar mendatar (ayunan centrifugal/konis)
T cos = m . g
T sin = m .
v2
R
Periodenya T = 2
L cos
g
Keterangan : R adalah jari-jari lingkaran
5. Gerak benda pada sebuah tikungan berbentuk lingkaran mendatar.
v2
N . k = m .
R
N = gaya normal
N=m.g
Lampiran 2
Lembar Kerja Siswa (LKS)
Mata Pelajaran
: Fisika
Pokok Pembahasan
: Gerak Melingkar Beraturan
Kelas/ Semester
: X MIA / 1
Sekolah
: SMA PSKD VII Depok
Nama Kelompok
:
Anggota Kelompok
:
1. ....
2. ....
3. ....
4. ....
5. ....
6. ....
I.
Petunjuk Belajar :
1. Baca secara cermat petunjuk langkah-langkah sebelum Anda melakukan kegiatan
2. Baca buku-buku Fisika kelas X SMA dan buku lain yang relevan berkaitan dengan
materi Gerak melingkar beraturan untuk memperkuat konsep dan pemahaman Anda.
3. Tanyakan pada pembimbing jika ada hal-hal yang kurang jelas
II.
Kompetensi Yang Akan Dicapai
Memprediksi besaran-besaran fisika pada gerak melingkar beraturan dan gerak melingkar
berubah beraturan
III.
Indikator
Menyimpulkan karakteristik gerak melingkar beraturan melalui percobaan dan pengukuran
besaran-besaran terkait.
IV.
Informasi Pendukung
Sebuah partikel bergerak menuruti lintasan yang berbentuk lingkaran, bila tiap selang waktu
yang sama menempuh busur (jarak) yang sama panjangnya atau mempunyai laju tetap. Gerak
melingkar dengan laju tetap disebut gerak melingkar beraturan.
V.
Alat dan Bahan
Satu set alat sentripetal dengan beban + 20 gram
Stopwatch
Beban pemberat mA = 50 gram, 100 gram, dan 200 gram
Mistar
Neraca pegas
VI.
Langkah-Langkah Percobaan
Urutan kerja
1. Timbanglah berat beban dengan neraca pegas
WA = . . . . . . . . N
WB = . . . . . . . . N
Jadi mA = . . . . . . . kg dan mB = . . . . . . . . Kg
2. Putarlah benda B sehingga bergerak melingkar beraturan. Usahakan tali PB horisontal.
Panjang PB + 0,50 m
3. Ukurlah waktu 20 putaran, Tentukan period putaran T
4. Ukurlah jari-jari lingkaran R.
5. Lakukan percobaan ini 3 kali dengan mA dan R yang berbeda dan isilah hasilnya pada tabel di
bawah ini.
No
mA
WA (N)
(gram)
1
2
1.
2.
3.
50
100
200
3
t 10 put
R (m)
(s)
4
5
T
(s)
6
V=
2R
T
(ms-1)
7
as =
v2
R
(ms-2)
8
Fs=mB.as
(N)
9
6. Perhatikan hasil pada kolom 3 dan 9 bandingkan nilainya, kecenderungan apa menurut
pendapatmu ?
Jawab:...........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
Informasi : Gaya Fs dalam kolom 9 disebut gaya sentripetal yang arahnya ke pusat.
7. Sebutkan faktor-faktor kesalahan apa yang mempengaruhi hasil pengukuran tersebut.
Jawab :..............................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
......................................................................................
8. Seandainya faktor-faktor tersebut dapat diusahakan sekecil mungkin, maka kesimpulan
apakah yang dapat diperoleh mengenai hasil kolom 3 dab 9 ?
Jawab:...........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
..........................................................................
9. Tuliskan ungkapan gaya sentripetal fs dalam m, R, dan T.
Jawab:...........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
..........................................................................
10. Diskusi :
a. Pada benda yang mana gaya sentripetal Fs bekerja
Jawab:.....................................................................................................................................
................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
Kemanakah arahnya ?
Jawab:.....................................................................................................................................
................................................................................................................................................
............................................................................................................
b. Sebutkan dua buah contoh benda yang bergerak melingkar beraturan !
Jawab:.....................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
Lampiran 3
Lembar Kerja Siswa (LKS)
Gerak Bulan Mengelilingi Bumi
1. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari lintasan 50 cm dan melakukan 6
putaran selama 3 menit.
Hitunglah :
a. Periode putaran,
b. Frekuensi putaran,
c. Kecepatan sudut dan
d. Kecepatan linier
2. Sebuah benda massanya 0,3 kg diikatkan pada ujung tali yang panjangnya 0,4 meter dan
diputar mendatar dengan 3 putaran tiap detik. Hitunglah :
a. Laju linier benda,
b. Percepatan sentripetal
3. Sebuah baling-baling helikopter berputar dengan 900 putaran per menit.
a. Berapakah kecepatan sudutnya ?
b. Berapakah kelajuan linear sebuah titik di ujung baling-baling jika radius baling-baling 3
m?
4. Sebuah roda berputar 90 kali tiap menit. Tentukan kecepatan linier suatu titik pada roda yang
berjarak 15 cm dari pusat roda !
5. Pada sebuah mobil balap, jari-jari ban mobil sama dengan 30 cm. Mobil ini bergerak
dipercepat dari keadaan diam sampai kecepatan 15 m/s dalam waktu 8 sekon. Dalam waktu 8
sekon tersebut, telah berapa kali ban mobil berputar ?
6. Boneka kecil diikat dengan tali yang panjangnya 20 cm. Boneka tersebut diputar di atas meja
dengan laju tetap. Apabila untuk melakukan 10 putaran diperlukan waktu 3 sekon,
tentukanlah frekuensi putarannya, laju linier dan laju angulernya.
