Model Modul Program Keahlian : Semua Kelompok Teknologi KATA PENGANTAR

Transkripsi

1 KATA PENGANTAR Kurikulum SMK 2004 adalah perangkat kurikulum yang muatannya memotivasi siswa terampil menggunakan potensi yang ada dalam dirinya. Untuk menunjang itu semua, maka Subdis Pendidikan SMK Dinas Dikmenti Provinsi DKI Jakarta, memprakarsai pembuatan modul Fisika SMK Teknik I ini untuk memberi kesempatan pada peserta diklat untuk belajar secara mandiri sesuai dengan kecepatan belajar masing masing. Modul sebagai alat atau sarana pemelajaran yang berisi materi, metode, batasanbatasan dan cara mengevaluasi dan dirancang secara sistematis dan menarik untuk mencapai kompetensi/ subkompetensi yang diharapkan. Untuk itu ada 2 bagian pokok yang ada dalam modul ini, yaitu : bagian pendahuluan dan bagian pemelajaran. Bagian pendahuluan berisi : deskripsi modul, petunjuk penggunaan modul, tujuan akhir pemelajaran, kompetensi, dan cek kemampuan awal. Sedangkan bagian pembelajaran berisi ; rencana pembelajaran siswa dan uraian materi. Dalam uraian materi terdapat : contoh soal, untuk membantu pemahaman peserta diklat lembar kerja siswa yang berisi praktikum atau kegiatan dan soal evaluasi yang berguna sebagai tolak ukur bagi peserta diklat apakah sudah menguasai kompetensi ini atau belum Ucapan terima kasih kami sampaikan pada pihak pihak yang telah membantu proses pembuatan dan penerbitan modul ini. Dan mohon maaf bila dalam penulisan modul ini masih banyak kekurangan, untuk itu kritik dan saran dari rekan rekan guru, para akademis lain sangat kami hargai. Semoga modul ini dapat bermanfaat bagi perkembangan dunia pendidikan kita. Jakarta, Agustus Tim penyusun

2 DAFTAR ISI Halaman Sampul...1 Halaman Prancis (Sampul Dalam)....2 Kata Pengantar...3 Daftar isi...4 Peta Modul... 5 Glosarium...6 BAB I PENDAHULUAN...7 A.. Deskripsi...7 B. Prasyarat...7 C. Petunjuk Penggunaan Modul...7 D. Tujuan Akhir E. Kompetensi... 9 F. Cek Kemampuan...9 BAB II PEMELAJARAN A. Rencana Belajar Siswa B. Kegiatan Siswa a. Uraian materi...12 b. Rangkuman...19 c. Lembar Kerja Siswa d. Uji Kompetensi...26 e. Kunci Jawaban f. Kriteria Penilaian BAB III EVALUASI BAB IV PENUTUP...28 Daftar Pustaka

3 PETA MODUL FISIKA SMK TEKNOLOGI DAN INDUSTRI TINGKAT I Komponen Besaran dan Satuan Kompetensi Sifat Mekanika Zat Kompetensi Gerak dan Gaya Kompetensi Suhu dan Kalor Kompetensi Usaha, Energi dan Daya Kompetensi Fluida

4 GLOSARIUM Gerak lurus Percepatan Perlambatan Gerak vertikal Gaya sentripental Gaya sentrifugal : gerak benda yang lintasannya berupa garis lurus : perubahan kecepatan yang dialami benda dan bernilai Positif : perubahan kecepatan yang dialami benda dan bernilai negatif : gerak suatu benda dalam arah vertikal terhadap tanah yang mendapat percepatan gravitasi bumi : gaya yang arahnya menuju pusat lingkaran : gaya yang arahnya meanjauhi pusat lingkaran

