RENCANA PELAKSAAN PEMBELAJARAN ( RPP )
IdentitasMata Pelajaran : Fisika Kelas / Semester : XI / 1
(Gasal)Tingkat Pendidikan : Sekolah Menengah Atas (SMA)Materi Pokok
: Getaran HarmonisSub Materi Pokok : Karakteristik getaran harmonis
(simpangan, kecepatan, percepatan, dan gaya pemulih) pada ayunan
bandul dan getaran pegas.Alokasi waktu : 1 JP (1 x 45 menit)
A. Kompetensi Inti1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama
yang dianutnya.2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur,
disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran,
damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap
sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam
berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta
dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan
dunia.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.B. Kompetensi
Dasar1.1. Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan
keteraturan dan kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran
Tuhan yang menciptakannya.2.1. Menunjukkan perilaku ilmiah
(memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun;
hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif
dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud
implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi.3.4.
Menganalisis hubungan antara gaya dan gerak getaran.4.4.
Merencanakan dan melaksanakan percobaan getaran harmonis pada
ayunan bandul dan getaran pegas.
C. IndikatorNo.DomainIndikator
1. Kognitif Produk
1.1. Memahami definisi getaran dari berdasarkan penjelasan yang
disajikan dalam literature yang digunakan.
2. 1.2. Merumuskan persamaan simpangan pada getaan harmnonis
sederhana yang meliputi sudut fase serta beda fase .
2. 2.1. Merumuskan persamaan kecepatan pada getaran harmonis
sederhana.
3. 3.1. Merumuskan persamaan percepatan pada getaran harmonis
sederhana.
4. Kognitif Proses
4.1. Menjelaskan definisi getaran berdasarkan penjelasan yang
disajikan dalam literature yang digunakan getaran secara ilmiah
5. 5.1. Menjelaskan persamaan simpangan pada getaan harmnonis
sederhana yang di dalamnya termasuk sudut fase serta beda fase
.
6. 6.1. Menjelaskan persamaan kecepatan pada getaran harmonis
sederhana.
7. 7.1. Menjelaskan persamaan percepatan pada getaran harmonis
sederhana.
8. Afektif8.1. Mempertanyakan definisi dari getaran dari
literatur yang disediakan secara teliti, bertanggung jawab, jujur,
dan cermat.
9. 9.1. Mempertanyakan persamaan simpangan yang berlaku pada
getaran harmonik sederhana secara teliti, bertanggung jawab, jujur,
dan cermat.
10. 10.1. Mempertanyakan persamaan kecepatan pada getaran
harmonis sederhana secara teliti, bertanggung jawab, jujur, dan
cermat.
11. 11.1. Mempertanyakan persamaan percepatan pada getaran
harmonis sederhana secara teliti, bertanggung jawab, jujur, dan
cermat.
3 Psikomotor4.1. Mengumpulkan data mengenai penyebab terjadinya
getaran serta yang berkaitan dengan peristiwa getaran.
4 4.2. Menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan
serta percepatan dalam kasus getaran harmonis.
D. Materi PembelajaranI. Materi Pembelajaran
a. Kegiatan Awal (Pendahuluan)Tahukah kalian bagaimana bunyi
yang dihasilkan ketika kita berbicara ?. bagaimanakah sistem kerja
telinga manusia sehingga dapat mendengar bunyi ?. ketika erbicara
pita suara akan bergetas sehingga menghasilkan bunyi. Jadi, bunyi
dihasilkan oleh benda yang bergetar. Getaran benda-benda menyebar
ke segala arah dan ditangkap telinga manusia sehingga menggetarkan
gendang telinga. Betapa hebatnya kekuasaan Tuhan yang dapat
mengubah getaran benda-benda menjadi bunyi yang dapat kita dengar
dalam kehidupan. Tentunya kalian masih ingat persamaan dari getaran
bukan ? Di SMP Anda telah mengetahui persamaan getaran, yaitu
gerakan bolak-balik melalui titik keseimbangan. Pada kesematan kali
ini akan diperdaam lagi mnegnain karakteristik getaran
harmonik.
b. Kegiatan IntiI. Karakteristik Getaran Harmonik1. Penjelasan
Persamaan getaran (Guru menampilkan video mengenai persamaan
getaran). Berdasarkan kegiatan pengamatanyang telah dilakuka, maka
bandul akan mengalami/melakukan geratan harmonik apabila bandul
disimpangkan dengan sudut kecil ( < 10). Bandul bergetar terus
menerus tanpa henti sehingga disebut dengan getaran harmonik, jadi
getaran harmonik adalah gerak bolak-balik bandul melalui titik
keseimbangan dan terjadi secara terus menerus (kontinu).
