Paket Unit Pembelajaran
PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB)
MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP)
BERBASIS ZONASI
MATA PELAJARAN FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)
Getaran dan Gelombang
Penulis:
Ratu Ismira Fathiyah, S.Pd
Penyunting:
Wandy Praginda, S.Pd., M.Si
Noeraida, S.Si., M.Pd
Desainer Grafis dan Ilustrator:
TIM Desain Grafis
Copyright © 2019
Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial
tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Paket Unit Pembelajaran
Kesetimbangan Benda Tegar dan Elastisitas
iii
KATA SAMBUTAN
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Saya menyambut baik terbitnya Paket Unit Pembelajaran dalam rangka
pelaksanaan Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB)
melalui Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi.
Peningkatan Kompetensi Pembelajaran merupakan salah satu upaya
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan
Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK) dalam meningkatkan kualitas
pembelajaran yang berfokus pada upaya mencerdaskan peserta didik melalui
pembelajaran berorientasi keterampilan berpikir tingkat tinggi. Program
berbasis zonasi ini dilakukan mengingat luasnya wilayah Indonesia dan
kualitas pendidikan yang belum merata, sehingga peningkatan pendidikan
dapat berjalan secara masif, merata, dan tepat sasaran.
Paket unit pembelajaran ini dikembangkan mengikuti arah kebijakan
Kemendikbud yang menekankan pada pembelajaran berorientasi pada
keterampilan berpikir tingkat tinggi atau higher order thinking skills (HOTS).
Keterampilan berpikir tingkat tinggi adalah proses berpikir kompleks dalam
menguraikan materi, membuat kesimpulan, membangun representasi,
menganalisis, dan membangun hubungan dengan melibatkan aktivitas mental
yang paling dasar.
Sasaran Program PKB melalui PKP berbasis zonasi ini adalah seluruh guru di
wilayah NKRI yang tergabung dalam komunitas guru sesuai bidang tugas yang
diampu di wilayahnya masing-masing. Komunitas guru dimaksud meliputi
kelompok kerja guru (KKG), Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP), dan
Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK).
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
iv
Semoga Paket Unit Pembelajaran ini dapat digunakan dengan baik
sebagaimana mestinya sehingga dapat menginspirasi guru dalam
mengembangkan materi dan melaksanakan proses pembelajaran yang
berorientasi pada keterampilan berpikir tingkat tinggi yang bermuara pada
meningkatnya kualitas lulusan peserta didik.
Untuk itu, kami ucapkan terima kasih atas kerja keras dan kerja cerdas para
penulis dan semua pihak terkait yang dapat mewujudkan Paket Unit
Pembelajaran ini. Semoga Allah Swt. senantiasa meridai upaya yang kita
lakukan.
Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Jakarta, Juli 2019
Direktur Jenderal Guru
dan Tenaga Kependidikan,
Dr. Supriano, M.Ed. NIP. 196208161991031001
Paket Unit Pembelajaran
Kesetimbangan Benda Tegar dan Elastisitas
v
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Allah Swt., Tuhan YME, karena atas izin
dan karunia-Nya Paket Unit Pembelajaran Program Pengembangan
Keprofesian Berkelanjutan (PKB) melalui Peningkatan Kompetensi
Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi ini dapat diselesaikan. Paket Unit
Pembelajaran ini disusun berdasarkan analisis Standar Kompetensi Lulusan,
Standar Isi, Standar Proses, dan Standar Penilaian serta analisis Ujian Nasional
(UN).
Hasil UN tahun 2018 menunjukkan bahwa peserta didik masih lemah dalam
keterampilan berpikir tingkat tinggi (higher order thinking skills) seperti
menganalisis, mengevaluasi, dan mengkreasi. Hasil tersebut ternyata selaras
dengan capaian PISA (Programme for International Student Assessment)
maupun TIMSS (Trends in International Mathematics and Science Study). Oleh
karena itu, perserta didik harus dibiasakan dengan pembelajaran dan soal-
soal yang berorientasi kepada keterampilan berpikir tingkat tinggi agar
meningkat kemampuan berpikir kritisnya.
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Guru dan
Tenaga Kependidikan (Ditjen GTK), berupaya meningkatkan kualitas
pembelajaran yang bermuara pada peningkatan kualitas lulusan peserta didik
dengan Program Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) melalui
Peningkatan Kompetensi Pembelajaran (PKP) Berbasis Zonasi. Program ini
dikembangkan dengan menekankan pembelajaran yang berorientasi pada
keterampilan berpikir tingkat tinggi.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
vi
Untuk meningkatkan efisiensi, efektivitas, dan pemerataan mutu pendidikan,
maka pelaksanaan Program PKP dilakukan dengan mempertimbangkan aspek
kewilayahan (Zonasi). Melalui zonasi ini, pengelolaan komunitas guru seperti
Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP) SMA/SMK dan SLB, dan
Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK) dilaksanakan dengan
memperhatikan keragaman mutu pendidikan.
Kami ucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada
seluruh tim penyusun yang berasal dari Pusat Pengembangan dan
Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK), Lembaga
Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan
bidang Kelautan dan Perikanan Teknologi Informasi dan Komunikasi (LPPPTK
KPTK), Lembaga Penjaminan Mutu Pendidikan (LPMP), dan Perguruan Tinggi
serta semua pihak yang telah berkontribusi dalam mewujudkan penyelesaian
Paket Unit Pembelajaran ini. Semoga Allah Swt. senantiasa meridai upaya yang
kita lakukan.
Wassalamu’alaikum Warahmatulahi Wabarakatuh
Direktur Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus,
Ir. Sri Renani Pantjastuti, M.P.A. NIP. 196007091985032001
Paket Unit Pembelajaran
Kesetimbangan Benda Tegar dan Elastisitas
vii
DAFTAR ISI
Hal
KATA SAMBUTAN __________________________________ III
KATA PENGANTAR __________________________________ V
DAFTAR ISI ______________________________________ VII
PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN ________________ 1
UNIT PEMBELAJARAN 1 GETARAN ______________________ 3
UNIT PEMBELAJARAN 2 GELOMBANG ___________________ 77
PENUTUP _______________________________________ 151
DAFTAR PUSTAKA _________________________________ 153
LAMPIRAN ______________________________________ 155
Paket Unit Pembelajaran
Kesetimbangan Benda Tegar dan Elastisitas
1
PENGANTAR PAKET UNIT PEMBELAJARAN
Paket unit ini disusun sebagai kumpulan sumber bahan ajar alternatif bagi
guru yang tersusun atas Unit Kesetimbangan Benda Tegar dan Unit Elastisitas.
Melalui bahan bacaan pada paket unit tersebut diharapkan guru mendapatkan
tambahan pengetahuan dan keterampilan untuk mengajarkan materi tersebut
ke peserta didiknya sesuai target kompetensi dasar (KD), terutama dalam
memfasilitasi kemampuan bernalar peserta didik. Selain itu, unit-unit ini juga
aplikatif bagi guru dan peserta didik agar dapat menerapkan dasar-dasar
pengetahuan elastisitas dan benda tegar dalam kehidupan sehari-hari.
Paket unit Kesetimbangan Benda Tegar dan Elastisitas terdiri dari
komponenen penting dalam setiap unitnya yaitu kompetensi dasar,
perumusan indikator pencapaian kompetensi, aplikasi di dunia nyata, soal-
soal tes UN/USBN, aktivitas pembelajaran, lembar kerja peserta didik (LKPD),
bahan bacaan, pengembangan penilaian, kesimpulan dan umpan balik.
Komponen-komponen di dalam setiap unit tersebut disesuaikan dengan topik
kesetimbangan benda tegar dan elastisitas masing-masing dengan tujuan agar
dapat dilihat kesesuaian dengan strategi pembelajaran yang digunakan.
LKPD pada setiap unit dikembangkan agar guru dapat memfasilitasi peserta
didik untuk melatihkan kemampuan bernalar dan berketerampilan proses
sain dengan mendayagunakan media yang sudah menjadi standar
kelengkapan sekolah. LKPD tersebut disajikan melalui serangkaian aktivitas
pembelajaran dengan menggunakan pendekatan saintifik dan model
pembelajaran yang di rekomendasikan dalam Kurikulum 2013.
Keberhasilan Saudara dalam memahami paket ini, dapat direfleksi melalui
instrumen pada umpan balik setelah melalui serangkaian proses penelaahan
yang akan dimatangkan selanjutnya melalui serangkaian implementasi di
kelas masing-masing.
Unit Pembelajaran
PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB)
MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP)
BERBASIS ZONASI
MATA PELAJARAN FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)
Getaran
Penulis:
Ratu Ismira Fathiyah, S.Pd
Penyunting:
Wandy Praginda, S.Pd., M.Si,
Desainer Grafis dan Ilustrator:
TIM Desain Grafis
Copyright © 2019
Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial
tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
5
DAFTAR ISI
Hal
DAFTAR ISI ___________________________________ 5
DAFTAR GAMBAR _______________________________ 7
DAFTAR TABEL ________________________________ 8
PENDAHULUAN ________________________________ 9
KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK _________ 11
A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi ______________________________ 11
B. Indikator Pencapaian Kompetensi _______________________________________ 12
APLIKASI DI DUNIA NYATA _____________________ 15
A. Ayunan ______________________________________________________________________ 15
B. Vibrating Screen (Equitment Clarification Stasion) ______________________ 15
C. Jembatan ____________________________________________________________________ 16
D. Tamping Rammer (bor getar manual) ___________________________________ 17
SOAL-SOAL UN/USBN __________________________ 19
A. Contoh Soal UN 2017 Tipe 1 ______________________________________________ 19
B. Contoh Soal UN 2017 Tipe 2 ______________________________________________ 21
C. Contoh Soal UN 2018 ______________________________________________________ 23
BAHAN PEMBELAJARAN ________________________ 25
A. Aktivitas Pembelajaran ____________________________________________________ 25
Aktivitas 1 _________________________________________________________________________ 30
Aktivitas 2 _________________________________________________________________________ 33
B. Lembar Kerja Peserta Didik _______________________________________________ 34
Lembar Kerja Peserta Didik 1 Getaran Harmonik Pada Bandul _______________ 34
Lembar Kerja Peserta Didik 2 Getaran Harmonik Pada Pegas _________________ 37
C. Bahan Bacaan ______________________________________________________________ 40
Pengertian dan Definsi Getaran __________________________________________________ 40
Gerak Harmonik Sederhana Pada Pegas ________________________________________ 42
6
Periode Gerak Harmonik Sederhana Pada Pegas ________________________________44
Gerak Harmonik Sederhana Pada Bandul ________________________________________44
Persamaan Gerak Harmonik Sederhana _________________________________________46
Superposisi Gerak Harmonik ______________________________________________________49
Energi Pada Gerak Harmonik Sederhana ________________________________________51
Resonansi ___________________________________________________________________________52
PENGEMBANGAN PENILAIAN _____________________ 55
A. Pembahasan Soal-soal _____________________________________________________ 55
Soal UN 2017 _______________________________________________________________________55
Soal UN 2017 _______________________________________________________________________57
Soal UN 2018 _______________________________________________________________________60
B. Pengembangan Soal HOTS _________________________________________________ 60
C. Refleksi Pembelajaran _____________________________________________________ 67
KESIMPULAN _________________________________ 69
UMPAN BALIK ________________________________ 71
7
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 1 Ayunan ________________________________________________________________ 15
Gambar2.Vibrating Screen Double Deck ( Pada sludge tank) _________________ 16
Gambar 3. Jembatan Tacoma ____________________________________________________ 17
Gambar4. tamping-rammer _____________________________________________________ 18
Gambar 5 Getaran Bolak-balik __________________________________________________ 40
Gambar 6. Titik Keseimbangan __________________________________________________ 41
Gambar 7. Simpangan pada gerak melingkar __________________________________ 42
Gambar 8. Massa bergetar di ujung pegas ______________________________________ 43
Gambar 9. Gaya Pegas ____________________________________________________________ 43
Gambar 10. Bandul sederhana __________________________________________________ 45
Gambar 11 .Osilasi _______________________________________________________________ 54
8
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1. Target Kompetensi Dasar ______________________________________________ 11
Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) materi Getaran ____________ 12
Tabel 3. Desain Pembelajaran ___________________________________________________ 26
9
PENDAHULUAN
Unit ini disusun sebagai salah satu alternatif sumber bahan ajar bagi guru,
untuk memahami topik getaran. Melalui pembahasan materi yang ada pada
unit ini, guru dapat memiliki pengetahuan untuk mengajarkan materi yang
sama pada peserta didiknya yang disesuaikan dengan indikator yang telah
disusun, dan terutama dalam memfasilitasi kemampuan bernalar peserta
didik. Selain itu materi ini juga aplikatif untuk guru itu sendiri sehingga
mereka dapat menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.
Dalam rangka memudahkan guru mempelajari konten dan cara
mengajarkannya, di dalam unit ini dimuat kompetensi dasar terkait yang
memuat target kompetensi dan indikator pencapaian kompetensi, bahan
bacaan, tentang aplikasi topik getaran harmonik sederhana dalam kehidupan
sehari hari, soal-soal tes UN topik ini di tiga tahun terakhir sebagai acuan
dalam menyusun soal sejenis, deskripsi alternatif aktivitas pembelajaran
Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) yang dapat digunakan guru untuk
memfasilitasi pembelajaran, bahan bacaan yang dapat dipelajari oleh guru,
maupun peserta didik, dan deskripsi prosedur mengembangkan soal HOTS.
Komponen-komponen di dalam unit ini dikembangkan dengan tujuan agar
guru dapat dengan mudah memfasilitasi peserta didik mendeskripsikan
prinsip getaran, melakukakan aktivitas peserta didik getaran, mencapai
kemampuan berpikir tingkat tinggi.
Topik Getaran dikembangkan pada bahan bacaan yang terdiri atas sub topik ,
getaran harmonik sederhana pada bandul, pegas, energi pada gerak harmonis
sederhana, dan resonansi. Selain itu, unit ini dilengkapi dengan LKPD yang
berjudul 1). Menentukan faktor faktor yang mempengaruhi getaran, 2).
Menentukan percepatan gravitasi
.
10
LKPD dikembangkan agar guru mudah memfasilitasi peserta didik untuk
melatihkan kemampuan berinkuiri dengan mendayagunakan alat bahan
sederhana dan KIT Getaran dan Gelombang yang sudah menjadi standar
kelengkapan sekolah. LKPD tersebut disajikan melalui serangkaian aktivitas
pembelajaran dengan menggunakan pendekatan saintifik dan model
pembelajaran Inkuiri Base Learning dari Wenning
Materi Getaran yang disusun pada bahan bacaan terdiri atas karakteristik
getaran harmonis dan persamaan getaran harmonis.
11
KOMPETENSI DASAR DAN PERUMUSAN IPK
A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi
Unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar kelas X.
Kompetensi dasar tersebut dapat dijabarkan menjadi beberapa target
kompetensi.
3.11 Menganalisis hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan
sehari-hari.
4.11 Melakukan percobaan getaran harmonis pada ayunan sederhana
dan/atau getaran pegas berikut presentasi hasil percobaan serta makna
fisisnya.
Tabel 1. Target Kompetensi Dasar
NO Kompetensi Dasar Target Kompetensi
3.11 Menganalisis hubungan
antara gaya dan getaran
dalam kehidupan sehari-hari
3.11.1 Menganalisis hubungan
gaya dan getaran dalam
kehidupan sehari-hari
4.11 Melakukan percobaan
getaran harmonis pada
ayunan sederhana dan/atau
getaran pegas berikut
presentasi hasil percobaan
serta makna fisisnya
4.11.1 Melakukan percobaan
getaran harmonis pada ayunan
sederhana
4.11.2 Melakukan percobaan
getaran harmonis pada pegas
4.11.3 Melakukan percobaan
getaran harmonis pada bandul
12
4.11.4 Mempresentasikan hasil
percobaan getaran harmonis
pada pegas
4.11.5 mempresentasikan hasil
percobaan getaran harmonis
pada bandul
B. Indikator Pencapaian Kompetensi
Kompetensi dasar dikembangkan menjadi beberapa indikator pencapaian
kompetensi. Indikator ini menjadi acuan bagi guru untuk mengukur
pencapaian kompetensi dasar. Kompetensi dasar 3.11 dan 4.11 di kelas X
dikembangkan menjadi 8 indikator untuk ranah pengetahuan dan 7 indikatoer
untuk ranah keterampilan.
Dalam rangka memudahkan guru menentukan indikator yang sesuai dengan
tuntutan kompetensi dasar, indikator dibagi menjadi ke dalam 3 kategori yaitu
indikator pendukung. Indikator kunci dan indikator pengayaan. Berikut ini
rincian indikator yang dikembangkan pada kompetensi Dasar 3.11 dan 4.11 di
kelas X
Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) materi Getaran
NO Pengetahuan Keterampilan
Indikator Pendukung
3.11.1 Mengidentifikasi peristiwa yang
berhubungan dengan fenomena
gerak harmonik
4.11.1 Mengumpulkan
informasi tentang getaran
harmonis
13
3.11.2 Menjelaskan pengertian
besaran fisika yang terlibat
dalam gerak harmonik
sederhana
4.11.2 Mengukur perioda dan
frekuensi suatu getaran
Indikator Kunci
3.11.3 Mendeskripsikan karakteristik
gerak pada getaran pegas
4.11.3 Melakukan percobaan
getaran harmonis pada bandul
3.11.4 Menjelaskan hubungan antara
periode getaran dengan massa
beban berdasarkan data
pengamatan
4.11.4 Melakukan percobaan
getaran harmonis pada pegas
3,11.5 Menganalisis gaya simpangan,
kecepatan dan percepatan pada
gerak getaran.
4.11.5 Mempresentasikan hasil
pengamatan ilmiah mengenai
periode gerak getaran pada
bandul
3.11.6 Mengolah data dan menganalisis
hasil percobaan ke dalam grafik,
menentukan persamaan grafik
dan menginterpretasi data dan
grafik untuk menentukan
karakteristik getaran harmonik
pada ayunan bandul dan getaran
pegas.
4.11.6 Mempresentasikan hasil
pengamatan ilmiah mengenai
periode gerak getaran pada
pegas
Indikator Pengayaan
4.11.7 Menjelaskan peristiwa
Superposisi getaran
4.11.7 Menyimpulkan hasil
percobaan getaran
4.11.8 Menemukan konsep ayunan
pada bandul, getaran pada
pegas sebagai aplikasi getaran
harmonis
15
APLIKASI DI DUNIA NYATA
A. Ayunan
Pernahkah Anda mengamati anak-anak bermain ayunan? Jika Anda
perhatikan, anak-anak tersebut akan berayun secara teratur ke depan dan ke
belakang melalui satu titik yang sama yaitu titik setimbang, Gerakan ayunan
tersebut termasuk gerak harmonik
Gambar 1 Ayunan Sumber: dokumen pribadi
B. Vibrating Screen (Equitment Clarification Stasion)
Vibrating screen bisa disebut juga sebagai (ayakan getar) umum nya bekerja
untuk memisahkan padatan yang terkandung dalam minyak kasar (dirt crude
oil) dengan cara di ayak/di getar pada media saringan dengan ukuran mess
tertentu (sesuai dengan kebutuhan).
16
Gambar2.Vibrating Screen Double Deck ( Pada sludge tank)
Sumber : winnermanufacturing.com
C. Jembatan
Pada tgl. 1 Juli 1940, jembatan Tacoma ( the Tacoma Narrows Bridge ) dengan
resmi dibuka untuk lalu lintas. Sebuah bangunan yang indah dan menelan
biaya sebesar $ 6,4 juta. Sebegitu jauh, jembatan tersebut merupakan
jembatan yang paling langsing dan luwes dibandingkan dengan jembatan –
jembatan yang modern lainnya. Runtuhnya jembatan Tacoma merupakan
kegagalan yang paling spektakuler dalam sejarah jembatan, tetapi sekaligus
telah merupakan sumbangan yang berharga bagi pemecahan persoalan
getaran pada jembatan gantung dan karenanya telah menimbulkan pengertian
akan suatu gejala yang disebut ketidakstabilan aerodynamica.