5 A.Deskripsi BAB I PENDAHULUAN Modul siswa tentang Gerak dan Gaya ini terbagi dalam 4 kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut : 1. Kegiatan belajar 1 tentang hukum Newton tentang gerak, membahas mengenai hukum I Newton, hukum II Newton, dan hukum III Newton. 2. Kegiatan belajar 2 tentang gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan. 3. Kegiatan belajar 4 tentang gerak melingkar, membahas mengenai kecepatan linier dan kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, dan percepatan dan gaya sentrifugal 4. Kegiatan belajar 4 tentang gesekan, membahas mengenai gaya gesek dan koefisien gaya gesekan. Selain penjelasan materi di atas, modul ini juga dilengkapi dengan lembar kerja siswa yang terdiri dari kegiatan praktikum dan soal evaluasi. Soal evaluasi erdiri dari 10 soal pilihan ganda dan 5 soal pilihan essai. Soal evaluasi ini sebaai tolak ukur, apakah seorang siswa sudah menguasai kompetensi ini atau belum. Jika siswa telah meguasai kompetensi ini ( 60% ), maka siswa dapat dapat melanjutkan ke kompetensi berikutnya. Setelah mempelajari modul ini, kopetensi yang diharapkan tercapai adalah siswa dapat menerapkan konsep Gerak dan Gaya dalam memecahkan permasalahan yang berhubungan dengan penggunaan kerja di bengkel. Pendekatan yang digunakan untuk mencapai kompetensi ini adalah pendekatan siswa aktif, yaitu pendekatan melalui metode pemberian tugas dan diskusi pemecahan masalah. B.Prasyarat Modul ini tidak memperlukan prasyarat C.Petunjuk Penggunaan Modul Penjelasan bagi siswa 5. Bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya. 6. Setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu mempelajari modul ini? Apabila anda menjawab Ya, maka pelajari modul ini. 7. Laksanakan semua tugas tugas yang ada dalam modul ini agar kompetensi anda berkembang sesuai dengan standar 8. Buatlah rencana belajar anda dengan menggunakan format seperti yang ada dalam modul ini. Konsulasian dengan guru dan institusi lain sehingga mendapat persetujuan 9. Lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai rencana kegiatan belajar yang telah anda susun dan disetujui oleh guru dan intitusi lain.

6 10. Pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan jawabannya pada orang lain, sebelum anda menyelesaikannya. 11. Kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotor skill, sampai anda benar benar terampil sesuai dengan standar. Apabila anda kesulitan dalam mengerjakan tugas ini, diskusikan dengan teman teman anda atau konsultasikan dengan guru anda. 12. Anda dapat melanjutkan ke modul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang disyaratkan dalam modul ini. Peran guru 1. Membantu siswa dapat merencanakan proses belajar 2. Membimbing siswa melalui tugas tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap belajar 3. membantu siswa daplam memahami konsep, contoh soal dan menjawab pertanyaan siswa yang mengalami belajar 4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain yang diperlukan untuk belajar. 5. Mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok jika diperlukan. 6. Merencanakan seorang ahli/ pendamping guru dari tempat kerja untuk membantu jika diperlukan. 7. Melaksanakan penilaian 8. Menjelaskan pada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi dan merundingkan rencana pemelajaran selanjutnya 9. Mencatat pencapaian kemajuan siswa D.Tujuan Akhir Spesifikasi kinerja yang diharapkan dapat dikuasai siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah : 1.Mengerti hukum I,II dan III Newton, serta mampu menghitung gaya, massa dan percepatan yang dialami 2.Mengerti dan mampu menghitung gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan 3. Mengerti dan mampu menghitung gerak melingkar beraturan 4. Mengerti dan mampu menghitung gaya gesaek statis dan gaya kinetis Berdasarkan spesifikasi di atas kemungkinan aplikasi konsep gerak dan gaya dalam dunia kerja diantaranya untuk menyelesaikan persoalan pearsoalan dalam teknik multimedia.

7 E.Kompetensi Kompetensi Kode Durasi pemelajaran Program Keahlian : Menerapkan hukum gerak dan gaya : B : 45 menit : Seluruh program keahlian F.Cek Kemampuan Berilah tanda cek (V) pada kolom Ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami No. Pertanyaan Ya Tidak 1. Dapatkah anda memberikan penjelasan tentang Hk I,II,III Newton? 2. Tahukah anda tentang gerak lurus beraturan? 3. Tahukah anda gerak lurus berubah beraturan? 4. Dapatkah anda menghitung dengan menggunakan persamaan GLB dan GLBB? 5. Tahukah anda tentang gerak melingkar? 6. Tahukah anda tentang kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal? 7. Dapatkah anda mengghitung dengan menggunakan persamaan persamaan kecepatan linier, keceptan sudut, percepatan dan gaya sentripetal serta percepatanya dan gaya sentrifugal? 8. Tahukah anda tentang gaya gesek dan koefisien gaya gesek? 9. Dapatkah anda menghitung dengan menggunakan persamaan gesek dan koefisien gaya gesek? Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan di atas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkan dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini!