7. Seorang mengendarai sepeda dengan laju 18 km/jam. Bila garis tengah roda sepeda 0,8 m,
berapakah periode putar roda itu ?
8. Seutar tali melilit pada sebuah roda yang jari-jarinya 25 cm. Jika kelajuan sebuah titik pada
tali sama dengan 5 m/s, berapakah kecepatan sudut roda itu berputar ?
9. Sebuah partikel bergerak melingkar dengan radius 40 cm. Jika partikel tersebut melakukan 5
kali putaran dalam setiap sekonnya, berapakah kelajuan linear partikel ?
10. Sebuah benda bermassa 4 kg diikatkan pada tali dan diputar dengan jari-jari 6 m pada
kelajuan konstan 12 m/s oleh seorang Hercules. Berapakah kecepatan sudutnya ?
Lampiran 4
Pertanyaan Diskusi
1. Seandainya roda giginya dibalik, yang besar di belakang dan yang kecil di depan, kira-kira
apa yang terjadi ? Mengapa bisa terjadi seperti itu ?
2. Bagaimanakah arah gerak pada hubungan roda :
a. Seporos / sepusat
b. Bersinggungan
c. Dihubungan dengan rantai / sabuk
3. Sebutkan minimal 2 aplikasi yang kalian ketahui dari hubungan roda :
a. Seporos / sepusat
b. Bersinggungan
c. Dihubungan dengan rantai / sabuk
Lampiran 5
Soal Kuis Hubungan Roda –Roda
1. Dua buah roda masing – masing dengan jari – jari 18 cm dan 6 cm dihubungkan dengan tali
seperti pada gambar. Jika roda A melakukan 24 putaran tiap menit, berapa putaran tiap menit
yang dilakukan roda B ?
2. Sebuah sepeda mempunyai roda belakang dengan jari – jari 35 cm. Gigi roda belakang dan
roda putaran kaki, jari – jarinya masing – masing 4 cm dan 10 cm. Gigi roda belakang dan
roda putaran depan tersebut dihubungkan oleh rantai. Jika kecepatan sepeda 18 km/jam,
tentukan :
a. kecepatan sudut roda belakang
b. kecepatan linier gigi roda belakang
c. kecepatan sudut roda gigi depan tempat putaran kaki !
Lampiran 6
PENILAIAN KINERJA DISKUSI & PRESENTASI
Matapelajaran
Materi
Kelas
No
: Fisika
: Gerak Melingkar Beraturan
: X MIA
Nama Peserta Didik
Penilaian
A B C D E F
Skor
Nilai
1
2
3
4
5
6
Rubrik:
Aspek yang
dinilai
Kode
1
Tidak ada
komunikasi
Penilaian
2
Komunikasi
sedang
Sistematika
penyampaian
sedang
3
Komunikasi
Lancar dan baik
Sistematika
penyampaian
baik
Wawasan sedang
Wawasan luas
Keberanian
sedang
Keberanian baik
Komunikasi
A
Sistematika
Penyampaian
B
Wawasan
C
Keberanian
D
Antusias
E
Tidak antusias
Antusias sedang
Antusias dalam
kegiatan
Penampilan
F
Penampilan
kurang
Penampilan
sedang
Penampilan baik
Penyampain
tidak sistematis
Wawasan
kurang
Tidak ada
keberanian
Lampiran 7
LEMBAR OBSERVASI PENILAIAN SIKAP
KERJA KELOMPOK
Mata Pelajaran
Kelas
Materi Pokok
: Fisika
: X MIA
: Gerak Melingkar
Observasi
No
Nama Siswa
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Keterangan pengisian skor :
4. Sangat baik
3. Baik
2. Cukup
1. Kurang
Kerja
Tanggung
Sama
Jawab
(1)
(2)
Toleran
Disiplin
(3)
(4)
Jml
Skor
Nilai
Lampiran 8
LEMBAR OBSERVASI PENILAIAN SIKAP
KERJA INDIVIDU
Mata Pelajaran
: Fisika
Kelas
: X MIA
Materi Pokok
: Gerak Melingkar
Observasi
No
Nama Siswa
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Keterangan pengisian skor :
4. Sangat baik
3. Baik
2. Cukup
1. Kurang
Santun
Jujur
Cinta Damai
(1)
(2)
(3)
Jml
Skor
Nilai
Sekolah
: SMA PSKD VII Depok
Mata pelajaran
: Fisika
Kelas/Semester
: X MIA / 1
Materi Pokok
: Gerak Melingkar
Alokasi Waktu
: 3 Pertemuan (9 x 45 menit)
A. KOMPETENSI INTI (KI)
KI-3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural
berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan
humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait
penyebab fenomena dan kejadian, serta menerap-kan pengetahuan prosedural pada bidang
kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkrit dan ranah abstrak terkait dengan
pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu
menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan.
B. KOMPETENSI DASAR (KD) DAN INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK)
Kompetensi Dasar-3
Kompetensi Dasar-4
3.6 Menganalisis besaran fisis pada gerak 4.6 Melakukan percobaan berikut presentasi
melingkar dengan laju konstan (tetap) dan
hasilnya tentang gerak melingkar, makna fisis
penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
dan pemanfaatannya.
Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK)
3.6.1
3.6.2
3.6.3
3.6.4
3.6.5
Peserta didik dapat mengidentifikasi
besaran-besaran frekuensi,
periode,
posisi sudut, kecepatan linier, kecepatan
sudut, pada gerak melingkar beraturan
(GMB).
Peserta didik dapat menerapkan
persamaan gerak melingkar untuk
memecahkan permasalahan.
Peserta didik dapat menyebutkan
contoh-contoh gerak melingkar dalam
kehidupan sehari-hari.
Peserta didik dapat menjelaskan
percepatan sentripetal
Peserta didik dapat menerapkan
persamaan percepatan sentripetal untuk
Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK)
4.6.1
Melaporkan hasil eksperimen tentang
gerak melingkar beraturan.
