RENCANA PERANGKAT PEMBELAJARAN Jenjang Sekolah : SMA Mata Pelajaran : Fisika Materi : Getaran Harmonis Sederhana Kelas : XI Alokasi Waktu : 6 JP (6 x 45 Menit) A. KOMPETENSI INTI KI-1: Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. KI-2: Menunjukkan 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. KI-3: Memahami, menerapkan, menganalisis dan mengevaluasi pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanu-siaan, kebangsaan, kenega-raan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. KI 4: Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkrit dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan. B. 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 serta makna fisisnya C. INDIKATOR 1. 2. Kognitif Produk a. Mendefinisikan getaran harmonik. b. Menyebutkan faktor penyebab gerak harmonik. c. Menghitung gaya pemulih pada getaran pada pegas dan bandul. d. Menentukan periode/frekuensi pada getaran pada pegas dan bandul. e. Menghitung periode/frekuensi pada getaran pada pegas dan bandul. f. Menghitung simpangan pada pegas dan bandul. g. Menentukan persamaan kecepatan pegas dan bandul. h. Menghitung kecepatan pada pegas dan bandul. i. Menentukan persamaan percepatan pegas dan bandul. j. Menghitung percepatan pada pegas dan bandul. Kognitif Proses Melakukan diskusi dan pengumpulan data pada materi gerak harmonis sederhana. 3. Afektif Melakukan diskusi dan pengumpulan data pada gerak harmonis sederhana dilakukan secara objektif, jujur, dan bertanggung jawab. 4. Psikomotor Melakukan presentasi mengenai materi getaran Harmonis yang telah didiskusikan secara baik D. MATERI PEMBELAJARAN Karakteristik getaran harmonis - Definisi Getaran Harmonik - Gaya Pemulih - Simpangan - Kecepatan - Percepatan E. Media, Alat, dan Sumber Pembelajaran 1. Media : white board, lcd, laptop, alat tulis 2. Sumber Pembelajaran : F. G. Buku Fiska untuk SMA kelas X Pendekatan / Metode / Model Pembelajaran 1. Pendekatan : Scientific 2. Model : Discovery Learning 3. Metode : Diskusi KEGIATAN PEMBELAJARAN Pertemuan Pertama No 1 Kegiatan Rincian Kegiatan Waktu Pendahuluan 1. Orientasi 13 a. Melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran. b. Memeriksa kehadiran peserta didik sebagai sikap disiplin. c. Menyiapkan fisik dan psikis peserta didik dalam mengawali kegiatan pembelajaran. 2. Apersepsi a. Mengaitkan materi pembelajaran yang akan dilakukan dengan pengalaman peserta didik dengan tema sebelumnya. b. Mengingatkan prasyarat. 3. Motivasi kembali materi menit a. Memberikan gambaran tentang manfaat mempelajari getaran pada pegas. b. Menyampaikan tujuan pembelajaran pada pertemuan yang berlangsung. 4. Pemberian Acuan a. Memberitahukan materi pelajaran yang akan dibahas pada pertemuan saat itu. b. Pembagian kelompok belajar. c. Menjelaskan mekanisme pelaksanaan pembelajaran. 2 Inti 120 1. Stimulation a. Peserta didik diminta menyimak demonstrasi getaran pada pegas yang diperagakan guru. a. Peserta didik mengamati perubahan kecepatan pada getaran pada pegas. 2. Problem Statement Peserta didik didorong untuk bertanya tentang demonstrasi getaran pada pegas yang diperagakan guru. “Apa penyebab gerakan tersebut? Faktor apa saja yang mempengaruhi?” 3. Data Collectoin Peserta didik mengumpulkan data tentang getaran harmonik pada pegas baik yang telah dijelaskan oleh guru maupun dari buku. menit 4. Data Processing Peserta didik mendiskusikan tentang getaran harmonik pada pegas. 5. Verification a. Setiap kelompok mempresentasikan hasil diskusi dan perhitungan kelompok. b. Perwakilan dari kelompok lain diminta memberi tanggapan kelompok yang ditanggapi oleh terhadap presentasi kelompok dan yang mempresentasikan. c. Peserta didik diminta menjawab pertanyaan-pertanyaan evaluasi yang diberikan oleh guru 6. Generalisation Peserta diminta membuat resume terkait point-point penting yang muncul dalam kegiatan pembelajaran yang baru dilakukan. 3 Penutup Melakukan penutup dengan salam 2 menit penutup. 2. Pertemuan Kedua No Kegiatan 1 Pendahuluan Rincian Kegiatan 1. Orientasi a. Melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran. Waktu 13 menit b. Memeriksa kehadiran peserta didik sebagai sikap disiplin. c. Menyiapkan fisik dan psikis peserta didik dalam mengawali kegiatan pembelajaran. 