Modul IPA terintegrasi

Khoiatul Aima

MODUL IPA TERINTEGRASI
Materi Getaran dan Sistem Pernapasan
Program Studi Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam
Fakultas Ilmu Pendidikan
Universitas Trunojoyo Madura
2021 1

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat
dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan tugas buku ajar ini dengan
tepat waktu. Dalam rangka untuk memenuhi tugas mata kuliah
“Pembelajaran IPA Terpadu”. Modul ini berisi penjelasan tentang segala
hal yang berkaitan dengan getaran dan sistem pernapasan yang dikaitkan
dalam pembelajaran IPA. Oleh karena itu, penulis berharap dengan adanya
modul ini dapat memberikan sedikit ilmu pengetahuan dan menambah
wawasan mengenai pembelajaran IPA bagi para pembaca maupun bagi
penulis.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang
terlibat dalam penyelesaian makalah ini. Khususnya kepada Ibu Wiwin
Puspita Hadi, S.Si., M.Pd., selaku dosen pengampu mata kuliah
“Pembelajaran IPA Terpadu” yang telah memberikan penugasan ini sebagai
bahan wawasan dan pengetahuan bagi penulis. Ucapan terimakasih juga
ditujukan kepada orang tua yang telah membantu dan memberi pengertian
dalam melaksanakan tugas ini dan teman-teman yang telah mendukung
dalam menyusun modul ini hingga selesai.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan modul ini masih belum
sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun dari pembaca untuk menjadikannya acuan dalam penyusunan
modul agar lebih baik lagi. Penulis berharap modul ini dapat menambah
wawasan bagi pembaca dan dapat bermanfaat untuk perkembangan dan
peningkatan ilmu pengetahuan.

Pati, 3 Juni 2021

Khoiatul Aima
180641100005

i

DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR..................................................................................................... i
DAFTAR ISI ................................................................................................................... ii
PENDAHULUAN.......................................................................................................... 1
PEMETAAN KOMPETENSI ..................................................................................... 2
PENYELIDIKAN GETARAN DAN FREKUENSI PERNAPASAN ............... 3

A. Tujuan Pembelajaran........................................................................................... 3
B. Peran Guru dan Orang Tua................................................................................. 3
C. Aktivitas Pembelajaran........................................................................................ 4

Aktivitas 1 Menyelidiki getaran......................................................................... 4
Aktivitas 2 Menghitung frekuensi pernapasan ............................................... 7
D. Evaluasi.................................................................................................................. 8
E. Rangkuman ........................................................................................................... 8
F. Kunci jawaban/ pedoman penilaian.................................................................. 8

ii

PENDAHULUAN

Modul ini merupakan bahan ajar yang dirancang untuk siswa dan
digunakan dalam belajar mandiri. Modul ini akan membantu dan
memberikan pengalaman belajar yang bermakna bagi siswa untuk
mencapai kompetensi yang dituju secara mandiri. Belajar mandiri adalah
proses belajar aktif yang siswa lakukan dengan menggunakan modul ini.
Dalam belajar aktif, dibutuhkan dorongan niat atau motif Ananda untuk
menguasai kompetensi yang telah ditetapkan.

Sebagai bahan ajar, unsur pokok modul ini terdiri atas (a) tujuan
pembelajaran, (b)aktivitas pembelajaran, dan (c) evaluasi. Tujuan
pembelajaran menjadi sasaran penguasaan kompetensi yang dituju dalam
belajar. Aktivitas pembelajaran berupa aktivitas-aktifitas yang siswa akan
lakukan agar memperoleh pengalaman-pengalaman belajar yang bermakna
dalam mencapai tujuan pembelajaran. Evaluasi adalah proses penentuan
kesesuaian antara proses dan hasil belajar dengan tujuan pembelajaran.
Dalam hal ini, evaluasi bertujuan untuk memberikan latihan sekaligus
mengukur tingkat ketercapaian kompetensi yang siswa peroleh sesuai
dengan tujuan pembelajaran.

Aktivitas belajar dalam modul ini berpusat pada diri siswa, bukan
pada guru maupun materi ajar. Artinya siswa merupakan subjek yang aktif
dan bertanggung jawab dalam pembelajaran siswa sendiri sesuai dengan
kecepatan belajar siswa. Strategi dalam modul ini memfasilitasi belajar
bermakna. Aktivitas-aktivitas belajar siswa dalam modul ini sedapat
mungkin memaksimalkan potensi semua sumber belajar yang ada di
lingkungan sekitar siswa. Amati dan manfaatkanlah.