3.6.6
3.6.7
3.6.8
3.6.9
menyelesaikan
permasalahan
sederhana.
Peserta didik dapat menjelaskan gaya
sentripetal.
Peserta didik dapat menerapkan
persamaan gaya sentripetal untuk
menyelesaikan permasalahan sederhana
dalam kehidupan sehari-hari.
Peserta
didik
dapat menjelaskan
karakteristik
hubungan
roda-roda
sepusat, bersinggungan, dan rodaroda
yang
dihubungkan
dengan rantai/sabuk
Peserta didik dapat menerapkan
persamaan hubungan antar roda-roda
untuk menyelesaikan permasalahan
sederhana dalam kehidupan sehari-hari.
C. TUJUAN PEMBELAJARAN
1. Peserta didik dapat menyebutkan minimal besaran-besaran gerak melingkar (frekuensi,
periode, sudut tempuh, kecepatan linier, kecepatan sudut, dan percepatan sentripetal)
2. Peserta didik dapat mendefenisikan besaran frekuensi, frekuensi sudut, periode, dan sudut
tempuh yang terdapat pada gerak melingkar dengan laju konstan.
3. Peserta didik dapat menghitung besar kecepatan sudut, kecepatan linier, posisi sudut pada
gerak melingkar dengan laju konstan.
4. Peserta didik dapat menganalisis besaran yang berhubungan antara gerak linier dan gerak
melingkar pada gerak menggelinding dengan laju konstan.
5. Peserta didik dapat membedakan kecepatan linier dan kecepatan anguler dan dua roda atau
lebih yang memiliki diameter berbeda dirakit poros menyatu.
D. MATERI PEMBELAJARAN
1. Fakta :
Kincir raksasa.
Roda yang berputar pada porosnya
Gerak planet mengelilingi matahari.
Gir depan sepeda yang dihubungkan rantai dengan gir belakang.
2. Konsep :
Gerak melingkar beraturan adalah gerak yang benda lintasannya berbentuk lingkaran
dengan laju konstan dan tiap satuan waktu menempuh busur lingkaran yang sama
panjangnya.
Frekuensi adalah banyaknya putaran tiap satuan waktu
Periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu putaran
Posisi sudut adalah panjang lintasan dibagi dengan jari-jari.
Kecepatan sudut adalah perubahan posisi sudut benda yang bergerak melingkar tiap
satuan waktu.
Kecepatan linier adalah hasil bagi kecepatan lintasan liniear yang ditempuh benda
dengan selang waktu tempuhnya.
Percepatan sentripetal adalah percepatan yang selalu mengarah ke pusat lingkaran.
Gaya sentripetal adalah gaya yang menimbulkan sentripetal. Gaya sentripetal
berfungsi untuk merubah arah gerak benda.
3. Prinsip :
Semakin cepat gerak roda maka kecepatan sudut dan kecepatan linier nya semakin
bertambah.
Kecepatan sudut pada gerak melingkar beraturan memiliki besar dan arah selalu tetap
setiap saat.
Percepatan sentripetal selalu mengarah kepusat lingkaran.
Gaya sentripetal mengubah arah gerak lurus menjadi gerak melingkar.
Dua roda yang seporos mempunyai kecepatan sudut yang sama.
Dua roda yang besinggungan atau terhubung dengan sabuk mempunyai kecepatan
linier yang sama
4. Prosedur :
Mengamati simulasi gerak melingkar untuk mengidentifikasi besaran-besaran yang
ada didalamnya.
E. METODE PEMBELAJARAN
PERTEMUAN
PENDEKATAN
MODEL
1
Saintifik
Kooperatif GI
2
Saintifik
Kooperatif STAD
3
Saintifik
Discovery-Inquiry
Learning
a.
b.
a.
b.
a.
b.
F. MEDIA PEMBELAJARAN DAN SUMBER BELAJAR
1. Media Pembelajaran
: Papan Tulis, Laptop dan LCD.
2. Alat
: Spidol, kertas dan bahan percobaan
3. Sumber belajar
:
METODE
Simulasi
Diskusi
Diskusi
Tanya jawab
Tanya jawab
Diskusi
Buku 1
: Hari Subagya.2017.Konsep dan Penerapan Fisika
SMA/MA Kelas X Kelompok Peminatan MIPA. Jakarta:Bailmu
Buku 2
: Ni Ketut Lasmi.2014.Mandiri Fisika untuk
SMA/MA Kelas X. Jakarta:Erlangga
Buku 3
: Marthen Kanginan.2013. FISIKA SMA/MA kelas
X. Jakarta: Erlangga.
SPM FISIKA.SMA/MA.
Internet : https://phet.colorado.edu/in/simulation/legacy/gravity-and-orbits/
G. KEGIATAN PEMBELAJARAN
PERTEMUAN PERTAMA (3 JP x 45 Menit)
Indikator pembelajaran kompetensi
3.6.10 Peserta didik dapat mengidentifikasi besaran-besaran frekuensi, periode, posisi sudut,
kecepatan linier, kecepatan sudut, pada gerak melingkar.
3.6.11 Peserta didik dapat menerapkan persamaan gerak melingkar untuk memecahkan
permasalahan.
3.6.12 Peserta didik dapat menyebutkan contoh-contoh gerak melingkar dalam kehidupan
sehari-hari.
Langkah Kegiatan Pembelajaran
Langkah
Sintak Model
Pembelajaran
Pembelajaran
Alokasi
Deskripsi
Waktu
1. Guru memusatkan perhatian peserta didik
dengan mengucapkan salam pembuka, berdoa
dan mengecek kehadiran peserta didik.