8 BAB 2 PEMELAJARAN A. Rencana Belajar Siswa Buatlah rencana belajar anda berdasarkan rancangan pemelajaran yang telah disusun guru, untuk menguasai materi Gerak dan Gaya ini dengan menggunakan format sebagai berikut : No. Jenis kegiatan 1. Melakukan eksperimen dan mengerjakan soalsoal yang berkaitan dengan Hk Newton I,II,III 2. Mengerjakan soalsoal dengan menggunakan persamaan GLB dan GLBB 3. Mengerjakan soalsoal dan melakukan eksperimen tentang kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal 4. Mengerjakan soalsoal yang berkaitan dengan gaya gesek dan koefisien gaya gesek Pencapaian Tanggal Jam Tempa t Lab R. teori Lab R. Teori Alasan perubahan bila diperlukan Siswa Paraf Guru Mengetahui, Guru pembimbing Siswa peserta diklat (.. ) ( )

9 B. Uraian Materi GERAK DAN GAYA HK Newton tentang gerak Gerak Lurus Gerak Melingkar Gaya Gesekan *Hk Newton I * hk Newton II * GLB * GLBB *Kecepatan linier dan kecepatan sudut *Percepatan dan gaya sentripetal *Percepatan dan gaya I. Menggunakan Hukum Newton A. Pengertian Hukum Newton 1. Hukum I Newton Sebuah benda akan tetap diam atau bergerak lurus beraturan jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada benda itu (F = 0). 2. Hukum II Newton Besarnya percepatan (a) berbanding lurus dengan besarnya gaya (F) dan berbanding terbalik dengan konstanta (k) yang merupakan ukuran kuantitas benda yang besarnya selalu tetap, selanjutnya disebut massa benda. Secara matematis a = F/m F = m x a Keterangan : F = Gaya (Newton, Joule) m = massa benda (kilogram, gram) a = percepatan (m/s2, cm2/s2) N = 1 kgm/s2

10 Contoh : Mesin mobil balap mampu menghasilkan gaya N. Berapa percepatan mobil balap itu jika massa mobil beserta pembalapnya 900 kg dan hambatan angin dan jalan 1000 N. Strategi : Untuk gaya mesin P ke kanan dan gaya hambatan R ke kiri maka resultan gaya pada mobil adalah : ΣF = P R a = Σf m Jawab : P = N R = 1000 N m = 900 kg Percepatan mobil adalah : a = P R m = = 10 m/s Hukum III Newton Dinyatakan dengan Jika A mengerjakan gaya pada B, maka B akan mengerjakan gaya pada A yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan. Hukum ini kadang kadang dinyatakan sebagai berikut : Untuk setiap aksi, ada suatu reaksi yang sama besar tetapi berlawanan arah. Secara matematis Hukum III Newton dinyatakan sebagai berikut : Aksi = Reaksi Contoh : Gambar N w II. Menghitung Gerak Lurus A. Pengertian Gerak Gerak adalah perubahan kedudukan suatu benda terhadap titik acuan tertentu. Jadi sebuah benda dikatakan bergerak apabila posisi atau kedudukan benda pada setiap saat berubah dari suatu titik ke titik lain. A mengalami perpindahan sebesar X 3 X 4 X 2 X 1 X2 X1 = 1 4 = 3 B mengalami perpindahan sebesar X4 X3 = 1 ( 5) = +4

11 Dari contoh di atas dapat disimpulkan perpindahan berharga positif atau negative semata mata hanya bergantung pada arah gerak. Dimana jika arah gerak itu ke kanan perpindahan berharga positif dan jika arah gerak itu ke kiri perpindahan berharga negative. B. Gerak Lurus Beraturan (GLB) Sebuah benda disebut bergerak lurus beraturan bila dalam tiap selang waktu yang sama benda tersebut menempuh jarak perpindahan yang sama pula. Kecepatan benda yang bergerak lurus beraturan dinyatakan : V = S atau S = V x t t Kadang kadang benda yang bergerak lurus tidak dimulai dari titik pangkal (o) sebagai titik acuan, melainkan dimulai dari titik awal (A) yang berjarak So dari titik 0. Maka rumusnya menjadi : S = V x t + So Jarak yang ditempuh suatu benda yang melakukan GLB akan sama dengan luas daerah yang diarsir pada grafik di bawah ini : V = m/s S = OA x OB A S = V x t t (s) 0 B Contoh : Sepotong balok panjangnya 20 cm akan diketam dengan alat ketam yang mempunyai kecepatan tetap 5 cm/s. Berapakah waktu yang diperlukan untuk mengetam balok tersebut? Jawab : S = V x t t = S V t = 20 cm/s 5 cm t = 4 sekon C. Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Sebuah benda disebut bergerak lurus berubah beraturan bila dalam tiap selang waktu yang sama kecepatannya berubah secara teratur. GLBB ada 2 macam :

