Satuan pendidikan Mata Pelajaran Kelas / Semester Materi Alokasi waktu RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN PERTEMUAN PERTAMA : SMA : Fisika : XII/1 : Elektrostatika : 1 x 2 JP (2 x 45 menit) A. Kompetensi Inti KI 1: Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. KI 2: Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli, santun, ramah lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsif dan pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. KI 3: Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual, konseptual, prosedural dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait 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. B. Kompetensi Dasar 1.1 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya 2.1 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 3.5. Menganalis gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada berbagai kasus
4.1 Menyajikan hasil pengukuran besaran fisis dengan menggunakan peralatan dan teknik yang tepat untuk penyelidikan ilmiah C. Indikator 1. Mendeskripsikan interaksi antar muatan listrik yang sejenis atau berlawanan jenis dengan bekerja sama 2. Mengaplikasikan hukum coulomb dalam memecahkan persoalan listrik statis dengan teliti D. Tujuan Pembelajaran 1. Mendeskripsikan interaksi antar muatan listrik yang sejenis atau berlawanan jenis melalui percobaan dengan bekerja sama 2. Mengaplikasikan hukum coulomb dalam memecahkan persoalan listrik statis melalui diskusi kelompok dengan teliti E. Materi Pembelajaran 1. Benda bermuatan listrik 2. Hukum Coulomb F. Metode Pembelajaran 1. Pendekatan : saintifik 2. Model pembelajaran : Discovery Learning 3. Metode pembelajaran : studi pustaka, diskusi, eksperimen, dan presentasi G. Media, Alat, dan Sumber Belajar 1. Media : bahan ajar dan LKS 2. Alat : laptop dan LCD proyektor, balon, kaca, potongan kertas, kain wol, kain sutera, air keran 3. Sumber Belajar : Saripudin, Aip, dkk. 2009. Buku Sekolah Elektronik: Praktis Belajar Fisika Untuk Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional Supiyanto. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga H. Langkah-Langkah Pembelajaran Pertemuan Pertama (2 x 45 menit) Deskripsi kegiatan Pendahuluan : Guru mengucapkan salam, kemudian siswa menjawab Alokasi Waktu 5 Menit
Guru meminta salah satu siswa memimpin doa Guru mengecek kehadiran atau presensi Guru menjelaskan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai Kegiatan Inti : Guru menyampaikan motivasi : Pernahkah kalian merasa bulu-bulu di tangan berdiri saat kalian mendekatkan tangan ke televisi yang sedang menyala? Menurut kalian, mengapa hal tersebut dapat terjadi? Guru mempersilahkan siswa untuk menyampaikan pendapat Guru mengorganisasikan siswa ke dalam kelompok yang terdiri atas 5-6 siswa Guru menjelaskan mengenai percobaan yang akan dilakukan yang telah tercantum dalam lembar kerja siswa, yaitu mengenai percobaan interaksi antar muatan Guru membagikan lembar kerja siswa kepada masing-masing kelompok Guru meminta perwakilan masing-masing kelompok mengambil alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan Guru membimbing kelompok untuk melakukan percobaan sesuai dengan petunjuk dalam lembar kerja siswa Guru membimbing siswa mengamati peristiwa yang terjadi dan mendiskusikannya dengan kelompok Setelah percobaan selesai, guru menjelaskan sistematika laporan percobaan yang harus dibuat oleh masing-masing kelompok Guru memberi kesempatan pada kelompok untuk mengumpulkan laporan percobaan dan mempresentasikannya pada pertemuan selanjutnya Guru menjelaskan materi mengenai hukum coulomb Guru memberi soal latihan mengenai menghitung besarnya gaya listrik yang terjadi antara dua muatan yang saling berdekatan dan meminta siswa untuk berdiskusi dengan kelompoknya masing-masing Guru meminta salah satu perwakilan kelompok untuk memaparkan hasil diskusi dari kelompoknya Guru meminta kelompok lain untuk memberi tanggapan Guru melengkapi dan mengklarifikasi hasil diskusi siswa Guru memberikan soal pada siswa secara individu mengenai materi hukum coulomb 80 menit
yang telah dipelajari Setelah selesai, guru meminta siswa menggeser kertas jawabannya sebanyak 4 kali ( 1 kali bergeser ke 1 siswa), sehingga kertas jawaban tersebut dipegang oleh siswa yang lain Bersama siswa, guru membahas soal yang diberikan Guru meminta siswa mengoreksi kertas jawaban yang dipegang olehnya dari hasil penggeseran Guru meminta siswa mengumpulkan kertas jawaban yang telah dikoreksi ke meja guru Guru mempersilahkan siswa bertanya mengenai materi yang belum dipahami Penutup : Bersama siswa, guru menyimpulkan materi yang telah dipelajari, yaitu mengenai hukum coulomb Guru memberitahu bahwa agenda pertemuan selanjutnya adalah pengumpulan laporan dan presentasi dari masing-masing kelompok Guru memotivasi siswa untuk belajar dan berdoa dengan sungguh-sungguh Guru mengucapkan salam 5 menit I. Penilaian 1. Jenis / teknik penilaian a. Sikap b. Pengetahuan c. Keterampilan 2. Pedoman Penskoran (terlampir) Mengetahui, Kepala Sekolah Guru Mata Pelajaran NIP. NIP.