2. Guru menyampaikan indikator pembelajaran.
3. Guru
Kegiatan Pendahuluan
memberikan
motivasi
dengan
mengkaitkan materi yang akan dibahas dengan
15
pengetahuan awal peserta didik mengenai
menit
gerak: “Sebelumnya kalian sudah mempelajari
mengenai gerak lurus, baik GLB maupun
GLBB, apakah ada yang masih ingat apa yang
ada ketahui mengenai GLB ? Besaran-besaran
apa saja yang terdapat pada GLB ?”
Tahap 1
Stimulasi/Pemberian
Rangsangan
Peserta didik mengamati video simulasi dari
Phet Physics tentang orbit planet yang
ditampilkan oleh guru.
10
menit
Kegiatan
(Stimulasion)
Berdasarkan video tersebut, diharapkan peserta
Inti
didik termotivasi untuk berpendapat dan
(Model
bertanya mengenai gerak dari planet-planet
DL)
tersebut.
Tahap 2
Pernyataan/Identifikasi
Masalah
Guru
menjelaskan
karakteristik
gerak
parabola.
(Problem Statement)
20
Guru mengajukan pertanyaan dalam bentuk
menit
suatu masalah berdasarkan simulasi virtual
gerak parabola yang ditayangkan guru.
Guru membagi kelompok peserta didik ke
dalam kelompok belajar yang heterogen
dengan masing-masing kelompok terdiri dari
4-5 orang dan membagikan LKS (Lampiran 2)
mengenai gerak melingkar.
Guru membagi kelompok peserta didik ke
dalam kelompok belajar yang heterogen
dengan masing-masing kelompok terdiri dari
Tahap 3
Pengumpulan Data
(Data Collection)
4-5 orang dan membagikan LKS (Lampiran 2)
20
mengenai gerak melingkar pada system tata
menit
surya dan menjawab pertanyaan-pertanyaan
tersebut.
Peserta
didik
membaca
dan
memahami
permasalahan yang ada di LKS (Lampiran 2)
gerak melingkar.
Masing-masing kelompok mengumpulkan data
dan informasi melalui diskusi untuk menguji
hipotesis yang sudah dibuat.
Peserta didik menganalisis dan mengevaluasi
Tahap 4
informasi yang diperoleh dari hasil diskusi
Pengolahan Data
untuk menjawab pertanyaan - pertanyaan yang
(Data Processing)
ada
pada
LKS
(Lampiran
2)
gerak
50
melingkar secara berkelompok.
Tahap 5
kelompok
menulis
laporan
merencanakan presentasi laporan, penentuan
Verifikasi
(Verification)
menit
Anggota
penyaji, moderator, dan notulis.
Salah satu kelompok menyajikan hasil analisis
data, sedangkan kelompok lain mengamati,
mengevaluasi, mengklarifikasi, mengajukan
pertanyaan atau tanggapan yang relevan
dengan materi yang dipresentasikan.
Guru
dan
peserta
didik
mengevaluasi
pembelajaran yang telah dilaksanakan.
Tahap 6
Menarik kesimpulan
Peserta didik merangkum hasil analisis dan
temuan dari kelompoknya dan kelompok lain.
(Generalisasi)
10
menit
Guru melontarkan pertanyaan lisan sebagai
post test.
1. Memberikan kesempatan kepada peserta didik
untuk bertanya apabila ada yang belum
dimengerti.
Kegiatan Penutup
2. Meminta
10
peserta
didik
menyimpulkan
menit
pembelajaran.
3. Memberikan salam penutup dan berdoa.
PERTEMUAN KEDUA (3 JP x 45 Menit)
Indikator Pembelajaran Kompetensi
3.6.13 Peserta didik dapat menjelaskan percepatan sentripetal
3.6.14 Peserta didik dapat menerapkan persamaan gaya sentripetal untuk menyelesaikan
permasalahan sederhana dalam kehidupan sehari-hari.
3.6.15 Peserta didik dapat menjelaskan gaya sentripetal.
3.6.16 Peserta didik dapat menerapkan persamaan gaya sentripetal untuk menyelesaikan
permasalahan sederhana dalam kehidupan sehari-hari.
Langkah Kegiatan Pembelajaran
Langkah
Sintak Model
Pembelajaran
Pembelajaran
Alokasi
Deskripsi
Waktu
1. Guru memusatkan perhatian peserta didik
dengan mengucapkan salam pembuka,
berdoa sebelum memulai pembelajaran
Kegiatan Pendahuluan
dan mengecek kehadiran peserta didik.
2. Guru
menyampaikan
indikator
pembelajaran.
3. Guru
memberikan
motivasi
dengan
mengkaitkan materi yang akan dibahas
15 menit
dengan pengetahuan awal peserta didik
mengenai materi yang akan dibahas
dengan pengetahuan awal peserta didik
mengenai
gerak: Pernahkah
kalian
berkendaraan dan melewati tikungan ?
Apa yang kalian rasakan pada saat
kendaraan bergerak menikung ?
Peserta didik
mengamati video yang
ditampilkan yang
ditampilkan
guru
(video planet-planet mengelilingi matahari).
Tahap 1
Berdasarkan
video
tersebut
diharapkan
peserta didik termotivasi untuk berpendapat
Stimulasi/Pemberian
dan bertanya : Mengapa planet-planet tidak
Rangsangan (Stimulasion)
10 menit
keluar lintasan saat menggelilingi matahari ?
Guru menampung semua pendapat dan
pertanyaan peserta didik sebagai bahan
penyelidikan untuk tahap berikutnya.
Guru
memberikan
percepatan
informasi
sentripetal
mengenai
(peserta
didik
memperhatikan penjelasan guru)
Kegiantan
Inti
rmenjelaskan
materi
percepatan
sentripetal dan gaya sentripetal
(Model
DL)
Guru
Tahap 2
Guru
contoh
soal
yang
berkaitan dengan percepatan sentripetal,
Pernyataan/Identifikasi
gaya sentripetal serta penerapannya dalam
Masalah
(Problem Statement)
memberikan
kehidupan sehari-hari.