Tetap semangat dan selamat belajar!

1

PEMETAAN KOMPETENSI

Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian Kompetensi

3.11. Menganalisis konsep 1. Menelaah konsep getaran

getaran, gelombang dan 2. Mengidentifikasi frekuensi

bunyi dalam kehidupan getaran

sehari-hari termasuk sistem 3. Menentukan konsep pengukuran

pendengaran manusia dan frekuensi

sistem sonar pada hewan

4.11. Menyampaikan hasil 1. Mendemonstrasikan percobaan

percobaan tentang getaran, pengukuran frekuensi

gelombang atau bunyi

2

MENYELIDIKI GETARAN DAN
FREKUENSI PERNAPASAN

A. Tujuan Pembelajaran
1. Melalui penyelidikan, siswa dapat menganalisis konsep getaran
2. Melalui penyelidikan, siswa dapat menyajikan data hasil percobaan
getaran
3. Mengetahui kecepatan pernapasan per menit (frekuensi)
4. Mengetahui factor-faktor yang mempengaruhi irama pernapasan

B. Peran Guru dan Orang Tua
1. Peran Guru
☞ Selama pembelajaran, siswa akan didampingi dan dibimbing oleh
guru
☞ Pada pembelajaran ini, siswa akan melakukan banyak aktivitas
selain membaca, mengamati gambar, dan bekerja kelompok
dengan teman
☞ Tanyakan hal-hal yang belum dipahami atau dikuasai tentang
getaran dan frekuensi pernapasan kepada guru sesegera mungkin
☞ Menyiapkan media/alat, bahan dan sumber belajar yang siswa
butuhkan untuk kegiatan pembelajaran

2. Peran Orang Tua
☞ Pada pembelajaran ini, siswa dapat meminta bantuan kepada
orang tua untuk menyiapkan sumber belajar (buku atau sumber
referensi lain) mengenai getaran dan frekuensi pernapasan
☞ Siswa boleh meminta kepada orang tua untuk membelikan paket
data jika diperlukan referensi materi dari internet dan mengikuti
pembelajaran atau diskusi

3

C. Aktivitas Pembelajaran
Aktivitas 1
Menyelidiki getaran

Pernahkah anda menaiki ayunan atau melihat orang bermain ayunan?
Jika belum pernah, cobalah naik ayunan yang ada di lingkungan sekitar
anda atau carilah video yang berisi orang bermain ayunan. Perhatikan
Gambar 1.1 untuk lebih memahami getaran ayuanan.

Sumber: Pertiwi,2008
Gambar 1.1 Ayunan

Pada saat kursi ayunan belum disimpangkan, posisi kursi ada di
titik O. Titik O ini disebut sebagai titik kesetimbangan. Apabila
kursi ditarik hingga posisi A, lalu dilepas, maka kursi tersebut akan
bergerak bolak-balik melalui titik-titik A,O,B,O,A,O dan
seterusnya. Kursi ayunan tersebut dikatakan bergerak. Gerak
ayunanan ini disebut contoh getaran. Dapatkah anda
menunjukkan contoh-contoh lain getaran?
Benda dikatakan bergetar jika benda bergerak bolak-baliksecara
teratur melalui titik kesetimbangan. Satu getaran adalah gerak
bolak-balik melalui titik kesetimbangan dari titik awal Kembali ke
titik awal lagi, contohnya Gerakan kursi ayunan dari A,O,B,O,A.

4

Factor-faktor apa yang mempengaruhi getaran? Bersama-sama

dengan guru, teman, atau orang tua, lakukan kegiatan penyelidikan

berikut untuk memahami getaran. Pastikan anda melakukan

dengan cermat, teliti, dan penuh tanggung jawab.

1. Siapkan alat dan bahan:

a. 1 buah bandul

b. 1 buah stopwatch/jam

c. Tali nilon dengan Panjang 15 cm dan 30 cm

2. Ikatkan tali pada kaitan yang memungkinkan tali bisa bergerak

bebas seperti ayunan. Ikat bandul diujung tali bagian bawah.

3. Tarik bandul dengan memberi simpangan kecil (<10º)

kemudian lepaskan. Setelah bandul bergerak satu getaran,

hidupkan stopwatch!

