ANALISIS FISIKA SMA/MA KELAS XI Hukum Pascal Disusun guna memenuhi salah satu tugas dalam mengikuti mata kuliah Analisis Fisika SMA/MA Kelas XI pada Program Studi Pendidikan Fisika Jurusan Fisika FMIPA UNP Semester Juli-Desember 2019 Oleh Ade Sonnie Aglesia 17033076 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN FISIKA FMIPA UNP 2019 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberi kita nikmat sehat,nikmat iman,serta nikmat waktu sehingga saya dapat menyelesaikan proposal makalah “Hukum Pascal”. Adapun makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Analisis Fisika SMA Kelas XI. Semoga dengan penyusunan makalah ini dapat menambah pengetahuan dan pemahaman diri. Demi kesempurnaannya, penulis selalu mengharapkan adanya saran dan masukan dari berbagai pihak. Harapan penulis semoga makalah ini dapat memberikan manfaat khususnya bagi penulis sendiri dan umumnya bagi semua pihak yang membacanya. Padang, 15 September 2019 Penulis DAFTAR ISI KATA PENGANTAR……………………………………………………………………………………….i DAFTAR ISI …………………………………………………………………………… ………………………ii I . PENDAHULUAN ………………………………………………………………….…………………...1 II. TOPIK DAN SUB TOPIK PEMBAHASAN………………………………………………..2 III. KOMPETENSI DASAR, INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI…. .2 IV. MATERI ESENSIAL BERDASARKAN INDIKATOR………………………………3 V. TUJUAN DAN PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ……………………………….4 VI. SOAL EVALUASI, KUNCI SOAL DAN RUBRIK PENSKORAN ….………5 I. PENDAHULUAN Fluida statis adalah zat alir yang berada dalam kondisi diam dan tidak bergerak. Contoh Fluida statis yang paling simple adalah air yang diletakan di dalam gelas. Fluida statis merupakan ladang ilmu pengetahuan. Karena melalui fluida statis di temukan banyak sekali hukum-hukum dasar ilmu fisika yang kemudian dalam penerapannya sangat bermanfaat bagi kesejahteraan umat manusia. Contohnya hukum dasar ilmu fisika yang berasal dari fluida statis adalah teori hidrostatika, hukum pascal, hukum Archimedes, hukum Boyle, dll. Fluida statis tidak hanya berhubungan dengan zat cair yang tidak mengalir. Gas yang tidak mengalir juga termasuk fluida statis. Namun dalam pembahasan tentang pengertian dan definisi fluida statis kali ini, Kamusq.com akan mengidentifikasikan fluida statis sebagai zat cair yang tidak mengalir dimana dari zat cair yang tidak mengalir ini di temukan hukum-hukum dasar ilmu fisika seperti hukum pascal dan hukum Archimedes. Sedangkan hukum Boyle tidak dibahas di sini karena berhubungan dengan fluida yang berbentuk gas. Hukum dasar ilmu fisika yang tidak dapat dipisahkan dengan keberadaan fluida statis adalah hukum tentang tekanan hidrostati. Seperti disebutkan dalam artikel terdahulu tentang tekanan hidrostatik, bahwa dalam suatu fluida statis yang diletakan dalam wadah tertentu dengan kedalaman tertentu bekerja suatu gaya tekan yang sangat hebat. Gaya tekan itulah yang kemudian disebut tekanan hidrostatik. Besar tekanan hidrostatik tergantung pada ketinggian zar cair, massa jenis dan percepatan grafitasi. Dari teori tentang tekanan tersebut kemudian Pacal dan Archimedes menemukan hukum-hukum yang terkenal, yaitu Hukum Pascal dan Hukum Archimedes. Hukum Pascal sangat berkaitan erat dengan fluida statis. Dalam hukum ini, pascal