17
Gambar 3. Jembatan Tacoma
sumber.indosasters.org
D. Tamping Rammer (bor getar manual)
Komponen utama dari sistem pemboran mekanik, batang bor penerus
(transmitter) energi tersebut, mata bor sebagai aplikator energi terhadap
permukaan, energi yang dihasilkan dari dinamo baterai (penyimpanan energi
pada bor) dialirkan ke mata bor, perubahan energi listrik ke mekanik yang
menghasilkan gerakan ber’Getar” pada mata bor sehingga getaran yang
dihasilkan dapat menimbulkan “pressure effect” pada objek yang terkena
19
SOAL-SOAL UN/USBN
Soal-soal disajikan agar dapat dijadikan sebagai sarana berlatih bagi peserta
didik untuk menyelesaikannya, dan dapat dijadikan acuan ketika akan
mengembangkan soal yang sejenis pada materi getaran. Berikut ini contoh
soal-soal UN materi Getaran pada kompetensi dasar 3.11 Menganalisis
hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari. Dan
kompetensi dasar 4.11 Melakukan percobaan getaran harmonis pada ayunan
sederhana dan/atau getaran pegas berikut presentasi hasil percobaan serta
makna fisisnya (Permendikbud Nomor 37 , 2018)
A. Contoh Soal UN 2017 Tipe 1
NO SOAL
1 Perhatikan gambar berikut:
Licin
Balok berada di atas bidang datar yang licin dan terkait dengan
pegas yang menempel di dinding. Balok tertarik ke kiri sejauh 10
cm lalu dilepaskan hingga terjadi getaran. Tercatat dalam waktu
8 sekon terjadi 4 getaran. Grafik hubungan simpangan terhadap
waktu (y – t) yang sesuai adalah ….
21
Identifikasi
Level kognitif : L 2
Indikator yang bersesuaian : Mengaplikasikan persamaan
fungsi sinus /cosinus dan
menurunkannya
Diketahui : Grafik pegas yang bergetar
harmonik
Ditanyakan : Grafik hubungan simpangan dan
waktu getar
Materi yang dibutuhkan : Gerak Harmonis Sederhana
.
B. Contoh Soal UN 2017 Tipe 2
NO SOAL
1 Perhatikan gambar berikut:
licin
Balok yang terkait dengan pegas dan ditarik sejauh 4 cm
kemudian dilepaskan sehingga sistem bergetar harmonik, dalam
waktu 10 sekon terjadi 5 getaran, maka hubungan grafik
simpangan dengan waktu getar adalah………
23
C. Contoh Soal UN 2018
NO SOAL UN 2018
1. Perhatikan tabel data eksperimen periode beberapa pegas berikut!
Pegas 10 T T T2
P 4 0,4 0,16
Q 6 0,6 0,36
R 2 0,2 0,04
S 3 0,3 0,09
T 8 0,8 0,64
Jika massa beban pada eksperimen tersebut 200 gram, konstanta pegas
terbesar diperoleh pada pegas ....
A. P
B. Q
C. R
D. S
E. T
Identifikasi
Level kognitif : L3
Indikator yang bersesuaian : Menganalisis hubungan antara
gaya pemulih dan getaran dalam
kehidupan sehari hari
Diketahui : Tabel periode pegas
Ditanyakan : Konstanta Pegas
Materi yang dibutuhkan : Gerak Harmonis Sederhana
25
BAHAN PEMBELAJARAN
Bahan pembelajaran yang diuraikan disini merupakan contoh panduan
pembelajaran yang dapat diimplementasikan oleh saudara ketika akan
membelajarkan topik getaran, Bahan pembelajaran dikembangkan dengan
prinsip berpusat pada peserta didik dan berusaha memfasilitasi kemampuan
berfikir tingkat tinggi. Bahan pembelajaran ini berisikan rincian aktivitas
pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik yang digunakan, dan bahan
bacaannya.
A. Aktivitas Pembelajaran
Aktivitas Pembelajaran berisi rincian alternatif kegiatan pembelajaran yang
dilakukan guru dan peserta untuk mencapai kompetensi pada topik getaran
harmonik sederhana. Sebelum menguraikan aktivitas pembelajaran terlebih
dahulu disusun desain aktivitas pembelajaran yang dapat dilihat pada tabel 3.
Berdasarkan Tabel 3. Dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai
masing masing indikator yang telah ditetapkan, yang dapat dicapai dalam
empat kali pertemuan. Aktivitas pembelajaran akan diuraikan lebih rinci.,
menjadi empat skenario pembelajaran. Bahan pembelajaran ini berisikan
rincian aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik yang digunakan,
dan bahan bacaan untuk membantu pemahaman konsep atau materi, berikut
ini rincian aktivitas pembelajaran untuk masing masing pertemuan.
Pengembangan skenario pembelajaran mengacu pada kriteria yang
ditetapkan pada standar proses (Permendikbud nomor 22 tahun 2016).
26
Desain Pembelajaran
Tabel 3. Desain Pembelajaran
Indikator Materi Pokok Aktivitas Pembelajaran Penilaian
Pertemuan 1
1. Mengidentifikasi
peristiwa yang
berhubungan dengan
fenomena gerak
harmonik
2. Menjelaskan
pengertian besaran
fisika yang terlibat
dalam gerak harmonik
sederhana
3. Mendeskripsikan
karakteristik gerak
pada getaran pegas
Getaran
Harmonis
• Peristiwa
yang
berhubungan
dengan
fenomena
gerak
harmonik
• Karakteristik
getaran
harmonis
(simpangan,
kecepatan,
percepatan,
dan gaya
pemulih)
pada ayunan
bandul dan
Mengamati
- Peragaan atau simulasi
getaran harmonik
sederhana pada ayunan
bandul atau getaran
pegas,
- Mengamati perilaku
ayunan bandul ketika
tali ayuan diperpanjang
dan diperpendek
Mempertanyakan
Mempertanyakan getaran harmonis pada ayunan bandul dan getaran pegas
Eksperimen/eksplorasi
• Eksplorasi tentang
karakteristik gejala
getaran (kecepatan,
simpangan, dan
frekuensi)
• Eksplorasi tentang
persamaan simpangan,
kecepatan, dan
percepatan getaran
Tugas
Menyelesaikan
masalah yang
berhubungan
dengan
karakteristik
getaran
Observasi
Kegiatan
praktik
Keterampilan
presentasi
Checklist
lembar
pengamatan
kegiatan
diskusi
kelompok
27
Indikator Materi Pokok Aktivitas Pembelajaran Penilaian
Pertemuan ke 2
4. Menjelaskan
hubungan antara
periode getaran
dengan massa beban
berdasarkan data
pengamatan
5. Menganalisis gaya
simpangan, kecepatan
dan percepatan pada
gerak getaran
6. Mengolah data dan
menganalisis hasil
percobaan ke dalam
grafik, menentukan
persamaan grafik dan
menginterpretasi data
dan grafik untuk
menentukan
karakteristik getaran
harmonik pada ayunan
bandul dan getaran
pegas
7. Menemukan
konsep ayunan pada
bandul, getaran pada
getaran
pegas
• Besaran
fisika yang
terlibat
dalam Gerak
Harmonik
Sederhana
• Besaran fisika
yang ada
dalam suatu
peristiwa
Gerak
Harmonik
Sederhana
Mendiskusikan tentang
gaya pemulih pada
ayunan bandul dan
getaran pegas
• Melakukan percobaan
getaran harmonis pada
ayunan bandul dan
getaran pegas
Portofolio
Laporan
praktikum
28
Indikator Materi Pokok Aktivitas Pembelajaran Penilaian
pegas sebagai aplikasi
getaran harmonis
8. Mengumpulkan
informasi tentang
getaran harmonis
9. Mengukur perioda
dan frekuensi suatu
getaran
10. Melakukan
percobaan getaran
harmonis pada bandul
Pertemuan ke-3
11. Melakukan
percobaan getaran
harmonis pada pegas
12. Menjelaskan
peristiwa resonansi
13. Mempresentasikan
hasil pengamatan
ilmiah mengenai
• Persamaan
getaran
harmonis
• Persamaan
simpangan,
kecepatan,
dan
percepatan
• Perilaku
Gerak
Harmonik
Sederhana
pada ayunan
bandul
ketika
panjang tali
berubah
Mengasosiasi
• Mengolah data dan
menganalisis hasil
percobaan ke dalam
grafik, menentukan
persamaan grafik, dan
menginterpretasi data
dan grafik untuk
menentukan
karakteristik getaran
harmonik pada
ayunan bandul dan
getaran pegas
Tes
Tertulis
tentang
persamaan
simpangan,
kecepatan
dan
percepatan
getaran
harmonis
Portofolio
29
Indikator Materi Pokok Aktivitas Pembelajaran Penilaian
periode gerak getaran
pada bandul
14. Mempresentasikan
hasil pengamatan
ilmiah mengenai
periode gerak getaran
pada pegas
15. Menyimpulkan hasil
percobaan getaran
• Masalah-
masalah
yang
terdapat
dalam
kehidupan
sehari-hari
yang
berkaitan
dengan
gerak
harmonik
sederhana
Mengomunikasikan
• Membuat laporan
hasil eksperimen
dan diskusi
• Mempresentasikan
hasil percobaan
tentang getaran
harmonis pada
bandul dan pegas
Menyelesaikan masalah-
masalah yang terdapat
dalam kehidupan sehari-
hari yang berkaitan
dengan gerak harmonik
sederhana
Membuat
Laporan
hasil
percobaan
Media Pembelajaran
Media yang digunakan guru dalam pembelajaran topik getaran adalah papan
tulis, komputer dan LCD proyektor digunakan sebagai sarana komunikasi
anatara guru dan peserta didik, sementara alat peraga praktik yang digunakan
untuk kegiatan demonstrasi dan praktikum adalah sebagai berikut :
30
Aktivitas 1
1. Mengamati contoh-contoh getaran dalam kehidupan sehari hari, dalam
hal ini digunakan bandul dari bola karet yang dihubungkan dengan tali,
kemudian diayunkan, diberikan contoh bahwa yang namanya satu getaran
adalah gerak bandul tersebut dari awal dilepaskan sampai kembali ke titik
awal.
2. Mengidentifikasi variabel-variabel dalam gerak harmonik sederhana
3. Mengumpulkan informasi tentang konsep dari getaran, frekuensi, perioda,
simpangan berikut satuan satuannya
4. Diskusi untuk mengolah informasi (membanding-kan, memahami,
menyimpulkan)
5. Mempresentasikan hasil diskusi di depan kelas
Sangat penting bagi kita untuk mengenali karakteristik dari benda yang
bergerak harmonik sederhana di sekitar kita. Selain itu diberikan pengenalan
terhadap karakteristik getaran yang akan dibahas pada aktivitas
pembelajaran selanjutnya.
Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara akan melakukan aktivitas
berikut.
1) Memfasilitasi peserta didik untuk merumuskan Gerak harmonik
sederhana
2) Memfasilitasi peserta didik untuk mengidentifikasi karakteristik gerak
harmonik sederhana; dan
3) Memfasilitasi peserta didik untuk agar dapat membedakan karakteristik
gerak harmonik sederhana
31
Aktivitas pembelajaran ini akan mencapai indikator 3.11.1., 3.11.2., 3.11.3.,
3.11.4., 4.11.1, dan 4.11.2 yang dilakukan dengan pembelajaran saintifik yang
meliputi aktivitas
1) Mengamati; 2) Menanya; 3) Mengumpulkan informasi; 4) Mengasosiasi; dan
5) Mengomunikasikan
Observasi Karakteristik gerak harmonik sederhana
Tujuan Aktivitas Pembelajaran: Setelah melakukan aktivitas, diharapkan
peserta mampu:
a. Merumuskan karakteristik getaran melalui observasi;
b. Mengidentifikasi karakteristik getaran melalui observasi di lingkungan
sekitar;
c. Mempresentasikan hasil identifikasi karakteristik getaran di lingkungan
sekitar;
d. Mengidentifikasi karakteristik getaran melalui observasi di lingkungan
sekitar;
e. Mempresentasikan hasil identifikasi karakteristik getaran di lingkungan
sekitar;
f. Membedakan karakteristik getaran dan benda di sekitar berdasarkan
hasil identifikasi.
Estimasi Waktu Aktivitas Pembelajaran : 4 x 45 Menit
Media, alat, dan bahan yang digunakan adalah:
1. Bandul dengan massa yang berbeda beda
32
2. Pegas dengan berbagai ukuran
Kegiatan inti yang Saudara lakukan:
a. Membagikan LKPD 1. Merumuskan getaran harmonik sederhana.
b. Menginstruksikan peserta didik untuk mempelajari LKPD 1. terlebih
dahulu, dan mempersilakan peserta didik jika ada yang ingin
menyampaikan pertanyaan terkait cara pengisian LK tersebut.
c. Memfasilitasi peserta didik untuk mengobservasi dua sampel yang telah
ditentukan, yaitu (mengamati) bola karet dan bandul bermassa yang
berbeda massanya
d. Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan curah pendapat mengenai
ciri-ciri yang bisa dimunculkan dari setiap sampel yang diamati. Peserta
didik menuliskan ciri-ciri tersebut dalam LKPD 1. (mengumpulkan
informasi)
e. Peserta didik menyebutkan hasil pengamatan yang ditulis dalam LKPD 1,
dan dicatat oleh guru di papan tulis.
f. Mendiskusikan hasil pengamatan, kemudian mengkonfirmasi dan
menyepakati berbagai ciri hasil pengamatan, kemudian peserta didik
memperbaiki hasilnya dalam LK. (menanya, mengasosiasi)
Membagi peserta didik ke dalam kelompok yang beranggotakan 4-5 orang
33
Aktivitas 2
a. Membagikan LKPD 2. Getaran harmonik pada pegas, Menginstruksikan
peserta didik untuk mempelajari LKPD 2 terlebih dahulu, dan
mempersilakan peserta didik jika ada yang ingin menyampaikan
pertanyaan.
b. Memfasilitasi peserta didik untuk mengobservasi jenis-jenis benda dan
makhluk hidup yang sudah ditentukan, kemudian mencatat hasil
observasinya di dalam LKPD 2. (mengamati, mengumpulkan informasi)
c. Memfasilitasi peserta didik saat melakukan diskusi kelompok terkait
dengan hasil observasi dan menjawab beberapa pertanyaan dalam LKPD
2. (mengasosiasi)
d. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya
dengan kelompok lain melalui kegiatan window shopping. (menanya)
e. Memfasilitasi peserta didik saat menyimpulkan hasil observasi dan
membedakan karakteristik benda dan makhluk hidup dalam LKPD 2.
(mengasosiasi)
f. Memfasilitasi peserta didik perwakilan dari setiap kelompok untuk
mempresentasikan hasil observasinya di depan kelas.
(mengomunikasikan)
34
B. Lembar Kerja Peserta Didik
Lembar Kerja Peserta Didik 1 Getaran Harmonik Pada
Bandul
NAMA :
NAMA KELOMPOK :
KELAS :
HARI/TANGGAL :
TUJUAN
a. Menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi periode getaran pada
bandul
b. Menghitung besar perioda getaran bandul
b. Menentukan percepatan gravitasi melalui getaran bandul
A. ALAT DAN BAHAN
1. ………………………..
2. ………………………..
3. ………………………..
4. ………………………..
5. ………………………..
35
B. KEGIATAN EKSPERIMEN Prosedur Percobaan
Berdasarkan hasil hipotesa –mu, tuliskan prosedur percobaan yang dapat
kamu lakukan untuk membuktikannya.
C. DATA HASIL PERCOBAAN DAN ANALISIS HASIL EKSPERIMEN
Berdasarkan data hasil pengamatan pada percobaan yang telah
dilakukan catat hasil pengukuran ke dalam tabel berikut :
Tabel 1
Massa beban (m) = ................ gram = ............ kg
No. Panjang tali
(l) meter
t (s)
sepuluh
getaran
Periode (T)
sekon
T2
1
2
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
36
3
4
1. Buatlah grafik hubungan antara kuadrat periode (T2) dengan panjang
tali (l) !
2. Setelah kalian membuat grafik T2 terhadap l, dapatkah kalian
menemukan hubungan antara kedua variabel tersebut? Bagaimana
hubungannya?
............................................................................................................................. .....................
..................................................................................................................................................
..............................................................................................................
3. Buatlah kesimpulan dari percobaan yang dilakukan terkait periode
getaran dengan panjang tali
T=…….
=………….
37
Lembar Kerja Peserta Didik 2 Getaran Harmonik Pada Pegas
A. Tujuan
Menentukan konstanta gaya sebuah pegas
B. Alat dan Bahan
- Pegas
- Stopwatch
- Statif
- Beban
C. Skema Percobaan
1. Statif
2. Beban bermassa
3. Pegas
D. Dasar Teori :
1. Frekuensi dan periode getaran pegas
Secara umum, frekuensi dari sebuah getaran harmonis memenuhi
persamaan :
f = 𝑛
𝑡 dengan f : frekuensi (Hz), n : jumlah getaran, dan t : waktu (s)
Pada pegas, frekuensi dan periode getaran yang dihasilkan adalah:
f = 1
2𝜋√
𝑘
𝑚 dan T = 2𝜋√
𝑚
𝑘
38
dengan k ; konstanta pegas (N/m) dan m = massa beban (kg)
E. Prosedur kerja:
Mengukur tetapan gaya (konstanta pegas)
1. gantungkan beban bermassa m pada ujung bawah pegas mulai dari
massa yang terendah
2. ulangi langkah-langkah tersebut dengan merubah-ubah massa
beban m
3. masukkan data hasil percobaan ke dalam tabulasi berikut hitung
juga tetapan pegas yang digunakan:
No Massa Beban m (kg)
Panjang pegas tanpa beban (m)
Panjang pegas setelah pembebanan (m)
Pertambahan panjang pegas (m)
Tetapan pagas (N/m)
1
2
3
4
5
4. Buatlah grafik hubungan antara F dan x berdaarkan data data
percobaan
Mengukur Frekuensi getaran pegas
1. Menyusun alat sebagaimana terlihat pada skema percobaan
2. Menarik beban ke bawah kemudian melepaskannya
39
3. Mengukur waktu (t) yang dibutuhkan beban untuk melakukan
sejumlah n getaran dengan menggunakan stopwatch
4. Mengulang langkah 1 sampai dengan 3 dengan massa beban yang
berbeda-beda
5. Masukkan hasil pengamatan pada tabel berikut
No Massa Beban m (kg)
Jumlah getaran (n)
Waktu getar (t)
Frekuensi getaran hasil pengamatan (Hz)
Frekuensi getaran hasil perhitungan (Hz)
1
2
3
4
5
Diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut:
1. Mengapa percobaan dilakukan lebih dari satu kali validasi data?
2. Apakah kelima hasil perhitungan konstanta pegas menghasilkan
angka yang ajeg/konsisten/persis sama? Kalau tidak mengapa
terjadi demikian? (kesalahan percobaan dapat diakibatkan oleh
faktor alat dan faktor praktikan, uraikan)
3. Bagaimanakah pengaruh massa beban terhadap frekuensi getaran
pegas?
4. Berapa konstanta pegas dalam percobaan ini?
F. .Kesimpulan dan saran
40
(Kesimpulan: sesuaikan dengan petunjuk percobaan, saran:
berikan saran-saran bagi orang lain yang akan melakukan
percobaan serupa agar mendapat hasil yang lebih baik)
C. Bahan Bacaan
Pengertian dan Definsi Getaran
Gerak dapat berulang dan tiap ulangan gerak dapat ditempuh dalam waktu
yang sama. Gerak seperti ini biasanya disebut gerak periodik. Jika suatu benda
dalam gerak periodik bergerak bolak-balik melalui lintasan yang sama maka
disebut getaran.
Amati gambar berikut ini
Gambar 5 Getaran Bolak-balik
41
Pada saat digetarkan, ujung penggaris akan melalui lintasan O – A – O – B – O
secara berulang-ulang. Gerakan suatu benda di sekitar titik keseimbangannya
pada lintasan tetap disebut getaran.
Benda dikatakan melakukan satu getaran jika bergerak bolak-balik satu kali
penuh. Jadi, satu getaran adalah gerak dari O – A – O – B – O atau A– O – B – O
– A atau B – O – A – O – B.
Benda yang diam dapat dikatakan berada pada titik keseimbangannya.
Gambar 6. Titik Keseimbangan
Jarak antara benda dengan titik keseimbangannya disebut simpangan.