4. Catatlah waktu yang diperoleh bandul bergerak bolak-balik

dengan jumlah getaran dan Panjang tali seperti yang tercantum

pada Tabel 1.1!

Tabel 1.1 Hasil Pengamatan Getaran Bandul

Panjang Jumlah Waktu Waktu untuk 1 Jumlah
tali (cm) getaran getaran (s) kali bergetar (s) gelombang dalam

5 1 sekon

10
15

15

20

5

10
30

15

20

5. Lengkapi Table 1.1 tersebut pada kolom waktu untuk 1 kali

bergetar dan jumlah getaran dalam sekon. Anda dapat

berdiskusi dengan teman atau bertanya kepada guru bagaimana

cara mengisinya.

5

6. Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran disebut
periode (T).
a. Bandingkan waktu yang diperlukan untuk melakukan 1
getaran dengan Panjang tali 15 cm dan 30 cm.
Waktu 1 getaran dengan Panjang tali 15 cm = ….. cm.
Waktu 1 getaran dengan Panjang tali 20 cm = ….. cm.
Apakah waktu yang diperlukan sama atau beda?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
b. Apakah Panjang tali mempengaruhi periode?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

7. Jumlah getaran yang terjadi dalam satu sekon disebut frekuensi
(f).
a. Bandingkan jumalh getaran yang terjadi dalam satu sekon
dengan Panjang tali 15 cm dan 30 cm.
Jumlah getaran dengan panjang tali 15 cm = …… cm.
Jumlah getaran dengan panjang tali 30 cm = ….. cm.
Apakah jumlah getaran yang terjadi dalam satu sekon sama
atau berbeda?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
b. Apakah Panjang tali mempengaruhi frekuensi?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

8. Ratna melakukan percobaan serupa di dalam pesawat ruang
angkasa yang mendarat di Bulan. Percepatan gravitasi Bulan
adalah 1/6 kali percepatan gravitasi Bumi.
a. Menurut anda apakah hasil percobaan yang dilakukan
Ratna akan sama dengan hasil percobaan anda? (pastikan
anda mencari informasi sebelum menjawab)
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

6

b. Apakah percepatan gravitasi mempengaruhi periode?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

c. Apakah percepatan gravitasi mempengaruhi frekuensi?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

9. Kesimpulan apa yang dapat anda Tarik dari kegiatan ini terkain
dengan factor-faktor yang mempengaruhi getaran?
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

Petunjuk:
Mintalah bimbingan dari guru atau orang tua jika anda mengalami
kesulitan dalam mengerjakan aktivitas ini.
Tunjukkan kepada guru hasil pekerjaan yang telah anda kerjakan untuk
mendapatkan masukan. Buatlah laporan kegiatan yang ada lakukan dapat
dikumpulkan berupa word.

Berdasrkan percobaan untuk menyelidiki getaran, dapat diketahui bahwa
Panjang tali pada bandul berpengaruh terhadap periode getaran. Semakin
Panjang tali, maka semakin besar periode getaran dan semakin kecil
frekuensinya. Percepatan gravitasi juga berpengaruh terhadap periode
getaran. Semakin besar nilai percepatan gravitasi, maka semakin kecil
periode getaran dan semakin besar frekuensinya. Besar periode berbanding
terbalik dengan frekuensi.

Aktivitas 2
Menghitung frekuensi pernapasan

Frekuensi pernapasan adalah banyaknya napas seseorang setiap
menitnya. Frekuensi pernapasan menentukan tingkat pernapasan

7

seseorang. Tingkat pernapasan normal untuk orang dewasa saat istirahat
adalah 12 sampai 20 napas per menit. Tingkat pernapasan 12 dan di atas
25 napas per menit dianggap tidak normal. Hal ini dapat disebabkan
karena penyakit, penggunaan obat, atau kondisi psikologis seseorang.
Tingkat pernapasan normal saat istirahat pada tingkatan usia adalah
sebagai berikut:

☞ Bayi baru lahir – 6 bulan: 30-60 napas per menit

☞ 6-12 bulan: 24-30 napas per menit

☞ 1-5 tahun: 20-30 napas per menit

☞ 6-12 tahun: 12-20 napas per menit

☞ 12 tahun ke atas: 12-20 napas per menit
Bayi dan anak-anak balita biasanya bernapas lebih cepat daripada anak-
anak usia di atasnya dan orang dewasa. Berapakah frekuensi
pernapasanmu? Lakukan kegiatan berikut.

