Pembatasan
Materi Gerak Lurus
Di
Tingkat SMP dan SMA
Materi
|
SMP
|
SMA
|
Gerak Lurus
|
||
·
Jarak & Perpindahan
|
Hanya diberikan pengertian
jarak dan
perpindahan secara umum |
Dijabarkan mengenai pengertian jarak
dan perpindahan berdasarkan besarannya. Dimana jarak merupakan besaran
skalar, dan perpindahan merupakan besaran vektor
Perhatikan contoh berikut :
Misalnya terdapat sebuah sungai yang
memisahkan rumah Dita dengan sekolahnya. Untuk sampai ke sekolahnya, Dita
selalu melewati jembatan yang terletak sekitar 100 m dari rumahnya dan ia
menyebarang melewati jembatan sepanjang 10 m kemudian berjalan lagi sejauh
100 m dari jembatan ke sekolah.
Maka bagaimana pula jarak dan
perpindahannya jika pada saat perjalanan menuju sekolah, saat akan menyebrang
melalui jembatan, Dita kembali lagi ke rumah untuk mengambil buku yang
ketinggalan ?
Dalam kasus ini, Dita melalui jarak
sejauh :
Dari A ke B (100 m) + B ke A (100 m)
+ A ke B (100 m) + B ke C (10 m) + C ke D (100 m), sehingga totalnya = 410 m.
Dan perpindahannya sejauh titik A ke
D = 10 m, yaitu posisi awal Dita berada di A dan posisi akhinya berada di D.
Karena perpindahan mempunyai arah, maka perpindahan Dita adalah sejauh 10 m
ke arah titik D. Arah inilah yang menyatakan besaran vektor.
|
·
Kecepatan& Kelajuan
|
Pada tingkat SMP, Kecepatan dan kelajuan
dijelaskan pengertiannya masing masing.
Dimana
kecepatan didefinisikan sebagai sebagai perbandingan perpindahan benda dengan
jarak tempuh, dan tergantung pada arah gerak benda, sehingga kecepatan
merupakan besaran vektor dan nilainya selalu positif.
Sedangkan
kelajuan didefinisikan sebagai perbandingan jarak yang ditempuh benda dengan
waktu tempuh.
Namun, didalam perhitungan, tidak ada
perbedaan spesifik antara kecepatan dan kelajuan.
Perhatikan
contoh berikut
Misalnya,
sebuah mobil menempuh perjalanan 1000 m dalam waktu 50 s, maka kecepatan
mobil sebesar :
Pernyataan
ini kurang tepat, karena jika kita menyebut kecepatan, maka kita jiga harus menyebut ke mana arah
mobil tersebut. Sehingga istilah yang tepat adalah kelajuan.
Selain
itu, di tingkat SMP, siswa juga hanya diperkenalkan dengan kecepatan
rata-rata, yaitu perbandingan antara
|
Pada tingkat SMA, pengertian
kecepatan dan kelajuan lebih dispesifikkan lagi. Selain lebih menekankan
terhadap besarannya, dijelaskan juga bahwa kecepatan dalam gerak lurus ada
dua, yaitu kecepatan dan kelajuan sesaat dan kecepatan rata-rata.
Kelajuan rata-rata didefinisikan
sebagai hasil bagi jarak total yang ditempuh dengan waktu tempuhnya.
Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai
hasil bagi perpindahan dengan selang waktu.
Kecepatan rata-rata secara matematis
ditulis:
Kelajuan
sesaat adalah kelajuan rata-rata yang waktu tempuhnya mendekati nol.
Kecepatan sesaat adalah kecepatan rata-rata yang selang waktunya mendekati
nol.
Kelajuan
atau kecepatan sesaat didefinisikan juga sebagai kelajuan atau kecepatan
benda pada saat tertentu.