2. Apersepsi a. Mengaitkan materi pembelajaran yang akan dilakukandengan pengalaman peserta didik dengan tema sebelumnya. b. Mengingatkan kembali materi prasyarat. c. Mengajukan pertanyaan yang ada keterkaitannya dengan pelajaran yang akan dilakukan. 3. Motivasi a. Memberikan gambaran tentang manfaat mempelajarig etaran harmonik pada bandul. b. Menyampaikan pembelajaranpada tujuan pertemuan yang berlangsung. 4. Pemberian Acuan a. Memberitahukan materi pelajaran yang akan dibahas pada pertemuan saat itu. b. Pembagian kelompok belajar. c. Menjelaskan mekanisme pelaksanaan pembelajaran. 2 Inti 1. Stimulation 120 menit b. Peserta didik diminta menyimak demonstrasi getaran pada bandul yang diperagakan guru. a. Peserta didik diminta mengamati getaran pada bandul. b. Peserta didik diminta mengamati perubahan kecepatan pada getaran pada bandul. 2. Problem Statement a. Peserta didik didorong untuk bertanya tentang demonstrasi getaran pada bandul yang diperagakan guru. “Apa penyebab gerakan tersebut? Faktor apa saja yang mempengaruhi?” 3. Data Collection Peserta didik mengumpulkan data terkait demonstrasi getaran pada bandul yang dilaksanakan baik dari guru maupun buku. 4. Data Processing Peserta didik mendiskusikan tentang getaran harmonik pada bandul. 5. Verification a. Setiap kelompok mempresentasikan hasil diskusi dan perhitungan kelompok. b. Perwakilan dari kelompok lain diminta memberi kelompok tanggapan yang terhadap presentasi dan ditanggapi oleh kelompok yang mempresentasikan. c. Peserta didik diminta menjawab pertanyaan-pertanyaan evaluasi yang diberikan oleh guru 6. Generalisation 1. Peserta diminta membuat resume terkait point-point penting yang muncul dalam kegiatan pembelajaran yang baru dilakukan. 3 Penutup Melakukan penutup. penutup dengan salam 2 menit SOAL Pertemuan 1 1. Sebuah pegas sepanjang 20 cm digantung vertikal. Ketika diberi beban 400 gram, panjang pegas menjadi 22,45 cm. Ketika beban ditarik kebawah sejauh 10 cm dan dilepaskan, pegas bergetar dengan frekuensi sebesar ...(g = 9,8 m/s2). Pembahasan: Hitung terlebih dahulu konstanta pegas k k = F/x =m.g/x = (0,4 kg . 9,8 m/s2) / 0,0245 m = 160 N/m Menghitung frekuensi pegas f = 1/2π . √(k/m) = 1/2π . √(160/0,4) = 1/2π . 20 = 10/π Hz 2. Sebuah benda bermassa 50 gram bergerak harmonic sederhana dengan amplitude 10 cm dan periode 0,2 s. Besar gaya yang bekerja pada system saat simpangannya setengah amplitudo adalah sekitar … Diketahui : m = 50 g = 0,05 kg T=2s A = 10 cm = 0,1 m Ditanyakan : F pada saat Y = 0,5 A Jawab : Gaya pada gerak harmonis F = mω2y ω = 2π/T = 2π / 0,2 = 10π rad/s y = 0,5 A =0,5(0,1) = 5 × 10−2 Sehingga: F = mω2y = (50 × 10−3)(10π)2(5 × 10−2) = 2,5 N 3. Dua buah pegas dengan kostanta sama besar masing-masing sebesar 150 N/m disusun secara paralel seperti terlihat pada gambar berikut. Tentukan besar periode dan frekuensi susunan tersebut, jika massa beban m adalah 3 kilogram Pembahasan Periode susunan pegas paralel, cari konstanta gabungan terlebih dahulu: Pertemuan 2 1. Sebuah benda bergetar hingga membentuk suatu gerak harmonis dengan persamaan y = 0,04 sin 20π t dengan y adalah simpangan dalam satuan meter, t adalah waktu dalam satuan sekon. Tentukan beberapa besaran dari persamaan getaran harmonis tersebut: a) Pembahasan a) amplitudo atau A amplitudo b) frekuensi c) periode y = 0,04 sin 20π t A = 0,04 meter b) frekuensi atau f y = 0,04 sin 20π t ω = 20π 2πf = 20π f = 10 Hz c) periode atau T T = 1/f T = 1/10 = 0,1 s 2. Diberikan sebuah persamaan simpangan gerak harmonik y = 0,04 sin 100 t Tentukan: a) persamaan kecepatan b) kecepatan maksimum c) persamaan percepatan Pembahasan a) persamaan kecepatan Berikut berurutan rumus simpangan, kecepatan dan percepatan: y = 0,04 sin 100 t ω = 100 rad/s A = 0,04 m sehingga: ν = ωA cos ω t ν = (100)(0,04) cos 100 t ν = 4 cos 100 t b) kecepatan maksimum ν = 4 cos 100 t νmaks = 4 m/s c) persamaan percepatan a = − ω2 A sin ω t a = − (100)2 (0,04) sin 100 t a = − 400 sin 100 t 3. Sebuah ayunan bergetar dengan periode 1,5 sekon. Apabila amplitudo ayunan sebesar 10 cm, simpangan ayunan setelah bergetar selama 4 sekon adalah... Pembahasan Diketahui T = 1,5 s A = 10 cm t=4s Ditanya: y = .... Jawab: ω = 2π/T =2π/1,5 y = A sin ωt y = 10 sin (2π/1,5) . 4 y = 10 sin (16/3)π = 0,1 sin (16/3) . 180o y = 10 sin 960o y = 10 . 1/2 √3 cm = 5√3 cm