Tegangan tali (T) dan komponen berat bandul yang searah sengan
tegangan tali (mg cos ) berada dalam keseimbangan sehingga bandul
tetap berada pada lintasan lengkung yang berupa busur lingkaran.
Adapun komponen berat yang tegak lurus dengan tegangan tali (mg sin
) merupakan gaya pemulih, yaitu gaya yang menyebabkan bandul
bergerak bolak-balik secara terus menerus, gaya pemulih dirumuskan
sebagai berikut :
keterangan :Fp = gaya pemulih (N)m = massa bandul (kg) = sudut
simpangan
Tanda negatif pada persamaan di atas menunjukkan bahwa arah gaya
pemulih berlawanan dengan arah gerak bandul. Gaya pemulih mencapai
maksimum saat nilai sin mencapai maksimum (bandul berada di titik
terjauh) dan akan berilai minimum ketika sin = 0 (bandul berada di
titik seimbang).
Selain bandul/pendulum yang mengalami getaran harmonik pegas
disini juga mengalami getaran harmonik, namun getaran ini
dipengaruhi oleh sifat elastisitas yaitu sifat suatu benda yang
akan kembali ke bentuk semula setelah gaya yang bekerja
dihilangkan.
Berdasarkan gambar di samping, arah gaya pemulih pada pegas
selalu berlawanan dengan arah simpangan pegas. Berdasarkan hukum
Hooke, gaya pemulih pada pegas dirumuskan sebagai berikut :
Keterangan :Fp = gaya pemulih (N)K = konstanta pegas (N/m)x =
simpngan pegas (m)
(Tanda negatif pada persamaan di atas menunjukkan bahwa arah
gaya pemulih selalu berlawanan dengan arah simpangan yag
diberikan).
2. Simpangan Getaran Harmonik
Perhatikan gambar di samping. Dari gambar terseut diketahui
bahwa proyeksi kedudukan benda (y) pada diameter lingkaran
mneghasilkan grafik fungsi sinus. Oleh karena itu, simpangan gerak
harmonik sederhana dirumuskan dengan bentuk sebagai berikut :
,
dengan A merupakan amplitudo getaran, yaitu simpangan terjauh
yang mampu dicapai benda, dan merupakan besar sudut fase yang
dilalui benda, maka persamaan simpangan dari getaran harmonik
menjadi :
Benda menempuh satu kali getaran (satu fase) apabila sudut yang
ditempuh sebesar 2 radian (360). Apabila benda telah menempuh sudut
fase sebesar pada saat t = 0, persamaan simpangan benda menajdi
:
Dalam bab gerak melingkar, telah dipelajari bahwa kecepatan
sudut benda adalah sudut yang ditempuh benda yang bergerak
melingkar tiap satuan waktu. Kecepatan sudut () dirumuskan dengan
persamaan
, dan dengan , maka
.
T merupakan periode getaran dan f adalah frekuensi getaran.
Dengan demikian, persamaan simpangan terseut dapat dituliskan
menjadi :
Keterangan : A = Amplitudo/simpangan terjauh (m)y = simpangan
(m)
= kecepatan sudut benda (rad/s)
= sudut awal (rad)
= sudut fase = (rad)
3. Kecepatan Getaran Harmonik
Kecepetan merupakan turunan pertama dari fungsi posisi.
Kecepatan gerak harmonik dapat diketahui dengan menurunkan fungsi
simpangan terhadap waktu. Secara matematis, kecepatan gerak
harmonik dapat dirumuskan seagai berikut :
Kecepatan maksimum Vm terjadi ketika nilai cos = 1. Dengan
demikian, kecepatan maksimum getaran harmonik dirumuskan :
Dari kecepatan maksimum tersebut, rumus kecepatan dapat ditulis
menjadi :
Hubungan antara kecepatan, amplitudo, dan simpangan pada getaran
harmonik sebagai berikut :
4. Percepatan Getaran Harmonik
Percepatan sesaat merupakan turunan dari fungsi kecepatan.