Perhatikan ilustrasi berikut :
Wulan berangkat ke sekolah dari rumahnya
(titik A) yang berjarak 20 km dengan menggunakan sebuah sepeda motor. Saat
melewati jalan lurus, Wulan meningkatkan kelajuan sepeda motornya sampai
kelajuan tertentu dan mempertahankannya. Ketika melewati tikungan (titik B
dan C), Wulan mengurangi kelajuan sepeda motornya dan kemudian
meningkatkannya kembali. Menjelang tiba di sekolah (titik D), Wulan
memperlambat kelajuannya sampai berhenti. Setelah sampai di sekolah yang
ditempuh dalam waktu 1 jam, Wulan menyadari bahwa angka pada spidometernya
telah bertambah sebesar 30 Km. Hal ini menunjukkan jarak yang ditempuh Wulan
ke sekolah sebesar 30 km. Pada perjalanan dari rumah ke sekolah, kelajuan
Wulan pasti tidak selalu tetap. Saat di jalan yang lurus kelajuannya besar
dan saat di tikungan kelajuannya berkurang.
Berdasarkan ilustrasi tersebut, kelajuan
rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi antara jarak total yang
ditempuh dengan waktu untuk menempuhnya. Bagaimana dengan kecepatan rata-rata
Wulan? Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi antara perpindahan dengan
selang waktunya.
|
·
Percepatan
|
Pada tingkat SMP, percepatan baru
diperkenalkan saat membahas materi GLBB
|
Pada tingkat SMA, siswa telah
diperkenalkan lebih dahulu dengan percepatan sebelum memasuki materi gerak
lurus berubah beraturan.
Percepatan
adalah perubahan kecepatan dan atau arah dalam selang waktu
tertentu. Percepatan merupakan besaran vektor. Percepatan berharga positif
jika kecepatan suatu benda bertambah dalam selang waktu tertentu. Percepatan
berharga negatif jika kecepatan suatu benda berkurang dalam selang waktu
tertentu.
Juga
telah dibedakan antara percepatan rata-rata dan percepatan sesaat.
1. Percepatan Rata-Rata
Tiap benda yang mengalami perubahan kecepatan, baik besarnya
saja atau arahnya saja atau kedua-duanya, akan mengalami percepatan.
Percepatan rata-rata ( a ) adalah hasil bagi antara perubahan
kecepatan (
2. Percepatan Sesaat
Percepatan sesaat adalah perubahan kecepatan dalam waktu yang sangat singkat.
Seperti halnya menghitung kecepatan sesaat, untuk menghitung percepatan
sesaat, Anda perlu mengukur perubahan kecepatan dalam selang waktu yang
singkat (mendekati nol).
|
Gerak Lurus Beraturan
|
||
Pada tingkat SMP, gerak lurus beraturan
hanya dijelaskan mengenai pengertian serta grafik yang hanya berkaitan dengan
variabel s, v dan t, sebagai berikut :
Dimana dari grafik dapat dijelaskan bahwa
jarak yang ditempuh (s) adalah hasil kali antara v dan t, atu dengan kata
lain luar bidang vt.
|
Pada tingkat SMA, selain dijelaskan
mengenai pengertian, siswa juga dijelaskan mengenai grafik-grafik gerak lurus
beraturan yang lebih kompleks.
Gerak lurus beraturan didefinisikan
sebagai gerak suatu benda pada garis lurus dengan kecepatan tetap. Maksud
dari kecepatan tetap adalah benda menempuh jarak yang sama untuk selang waktu
yang sama. Misalnya sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap 60 km/jam,
artinya tiap 1 jam mobil menempuh jarak 60 km, tiap 1⁄2 jam mobil menempuh
jarak 30 km, atau tiap 1 menit mobil menempuh jarak 1 km.
Kemiringan pada grafik menunjukkan
kecepatan tetap dari GLB. Makin curamkemiringannya, makin besar kecepatan
benda yang diselidiki.
Karena
dalam GLB kecepatannya tetap, maka kecepatan rata-rata sama dengan kecepatan
sesaat.Untuk kedudukan awal x = x0 pada saat t0
= 0, maka
|
|
Gerak Lurus Berubah Beraturan
|
||
Pada tingkat SMP, siswa hanya dijelaskan
mengenai pengertian gerak lurus berubah beraturan.
Siswa juga diperkenalkan dengan variabel
baru, yaitu percepatan.
Percepatan
adalah pertambahan kecepatan tiap waktu yang besarnya selalu tetap.