Simpangan terbesar suatu benda yang bergetar disebut amplitudo.
Pada Gerak Melingkar akan terlihat seperti gambar di bawah ini
42
Gambar 7. Simpangan pada gerak melingkar
Gerak benda dari P0–P1–P2–P3–P0 dan seterusnya dinamakan gerak melingkar
beraturan. Proyeksi gerak benda dari P0–0–P2–0–P0 dan seterusnya
dinamakan gerak harmonik pada sumbu-y. Sementara proyeksi gerak benda
dari P1–0–P3–0–P1 dan seterusnya berupa gerak harmonik pada sumbu-x.
Waktu yang diperlukan oleh sebuah titik untuk berputar satu kali lingkaran
penuh (satu kali bolak-balik) tik disebut frekuensi (f).
𝑇 = 1
𝑓 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑓 =
1
𝑇 ………………….(1)
Dari gambar, diperoleh bahwa jika kecepatan sudutnya 𝜔 maka waktu yang
diperlukan oleh sebuah titik untuk bergerak dari P0 → P adalah
𝜃 = 𝟂𝒕 ⟶ 𝒕 = 𝜽
𝟐𝝅 𝑻 …………………(2)
Gerak Harmonik Sederhana Pada Pegas
Banyak benda yang bergetar atau berosilasi di ujung pegas, mengikuti gerak
getaran atau osilasi gerak, ke depan dan ke belakang, pada lintasan yang sama,
gerakan tersebut disebut gerak periodik seperti gambar. Benda yang bergetar
tersebut mengalami gerak harmonik sederhana. Perhatikan gambar berikut :
43
Gambar 8. Massa bergetar di ujung pegas
Pegas pada gambar (a) tidak
memberikan gaya pada massa m,
dan posisi massa di titik ini
disebut posisi setimbang, jika
massa dipindahkan ke kanan
Gambar 1.2 (b) yang menekan
pegas atau ke kiri Gambar 1.2(c)
yang merentangkan pegas, pegas
memberikan gaya pada massa
yang bekerja dalam arah
mengembalikan massa ke posisi
setimbangnya, yang disebut
dengan gaya pemulihan.
Besar gaya pemulihan (Newton)
Gambar 9. Gaya Pegas
Gaya pegas yang berlawanan arah dengan simpangan memperlambat gerak
benda hingga akhirnya berhenti sesaat di titik terjauh kiri di mana
x= -A
dan gaya pegas
44
F = -kx= kA
yang positif menggerakkan benda kembali ke kanan.
Periode Gerak Harmonik Sederhana Pada Pegas
• Simpangan getaran pegas
y = A sin 𝞱 = A sin (⍵t) ………….(3)
• Kecepatan getaran pegas
v = dy/dt = A⍵ cos (𝟂t) ………….(4)
• Percepatan getaran pegas
a = - A⍵2 Sin (⍵t) = - 𝟂2y ……………..(5)
▪ Frekuensi sudut Dari persaman Fsp = Fp 𝑚𝜔2 𝑦 = 𝑘 𝑦
𝜔 = √𝑘
𝑚
▪ Periode 𝑇 = 2𝜋 √𝑚
𝑘 ………………….. (6)
▪ Periode getaran benda pada ujung pegas (mendatar atau vertikal)
yang dirumuskan seperti di atas hanya berlaku jika pengamat satu
acuan dengan pegas yang bergetar.
Gerak Harmonik Sederhana Pada Bandul
Bandul sederhana terdiri dari sebuah benda kecil (bola bandul) yang
digantngkan di ujung tali yang ringan seperti gambar12. Kita anggap tali tidak
teregang dan massanya dapat diabaikan relatif terhadap bola. Gerak bolak
balik bandul (pendulum) sederhana dengan gesekan yang dapat diabaikan
menyerupai gerak harmonis sederhana, pendulum berosilasi sepanjang busur
sebuah lingkaran dengan amplitudo yang sama di tiap titik setimbang.
m
A
45
Gambar 10. Bandul sederhana
Simpangan bandul sepanjang busur dinyatakan dengan x = Lθ, dimana θ
adalah sudut yang dibuat tali dengan garis vertikal dan L adalah panjang tali.
Jika gaya pemulih sebanding dengan x atau dengan θ, gerak tersebut adalah
harmonis sederhana. Gaya pemulih adalah komponen berat, mg, yang
merupakan tangen terhadap busur :
F = -m.g.sin θ ………………(7)
Dimana tanda (-) berarti bahwa gaya mempunyai arah berlawanan dengan
sudut θ. Dengan catatan untuk sudut θ lebih kecil dari 150, perbedaan antara θ
(dalam radian) dan sin θ lebih kecil dari 1:
F = - m.g.sin θ ≈ - m.g.θ …………………(8)
d . x ………….(9)
Untuk simpangan kecil, gerak tersebut pada intinya merupakan harmonis
sederhana, sesuai dengan Hukum Hooke F = -kx, maka didapat untuk
pendulum sederhana periode pendulum :
T = 2 π dengan catatan sudut θ kecil …………(10)
46
Dan frekuensinya adalah :
f = 2 π dengan catatan sudut θ kecil …………..(11)
dimana L panjang tali dengan satuan meter dan g adalah percepatan gravitasi
bumi dengan satuan meter/detik2.
▪ Periode bandul sederhana untuk acuan yang dipercepat
Periode bandul sederhana
Periode getaran bandul yang digantung dalam elevator yang sedang
dipercepat ke atas dengan kecepatan a
𝑇 = 2𝜋 √𝑙
𝑔 ………….(12)
Persamaan Gerak Harmonik Sederhana
1. Kedudukan atau simpangan Gerak Harmonik
Secara matematis besarnya simpangan pada sumbu-y atau sumbu-x
dapat dituliskan sebagai berikut :
a fiktif = + g
a
a lift , tanah = -a
47
= =
= =
2cos cos
2sin sin
X R R tT
y R R tT
2. Kecepatan Gerak Harmonik
Besar kecepatan tangensial gerak melingkar beraturan adalah tetap dan
komponen kecepatan pada arah sumbu-y adalah vy. Untuk mencari persamaan
pada gerak harmonik sederhana, dapat menggunakan kecepatan tangensial
pada arah y, yaitu
cos
cos atau v cos
y
y
v v
R t A t
=
= = …………..(13)
= =sin atau cosy A t x A t
2
T
=
48
3. Percepatan Gerak Harmonik
Persamaan percepatan pada arah sumbu-y (ay) dapat dicari menggunakan komponan percepatan sumbu-y. Arah vektor percepatan selalu berlawanan dengan arah posisi vektor, yaitu
2
22
sin
sin
( R)cos cos
y spa a
vt
r
t ataua A t w yR
= −
= −
= − → = = −
………(14)
4. Fase Gerak Harmonik
Fase gerak harmonik dapat dipandang sebagai suatu keadaan gerak
yang ada hubungannya dengan arah simpangan dan arah geraknya
pada suatu saat tertentu
0
0
sin( t )
cos( t )
y A
v A
= +
= + ……………..(15)
Bilangan yang menentukan arah dan nilai y dan v adalah besaran
( 𝜔t + 𝜃0) yang disebut sebagai sudut fase gerak harmonik
0
2( t )o t
T
= + = +
……………….(16)
49
Fase ( 𝜑 ) adalah besarnya sudut fase (𝜃) dibagi dengan bilangan 2𝜋 .
Secara matematis, dapat dituliskan persamaannya
( )0
2 2
t
+= =
0
02
t t
T T
= = = +
……….(17)
Superposisi Gerak Harmonik
1. Superposisi Dua Gerak secara Grafis
Persamaan getaran
Berikut ini grafik gerak harmonik pada sebuah benda yang dipengaruhi
oleh dua jenis gerakan yang memiliki amplitudo dan periode sama
51
Gerak harmonik dengan fase awal 𝜃0 = 0
(a) Dua gerak harmonik 𝑦1 𝑑𝑎𝑛 𝑦2 , sefase (𝜃1 = 𝜔 𝑡 𝑑𝑎𝑛 𝜃2 = 𝜔 𝑡)
(b) Dua gerak harmonik 𝑦1 𝑑𝑎𝑛 𝑦2 berlawanan fase
(𝜃1 = 𝜔 𝑡 𝑑𝑎𝑛 𝜃2 = − 𝜔 𝑡)
2. Superposisi Simpangan Dua Gerak Harmonik Secara Matematis
Dua gerak harmonik yang memiliki amplitudo sama, yaitu A dan
memiliki periode berbeda 𝑇1 dan 𝑇2 , persamaan gerak harmoniknya
menjadi :
Superposisi simpangan kedua gerak harmonik tersebut akan menjadi
𝑦 = 2 𝐴 sin1
2 (
2𝜋
𝑇1+
2𝜋
𝑇2) 𝑡 cos
1
2 (
2𝜋
𝑇1−
2𝜋
𝑇2) 𝑡 …………….. (18)
Energi Pada Gerak Harmonik Sederhana
Pada saat meregang atau menekan pegas harus dilakukan kerja, dengan
demikian energi potensial disimpan pada pegas yang teregang atau tertekan.
Diketahui bahwa energi potensial pegas dinyatakan dengan
𝐸𝑝 = 1
2 𝑘 𝑥2
Energi kinetik dinyatakan
𝐸 = 1
2 𝑚 𝑣2
52
Energi mekanik total dari suatu sistem merupakan jumlah energi kinetik
dan potensial, dirumuskan menjadi :
𝐸 = 1
2 𝑚 𝑣2 +
1
2 𝑘 𝑥2 ………………….(19)
Dimana :
E = energi mekanik total (joule) v = kecepatan (meter/detik)
m= massa (kg)
x = jarak (meter)
Pada saat massa berosilasi bolak balik, energi terus berubah dari energi
potensial ke energi kinetik dan kembali lagi.
Pada saat pegas berada pada titik setimbangnya (x = 0), maka energi
mekanik merupakan energi kinetik. Saat pegas berada di titik ekstrim (titik
terjauhnya), massa berhenti sebentar pada waktu berubah arah sehingga
v = 0, sehingga energi mekanik total getaran harmonik sederhana
sebanding dengan kuadrat amplitudonya :
𝐸 = 1
2 𝑘 . 𝐴2 ……………………..(20)
Resonansi
Ketika sistem yang bergetar bergerak, sistem
tersebut bergetar dengan frekuensi
alaminya (fo). Bila sistem mendapatkan
gaya eksternal yang bekerja padanya yang
mempunyai frekuensi sendiri (f) yang
berarti sistem mendapatkan getaran
Gambar Resonansi Resonasi yang dipaksakan.
Untuk getaran yang dipaksakan, amplitudo getaran bergantung pada
perbedaan f dan fo dan merupakan maksimum ketika pemberian gaya
53
eksternal sama dengan frekuensi alami sistem. Dari Gambar 1.4 dapat
dilihat kurva A menggambarkan peredaman ringan dan kurva B
peredaman berat. Amplitudo bisa menjadi besar ketika frekuensi
penggerak f mendekati frekuensi alami. Ketika peredaman kecil,
penambahan amplitudo yang dekat dengan f = fo sangat besar, efek ini
mengakibatkan peristiwa resonansi.
Contoh yang sederhana dari resonansi adalah mendorong seorang anak di
ayunan. Ayunan, seperti pendulum lainnya, mempunyai frekuensi osilasi
alami. jika dorongan pada ayunan dengan frekuensi yang acak, ayunan
terlambung kemana-mana dan tidak mencapai amplitudo yang besar.
Tetapi jika mendorong ayunan dengan frekuensi yang sama dengan
frekuensi alami ayunan, amplitudo banyak bertambah. Hal ini
menggambarkan dengan jelas bahwa pada resonansi, usaha yang
diperlukan untuk mendapatkan amplitudo yang besar relatif kecil.
Penyanyi tenor yag hebat Enrico Caruso dikatakan dapat meretakkan gelas
kristal dengan cara menyanyikan satu nada dengan frekuensi yang tepat
dan suara penuh. Hal ini merupakan contoh resonansi, karena gelombang
suara yang dikeluarkan bekerja sebagai paksaan pada gelas. Pada
resonansi, getaran gelas yang dihasilkan bisa cukup besar amplitudonya
sehingga gelas melalui batas elastisitasnya dan pecah.
Karena benda-benda pada umumnya elastis, resonansi merupakan
fenomena yang penting di berbagai situasi. Hal ini terutama penting pada
bangunan, walaupun efeknya tidak terlalu terlihat sebelumnya. Sebagai
contoh, dilaporkan bahwa sebuah jembatan kereta api runtuh karena satu
torehan pada roda kereta yang sedang menyeberang menghasilkan
getaran resonansi di jembatan itu.
54
Gambar 11 .Osilasi (a) Osilasi dengan Amplitudo Besar pada Jembatan Tacoma Narrows, yang disebabkan angin ribut (b) Runtuhnya jalan bebas Hambatan di California yang Disebabkan Gempa Bumi, di mana resonansi memainkan peranannya pada kedua kejadian tersebut
sumber.indosasters.org
55
PENGEMBANGAN PENILAIAN
A. Pembahasan Soal-soal
Soal UN 2017
Perhatikan gambar berikut:
Licin
Balok berada di atas bidang datar yang licin dan terkait dengan pegas yang
menempel di dinding. Balok tertarik ke kiri sejauh 10 cm lalu dilepaskan
hingga terjadi getaran. Tercatat dalam waktu 8 sekon terjadi 4 getaran. Grafik
hubungan simpangan terhadap waktu (y – t) yang sesuai adalah …..
57
Pembahasan : Periode getaran adalah waktu yang diperlukan untuk bergetar
1 getaran, dirumuskan:
𝑇 = 𝒕
𝒏
Dengan t adalah waktu yang diperlukan untuk bergetar dan
n adalah banyak/jumlah getaran
dari soal diketahui
t = 8 s
n = 4
maka : T = 𝟖
𝟒
T = 2 s
Getaran dimulai saat simpangan sebesar 10 cm, maka grafik yang sesuai
adalah C
Jawaban: ( C )
Soal UN 2017
Perhatikan gambar berikut:
licin
Balok yang terkait dengan pegas dan ditarik sejauh 4 cm kemudian
dilepaskan sehingga sistem bergetar harmonik, dalam waktu 10 sekon
59
Jawaban yang benar C
Pembahasan
Y = 4 cm ± unntuk sementara grafiknya yang memenuhi adalah C dan D
Waktu yang terjadi 10 Sekon untuk 5 kali getaran
T = 10 sekon ∞ 5 getaran
Catatan : 1 getaran ( 1 bukit dan 1 Lembah)
𝑇 = 𝑡
𝑛
= 10
5
= 2 sekon
Maka Grafik yang memenuhi syarat adalah grafik C
60
Soal UN 2018
16. Perhatikan tabel data eksperimen periode beberapa pegas berikut!
Pegas 10 T T T2
P 4 0,4 0,16
Q 6 0,6 0,36
R 2 0,2 0,04
S 3 0,3 0,09
T 8 0,8 0,64
Jika massa beban pada eksperimen tersebut 200 gram, konstanta pegas
terbesar diperoleh pada pegas ....
F. P
G. Q
H. R
I. S
J. T
Dari persamaan :
𝜔2 = 𝑘
𝑚 → 𝑘 = 𝑚 𝜔2
Karena 𝜔 = 2𝜋
𝑇 maka k =
4𝜋
𝑇2
2 . 𝑚
sehingga 𝑘 ~ 1
𝑇2
dari persamaan diatas terlihat bahwa k berbanding terbalik dengan T maka
nilai 𝑘 besar jika 𝑇2 kecil , Jawaban yang benar adalah C
B. Pengembangan Soal HOTS
Pada bagian ini akan dimodelkan pengembangan soal yang memenuhi
indikator pencapaian kompetensi yang diturunkan dari kompetensi dasar
pengetahuan pada materi getaran. Pengembangan soal diawali dengan
pembuatan kisi-kisi agar dapat terlihat kesesuaian antara kompetensi,
61
lingkup materi dan indikator soal. Contoh soal yang disajikan terutama untuk
mengukur indikator kunci pada level kognitif yang tergolong HOTS (Higher
Order Thinking Skills).
No. Kompetensi
Dasar
Lingkup
Materi Materi
Indikator
Soal
Nomor
Soal
Level Bentuk
Soal
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Menganalisis hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari
Gerak Harmonis Sederhana
Hubungan antara konstanta pegas, frekuensi dan perioda
Disajikan sebuah tabel yang berisi data kuadrat perioda dan massa, tentukan konstanta pegas yang peling besar
1 L2 Pilihan
Ganda
2 Menganalisis hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari
Gerak harmonis sederhana pada bandul
Hubungan konstanta pegas, frekuensi dan perioda pada bandul
Disajikan gambar bandul dengan panjang tali dan beban massa diketahui, peserta didik dapat menentukan periode getaran bandul sesuai syarat-syarat tertentu
2 L2 PG
No. Kompetensi Dasar
Lingkup Materi
Materi Indikator Soal Nomor
Soal
Level Bentuk Soal
1 2 3 4 5 6 7 8
3 Menganalisis hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari
Gerak harmonis sederhana pada bandul
Hubungan konstanta pegas, frekuensi dan perioda pada bandul
Disajikan gambar bandul dengan panjang tali dan beban massa
3 L3 PG
62
diketahui, peserta didik dapat menentukan periode getaran bandul sesuai syarat-syarat tertentu
4 Menganalisis hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari
Gerak harmonis sederhana
Energi pada gerak harmonis sederhana
Menganalisis energi pada saat benda melalui kedudukan seimbang
4 L3 PG
63
Kartu Soal
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL
Tahun Pelajaran 2018/2019
Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013
Kelas : X Bentuk Soal : Pilihan Ganda
Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun :
KOMPETENSI DASAR
Buku Sumber : Pengetahuan/ Pemahaman
Aplikasi Penalaran
3.11 Menganalisis hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari
Nomor Soal
1
RUMUSAN BUTIR SOAL
Pegas T2 ( s2) M (kg)
1 12⁄ 𝑎 2 b
2 12⁄ 𝑎 b
3 𝑎 b
4 2 𝑎 b
5 2 𝑎 2 b
Dari data tersebut, pegas yang memiliki konstanta terbesar
adalah…..
A. Pegas 1
B. Pegas 2
C. Pegas 3
D. Pegas 4
E. Pegas 5
LINGKUP MATERI
Gerak Harmonis
Sederhana
MATERI
Hubungan antara konstanta pegas, frekuensi dan perioda
Kunci Jawaban
A
INDIKATOR SOAL
Disajikan sebuah tabel yang berisi data kuadrat perioda dan massa, tentukan konstanta pegas yang paling besar
√
64
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL
Tahun Pelajaran 2018/2019
Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013
Kelas : X Bentuk Soal : PG
Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun :
KOMPETENSI DASAR
Buku Sumber : Pengetahuan/ Pemahaman
Aplikasi Penalaran
3.11 Menganalisis hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari
Nomor Soal
2
RUMUSAN BUTIR SOAL
Sebuah bandul matematis memiliki panjang tali 64 cm dna beban
massa sebesar 200 gram. Tentukan periode getaran bandul
matematis tersebut, gunakan nilai percepatan pravitasi bumi
𝑔 = 10 𝑚𝑠−2
A. 0.04 𝜋 √10 s
B. 0.08 𝜋 √10 s
C. 0.12 𝜋 √10 s
D. 0.16 𝜋 √10 s
E. 0.20 𝜋 √10 s
LINGKUP MATERI
Gerak Harmonis
Sederhana pada
Bandul
MATERI
Hubungan konstanta pegas, frekuensi dan perioda pada bandul
Kunci Jawaban
D
INDIKATOR SOAL
Disajikan sebuah permasalahan bandul dengan panjang tali dan beban massa diketahui, peserta didik dapat menentukan periode getaran bandul sesuai syarat-syarat tertentu
√
65
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KARTU SOAL
Tahun Pelajaran 2018/2019
Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013
Kelas : X Bentuk Soal : PG
Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun :
KOMPETENSI DASAR
Buku Sumber : Pengetahuan/ Pemahaman
Aplikasi Penalaran
3.11 Menganalisis hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari
Nomor Soal
3
RUMUSAN BUTIR SOAL
Jika panjang simpangan AB = BC = 4 cm, dengan periode 4 sekon
maka grafik yang tepat adalah….