Dengan demikian, percepatan gerak harmonik sederhana disumuskan
sebagai berikut :
Oleh karena merupakan fungsi dari simpangan, persamaan
percepatan getaran harmonik sederhana adalah sebagai berikut :
Tanda (-) menunjukkan bahwa arah percepatan selalu berlawanan
dengan arah simpangan. Percepatan maksimum getaran harmonik terjadi
ketika = 1. Dengan demikian percepatan maksimum getaran harmonik
dirumuskan sebagai berikut :
5. Sudut fase, fase, dan beda fase getaran
Simpangan benda pada getaran harmonik dirumuskan sebagai berikut
:
Besar sudut dalam fungsi sinus disebut dengan sudut fase ().
Sudut fase dalam getaran harmonik dirumuskan dengan :
Fase () dalam getaran harmonik dirumuskan dengan :
Beda fase dirumuskan :
[ risdiyani sururi, 2014 ]
I. Pendekatan PembelajaranPendekatan : Keterampilan Proses
II. Metode PembelajaranMetode Pembelajaran : Simulasi -
Diskusi
III. Media, Alat, dan Sumber BelajarMedia : Buku ajar
(Literatur) Lembar Kerja Siswa (LKS) Laptop LCD E-book Internet
Alat Tulis (Spidol) Papan Tulis Slide show (PPT)Sumber Belajar:
Handayani, Sri. 2009. Fisika 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta:
CV. Adi Perkasa. Haryadi, Bambang. 2009. Fisika : Untu SMA/MA Kelas
XI. Jakarta : CV Teguh Karya. Kangenan,M.. 2004. Fisika 2A untuk
SMA Kelas XI. Jakarta : Erlangga. Nurachmandani, Setya. 2009.
Fisika 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Grahadi.
Siswanto.2009.Kompetensi Fisika: Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta :
Citra Aji Parama. http://goo.gl/7kaP16
E. Kegiatan PembelajaranPENDAHULUAN : Berdoa sebelum kegiatan
pembelajaran. Mengecek lembar absensi dan mempresensi siswa. Siswa
dibagi menjadi beberapa kelompok kecil (dengan maksimal 5 orang
perkelompok dengan tujuan agar semua anggota kelompok berperan
aktif dalam kelompoknya).D (Deskripsi) Guru menayangkan slide
beberapa peristiwa yang berhubungan dengan getaran dalam kehdupan
sehari-hari. Guru menyebutkan gejala yang terjadi pada peristiwa
getaran yang ditayangkan di slide.R (Relevansi) Guru memberikan
motivasi kepada siswa dalam bentuk pertanyaan di bawah ini
:"Pernahkah kalian mengamati peredam getaran pada kendaraan yang
dikendarai saat melewati jalan yang tidak rata ?""Pernahkah kalian
mengamati jam dengan bandul yang terus bergerak secara
bolak-balik?" Guru memberikan contoh penerapan dalam kejadian
getaran dalam konteks nyata sehingga membuat siswa berpikir kritis
dan menciptakan rasa penasaran pada siswa. Guru mengutarakan
prasyarat dalam bahasan getaran harmonis ini tentang apa hakikat
getaran harmonik sederhana, gaya pada ayunan dan pegas (Hukum
Hooke).
T (Tujuan) : Menjelaskan definisi getaran secara ilmiah dengan
benar. Menyebutkan apa saja yang menyebabkan benda bergerak
Mneyebutkan besran-besaran yang terkait dengan getaran harmonik
sederhana Mengidentifikasi gejala yang terjadi pada peristiwa
getaran dalam kehidupan sehari-hari.KEGIATAN INTIEksplorasi : Guru
menyiapkan beberapa literatur unutk dianalisa dan dicari kata kunci
mengenai definisi dari getaran. Dari literatur, kemudian guru
menanyakan ke siswa untuk memberikan jawaban sementara dari apa
yang diketahui atas pertanyaan pada literatur yang terkait dengan
motivasi yang diberikan di awal. Guru menyiapkan tayangan mengenai
benda yang bergerak Guru memandu siswa untuk mengamati benda
bergerak yang berhubungan dengan definisi dari getaran di setiap
kasus yang disajikan dalam (literature dan video). Siswa mengamati
benda yang berhubungan dengan definisi getaran pada litaratur dan
video yang disediakan oleh guru di awal kegiatan.