PENILAIAN SIKAP (OBSERVASI) Hari, Tanggal : Mata Pelajaran : Kelas/Semester : Materi / Sub Materi : Skor No. Nama Siswa Menyampaikan pendapat Menghargai pendapat orang lain Bekerja Sama Teliti Jumlah Skor
Rubrik Penilaian Sikap Aspek Skor Indikator 3 Menyampaikan pendapat dengan benar dan percaya diri Menyampaikan 2 Kurang meyampaikan pendapat dengan benar dan percaya diri pendapat 1 Tidak menyampaikan pendapat dengan benar dan percaya diri Mendengarkan pendapat orang lain dengan baik dan memberi 3 masukan jika pendapatnya kurang sesuai Menghargai Kurang mendengarkan pendapat orang lain dengan baik dan pendapat orang 2 memberi masukan jika pendapatnya kurang sesuai lain Tidak mendengarkan pendapat orang lain dengan baik dan memberi 1 masukan jika pendapatnya kurang sesuai 3 Bekerja sama dalam melakukan percobaan dengan teman sekelompok Bekerja Sama 2 Kurang bekerja sama dalam melakukan percobaan dengan teman sekelompok 1 Tidak bekerja sama dalam melakukan percobaan dengan teman sekelompok 3 Teliti dalam dalam mengamati dan mengolah data pengamatan percobaan dan menyelesaikan soal ulangan hukum coulomb Teliti 2 Kurang teliti dalam mengamati dan mengolah data pengamatan percobaan dan menyelesaikan soal ulangan hukum coulomb 1 Tidak teliti dalam mengamati dan mengolah data pengamatan percobaan dan menyelesaikan soal ulangan hukum coulomb Keterangan: 1. Skor maksimal = 3 x 4 = 12 2. nilai = 3. Nilai sikap dikualifikasikan menjadi predikat sebagai berikut: SB = Sangat Baik = 80 100 C = Cukup = 60-69 B = Baik = 70 79 K = Kurang = < 60
PENILAIAN KETERAMPILAN (OBSERVASI) Hari, Tanggal : Mata Pelajaran : Kelas/Semester : Materi / Sub Materi : No. Nama Siswa Skor Keg 1 Keg 2 Keg 3 Keg 4 Jumlah Skor
Rubrik Penilaian Keterampilan Keterampilan yang dinilai Skor Indikator 3 Lengkap Mempersiapkan alat dan 2 Kurang lengkap bahan yang diperlukan 1 Tidak lengkap 3 Sesuai dengan prosedur praktikum Melakukan percobaan 2 Kurang sesuai dengan prosedur praktikum sesuai prosedur 1 Tidak sesuai dengan prosedur praktikum 3 Lengkap Mengamati dan mencatat 2 Kurang lengkap data percobaan 1 Tidak lengkap Mengembalikan alat dan bahan praktikum dengan 3 rapi Merapikan dan Kurang mengembalikan alat dan bahan praktikum mengembalikan alat dan 2 dengan rapi bahan pada tempatnya Tidak mengemballikan alat dan bahan praktikum 1 dengan rapi Keterangan: 1. Skor maksimal = 3 x 4 = 12 2. nilai = 3. Nilai psikomotorik dikualifikasikan menjadi predikat sebagai berikut: SB = Sangat Baik = 80 100 C = Cukup = 60-69 B = Baik = 70 79 K = Kurang = < 60