A.
B.
C.
D.
.
E.
.
LINGKUP MATERI
Gerak Harmonis
Sederhana pada
Bandul
MATERI
Hubungan konstanta pegas, frekuensi dan perioda pada bandul
Kunci Jawaban
A
INDIKATOR SOAL
Disajikan gambar bandul dengan panjang tali dan beban massa diketahui, peserta didik dapat menentukan periode getaran bandul sesuai syarat-syarat tertentu
√
66
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
KARTU SOAL Tahun Pelajaran 2018/2019
Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013
Kelas : X Bentuk Soal : PG
Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun :
KOMPETENSI DASAR
Buku Sumber : Pengetahuan/ Pemahaman
Aplikasi Penalaran
3.11 Menganalisis hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari
Nomor Soal
4
RUMUSAN BUTIR SOAL
Bila v = kecepatan, a = percepatan, Ek = Energi kinetik dan Ep = energi potensial getaran selaras, maka pada sat melalui kedudukan seimbang….
(1) Ek maksimum
(2) Ek minimum
(3) a = 0
(4) Ep = 0
Pernyataan yang benar adalah
A..(1) dan (2)
B.(1) dan (3)
C.(2) dan (4)
D.(1), (2), (3) dan ( 4)
LINGKUP MATERI
Energi gerak
Harmonis
Sederhana
MATERI
Energi pada gerak harmonis sederhana
Kunci Jawaban
D
INDIKATOR SOAL
Menganalisis energi pada saat benda melalui kedudukan seimbang
√
67
C. Refleksi Pembelajaran
Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi dalam proses
pembelajaran materi getaran. Refleksi pembelajaran dilakukan dengan
melihat kesesuaian antara proses pembelajaran, peserta didik, penilaian, dan
ketercapaian KD.
1. Apakah kegiatan membuka pelajaran dapat mengarahkan dan
mempersiapkan peserta didik mengikuti pelajaran dengan baik ?
2. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap materi/bahan ajar yang disajikan
sesuai dengan yang diharapkan? (Apakah materi terlalu tinggi, terlalu
rendah, atau sudah sesuai dengan kemampuan awal peserta didik?)
3. Bagaimana respons Saudara terhadap media pembelajaran yang
digunakan? (Apakah media sesuai dan mempermudah peserta didik
menguasai kompetensi/materi yang diajarkan?)
4. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap aktivitas pembelajaran yang
telah dirancang ?
5. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap pendekatan, model
pembelajaran, metode, dan teknik pembelajaran yang digunakan ?
6. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap teknik pengelolaan kelas yang
akan dilakukan (perlakuan guru terhadap peserta didik dalam mengatasi
masalah dan memotivasi peserta didik)?
7. Apakah Saudara dapat menangkap penjelasan/instruksi yang diberikan
pada bagian aktivitas pembelajaran ?
8. Bagaimanakah tanggapan Saudara terhadap latihan atau penilaian yang
dikembangkan ?
68
9. Apakah Saudara telah mencapai penguasaaan kemampuan pembelajaran
yang telah dikembangkan ?
10. Apakah kegiatan menutup pelajaran yang dikembangkan dapat
meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap meteri pelajaran?
11. Apakah Aktivitas pembelajaran yang dirancang dapat mencapai
kompetensi dasar (KD) pada meteri terpilih sebagaimana mestinya? (Jika
tidak seluruhnya, apakah Saudara akan melakukan penyesuaian aktivitas
pembelajaran pembelajaran dalam rencana pembelajaran?)
12. Apakah kelemahan-kelemahan Saudara dalam melaksanakan aktivitas
pembelajaran yang telah dirancang?
13. Apakah kekuatan Saudara atau hal-hal baik yang telah saudara capai
dalam mempelajari aktivitas pembelajaran ?
69
KESIMPULAN
Unit ini dikembangkan berdasarkan pasangan KD 3.11. Menganalisis
hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari dan 4.11
melakukan percobaan getaran harmonis pada ayunan sederhana dan/atau
getran pegas berikut presentasi hasil percobaan serta makna fisisnya di kelas
X. Berdasarkan KD pengetahuan dapat diketahui bahwa indikator yang
dikembangkan perlu mancapai level analisis (C4). Artinya, KD ini sudah
menuntut Saudara melatihkan kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada
peserta didik. Adapun KD keterampilan menuntut Saudara memfasilitasi
peserta didik berkreasi. Hal ini berarti Saudara perlu memberikan ruang dan
waktu kepada untuk mengembangkan kreativitasnya.
Dikuasainya keterampilan berpikir tingkat tinggi oleh peserta didik
memerlukan proses pembelajaran yang relevan. Oleh karena itu, aktivitas
pembelajaran di subtopik hubungan gaya dan getaran dalam kehidupan
sehari-hari menggunakan model discovery learning, model Problem Based
Learning dan pembelajaran saintifik, dengan metode praktik dan diskusi
melalui tiga kali pertemuan. Seperti telah diketahui, kedua model
pembelajaran ini merupakan model yang dapat membekalkan kemampuan
berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Ketika implementasi,
pembelajaran juga dipandu dengan menggunakan LKPD yang dirancang untuk
memudahkan penguasaan konsep sesuai tingkat kognitifnya dan penguasaan
keterampilan yang mengedepankan konstruktivisme. Artinya, peserta didik
memperoleh konsep dengan merumuskannya terlebih dahulu.
Adapun konten yang dikembangkan pada subtopik hubungan gaya dan
getaran dalam kehidupan sehari hari.. Subtopik ini merupakan konten yang
kaya akan pengetahuan kontekstual bagi peserta didik. Artinya, guru dapat
mendorong serta memfasilitasi peserta didik untuk menemukan fenomena di
kehidupan sehari-hari yang berkaitan subtopik ini. Sebagai contoh aplikasi
dunia nyata, Saudara dapat menyajikan fenomena kontekstual melalui
penyajian berita yang terdapat di media informasi atau.
70
KD pengetahuan yang kompetensinya menuntut peserta didik untuk
menganalisis sudah menunjukkan level analisis (C4). Artinya, KD ini sudah
menuntut Saudara melatihkan kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada
peserta didik. Adapun KD keterampilan menuntut Saudara memfasilitasi
peserta didik berkreasi dengan membuat tulisan. Hal ini berarti Saudara perlu
memberikan ruang dan waktu kepada untuk mengembangkan kreativitas .
Topik Getaran harmonis berisi sajian materi yang kontekstual. Dalam hal ini
dicontohkan dengan penggunaan shockbreaker di kendaraan baik itu motor
ataupun mobil, juga penerapan prinsip getaran di bidang industri. Keberadaan
muatan konteks yang erat dengan kehidupan sehari-hari dapat memotivasi
guru dan peserta didik untuk belajar dan cepat memahami.
Pembelajaran di awal sangat menekankan kontekstualitas, berangkat dari
diskusi interaktif hubungan gaya dengan getaran , Peserta didik diarahkan
untuk menemukan permasalahan dari lingkungan terdekat mereka lalu
dibimbing untuk .dipecahkan melalui serangkaian kegiatan pembelajaran
model problem-based learning.
Sub unit ini dilaksanakan dalam 3 kali pertemuan yang masing-masing
pertemuan terdiri dari 2 aktivitas yang bersifat berpusat kepada peserta didik.
Model Problem-based learning yang digunakan memfasilitasi peserta didik
untuk mengembangkan keterampilan saintifik dan mendorong berpikir
tingkat tinggi dalam rangka memecahkan masalah (problem solving).
Di sub unit ini disediakan soal-soal UN terkait materi Getaran yang muncul di
ujian nasional tahun 2017 dan 2018. Disediakan pula pembahasan soalnya
sehingga memudahkan guru dan peserta didik untuk memahami pemecahan
soal tersebut dan memprediksi jenis soal yang rutin muncul di UN. Soal sudah
terkategori HOTS tapi model soal serupa setiap tahunnya, maka guru perlu
melatihkan peserta didik memahami secara mendalam topik hubungan gaya
dan getaran dalam kehidupan sehari hari, soal HOTS yang berbeda dari soal
yang pernah muncul di UN.
71
UMPAN BALIK
Dalam rangka mengetahui pemahaman terhadap Unit ini, Saudara perlu
mengisi lembar persepsi pemahaman. Berdasarkan hasil pengisian instrumen
ini, Saudara dapat mengetahui posisi pemahaman beserta umpan baliknya.
Oleh karena itu, isilah lembar persepsi diri ini dengan objektif dan jujur.
Lembar Persepsi Pemahaman Unit.
NO Aspek Kriteria
1 2 3 4
1 Memahami indikator yang telah
dikembangkan berdasarkan
Kompetensi Dasar
2 Mampu menghubungkan konten
dengan fenomena kehidupan
sehari-hari
3 Merasa bahwa tahapan aktivitas
pembelajaran dapat
mengembangkan HOTS peserta
didik
4 Memahami tahapan aktivitas yang
disajikan dengan baik
72
5 Mampu dengan baik
mengaplikasikan aktivitas
pembelajaran di dalam kelas
6 Memahami dengan baik Lembar
Kerja peserta didik yang
dikembangkan
7 Mampu melaksanakan dengan
baik Lembar Kerja peserta didik
yang dikembangkan
8 Memahami Konten secara
menyuluh dengan baik
9 Memahami prosedur penyusunan
soal HOTS dengan baik
10 Mampu membahas soal HOTS
yang disajikan dengan tepat
Jumlah
Jumlah Total
Keterangan
1 = tidak menguasai
2 = cukup menguasai
3 = menguasai
4 = sangat menguasai
Pedoman Penskoran
Skor =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
40 X 100
73
Keterangan Umpan Balik
Skor Umpan Balik
<70 Masih banyak yang belum dipahami, di antara konten, cara
membelajarkannya, mengembangkan penilian dan melaksanakan
penilaian berorientasi HOTS. Saudara membaca ulang unit ini dan
mendiskusikannya dengan dengan fasilitator di MGMP sampai
anda memahaminya
70 - 79 Masih ada yang belum dipahami dengan baik, di antara konten,
cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan
melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu
mendiskusikan bagian yang belum dipahami dengan fasilitator
atau teman lain di MGMP
80 - 89 Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan
penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan
baik
≥ 90 Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan
penilian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan
sangat baik. Saudara dapat menjadi fasilitator bagi teman-teman
lain di MGMP untuk membelajarkan unit ini.
Unit Pembelajaran
PROGRAM PENGEMBANGAN KEPROFESIAN BERKELANJUTAN (PKB)
MELALUI PENINGKATAN KOMPETENSI PEMBELAJARAN (PKP)
BERBASIS ZONASI
MATA PELAJARAN FISIKA SEKOLAH MENENGAH ATAS (SMA)
Gelombang
Penulis:
Ratu Ismira Fathiyah, S.Pd
Penyunting:
Noeraida, S.Si., M.Pd.
Desainer Grafis dan Ilustrator:
TIM Desain Grafis
Copyright © 2019
Direktorat Pembinaan Guru Pendidikan Menengah dan Pendidikan Khusus
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengopi sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial
tanpa izin tertulis dari Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
Unit Pembelajaran
Gelombang
79
DAFTAR ISI
Hal
DAFTAR ISI __________________________________ 79
DAFTAR GAMBAR ______________________________ 81
DAFTAR TABEL _______________________________ 82
PENDAHULUAN _______________________________ 83
KOMPETENSI DASAR ___________________________ 85
A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi ______________________________ 85
B. Indikator Pencapaian Kompetensi _______________________________________ 86
APLIKASI DI DUNIA NYATA _____________________ 89
A. Seismograf (Mengetahui Keadaan dalam Bumi) ________________________ 89
B. Fenomena Alam Tsunami _________________________________________________ 90
C. Antena Parabola ___________________________________________________________ 91
SOAL-SOAL UN/USBN __________________________ 93
A. Contoh Soal UN tahun 2016 _______________________________________________ 93
B. Contoh Soal UN tahun 2017 _______________________________________________ 94
C. Contoh Soal UN tahun 2018 _______________________________________________ 96
BAHAN PEMBELAJARAN ________________________ 97
A. Aktivitas Pembelajaran ____________________________________________________ 97
1. Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1 _________________________________ 100
2. Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-2 _________________________________ 102
3. Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-3 _________________________________ 102
4. Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-4 _________________________________ 103
B. Lembar Kerja Peserta Didik ______________________________________________ 104
1. Lembar Kerja Peserta Didik 1 _____________________________________________ 104
2. Lembar Kerja Peserta Didik 2 _____________________________________________ 106
3. Lembar Kerja Peserta Didik 3 _____________________________________________ 107
4. Lembar Kerja Peserta Didik 4 _____________________________________________ 108
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
80
C. Bahan Bacaan _____________________________________________________________ 110
1. Gelombang __________________________________________________________________ 110
2. Jenis-jenis Gelombang _____________________________________________________ 111
3. Gelombang Berjalan dan Gelombang Stasioner __________________________ 114
4. Hukum MELDE _____________________________________________________________ 123
5. Sifat sifat gelombang __________________________________________________________ 124
PENGEMBANGAN PENILAIAN ____________________ 131
A. Pembahasan Soal-soal ___________________________________________________ 131
1. Soal UN Tahun 2016 __________________________________________________________ 131
2. Soal UN Tahun 2017 __________________________________________________________ 133
3. Soal UN Tahun 2018 __________________________________________________________ 135
B. Mengembangkan Soal HOTS _____________________________________________ 137
C. Refleksi Pembelajaran ___________________________________________________ 141
KESIMPULAN ________________________________ 143
UMPAN BALIK _______________________________ 145
Unit Pembelajaran
Gelombang
81
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 1. Seismograf ____________________________________________________________ 89
Gambar 2. Ombak tinggi Tsunami menerpa pantai Nankai Jepang __________ 90
Gambar 3. Antena parabola besar di Erdfunkstelle Raisting, Germany ______ 92
Gambar 4. Gelombang transversal pada tali __________________________________ 111
Gambar 5. Gelombang transversal pada tali __________________________________ 112
Gambar 6. Bentuk gelombang Tranversal pada tali __________________________ 113
Gambar 7. Gelombang Longitudinal pada slinki ______________________________ 113
Gambar 8. Panjang gelombang longitudinal __________________________________ 113
Gambar 9. Gelombang stasioner yang meramabat pada tali _________________ 114
Gambar 10. Gelombang berjalan dari O ke P __________________________________ 115
Gambar 11. Gelombang Stasioner ujung bebas _______________________________ 118
Gambar 12. Fase Gelombang ___________________________________________________ 118
Gambar 13.Gelombang stasioner ujung terikat _______________________________ 120
Gambar 14. Letak simpul dan perut dari ujung tetap ________________________ 122
Gambar 15. percobaan Melde __________________________________________________ 123
Gambar 16. Dalam suatu medium dispersi, bentuk gelombang _____________ 125
Gambar 17. Pemantulan gelombang Lingkaran oleh bidang datar _________ 126
Gambar 18. Hukum Pemantulan _______________________________________________ 127
Gambar 19. Dua Pulsa Gelombang Saling Melewati. __________________________ 127
Gambar 20. Interferensi Gelombang Air _______________________________________ 128
Gambar 211. Interferensi Konstruktif dan destruktif ________________________ 129
Gambar 22. Pembiasan _________________________________________________________ 129
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
82
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1. Target Kompetensi Dasar ______________________________________________ 85
Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) ______________________________ 87
Tabel 3. Desain Aktivitas Pembelajaran ________________________________________ 97
Unit Pembelajaran
Gelombang
83
PENDAHULUAN
Unit ini disusun sebagai salah satu alternatif sumber bahan ajar bagi guru,
untuk memahami topik getaran.Melalui pembahasan materi yang ada pada
unit ini, guru dapat memiliki pengetahuan untuk mengajarkan materi yang
sama pada peserta didiknya yang disesuaikan dengan indikator yang telah
disusun, dan terutama dalam memfasilitasi kemampuan bernalar peserta
didik. Selain itu materi ini juga aplikatif untuk guru itu sendiri sehingga
mereka dapat menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.
Dalam rangka memudahkan guru mempelajari konten dan cara
mengajarkannya, di dalam unit ini dimuat kompetensi dasar terkait yang
memuat target kompetensi dan indikator pencapaian kompetensi, bahan
bacaan, tentang aplikasi topik Gelombang Mekanik dalam kehidupan sehari
hari, soal-soal tes UN topik ini di tiga tahun terakhir sebagai acuan dalam
menyusun soal sejenis, deskripsi alternatif aktivitas pembelajaran Lembar
Kerja Peserta Didik (LKPD) yang dapat digunakan guru untuk memfasilitasi
pembelajaran, bahan bacaan yang dapat dipelajari oleh guru, maupun peserta
didik, dan deskripsi prosedur mengembangkan soal HOTS. Komponen-
komponen di dalam unit ini dikembangkan dengan tujuan agar guru dapat
dengan mudah memfasilitasi peserta didik mendeskripsikan prinsip
gelombang, melakukakan aktivitas peserta didik mencapai kemampuan
berpikir tingkat tinggi.
Topik Gelombang mekanik dikembangkan pada bahan bacaan yang terdiri
atas sub topik Gelombang Mekanik, gelombang stasioner, gelombang
transversal. Selain itu, unit ini dilengkapi dengan LKPD yang berjudul 1).
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
84
Menentukan kecepatan gelombang tali/benang (Gelombang berdiri),2).
Mengamati gelombang transversal dengan menggunakan slinki, 3) Mengamati
gelombang stationer (gelombang berdiri) pada seutas tali
Unit Pembelajaran
Gelombang
85
KOMPETENSI DASAR
A. Kompetensi Dasar dan Target Kompetensi
Sub unit pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar
kelas XI. Kompetensi dasar tersebut dapat dijabarkan menjadi beberapa target
kompetensi sebagai berikut.
Tabel 1. Target Kompetensi Dasar
No Kompetensi Dasar Target Kompetensi Kelas
3.8 Menganalisis karakteristik
gelombang mekanik
3.8.1 Menganalisis
karakteristik gelom-
bang mekanik
XI
4.8 Melakukan percobaan tentang
salah satu karakteristik
gelombang mekanik berikut
presentasi hasilnya
4.8.1 Melakukan percobaan
tentang salah satu
karakteristik gelom-
bang mekanik
4.8.2 Mempresentasikan
hasil percobaan
tentang salah satu
karakteristik gelom-
bang mekanik
XI
3.9 Menganalisis besaran besaran
fisis gelombang berjalan dan
gelombang stasioner pada
berbagai kasus nyata
3.9.1 Menganalisis besaran
besaran fisis gelom-
bang berjalan pada
berbagai kasus nyata
3.9.2 Menganalisis besaran
besaran fisis gelom-
XI
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
86
No Kompetensi Dasar Target Kompetensi Kelas
bang stasioner pada
berbagai kasus nyata
4.9 melakukan percobaan
gelombang berjalan dan
gelombang stasioner beserta
presentasi hasil percobaan dan
makna fisisnya
4.9.1 Melakukan percobaan
gelombang berjalan
4.9.2 Melakukan percobaan
gelombang stasioner
4.9.2 Mempresentasikan
hasil percobaan dan
makna fisisnya
XI
B. Indikator Pencapaian Kompetensi
Kompetensi dasar dikembangkan menjadi beberapa indikator pencapaian
kompetensi. Indikator ini menjadi acuan bagi guru untuk mengukur
pencapaian kompetensi dasar. Kompetensi dasar 3.8, 3.9 , 4.8 dan 4.9 di kelas
XI dikembangkan menjadi 8 indikator untuk ranah pengetahuan dan 7
indikator untuk ranah keterampilan.