Elaborasi : Guru menginstruksikan kepada siswa untuk
mengidentifikasi persamaan dari getaran yang tertera pada literatur
dan berdasarkan pengamatan video Guru mengintruksikan untu
merumuskan persamaan dari getaran secara ilmiah. Guru memberikan
informasi dan menjelaskan mengenai persamaan dari getaran
berdasarkan dari kasus yang ditemukan oleh siswa secara umum. Siswa
mendiskusikan informasi yang telah diberikan oleh guru terkait
dengan peristiwa getaran. Guru mempersilahkan perwakilan dari salah
satu kelompok untuk mempresentasikan hasil diksusinya kemudian
kelompok lain menanggapi presentasi yang dilakukan. Guru memberikan
memberikan gambaran mengenai simpangan pada getaran harmonis
sederhana. Siswa mendiskusikan informasi mengenai simpangan yang
telah disampaikan oleh guru. Siswa memformulasikan/merumuskan
persamaan simpangan pada getaran harmonis sederhana. Guru
mempersilahkan perwakilan dari salah satu kelompok untuk
mempresentasikan hasil diksusinya kemudian kelompok lain menanggapi
presentasi yang dilakukan. Siswa menjelaskan secara fisis persamaan
simpangan pada kasus getaran harmonis sederhana. Guru memberikan
informasi mengenai hubungan simpangan dengan adanya kecepatan,
serta percepatan pada kasus getaran harmonis sederhana. Siswa
mendiskusikan informasi mengenai hubungan antara simpangan,
kecepatan serta percepatan dalam kasus getaran harmonis sederhana.
Siswa merumuskan persamaan kecepatan dan percepatan dalam getaran
harmonis sederhana. Siswa merumuskan hubungan antara simpangan ,
kecepatan , dan percepatan dalam getaran harmonis sederhana. Guru
mempersilahkan perwakilan dari salah satu kelompok untuk
mempresentasikan hasil diksusinya kemudian kelompok lain menanggapi
presentasi yang dilakukan.Konfirmasi Kelompok presentasi
menyimpulkasn definisi dan gejala getaran dalam getaran harmonis
sederhana sesuai dengan pengarahan guru. Guru mengevaluasi
keberjalanan diskusi dan presentasi.
PENUTUP : R (Rangkuman) Guru membimbing siswa untuk bersama-sama
mengingat kembali materi yang telah didiskusikan bersama Guru
kembali memberi penegasan terkait definisi dan gejala pemanasan
global. Guru memberikan penegasan secara fisis mengenai persamaan
simpangan. Guru memberikan penegasan secara fisis mengenai
persamaan kecepatan dan percepatan. Guru memberikan penegasan
secara fisis mengenai hubungan simpangan dengan kecepatan serta
percepatan dalam getaran harmonis sederhana.T (Tes) Guru memberikan
tes tertulis kepada siswa berupa soal uraian
U (Umpan balik) Guru memberikan pertanyaan-pertanyaan lisan
(langsung) kepada siswa terkait materi pembelajaran yang telah
didiskusikan bersama. Guru memberikan penghargaan jika jawaban
siswa benar dan memberikan evaluasi atau membenahi konsep siswa
jika ternyata jawaban siswa masih belum tepat
T (Tindak lanjut) Guru memberikan penguatan dan penghargaan
diberikan kepada siswa yang telah memenuhi kompetensi yang
ditetapkan. Guru memberikan teguran yang bersifat mendidik
diberikan siswa yang belum mencapai kompetensi dan siswa yang tidak
mengikuti kegiatan pembelajaran dengan baik Guru memberi kesempatan
kepada siswa yang belum mencapai kompetensi untuk melakukan
remidiasi tes dan memberikan pengarahan kepada siswa yang belum
mengikuti kegiatan pembelajaran dengan baik agar pertemuan
selanjutnya dapat mengikuti kegiatan pembelajran dengan baik. Guru
mengarahkan siswa untuk mempelajari materi selanjutnya yang akan
dilakukan.IV. Penilaian Teknik Penilaian :Tes TertulisPresentasi
Bentuk Instrument :Lembar soal uraianHasil diskusiLembar keaktifan
(Penialain afektif)
V. Lampiran Instrument Penilaian Domain Kognitifa. Soal
Uraian
1. Sebuah beban bermassa 400 gram digantungkan melalui tali
sepanjang 40 cm. Beban disimpangkan sejauh 5 cm dari titik
keseimbagannya. Jika percepatan graviy=tasi bumi 9,8 m/s2, tentukan
gaya pemulih yang bekerja pada beban tersebut !