12 a.glbb dipercepat b.glbb diperlambat Dengan demikian arah GLBB adalah gerak dimana pada setiap saat mempunyai percepatan dan perlambatan yang tetap, hanya kecepatan awal tidak sama dengan kecepatan akhir. V1 = V0 + a t tanda + jika dipercepat tanda jika dipelambat a = V dimana V = V1 V0. Jadi a = Vt V0 t t Keterangan : V0 = kecepatan awal (m/s) V1 = kecepatan akhir setelah bergerak selama t detik a = percepatan (m/s2) S t = V 0 x t + ½ a x t 2 berlaku juga V t 2 = V x a x S Keterangan : S t = Jarak yang ditempuh selama t detik V t = Kecepatan setelah t detik (m/s) Contoh : Sebuah kereta api yang mula mula bergerak dengan kecepatan 90 km/jam di rem dan berhenti setelah menempuh jarak 250 meter (dari saat mulai di rem). Berapakah perlambatannya? Penyelesaian : V t 2 = V x a x S 2 = (25) x a x = 500a a = 625 m/s a = 1,25 m/s 2 jadi perlambatannya 1,25 m/s 2 D. Gabungan GLB dan GLBB Percepatan gabungan gerak GLB dan GLBB misalnya sebuah mobil yang mula mula bergerak dipercepat dari keadaan diam, kemudian meneruskan perjalanan dengan kecepatan konstan dan akhirnya diperlambat sampau berhenti ketika sampai di tujuan. 3.Gerak Melingkar Gerak melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran. Pada gerak melingkar terdapat dua gerakan yaitu : a). gerakan linier b).gerakan sudut

13 A Kecepatan Linier Kecepatan linier adalah kecepatan gerak benda yang selalu menyinggung lintasan berupa lingkaran. V = 2 π x R T Keterangan : V = kecepatan linier (m/s) R = jari jari lingkaran (m) T = periode (sekon) f = frekuensi (Hertz atau ) B Kecepatan Sudut Kecepatan sudut atau kecepatan anguler adalah sudut yang ditempuh selama t detik.. W = 2π atau W = 2 π x f T Hubungan kecepatan linier dengan kecepatan sudut V = 2 π x R x f V = 2 π x f x R V = ω x R C. Percepatan dan gaya sentripetal Pada gerak melingkar akan ada percepatan,karena arah vektor kecepatan selalu berubah ubah sesuai dengan arah putaran. Besar percepatan sentripetal a s = V 2 /R atau a s = ω 2 / R Dengan : a s = percepatan sentripetal (m/s 2 ). V = kecepatan linier (m/s). R= jari jari lingkaran (m). = kecepatan sudut/kecepatan anguler (rad/s) Percepatan sentripetal arahnya menuju ke pusat lingkaran demikian juga gaya yang menyebabkannya. Hubungan gaya sentripetal dengan percepatan sentripetal sebagai berikut : Fs = m. as karena a s = V 2 /R

14 Maka : Fs = m. V 2 /R karena V 2 / R = ω 2. R Jadi : F s = mω 2.R Keterangan : F s = gaya sentripetal (N) M = massa benda (kg) A s = percepatan sentripetal (ms 2) V = keceptan linier (m/s) ω = kecepatan sudut/ kecepatan anguler (rad/s) Contoh : Sebuah kincir angin mempunyai kecepatan sudut 40 rad/s, jika jari jarinya 30 cm. tentukan percepatan suatu titik pada sisi lingkaran kipas angin tersebut! Diketahui : ω = 40 rad/s R = m Ditanya : a s Jawab : v = ω.r = = 12 m/s a s = V 2 /R = 12 2 / = 480 m/s 2 D. Percepatan dan Gaya sentrifugal Percepatan sentrifugal merupakan kebalikan dari percepatan dan gaya sentripetal, yaitu menjauhi pusat lingkaran. Percepatan dan gaya sentrifugal digunakan untuk mengimbangi percepatan dan gaya sentripetal. Persamaan : F sf = m.a sf F sf = m.v 2 /R Keterangan : F sf = gaya sentrifugal (N) M = masa benda yang berputar (kg) A sf = percepatan sentrifugal (m/s 2 ) 4. Gaya Gesekan Gaya gesekan adalah gaya yang berlawanan dengan gaya kerja. Adanya gaya gesekan antara bidang dengan benda, maka gaya yang kita berikan akan berkurang. F f = m x a Keterangan : F = gaya kerja f = gaya gesekan m = massa a = percepatan yang ditimbulkan