Kegiatan:

1. Menyiapkan alat dan bahan

a. Stopwatch atau jam

b. Kertas dan alat tulis

2. Bekerja secara kelompok. Usahakan dalam kelompok tersebut

terdapat anggota laki-laki dan perempuan.

3. Lakukan perhitungan napas selama 15 detik untuk masing-masing

kegiatan tersebut. Kalikan jumlah napas dengan empat (4) untuk

menghitung frekuensi pernapasan anda setiap menitnya. Lakukan

masing-masing kegiatan dengan mengulang 2 kali.

4. Catat hasil perhitungan anda dalam Tabel 1.2 berikut.

Faktur yang mempengaruhi Frekuensi pernapasan Rerata

frekuensi pernapasan Ulangan 1 Ulangan 2

Jenis Laki-laki

kelamin Perempuan

Berbaring

8

Posisi Duduk
tubuh Berdiri
Duduk
Kegiatan/ Berjalan
Aktivitas selama 1 menit
Berlari selama
tubuh 1 menit

Bahan analisis dan diskusi
1. Berdasarkan data hasil percobaan, manakah yang lebih tinggi

frekuensi pernapasan laki-laki atau perempuan? Menurut anda
mengapa demikian?
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………..
2. Posisi tubuh manakah yang memiliki frekuensi pernapasan paling
tinggi? Menurut anda mengapa demikian?
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………..
3. Menurut anda, apakah kegiatan tubuh mempengaruhi frekuensi
pernapasan? Mengapa demikian?
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………..
4. Berdasarkan hasil percobaan dan analisis data hasil percobaan dan
analisis yang anda lakukan, hal apa saja yang dapat anda
simpulkan?
………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………..

9

D. Evaluasi

1. Lengkapi persamaan berikut dengan menggunakan masing-masing
istilah di dalam kotak, untuk mendeskripsikan kapasitas paru-paru
dan frekuensi pernapasan manusia.

Volume udara tidal Jumlah pernapasan Volume udara residu

Kapasitas vital Volume udara tidal Volume udara komplementer

Volume udara suplementer

Kapasitas vital paru-paru= ………………… + ……………… + …………….
Kapasitas total paru-paru= ………………... + ………………
Frekuensi pernapasan= ……………… x ……………..
2. Selesaikan soal berikut.
Jika ayunan sederhana bergetar sebanyak 60 kali dalam waktu 15
sekon, tentukan:
a. Frekuensi ayunan, dan
b. Periode ayunan

3. Lengkapi table berikut dengan memberi tanda centang (√) pada
kolom benar atau salah
No. Pernyataan Benar Salah
Getaran adalah gerak bolak-balik secara
1.
teratur melalui titik kesetimbangan
Panjang tali berpengaruh pada besarnya
2.
periode getaran

10

3. Satuan frekuensi adalah Hz
4. Gerak ayunan merupakan contoh gerak

E. Rangkuman

1. Getaran adalah gerak bolak-balik melalui titik kesetimbangannya
yang energinya akan merambat dalam bentuk gelombang.

2. Gerak ayunan merupakan contoh getaran.
3. Frekuensi pernapasan adalah banyaknya napas seseorang setiap

menitnya.
4. Frekuensi pernapasan adalah volume udara tidal kali jumlah

pernapasan

F. Kunci jawaban/ pedoman penilaian

Kunci jawaban

1. Kapasitas vital paru-paru= volume udara tidal + Volume udara

komplementer + volume udara supplementer

Kapasitas total paru-paru= kapasitas vital + volume udara residu

Frekuensi pernapasan= volume udara tidal x jumlah pernapasan

2. Menentukan frekuensi dan periode:

a. Frekuensi ayunan

f = 60 / 15 sekon

f = 4 Hz

b. Periode ayunan

T = 15 sekon / 60

T = ¼ sekon

3. Lengkapi table berikut dengan memberi tanda centang (√) pada

kolom benar atau salah

No. Pernyataan Benar Salah

Getaran adalah gerak bolak-balik secara √
1.

teratur melalui titik kesetimbangan

11

Panjang tali berpengaruh pada besarnya √
2.
√
periode getaran √
3. Satuan frekuensi adalah Hz
4. Gerak ayunan merupakan contoh gerak

Pedoman penilaian

Skor soal nomor 1 :4

Skor soal nomor 2 : 8

Skor soal nomor 3 :8

Jumlah skor maksimal = 20

Nilai = Jumlah skor x 5

12