30 menit
Sambil membimbing peserta didik dalam
menyelesaikan contoh soal.
Meminta salah satu peserta didik untuk
menuliskan jawabannya di papan tulis.
Memastikan setiap peserta didik telah
mengetahui jawaban contoh soal yang
benar.
Tahap 3
Pengumpulan Data
(Data Collection)
Guru
membagi
peserta
didik
dalam
kelompok berjumlah 4-5 orang.
Gurru membagikan LDS (Lampiran 3)
10 menit
kepada peserta didik.
Peserta didik diberikan kesempatan untuk
mencari data/ informasi dari berbagai buku
sumber untuk memecahkan masalah yang
terdapat pada LKS (Lampiran 3).
Peserta didik berdiskusi secara intensif
untuk memecahkan masalah yang terdapat
Tahap 4
pada LKS (Lampiran 3) dengan rasa
Pengolahan Data
tanggung jawab dan selalu aktif dalam
(Data Processing)
menyumbang
pendapat
untuk
menyelesaikan masalah tersebut.
Perwakilan kelompok
mempresentasikan
hasil diskusi kelompoknya.
Kelompok lain menanggapi presentasi
40 menit
kelompok yang bersangkutan.
Tahap 5
Verifikasi
Guru menanggapi hasil presentasi untuk
memberi
(Verification)
penguatan
pemahaman
dan mengklarifikasi miskonsepsi.
Guru menilai kemampuan peserta didik
saat presentasi.
Guru menjelaskan materi yang belum jelas
dalam diskusi kelompok.
Tahap 6
Menarik kesimpulan
(Generalisasi)
Guru membimbing peserta didik
menyimpulkan pembelajaran secara
20 menit
keseluruhan
4. Menginformasikan kepada peserta didik
tentang rencana kegiatan pembelajaran
untuk pertemuan-pertemuan berikutnya
Kegiatan Penutup
yaitu tentang hubungan roda-roda pada
gerak melingkar beraturan.
5. Guru menyampaikan salam penutup dan
berdoa
10 menit
PERTEMUAN KETIGA (3 JP x 45 Menit)
Indikator Pembelajaran Kompetensi
5.6.7 Peserta didik dapat menentukan arah gerak roda dalam hubungan roda-roda baik yang
seporos, dihubungkan dengan rantai, maupun bersinggungan.
5.6.8 Peserta
didik
dapat menjelaskan
bersinggungan, dan
karakteristik
hubungan
roda-roda
sepusat,
roda-roda yang dihubungkan dengan rantai/sabuk.
5.6.9 Peserta didik dapat menerapkan persamaan hubungan antar roda-roda untuk
menyelesaikan permasalahan sederhana dalam kehidupan sehari-hari.
Langkah Kegiatan Pembelajaran
Langkah
Sintak Model
Pembelajaran
Pembelajaran
Alokasi
Deskripsi
Waktu
1. Guru memusatkan perhatian peserta didik dengan
mengucapkan salam pembuka, berdoa sebelum
Kegiatan Pendahuluan
memulai pembelajaran dan mengecek kehadiran
peserta didik.
10 menit
2. Guru bertanya dan membagikan tugas yang telah
diperiksa.
Guru menampilkan gambar-gambar penerapan gerak
melingkar pada hubungan roda-roda menggunakan
powerpoint.
Tahap 1 Stimulasi /
Pemberian
Rangsangan
(Stimulasion)
Kegiantan
Guru
memberikan
pertanyaan: Pada
sepeda
ada
gear gigi besar di depan dan gear gigi kecil di
belakang. Seandainya roda giginya dibalik, yang besar
15 menit
di belakang dan yang kecil di depan, kira-kira apa yang
terjadi? Mengapa bisa terjadi seperti itu ?
Guru memperlihatkan video hubungan roda – roda
Inti
(khususnya seporos)
(Model DL)
Peserta didik mengamati video yang ditampilkan guru.
Tahap 2
Guru membimbing peserta didik untuk menemukan
Pernyataan /
hal-hal yang terdapat pada video gerakan roda-roda.
Identifikasi Masalah
Guru membimbing peserta didik untuk mengajukan
(Problem Statement)
Tahap 3
Pengumpulan Data
(Data Collection)
20 menit
pertanyaan tentang video yang di tampilkan.
Peserta didik dibagi dalam kelompok kecil, masing35 menit
masing terdiri atas 5-7 orang.
Peserta
didik
(dibimbing
oleh
guru)
mendiskusikan untuk menentukan besaran fisika pada
hubungan roda-roda melalui pertanyaan – pertanyaan
diskusi (Lampiran 4)
Guru membagikan pertanyaan – pertanyaan diskusi
Peserta
didik berdiskusi
dalam
kelompok
untuk
menjawab pertanyaan tersebut berdasarkan sumber
yang dimiliki (buku pelajaran fisika dan buku mandiri)
Mengasosiasi :
Tahap 4
Peserta didik melakukan diskusi kelompok untuk
Pengolahan Data
mendiskusikan masalah besaran fisika pada hubungan
(Data Processing)
roda-roda.
Peserta didik menyimpulkan hasil diskusi kelompok.
Mengkomunikasikan:
Perwakilan kelompok mempresentasikan hasil kerja
kelompok.
Kelompok lain diberikan kesempatan untuk bertanya
Tahap 5
Verifikasi
40 menit
dan mengomentari kelompok yang presentasi.
Guru menanggapi hasil presentasi untuk memberi
penguatan
(Verification)
pemahaman
dan mengklarifikasi
miskonsepsi.
Guru menjelaskan materi secara menyeluruh untuk
memberi penguatan pemahaman dan beberapa contoh
soal untuk setiap hubungan roda – roda kepada peserta
didik.