15 Besar gaya gesekan bergantung pada : a) gaya normal b) kekasaran bidang (koefisien gesekan) µ = f N Dengan : µ = koefisien gesekan ( 0 < µ < 1 ) f = gaya gesekan (N) N = gaya normal (N) 1. Gesekan Statis dan Kinetis µs > µk Contoh : N f k F W = m x g Sebuah balok bermassa 2 kg terletak di atas bidang datar dan bergerak dengan kecepatan 4 m/s2. Karena ditarik oleh gaya sebesar 10 N. Bila g = 10 m/s 2 maka tentukan : a) besar gaya gesekan kinetis b) koefisien gesekan kinetis Penyelesaian : Diketahui : m = 2 kg a = 4 m/s 2 F = 10 N g = 10 m/s 2 Ditanya : a) F =.? b) µ k =..? a) ΣF = m x a F f k = m x a 10 f k = 2 x 4 f k = 10 8 f k = 2 N b) µ k = f k N = W = m x g N µ k = f k = 2 = 2 m x g 2 x µ k = 0,1

16 Rangkuman 1. Hk I Newton menyatakan bahwa jika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol maka benda yang mula mula diam akan tetap diam, dan benda yang mula mula bergerak akan terus bergerak dengan kecepatan tetap. Secara matematis F = 0 atau setara dengan dua persamaan berikut: Fx = 0 dan F y = 0 2. Hk II Newton menyatakan bahwa percepatan suatu benda sebanding dengan resultan gaya; searah dengan resultan gaya; dan berbanding terbalik dengan massa benda a = F/m atau F = m.a 3. Hk III Newton menyatakan bahwa untuk dua benda A dan B saling berinteraksi, jika A mengerjakan gaya pada B (F BA ) maka B akan mengerjakan gaya pada A (F AB ) yang besarnya sama tapi arahnya berlawanan. F AB dan F AB disebut pasangan aksi reaksi dan berlaku: F BA = F AB 4. Gerak dikatan sebagai perpindahan, digambarkan sebagai segmen segaris. X 2 X 1 5. Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak benda bila dalam tiap selang waktu yang sama benda tersebut menempuh jarak perpindahan yang sama pula. S = v.t S = v.t + So 6. Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda yang bergerak lurus berubah beraturan bila dalam tiap selang waktu yang sama kecepatannya berubah secara teratur. v t = v o ± a.t v t2 = v o2 ± 2.a.s S t = v o.t ± ½ a.t 2 7. Gerak melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran a. kecepatan linier v = 2π.R/ T b. kecepatan sudut ω = 2π.f Hubungan kecepatan linier dengan kecepatan sudut adalah v = ω. R 8. Percepatan sentripetal adalah percepatan yang arahnya menuju pusat lingkaran a s = ω 2. R Gaya sentripetal adalah gaya yang arahnya menuju pusat lingkaran F s = m. ω 2. R 9. Percepatan sentrifugal adalah percepatan yang arahnya menjauhi pusat lingkaran a sf = v 2 / R

17 Lembar Kerja Siswa LEMBAR KERJA SISWA I. EKSPERIMEN KECEPATAN PADA GERAK LURUS BERATURAN A. Tujuan : Memperlihatkan besarnya kecepatan GLB Alat alat dan bahan : kereta dinamika (trolly) bidang miring (papan luncur) ticker timer catu daya (power daya) pita kertas sumber arus balok kayu ganjalan B. Kegiatan : 1. susunlah alat seperti pada gambar. 2. buatlah sudut kemiringan kecil 3. kereta sedikit didiorong, buatlah kereta meluncur sebentar lalu akan berhenti 4. atur sudut kemiringan papan sehingga gerakan kereta tampak tetap 5. hubungkan kereta dengan pita kertas 6. hidupkan ticker timer dan lepaskan kereata sehingga beargerak 7. pada pita terlihat rekaman ketukan ticker timer seperti gambar , ambilah kertas pada bagian ditengah 8. tentukan satu satuan waktu ( misal tiap 10 ketukan yang beraturan ) C. Apakah kesimpulan anda dari hasil kegiatan tersebut di atas : 1. Samakah waktu yang diperlukan untuk menempuh setiap potongan pita? 2. Bagaimana pendapatmu mengenai kecepatan rata rata? 3. Kesimpulan apakah yang dapat kamu ambil dari kegiatan tersebut?