mengemukakan teori bahwa tekanan yang diberikan pada zat cair dalam suatu wadah akan diteruskan ke segala arah dengan sama besar. Hukum pascal ini merupakan teori dasar dari pembuatan dongkrak hidrolik, pompa hidrolik, dll. Sedangkan Hukum Archimedes merupakan teori dasar dari pembuatan kapal selam, kapal laut, dll. Hukum Archimedes berhubungan dengan perpindahan zat cair dalam suatu tempat akibat dari dimasukannya suatu benda kedalam zat cair tersebut. Hukum Archimedes ini menjelaskan segala fenomena alam yang berhubungan dengan fluida statis yang berupa zat cair, seperti mengapa kapal selam dapat melayang didalam air, atau mengapa nyamuk tidak tenggelam saat menyentuh permukaan air, dan lain sebagainya. Setiap ilmuwan di dunia ini sebagian besar tertarik untuk mempelajari tentang fluida statis dan fenomena yang terjadi didalamnya, karena dalam kehidupan sehari-hari kita selalu berhubungan erat dengan fluida statis. Seperti saat berlayar dilautan, saat menuang air kedalam gelas, saat menimba air disumur. Laut, sumur, gelas, dll merupakan salah satu tempat dimana fluida statis berupa zat cair ditemukan II. TOPIK DAN SUB TOPIK PEMBAHASAN Hukum Pascal 01 Hukum Pascal a. Bunyi Hukum Pascal b. Persamaan Hukum Pascal c. Faktor-Faktor yang memengaruhi hukum pascal 02 Contoh Penerapan Hukum Pascal a. Prinsip Kerja Dongkrak Hidrolik b. Prinsip Kerja Pompa Hidrolik III. KOMPETENSI DASAR DAN INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI Kompetensi Dasar (KD) 3.4 Menerapkan hukumhukum fluida statik dalam kehidupan sehari-hari. Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK 01. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi hukum pascal 02. Memahami konsep fluida statis tentang hukum Pascal melalui video motivasi 03. Menyebutkan alat yang menggunakan prinsip fluida statis dalam kehidupan seharihari 04. Mengkaitkan hukum pascal dengan dongkrak hidrolik sederhana dan pompa hidrolik sederhana 4.4 Merencanakan dan melakukan percobaan yang memanfaatkan sifat-sifat fluida statik, berikut presentasi hasil dan makna fisisnya. 05. Merancang sebuah proyek tentang hukum pascal berdasarkan bahan-bahan yang telah ditentukan 06. Mempresentasikan hasil rancangan proyek tentang hukum pascal di depan kelas IV. MATERI ESENSIAL BERDASARKAN INDIKATOR Hukum Pascal 01 Hukum Pascal a. Bunyi Hukum Pascal b. Persamaan Hukum Pascal c. Faktor faktor yang memengaruhi hukum pascal 02 Contoh Penerapan Hukum Pascal a. Prinsip Kerja Dongkrak Hidrolik b. Prinsip Kerja Pompa Hidrolik V. TUJUAN DAN PELAKSANAAN PEMBELAJARAN A B A B A B A B Tujuan Pembelajaran 01 Siswa dapat memahami konsep fluida statis tentang hukum Pascal setelah mengamati video motivasi Pelaksanaan Pembelajaran 01 Mengatur kondisi kelas dan mencoba menarik perhatian siswa dengan menayangkan video mengenai proses cuci mobil di tempat pencucian mobil yang menggunakan pompa hidraulik. Dimana alat tersebut mampu mengangkat mobil dengan ukuran yang cukup besar. Tujuan Pembelajaran 02 Siswa dapat mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi hukum pascal setelah mengumpulkan informasi yang relevan Pelaksanaan Pembelajaran 02 Memberikan satu pertanyaan kepada murid, “Kira-kira, faktor apa yang menyebabkan benda dengan ukuran yang jauh