Dalam rangka memudahkan guru menentukan indikator yang sesuai tuntutan
kompetensi dasar, indikator dibagi menjadi tiga kategori,yaitu indikator
pendukung, indikator kunci dan indikator pengayaan. Berikut ini rincian
indikator yang dikembangkan pada kompetensi dasar 3.8 , 3.9 , 4.8 dan 4.9 di
kelas XI
Unit Pembelajaran
Gelombang
87
Tabel 2. Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK)
IPK Pengetahuan IPK Keterampilan
IPK Pendukung
3.8.1 Menjelaskan kaitan getaran
dan gelombang
3.8.2 Menjelaskan sifat sifat
gelombang
4.8.1 Mengumpulkan informasi
tentang getaran dan
gelombang
IPK Kunci
3.8.3 Mengidentifikasi gejala
gelombang (pemantulan,
pembiasan, difraksi dan
interferensi, dan polarisasi)
dengan menggunakan tangki
riak
3.8.4 Menganalisis gelombang
transversal dan gelombang
longitudinal, hukum
pemantulan, pembiasan ,
difraksi, interferensi
3.8.5 Memahami gelombang
berjalan melalui pengamatan
menggunakan slinki /ripple
tank/ tayangan /
video/animasi
3.9.1 Menganalisis persamaan-
persamaan gelombang
berjalan
4.8.2 Melakukan percobaan
tentang salah satu
karakteristik gelombang
mekanik
4.8.3 Mempresentasikan hasil
percobaan tentang
gelombang
4.8.4 Melakukan percobaan Melde
untuk menemukan hubungan
cepat rambat gelombang dan
tegangan tali secara
berkelompok
4.9.1 Menganalisis hasil
percobaan Melde untuk
menemukan hubungan cepat
rambat gelombang dan
tegangan tali
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
88
IPK Pengetahuan IPK Keterampilan
3.9.2 Menganalisis persamaan-
persamaan gelombang
stasioner
4.9.2 Membuat laporan tertulis
hasil praktikum dan
mempresentasikannya
IPK Pengayaan
3.8.6 Menjelaskan fenomena
interferensi, polarisasi dan
dispersi pada gelombang
4.8.1 Membuat kesimpulan tentang
karakteristik gelombang
Unit Pembelajaran
Gelombang
89
APLIKASI DI DUNIA NYATA
A. Seismograf (Mengetahui Keadaan dalam Bumi)
Pergeseran tiba-tiba segmen-segmen kerak bumi yang dibatasi
zona patahan dapat menghasilkan gelombang seismik. Ini memungkinkan
para ahli geologi dan geofisika untuk memperoleh pengetahuan tentang
keadaan bagian dalam Bumi dan membantu mencari sumber bahan bakar
fosil baru. Ada empat tipe gelombang seismik, yaitu gelombang badan P,
gelombang badan S, gelombang permukaan Love, dan gelombang permukaan
Rayleigh. Alat yang digunakan untuk mendeteksi gelombang-gelombang ini
disebut seismograf, yang biasanya digunakan untuk mendeteksi adanya
gempa bumi. Seperti semua gelombang, laju gelombang seismik bergantung
pada sifat medium,rigiditas, ketegaran, dan kerapatan medium. Grafik waktu
perjalanan dapat digunakan untuk menentukan jarak statsiun seismograf dari
episenter gempa bumi.
Gambar 1. Seismograf Sumber: www.gambar.com
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
90
B. Fenomena Alam Tsunami
Pemandangan ombak di pantai tidak selalu menghasilkan keindahan yang
menyejukkan mata. Ketika gelombang air di lautan membawa energi yang
sangat besar, ombak dengan ukuran besar dapat mencapai daratan dan
menimbulkan bencana seperti tsunami yang pernah menyerang wilayah
Indonesia.
Sebenarnya ombak di pantai berawal dari gelombang gelombang air di lautan
yang melebar menjauhi titik pusatnya menuju ke pantai. Ketika anda berada
di tepi pantai perhatikan perahu yang sedang diam di tengah lautan, sepintas
anda akan melihat perahu dalam keadaan tenang seperti tidak terganggu oleh
energi apapun. Akan tetapi, jika anda menaiki perahu tersebut, apa yang ada
lihat sebelumnya akan berbeda dengan apa yang anda rasakan.ternyata anda
akan merasa selalu bergerak naik turun.
Gambar 2. Ombak tinggi Tsunami menerpa pantai Nankai Jepang pada bulan November 2016 Sumber: unitingaviation.com
Unit Pembelajaran
Gelombang
91
C. Antena Parabola
Antena parabola adalah sebuah antena berdaya jangkau tinggi yang digunakan
untuk komunikasi radio, televisi dan data dan juga untuk radiolocation
(RADAR) memanfaatkan sifat pemantulan gelombang, pada bagian UHF and
SHF dari spektrum gelombang elektromagnetik. Panjang gelombang energi
(radio) elektromagnetik yang relatif pendek pada frekuensi-frekuensi ini
menyebabkan ukuran yang digunakan untuk antena parabola masih dalam
ukuran yang masuk akal dalam rangka tingginya unjuk kerja respons yang
diinginkan baik untuk menerima atau pun memancarkan sinyal. Antena
parabola berbentuk seperti piringan. Antena parabola dapat digunakan untuk
mentransmisikan berbagai data, seperti sinyal telepon, sinyal radio dan sinyal
televisi, serta beragam data lain yang dapat ditransmisikan melalui
gelombang.
Bentuk antena yang seperti piring memantulkan sinyal ke titik fokus piringan
tersebut. Di titik fokus tersebut ditempatkan sebuah alat yang disebut
feedhorn. Alat ini menjadi titik pusat untuk pemandu gelombang yang
mengumpulkan sinyal di atau dekat di titik fokus dan mengubahnya menjadi
low-noise block downconverter (LNB). LNB mengubah sinyal dari gelombang
elektromagnetik atau gelombang radio menjadi sinyal listrik dan menggeser
rentangnya dari C-band atau Ku-band menjadi L-band. Antena parabola untuk
penyiaran langsung menggunakan LNFB, yang mengintegrasikan feedhorn
dengan LNB.
Dengan menggunakan frekuensi lebih rendah seperti C-band, pembuat antena
parabola memiliki pilihan lebih luas untuk bahan pembuatannya. Ukuran
antena parabola besar yang dibutuhkan untuk frekuensi lebih rendah
mendorong antena parabola untuk dikonstruksi dari lempengan logam dan
kerangka logam. Pada frekuensi lebih tinggi desain tipe lempengan lebih
sedikit meskipun beberapa desain menggunakan piringan padat.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
92
Piringan modern yang ditujukan untuk digunakan pada televisi rumahan
umumnya berdiameter 43-80 cm. Antena parabola tersebut tidak bisa
dipindah-pindahkan/fixed position. Ini berlaku untuk antena parabola untuk
menerima sinyal Ku-band. Sehubungan dengan adanya layanan direct
broadcast satellite, antena-antena parabola untuk keperluan rumah biasanya
memiliki parabola C-Band yang memiliki motor. Diameter parabola ini sebesar
3 meter. Tujuan adanya motor adalah untuk menerima saluran-saluran dari
satelit penyiaran yang berbeda. Piringan yang terlampau kecil untuk antena
parabola masih memiliki gangguan, seperti gangguan sinyal akibat hujan dan
gangguan dari satelit-satelit lain.
Gambar 3. Antena parabola besar di Erdfunkstelle Raisting, Germany Sumber: wikipedie.com
Unit Pembelajaran
Gelombang
93
SOAL-SOAL UN/USBN
Berikut ini contoh soal-soal UN topik Gelombang pada Kompetensi Dasar 3.8.
Menganalisis karakteristik gelombang mekanik dan 3.9. menganalisis besaran
besaran fisis gelombang berjalan dan gelombang stasioner pada berbagai
kasus nyata.(permendikbud Nomor 37, 2018). Soal-soal ini disajikan agar
dapat dijadikan sebagai sarana berlatih bagi peserta didik untuk
menyelesaikannya. Selain itu, soal-soal ini juga dapat menjadi acuan ketika
Saudara akan mengembangkan soal yang setipe pada Gelombang
A. Contoh Soal UN tahun 2016
NO SOAL
1 Seutas senar yang panjangnya 2 m diikat salah satu ujungnya dan
ujung yang lainnya digetarkan dengan vibrator sehingga terbentuk 5
simpul gelombang stasioner. Letak perut kedua dari ujung pantul
adalah ....
A. 1/4 meter
B. 3/4 meter
C. 1 meter
D. 3/2 meter
E. 7/4 meter
Identifikasi :
Level Kognitif : LK 3
Indikator yang bersesuaian : menganalisis persamaan gelombang
berjalan dan gelombang stasioner
Diketahui : Panjang senar dan banyak simpul
gelombang
Ditanyakan : Letak perut gelombang kedua
Materi yang dibutuhkan : Gelombang stasioner
NO SOAL
2. Persamaan gelombang berjalan:
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
94
y = 2 sin 2π(4t − 2x) meter
dengan t dalam sekon dan x dalam meter.
1. Amplitudo gelombang 20 m.
2. Panjang gelombang 5 m.
3. Frekuensi gelombang 4 Hz.
4. Cepat rambat gelombang 2 m.s−1.
Dua pernyataan di atas yang benar adalah ....
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)
Identifikasi :
Level Kognitif : LK 3
Indikator yang bersesuaian : Mengidentifikasi persamaan
gelombang berjalan dan gelombang
stasioner
Diketahui : Persamaan gelombang berjalan
Ditanyakan : Komponen persamaan gelombang
berjalan
Materi yang dibutuhkan : Gelombang berjalan dan stasioner
B. Contoh Soal UN tahun 2017
NO SOAL
1. Sebuah gelombang berjalan dari titik A menuju titik B yang
dinyatakan dengan persamaan y = 10 sin 2π(t − x/100), y dalam cm
dan t dalam s. Jarak titik A ke B sejauh 150 cm dan A telah bergetar 2
sekon, maka simpangan di titik B adalah ….
A. 0 cm
B. 5 cm
C. 10 cm
D. 15 cm
Unit Pembelajaran
Gelombang
95
E. 20 cm
Identifikasi :
Level Kognitif : LK 3
Indikator yang bersesuaian : Mengidentifikasi persamaan
gelombang berjalan dan gelombang
stasioner
Diketahui : Persamaan gelombang, jarak dan
waktu getar
Ditanyakan : simpangan
Materi yang dibutuhkan : Gelombang berjalan dan
gelombang stasioner
NO SOAL 2. Persamaan gelombang stasioner pada dawai gitar y = 40 sin(20πx)
cos(60πt), dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Dari
persamaan tersebut letak perut kesatu, kedua, dan ketiga dari titik
pantul berjarak ….
A. 2 cm; 6 cm; dan 10 cm
B. 2,5 cm; 7,5 cm; dan 12,5 cm
C. 3 cm; 9 cm; dan 15 cm
D. 7 cm; 21 cm; dan 35 cm
E. 10 cm; 30 cm; dan 50 cm
Identifikasi :
Level Kognitif : L3
Indikator yang bersesuaian : Menganalisis persamaan
gelombang berjalan dan gelombang
stasioner
Diketahui : Persamaan gelombang stasioner
Ditanyakan : Letak titik perut ke satu, kedua dan
ketiga
Materi yang dibutuhkan : Gelombang stasioner
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
96
C. Contoh Soal UN tahun 2018
NO SOAL
1. Perhatikan gambar gelombang sinusoidal berikut!
Jika panjang gelombang sinusoidal di atas adalah 80 cm maka titik
yang memiliki beda fase 3/4 adalah ….
A. P dengan Q
B. P dengan R
C. P dengan S
D. Q dengan S
E. R dengan S
Identifikasi :
Level Kognitif : L3
Indikator yang bersesuaian : Mengidentifikasi karakteristik
gelombang mekanik dan
gelombang elektromagnetik
Diketahui : Gambar gelombang sinusoid
dengan panjang gelombang dan
beda fase
Ditanyakan : Titik Beda fase
Materi yang dibutuhkan : Gelombang sinusoidal
Unit Pembelajaran
Gelombang
97
BAHAN PEMBELAJARAN
A. Aktivitas Pembelajaran
Aktivitas Pembelajaran berisi rincian alternatif kegiatan pembelajaran yang
dilakukan guru dan peserta untuk mencapai kompetensi pada topik
Gelombang. Sebelum menguraikan aktivitas pembelajaran terlebih dahulu
disusun desain aktivitas pembelajaran yang dapat dilihat pada tabel 3.
Berdasarkan Tabel 3. Dapat terlihat aktivitas pembelajaran untuk mencapai
masing masing indikator yang telah ditetapkan, yang dapat dicapai dalam dua
kali pertemuan. Aktivitas pembelajaran akan diuraikan lebih rinci., menjadi
dua skenario pembelajaran. Bahan pembelajaran ini berisikan rincian
aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik yang digunakan, dan
bahan bacaan untuk membantu pemahaman konsep atau materi, berikut ini
rincian aktivitas pembelajaran untuk masing masing pertemuan.
Tabel 3. Desain Aktivitas Pembelajaran
Indikator Materi Pokok Pembelajaran Penilaian
Menjelaskan sifat
sifat gelombang
Ciri-ciri
Gelombang
mekanik :
• Pemantulan
• Pembiasan
• Difraksi
• Interferensi
• Mengamati peragaan
gejala gelombang
(pemantulan,
pembiasan, difraksi
dan interferensim dan
polarisasi) dengan
menggunakan tanki
riak, tayangan berupa
foto/video/animasi
Tugas
Menyelesaika
n masalah
yang
berhubungan
dengan
karakteristik
gelombang
Observasi
Kegiatan
praktik
Keterampilan
presentasi
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
98
Indikator Materi Pokok Pembelajaran Penilaian
Checklist
lembar
pengamatan
kegiatan
diskusi
kelompok
menganalisa
persamaan
gelombang
Gelombang
berjalan dan
gelombang
stasioner
Persamaan
gelombang
Mengidentifikasi
gejala gelombang
(pemantulan,
pembiasan,
difraksi dan
interferensi, dan
polarisasi)
dengan
menggunakan
tangki riak
Besaran-besaran
fisis gelombang
Mendiskusikan
gelombang transver-sal,
gelombang longitudinal,
hukum pemantulan,
pembiasan,
difraksi,interferensi dan
mengeksplorasi
penerapan gejala
pemantulan, pembiasan
difraksi dan interferensi
dalam kehidupan sehari-
hari
Menganalisis ciri
ciri gelombang
transversal dan
gelombang
longitudinal,
hukum
pemantulan,
pembiasan ,
difraksi,
interferensi
Memahami
gelombang
berjalan melalui
pengamatan
• Mendemonstrasikan
dan atau melakukan
percobaan Melde
untuk menemukan
Observasi
Kegiatan
praktik
Unit Pembelajaran
Gelombang
99
Indikator Materi Pokok Pembelajaran Penilaian
menggunakan
ripple tank /
slinki/tayangan /
video/animasi
hubungan cepat
rambat gelombang
dan tegangan tali
secara berkelompok
Keterampilan
presentasi
Checklist
lembar
pengamatan
kegiatan
diskusi
kelompok
Menganalisis
persamaan-
persamaan
gelombang
berjalan
• Mengamati demons-
trasi menggunakan
slinki/tayangan video
animasi tentang
gelombang berjalan
Portofolio
Laporan
praktikum
Menganalisis
persamaan-
persamaan
gelombang
stasioner
• Mendiskusikan
persamaan persamaan
gelombang berjalan
dan gelombang
stasioner
• Mengolah data dan
menganalisis hasil
percobaan melde
untuk menemukan
hubungan cepat
rambat gelombang
dan tegangan tali
• Membuat laporan
tertulis hasil
praktikum dan
mempresentasikannya
• Mempresentasikan
hasil percobaan
tentang gelombang
Tes
Tertulis
tentang
persamaan
gelombang
Menjelaskan
fenomena
interferensi,
polarisasi dan
dispersi pada
gelombang
• Sifat –sifat gelombang
• Membuat kesimpulan
hasil diskusi tentang
karakteristik
gelombang
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
100
1. Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-1
Konsep gelombang tidak pernah lepas dari keberadaan benda juga makhluk
hidup lainnya terutama alam sekitar. Tentunya, kita harus memperlakukan
dan memanfaatkan benda, makhluk hidup lainnya maupun alam secara bijak.
Oleh karena itu sangat penting bagi kita untuk mengenali karakteristik alam,
benda dan makhluk hidup yang berkaitan dengan gelombang. Selain itu
pengenalan terhadap karakteristik gelombang akan bermanfaat pada
aktivitas pembelajaran selanjutnya.
Dalam rangka mencapai tujuan tersebut, Saudara akan melakukan aktivitas
berikut.
1) Merumuskan persamaan gelombang mekanik
2) Identifikasi karakteristik gelombang mekanik; dan
3) Membedakan karakteristik gelombang mekanik dan gelombang
elektromagnetik.
Aktivitas pembelajaran ini akan mencapai indikator pendukung, kunci dan
pengayaan, yang dilakukan dengan pembelajaran saintifik yang meliputi
aktivitas: 1) mengamati, 2) menanya, 3) mengumpulkan informasi;
4) mengasosiasi, dan 5) mengomunikasikan.
Tujuan Aktivitas Pembelajaran
Setelah melakukan aktivitas ini diharapkan peserta mampu:
a. Mengidentifikasi karakteristik gelombang transversal dan gelombang
longitudinal berdasarkan hasil pengamatan gambar/video;
b. Menjelaskan perbedaan gelombang transversal dan gelombang
longitudinal
Estimasi Waktu
Estimasi waktu Aktivitas Pembelajaran Kegiatan mengidentifikasi gelombang
(Stimulation): 30 Menit.
Unit Pembelajaran
Gelombang
101
Media, Alat, dan bahan
Media, Alat, dan bahan yang digunakan pada Kegiatan mengidentifikasi
gelombang:
1. Gambar/Video gelombang;
2. Pemutar video/komputer; dan
3. LCD proyektor.
Langkah kegiatan yang saudara lakukan:
a. Membagi peserta didik ke dalam kelompok yang beranggotakan 4-5 orang
(pembagian kelompok disesuaikan dengan jumlah peserta didik).
b. Membagikan LKPD 1 kepada peserta didik. Meminta peserta didik
mempelajari LKPD 1 terlebih dahulu.
c. Memfasilitasi peserta didik berdiskusi tentang aktivitas yang perlu
dilakukan selama pengamatan gambar/video dengan bantuan LKPD 1.
d. Memfasilitasi pengamatan gambar/video ombak, jembatan (pilih salah
satu) untuk mengidentifikasi gelombang (gambar/video disediakan
guru).
e. Memfasilitasi peserta didik ketika mendiskusikan hasil pengamatan dan
mengisi LKPD 1 di kelompoknya.
1) Mengamati jenis gelombang dari gambar/video yang disediakan.
2) Mengidentifikasi komponen gelombang
f. Memfasilitasi peserta didik untuk menjawab pertanyaan pada LKPD 1
Meminta perwakilan dari dua kelompok untuk mepresentasikan hasil
pengamatan melalui diskusi kelas. Meminta kelompok lainnya
menanggapinya.
g. Memfasilitasi peserta didik untuk mengkonfirmasi jenis gelombang yang
teramati beserta interaksinya.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
102
2. Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-2
Tujuan Aktivitas Pembelajaran;
Setelah melakukan aktivitas ini diharapkan peserta mampu:
a. Mengidentifikasi komponen gelombang berdasarkan hasil pengamatan;
b. Menjelaskan jenis jenis gelombang dan sifat gelombang berdasarkan hasil
diskusi kelompok;
c. Menjelaskan pengertian gelombang mekanik dan gelombang
elektromagnetik berdasarkan diskusi kelompok.
Estimasi Waktu
Estimasi waktu Aktivitas Pembelajaran Kegiatan Diskusi dan observasi
gelombang: 45 Menit. (Problem Statement, Data Collection, Data Processing,
Verification, dan Generalization)
Media, Alat, bahan, dan langkah kegiatan
Media, Alat, dan bahan yang digunakan pada Kegiatan Diskusi dan gelombang:
1. Tali
2. Slinki
3. Stop wacth
3. Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-3
Membagikan LKPD 2. Percobaan gelombang transversal dengan
menggunakan slinki
a. Menginstruksikan peserta didik untuk mempelajari LKPD 2 terlebih
dahulu, dan mempersilakan peserta didik jika ada yang ingin
menyampaikan pertanyaan.
b. Memfasilitasi peserta didik untuk mengobservasi jenis-jenis benda dan
makhluk hidup yang sudah ditentukan, kemudian mencatat hasil
observasinya di dalam LKPD 2. (mengamati, mengumpulkan informasi).