18 II EKSPERIMEN MENYELIDIKI GAYA SENTRIPETAL A. Tujuan : Mengetahui dan meragakan gaya sentripetal Alat alat dan bahan : seutas tali (benang untuk tukang batu) stop watch dan mistar 1meter beban ± 20 gram (dari tutup botol) = m B beban ± 200 gram (anak timbangan) = m A tempat ballpoin kosong B. Kegiatan : 1. Rangkailah alat tersebut dengan panjang tali P B = 1m 2. Putarlah beban B sehingga bergerak melingkar beraturan, usahan tali PB horisontal 3. Hitung waktu untuk 20 putaran. Tentukan perioda putaran (T) dan ukurlah jari jari lingkaran 4. Ulangi percobaan ini 3 kali dengan keadaan yang sama dan masukan keadaan tabel 5. Lakukan percobaan tersebut 2 kali dengan keadaan yang sama dan data tersebut masukan dalam tabel. B m A = m B = A No. 20 putaran dst T (s) R (m) v (m/s) as (m/s2) Fs ω (rad/s) C. Apakah kesimpulan anda dari kegiatan tersebut adalah. 1. Pengaruh peubahan kelajuan bendaa terhadap besar gaya yang bekerja pada tangan anda 2. Apa yang terjadi dengan gerak benda, jika tali dilepaskan? III EKSPERIMEN MEMAHAMI KOEFISIEN GESEK A. Tujuan : mengetahui dan memahami koefisien gesekan dari suatu benda, karena pengaruh permukaannya Alat alat dan bahan : balok berkait

19 neraca pegas meja triplek katrol dengan klem beban yang massanya 100 gram dan 200 gram B. Kegiatan : 1. Timbanglah berat balok, beban 1 dan beban 2 dalam satuan Newton 2. pasang peralatan seperti gambar 3. tariklah neraca pegas, tegak lurus dengan gaya F mula mula kecil kemudian diperbesar 4. Catat gaya F dari neraca pegas pada saat balok akan bergerak 5. Ulangi percobaan tersebut dengan menambah beban di atas balok, berturut turut 100 gram dan 200 gram. Catat gaya F pada saat beban akan bergerak 6. Masukkan data tersebut ke dalam tabel No Berat beban (N) Gaya Normal (N) F (N) f s (N) µs (f s /N) C. Apakah kesimpulan anda tentang kegiatan gaya gesek adalah. 1. Bagaimana keadaan balok itu pada saat pegas ditarik dengan gaya F? 2. Bagaimana harga (f s /N) dari percobaan tersebut? 3. mungkinkah gaya gesek nilainya nol? Sebab. UJI KOMPETENSI A. Pilihan Ganda 1. Pengertian Hukum Newton I pada suatu benda adalah. A. diam B. bergerak C. diam dan gerak D. jumlah gaya tidak = 0 E. keseimbangan 2. Pengertian Hukum Newton II pada suatu benda adalah. A. diam B. bergerak C. diam dan gerak D. jumlah gayanya = 0 E. kelenturan

20 3. Massa sebuah benda adalah 2 kg dalam keadaan diam ditarik dengan gaya 10 N dengan arah mendatar selama 2 detik, percepatannya adalah A. 20 m.s 2 D. 6 m.s 2 B. 14 m.s 2 E. 5 m.s 2 C. 8 m.s 2 4. Dua buah vektor F 1 = 15 N dan F 2 = 9 N, dengan satu titik tangkap dengan sudut 60 0, maka besar resultannya adalah.. A. 6 N D. 21 N B. 9 N E. 24 N C. 15 N 5. Jika sebuah vektor dari 12 N diuraikan menjadi dua buah vektor saling tegak lurus dan yang sebuah dari padanya membentuk sudut 30 0 dengan vector itu, maka besar masing masing vector adalah. A. 6 N dan 6 3 N B. 6 N dan 6 2 N C. 6 N dan 3 2 N D. 3 N dan 3 2 N E. 3 N dan 3 3 N 6. Setiap benda yang bergerak secara beraturan dalam suatau lintasan berebntuk lingkaran, maka A. vektor kecepatannya tetap D. momentum linearnya tetap B. vektor percepatannya tetap E. semua jawaban di atas salah C. gaya radialnya tetap 7. Pada grafik berikut ini merupakan hubungan kecepatan (V) dan waktu (t) dari suatu gerak lurus. Bagian grafik yang menunjukkan gerak lurus beraturan adalah. A. gbr. a B. gbr. b C. gbr. c D. gbr. d E. gbr. e 8. Jarak rumahku ke sekolah adalah 36 km, ditempuh dengan waktu 30 menit, kecepatan rata rata adalah A m/s D. 66 m/s B. 120 m/s E. 20 m/s C. 72 m/s 9. Juli naik mobil dengan kecepatan 15 m/detik, pada jarak 75 km. Juli turun dari mobil, maka waktu yang diperlukannya adalah.. A. 90 jam D. 1,38 jam B. 60 jam E. Tidak ada jawabannya C. 50 jam