PENILAIAN KOGNITIF DALAM PROSES PEMBELAJARAN Hari, Tanggal : Mata Pelajaran : Kelas/Semester : Materi / Sub Materi : No. Nama Siswa Skor Soal 1 Soal 2 Jumlah Skor
Rubrik Penilaian Kognitif Soal Uraian Skor 5 4 3 2 1 Aspek yang dinilai Menjawab pertanyaan dengan jawaban yang benar dan tepat serta lengkap (diketahui, ditanyakan, dan penyelesaian) Menjawab pertanyaan dengan jawaban yang benar dan tepat, namun tidak lengkap seluruhnya Menjawab pertanyaan dengan jawaban yang kurang tepat, namun secara lengkap (diketahui, ditanyakan, dan penyelesaian) Menjawab pertanyaan dengan jawaban yang salah, namun secara lengkap (diketahui, ditanyakan, dan penyelesaian) Menjawab pertanyaan dengan jawaban yang salah dan tidak lengkap atau hanya mencantumkan diketahui dan ditanyakan saja Keterangan: 1. Skor maksimal = 5 x 2 = 10 2. nilai = 3. Nilai kognitif dikualifikasikan menjadi predikat sebagai berikut: SB = Sangat Baik = 80 100 C = Cukup = 60-69 B = Baik = 70 79 K = Kurang = < 60
KISI-KISI SOAL TES TERTULIS Jumlah soal uraian Bentuk Tes Alokasi waktu : 2 soal : Tes Tertulis : 15 menit Kompetensi Dasar Materi Indikator soal 3.5. Menganalis gaya listrik, kuat medan listrik, fluks, potensial listrik, energi potensial listrik serta penerapannya pada berbagai kasus Hukum coulomb Menentukan besar gaya listrik yang terjadi antara dua muatan yang terpisah dengan jarak tertentu. Menentukan besar gaya listrik pada suatu muatan yang ditimbulkan oleh dua muatan lainnya Soal uraian 1. Dua buah muatan listrik masing-masing 20 dan -20μC terpisah pada jarak 30 cm. tentukanlah besar dan arah gaya pada setiap muatan! 2. Tiga buah partikel bermuatan listrik terdapat pada satu garis lurus seperti yang ditunjukkan oleh gambar di bawah ini. Hitunglah gaya coulomb pada muatan Q3 = - 4μ C akibat dua muatan lainnya. Kunci Jawaban 1. Diketahui : Q1 = 20μC Q2 = -20μC r = 30 cm Ditanya : Besar dan arah gaya F?
Jawab : Oleh karena kedua muatan tak sejenis, maka gayanya saling tarik menarik. Arah gaya Q 1 menuju Q 2, sedangkan arah gaya Q 2 menuju Q 1. 2. Diketahui : Q 1 = -8 μ C = -8 x 10-6 C Q 2 = 3 μ C = 3 x 10-6 C Q 3 = - 4 μ C = -4 x 10-6 C R 31 = 0,3 cm R 32 = 0,1 cm Ditanya : Gaya coulomb pada Q 3? Jawab : Muatan Q 3 mengalami dua gaya, yaitu gaya tolak dari Q 1 (F 31 ) dan gaya tarik Q 2 (F 32 ). Maka resultan gaya yang dialami oleh Q 3 adalah Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya yang bekerja pada muatan Q 3 adalah sebesar 7,6 N ke arah kiri.