Tahap 6
Menarik kesimpulan
(Generalisasi)
Peserta didik menarik kesimpulan dari hasil verifikasi.
Guru memberikan kuis (Lampiran 5)
10 menit
3. Guru membimbing peserta didik menyimpulkan
pembelajaran secara keseluruhan.
Kegiatan Penutup
4. Guru melakukan refleksi dengan memberikan
pertanyaan kepada peserta didik yang dianggap
kurang memperhatikan saat proses pembelajaran
5. Guru menyampaikan salam penutup..
5 menit
H.
Penilaian
1. Jenis/teknis penilaian
Penilaian dilakukan melalui penilaian proses dan penilaian hasil. Penilaian proses dilakukan
melalui observasi kerja kelompok dan kerja individu, dan presentasi. Sedangkan penilaian
hasil dilakukan melalui kuis dan tes tertulis.
2. Bentuk Instrumen dan Instrumen
Instrumen kinerja presentasi menggunakan lembar pengamatan kinerja presentasi dengan
fokus penilaian pada : komunikasi, sistematika penyajian, wawasan, keberanian, antusias dan
penampilan.
Contoh bentuk instrumen terlampir
3. Pedoman penskoran
Pedoman penskoran terlampir.
Disetujui
Jakarta, 28 November 2017
Guru Pamong Fisika,
Guru PPL Fisika,
Setia Rohani K.P., M.Si
Fransiskus Assisi Beyora Liwun
Mengetahui
Kepala SMA PSKD VII Depok,
Nurliana Sidabutar, SP
Lampiran 1
Materi Pembelajaran Gerak Melingkar Beraturan
Jika sebuah benda bergerak dengan kelajuan konstan pada suatu lingkaran
(disekeliling lingkaran), maka dikatakan bahwa benda tersebut melakukan gerak
melingkar beraturan.
Kecepatan pada gerak melingkar beraturan besarnya selalu tetap namun arahnya
selalu berubah, arah kecepatan selalu menyinggung lingkaran, maka v selalu tegak
lurus garis yang ditarik melalui pusat lingkaran ke sekeliling lingkaran tersebut.
Pengertian radian.
1 (satu) radian adalah besarnya sudut tengah lingkaran yang panjang busurnya sama
dengan jari-jarinya.
Besarnya sudut :
S
radian
R
S = panjang busur
R = jari-jari
=
Jika panjang busur sama dengan jari-jari, maka = 1 radian. Satu radian
dipergunakan untuk menyatakan posisi suatu titik yang bergerak melingkar (beraturan
maupun tak beraturan) atau dalam gerak rotasi.
Keliling lingkaran = 2 x radius, gerakan melingkar dalam 1 putaran = 2 radian.
1 putaran = 3600 = 2 rad.
1 rad =
360
= 57,30
2
Frekwensi dan perioda dalam gerak melingkar beraturan.
Waktu yang diperlukan P untuk satu kali berputar mengelilingi lingkaran di sebut
waktu edar atau perioda dan diberi notasi T. Banyaknya putaran per detik disebut
Frekwensi dan diberi notasi f. Satuan frekwensi ialah Herz atau cps (cycle per
second).
Jadi antara f dan T kita dapatkan hubungan : f . T = 1
f=
1
T
Kecepatan linier dan kecepatan sudut. Jika dalam waktu T detik ditempuh jalan
sepanjang keliling lingkaran ialah 2R, maka kelajuan partikel P untuk mengelilingi
lingkaran dapat dirumuskan : v =
s
t
Kecepatan ini disebut kecepatan linier dan diberi notasi v.
Kecepatan anguler (sudut) diberi notasi adalah perubahan dari perpindahan sudut
persatuan waktu (setiap saat). Biasanya dinyatakan dalam radian/detik, derajat
perdetik, putaran perdetik (rps) atau putaran permenit (rpm).
Bila benda melingkar beraturan dengan sudut rata-rata ()dalam radian perdetik :
=
sudut gerakan (radian)
waktu (det ik ) yang diperlukan untuk membentuk sudut tersebut .
=
Jika 1 putaran maka : =
2
rad/detik
T
t
atau
=2f
Dengan demikian besarnya sudut yang ditempuh dalam t detik :
=t
atau
=2ft
Dengan demikian antara v dan kita dapatkan hubungan :
v= R
Sistem Gerak Melingkar Pada Beberapa Susunan Roda .
Sistem langsung. Pemindahan gerak pada sistem langsung yaitu melalui
persinggungan roda yang satu dengan roda yang lain.
Pada sistem ini kelajuan liniernya sama, sedangkan kelajuan anguler tidak
sama.
v1 = v2, tetapi 1 2
Sistem tak langsung. Pemindahan gerak pada sistem tak langsung yaitu pemindahan
gerak dengan menggunakan ban penghubung atau rantai.
Pada sistem ini kelajuan liniernya sama, sedangkan kelajuaan angulernya tidak
sama.
v1 = v2, tetapi 1 2
Sistem roda pada satu sumbu ( CO-Axle )
Jika roda-roda tersebut disusun dalam satu poros putar, maka pada sistem tersebut
titik-titik yang terletak pada satu jari mempunyai kecepatan anguler yang sama,
tetapi kecepatan liniernya tidak sama.
A = R = C , tetapi v A v B v C
Percepatan Sentripetal.
Jika suatu benda melakukan gerak dengan kelajuan tetap mengelilingi suatu
lingkaran, maka arah dari gerak benda tersebut mempunyai perubahn yang tetap.
Dalam hal ini maka benda harus mempunyai percepatan yang merubah arah dari
kecepatan tersebut.