Unit Pembelajaran
Gelombang
103
c. Memfasilitasi peserta didik saat melakukan diskusi kelompok terkait
dengan hasil observasi dan menjawab beberapa pertanyaan dalam LKPD
2. (mengasosiasi).
d. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya
dengan kelompok lain melalui kegiatan window shopping. (menanya).
e. Memfasilitasi peserta didik saat menyimpulkan hasil observasi dan
membedakan karakteristik benda dan makhluk hidup dalam LKPD 2.
(mengasosiasi).
f. Memfasilitasi peserta didik perwakilan dari setiap kelompok untuk
mempresentasikan hasil observasinya di depan kelas.
(mengomunikasikan).
4. Aktivitas Pembelajaran Pertemuan ke-4
Membagikan LKPD 3. Gelombang stasioner pada tali
a. Menginstruksikan peserta didik untuk mempelajari LKPD 3 terlebih
dahulu, dan mempersilakan peserta didik jika ada yang ingin
menyampaikan pertanyaan.
b. Memfasilitasi peserta didik untuk mengobservasi jenis-jenis benda dan
makhluk hidup yang sudah ditentukan, kemudian mencatat hasil
observasinya di dalam LKPD 3. (mengamati, mengumpulkan informasi).
c. Memfasilitasi peserta didik saat melakukan diskusi kelompok terkait
dengan hasil observasi dan menjawab beberapa pertanyaan dalam LKPD
3. (mengasosiasi).
d. Memfasilitasi peserta didik untuk membandingkan hasil pengamatannya
dengan kelompok lain melalui kegiatan window shopping. (menanya).
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
104
e. Memfasilitasi peserta didik saat menyimpulkan hasil observasi dan
membedakan karakteristik benda dan makhluk hidup dalam LKPD 3.
(mengasosiasi).
f. Memfasilitasi peserta didik perwakilan dari setiap kelompok untuk
mempresentasikan hasil observasinya di depan kelas.
(mengomunikasikan).
B. Lembar Kerja Peserta Didik
1. Lembar Kerja Peserta Didik 1
Gelombang Stasioner (berdiri)
Tujuan : Menentukan kecepatan gelombang tali/benang
(Gelombang berdiri)
Alat dan Bahan :
▪ Vibrator/pembangkit ( 1 buah)
▪ Papan landasan ( 1 buah)
▪ Katrol getaran ( 1 buah)
▪ Beban bercelah/pemberat 0-250 g ( 1 buah)
▪ Benang ( 1 buah)
▪ Audio Generator ( 1 buah)
▪ Penggaris/mistar 1 m ( 1 buah)
Unit Pembelajaran
Gelombang
105
Langkah Kegiatan:
1. Siapkan alat-alat diatas meja dan kemudian rangkailah seperti pada
gambar berikut
2. Sambungkan pakai kabel output Audio Generator kepada input vibrator
kemudian nyalakan saklar Audio Generator hingga Vibrator bergetar
3. Cobalah benang yang dikaitkan dengan beban pemberat berturut-turut,
kemudian ditambahkan beban satu persatu hingga tampak pada benang–
bentuk gelombang berdiri, bila sudah tampak gelombang berdiri seperti
pada gambar dibawah ini. Selanjutnya ukurlah salah satu jarak dari
simpul gelombang dengan penggaris (misal x = ……………cm ) dan catat
pula berapa besar beban pemberat pada saat tersebut (misal ……… gram)
Untuk beban pemberat yang berbeda isilah kolom pengamatan berikut.
No m (gram) x (cm)
1
2
3
4
5
4. Untuk masing masing data pengamatan diatas, hitunglah panjang
gelombang (λ) dan kecepatan jalan gelombang (v) benang bila frekuensi
getar vibrator 50 Hertz dan isikan dalam kolom berikut ini.
NO m.g (Newton)
x (cm)
λ (cm)
v (cm/detik)
1 2 3 4 5
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
106
5. Timbanglah benang sepanjang ± 2 meter, kemudian setelah itu
tentukanlah massa per satuan panjang benang = ……gram/cm
6. Kesimpulan:
…………………………………………………..…….........................................................................
……........................................................................................................................... ......................
2. Lembar Kerja Peserta Didik 2
▪ Judul : SLINKI
▪ Tujuan :
1. Mengamati gelombang transversal dengan menggunakan slinki
2. Menunjukkan materi materi dalam medium apakah ikut merambat
▪ Alat dan bahan
Slinki (alat penunjuk gelombang yang terbuat dari pegas spiral)
Slinki yang digerakkan ke samping atau tegak lurus dengan arah
panjangnya
▪ Langkah dan Percobaan
1. Siapkan alat dan bahan
2. Letakkan slinki di atas lantai dan mintalah temanmu untuk memegang
salah satu ujung slinki.
3. Berilah getaran pada slinki beberapa kali ke arah samping
4. Amati arah rambat gelombangnya
▪ Pertanyaan
1. Ke arah manakah anda memberi getaran pada slinki?
2. Ke manakah arah rambat gelombang?
3. Apakah arah getar dengan arah rambat gelombang tegak lurus?
Unit Pembelajaran
Gelombang
107
▪ Kesimpulan
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
3. Lembar Kerja Peserta Didik 3
▪ Judul : Gelombang Transversal
▪ Tujuan
Mengamati gelombang longitudinal dengan menggunakan slinki
▪ Alat dan Bahan
Slinki (alat penunjuk gelombang yang terbuat dari pegas spiral)
Slinki digerakkan searah dengan panjangnya ▪ Cara Kerja
1. Sediakan slinki yang sama dengan percobaan sebelumnya
2. Letakkan slinki di atas lantai yang licin dan minta temanmu
memegang salah satu ujungnya.
3. Getarkan slinki searah panjang slinki dengan cara memberikan
dorongan pada slinki.
4. Amati gelombang yang terjadi pada slinki
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
108
▪ Pertanyaan
1. Pada saat Anda mendorong slinki searah panjangnya, ke arah
manakah getaran slinki?
2. Ke manakah arah rambat gelombangnya?
3. Apakah arah rambat gelombang tersebut searah dengan arah
getarnya? Mengapa?
▪ Kesimpulan
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
4. Lembar Kerja Peserta Didik 4
▪ Judul : Gelombang stasioner
▪ Tujuan
Mengamati gelombang stationer (gelombang berdiri) pada seutas tali
▪ Alat dan bahan
1. Seutas kawat l dan beban yang dapat diubah-ubah massanya
2. Sebuah alat penggetar (vibrator) atau generator sinyal sebagai
sumber getar
3. Sebuah bangku yang dilengkapi dengan sebuah katrol.
▪ Langkah Percobaan
1. Siapkan seutas kawat yang panjangnya sekitar 2m. Ikatlah salah satu
ujungnya pada tiang. Tariklah salah satu ujungnya pada tiang.
Tariklah kawat tersebut sampai melewati katrol dan menjuntai ke
bawah. Ikatlah sebuah massa panggantung pada ujung kawat yang
menjuntai ke bawah (Perhatikan Gambar).
Unit Pembelajaran
Gelombang
109
2. Hubungkan penggetar ke generator sinyal
3. Mulailah dengan frekuensi getaran 1 Hz, dan secara perlahan naikkan
frekuensinya. Mula-mula penggetar menghasilkan getaran paksa
dalam kawat, dengan amplitudo yang kecil
4. Matikan penggetar, dan petiklah kawat di tengah-tengahnya sehingga
kawat bergetar pada frekuensi alami (f1). Frekuensi ini kira-kira lebih
besar dari 1 Hz atau 2 Hz.
5. Nyalakan kembali penggetar, dan secara perlahan-perlahan naikkan
frekuensinya sampai mencapai amplitudo sangat besar, dan terjadi
resonansi. Pada frekuensi f1 ini kita dapat melihat gelombang
stationer pada kawat
6. Secara perlahan, teruskan menaikkan frekuensi penggetar. Kawat
kembali bergetar dengan getaran paksa yang amplitudonya kecil,
makin lama makin besar, sampai mencapai suatu nilai frekuensi baru
f2 menghasilkan getaran dengan amplitudo besar (terjadi resonansi).
Pada frekuensi f2 ini, kita juga dapat melihat gelombang stationer pada
kawat. Demikian seterusnya, sehingga didapatkan frekuensi f3, dan f4
yang menghasilkan gelombang stationer.
▪ Pertanyaan
1. Pada gelombang stasioner terdapat titik-titik dengan amplitudo
maksimum disebut ....
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
110
2. Pada gelombang stationer terdapat titik-titik dengan amplitudo
minimum disebut ......
3. Apa yang dapat Anda simpulkan dari percobaan ini?
4. Jika tali digerakkan dengan frekuensi 8 Hz dan kecepatan perambatan
gelombang pada tali 2m/s, tentukan tempat terbentuknya simpul dan
perut dari ujung pemantulan.
5. Seutas dawai panjangnya 2 meter dan massanya 20 gram. Perambatan
gelombang transversal yang dihasilkannya memiliki kecepatan 50
m/s. Hitung tegangan dawai.
▪ Kesimpulan
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
C. Bahan Bacaan
1. Gelombang
Gelombang adalah suatu getaran yang merambat, dalam perambatannya
gelombang membawa energi (tenaga). Contohnya, ketika kita melempar batu
ke dalam genangan air yang tenang, gangguan yang kita berikan menyebabkan
partikel air bergetar atau berosilasi terhadap titik setimbangnya. Perambatan
getaran pada air menyebabkan adanya gelombang pada genangan air tadi.
Contoh lainnya, jika kita menggetarkan ujung tali yang terentang maka
gelombang akan merambat sepanjang tali tersebut. Gelombang tali dan air
adalah dua contoh umum gelombang yang mudah dilihat dalam kehidupan
sehari-hari.
Unit Pembelajaran
Gelombang
111
Gambar 4. Gelombang transversal pada tali Sumber: www.gambar.com
Gelombang kontinu atau periodik seperti Gambar 4 mempunyai sumber
berupa gangguan yang kontinu dan berosilasi, sumbernya adalah getaran atau
osilasi. Beberapa besaran penting yang digunakan dalam mendeskripsikan
gelombang sinusoidal seperti pada Gambar 4, antara lain:
- Amplitudo (A) yaitu simpangan terjauh yang dapat dilihat berupa
ketinggian maksimum puncak, atau kedalaman maksimum lembah.
- Panjang gelombang () yaitu jarak antara dua puncak berurutan atau jarak
dua titik yang fasenya sama.
- Frekuensi (f) adalah jumlah puncak atau siklus yang melewati satu titik per
satuan waktu.
- Periode (T) adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh dua puncak
berurutan atau waktu untuk menempuh satu gelombang.
- Kecepatan rambat gelombang (v) adalah kecepatan di mana puncak
gelombang (atau bagian lain dari gelombang) bergerak/bergeser setiap
satuan waktu, dirumuskan dalam:
v = = λ.f ………………. (1)
2. Jenis-jenis Gelombang
Berdasarkan ketergantungan terhadap medium perambatan, secara umum
gelombang dikelompokkan ke dalam dua golongan yaitu:
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
112
1) Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang membutuhkan medium
perambatan, contohnya: gelombang air, gelombang bunyi, gelombang
slinki, gelombang pada tali, dll.
2) Gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang tidak memerlukan
medium perambatan, contohnya: gelombang cahaya, cahaya sinar ultra
violet, infra merah, gelombang radar, gelombang radio, gelombang TV,
sinar X dan sinar gamma.
Sedangkan berdasarkan arah rambatan dan getarannya, gelombang
dikelompokkan atas:
1) Gelombang Transversal, yaitu gelombang yang arah rambatannya tegak
lurus dengan arah getarannya, Contohnya gelombang pada tali. Ketika kita
menggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali bergerak naik turun
dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang. Perhatikan Gambar
5 di bawah ini.
Gambar 5. Gelombang transversal pada tali
Ketika kita menggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali bergerak naik
turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang. Bentuk
gelombang transversal tampak seperti pada Gambar 6.
Unit Pembelajaran
Gelombang
113
Gambar 6. Bentuk gelombang Tranversal pada tali
2) Gelombang logitudinal
Gelombang longitudinal memiliki arah rambat yang sejajar dengan arah
getar, contohnya: gelombang longitudinal yang terbentuk pada pegas yang
terentang. Getaran merambat dengan cara pegas yang bergantian
menekan dan meregang seperti pada gambar 7.
Gambar 7. Gelombang Longitudinal pada slinki
Gambar 8. Panjang gelombang longitudinal
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
114
Pada Gambar 8, tampak bahwa arah getaran sejajar dengan arah rambatan
gelombang. Serangkaian rapatan dan regangan merambat sepanjang
pegas. Rapatan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling mendekat,
sedangkan regangan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling
menjahui. Jika gelombang tranversal memiliki pola berupa puncak dan
lembah, maka gelombang longitudinal terdiri dari pola rapatan dan regangan.
Panjang gelombang adalah jarak antara rapatan yang berurutan atau regangan
yang berurutan. Yang dimaksudkan di sini adalah jarak dari dua titik yang
sama dan berurutan pada rapatan atau regangan.
3. Gelombang Berjalan dan Gelombang Stasioner
Jika ujung salah satu tali kita ikatkan pada beban yang tergantung pada pegas
vertikal, dan pegas kita getarkan naik turun sesaat, maka getaran pegas akan
merambat pada tali seperti ditunjukkan pada Gambar 5. Jika Anda mengamati
secara seksama, maka amplitudo (simpangan maksimum) dari gelombang
yang merambat pada tali selalu tetap (tidak berubah). Gelombang merambat
yang selalu memiliki amplitudo tetap digolongkan sebagai gelombang
berjalan. Sedangkan jika getaran diberikan terus menerus sementara ujung
tali diikatkan (diikat kaku atau longgar) pada suatu tiang, maka akan terjadi
gelombang pantul yang besarnya sama namun arahnya berlawanan.
Selanjutnya gelombang datang dan gelombang pantul ini akan saling berpadu
(interferensi)
(a) (b)
Gambar 9. Gelombang stasioner yang meramabat pada tali (a) sumber getar yang dihubungkan ke tali dan (b) pola gelombang datang yang berpadu
dengan gelombang pantul menghasilkan gelombang stasioner
Unit Pembelajaran
Gelombang
115
a. Persamaan Gelombang Berjalan
▪ Simpangan Gelombang (y)
Gelombang berjalan memiliki sifat pada setiap titik yang dilalui akan memiliki
amplitudo yang sama. Perhatikan gelombang berjalan dari sumber P ke
titik Q yang berjarak X pada Gambar 6. Bagaimana menentukan simpangan
pada titik P? Simpangan tersebut dapat ditentukan dari simpangan getarannya
dengan menggunakan waktu perjalanannya.
Gambar 10. Gelombang berjalan dari O ke P
Dari titik O merambat getaran yang amplitudonya A, periodenya T dan cepat
rambat getarannya v ke arah kanan. Bila titik O telah bergetar t detik,
simpangannya :
yp = A sin = A sin t = A sin (2π t/T) ……………… [2]
Dari O ke P yang jaraknya x getaran memerlukan v/x detik, jadi ketika O telah
bergetar t detik, titik P baru bergetar (t - x/v) detik. Simpangan Q saat itu :
𝒚𝑸 = 𝑨 𝒔𝒊𝒏 (𝟐𝝅
𝑻𝒕 −
𝟐𝝅
𝑻
𝒙
𝒗)
Jadi, persamaan gelombang berjalan adalah :
𝒚𝑸 = 𝑨 𝐬𝐢𝐧 𝟐𝝅 (𝒕
𝑻−
𝒙
)
y = A sin (⍵t ± kx) ………………… [3]
dengan :
A = Amplitudo gelombang (m), bernilai + jika getaran pertama ke atas
= panjang gelombang (m)
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
116
T = periode gelombang (s)
⍵= frekuensi sudut (rad/s)
k = 2/= bilangan gelombang, bernilai + jika rambatannya ke kiri
▪ Sudut Fase ( )
Sudut fase yaitu besarnya sudut yang ditempuh gelombang pada selang waktu
tertentu. Dari persamaan 8 terlihat sudut fasenya adalah:
𝜽 = 𝟐𝝅 (𝒕
𝑻−
𝒙
) = (𝝎𝒕 ± 𝒌𝒙) ………………..[4]
▪ Fase ( )
Fase gelombang dapat didefinisikan sebagai bagian atau tahapan gelombang.
Perhatikan persamaan 9. Dari persamaan itu, fase gelombang dapat diperoleh
dengan hubungan seperti berikut.
𝝋 =𝜽
𝟐𝝅= (
𝒕
𝑻−
𝒙
) ………………...[5]
dengan :
φ = fase gelombang
T = periode gelombang (s)
λ= panjang gelombang (m)
t = waktu perjalanan gelombang (s)
x = jarak titik dari sumber (m)
Perbedaan phase antara titik 1 dan 2 adalah :
∆𝝋 = 𝝋𝟐 − 𝝋𝟏 =∆𝒙
………………..[6]
dengan :
φ = beda fase
Φ1 = fase gelombang titik pertama
Φ2 = fase gelombang titik kedua
x = jarak antara kedua titik yang ditinjau (m)
= panjang gelombang (m)
Unit Pembelajaran
Gelombang
117
Dua gelombang dapat memiliki fase yang sama bila beda fasenya memenuhi,
= 0, 2π, 4π, dst.
Dua gelombang yang berlawanan fase apabila beda fasenya memenuhi,
= π, 3 π, 5 π ....
b. Persamaan Gelombang Stasioner
Apa yang terjadi jika ada dua gelombang berjalan dengan frekuensi dan
amplitudo sama tetapi arah berbeda bergabung menjadi satu? Hasil gabungan
itulah yang dapat membentuk gelombang baru. Gelombang baru ini akan
memiliki amplitudo yang berubah-ubah tergantung pada posisinya dan
dinamakan gelombang stasioner. Bentuk gelombangnya dapat Anda lihat
seperti Gambar 11 dan 12. Pada proses pantulan gelombang, terjadi
gelombang pantul yang mempunyai amplitudo dan frekuensi yang sama
dengan gelombang datangnya, hanya saja arah rambatannya yang
berlawanan. Hasil interferensi (perpaduan) dari kedua gelombang tersebut
disebut Gelombang Stasioner atau Gelombang Diam. Gelombang stasioner
dapat dibentuk dari pemantulan suatu gelombang. Contohnya pada
gelombang tali. Tali dapat digetarkan di salah satu ujungnya dan ujung lain
diletakkan pada pemantul. Berdasarkan ujung pemantulnya dapat dibagi dua
yaitu ujung terikat dan ujung bebas. Gelombang stasioner adalah gelombang
hasil superposisi dua gelombang berjalan yang : amplitudo sama, frekuensi
sama dan arah berlawanan.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
118
Gambar 11. Gelombang Stasioner ujung bebas
Gelombang datang dan gelombang pantul di ujung bebas adalah 0, jadi x= 0.
Ini berarti bahwa fase gelombang datang sama dengan fase gelombang pantul.
Perhatikan Gambar 11gelombang datang dan gelombang pantul di ujung
bebas adalah 0, jadi 𝞱= 0. Ini berarti bahwa fase gelombang datang sama
dengan fase gelombang pantul. Perhatikan Gambar 12:
Gambar 12. Fase Gelombang
Pemantulan pada ujung bebas menghasilkan pulsa pantul sefase dengan pulsa
datangnya. Dengan demikian jika gelombang datang yang merambat ke kanan
dapat dinyatakan dengan y1 = A sin (kx - ⍵t), maka gelombang pantul yang
merambat ke kiri tetapi sefase dinyatakan dengan :
y2 = A sin (-kx - ⍵ t)
Sefase ....pemantulan terhadap x = 0
Dengan menggunakan sifat trigonometri sin (-α) = -sin α, dapat ditulis:
Unit Pembelajaran
Gelombang
119
𝑦2= -A sin (kx - ⍵t)
Hasil superposisi gelombang datang, y1, dan gelombang pantul, y2,
menghasilkan gelombang stasioner, y, dengan persamaan:
y = y1 + y2
= A sin (kx - ⍵t) - A sin (kx + ⍵t)
y = A [sin (kx - ⍵t) - sin (kx + ⍵t)]……………[7]
mengingat sin A sin B = 2 cos
maka
y = A 2 cos
atau
y = 2 A cos kx sin ⍵.t .................../.................................................
y = As sin ⍵t ......................................................