21 10. kecepatan kendaraan 60 km/jam, setelah waktu ¾ jam kendaraan tersebut berhenti, maka jarak tempuhnya adalah.. A. 45 m D m B. 450 m E. Jawaban salah semua C m 11. Benda dijatuhkan dari ketinggian 122,5 meter tanpa kecepatan awal. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s 2 maka pada ketinggian 78,4 meter dari permukaan tanah waktu yang diperlukan adalah.. A. 3 detik B. 4 detik C. 5 detik D. 6 detik E. 7 detik 12. Mobil bermassa 2 ton bergerak dengan kecepatan 10 m/s, kemudian direm dengan gaya F sehingga berhenti pada jarak 25 m dari saat mulai pengereman, maka besar gaya F yang diberikan adalah A. 400 N B. 800 N C N D N E N 13. Dari keadaan diam hingga menempuh jarak 5 meter, kecepatan suatu benda menjadi 10 m/detik. Maka besarnya percepatan benda tersebut adalah. A. 15 m/s 2 C. 5 m/s 2 E. 0,5 m/s 2 B. 10 m/s 2 D. 1,5 m/s Sebuah bola pejal bermassa 0,25 kg dan jari jari 20 cm, diputar pada sumbu yang melalui pusat bola dengan kecepatan sudut 750 rpm, momentum sudut bola adalah. A. 0,05 π.kg m 2 /s D. 0,25 π.kg m 2 /s B. 0,10 π.kg m 2 /s E. 0,63 π.kg m 2 /s C. 0,20 π.kg m 2 /s 15. Sebuah benda massa 0,1 kg bergerak melingkar beraturan dengan kelajuan 10 m/s, jari jari lintasannya 2 m. besarnya gaya sentripental yang dialami benda tersebut adalah A. 0,5 N B. 2 N C. 2,5 N D. 5 N E. 20 N

22 B. ESSAY Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan benar! 1. Diketahui gaya gaya (F) seperti pada gambar : Berapakah besar resultan ketiga gaya itu? 2. Jika suatu benda diletakkan di atas bidang seperti gambar: Berat A = 20 N (g = 10 m/s 2 ), koefisien gesek kinetis 0,2. Berapakah percepatan gerak benda A? 3. Sebuah benda bergerak melingkar dengan beraturan melakukan 72 putaran per menit pada jari jari 1,5 meter. Berapakah kecepatan linearnya? 4. Sebuah elevator bermassa 400 kg bergerak vertical ke atas dari keadaan diam dengan kecepatan tetap sebesar 2 m/s. Jika percepatan gravitasi 9,8 m/s 2. Berapakah tegangan tali penariknya? 5. Sebuah benda bermassa 25 kg terletak diam di atas bidang datar yang kasar. Kemudian benda tersebut didorong dengan gaya F horizontal 100 N. Ternyata setelah 5 detik kecepatan benda menjadi 10 m/s. Tentukan besar koefisien gesekan kinetis (µ k ) antara benda dengan lantai! KUNCI JAWABAN A. Pilihan Ganda B. ESSAY 1. 3N 1. A 6. C 11. A 2. B 7. C 12. D 3. E 8. E 13. B 4. D 9. D 14. B 5. A 10. D 15. D 2. 3 m/s ,6 m/s N 5. 0,2