Untuk GLBB SMP, siswa diperkenalkan bahwa
ada dua jenis GLBB, yaitu GLBB dipercepat dan diperlambat. Dimana perbedaan
keduanya hanya terletak pada nilai percepatannya saja.
Dari grafik hubungan v dan t dibawah, dapat
dihitung pula perpindahan benda, yaitu dengan menghitung luas bidang dibawah
kurva
Jadi perpindahan dan
kecepatan sesaat benda secara matematis dapat dituliskan :
|
Pada tingkat SMA, siswa diperkenalkan lebih
dalam lagi mengenai GLBB melalui serangkaian percobaan dengan menggunakan
alat ticker timer. Untuk persamaan
yang digunakan masih sama dengan persamaan yang diberikan saat tingkat SMP.
Yang menjadi perbedaan hanyalah untuk tingkat SMA, siswa lebih didorong untuk
memahami grafik gerak lurus berubah beraturan.
Selain itu, penurunan rumus yang digunakan
sedikit lebih kompleks dibandingkan tingkat SMP, dimana terdapat
grafik-grafik yang digunakan untuk menentukan formulanya.
Grafik
hubungan v dan t serta s dan t pada gerak lurus
berubah beraturan (GLBB) adalah sebagai berikut :
1.
Grafik (v - t)
Berdasarkan
persamaan vt = v0 + a · t, Anda dapat melukiskan
grafik
hubungan antara v dan t sebagai
berikut
Grafik
pada Gambar 2.6 menunjukkan bahwa perpindahan yang
ditempuh
benda (s) dalam waktu (t) sama dengan luas daerah di bawah
grafik yang
dibatasi oleh sumbu v dan t (daerah yang diarsir).
S = luas trapesium OABD
= luas segi empat OACD + luas segitiga ABC
=
S =
2.
Grafik (s -
t)
Berdasarkan persamaan S =
konstan, maka kita dapat melukiskan grafik
hubungan antara s dan
t sebagai
berikut :
Persamaan-persamaan
GLBB yang telah Anda bahas di depan
merupakan
persamaan untuk gerakan dipercepatan beraturan. Untuk
persamaan-persamaan
GLBB yang diperlambat beraturan adalah sebagai
berikut.
|
|
Gerak Melingkar Beraturan
|
||
Tingkat SMP belum diperkenalkan
dengan gerak melingkar beraturan
|
Pada tingkat SMA, siswa akan diperkenalkan
dengan materi gerak melingkar beraturan. Siswa akan diperkenalkan dengan
variabel-variabel gerak melingkar seperti, frekuensi, periode, sudut tempuh,
kecepatan linier, kecepatan sudut, dan
percepatan sentripetal.
Selain itu, siswa juga diajarkan mengenai
hubungan roda-roda, yang terbagi menjadi tiga, yaitu bersinggungan, seporos,
dan tidak bersinggungan (terhubung tali atau sabuk)
|
|
PERCOBAAN I
GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN
(GLBB)
A. Tujuan Percobaan :
Menyelidiki jenis gerak suatu benda
B. Alat dan bahan :
1. Sebuah papan luncur
2. Sebuah mobil-mobilan
3. Sebuah ticker
timer
4. Sebuah gunting
C. Dasar Teori :
GLBB adalah gerak suatu benda pada lintasan lurus
dengan percepatan linear tetap dengan kecepatan (percepatan positif), maka
kecepatannya semakin lama semakin cepat yang disebut dengan GLBB dipercepat.
Sebaliknya apabila percepatan berlawanan arah maka kecepatannya semakin lama
semakin lambat dan akhirnya berhenti. Hal tersebut dinamakan GLBB diperlamabat.
Ciri-ciri benda GLBB adalah :
1.
Perpindahan tiap
selang waktunya berubah secara berurutan
2.
Kecepatannya
berubah secara beraturan
3.
Percepatannya tetap
D. Langkah Kerja :
1.
Pasanglah papan luncur secara miring kemudian letakkan mobil-mobilan yang sudah
dihubungkan dengan ticker timer di
atasnya.
2. Lepaskan
mobil-mobilan dan biarkan bergerak turun di sepanjang papan luncur sambil
menarik pita ketik.
