HANDOUT PEGAS SUSUNAN SERI DAN PARALEL

Transkripsi

1 HANDOUT PEGAS SUSUNAN SERI DAN PARALEL Sekolah Mata Pelajaran Kelas/Semester Materi Pokok Alokasi Waktu : SMA : Fisika : X/II : Susunan Pegas : 1 x Pertemuan F. Kompetensi Inti KI 1 : Menghayati ajaran agama yang dianutnya melalui kebermanfaatan pegas pada kehidupan sehari-hari. KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, tanggungjawab, kerjasama, dan kreatif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sekolah dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan sekolah. KI 3 : Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, 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, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan. Page 1

2 G. Kompetensi Dasar 1.1 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya 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, melaporkan, dan berdiskusi. Indikator: Menunjukkan kerja sama dan kreatif dalam menyelesaikan masalah. Menunjukkan sikap bertangung jawab dalam menyelesaikan masalah. Menampilkan kejujuran dalam melaporkan hasil percobaan Menganalisis sifat elastisitas bahan dalam kehidupan sehari hari. Indikator: Menentukan konstanta pegas seri dan paralel berdasarkan percobaan susunan pegas. Menyimpulkan percobaan pegas seri dan paralel. Menemukan penerapan pegas dalam kehidupan dan tekhnologi 4.6. Mengolah dan menganalisis hasil percobaan tentang sifat elastisitas suatu bahan. Indikator: 1. Melakukan percobaan susunan seri dan paralel pegas. 2. Mengolah dan menyajikan data percobaan susunan seri dan paralel pegas. 3. Menyajikan hasil percobaan susunan seri dan paralel pegas. H. Tujuan Pembelajaran Setelah kegiatan mengamati, ekperimen dan diskusi kelompok dalam pembelajaran pengukuran diharapkan siswa dapat : Menyadari kebesaran Tuhan berdasarkan hasil ciptaannya. Menunjukkan kerja sama, kreatif, jujur, dan bertangung jawab. Melakukan percobaan susunan seri dan paralel pegas. Menyimpulkan dan menyajikan hasil percobaan pegas seri dan paralel. Menentukan konstanta pegas seri dan susunan paralel berdasarkan percobaan susunan pegas. Menemukan penerapan pegas dalam kehidupan dan teknologi. Page 2

3 I. Materi Pembelajaran Pegas Susunan Seri dan Paralel J. Informasi Pendukung Gambar 1. Pegas Pegas merupakan salah satu benda elastis. Hooke menyatakan besarnya perbandingan tersebut disebut dengan konstanta gaya elastis (k) seperti pada persamaan yaitu: F = k. Dari persamaaan di atas, dapat dinyatakan dalam kalimat berikut: Jika gaya tidak melampaui batas elasti bahan, maka pertambahan panjang pegas berbanding lurus dengan gaya tariknya Gambar 2. Pegas pada mobil Ketika mobil melewati jalan berlubang gaya berat yang bekerja pada pengendara dan gaya berat mobil akan menekan pegas sehingga mengalami pemampatan. Akibat sifat elastisitasnya pegas meregang kembali. Perubahan panjang pegas menyebabkan pengendara merasakan ayunan, pengendara sangat nyaman ketika mengendarai mobil. Bayangkan jika tidak ada pegas? Apa yang akan terjadi pada pengendara? Page 3

4 F. Paparan Isi Materi 1. Susunan seri pegas Gaya tarik yang dialami tiap pegas sama besar dan gaya tarik ini sama dengan gaya tarik yang dialami pegas pengganti F 1 = F 2 = F Pertambahan panjang pegas pengganti seri Δx, sama dengan total pertambahan panjang tiap-tiap pegas Δx = Δx 1 + Δx 2 Pada rangkaian seri pegas konstanta penggantinya adalah: Untuk n buah pegas identik dengan tiap pegas memiliki tetapan k, tetapan pegas pengganti seri k s dapat dihitung dengan rumus : Khusus untuk dua buah pegas identik dengan tetapan k 1 dan k 2 yang disusun seri, tetapan pegas pengganti seri k s dapat dihitung dengan rumus : Gambar 3. Pegas Susunan Seri 2. Susunan paralel pegas Gaya tarik pada pegas pengganti F sama dengan total gaya tarik pada tiap pegas (F 1 dan F 2 ) F = F 1 + F 2 Pertambahan panjang tiap pegas sama besar, dan pertambahan panjang ini sama dengan pertambahan panjang pegas pengganti Δx 1 = Δx 2 = Δx Page 4

5 Pada rangkaian paralel konstanta penggantinya adalah: Untuk n buah pegas identik yang disusun paralel, dengan tiap pegas memiliki tetapan gaya k, tetapan gaya pegas pengganti paralel dapat dihitung dengan rumus : k p = nk Khusus untuk dua buah pegas identik dengan tetapan k 1 dan k 2 yang disusun seri, tetapan pegas pengganti seri k s dapat dihitung dengan rumus : k p = k 1 + k 2 Gambar 4. Pegas Susunan Pralel 4. Penerapan pegas dalam kehidupan dan teknologi Penerapan Sifat Elastisitas dalam Kehidupan Gambar 5. Timbangan Gambar 6. Dynamometer. Page 5

6 Gambar 7. Kasur Pegas Penerapan Sifat Elastisitas dalam Teknologi a. Peredam Getaran atau goncangan pada motor Ketika melalui jalan berlubang, berat pengendara beserta berat motor akan menekan pegas sehingga pegas termampatkan dan ketika kendaraan melewati jalan yang tidak rata dapat diredam. Pengendara hanya akan merasakan sedikit ayunan dan akan merasa nyaman mengendarai motor. Gambar 8. Suspensi Motor b. Peranan Sifat Elastis dalam Rancang Bangun Untuk menentukan jenis logam yang akan digunakan dalam membangun sebuah jembatan, pesawat, rumah, dan sebagainya maka modulus Young, tetapan pegas, dan sifat elastis, logam secara umum harus diperhitungkan. Gambar 9. Jembatan Page 6

7 G. Tugas di Rumah 1. Lima pegas masing-masing mempunyai konstanta 200 N/m disusun secara seri. Tentukan konstanta pegas pengganti dari susunan pegas tersebut! Tiga pegas identik disusun seperti gambar di samping. Beban seberat 15 Newton digantung pada ujung bawah pegas menyebabkan sistem pegas bertambah panjang 5 cm. Tentukan konstanta dari masing-masing pegas! 3. Lima pegas masing-masing mempunyai konstanta 100 N/m disusun secara paralel. Tentukan konstanta pegas pengganti dari susunan pegas tersebut! Dua pegas disusun secara paralel seperti gambar di bawah. Masing-masing pegas mempunyai konstanta k1 = 100 N/m dan k2 = 400 N/m. Pada pegas digantungi beban bermassa 500 gram. Jika percepatan gravitasi 10 m/s 2, tentukan pertambahan panjang susunan pegas! Page 7

8 5. Jika k = 200N/m dan m = 0,5 kg. Tentukan pertambahan panjang sistem pegas pada masing-masing gambar berikut! H. Referensi 1. Marthen Kanginan, 2002, Fisika untuk SMA Kelas XI, Jakarta, Erlangga. 2. Bob Foster Terpadu Fisika untuk Kelas XI Semester 1.Jakarta: Erlangga. Tanggal Paraf guru Nilai Page 8