As = 2 A cos kx .......................................................
Letak simpul dan letak perut
gelombang datang dan gelombang pantul di ujung bebas adalah 0, jadi x = 0.
Ini berarti bahwa fase gelombang datang sama dengan fase gelombang pantul.
Perhatikan Gambar 1.11
Gelombang stasioner ujung tetap
Di titik pantul yang tetap gelombang datang dan gelombang pantul berselisih
fase 1/2 atau gelombang pantul berlawanan dengan phase gelombang datang
φ = 1/2. Perhatikan gambar 1.12.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
120
Gambar 13.Gelombang stasioner ujung terikat
Ketika Anda mengirim pulsa transversal dari O ke ujung tetap B, maka
setibanya pulsa di ujung tetap B, pulsa akan dipantulkan dan dibalik (Gambar
1.13). Hal yang sama terjadi jika Anda mengirim gelombang harmonik dari O
ke ujung tetap B. Anda telah mengetahui bahwa gelombang datang yang
merambat ke kanan dapat dinyatakan oleh y1= A sin (kx -⍵t). Sedangkan
gelombang pantul yang merambat ke kiri dan dibalik (berlawanan fase) dapat
dinyatakan dengan:
𝑦2= − 𝐴 𝑠𝑖𝑛 (−𝑘𝑥 − 𝜔𝑡) ↔ 𝑦2 = −𝐴 sin (𝑘 𝑥 + 𝜔 𝑡) …………[8]
Hasil superposisi antara gelombang datang, y1, dan gelombang datang
y2 menghasilkan gelombang stasioner. Pola gelombang stasioner addalah
adanya simpul-simpul dan perut - perut pada titik-titik tertentu.
Bagaimanakah persamaan simpangan pada titik sembarang P yang terletak
sejauh x dari titik tetap B (lihat gambar 1.13a)? Pada titik P, gelombang datang
y, bertindihan dengan gelombang pantul y2.. Sesuai dengan prinsip
superposisi, simpangan titik sembarang P, diberi notasi y, adalah resultan dari
y1 dan yx.
y = y1 + y2 = A sin (kx - ⍵t) + A sin (kx + ⍵t)
y = A[ sin (kx - ⍵t) + A sin (kx +⍵t)]
Mengingat
Unit Pembelajaran
Gelombang
121
sin A + sin B = 2 sin
(A + B) cos
( A - B), maka
y = A x 2 sin
(kx - ⍵t) + kx + ⍵t ) cos
[ (kx - ⍵t) - ( kx + ⍵t )]
y = 2 A sin kx cos ⍵t …………………[9]
Atau y = As cos ⍵t
Dengan As = 2 A sin kx
Keterangan:
y = simpangan partikel pada gelombang stasioner oleh ujung tetap;
A = amplitudo gelombang berjalan;
As= amplitude gelombang stasioner;
x = jarak partikel dari ujung tetap.
Letak perut dan simpul gelombang stasioner
Perhatikan Gambar 1.14. Di ujung tetap B(x = 0), partikel tidak dapat bergerak
sehingga di ujung tetap selalu menjadi simbul.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
122
Gambar 14. Letak simpul dan perut dari ujung tetap
Jadi, simbul ke satu terjadi di x = 0. Karena jarak antara dua simpul yang
berdekatan adalah
maka letak simpul ke-1, ke-2, ke-3, dan seterusnya adalah:
Atau
Dengan 2 n menunjukkan bilangan genap.
Perhatikan gambar 1.14. perut ke-1 terjadi di
atau
Dengan (2n + 1) menunjukkan bilangan ganjil.
Rumus letak simpul dan perut untuk gelombang stasioner pada ujung
tetap
Letak simpul
𝑥𝑛+1 = 2𝑛 𝑥 𝜆
4 ; 𝑛 = 0,1,2,3 … ……………….[10]
Unit Pembelajaran
Gelombang
123
letak simpul dari ujung tetap merupakan kelipatan genap dari seperempat
panjang gelombang.
Letak perut
𝑥𝑛+1 = 2𝑛 𝑥 𝜆
4 ; 𝑛 = 0,1,2,3 … …………[11]
letak perut dari ujung tetap merupakan kelipatan ganjil dari seperempat
panjang gelombang
4. Hukum MELDE
Hukum Melde mempelajari tentang besaran-besaran yang mempengaruhi
cepat rambat gelombang transversal pada tali. Melalui percobaannya (lakukan
kegiatan 1.1), Melde menemukan bahwa cepat rambat gelombang pada dawai
sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan
akar massa persatuan panjang dawai.
Percobaan Melde digunakan untuk menyelidiki cepat rambat gelombang
transversal dalam dawai. Perhatikan gambar di bawah ini.
Gambar 15. percobaan Melde
Pada salah satu ujung tangkai garpu tala diikatkan erat-erat sehelai kawat
halus lagi kuat. kawat halus tersebut ditumpu pada sebuah katrol dan ujung
kawat diberi beban, misalnya sebesar g gram. Garpu tala digetarkan dengan
elektromagnet secara terus menerus, hingga amplitudo yang ditimbulkan oleh
garpu tala konstan.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
124
Untuk menggetarkan ujung kawat A dapat pula dipakai alat vibrator. Dalam
kawat akan terbentuk pola gelombang stasioner. Jika diamati akan terlihat
adanya simpul dan perut di antara simpul-silpul tersebut. Diantara simpul-
simpul itu antara lain adalah A dan K, yaitu ujung-ujung kawat tersebut, ujung
A pada garpu tala dan simpul K pada bagian yang ditumpu oleh katrol.
Cepat rambat gelombang dalam tali, kawat, dawai berbanding senilai dengan
akar gaya tegangan kawat, tali dawai tersebut, dari percobaan ini didapat :
(1). Cepat rambat gelombang berbanding balik nilai akar kuadrat massa
kawat, asalkan panjangnya tetap.
(2). Untuk massa kawat yang tetap, maka cepat rambat gelombang berbanding
senilai dengan akar kuadrat panjang kawat.
(3) Cepat rambat gelombang dalam kawat berbanding terbalik nilai dengan
akar massa persatuan panjang kawat.
Jika massa persatuan panjang kawat ini dimisalkan atau dilambangkan dengan µ , maka pernyataan (1) sampai dengan (3) di atas dapat dirumuskan menjadi :
𝑣 = 𝑘 √𝐹
𝜇 …………………[12]
Dengan:
v = cepat rambat gelombang dalam kawat (tali, dawai)
F = gaya tegangan kawat
m = massa persatuan panjang kawat
k = faktor pembanding, yang dalam SI harga k = 1.
5. Sifat sifat gelombang
Unit Pembelajaran
Gelombang
125
a. Dispersi Gelombang
Ketika Anda menyentakkan ujung tali naik-turun (setengah getaran), sebuah
pulsa transversal merambat melalui tali (tali sebagai medium). Sesungguhnya
bentuk pulsa berubah ketika pulsa merambat sepanjang tali, pulsa tersebar
atau mengalami dispersi (perhatikan Gambar 1.16). Jadi, dispersi gelombang
adalah perubahan bentuk gelombang ketika gelombang merambat suatu
medium.
Gambar 16. Dalam suatu medium dispersi, bentuk gelombang
berubah begitu gelombang merambat
Kebanyakan medium nyata di mana gelombang merambat dapat kita dekati
sebagai medium non dispersi. Dalam medium non dispersi, gelombang dapat
mempertahankan bentuknya. Sebagai contoh medium non dispersi adalah
udara sebagai medium perambatan dari gelombang bunyi..
Gelombang-gelombang cahaya dalam vakum adalah nondispersi secara
sempurna. Untuk cahaya putih (polikromatik) yang dilewatkan pada prisma
kaca mengalami dispersi sehngga membentuk spektrum warna-warna
pelangi. Apakah yang bertanggungjawab terhadap dispersi gelombang cahaya
ini? Tentu saja dispersi gelombang terjadi dalam prisma kaca karena kaca
termasuk medium dispersi untuk gelombang cahaya.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
126
b. Pemantulan gelombang lingkaran oleh bidang datar
Bagaimanakah jika yang mengenai bidang datar adalah muka gelombang
lingkaran? Gambar 17 menunjukkan pemantulan gelombang lingkaran
sewaktu mengenai batang datar yang merintanginya. Gambar 17b adalah
adalah analisis dari Gambar 17.
Sumber gelombang datang adalah titik O. Dengan menggunakan hukum
pemantulan, yaitu sudut datang = sudut pantul, kita peroleh
bayangan O adalah I. Titik I merupakan sumber gelombang pantul sehingga
muka gelombang pantul adalah lingkaran-lingkaran yang berpusat di I, seperti
ditunjukkan pada gambar 17.
Gambar 17. Pemantulan gelombang Lingkaran oleh bidang datar sumber:slideshare.net
c. interferensi gelombang
Ketika sebuah gelombang menumbuk sebuah penghalang atau sampai di
ujung medium yang dirambati, paling tidak sebagian dari gelombang tersebut
akan terpantulkan, seperti gelombang air yang terpantul dari batu karang atau
sisi kolam, juga mendengarkan teriakan yang dipantulkan dari tebing yang
jauh yang disebut “gema”. Ketika suatu gelombang mencapai dinding, tidak
semua energi dipantulkan. Sebagian dari energi tersebut diserap oleh dinding.
Unit Pembelajaran
Gelombang
127
Sebagian dari energi yang diserap diubah menjadi energi panas dan sebagian
terus merambat melalui materi dinding. Untuk pantulan gelombang bidang
dua atau tiga dimensi seperti pada Gambar 1.8. Sudut yang dibuat gelombang
datang terhadap permukaan pantulan sama dengan sudut yang dibuat oleh
gelombang pantulan. Ini merupakan hukum pantulan: sudut pantulan sama
dengan sudut datang. “Sudut datang” didefinisikan sebagai sudut yang dibuat
sinar datang terhadap garis tegak lurus terhadap permukaan pantulan (atau
yang dibuat muka gelombang dengan tangen permukaan), dan “sudut pantul”
adalah sudut yang sama tetapi untuk gelombang pantulan.
Gambar 18. Hukum Pemantulan
Interferensi terjadi ketika dua gelombang merambat pada bagian yang
sama dalam ruang pada saat yang sama.
Gambar 19. Dua Pulsa Gelombang Saling Melewati.
Apabila Mereka Bergabung Terjadi Interferensi (a) Destruktif dan (b) Konstruktif
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
128
Gambar 19 memperlihatkan dua pulsa gelombang yang merambat pada
tali saling mendekati, pada bagian (a) kedua pulsa mempunyai amplitude
yang sama tetapi satu merupakan puncak dan yang lain lembah, bagian
(b) keduanya merupakan puncak. Pada saat pulsa tepat bertemu dan
saling melewati, pada saat pulsa bersatu simpangan resultan merupakan
jumlah aljabar dari simpangan mereka secara terpisah (puncak dianggap
positif dan lembah dianggap negatif). Hal ini disebut prinsip
superposisi. Bila kedua gelombang berlawanan ketika saling melewati
dan hasilnya disebut interferensi destruktif. Bila simpangan resultan
lebih besar dari pulsa masing-masing disebut interferensi konstruktif.
Ketika dua batu dilemparkan ke dalam kolam secara bersamaan, kedua
gelombang lingkaran saling berinterferensi seperti pada Gambar 20.
Pada beberapa bagian mereka bertemu, puncak dari satu gelombang
berulangulang bertemu dengan puncak dari gelombang yang lain (dan
lembah bertemu lembah) ini merupakan interferensi konstruktif dan air
secara kontinu berosilasi ke atas dan ke bawah dengan amplitudo yang
lebih besar daripada masing-masing gelombang jika terpisah. Pada
tempat yang lainnya, interferensi destruktif terjadi ketika air sebenarnya
tidak bergerak ke atas ke bawah sama sekali sepanjang waktu,
Gambar 20. Interferensi Gelombang Air
Unit Pembelajaran
Gelombang
129
Gambar 211. Interferensi Konstruktif dan destruktif
d. Pembiasan dan difraksi
Gambar 22. Pembiasan
Ketika gelombang mengenai perbatasan, sebagian energi dipantulkan dan
sebagian diteruskan atau diserap. Ketika gelombang merambat pada satu
medium menyeberangi perbatasan ke medium dimana kecepatannya berbeda,
gelombang yang ditransmisikan bisa merambat dengan arah yang berbeda
dari gelombang datang seperti yang ditunjukkan Gambar 22. Gelombang
Melewati Sebuah Perbatasan
Fenomena ini dikenal sebagai pembiasan. Pada Gambar 22 kecepatan
gelombang pada medium 2 lebih kecil daripada medium 1. Pada kasus ini arah
gelombang membelok sehingga ia merambat lebih hampir tegak lurus
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
130
terhadap batas. Jadi, sudut pembiasan lebih kecil dari sudut datang. Hukum
Pembiasan :
…………………[13]
Gelombang-gelombang menyebar sewaktu merambat dan ketika menemukan
penghalang, gelombang ini berbelok mengitarinya dan memasuki daerah
berikutnya seperti pada Gambar 23 untuk gelombang air. Fenomena ini
disebut dengan difraksi.
Gambar 23.Gelombang Difraksi
Besarnya difraksi bergantung pada panjang gelombang dan ukuran
penghalang. Sebagai aturan praktis, hanya jika panjang gelombang lebih kecil
dari ukuran benda, akan ada daerah bayangan yang cukup besar. Penting
untuk dicatat bahwa aturan ini berlaku untuk pantulan dari penghalang.
Gelombang dapat berbelok mengitari penghalang dan dengan demikian
membawa energi ke daerah di belakang penghambat tersebut
Unit Pembelajaran
Gelombang
131
PENGEMBANGAN PENILAIAN
Bagian ini memuat contoh soal-soal topik Gelombang yang muncul di UN tiga
tahun terakhir dan kurang berhasil dijawab oleh peserta didik. Selain itu,
bagian ini memuat pembahasan tentang cara mengembangkan soal HOTS yang
disajikan dalam bentuk pemodelan, sehingga dapat dijadikan acuan oleh
saudara ketika mengembangkan soal topik ini. Saudara perlu mencermati
dengan baik bagian ini, sehingga saudara dapat terampil mengembangkan soal
yang mengacu pada indikator pencapaian kompetensi yang termasuk HOTS
A. Pembahasan Soal-soal
1. Soal UN Tahun 2016
1. Seutas senar yang panjangnya 2 m diikat salah satu ujungnya dan ujung yang
lainnya digetarkan dengan vibrator sehingga terbentuk 5 simpul gelombang
stasioner. Letak perut kedua dari ujung pantul adalah ....
A. 1/4 meter
B. 3/4 meter
C. 1 meter
D. 3/2 meter
E. 7/4 meter
Pembahasan
Soal di atas dapat digambarkan sebagai berikut.
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
132
Berdasarkan gambar di atas, sepanjang 2 m terbentuk 2 gelombang.
2λ = 2 m
λ = 1 m
Letak perut kedua dari ujung pantul adalah x. Pada gambar di atas, nilai x
adalah 3
4 𝜆
x = 3
4 𝜆
= 3
4 𝜆 × 1 m
= 3
4 𝜆 m
Jadi, letak perut kedua dari ujung pantul adalah 3/4 meter (B).
2. Persamaan gelombang berjalan:
y = 2 sin 2π(4t − 2x) meter
dengan t dalam sekon dan x dalam meter.
1. Amplitudo gelombang 20 m.
2. Panjang gelombang 5 m.
3. Frekuensi gelombang 4 Hz.
4. Cepat rambat gelombang 2 m.s−1.
Dua pernyataan di atas yang benar adalah ....
Unit Pembelajaran
Gelombang
133
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)
Pembahasan :
Kita ubah dulu persamaan gelombang berjalan di atas ke dalam bentuk umum.
y = 2 sin 2π(4t − 2x)
= 2 sin (8πt − 4πx)
Bandingkan bentuk persamaan yang terakhir dengan bentuk baku berikut ini:
y = A sin (ωt − kx)
Dengan membandingkan bentuk bakunya diperoleh:
A = 2 m
ω = 8π
k = 4π
2. Soal UN Tahun 2017
1. Sebuah gelombang berjalan dari titik A menuju titik B yang dinyatakan
dengan persamaan y = 10 sin 2π(t − x/100), y dalam cm dan t dalam s. Jarak
titik A ke B sejauh 150 cm dan A telah bergetar 2 sekon, maka simpangan di
titik B adalah ….
A. 0 cm
B. 5 cm
C. 10 cm
D. 15 cm
E. 20 cm
Pembahasan :
Diketahui:
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
134
x = 150 cm
t = 2 s
Substitusikan nilai x dan t pada persamaan gelombang.
y = 10 sin 2π(t − x/100)
= 10 sin 2π(2 − 150/100)
= 10 sin π
= 10 sin 180°
= 0
Jadi, simpangan di titik B adalah nol (A).
2. Persamaan gelombang stasioner pada dawai gitar y = 40 sin(20πx)
cos(60πt), dengan xdan y dalam meter dan t dalam sekon. Dari persamaan
tersebut letak perut kesatu, kedua, dan ketiga dari titik pantul berjarak ….
A. 2 cm; 6 cm; dan 10 cm
B. 2,5 cm; 7,5 cm; dan 12,5 cm
C. 3 cm; 9 cm; dan 15 cm
D. 7 cm; 21 cm; dan 35 cm
E. 10 cm; 30 cm; dan 50 cm
Pembahasan :
Gelombang stasioner pada dawai dengan persamaan y = 40 sin(20πx)
cos(60πt) merupakan gelombang stasioner ujung terikat. Gelombangnya
merupakan fungsi kosinus dengan amplitudo 40 sin(20πx).
Mari kita bandingkan dengan bentuk baku dari persamaan gelombang
stasioner ujung terikat.
y = 40 sin(20πx) cos(60πt)
y = 2A sin kx cos ωt [bentuk baku]
Berdasarkan bentuk baku di atas, diperoleh:
Unit Pembelajaran
Gelombang
135
k = 20π
2𝜋
𝜆 = 20 𝜋
λ = 0,1 m
= 10 cm
Sekarang perhatikan letak perut pada grafik gelombang stasioner ujung
terikat berikut ini!
Berdasarkan grafik di atas tampak bahwa letak perut pertama, kedua, dan
ketiga berturut-turut adalah:
1
4𝜆 ;
3
4 𝜆 ;
5
4 𝜆
Dengan λ = 10 cm, diperoleh:
= 1
4 10 ;
3
4 10 ;
5
4 10
= 2,5; 7,5; 12,5
Jadi, letak perut kesatu, kedua, dan ketiga dari titik pantul adalah 2,5 cm; 7,5
cm; dan 12,5 cm (B).
3. Soal UN Tahun 2018
Perhatikan gambar gelombang sinusoidal berikut!
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
136
Jika panjang gelombang sinusoidal di atas adalah 80 cm maka titik yang
memiliki beda fase 3/4 adalah ….
A. P dengan Q
B. P dengan R
C. P dengan S
D. Q dengan S
E. R dengan S
Pembahasan
Perhatikan gambar berikut ini!
Berdasarkan grafik sinusoidal di atas, yang mempunyai beda fase 3/4 adalah
P-Q dan Q-R.
Jadi, sesuai opsi jawaban yang ada, titik yang memiliki beda fase 3/4 adalah
titik P dengan Q (A).