LEMBAR KERJA SISWA INTERAKSI ANTAR MUATAN Mata Pelajaran : Fisika Materi : Listrik Statis Jenis Percobaan : Interaksi antar muatan Kelas / Semester : XII / I Waktu : 30 menit A. Kompetensi Dasar Menyajikan hasil pengukuran besaran fisis dengan menggunakan peralatan dan teknik yang tepat untuk penyelidikan ilmiah B. Indikator Mendeskripsikan interaksi antar muatan listrik yang sejenis atau berlawanan jenis C. Tujuan Pembelajaran Siswa dapat mendeskripsikan interaksi antar muatan listrik yang sejenis atau berlawanan jenis melalui percobaan D. Alat dan Bahan - Balon - Benang - Potongan Kertas - Air keran - Kaca - Kain sutera - Kain wol E. Prosedur Kerja 1. Balon yang telah ditiup, diikat bagian ujungnya dengan benang 2. Salah satu sisi balon diberi tanda titik A, sedangkan sisi lainnya diberi tanda titik B 3. Permukaan yang telah diberi tanda titik A digosok-gosokkan dengan kain wol, kemudian didekatkan dengan potongan kertas. Apa yang akan terjadi? 4. Permukaan yang telah diberi tanda titik B yang tidak digosok-gosokkan dengan kain wol didekatkan pula dengan potongan kertas. Apa yang akan terjadi?
5. Dua balon digosokkan dengan kain wol pada permukaan A, kemudian permukaan A saling didekatkan satu sama lain. Apa yang akan terjadi 6. Permukaan B yang tidak digosok-gosokkan didekatkan satu sama lain. Apa yang akan terjadi? 7. Permukaan A pada balon pertama didekatkan dengan permukaan B balon kedua. Apa yang akan terjadi? 8. Langkah 3-7 diulangi dengan mengganti kain wol dengan kain sutera dan balon dengan kaca. Apa yang akan terjadi pada masing-masing perlakuan? 9. Langkah 3-7 diulangi dengan mengganti potongan kertas dengan air keran. Apa yang akan terjadi? F. Data Pengamatan Tabel 1.1 data pegamatan interaksi antar muatan No. Nama benda Benda Benda yang Penggosok didekatkan 1 Balon 1 Kain wol Permukaan A Potongan 2 Balon 1 Kertas - Permukaan B 3 Balon 1 Balon 2 Kain wol Permukaan A Permukaan A 4 Balon 1 - Permukaan B Balon 2 5 Balon 1 Permukaan B Kain wol Permukaan A 6 Balon 1 Permukaan A Kain wol 7 Balon 1 Permukaan B - Air keran 8 Kaca 1 Kain sutera Permukaan A Potongan 9 Kaca 1 kertas - Permukaan B Peristiwa yang teramati
10 Kaca 1 Permukaan A Kain Sutera Kaca 2 Permukaan A 11 Kaca 1 Permukaan B - Kaca 2 12 Kaca 1 Permukaan A Kain sutera Permukaan B 13 14 Kaca 1 Permukaan A Kaca 1 Permukaan B Kain sutera - Air Keran G. Pembahasan Hal-hal yang perlu dibahas dalam laporan ; 1. Jenis muatan yang dimiliki oleh ttik A dan B sebelum maupun setelah digosokkan pada masing-masing objek 2. Pembahasan mengenai masing-masing peristiwa yang terjadi H. Daftar Pustaka Saripudin, Aip, dkk. 2009. Buku Sekolah Elektronik: Praktis Belajar Fisika Untuk Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional Mengetahui, Guru Mata Pelajaran/Laboran NIP.