23 Kriteria Penilaian Pilihan Ganda = 15 x 4,0 = 60,0 Essay = 5 x 8,0 = 40,0 + J u m l a h = 100 BAB III EVALUASI 1. Gaya 1 N bekerja pada sebuah benda yang bermassa 5 kg. berapa jauh benda itu bergerak dalam waktu 10 detik. Benda mula mula dalam keadaan diam A. 5 m C. 20 m E. 50 m B. B. 10 m D. 25 m 2. Sebuah benda bermassa m, berada pada bidang miring dengan sudut kemiringan 30 o terhadap horisontal bidang licin, percepatan gravitasi benda g maka percepatan benda. A. g C. ½ mg E. 1/2 3g B. mg D. ½ g 3. Kalau kita berada dalam sebuah mobil yang sedang bergerak kemudian bila mobil tersebut direm, maka kita akan terdorong ke depan, hal ini sesuai dengan.. A. Hk Newton I C. Hk Newton III E. Hk gaya berat B. Hk Newton II D. Hk aksi reaksi 4. Dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan 10 m/det sebuah benda massa 0,5 kg memerlukan waktu 5 detik, maka gaya yang bekerja sebesar. A. 0,5 N C. 2,5 N E. 5 N B. 1 N D. 4 N 5. Benda beratnya 15 N berada pada bidang datar, benda ditarik dengan gaya F = 5 N sehingga bergerak dengan kecepatan tetap, maka gaya gesekan yang bekerja pada benda adalah. A. 3 N C. 10 N E. 20 N B. 5 N D. 15 N 6. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan dengan melakukan 72 putaran per menit pada jari jari 1,5 m. Besarnya kecepatan liniernya adalah. A. 1,2π m/s C. 3,6π m/s E. 1,2 m/s B. 1,8 m/s D. 3,6 m/s 7. Besar gaya sentripetal yang bekerja pada benda yang massanya 0,2 kg, kecepatan sudut 5 rad/s dan jari jari lingkaran 2,4 m adalah. A. 1N C. 2 N E. 6 N B. 1,2 N D. 2,4 N 8. Perhatikan gambar! F = 10 N Diketahui berat A adalah 20 N (g= 10 m/s 2 ) dan koefisien gesekan kinetisnya0,2. Percepatan gerak A adalah. A. 2 m/s 2 C. 4 m/s 2 E. 6 m/s 2 B. 3 m/s 2 D. 5 m/s 2

24 9. Seorang partikel bergerak melingkar beraturan melakukan 180 putaran/menit. Jika jari jari lintsannya 40 cm maka kecepatan liniernya adalah. A. 0,8π m/s C. 1,5π m/s E. 80/3π m/s B. 1,2π m/s D. 2,4π m/s 10. benda yang massanya 50 gram bergerak melingkar beraturan dengan kecepatan linier 2 m/s dan jari jari putaran 1 m. besar gaya sentripetal yang bekerja pada benda itu sebesar. A. 0,1 N C. 0,4 N E. 2 N B. 0,2 N D. 1 N B. ESSAY 1. Perhatikan gambar! F Sebuah balok beratnya 10Newton berada pada lantai yang licin. Bila didorong dengan gaya F = 5 N. Apakah benda akan bergerak? Bila bergerak berapakah percepatan benda? 2. Tarno mengendarai mobil dengan kecepatan tetap 15 m/s. tentukan : a. jarak yang ditempuh Tarno setelah berjalan 4 sekon! b. Lamanya berjalan untuk menempuh jarak 3 km 3. Sebuah partikel bergerak lurus berubah beraturan dengan persamaan lintasan S = 2t 2 + 4t 5 Jika s dalam meter dan t dalam detik. Maka hitung kecepatan benda selama 1s 4. Perhatikan gambar! N Tidak ada gesekan antara benda dengan alasnya. Massa benda m = 1 kg, g = m/s2, apabila θ = 30 o. Berapakah : a. Percepatan yang dialami benda b. Besarnya gaya normal (N) 5. perhatikan gambar! f s Massa benda m = 2 kg (g = 10 m/ s 2 ), F µk = 0,4.Berapakah gaya F yang diperlukan tepat benda akan bergerak

25 BAB IV PENUTUP Jika siswa dapat menguasai kompetensi ini dengan bobot 60%, maka siswa/ peserta diklat dapat melanjutkan ke kompetensi berikutnya. DAFTAR PUSTAKA 1. Gunawan Setia dkk Fisika klas 1, Jakarta, Aries Lima Anggota IKAP 2. Kamajaya Suadharma L.1990, Penuntun Pelajaran Fisika, Bandung Ganeca Exact 3. Tim Cipta Eksakta. 2002, Sumber Soal Fisika, Bandung, Epsilon Grup Anggota IKAPI 4. Kanginan, Marten. 2004, Fisika IA kelas X, Jakarta, Erlangga 5. Taranggono Agus. 2000, Fisika, Jakarta, Bumi Aksara 6. Kanginan Marten. 2004, Fisika SMA 1B, Jakarta, Erlangga 7. Tim Fisika SMK Teknik. 2005, Fisika SMK Teknik, Jakarta, PT. Galaksi Pusparaga

26