3. Dari pita
ketik yang dihasilkan, berilah tanda untuk setiap lima ketikan. Kemudian
potong-potong pita ketik sesuai dengan tanda yang sudah diberikan.
4.
Tempatkan potongan-potongan pita ketik tersebut secara berurutan hingga
diperoleh diagram batang.
5. Dari diagram
tersebut, simpulkanlah jenis gerak yang dilakukan oleh mobil-mobilan tersebut!
E. Data Hasil Pengamatan
v
F.
Analisis
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
G.
Kesimpulan
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................
Rubrik Penilaian Praktikum Fisika
NO.
|
ASPEK YANG DINILAI
|
SKOR
|
||
1
|
2
|
3
|
||
A.
Persiapan
|
||||
1
|
Ketrampilan Siswa Merangkai Alat
|
|||
B.
Pelaksanaan
|
||||
1
|
Melakukan kerja
sesuai prosedur
|
|||
2
|
Melakukan percobaan untuk mendapatkan data
hasil percobaan
|
|||
C.
Hasil Percobaan
|
||||
1
|
Membuat
Hipotesis mengenai percobaan
|
|||
2
|
Menempelkan pita hasil percobaan ticker timer dalam bentuk tabel
|
|||
3
|
Membuat grafik dari hasil ticker
timer
|
|||
4
|
Menarik
kesimpulan dari percobaan
|
|||
Jumlah / Rata-rata
|
||||
NILAI AKHIR
|
||||
Kriteria Penilaian :
Skor 1 : Kurang (kriteria dapat dilihat pada
analisis rubrik)
Skor 2 : Cukup (kriteria dapat dilihat pada
analisis rubrik)
Skor 3 : Baik (kriteria dapat dilihat pada
analisis rubrik)
Untuk memperoleh nilai akhir dapat menggunakan :
Indralaya, Mei 2012
Guru Mata Pelajaran
|
||||
Analisis Rublik Penilaian Percobaan
GLBB
No
|
Kriteria
|
SKOR
|
||
Kurang
|
Cukup
|
Baik
|
||
1
|
Merangkai Alat Percobaan
|
Tidak mampu merangkai alat
percobaan.
|
Mampu merangkai alat percobaan
(waktu lebih dari atau sama dengan 5 menit)
|
Mampu merangkai alat percobaan
dengan baik dan dalam waktu singkat (kurang dari 5 menit)
|
2
|
Prosedur
|
Salah melakukan tahapan percobaan
|
Melakukan tahap percobaan namun
tidak sesuai dengan urutan pada panduan
|
Melakukan semua tahap dan
detail-detail khusus yang terdapat pada panduan
|
3
|
Melakukan percobaan untuk mendapatkan
data hasil percobaan
|
Tidak mampu melakukan percobaan
|
Melakukan percobaan (lebih dari atau
sama dengan 15 menit)
|
Melakukan percobaan dengan baik dan
cepat (kurang dari 15 menit)
|
4
|
Membuat Hipotesis mengenai percobaan
|
Menebak-nebak
|
Memprediksi dengan beberapa fakta
|
Memprediksi dengan benar fakta dan
membuat hipotesis
|
5
|
Menempelkan pita hasil percobaan ticker timer dalam bentuk tabel
|
Tidak Menempelkan pita hasil
percobaan ticker timer dalam bentuk
tabel
|
Menempelkan pita hasil percobaan ticker timer dalam bentuk tabel tetapi
masih ada yang terlewati
|
Menempelkan pita hasil percobaan ticker timer dalam bentuk tabel dengan
rapi dan mudah dilihat/dibaca
|
6
|
Membuat grafik dari hasil ticker timer
|
Grafik tidak dibuat
|
Grafik dibuat namun belum cukup baik
dan rapi
|
Data hasil percobaan ticker timer direkam, diorganisir, dan
digrafiskan dengan baik.
|
7
|
Menarik kesimpulan dari percobaan
|
Tidak ada kesimpulan atau tampak
miskonsepsi
|
Tampak memahami beberapa konsep
|
Tampak memahami konsep dan membuat
hipotesis baru untuk aplikasi pada situasi lain
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar