Susana Endah Sri Hartati, 06 Penerapan Model Pembelajaran Learning Cycle 5E Dengan Menyisipkan Predict-Observe-Explain (POE) Pada Tahap Explore Terhadap 88
Kisi-Kisi Instrumen Tes Elastisitas No. (C)Mengingat kembali (C)Mengingat kembali 3 (C-) Memahami Menentukan dimensi Tegangan dan regangan Menjelaskan pengertian elastisitas(c) Mencontohkan benda-benda yang bersifat elastis(c) Membedakan konsep daerah elastis, daerah plastis dan titik patah pada suatu benda Tegangan dan regangan Elastisitas dan benda- benda elastis konsep daerah elastis, daerah plastis dan titik patah pada suatu benda Susana Endah Sri Hartati, 06 Tentukan dimensi dari besaran berikut ini: a. Tegangan adalah gaya persatuan luas! b. Regangan adalah berbanding lurus dengan panjang dan berbanding tebalik dengan panjang mula-mula! a. Apa yang dimaksud dengan elastisitas? b. Berilah contoh benda yang besifat elastis? Seorang pekerja menarik sebuah kawat yang terjepit dengan menggunakan tang, ketika dia mulai menarik ujung kawat, seiring peningkatan gaya yang diberikan kawat bertambah panjang secara perlahan dan ketika pekerja tersebut berhenti menariknya kawat kembali ke bentuk semula (peristiwa I) ketika pekerja tersebut menarik sedikit lebih keras dari semula ternyata kawat bertambah panjang lebih besar yang disertai mengecilnya Dimensi a. Tegangan [M][L] - [T] - b. Regangan tidak punya dimensi karena tidak mempunyai satuan. a. Elastisitas adalah sifat suatu benda yang dapat berubah baik dalam hal ukuran maupun bentuk karena mendapatkan gaya luar dan akan kembali ke bentuk maupun ukuran semula jika gaya luar itu ditiadakan. b. Pegas, kawat, hanger, karet. Peristiwa I: Gaya yang diberikan masih berada pada batas elastisitas. Peristiwa II: Gaya yang diberikan melebihi batas elastisitas. 89
(C-) Memahami Menghitung pengaruh gaya terhadap panjang berdasarkan data grafik Pengaruh gaya terhadap panjang berdasarkan data grafik diameter kawat dan ketika pekerja berhenti menariknya kawat tidak kembali ke bentuk semula (peristiwa II) Apa yang dapat anda jelaskan dari ke dua peristiwa yang terjadi, peristiwa mana yang menjelaskan daerah plastis dan peristiwa mana yang menjelaskan daerah elastis? Dari hasil percobaan yang dilakukan di laboratorium pada sebuah pegas yang diberi beban diperoleh hubungan antara beban yang digantungkan pada pegas gaya (F) terhadap panjang pegas (Δx)tersebut seperti gambar grafik di bawah ini. 0 F(N) Diketahui : F: 0 N x = cm = 0,0 m Ditanyakan : k Jawab : F = k x x = k x 0,0 k = /0,0 = 50 N/m Δx(cm) 5 (C-) Memahami Membandingkan besarnya konstanta pegas berdasarkan kekenyalan suatu bahan Nilai konstanta pegas Hitung besarnya koefisien pegas dari grafik! Dua pegas memenuhi hukum Hooke, dengan konstanta pegas masing-masing 0,3N/m dan 0,7 N/m. Jadi pegas kedua lebih kaku dibandingkan pegas pertama. Berapakah gaya yang dibutuhkan untuk menarik masingmasing pegas sehingga bertambah panjang 0 Agar bertambah panjang 0 cm, pegas pertama membutuhkan gaya penarik sebesar 0,3 x0, =0,06N.Untuk panjang yang sama pegas kedua membutuhkan gaya penarik 0,7 x Susana Endah Sri Hartati, 06 90
6 (C-) Memahami Mencontohkan alat sehari-hari yang menunjukkan susunan pegas(c) contoh alat sehari-hari yang menunjukkan susunan pegas cm? Setelah kalian mengetahui susunan pegas seri dan paralel, berilah 3 contoh alat yang menggunakan susunan pegas? 0, =0, N. Hal ini nampak bahwa pegas kedua adalah pegas yang lebih kenyal membutuhkan gaya yang lebih besar untuk pegas yang sama Contoh alat yang menggunakan susunan pegas A. Springbed B. Bolpen yang menggunakan pegas C. shockbreaker 7 (C3) Menghitung panjang pegas (C3) konstanta pegas (C) panjang pegas (C3) Koefisien pegas (C) Sebuah kawat tembaga luas penampangnya mm dan panjangnya 50 cm. Kawat ditegangkan dengan gaya 60 N. Jika nilai modulus elastisitas kawat tembaga adalah 0 GN/m 0 0 N/m, Hitunglah a. Pertambahan panjang kawat setelah diregangkan b. Perbandingan antara gaya dan panjangnya! Diketahui: A = mm = x 0-6 m l = 50 cm= 0,5 m F = 60 N E = x 0 0 N/m Ditanyakan : a. l b. K Jawab : Susana Endah Sri Hartati, 06 = =,5 x 0 - m b. k = F/ l k = 60/,5 x 0 - k = 80 kn/m 8 (C3) Menggunakan persamaan Sebuah pegas bertambah panjang cm ketika Diketahui : m =00 gram =0, kg 9
persamaan susunan pegas paralel untuk menyelesaikan masalah susunan pegas paralel untuk menyelesaikan masalah massa 00 gram digantungkan pada ujungnya. Jika satu pegas yang sama ditambahkan secara paralel seperti ditunjukkan pada gambar. F= m.g = 0, x 0 = N x = cm = 0,0 m Ditanyakan : k Jawab : F = k x x = k x 0,0 k = /0,0 = 50 N/m k p = k +k = 50 +50 =00 N 9 (C3) Menerapkan persamaan modulus elastisitas suatu bahan untuk menentukan panjang suatu bahan Modulus Elastisitas Gambar pegas diberi beban Gambar pegas disusun paralel Berapa besar pegas gambar yang akan terjadi? Sebuah kawat dengan panjang L memiliki jari-jari r dijepit dengan kuat di salah satu ujungnya. Ketika ujung kawat lainnya ditarik oleh gaya F, panjang kawat bertambah l. Kawat lain dengan bahan yang sama panjangnya L dan jari-jari r ditarik dengan gaya 3 F. Berapa panjangnya? x F = k x = 00 x x x = /00 = cm Diketahui: r = r r =r F= F F = 3F F = 00 N Ditanya : l Jawab : Jadi Susana Endah Sri Hartati, 06 9
0 (C3) Menghitung panjang pegas yang dirangkai seri Susunan seri pada pegas Susan memiliki dua buah rangkaian pegas yang disusun seri seperti pada gambar. Jika setiap susunan pegas diberi gaya yang sama dan pegas yang digunakan memenuhi Hukum Hooke, tentukan perbandingan panjang pegas pada susunan pegas dan! k = k, k = k k = k, k = 3k, k 3 = 6k (A) (B) = l Diketahui : k = k, k = k k = k, k = 3k, k = 6k Ditanyakan: Jawab: = = + Jadi = = C Memahami Membandingkan jenis kawat yang mengalami Pertambahan panjang kawat Berikut ini adalah tabel nilai modulus elastisitas kawat dengan bahan yang berbeda Kawat Modulus Elastisitas Diketahui : F sama bahan berbeda. Ditanya : yang paling besar. Susana Endah Sri Hartati, 06 93
C3 3 C Memahami C3 panjang yang paling besar jika diberi gaya yang sama Menghitung besaran-besaran yang berkaitan dengan elastisitas bahan (tegangan) Mengidentifikasi variabel tetap dan variabel bebas pada percobaan modulus elastisitas Menentukan jenis pegas pada suatu benda dalam kehidupan seharihari Tegangan Modulus elastisitas Susunan pegas paralel: k p = k + k + k 3 +.. Hukum Hooke F = k L F berbanding lurus dengan k F berbanding lurus dengan L L berbanding terbalik dengan k Susana Endah Sri Hartati, 06 G N/m Baja 00 Tembaga 0 Besi 00 Aluminium 70 Nilon 5 Berdasarkan tabel di atas, jenis kawat manakah yang akan mengalami panjang paling besar ketika masing-masing kawat ukuran identik diberi gaya yang sama? Sebuah kawat tembaga dengan panjang 0 cm memiliki luas penampang 0-3 cm. Pada kawat tembaga tersebut diberi gaya sebesar 00 N, Berapa nilai tegangan tersebut? Jika suatu percobaan bertujuan untuk mengidentifikasi pengaruh luas permukaan terhadap panjang suatu karet ketika diberikan suatu gaya, apa variabel bebas dan terikat pada percobaan ini? Mengapa jika Astrid berdiri diatas spring bed akan lebih cepat rusak dibandingkan Astrid tidur, padahal massa tubuh yang ditahan oleh kasur tetap, baik saat berdiri maupun saat tidur? Jawab : Berdasarkan rumus jika E semakin besar panjang semakin kecil jika E kecil maka panjang semakin besar Jadi jawabnya adalah Nilon karena modulus elastisitasnya terkecil = 00/0-3 = X 0 5 N/ cm Beban dan panjang mula-mula dibuat tetap, luas permukaan karet divariasikan Pegas pada spring bed dipasang secara paralel. Saat kita tidur pegas yang tertekan lebih banyak dari pada saat kita berdiri di atas spring bed. Saat berdiri sedikit pegas digunakan untuk menahan gaya, sehingga menyebabkan perubahan panjang pegas akan semakin besar. Perubahan panjang pegas yang besar akan menyebabkan pegas kehilangan keelastisitasannya 9
karena pegas tersebut melampaui batas elastisitasnya. Oleh karena itu, berdiri di atas spring membuatnya lebih cepat rusak. 5 C3 Susunan Pegas Perhatikan gambar berikut! Pegas-pegas dalam susunan adalah identik dan masing-masing memiliki koefisien sebesar 00 N/m. a) nilai total koefisien susunan pegas pada gambar 3a Susunan pada gambar 3a identik dengan pegas yang disusun paralel, sehingga k tot = 00 + 00 + 00 + 00 = 800 N/m Menentukan besarnya koefisien pada susunan pegas Gambar a b) nilai total koefisien susunan pegas pada gambar 3b Gambar b Tentukan koefisien pegas untuk pegas gambar a dan gabar b! 6 C3 Menentukan prosedur yang tepat dan efektif untuk menghitung konstanta pegas gabungan seri dan paralel Terdapat 5 buah pegas A,B,C.D, E yang memiliki nilai konstanta yang sama yang disusun seperti pada gambar di bawah. a. Bagaimana urutan prosedur menghitung koefisiien pegas gabungan? b. Bila masimg masing pegas mempunyai koefisien yang sama 0 N/m hitunglah koefisien pegas untuk gambar di bawah ini! a. A,B,C, dan D dihitung secara paralel. Gabungan A,B,C,D dihitung secara seri dengan E b. kp = 0+0+0+0 = 0 N/m Susana Endah Sri Hartati, 06 95
A B C D ks = 8 N/m 7 C3 8 C3 Menggunakan persamaan hukum Hooke untuk menyelesaikan permasalahan dalam kehidupan sehari-hari Menentukan besar koefisien pegas yang dapat digunakan pada percobaan untuk membandingkan konstanta gabungan pegas yang disusun seri dan paralel. Hukum Hooke Susunan Pegas E Terdapat dua pegas identik yang panjang mula-mula keduanya adalah 0 cm. Jika sebuah massa 00 gram digantungkan pada salah satu pegas panjang pegas menjadi 5 cm; dan jika massa lain sebesar M di gantung pada pegas yang lainnya panjang pegas menjadi 3 cm, Berapakah massa dari M? Jika akan menggunakan empat buah pegas untuk melakukan percobaan membandingkan koefisien susunan pegas yang disusun seri dan paralel, bagaimana nilai koefisien dari keempat pegas yang harus dipilih? Diketahui : m =00 gram =0, kg F= m.g = 0, x 0 = N x = 5 cm = 0,05 m Ditanyakan : k Jawab : F = k x x = k x 0,05 k = /0,05 = 0 N/m F = k x x = 0 x 0,03 F =, m =,/0 = 0, kg = 0 gram Keempat pegas yang digunakan harus memiliki nilai konstanta yang sama Susana Endah Sri Hartati, 06 96
9 C susunan seri dan pararel pada pegas Susunan seri dan paralel pada pegas Perhatikan gambar di bawah ini.jika: a. masing masing pegas mempunyai nilai koefisien k, k,k 3,k adalah 5 N/m, 5, N/m 0 N/m,0 N/m. Hitunglah konstanta susunan pegas tersebut! b. koefisien total susunan pegas 0 N/m hitunglah nilai koefisien masing masing pegas! Diketahui: k, k,k 3,k adalah 5 N/m, 5, N/m 0 N/m,0 N/m. Ditanya: a. k susuna pegas b. koefisien masing-masing bila keempatnya mempunyai nilai yang sama. Jawab: a. kp = k +k = 5+5 = 0 N.m K K K 3 K b. Jika keempat pegas mempunyai konefisienyang sama k T = 5/ k 0 = 5k/ 5k =0 k = 8 N/m 0 C konstanta pegas yang dipotong dan Susunan seri dan paralel pada pegas Putri mempunyai pegas yang memiliki koefisien 00 N/m. Karena memerlukan nilai koefisien yang berbeda maka pegas tersebut Diketahui : k = 00 N/m setelah dipotong masing-masing Susana Endah Sri Hartati, 06 97
disusun ulang dipotong menjadi dua bagian yang sama. a. Apakah nilai koefisien pegas masih sama setelah dipotong? b. Jika pegas hasil potongan tersebut kemudian disusun paralel berapa koefisien pegas yang dihasilkan.? 00 N/m. Ditanya: k pararel Jawab: a. setelah dipotong nilai konstanta pegasnya 00N/m dengan rumus seri k = 00 N/m C Membedakan panjang tiga pegas yang disusun seri dan paralel ketika diberi gaya yang sama Susunan seri dan paralel pada pegas Perhatikan gambar berikut. b.k p = k +k = 00 +00 =00 N/m Diketahui : k = k = k 3= k m s = m p jadi Fs = Fp = F Ditanya : x P... x S k P... k S Jawab kp = k+k+k = 3k Gambar a Gambar b Jika masing-masing pegas yang digunakan memilliki nilai koefisien yang sama dan kedua susunan pegas diberi beban yang sama. Bagaimana perbandingan panjang ( x) yang akan terjadi dan konstanta susunan pegas? ks = k/3 Jadi x P < x S karena k P > k S Susana Endah Sri Hartati, 06 98
C Mendeskripsikan susunan pegas seri dan paralel Susunan Pegas Terdapat dua rangkaian pegas yang dirangkai secara seri dan paralel. Kedua rangkaian tersebut tersusun oleh 3 pegas yang identik. Berikut ini adalah beberapa pernyataan mengenai kedua susuna pegas tersebut.. Pertambahan panjang rangkaian seri lebih besar dari pada rangkaian paralel ketika diberi beban yang sama besar. Pertambahan panjang rangkaian paralel lebih besar dari pada rangkaian seri ketika diberi beban yang sama besar 3. Untuk memperoleh panjang pegas yang sama, rangkaian pegas paralel memerlukan beban yang lebih berat daripada pada rangkaian seri. Untuk memperoleh panjang pegas yang sama, rangkaian pegas seri memerlukan beban yang lebih berat daripada pada rangkaian parallel 5. Rangkaian seri akan mudah meregang karena memiliki koefisien pengganti yang lebih kecil Pernyataan manakah yang benar menurut anda tentang kedua rangkaian tersebut? Pernyataan yang benar tentang kedua rangkaian tersebut adalah.. Pertambahan panjang rangkaian seri lebih besar dari pada rangkaian paralel ketika diberi beban yang sama besar 3. Untuk memperoleh panjang pegas yang sama, rangkaian pegas paralel memerlukan beban yang lebih berat daripada pada rangkaian seri 5 Rangkaian seri akan mudah meregang karena memiliki konstanta pengganti yang lebih kecil. 3 Susana Endah Sri Hartati, 06 99
Susana Endah Sri Hartati, 06 Penerapan Model Pembelajaran Learning Cycle 5E Dengan Menyisipkan Predict-Observe-Explain (POE) Pada Tahap Explore Terhadap 00