BAHAN AJAR Mata Pelajaran : Fisika Materi/ Sub Materi : Listrik Statis/ Benda Bermuatan Listrik dan Hukum Coulomb Kelas/Semester : XII/I A. Benda Bermuatan Listrik Studi tentang listrik dibagi atas dua bagian, yaitu listrik statis (elektro statics) dan listrik dinamis (elektro dinamics). Listrik statis mempelajari muatan listrik yang berada dalam keadaan diam. Listrik dinamis mempelajari muatan listrik yang bergerak, yang disebut arus listrik. Listrik statik mempelajari muatan listrik yang berada dalam keadaan diam. Muatan listrik dibagi menjadi dua : 1. Muatan positif berupa proton (terdapat dalam inti atom) 2. Muatan negatif berupa elektron (mengelilingi inti atom ) Berdasarkan jumlah muatan positif dan negatifnya, benda terbagi menjadi dua: 1. Benda netral = benda yang muatan positifnya berjumlah sama dengan muatan negatifnya. 2. Benda bermuatan listrik = benda yang muatan positifnya tidak berjumlah sama dengan benda dengan muatan negatifnya. a) Benda bermuatan listrik positif, jika jumlah muatan positifnya lebih banyak dari jumlah muatan negatif. b) Benda bermuatan listrik negatif, jika jumlah muatan positif lebih sedikit daripada jumlah muatan negatif. Benda bermuatan positif, misalnya : Batang kaca digosok dengan kain sutra Benda bermuatan negatif, misalnya :
Plastik digosok dengan kain wol Batang kaca digosok dengan sutera akan memiliki muatan yang oleh Benyamin Franklin (1700-1790) dinamakan muatan positif. Sedangkan batang plastik yang digosok dengan kain akan bermuatan negatif. Untuk menjelaskan terjadinya benda bermuatan tersebut, terlebih dahulu meninjau interaksi antara satu atom dengan atom yang lainnya. Elektron berperan sekali karena elektron dapat keluar atau masuk ke dalam susunan atom, khususnya elektron terluar yang disebut elektron valensi. Jika elektron keluar dari susunan atom, maka jumlah muatan positif atom akan lebih besar dari jumlah muatan negatif dan dikatakan atom bermuatan positif. Sebaliknya jika elektron dari atom lain datang pada susunan atom maka jumlah muatan positif akan lebih kecil dari jumlah muatan negatif, dan dikatakan atom bermuatan negatif. Ketika batang plastik digosok dengan kain, menjadi bermuatan negatif. Karena beberapa elektron dari atom kain berpindah ke batang plastik sehingga batang plastik kelebihan elektron dan akibatnya plastik bermuatan negatif. Jika batang kaca digosok dengan kain sutera, beberapa elektron meninggalkan atomatom dalam batang kaca. Batang kaca akan kekurangan elektron, akibatnya batang kaca bermuatan positif. Apabila dua muatan yang sejenis didekatkan satu sama lain maka akan tolak menolak, sedangkan jika berlawanan jenis didekatkan satu sama lain maka akan tarik menarik. B. Hukum Coulomb Telah diketahui bahwa dua muatan sejenis yang didekatkan akan tolak menolak dan dua muatan yang berlawanan jenis akan tarik menarik. Faktor apa saja yang mempengaruhi besar kecilnya gaya tarik dan gaya tolak antarmuatan listrik tersebut? Pertanyaan ini dijawab oleh Charles de Coulomb (1736-1806) pada tahun 1780-an. Hasil eksperimen Coulomb menunjukkan bahwa gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua muatan listrik berbanding lurus dengan besar setiap muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua muatan tersebut. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Coulomb dan secara matematis dinyatakan dengan persamaan :
(Persamaan 2.1) dengan, F = gaya coulomb (N) q = muatan listrik (coulomb, disingkat C) r = jarak antara kedua muatan (m), dan k = konstanta kesebandingan ( Konstanta k pada persamaan 2.1 berkaitan dengan permivitivitas listrik ruang hampa ( ), dan memenuhi hubungan (Persamaan 2.2) Jika nilai dimasukkan ke persamaan 2.2 diperoleh persamaan 2.1 menyatakan besar gaya coulomb antar muatan listrik. Arah gaya coulomb pada tiap muatan selalu berada pada garis hubung antara kedua muatan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Contoh soal : 1. Hitunglah besar gaya yang bekerja pada masing-masing partikel pada gambar berikut. Apakah sifat gayanya tarik menarik atau tolak menolak? q 1 = -4 μc q 2 = 5 μc r = 0,2 m
Jawab : Sifat gaya tarik menarik karena berlawanan jenis F 12 F 21 2. Hitung gaya coulomb yang bekerja pada q 3 untuk konfigurasi muatan titik seperti gambar di bawah. Q 1 = +2,5 μc R 13 = 0,5 m 0,3 m 0,3 m R 23 = 0,5 m Q 2 = +2,5 μc Jawab : Q 3 = +3,0 μc F 32 F 3 Karena muatan Q 1 dan Q 2 sama, maka bisa disimpulkan bahwa F 32 dan F 31 bernilai sama tetapi arahnya berbeda. Dari gambar bisa diketahui bahwa besar sudut θ adalah F 31 Berdasarkan rumus resultan vektor : Dengan F 31 = F 32, dan, maka
Jadi, Arah F 3 adalah pada sumbu x positif.