Arah dari percepatan ini akan selalu tegak lurus dengan arah kecepatan, yakni
arah percepatan selalu menuju kearah pusat lingkaran. Percepatan yang mempunyai
sifat-sifat tersebut di atas dinamakan PERCEPATAN CENTRIPETALNYA.
Harga percepatan centripetal (ar) adalah :
ar =
( kecepa tan linier pada benda ) 2
jari jari lingkaran
ar =
v2
R
atau
ar = 2 R
Gaya yang menyebabkan benda bergerak melingkar beraturan disebut GAYA
CENTRIPETAL yang arahnya selalu ke pusat lingkaran. Sedangkan gaya reaksi dari
gaya centripetal (gaya radial) ini disebut GAYA CENTRIFUGAL yang arahnya
menjauhi pusat lingkaran. Adapun besarnya gaya-gaya ini adalah :
F=m.a
Fr = m . ar
v2
Fr = m .
R
Fr = gaya centripetal/centrifugal
m = massa benda
v = kecepatan linier
R = jari-jari lingkaran.
atau
Fr = m 2 R
Beberapa contoh benda bergerak melingkar
1. Gerak benda di luar dinding melingkar.
v2
R
2. Gerak benda di dalam dinding melingkar.
N=m.g-m.
v2
N=m.g+m.
R
N = m . g cos - m .
N = m . g cos + m .
v2
R
v2
R
v2
v2
N = m . R - m . g cos
N=m. R -m.g
3. Benda dihubungkan dengan tali diputar vertikal.
T=m.g+m
v2
R
v2
T = m m . g cos + m
R
v2
T = m . R - m . g cos
v2
T=m. R -m.g
4. Benda dihubungkan dengan tali diputar mendatar (ayunan centrifugal/konis)
T cos = m . g
T sin = m .
v2
R
Periodenya T = 2
L cos
g
Keterangan : R adalah jari-jari lingkaran
5. Gerak benda pada sebuah tikungan berbentuk lingkaran mendatar.
v2
N . k = m .
R
N = gaya normal
N=m.g
Lampiran 2
Lembar Kerja Siswa (LKS)
Mata Pelajaran
: Fisika
Pokok Pembahasan
: Gerak Melingkar Beraturan
Kelas/ Semester
: X MIA / 1
Sekolah
: SMA PSKD VII Depok
Nama Kelompok
:
Anggota Kelompok
:
1. ....
2. ....
3. ....
4. ....
5. ....
6. ....
I.
Petunjuk Belajar :
1. Baca secara cermat petunjuk langkah-langkah sebelum Anda melakukan kegiatan
2. Baca buku-buku Fisika kelas X SMA dan buku lain yang relevan berkaitan dengan
materi Gerak melingkar beraturan untuk memperkuat konsep dan pemahaman Anda.
3. Tanyakan pada pembimbing jika ada hal-hal yang kurang jelas
II.
Kompetensi Yang Akan Dicapai
Memprediksi besaran-besaran fisika pada gerak melingkar beraturan dan gerak melingkar
berubah beraturan
III.
Indikator
Menyimpulkan karakteristik gerak melingkar beraturan melalui percobaan dan pengukuran
besaran-besaran terkait.
IV.
Informasi Pendukung
Sebuah partikel bergerak menuruti lintasan yang berbentuk lingkaran, bila tiap selang waktu
yang sama menempuh busur (jarak) yang sama panjangnya atau mempunyai laju tetap. Gerak
melingkar dengan laju tetap disebut gerak melingkar beraturan.
V.
Alat dan Bahan
Satu set alat sentripetal dengan beban + 20 gram
Stopwatch
Beban pemberat mA = 50 gram, 100 gram, dan 200 gram
Mistar
Neraca pegas
VI.
Langkah-Langkah Percobaan
Urutan kerja
1. Timbanglah berat beban dengan neraca pegas
WA = . . . . . . . . N
WB = . . . . . . . . N
Jadi mA = . . . . . . . kg dan mB = . . . . . . . . Kg
2. Putarlah benda B sehingga bergerak melingkar beraturan. Usahakan tali PB horisontal.
Panjang PB + 0,50 m
3. Ukurlah waktu 20 putaran, Tentukan period putaran T
4. Ukurlah jari-jari lingkaran R.
5. Lakukan percobaan ini 3 kali dengan mA dan R yang berbeda dan isilah hasilnya pada tabel di
bawah ini.
No
mA
WA (N)
(gram)
1
2
1.
2.
3.
50
100
200
3
t 10 put
R (m)
(s)
4
5
T
(s)
6
V=
2R
T
(ms-1)
7
as =
v2
R
(ms-2)
8
Fs=mB.as
(N)
9
6. Perhatikan hasil pada kolom 3 dan 9 bandingkan nilainya, kecenderungan apa menurut
pendapatmu ?
Jawab:...........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
Informasi : Gaya Fs dalam kolom 9 disebut gaya sentripetal yang arahnya ke pusat.
7. Sebutkan faktor-faktor kesalahan apa yang mempengaruhi hasil pengukuran tersebut.
Jawab :..............................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
......................................................................................
8. Seandainya faktor-faktor tersebut dapat diusahakan sekecil mungkin, maka kesimpulan
apakah yang dapat diperoleh mengenai hasil kolom 3 dab 9 ?
Jawab:...........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
..........................................................................
9. Tuliskan ungkapan gaya sentripetal fs dalam m, R, dan T.
Jawab:...........................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
..........................................................................
10. Diskusi :
a. Pada benda yang mana gaya sentripetal Fs bekerja
Jawab:.....................................................................................................................................
................................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
Kemanakah arahnya ?
Jawab:.....................................................................................................................................
................................................................................................................................................
............................................................................................................
b. Sebutkan dua buah contoh benda yang bergerak melingkar beraturan !
Jawab:.....................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
Lampiran 3
Lembar Kerja Siswa (LKS)
Gerak Bulan Mengelilingi Bumi
1. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan jari-jari lintasan 50 cm dan melakukan 6
putaran selama 3 menit.