(SKOR : 20)
2. Bandul bermassa 250 gram digantungkan pada tali sepanjang 20
cm. Bandul disimpangkan sejauh 4 cm dari titik keseimbangannya,
kemudian dilepaskan. Apabila percepatan gravtasi g = 9,8 m/s2, gaya
pemulih yang bekerja pada bandul sebesar ?(SKOR : 20)
3. Beban seberat 2 N dipasangkan pada pegas. Beban ditarik
sejauh 5 cm, kemudian dilepaskan.apaia konstanta pegas 100 N/m,
gaya pemulih yang bekerja pada pegas sebesar..... N
(SKOR : 20)
4. Sebuah partikel melakukan gerak harmonik sederhana dengan
persamaan simpagan y = 10 sin (8t + 0,25), y dalam cm dan t dalam
sekon. Tentukan :a. Amplitudo ...?b. Periode dan frekuensi .....
?c. Persamaan kecepatan dan percepatanya ..... ?d. Besar simpangan,
kecepaan, dan percepatnnya .... ?
(SKOR : 20)
5. Di manakah letak suatu titik jika titik tersebut melakukan
gerak harmonik dengan kecepatan 1/3 kecepatan maksimum ?
(SKOR : 20)
Nilai :Nilai = Skor Total =20+20+20+20+20 = 100
b. Lembar Keaktifan (Penilaian afektif)No.KategoriNilai
1Menjelaskan hasil diskusi (Persamaan getaran, persamaan
kecepatan, persamaan percepatan).10-40
2Menyanyakan hasil diskusi (Persamaan getaran, persamaan
kecepatan, persamaan percepatan).10-30
3Menanggapi hasil diskusi (Persamaan getaran, persamaan
kecepatan, persamaan percepatan).10-30
Nilai Total :Skor = Nilai Total= Skor total tertulis + Skor
total keaktifan / 2= (100 + 100) / 2= 100
Lembar Kerja Siswa (LKS)Kelompok :Anggota Kelompok : 1. 2.
3.
Mata Pelajaran : FISIKAPokok Bahasan : Gerak Harmonik
SederhanaSub Pokok Bahasan : Karakteristik getaran harmonis
(simpangan, kecepatan, percepatan, dan gaya pemulih) pada ayunan
bandul dan getaran pegas.Satuan Pelajaran : SMAKelas / Semester :
XI / 1Waktu : 1 x 45 menit
I. Kompetensi Inti3. Memahami, menerapkan dan menganalisis
pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural berdasarkan rasa
ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya,
dan humaniora dalam wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan,
dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian dalam bidang
kerja yang spesifik untuk memecahkan masalahII. Kompetensi Dasar3.4
Menganalisis hubungan antara gaya dan gerak getaran.III. Indikator
1. Memahami definisi getaran dari berdasarkan penjelasan yang
disajikan dalam literature yang digunakan.2. Merumuskan persamaan
simpangan pada getaan harmnonis sederhana yang meliputi sudut fase
serta beda fase .3. Menjelaskan persamaan kecepatan pada getaran
harmonis sederhana.4. Merumuskan persamaan percepatan pada getaran
harmonis sederhana.
IV. Pendekatan : Keterampilan ProsesV. Model pembelajaran :
Discovery Learning VI. Metode : Demonstrasi dan diskusiVII. Rumusan
Masalah..VIII. HipotesisIX. Kegiatan EksperimenA. Judul : Hukum
Newton IIB. Alat dan Bahan 1. Simulasi mengenai pegas yang
diberikan beban2. Laptop3. LCDC. Desain Percobaan
D. Langkah Kerja 1. Ikutilah arahan guru untuk dapat menggunakan
simulasi mengenai pegas yang diberikan beban.2. Berikan beban,
kemudian catat massa beban dan kedudukan pegas tiap penambahan
beban !3. Kurangi beban dan catat kedudukan pegas tiap pengurangan
beban !4. Ulangi langkah b dan c sebanyak 3 kali dengan beban yang
berbeda
E. Tabel Data PengamatanLengkapi tabel berikut ini berdasarkan
hasil pengamatan !Dengan nilai g=9,8 m/s2No.Massa beban
(kg)Perpanjangan pegas (cm)Konstanta pegas (N/m)
1
2
3
4
Bahan diskusi Hitung tetapan pegas berdasarkan hasil pengamatan
untuk pegas statis di atas !1. berdasarkan hasil penghitungan nilai
konstanta di atas maka semakin besar massa beban maka semakin
.............. pertambahan panjangnya.2. berdasarkan hasil
penghitungan nilai konstanta di atas maka semakin besar massa beban
maka semakin .............. pertambahan panjangnya.3. Semakin besar
massa beban maka semakin ........ konstanta pegas yang
dihasilkan.4. Maka semakin besar nilai konstanta yang dihasilakan
semakin ........... gaya yang dihasilkan.5. Maka F ........ k. xG.
KESIMPULAN1.............