Unit Pembelajaran
Gelombang
137
B. Mengembangkan Soal HOTS
No. Kompetensi Dasar
Lingkup Materi
Materi Indikator Soal
Nomor Soal
Level Bentuk Soal
1 2 3 4 5 6 7 8
1 menganalisis besaran besaran fisis gelombang berjalan dan gelombang stasioner pada berbagai kasus nyata,
Gelombang berjalan dan gelombang stasioner
gelombang stasioner
Menentukan Letak perut pada tali ujung terikat, jika diketahui panjang tali dan jumlah gelombang penuh
1 L2 PG
2 menganalisis karakteristik gelombang mekanik
Gelombang berjalan dan gelombang stasioner
Gelombang berjalan
Menentukan Amplitudo dan cepat rambat gelombang pada benda yang bergerak naik turun dengan diberikan jarak puncak dan dasar gelombang, dan titik tertinggi dan terendah dari gerakan benda
2 L3 PG
menganalisis besaran besaran fisis gelombang berjalan dan gelombang stasioner pada berbagai kasus nyata
Gelombang berjalan dan gelombang stasioner
Gelombang berjalan
Diberikan sebuah gambar gelombang peserta didik dapat menentukan persamaan simpangan gelombang,
3 L3 PG
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
138
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
KARTU SOAL
Tahun Pelajaran 2018/2019
Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013
Kelas : XI Bentuk Soal : Pilihan Ganda
Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun : Ratu Ismira Fathiyah
KOMPETENSI
DASAR Buku Sumber :
Pengetahuan/
Pemahaman
Aplikasi Penalaran
menganalisis besaran besaran fisis gelombang berjalan dan gelombang stasioner pada berbagai kasus nyata,
Nomor
Soal
1
RUMUSAN BUTIR SOAL
1. Seutas tali panjangnya 3 m, salah satu ujungnya
diikat dan ujung yang lain digetarkan terus menerus
sehingga membentuk gelombang stasioner. Pada tali
terbentuk 3 gelombang penuh. Bila diukur dari
ujung terikat, maka perut ketiga terletak pada jarak
....
A. 1 m
B. 1,25 m
C. 1,5 m
D. 2,25 m
E. 2,5 m
LINGKUP MATERI
Gelombang berjalan dan gelombang stasioner
MATERI
Gelombang Stasioner
Kunci
Jawaban
B
INDIKATOR SOAL
Menentukan Letak perut pada tali ujung terikat, jika diketahui panjang tali dan jumlah gelombang penuh
√
Unit Pembelajaran
Gelombang
139
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
KARTU SOAL
Tahun Pelajaran 2018/2019
Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013
Kelas : XI Bentuk Soal : Pilihan Ganda
Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun : Ratu Ismira Fathiyah
KOMPETENSI
DASAR Buku Sumber :
Pengetahuan/
Pemahaman Aplikasi Penalaran
menganalisis karakteristik gelombang mekanik
Nomor
Soal
2
RUMUSAN BUTIR SOAL
2. Sebuah gabus mengapung dalam sebuah tangki riak.
Ketika pembangkit gelombang dikerjakan pada 10 Hz,
gabus bergerak naik turun sementara gelombang
merambat melalui air. Jika jarak antara titik tertinggi
dan titik terendah gerakan gabus 5 mm dan jarak
antara puncak dan dasar gelombang berdekatan
diperoleh 1,5 m, maka amplitudo dan cepat rambat
gelombang adalah ....
A. 1,5 m dan 50 m/s
B. 10 m dan 15 m/s
C. 15 m dan 15 m/s
D. 5 mm dan 30 m/s
E. 2.5 mm dan 30 m/s
LINGKUP
MATERI
Gelombang berjalan dan gelombang stasioner
MATERI
Gelombang berjalan
Kunci
Jawaban
E
INDIKATOR SOAL Menentukan Amplitudo dan cepat rambat gelombang pada benda yang bergerak naik turun dengan diberikan jarak puncak dan dasar gelombang, dan titik tertinggi dan terendah dari gerakan benda
√
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
140
6 cm
6 cm
A B
3 cm
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
KARTU SOAL
Tahun Pelajaran 2018/2019
Jenis Sekolah : SMA Kurikulum : 2013
Kelas : XI Bentuk Soal : Pilihan Ganda
Mata Pelajaran : Fisika Nama Penyusun : Ratu Ismira Fathiyah
KOMPETENSI
DASAR Buku Sumber :
Pengetahuan/
Pemahaman
Aplikasi Penalaran
menganalisis besaran besaran fisis gelombang berjalan dan gelombang stasioner pada berbagai kasus nyata,
Nomor
Soal
3
RUMUSAN BUTIR SOAL
3. Suatu gelombang berjalan merambat melalui pada tali
dengan data seperti pada gambar di bawah
Jika jarak dari titik A ke titik B ditempuh dalam waktu 6
sekon, maka persamaan gelombangnya adalah ....
A. y = 0,06 sin (0,5t – x ) m
B. y = 0,06 sin (0,5t – 2 x ) m
C. y = 0,06 sin 2 (0,5t + x) m
D. y = 0,06 sin 2 (0,5t – 2 x) m
E. y = 0,06 sin 2 (0,25t + 0,5 x) m
LINGKUP MATERI
Gelombang berjalan dan gelombang stasioner
MATERI
Gelombang berjalan
Kunci
Jawaban
E
INDIKATOR SOAL tentukan persamaan simpangan gelombangnya Diberikan sebuah gambar gelombang
√
Unit Pembelajaran
Gelombang
141
C. Refleksi Pembelajaran
Pada bagian ini Saudara akan melaksanakan refleksi dalam proses
pembelajaran materi gelombang. Refleksi pembelajaran dilakukan dengan
melihat kesesuaian antara proses pembelajaran, peserta didik, penilaian, dan
ketercapaian KD.
1. Apakah kegiatan membuka pelajaran dapat mengarahkan dan
mempersiapkan peserta didik mengikuti pelajaran dengan baik ?
2. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap materi/bahan ajar yang disajikan
sesuai dengan yang diharapkan? (Apakah materi terlalu tinggi, terlalu
rendah, atau sudah sesuai dengan kemampuan awal peserta didik?)
3. Bagaimana respons Saudara terhadap media pembelajaran yang
digunakan? (Apakah media sesuai dan mempermudah peserta didik
menguasai kompetensi/materi yang diajarkan?)
4. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap aktivitas pembelajaran yang telah
dirancang ?
5. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap pendekatan, model pembelajaran,
metode, dan teknik pembelajaran yang digunakan ?
6. Bagaimana tanggapan Saudara terhadap teknik pengelolaan kelas yang
akan dilakukan (perlakuan guru terhadap peserta didik dalam mengatasi
masalah dan memotivasi peserta didik)?
7. Apakah Saudara dapat menangkap penjelasan/instruksi yang diberikan
pada bagian aktivitas pembelajaran ?
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
142
8. Bagaimanakah tanggapan Saudara terhadap latihan atau penilaian yang
dikembangkan ?
9. Apakah Saudara telah mencapai penguasaaan kemampuan pembelajaran
yang telah dikembangkan ?
10. Apakah kegiatan menutup pelajaran yang dikembangkan dapat
meningkatkan penguasaan peserta didik terhadap meteri pelajaran?
11. Apakah Aktivitas pembelajaran yang dirancang dapat mencapai
kompetensi dasar (KD) pada meteri terpilih sebagaimana mestinya? (Jika
tidak seluruhnya, apakah Saudara akan melakukan penyesuaian aktivitas
pembelajaran pembelajaran dalam rencana pembelajaran?)
12. Apakah kelemahan-kelemahan Saudara dalam melaksanakan aktivitas
pembelajaran yang telah dirancang?
13. Apakah kekuatan Saudara atau hal-hal baik yang telah saudara capai
dalam mempelajari aktivitas pembelajaran ?
Unit Pembelajaran
Gelombang
143
KESIMPULAN
Unit ini dikembangkan berdasarkan pasangan KD 3.8. menganalisis
karakteristik gelombang mekanik dan 4.8 melakukan percobaan tentang salah
satu karakteristik gelombang mekanik 3.9 menganalisis besaran besaran fisis
gelombang berjalan dan gelombang stasioner pada berbagai kasus nyata 4.9.
melakukan percobaan gelombang berjalan dan gelombang stasioner beserta
berikut presentasi hasilnya berikut presentasi hasil percobaan serta makna
fisisnya di kelas X. Berdasarkan KD pengetahuan dapat diketahui bahwa
indikator yang dikembangkan perlu mancapai level analisis (C4). Artinya, KD
ini sudah menuntut Saudara melatihkan kemampuan berpikir tingkat tinggi
kepada peserta didik. Adapun KD keterampilan menuntut Saudara
memfasilitasi peserta didik berkreasi. Hal ini berarti Saudara perlu
memberikan ruang dan waktu kepada untuk mengembangkan kreativitasnya
Dikuasainya keterampilan berpikir tingkat tinggi oleh peserta didik
memerlukan proses pembelajaran yang relevan. Oleh karena itu, aktivitas
pembelajaran di subtopik hubungan gaya dan getaran dalam kehidupan
sehari-hari menggunakan model discovery learning, model Problem Based
Learning dan pembelajaran saintifik, dengan metode praktik dan diskusi
melalui tiga kali pertemuan. Seperti telah diketahui, kedua model
pembelajaran ini merupakan model yang dapat membekalkan kemampuan
berpikir tingkat tinggi kepada peserta didik. Ketika implementasi,
pembelajaran juga dipandu dengan menggunakan LKPD yang dirancang
untuk memudahkan penguasaan konsep sesuai tingkat kognitifnya dan
penguasaan keterampilan yang mengedepankan konstruktivisme. Artinya,
peserta didik memperoleh konsep dengan merumuskannya terlebih dahulu.
Adapun konten yang dikembangkan pada subtopik gelombang mekanik,
gelombang berjalan dan gelombang stasioner dalam kehidupan sehari hari..
Subtopik ini merupakan konten yang kaya akan pengetahuan kontekstual bagi
peserta didik. Artinya, guru dapat mendorong serta memfasilitasi peserta
didik untuk menemukan fenomena di kehidupan sehari-hari yang berkaitan
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
144
subtopik ini. Sebagai contoh aplikasi dunia nyata, Saudara dapat menyajikan
fenomena kontekstual melalui penyajian berita yang terdapat di media
informasi digital
KD pengetahuan yang kompetensinya menuntut peserta didik untuk
menganalisis sudah menunjukkan level analisis (C4). Artinya, KD ini sudah
menuntut Saudara melatihkan kemampuan berpikir tingkat tinggi kepada
peserta didik. Adapun KD keterampilan menuntut Saudara memfasilitasi
peserta didik berkreasi dengan membuat tulisan. Hal ini berarti Saudara perlu
memberikan ruang dan waktu kepada untuk mengembangkan kreativitas
Topik gelombang mekanik berisi sajian materi yang kontekstual. Dalam hal ini
dicontohkan dengan keberadaan ombak laut , jembatan .Keberadaan muatan
konteks yang erat dengan kehidupan sehari-hari dapat memotivasi guru dan
peserta didik untuk belajar dan cepat memahami.
Pembelajaran di awal sangat menekankan kontekstualitas, berangkat dari
diskusi interaktif hubungan gaya dengan getaran , Peserta didik diarahkan
untuk menemukan permasalahan dari lingkungan terdekat mereka lalu
dibimbing untuk .dipecahkan melalui serangkaian kegiatan pembelajaran
model problem-based learning.
Sub unit ini dilaksanakan dalam 4 kali pertemuan yang masing-masing
pertemuan terdiri dari 2 aktivitas yang bersifat berpusat kepada peserta didik.
Model Problem-based learning yang digunakan memfasilitasi peserta didik
untuk mengembangkan keterampilan saintifik dan mendorong berpikir
tingkat tinggi dalam rangka memecahkan masalah (problem solving).
Di sub unit ini disediakan soal-soal UN terkait gelombang mekanik yang
muncul di ujian nasional tahun 2016 dan 2017 dan 2018. Disediakan pula
pembahasan soalnya sehingga memudahkan guru dan peserta didik untuk
memahami pemecahan soal tersebut dan memprediksi jenis soal yang rutin
muncul di UN. Soal sudah terkategori HOTS tapi model soal serupa setiap
tahunnya, maka guru perlu melatihkan peserta didik memahami secara
mendalam topik hubungan gaya dan getaran dalam kehidupan sehari hari,
soal HOTS yang berbeda dari soal yang pernah muncul di UN.
Unit Pembelajaran
Gelombang
145
UMPAN BALIK
Dalam rangka mengetahui pemahaman terhadap unit ini, Saudara perlu
mengisi lembar persepsi pemahaman. Berdasarkan hasil pengisian instrumen
ini, Saudara dapat mengetahui posisi pemahaman beserta umpan baliknya.
Oleh karena itu, isilah lembar persepsi diri ini dengan objektif dan jujur.
Lembar Persepsi Pemahaman Unit
NO Aspek Kriteria
1 2 3 4
1 Memahami indikator yang telah
dikembangkan berdasarkan
Kompetensi Dasar
2 Mampu menghubungkan konten
dengan fenomena kehidupan
sehari-hari
3 Merasa bahwa tahapan aktivitas
pembelajaran dapat
mengembangkan HOTS peserta
didik
4 Memahami tahapan aktivitas yang
disajikan dengan baik
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
146
5 Mampu dengan baik
mengaplikasikan aktivitas
pembelajaran di dalam kelas
6 Memahami dengan baik Lembar
Kerja peserta didik yang
dikembangkan
7 Mampu melaksanakan dengan
baik Lembar Kerja peserta didik
yang dikembangkan
8 Memahami Konten secara
menyuluh dengan baik
9 Memahami prosedur penyusunan
soal HOTS dengan baik
10 Mampu membahas soal HOTS
yang disajikan dengan tepat
Jumlah
Jumlah Total
Keterangan
1 = tidak menguasai
2 = cukup menguasai
3 = menguasai
4 = sangat menguasai
Pedoman Penskoran
Skor =𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙
40 X 100
Unit Pembelajaran
Gelombang
147
.
Skor Umpan Balik
<70 Masih banyak yang belum dipahami, di antara konten, cara
membelajarkannya, mengembangkan penilian dan melaksanakan
penilaian berorientasi HOTS. Saudara membaca ulang unit ini dan
mendiskusikannya dengan dengan fasilitator di MGMP sampai
anda memahaminya
70 - 79 Masih ada yang belum dipahami dengan baik, di antara konten,
cara membelajarkan, mengembangkan penilaian dan
melaksanakan penilaian berorientasi HOTS. Saudara perlu
mendiskusikan bagian yang belum dipahami dengan fasilitator
atau teman lain di MGMP
80 - 89 Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan
penilaian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan
baik
≥ 90 Memahami konten, cara membelajarkan, mengembangkan
penilian dan melaksanakan penilaian berorientasi HOTS dengan
sangat baik. Saudara dapat menjadi fasilitator bagi teman-teman
lain di MGMP untuk membelajarkan unit ini.
Paket Unit Pembelajaran
Kesetimbangan Benda Tegar dan Elastisitas
151
PENUTUP
Unit-unit pembelajaran yang telah dikembangkan diharapakan dapat menjadi
referensi Saudara dalam mengembangkan pembelajaran dan penilaian yang
berorientasi Higher Order Thinking Skills/HOTS yang terintegrasi dengan 5
(lima) unsur utama Penguatan Pendidikan Karakter (PPK) dan literasi dalam
rangka mencapai kecakapan Abad ke-21. Selanjutnya, saudara dapat
menerapkan desain pembelajaran yang telah disusun kepada peserta didik di
kelas masing-masing.
Saudara perlu memahami unit-unit dengan baik. Oleh karena itu, unit-unit
perlu dipelajari dan dikaji lebih lanjut oleh Saudara bersama rekan sejawat
guru Fisika lainnya dalam Program Peningkatan Kompetensi Pembelajaran
(PKP) di MGMP masing-masing. Kajian semua komponen unit pembelajaran
yang disajikan perlu dilakukan, sehingga dapat Saudara mendapatkan
gambaran teknis mengenai cara mengimplementasikan di kelas. Selain itu,
diharapkan dapat mengantisipasi kesulitan-kesulitan yang mungkin akan
dihadapi.
Aktivitas pembelajaran yang disajikan dalam setiap unit merupakan gambaran
umum skenario pembelajaran untuk mencapai masing-masing KD sesuai
dengan indikator yang dikembangkan oleh tim penulis. Selanjutnya Saudara
perlu menyusun RPP yang sesuai dengan kondisi kelas masing-masing
berdasarkan skenario dalam aktivitas pembelajaran unit, sehingga
memudahkan mengimplementasikan secara teknis. Selain itu, Saudara masih
perlu mengembangkan instumen penilaian lainnya yang berorientasi HOTS
dengan mengacu pada contoh soal-soal tes yang disajikan dalam setiap unit
pembelajaran.
Dalam melaksanakan kegiatan praktikum sesuai LKPD, Saudara dapat
menyesuaikan alat dan bahan yang digunakan dengan alat dan bahan yang
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
152
terdapat dilingkungan masing-masing (kontekstual). Begitu pula dalam
mengalokasikan waktu pembelajaran, saudara dapat menyesuaikan dengan
kalender akademik di sekolah masing-masing. Harapan penulis, Saudara
dapat mengadaptasi langkah pembelajaran yang disajikan dalam unit
pembelajaran untuk mengembangkan RPP pada topik Fisika lainnya.
Refleksi dan evaluasi keefektifan, keberhasilan serta permasalahan selama
mengimplementasikan unit-unit ini perlu terus dilakukan. Permasalahan-
permasalahan yang ditemukan dapat langsung didiskusikan dengan rekan
sejawat, instruktur, kepala sekolah, serta pengawas agar segera menemukan
solusinya. Setiap keberhasilan, permasalahan, dan solusi yang ditemukan
selama pembelajaran perlu Saudara tuliskan dalam bentuk karya tulis best
practice atau karya tulis lainnya.
Capaian yang diharapkan dari penggunaan unit-unit ini adalah
terselenggaranya pembelajaran Fisika yang optimal sehingga berdampak
langsung terhadap peningkatan hasil belajar peserta didik yang melingkupi
ranah kognitif, afektif dan psikomotor pada dimensi pengetahuan konsep,
prosedural, prinsip dan metakognitif sesuai kebutuhan abad 21. Selain itu
dapat memfasilitasi Saudara menghasilkan karya tulis yang berguna bagi
pengembangan keprofesian berkelanjutan.
Kami menyadari bahwa unit-unit yang dikembangkan masih jauh dari
kesempurnaan. Saran, masukan, dan usulan penyempurnaan yang dapat
disampaikan kepada tim penulis melalui surat elektronik (e-mail) sangat kami
harapkan dalam upaya perbaikan dan pengembangan unit-unit lainnya
Paket Unit Pembelajaran
Kesetimbangan Benda Tegar dan Elastisitas
153
DAFTAR PUSTAKA
Dewi vestarri, S. ,. (2017). Modul Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan
Kompetensi E. Bandung: PPPPTK IPA.
Halliday, R. W. (2013). Fisika Dasar Edisi 7. Jakarta: Erlangga.
Kanginan Marten, S. S. (2013). Fisika Untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok
Peminatan Matematika dan Ilmu Alam. Jakarta: Erlangga.
Wulan, A. R. (2013). Penilaian Proses Dan Hasil Belajar Kurikulum 2013. (A. R.
Wulan, Pemain) Bandung, Jawa Barat.
Paket Unit Pembelajaran
Kesetimbangan Benda Tegar dan Elastisitas
155
LAMPIRAN
Permendikbud Nomor 37 Tahun 2018 tentang Kompetensi Inti dan
Kompetensi Dasar Fisika SMA/Ma Kelas XI, semester.
KOMPETENSI INTI 3 (PENGETAHUAN) KOMPETENSI INTI 4 (KETERAMPILAN)
3. Memahami, menerapkan dan
menganalisis pengetahuan faktual,
konseptual, prosedural dan
metakognitif 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
menerapkan pengetahuan
prosedural pada bidang kajian
yang spesifik sesuai dengan bakat
dan minatnya untuk memecahkan
masalah
4. Mengolah, menalar, dan menyaji
dalam ranah konkret dan ranah
abstrak terkait dengan
pengembangan dari yang
dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, bertindak secara efektif
dan kreatif, serta mampu
menggunakan metoda sesuai
kaidah keilmuan.
KOMPETENSI DASAR KOMPETENSI DASAR
3.11. Menganalisis hubungan antara gaya dan getaran dalam kehidupan sehari-hari
4.11. Melakukan percobaan getaran harmonis pada ayunan sederhana dan/atau getaran pegas berikut presentasi hasil percobaan serta makna fisisnya
Program PKB melalui PKP berbasis Zonasi Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan
156
3.8. Menganalisis karakteristik gelombang mekanik
4.8. Melakukan percobaan tentang salah satu karakteristik gelombang mekanik berikut presentasi hasilnya.
3.9 Menganalisis besaran-besaran fisis gelombang berjalan dan gelombang stasioner pada berbagai kasus nyata
Melakukan percobaan gelombang berjalan dan gelombang stasioner beserta presentasi hasil percobaan dan makna fisisnya.