Hitunglah :
a. Periode putaran,
b. Frekuensi putaran,
c. Kecepatan sudut dan
d. Kecepatan linier
2. Sebuah benda massanya 0,3 kg diikatkan pada ujung tali yang panjangnya 0,4 meter dan
diputar mendatar dengan 3 putaran tiap detik. Hitunglah :
a. Laju linier benda,
b. Percepatan sentripetal
3. Sebuah baling-baling helikopter berputar dengan 900 putaran per menit.
a. Berapakah kecepatan sudutnya ?
b. Berapakah kelajuan linear sebuah titik di ujung baling-baling jika radius baling-baling 3
m?
4. Sebuah roda berputar 90 kali tiap menit. Tentukan kecepatan linier suatu titik pada roda yang
berjarak 15 cm dari pusat roda !
5. Pada sebuah mobil balap, jari-jari ban mobil sama dengan 30 cm. Mobil ini bergerak
dipercepat dari keadaan diam sampai kecepatan 15 m/s dalam waktu 8 sekon. Dalam waktu 8
sekon tersebut, telah berapa kali ban mobil berputar ?
6. Boneka kecil diikat dengan tali yang panjangnya 20 cm. Boneka tersebut diputar di atas meja
dengan laju tetap. Apabila untuk melakukan 10 putaran diperlukan waktu 3 sekon,
tentukanlah frekuensi putarannya, laju linier dan laju angulernya.
7. Seorang mengendarai sepeda dengan laju 18 km/jam. Bila garis tengah roda sepeda 0,8 m,
berapakah periode putar roda itu ?
8. Seutar tali melilit pada sebuah roda yang jari-jarinya 25 cm. Jika kelajuan sebuah titik pada
tali sama dengan 5 m/s, berapakah kecepatan sudut roda itu berputar ?
9. Sebuah partikel bergerak melingkar dengan radius 40 cm. Jika partikel tersebut melakukan 5
kali putaran dalam setiap sekonnya, berapakah kelajuan linear partikel ?
10. Sebuah benda bermassa 4 kg diikatkan pada tali dan diputar dengan jari-jari 6 m pada
kelajuan konstan 12 m/s oleh seorang Hercules. Berapakah kecepatan sudutnya ?
Lampiran 4
Pertanyaan Diskusi
1. Seandainya roda giginya dibalik, yang besar di belakang dan yang kecil di depan, kira-kira
apa yang terjadi ? Mengapa bisa terjadi seperti itu ?
2. Bagaimanakah arah gerak pada hubungan roda :
a. Seporos / sepusat
b. Bersinggungan
c. Dihubungan dengan rantai / sabuk
3. Sebutkan minimal 2 aplikasi yang kalian ketahui dari hubungan roda :
a. Seporos / sepusat
b. Bersinggungan
c. Dihubungan dengan rantai / sabuk
Lampiran 5
Soal Kuis Hubungan Roda –Roda
1. Dua buah roda masing – masing dengan jari – jari 18 cm dan 6 cm dihubungkan dengan tali
seperti pada gambar. Jika roda A melakukan 24 putaran tiap menit, berapa putaran tiap menit
yang dilakukan roda B ?
2. Sebuah sepeda mempunyai roda belakang dengan jari – jari 35 cm. Gigi roda belakang dan
roda putaran kaki, jari – jarinya masing – masing 4 cm dan 10 cm. Gigi roda belakang dan
roda putaran depan tersebut dihubungkan oleh rantai. Jika kecepatan sepeda 18 km/jam,
tentukan :
a. kecepatan sudut roda belakang
b. kecepatan linier gigi roda belakang
c. kecepatan sudut roda gigi depan tempat putaran kaki !
Lampiran 6
PENILAIAN KINERJA DISKUSI & PRESENTASI
Matapelajaran
Materi
Kelas
No
: Fisika
: Gerak Melingkar Beraturan
: X MIA
Nama Peserta Didik
Penilaian
A B C D E F
Skor
Nilai
1
2
3
4
5
6
Rubrik:
Aspek yang
dinilai
Kode
1
Tidak ada
komunikasi
Penilaian
2
Komunikasi
sedang
Sistematika
penyampaian
sedang
3
Komunikasi
Lancar dan baik
Sistematika
penyampaian
baik
Wawasan sedang
Wawasan luas
Keberanian
sedang
Keberanian baik
Komunikasi
A
Sistematika
Penyampaian
B
Wawasan
C
Keberanian
D
Antusias
E
Tidak antusias
Antusias sedang
Antusias dalam
kegiatan
Penampilan
F
Penampilan
kurang
Penampilan
sedang
Penampilan baik
Penyampain
tidak sistematis
Wawasan
kurang
Tidak ada
keberanian
Lampiran 7
LEMBAR OBSERVASI PENILAIAN SIKAP
KERJA KELOMPOK
Mata Pelajaran
Kelas
Materi Pokok
: Fisika
: X MIA
: Gerak Melingkar
Observasi
No
Nama Siswa
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Keterangan pengisian skor :
4. Sangat baik
3. Baik
2. Cukup
1. Kurang
Kerja
Tanggung
Sama
Jawab
(1)
(2)
Toleran
Disiplin
(3)
(4)
Jml
Skor
Nilai
Lampiran 8
LEMBAR OBSERVASI PENILAIAN SIKAP
KERJA INDIVIDU
Mata Pelajaran
: Fisika
Kelas
: X MIA
Materi Pokok
: Gerak Melingkar
Observasi
No
Nama Siswa
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Keterangan pengisian skor :
4. Sangat baik
3. Baik
2. Cukup
1. Kurang
Santun
Jujur
Cinta Damai
(1)
(2)
(3)
Jml
Skor
Nilai