lebih besar mampu diangkat oleh tabung dengan ukuran yang lebih kecil?” Tujuan Pembelajaran 03 Melalui tanya jawab siswa dapat menyebutkan alat yang menggunakan prinsip fluida statis dalam kehidupan sehari-hari Pelaksanaan Pembelajaran 03 Memberikan satu pertanyaan kepada murid, “Apa contoh penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari hari ?” Tujuan Pembelajaran 04 Siswa dapat mengkaitkan hukum pascal dengan dongkrak hidrolik sederhana setelah mengetahui prinsip kerja pompa hidrolik Pelaksanaan Pembelajaran 04 Membentuk beberapa kelompok dimana 1 kelompok heterogen yang terdiri atas 3-4 orang, meminta siswa untuk mendiskusikan permasalahan prinsip dongkrak hidrolik secara ber kelompok, A Tujuan Pembelajaran 05 Siswa dapat membuat rancangan dongkrak hidrolik sederhana setelah melakukakan diskusi B Pelaksanaan Pembelajaran 05 Menjelaskan bahan utama yang dibutuhkan untuk membuat proyek akhir yaitu zat cair, 2 suntik, dan selang kapiler, meminta siswa membuat proyek dengan rencana yang telah mereka buat sebagai tugas akhir A Tujuan Pembelajaran 06 Siswa dapat menyajikan rancangan proyek berupa dongkrak hidrolik sederhana di depan kelas setelah melakukakan diskusi B Pelaksanaan Pembelajaran 06 Membimbing siswa melakukan presentasi,menguatkan konsep hukum pascal,dan evaluasi terhadap proyek dongkrak hidrolik VI. SOAL EVALUASI, KUNCI SOAL DAN RUBRIK PENSKORAN A B C A B C A Soal 01 Sebutkan faktor yang mempengaruhi tekanan pada prinsip hukum pascal ! Kunci Soal 01 : Faktor – faktor yang mempengaruhi tekanan adalah besarnya gaya tekan dan luas bidang tekan. Rubrik Penskoran Soal 01 Skor : 10 Soal 02 Sebutkan contoh penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari ! Kunci Soal 02 : Penerapan hukum pascal dalam kehidupan sehari-hari adalah pompa hidrolik,rem hidrolik,rem hidrolik,dll Rubrik Penskoran Soal 02 Skor : 10 Soal 03 Luas penampang dongkrak hidrolik masing-masing 0,04 m2 dan 0,10 m2. Jika gaya masukan adalah 5 Newton, berapa gaya keluaran maksimum ? Kunci Soal 03 : Diketahui : A1 = 0,04 m2 A2 = 0,10 m2 F1 = 5 N Ditanya : F2 ? Jawab : F1/A1 = F2/A2 5/0,04 = F2/0,10 125 = F2/0,10 B F2 = (125)(0,10) = 12,5 N C Rubrik Penskoran Soal 03 Skor : 30 A Soal 04 Jari-jari penampang kecil dongkrak hidrolik adalah 2 cm dan jari-jari penampang besar adalah 25 cm. Berapa gaya yang diberikan pada penampang kecil untuk mengangkat sebuah mobil bermassa 2000 kg ? Kunci Soal 04 : Diketahui : r1 = 2 cm = 0,02 m r2 = 25 cm = 0,25 m A1 = (3,14)(0,02)2 = 0,001256 m2 A2 = (3,14)(0,25)2 = 0,19625 m2 F2 = w = m g = (2000)(9,8 m/s2) = 19600 N Ditanya : F1 ? Jawab : F1/A1 = F2/A2 F1/0,001256 = 19600/0,19625 F1/0,001256 = 99.872,6 Rubrik Penskoran Soal 04 Skor : 30 B C A Soal 05 Tekanan gauge maksimum pada dongkrak hidrolik adalah 10 atm. Berapa massa maksimum (kg) yang dapat diangkat jika diameter keluaran adalah 20 cm ? Kunci Soal 05 : Diketahui : 1 atm = 1,013 x 105 N/m2 p ukur = 10 atm = (10)(1,013 x 105 N/m2) = 10,13 x 105 N/m2 F1 = 10,13 x 105 N/m2 A1 = 1 m2 A2 = (3,14)(0,10 m)2 = 0,0314 m2 Ditanya : F2 ? Jawab : p = F/A atau F1/A1 = F2/A2 1013000/1 = F2/0,0314 1.013.000 = F2/0,0314 B F2 = 31.808 N C Massa maksimum : w=mg 31.808 = m (9,8) m = 3.245,7 kg Rubrik Penskoran Soal 05 Skor : 30
